CN115059436B - 一种油气开采水力压裂用射孔器 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油开采设备技术领域，且公开了一种油气开采水力压裂用射孔器。本发明通过器体左侧输入进来的压裂液积蓄压力增大后，推动活塞柱克服弹簧一的弹力和器体右端压力后向右移动，直至打开喷射槽，压裂液进入喷射槽内后从喷嘴喷出，对油层进行冲击产生凹陷，在压力下裂缝产生的速度更快，喷嘴的喷出速度慢，器体内压裂液压力继续增加，活塞柱继续向右移动，滑套移动将放压孔打开，器体内压力下降，活塞柱在外部油层压力作用下向左移动关闭喷射槽，推拉套在滑套上滑动后推动滑套向左移动，关闭放压孔，重复上述活塞柱向右移动步骤，从喷嘴喷出的压裂液，每次喷出压力都要更大，对油层冲击力更大，裂缝产生速度更快。

Description

一种油气开采水力压裂用射孔器

技术领域

本发明属于石油开采设备技术领域，具体为一种油气开采水力压裂用射孔器。

背景技术

喷砂射孔压裂是油气井后期开发增产的一种措施，利用水力喷砂射孔压裂装置通过底面向井底输送高压含砂液流，在井下目标层进行通井、洗井、井筒试压、射孔、压裂，实现油井在开发的后期进一步增产的目的。

水力压裂就是利用地面高压泵，通过井筒向油层挤注具有高粘度的压裂液，当注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时，则在井底油层上形成很高的压力，当这种超过井底附近油层岩石的破裂压力时，油层将被压开并产生裂缝，这时，继续不停地向油层挤注压裂液，裂缝就会继续向油层内部扩张，现有的一种射孔器，包括外筒、滑套、喷嘴、下接头和密封球，直径大的上外筒通过下接头与直径小的下外筒固定套装，在注入压裂液时，首先向注入管内放入直径与下外筒内配合的滑套内径配合，带动滑套移动，将下外筒上的喷嘴打开，冲击油层产生裂缝，然后放入直径大的密封球与上一个滑套配合，将上方的喷嘴打开。

这样的射孔器在使用过程中，通过密封球的设置，只有一个喷嘴进行喷射，当管套内压裂液压力比油层内压力大，设备喷射的次数只有一次，导致该射孔器工作产生裂缝时效率差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气开采水力压裂用射孔器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油气开采水力压裂用射孔器，包括器体，所述器体的左端固定套装有油管，所述器体右侧的内部开设有喷射槽，所述喷射槽在器体右侧周向平均分布，所述喷射槽的左端与器体的中孔联通，所述器体的内腔活动套装有活塞柱，所述活塞柱与喷射槽的左侧配合，所述活塞柱的右端固定安装有弹簧一，所述活塞柱右端伸长与器体的右端联通，所述器体右侧的外表面且与喷射槽联通开设有喷嘴，所述器体左侧的外表面且与器体的内孔联通有放压孔，所述器体内孔左侧活动套装有滑套，所述滑套的右端固定安装有弹簧二，所述活塞柱的左端一体成型有连接杆，所述连接杆的左端一体成型有推拉套，所述滑套左侧的内腔固定套装有止推套。

作为优选，所述连接杆在活塞柱的左端周向分布，与器体套装后交错于喷射槽。

作为优选，所述滑套向右移动打开放压孔的行程大于活塞柱向右移动打开喷射槽的行程。

作为优选，所述喷嘴的喷出速度小于油管的输送速度，所述放压孔的喷出速度大于油管的输送速度。

作为优选，所述器体内孔的右端且位于弹簧一的右侧套装有弹簧气囊，所述弹簧气囊的右端套装有塞环，所述喷射槽内滑动套装有活塞板，所述器体的内壁且与塞环配合安装有摩擦压板，所述摩擦压板与活塞板配合面为突出斜面，所述活塞板的右端固定安装有弹簧三，所述弹簧三的右端固定安装有支柱，所述器体的内壁且与弹簧一配合固定安装有气压板，所述弹簧气囊与气压板之间连接有压力阀。

作为优选，所述活塞柱右端的中部穿过弹簧气囊与塞环，

作为优选，所述支柱的右端中部开设有通孔。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过活塞柱的设置配合打开喷嘴与放压孔，使得器体左侧输入进来的压裂液积蓄压力增大后，推动活塞柱克服弹簧一的弹力和器体右端压力后向右移动，直至打开喷射槽，压裂液进入喷射槽内后从喷嘴喷出，对油层进行冲击产生凹陷，在压力下裂缝产生的速度更快，喷嘴的喷出速度慢，器体内压裂液压力继续增加，活塞柱继续向右移动，滑套移动将放压孔打开，器体内压力下降，活塞柱在外部油层压力作用下向左移动关闭喷射槽，推拉套在滑套上滑动后推动滑套向左移动，关闭放压孔，重复上述活塞柱向右移动步骤，从喷嘴喷出的压裂液，每次喷出压力都要更大，对油层冲击力更大，裂缝产生速度更快。

2、本发明通过弹簧气囊与气压板的设置，被压力阀联通，使得油层内压力增加后能够推动塞环移动压缩弹簧气囊将气体输送到气压板内，气压板增压变形凸出，使得活塞柱在往复过程中，受到气压板的摩擦力越来越大，器体内蓄积的压裂液压力也会越来越大，保证油层压力增大后每次冲击出喷嘴压裂液的冲击力，同时使得喷嘴在喷射时，活塞板移动与摩擦压板配合，摩擦压板压紧塞环不让其移动，防止气压板内气体回流到弹簧气囊内，造成活塞柱受到气压板的摩擦力减小，蓄积的压力不足，保证设备的具有更强的冲击产生裂缝。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图；

图2为本发明图1的局部结构示意图；

图3为本发明图1中A处放大结构示意图；

图4为本发明活塞柱与滑套配合立体结构示意图；

图5为本发明图4剖视结构示意图；

图6为本发明活塞柱与滑套配合透视结构示意图；

图7为本发明器体右视结构示意图。

图中：1、器体；2、油管；3、喷射槽；4、活塞柱；5、弹簧一；6、喷嘴；7、放压孔；8、滑套；9、弹簧二；10、连接杆；11、推拉套；12、止推套；13、弹簧气囊；14、塞环；15、摩擦压板；16、活塞板；17、弹簧三；18、支柱；19、压力阀；20、气压板。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明实施例中，一种油气开采水力压裂用射孔器，包括器体1，器体1的左端固定套装有油管2，器体1右侧的内部开设有喷射槽3，喷射槽3在器体1右侧周向平均分布，喷射槽3的左端与器体1的中孔联通，器体1的内腔活动套装有活塞柱4，喷射槽3的左侧开槽与活塞柱4的表面连通，活塞柱4的右端固定安装有弹簧一5，活塞柱4右端的中部伸长与器体1的右端内孔联通，器体1右侧的外表面开设有与喷射槽3联通的喷嘴6，器体1左侧的外表面开设有与器体1内孔联通的放压孔7，器体1内孔左侧活动套装有滑套8，滑套8的右端固定安装有弹簧二9，活塞柱4的左端一体成型有连接杆10，连接杆10在活塞柱4的左端周向均匀分布，使得连接杆10移动到喷射槽3所在位置，压裂液不会被连接杆10阻挡，进入到喷射槽3内然后喷出，达到对油层的高压冲击作用，连接杆10的左端一体成型有推拉套11，推拉套11套装在滑套8的内腔，滑套8左侧的内腔固定套装有止推套12，滑套8向右移动打开放压孔7的行程大于活塞柱4向右移动打开喷射槽3的行程，喷嘴6的喷出速度小于油管2的输送速度，放压孔7的喷出速度大于油管2的输送速度，使得器体1左侧输入进来的压裂液压力增大后，推动活塞柱4克服弹簧一5的弹力和器体1右端压力后向右移动，直至打开喷射槽3，压裂液进入喷射槽3内后从喷嘴6喷出，对油层进行冲击产生凹陷，在压力下裂缝产生的速度更快，喷嘴6的喷出速度慢，器体1内压裂液压力继续增加，活塞柱4继续向右移动，滑套8移动将放压孔7打开，器体1内压力下降，活塞柱4在外部油层压力作用下向左移动关闭喷射槽3，推拉套11在滑套8上滑动后推动滑套8向左移动，关闭放压孔7，重复上述活塞柱4向右移动步骤，从喷嘴6喷出的压裂液，每次喷出压力都要更大，对油层冲击力更大，裂缝产生速度更快，器体1内孔的右端固定安装有弹簧气囊13，弹簧气囊13的右端固定安装有塞环14，塞环14与器体1右端内孔活动套装，活塞柱4右端的中部穿过弹簧气囊13与塞环14，喷射槽3内滑动套装有活塞板16，器体1的内壁固定安装有与塞环14配合的摩擦压板15，摩擦压板15与活塞板16的配合面为突出斜面，活塞板16的右端固定安装有弹簧三17，弹簧三17的右端固定安装有支柱18，器体1的内壁且与弹簧一5配合固定安装有气压板20，弹簧气囊13与气压板20之间连接有压力阀19，使得油层内压力增加后能够推动塞环14移动压缩弹簧气囊13将气体输送到气压板20内，气压板20增压变形凸出，使得活塞柱4在往复过程中，受到气压板20的摩擦力越来越大，器体1内蓄积的压裂液压力也会越来越大，保证油层压力增大后喷嘴6压裂液的冲击力，同时使得喷嘴6在喷射时，活塞板16移动与摩擦压板15配合，摩擦压板15压紧塞环14不让其移动，防止气压板20内气体回流到弹簧气囊13内，造成活塞柱4受到气压板20的摩擦力减小，蓄积的压力不足，保证设备的冲击产生裂缝的作用，支柱18的右端中部开设有通孔，能够使得活塞板16向右移动，喷射槽3被堵住后，两侧受到相同的压力作用，活塞板16能够在弹簧三17的作用下向左移动回位，将摩擦压板15放松。

工作原理及使用流程：

将器体1放入到目标层后，向油管2内注入压裂液，输送到器体1内，活塞柱4左侧压力增大，克服弹簧一5和油层压力，推动活塞柱4移动打开喷射槽3，压裂液进入推动活塞板16向右移动，压裂液从喷嘴6喷出，器体1内左侧压力继续增大，活塞柱4继续向右移动，拉开滑套8，使得压裂液从放压孔7喷出，器体1内压力减小，油层压力增加，活塞柱4在油层压力作用下向左移动，推拉套11在滑套8上滑动一段时间后，推动滑套8向左移动关闭放压孔7，活塞板16两侧压力一样，在弹簧三17的作用下，活塞板16左移回位，油层压力增大后，能够推动塞环14向左移动，将弹簧气囊13内气体压入气压板20，气压板20增压变形，后续活塞柱4左侧压力增大后推动活塞柱4向右移动，活塞柱4与气压板20的滑动摩擦力增加，活塞柱4左侧压裂液压力蓄积的更大，打开喷射槽3后推动活塞板16移动从喷嘴6喷出，不断重复上述步骤，油层产生深裂缝。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种油气开采水力压裂用射孔器，包括器体（1），所述器体（1）的左端固定套装有油管（2），其特征在于：所述器体（1）右侧的内部开设有喷射槽（3），所述喷射槽（3）在器体（1）右侧周向平均分布，所述喷射槽（3）的左端与器体（1）的中孔联通，所述器体（1）的内腔活动套装有活塞柱（4），所述喷射槽（3）的左侧开槽与活塞柱（4）的表面连通，所述活塞柱（4）的右端固定安装有弹簧一（5），所述活塞柱（4）右端的中部伸长与器体（1）的右端内孔联通，所述器体（1）右侧的外表面开设有与喷射槽（3）联通的喷嘴（6），所述器体（1）左侧的外表面开设有与器体（1）内孔联通的放压孔（7），所述器体（1）内孔左侧活动套装有滑套（8），所述滑套（8）的右端固定安装有弹簧二（9），所述活塞柱（4）的左端一体成型有连接杆（10），所述连接杆（10）的左端一体成型有推拉套（11），所述推拉套（11）套装在滑套（8）的内腔，所述滑套（8）左侧的内腔固定套装有止推套（12）。

2.根据权利要求1所述的一种油气开采水力压裂用射孔器，其特征在于：所述连接杆（10）在活塞柱（4）的左端周向分布，与器体（1）套装后交错于喷射槽（3）。

3.根据权利要求1所述的一种油气开采水力压裂用射孔器，其特征在于：所述滑套（8）向右移动打开放压孔（7）的行程大于活塞柱（4）向右移动打开喷射槽（3）的行程。

4.根据权利要求1所述的一种油气开采水力压裂用射孔器，其特征在于：所述喷嘴（6）的喷出速度小于油管（2）的输送速度，所述放压孔（7）的喷出速度大于油管（2）的输送速度。

5.根据权利要求1所述的一种油气开采水力压裂用射孔器，其特征在于：所述器体（1）内孔的右端固定安装有弹簧气囊（13），所述弹簧气囊（13）的右端固定安装有塞环（14），所述塞环（14）与器体（1）右端内孔活动套装，所述喷射槽（3）内滑动套装有活塞板（16），所述器体（1）的内壁固定安装有与塞环（14）配合的摩擦压板（15），所述摩擦压板（15）与活塞板（16）的配合面为突出斜面，所述活塞板（16）的右端固定安装有弹簧三（17），所述弹簧三（17）的右端固定安装有支柱（18），所述器体（1）的内壁且与弹簧一（5）配合固定安装有气压板（20），所述弹簧气囊（13）与气压板（20）之间连接有压力阀（19）。

6.根据权利要求5所述的一种油气开采水力压裂用射孔器，其特征在于：所述活塞柱（4）右端的中部穿过弹簧气囊（13）与塞环（14）。

7.根据权利要求5所述的一种油气开采水力压裂用射孔器，其特征在于：所述支柱（18）的右端中部开设有通孔。