CN202325440U

CN202325440U - 球座式喷射器

Info

Publication number: CN202325440U
Application number: CN2011203663728U
Authority: CN
Inventors: 杨祥祥
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-09-20

Abstract

本实用新型涉及油田高压分层压裂井下工具技术领域，是一种球座式喷射器。包括上接头、喷射刚体、滑套管、压帽、陶瓷喷嘴、开口环、球座、下接头、剪断销钉和密封圈等；上接头的下端外侧与喷射刚体的上端内侧固定安装在一起，喷射刚体的下端内侧与下接头的上端外侧固定安装在一起，在喷射刚体的上部有至少一个的压裂孔，压帽将喷嘴固定安装在压裂孔内，滑套管通过剪断销钉固定安装在喷射刚体内，球座通过螺纹固定安装在滑套管的下端内侧；在滑套管下方的喷射刚体的内壁上有凹槽，在滑套管的外壁上有开口环安装槽，开口环安装在安装槽内；根据射孔、压裂施工过程中不同井段的要求，对球座式喷射器上的喷嘴进行封堵、更换，可以满足使用要求。

Description

球座式喷射器

所属技术领域

本实用新型涉及油田高压分层压裂井下工具技术领域，是一种球座式喷射器。

背景技术

在油田采油工程压裂过程中，在目的层段进行水力喷射射孔，含砂高压液流通过陶瓷喷嘴刺穿套管及地层，形成较深裂缝，成为压裂时压开油气层的突破口。为实现水力喷射射孔，设计了各式各样的水力喷射器，例如单平面喷射器、螺旋喷射器、滑套喷射器等，这些水力喷射器只能进行水力喷射射孔，不能进一步实施加砂压裂，其喷嘴一般设计孔径为Φ2.5～Φ5mm，功能单一。采用这些水力喷射器对油气井射孔完成后，必须起出管柱，施工周期长，经济性差。在特殊井的储层改造、混采分采等施工作业过程中，需要对水平井或分支井主、分支井眼的不同储层进行分层压裂，需要不影响后期管柱下入等施工作业的新型工具，而常规的控制工具开启剪断销钉后轴向向下运动，造成开启压力大、不易掌握、易落入井底，且容易因反向运动而重新关闭压裂孔，因此常规的控制工具存在安全隐患，而且工具结构复杂、可靠性低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种球座式喷射器，可以一体化实现射孔、压裂施工过程，射孔和压裂只需下一趟管柱，简化了施工工序，降低了油气田技术开发成本。

本实用新型的优点在于：1、本球座式喷射器的喷嘴孔径为Φ4.5～Φ7.5mm，既可满足水力喷射射孔的要求，又保证了加砂压裂的设计排量；2、通过对球座式喷射器上分布的喷嘴进行更换、封堵，可满足不同井对射孔孔径和数量、地层破裂压力和压裂施工排量的要求；3、所需的开启作业压力低，球座和滑套管不会落入井底，不会给后期施工作业造成影响；4、滑套管不会在施工过程中反向运动而关闭喷射刚体上的压裂孔；5、球座式喷射器，对于直井、水平井、斜井或者裸眼完井的井，单层或多层均可进行射孔、压裂施工；6、结构简单、可靠性高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种球座式喷射器，包括上接头、喷射刚体、滑套管、压帽、陶瓷喷嘴、开口环、球座、下接头、剪断销钉和密封圈等；上接头的下端外侧与喷射刚体的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，喷射刚体的下端内侧与下接头的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，在喷射刚体的上部有至少一个的压裂孔，压帽将陶瓷喷嘴固定安装到喷射刚体上的压裂孔内，滑套管通过剪断销钉固定安装在喷射刚体内并挡住压裂孔，球座通过螺纹固定安装在滑套管的下端内侧，在下接头上部；在滑套管下方的喷射刚体的内壁上有凹槽，在滑套管的外壁上有开口环安装槽，开口环安装在安装槽内，开口环安装槽底部与凹槽底部之间的距离等于球座底部与下接头顶部之间的距离。下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：上述压裂孔上方和压裂孔下方的喷射刚体与滑套管之间安装有密封圈。上述喷射刚体与上接头之间安装有密封圈。上述喷射刚体与下接头之间安装有密封圈。上述滑套管与球座之间安装有密封圈。上述压帽和喷射刚体之间安装有密封圈。

本实用新型的有益效果是，可以通过对喷嘴进行更换、封堵，满足不同井在射孔、压裂施工过程中的要求，开启作业所需压力低，球座和滑套管不会落入井底，不会给后期施工作业造成影响，滑套管不会在施工过程中反向运动而关闭喷射刚体上的压裂侧孔，球座式喷射器，对于直井、水平井、斜井或者裸眼完井的单层或多层均可进行射孔、压裂施工，结构简单、可靠性高。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖视结构示意图。图2为本实用新型的压帽和陶瓷喷嘴组合安装的局部视图。

附图1中的编码分别为：1为上接头、2为喷射刚体、3为滑套管、4为压帽、5为陶瓷喷嘴、6为剪断销钉、7为球座、8为密封圈、9为下接头、10为开口环。附图2中的编码分别为：4为压帽、5为陶瓷喷嘴。

具体实施方式

可以根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式，下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1所示，上接头1的下端外侧与喷射刚体2的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，喷射刚体2的下端内侧与下接头9的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，在喷射刚体2的上部有至少一个的压裂孔，压帽4将陶瓷喷嘴5固定安装到喷射刚体上的压裂孔内(见图2所示)，滑套管3通过剪断销钉6固定安装在喷射刚体2内并挡住压裂孔，球座7通过螺纹固定安装在滑套管3的下端内侧，位于下接头9上部；在滑套管3下方的喷射刚体2的内壁上有凹槽，在滑套管3的外壁上有开口环10安装槽，开口环10安装在安装槽内，开口环10安装槽底部与凹槽底部之间的距离等于球座7底部与下接头9上端面之间的距离，当球座7下行，球座7下端面与下接头9上端面重合时，滑套管3上端面与最下面一个压裂孔的下边缘的距离应大于或者等于上述距离。

压帽4将陶瓷喷嘴5固定在喷射刚体2上；陶瓷喷嘴5是球座式喷射器的关键零件，其结构尺寸的设计是实现水力喷射射孔、压裂的成败的最主要因素，本球座式喷射器采用入口缩径角度30°，出口扩径角度30°的喷嘴结构，喷嘴一般设计孔径为Φ4.5～Φ7.5mm，此结构尺寸可满足水力喷射射孔的速度要求，同时也可以满足压裂施工过程中携砂液的流通要求。尽管快速射孔需要较小的喷嘴孔径，但对于射孔与压裂一体化的工艺，射孔的时间相对比较短，因此对于喷嘴的孔径，主要考虑满足后期压裂施工中携砂液的流通要求，但为防止出现泵压过高、砂堵等情况，所以喷嘴孔径一般偏大为宜。考虑到射孔和压裂过程中流态、速度、耐磨性和大涡流等方面的因素，可以通过调整喷嘴的尺寸、位置和数目来满足使用要求，例如十孔不等径球座式喷射器结构。

本实用新型的使用过程：将球座式喷射器正对油气井设计射孔段，投入钢球坐在球座上7，从油管加液压，剪断剪钉6打掉滑套管3，滑套管3下行，球座7下端面接触到下接头9上端面时，开口环10进入喷射刚体2上的凹槽内，防止了滑套管3向反向运动而关闭陶瓷喷嘴5，喷射刚体2进入工作状态，高压流体经陶瓷喷嘴5喷出，形成节流压差，使相应的封隔器处于工作状态，在油气层形成一个或者多个喷射孔道，当孔道形成后，压裂液经油管由喷射器喷嘴以很高的速度射入孔道，同时油套环空也按设计注入一定的液体以提高井底压力，使地层产生裂缝并开始朝深处延伸，从而实现对油气井的有效改造。

Claims

1.一种球座式喷射器，压帽、喷嘴、滑套管、球座、开口环等安装在喷射刚体上，其特征是：上接头的下端外侧与喷射刚体的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，喷射刚体的下端内侧与下接头的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，在喷射刚体的上部有至少一个的压裂孔，压帽将陶瓷喷嘴固定安装到喷射刚体上的压裂孔内，滑套管通过剪断销钉固定安装在喷射刚体内并挡住压裂孔，球座通过螺纹固定安装在滑套管的下端内侧，在下接头上部；在滑套管下方的喷射刚体的内壁上有凹槽，在滑套管的外壁上有开口环安装槽，开口环安装在安装槽内，开口环安装槽底部与凹槽底部之间的距离等于球座底部与下接头顶部之间的距离。

2.根据权利要求1所述的球座式喷射器，其特征是：喷嘴为陶瓷材料，孔径为Φ4.5～Φ7.5mm，入口缩径角度30°，出口扩径角度30°的喷嘴结构，可进行更换、封堵，由于开口环的作用，球座和滑套管不会落入井底，滑套管不会在施工过程中反向运动而关闭喷射刚体上的压裂侧孔，不会给后期施工作业造成影响。

3.根据权利要求1或2所述的球座式喷射器，其特征在于压裂孔上方和压裂孔下方的喷射刚体与滑套管之间安装有密封圈。

4.根据权利要求1或2所述的球座式喷射器，其特征在于喷射刚体与上接头之间安装有密封圈。

5.根据权利要求3所述的球座式喷射器，其特征在于喷射刚体与下接头之间安装有密封圈。

6.根据权利要求1或2所述的球座式喷射器，其特征在于滑套管与球座之间安装有密封圈。

7.根据权利要求5所述的球座式喷射器，其特征在于滑套管与球座之间安装有密封圈。

8.根据权利要求1或2所述的球座式喷射器，其特征在于压帽和喷射刚体之间安装有密封圈。

9.根据权利要求1或2所述的球座式喷射器，其特征在于上接头的下端外侧与喷射刚体的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，喷射刚体的下端内侧与下接头的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，球座通过螺纹固定安装在滑套管的下端内侧。

10.根据权利要求8所述的球座式喷射器，其特征在于上接头的下端外侧与喷射刚体的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，喷射刚体的下端内侧与下接头的上端外侧通过螺纹固定安装在一起，球座通过螺纹固定安装在滑套管的下端内侧。