CN110863811A - 一种多分支区域压裂工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油领域，尤其用于采油或采气领域使用的一种多分支区域压裂工具。它解决大区块，大范围水力压裂的问题。其技术方案是：上接头上端和上部管柱丝扣连接，上接头下端和上筒体上端丝扣连接；下筒体上端和上筒体下端丝扣连接，上筒体下端和引锥上端丝扣连接；动力转轴置入上筒体内腔，动力转子下部的丝杠轴和丝杠螺母配合，构成丝杠螺母副；绕管轴体上端和动力转轴下端丝扣连接，绕管轴体下端和导向头丝扣连接；六根连续油管分别呈螺旋状缠绕在绕管轴体外圆中部的六条螺旋凹槽内。本发明扩大了压裂管道工作范围，扩大了压裂作业的区域，有利于展开更大面积的区域型压裂作业，有利于提高油气采收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油领域，尤其用于采油或采气领域使用的一种多分支区域压裂工具。
背景技术
在石油天然气行业中，压裂作业可以使地层产生裂缝，改善地下流动环境，增加油气井产量，尤其是低渗透油井实现增产。水力压裂的主要原理是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流的填砂裂缝，使油井达到增产增注的目的。
在水力压裂中，了解造缝的形成条件、裂缝的形态和方位，对有效的发挥压裂在增产增注领域是很重要的；在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以提高开采速度，而且可以提高最终采收率。目前国内外广泛使用的压裂工艺是采用封隔器分层压裂，根据选用的封隔器与管柱差异，可以在产层形成多种压裂方案。但是目前的压裂方式，均是在单井眼实现压裂液释放，压裂液在产层流动受地层裂缝影响大，对于局部产层难以达到理想压裂效果，区域性大面积压裂效果受到产层地质结构的限制较大。
基于上述技术背景，本发明特提供一种多分支区域压裂工具，适应区域压裂需求，实现更大区块、更大范围的压裂作业，提高油气最终采收率。
发明内容
本发明的目的是：为了解决大区块，大范围水力压裂的问题，特提供一种多分支区域压裂工具。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多分支区域压裂工具，是由上接头、上筒体、动力转轴、防转销、丝杠螺母、绕管轴体、连续油管、下筒体、水力喷射头、导向头和引锥构成；其结构特征是：上接头上端和上部管柱丝扣连接，上接头下端和上筒体上端丝扣连接；下筒体上端和上筒体下端丝扣连接，上筒体下端和引锥上端丝扣连接；上筒体中部周向均匀设置两个螺纹孔，两个防转销分别固定在上筒体中部两个螺纹孔内；丝杠螺母置入上筒体内腔中部，防转销插入丝杠螺母外圆上的定位孔内；动力转轴上部设置有螺旋叶片，动力转轴中部设置有引流孔连通内外腔空间，动力转轴外圆下部设置有丝杠轴；动力转轴置入上筒体内腔，动力转子下部的丝杠轴和丝杠螺母配合，构成丝杠螺母副；绕管轴体外圆上部设置一台阶面，绕管轴体上部周向均匀设置六个分流孔连通内腔盲孔和外圆上部的台阶面，绕管轴体外圆中部周向均匀设置六条螺旋凹槽；绕管轴体上端和动力转轴下端丝扣连接，绕管轴体下端和导向头丝扣连接；六根连续油管上端分别和绕管轴体上部的六个分流孔连接，六根连续油管上端固定在绕管轴体外圆上部的台阶面上，六根连续油管分别呈螺旋状缠绕在绕管轴体外圆中部的六条螺旋凹槽内；下筒体上部周向均匀设置六个扶正筋，六个扶正筋上设置有导向孔连通下筒体内外腔空间，导向孔中心轴线与连续油管螺旋状缠绕的螺旋线相切；连续油管下端与水力喷射头焊接固定，连续油管下端和水力喷射头插入下筒体扶正筋上的导向孔内；动力转轴外圆下部丝杠轴的螺距与绕管轴体外圆中部螺旋凹槽的螺距相等。
本发明的有益效果是：（1）本发明压裂液作为工作动力，控制简单；（2）本发明扩大了压裂管道工作范围，扩大了压裂作业的区域，有利于展开更大面积的区域型压裂作业；（3）本发明在单一井眼内形成多分支井构造，有利于提高油气采收率。
附图说明
图1是本发明一种多分支区域压裂工具连续油管收回状态的结构示意图。
图2是本发明一种多分支区域压裂工具连续油管伸出状态的结构示意图。
图3是图1A-A截面的剖视图。
图4是图1B-B截面的剖视图。
图5是动力转轴的三维结构示意图。
图6是绕管轴体的三维结构示意图。
图中：1-上接头、2-上筒体、3-动力转轴、4-防转销、5-丝杠螺母、6-绕管轴体、7-连续油管、8-下筒体、9-水力喷射头、10-导向头、11-引锥、31-螺旋叶片、32-引流孔、33-丝杠轴、61-分流孔、62-螺旋凹槽。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明一种多分支区域压裂工具，是由上 接头1、上筒体2、动力转轴3、防转销4、丝杠螺母5、绕管轴体6、连续油管7、下筒体8、 水力喷射头9、导向头10和引锥11构成。其结构特征是：上接头1上端和上部管柱丝扣连 接，上接头1下端和上筒体2上端丝扣连接；下筒体8上端和上筒体2下端丝扣连接，上筒 体2下端和引锥11上端丝扣连接；上筒体2中部周向均匀设置两个螺纹孔，两个防转销4分 别固定在上筒体2中部两个螺纹孔内；丝杠螺母5置入上筒体2内腔中部，防转销4插入丝 杠螺母5外圆上的定位孔内；动力转轴3上部设置有螺旋叶片31，动力转轴3中部设置有引 流孔32连通内外腔空间，动力转轴3外圆下部设置有丝杠轴33；动力转轴3置入上筒体2 内腔，动力转子下部的丝杠轴33和丝杠螺母5配合，构成丝杠螺母副；绕管轴体6外圆上部 设置一台阶面，绕管轴体6上部周向均匀设置六个分流孔61连通内腔盲孔和外圆上部的台阶 面，绕管轴体6外圆中部周向均匀设置六条螺旋凹槽62；绕管轴体6上端和动力转轴3下端 丝扣连接，绕管轴体6下端和导向头10丝扣连接；六根连续油管7上端分别和绕管轴体6上 部的六个分流孔61连接，六根连续油管7上端固定在绕管轴体6外圆上部的台阶面上，六根 连续油管7分别呈螺旋状缠绕在绕管轴体6外圆中部的六条螺旋凹槽62内；下筒体8上部周 向均匀设置六个扶正筋，六个扶正筋上设置有导向孔连通下筒体8内外腔空间，导向孔中心 轴线与连续油管7螺旋状缠绕的螺旋线相切；连续油管7下端与水力喷射头9焊接固定，连 续油管7下端和水力喷射头9插入下筒体8扶正筋上的导向孔内；动力转轴3外圆下部丝杠 轴33的螺距与绕管轴体6外圆中部螺旋凹槽62的螺距相等。
本发明进入压裂区域，地面泵入压裂液，动力转轴3上部的螺旋叶片31在压裂液水力冲击作用下驱动动力转轴3周向旋转，在丝杠螺母5的作用下，动力转轴3周向旋转的同时轴向下移；绕管轴体6和动力转轴3同步运动，即做周向旋转和轴向下移的复合运动，连续油管7在绕管轴体6驱动下，连续油管7下端和水力喷射头9从下筒体8扶正筋上的导向孔内伸出，在伸出的过程中，水力喷射头9向地层喷出高压水射流，破碎地层，形成前进通道；绕管轴体6下移到最低位置，连续油管7完全张开进入地层内，此时压裂液从六个水力喷射头9压入地层，对油层区块进行大面积压裂作业，提高油气采收率。
Claims (2)
1.一种多分支区域压裂工具，是由上接头（1）、上筒体（2）、动力转轴（3）、防转销（4）、丝杠螺母（5）、绕管轴体（6）、连续油管（7）、下筒体（8）、水力喷射头（9）、导向头（10）和引锥（11）构成；其特征是：上接头（1）上端和上部管柱丝扣连接，上接头（1）下端和上筒体（2）上端丝扣连接；下筒体（8）上端和上筒体（2）下端丝扣连接，上筒体（2）下端和引锥（11）上端丝扣连接；上筒体（2）中部周向均匀设置两个螺纹孔，两个防转销（4）分别固定在上筒体（2）中部两个螺纹孔内；丝杠螺母（5）置入上筒体（2）内腔中部，防转销（4）插入丝杠螺母（5）外圆上的定位孔内；动力转轴（3）上部设置有螺旋叶片（31），动力转轴（3）中部设置有引流孔（32）连通内外腔空间，动力转轴（3）外圆下部设置有丝杠轴（33）；动力转轴（3）置入上筒体（2）内腔，动力转子下部的丝杠轴（33）和丝杠螺母（5）配合，构成丝杠螺母副；绕管轴体（6）外圆上部设置一台阶面，绕管轴体（6）上部周向均匀设置六个分流孔（61）连通内腔盲孔和外圆上部的台阶面，绕管轴体（6）外圆中部周向均匀设置六条螺旋凹槽（62）；绕管轴体（6）上端和动力转轴（3）下端丝扣连接，绕管轴体（6）下端和导向头（10）丝扣连接；六根连续油管（7）上端分别和绕管轴体（6）上部的六个分流孔（61）连接，六根连续油管（7）上端固定在绕管轴体（6）外圆上部的台阶面上，六根连续油管（7）分别呈螺旋状缠绕在绕管轴体（6）外圆中部的六条螺旋凹槽（62）内；下筒体（8）上部周向均匀设置六个扶正筋，六个扶正筋上设置有导向孔连通下筒体（8）内外腔空间，导向孔中心轴线与连续油管（7）螺旋状缠绕的螺旋线相切；连续油管（7）下端与水力喷射头（9）焊接固定，连续油管（7）下端和水力喷射头（9）插入下筒体（8）扶正筋上的导向孔内；
地面泵入压裂液，动力转轴（3）上部的螺旋叶片（31）在压裂液水力冲击作用下驱动动力转轴（3）周向旋转，在丝杠螺母（5）的作用下，动力转轴（3）周向旋转的同时轴向下移；绕管轴体（6）和动力转轴（3）同步运动，即做周向旋转和轴向下移的复合运动，连续油管（7）在绕管轴体（6）驱动下，连续油管（7）下端和水力喷射头（9）从下筒体（8）扶正筋上的导向孔内伸出，在伸出的过程中，水力喷射头（9）向地层喷出高压水射流，破碎地层，形成前进通道；绕管轴体（6）下移到最低位置，连续油管（7）完全张开进入地层内，此时压裂液从六个水力喷射头（9）压入地层，对油层区块进行大面积压裂作业。
2.根据权利要求1所述的多分支区域压裂工具，其特征在于：所述动力转轴（3）外圆下部丝杠轴（33）的螺距与绕管轴体（6）外圆中部螺旋凹槽（62）的螺距相等。
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