CN202250016U - 水力喷射分段压裂工具 - Google Patents

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郑油路
任泽
陈俊敏
梁新峰
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Abstract

一种水力喷射分段压裂工具,在联接管的外部设置有左扶正器,联接管的右端设置相互联为一体相同的1~10段水力射孔器,最后一段水力射孔器的外部设置有右扶正器的多孔管相联,多孔管的右端设置有引鞋,每一段水力射孔器由喷枪的右端与单向阀的左端联接构成。上述的喷枪为:在喷枪体的2个或3个径向平面中的每个径向平面内,径向均布加工有3个或4个喷嘴孔,一个径向平面内喷嘴孔与相邻一个径向平面内的喷嘴孔交错排列,一个径向平面与相邻一个径向平面之间的距离为15~25mm,在每个喷嘴孔内设置有喷嘴。本实用新型用于油气井射孔压裂时,缩短了作业时间,简化了施工流程,降低了工人的劳动强度,提高了油气井采收率。

Description

水力喷射分段压裂工具
技术领域
本实用新型属于从深井中开采油、气、可溶解或可溶化物质的方法或设备技术领域,具体涉及一种从油气井中开采油的水力喷射分段压裂工具。
背景技术
水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施,不仅广泛用于低渗透油气藏,而且在中、高渗油气藏的增产改造中也取得了很好的效果。它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,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导流能力的填砂裂缝,使井达到增产增注目的的工艺措施。
现有的水力喷射射孔和水力压裂采用分段压裂,使用针对射孔专门设计的水力喷射器先进行射孔,取出水力喷射器,再将水力压裂工具下入到井下,进行油气井压裂。特别对一井多层分层压裂改造来说,需要多次取出水力喷射器和水力压裂工具,作业程序复杂,周期长,费用高,同时,由于多次压井,对油气层尤其对低压、低产、低渗油气井,将造成很大的伤害。采用拖动油管式对油气井进行分层压裂改造,需要井口安装防喷系统。而且传统的水力压裂工具容易造成砂卡,不是对所有的油气井都适用,例如:其对于距离水层近的薄油气层无法实施,对于裸眼井、筛管井、需要分段压裂的水平井,油田常规水力压裂受到极大的限制。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述水力压裂工具的缺点,提供一种结构简单、无须机械封隔、造缝准确、有效隔离、一趟管柱多段压裂、集射孔压裂、隔离一体的水力喷射分段压裂工具。
解决上述技术问题所采用的技术方案是:在联接管的外部设置有左扶正器,联接管的右端设置相互联为一体相同的1~10段水力射孔器,最后一段水力射孔器的外部设置有右扶正器的多孔管相联,多孔管的右端设置有引鞋,每一段水力射孔器由喷枪的右端与单向阀的左端联接构成。上述的喷枪为:在喷枪体的2个或3个径向平面中的每个径向平面内,径向均布加工有3个或4个喷嘴孔,一个径向平面内喷嘴孔与相邻一个径向平面内的喷嘴孔交错排列,一个径向平面与相邻一个径向平面之间的距离为15~25mm,在每个喷嘴孔内设置有喷嘴。
本实用新型的2个径向平面位于喷枪体径向中心平面的两侧。3个径向平面中的1个径向平面为径向中心平面,另外两个径向平面位于径向中心线的两侧与径向中心平面相对称。
本实用新型的喷嘴的中心加工有喷射孔,喷射孔径向内侧为由内向外收敛形孔、外侧为与收敛形孔相互联通的直通孔,收敛形孔的中心线与直通孔的中心线为同一条中心线。
本实用新型的喷嘴直通孔的孔径为3~6mm,收敛形孔竖向剖面的斜边与喷射孔中心之间的夹角为30°~60°。
本实用新型的喷嘴为陶瓷喷嘴。
本实用新型的喷枪采用在不同的径向平面上不同相位安装喷嘴,一个径向平面内喷嘴与相邻一个径向平面内的喷嘴交错排列。采用这种结构的水力喷射分段压裂工具,在射孔时,逐层进行喷孔压裂,不需要对已压开的层段进行封堵,不需要井下封隔器,降低了井下作业的风险,大大缩短了现场施工作业时间,简化了施工流程,降低了工人的劳动强度,有效地解决了地层污染问题,水力推进喷射孔道与多裂缝结合,加大了储层流体的渗流面积,有效地提高了油气井采收率。本实用新型可用于裸眼井、套管井、筛管井的射孔压裂。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是图1中1段水力射孔器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明,但本实用新型不限于这些实施例。
实施例1
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在图1中,本实施例的水力喷射分段压裂工具由接油管1、左扶正器2、喷枪3、单向阀4、右扶正器5、多孔管6、引鞋7、联接管8联接构成。
在联接管8的外部焊接联接有左扶正器2,联接管8的右端通过螺纹联接有喷枪3,将本实用新型装入油井的井管内时,联接管8的左端通过螺纹与油管1相联,喷枪3的右端通过螺纹与单向阀4的左端相联,单向阀4用于将喷枪3与高压水泵联通后,进入喷枪3内的水被单向阀4的钢球4-1阻挡住,只能从喷枪3喷出射孔。单向阀4的右端通过螺纹与多孔管6的左端相联接,多孔管6的径向加工有通孔,通孔用于进入多孔管6的水从通孔流到井管内。多孔管6的外部焊接联接安装有右扶正器5,左扶正器2和右扶正器5用于喷枪3在水力射孔时支撑喷枪3的反作用力,保证射孔质量。多孔管6的右端通过螺纹联接安装有引鞋7,引鞋7用于本实用新型在井内钻孔作业前进时,起导向作用。
图2给出了本实用新型喷枪的1段水力射孔器的结构示意图。在图2中,夲实施例的1段水力射孔器由喷枪3和单向阀4联接构成,其中喷枪3由喷枪体3-1、喷嘴3-2联接构成。喷枪体3-1的左右两端内加工有内螺纹。在喷枪体3-1的径向中心平面上均布加工有3个径向喷嘴孔,一个喷嘴孔的中心线与相邻一个喷嘴孔的中心线之间的夹角为120°,喷枪体3-1上另外两个径向平面位于径向中心平面的两侧与径向中心平面相对称,另外两个径向平面与径向中心平面之间的距离为20mm,另外两个径向平面上均布加工有3个径向喷嘴孔,一个喷嘴孔的中心线与相邻一个喷嘴孔的中心线之间的夹角为120°,一个平面上的径向孔与相邻一个平面上的径向孔交错排列,一个平面上径向孔的中心线与相邻一个平面上径向孔的中心线之间的夹角为60°。
在每个喷嘴孔内通过螺纹联接安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2为陶瓷喷嘴,喷嘴3-2的中心加工有喷射孔,喷射孔径向内侧为由内向外收敛形孔、外侧为与收敛形孔相互联通的直通孔,收敛形孔的中心线与直通孔的中心线为同一条中心线,直通孔的孔径为4.5mm,收敛形孔竖向剖面的斜边与喷射孔中心之间的夹角为45°。
实施例2
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在本实例中,在喷枪体3-1的3个径向平面上均布加工有3个径向喷嘴孔,每个径向平面上径向孔的排列次序与实施例1相同。在每个喷嘴孔内通过螺纹联接安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2为陶瓷喷嘴,喷嘴3-2的中心加工有喷射孔,喷射孔径向内侧为由内向外收敛形孔、外侧为与收敛形孔相互联通的直通孔,收敛形孔的中心线与直通孔的中心线为同一条中心线,直通孔的孔径为3mm,收敛形孔竖向剖面的斜边与喷射孔中心之间的夹角为30°。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在本实例中,在喷枪体3-1的3个径向平面上均布加工有3个径向喷嘴孔,每个径向平面上径向孔的排列次序与实施例1相同。在每个喷嘴孔内通过螺纹联接安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2为陶瓷喷嘴,喷嘴3-2的中心加工有喷射孔,喷射孔径向内侧为由内向外收敛形孔、外侧为与收敛形孔相互联通的直通孔,收敛形孔的中心线与直通孔的中心线为同一条中心线,直通孔的孔径为6mm,收敛形孔竖向剖面的斜边与喷射孔中心之间的夹角为60°。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例4
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在以上的实施例1~3中,在喷枪体3-1的3个径向平面上均布加工有4个径向喷嘴孔,一个平面上的径向孔与相邻一个平面上的径向孔交错排列,一个平面上径向孔的中心线与相邻一个平面上径向孔的中心线之间的夹角为45°。在每个喷嘴孔内通过螺纹联接安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2的几何形状与相应的实施例相同。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例5
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在以上的实施例1~4中,在喷枪体3-1的3个径向平面上均布加工有径向喷嘴孔,在喷枪体3-1的径向中心平面上均布加工有径向喷嘴孔,喷枪体3-1上另外两个径向平面位于径向中心平面的两侧与径向中心平面相对称,另外两个径向平面与径向中心平面之间的距离为15mm,3个径向平面上的喷嘴孔个数以及排列次序与相应的实施例相同。在每个喷嘴孔上安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2的几何形状与相应的实施例相同。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例6
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在以上的实施例1~4中,在喷枪体3-1的3个径向平面上均布加工有径向喷嘴孔,在喷枪体3-1的径向中心平面上均布加工有径向喷嘴孔,喷枪体3-1上另外两个径向平面位于径向中心平面的两侧与径向中心平面相对称,另外两个径向平面与径向中心平面之间的距离为25mm,3个径向平面上的喷嘴孔个数以及排列次序与相应的实施例相同。在每个喷嘴孔上安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2的几何形状与相应的实施例相同。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例7
以1段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在以上的实施例1~6中,在喷枪体3-1的2个径向平面上均布加工有径向喷嘴孔,2个径向平面位于喷枪体3-1径向中心平面的两侧,2个径向平面之间的距离、2个径向平面上的喷嘴孔个数以及排列次序与相应的实施例相同。在每个喷嘴孔上安装有喷嘴3-2,喷嘴3-2的几何形状与相应的实施例相同。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例8
以5段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在以上的实施例1~7中,在联接管8的外部焊接连接有左扶正器2,联接管8的右端依次通过螺纹首尾联接安装有5段水力射孔器,5段水力射孔器的结构完全相同,最后一段水力射孔器的单向阀与多孔管6相联,多孔管6的外部焊接联接有右扶正器5,多孔管6的右端通过螺纹联接有引鞋7。
实施例9
以10段水力射孔器与其它零部件构成水力喷射分段压裂工具为例,其结构如下:
在以上的实施例1~7中,在联接管8的外部焊接连接有左扶正器2,联接管8的右端依次通过螺纹首尾联接安装有10段水力射孔器,5段水力射孔器的结构完全相同,最后一段水力射孔器的单向阀与多孔管6相联,多孔管6的外部焊接联接有右扶正器5,多孔管6的右端通过螺纹联接有引鞋7。

Claims (5)

1.一种水力喷射分段压裂工具,在联接管(8)的外部设置有左扶正器(2),联接管(8)的右端设置相互联为一体相同的1~10段水力射孔器,最后一段水力射孔器的外部设置有右扶正器(5)的多孔管(6)相联,多孔管(6)的右端设置有引鞋(7),每一段水力射孔器由喷枪(3)的右端与单向阀(4)的左端联接构成,其特征在于所述的喷枪(3)为:在喷枪体(3-1)的2个或3个径向平面中的每个径向平面内,径向均布加工有3个或4个喷嘴孔,一个径向平面内喷嘴孔与相邻一个径向平面内的喷嘴孔交错排列,一个径向平面与相邻一个径向平面之间的距离为15~25mm,在每个喷嘴孔内设置有喷嘴(3-2)。
2.按照权利要求1所述的水力喷射分段压裂工具,其特征在于:所述的2个径向平面位于喷枪体(3-1)径向中心平面的两侧;3个径向平面中的1个径向平面为径向中心平面,另外两个径向平面位于径向中心线的两侧与径向中心平面相对称。
3.按照权利要求1所述的水力喷射分段压裂工具,其特征在于:所述的喷嘴(3-2)的中心加工有喷射孔,喷射孔径向内侧为由内向外收敛形孔、外侧为与收敛形孔相互联通的直通孔,收敛形孔的中心线与直通孔的中心线为同一条中心线。
4.按照权利要求3所述的水力喷射分段压裂工具,其特征在于:所述的喷嘴(3-2)直通孔的孔径为3~6mm,收敛形孔竖向剖面的斜边与喷射孔中心之间的夹角为30°~60°。
5.按照权利要求1或3或4所述的水力喷射分段压裂工具,其特征在于:所述的喷嘴(3-2)为陶瓷喷嘴。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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