CN203175526U - 多级防污染喷砂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及采油生产中对井下实施分层压裂时所用的一种多级防污染喷砂器。多级防污染喷砂器至少包含一组防污染喷砂器，所述的防污染喷砂器包含上接头及下接头，所述的上接头下端内孔连接中心管，外壁连接调节环，所述调节环下方的中心管外壁上依次套装弹簧和凡尔，所述凡尔的下端坐在凡尔座的上口，所述凡尔座的上端还连接护套；凡尔座与中心管之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔，上述的环腔与所述的出砂孔相通，且出砂孔周围的管壁厚大于中心管两端的壁厚；上述凡尔座及中心管的下端与所述的下接头连接。该喷砂器所组成的压裂管柱能够实现不动管柱压裂五层以上，提高了工作效率的同时还具有防喷功能。

Description

多级防污染喷砂器

技术领域

本实用新型涉及采油生产中对井下实施分层压裂时所用的一种多级防污染喷砂器。

背景技术

目前，在开发油田老井时，通过压裂工艺会进一步提高油田采收率。例如：适用于常规井的坐压3层压裂技术；适用于薄互储层压裂的薄隔层压裂技术、平衡限流法压裂技术、定位平衡压裂技术；适用于气井和水敏地层的二氧化碳压裂技术；适用于套损井压裂的套损井压裂技术；适用于大规模压裂的底喷嘴压裂技术、桥塞压裂技术等。然而，当一口井需要同时压裂五个以上层位时，需要在压裂过程中反复压前下入管柱和压后起出管柱，不仅工作效率低，而且会导致井控，环保，安全多种问题。油田施工过程中很多井需要不动管柱压裂八层，并要求压裂管柱具有防喷功能，现有的压裂技术和压裂管柱结构不具有上述功能，需多次起下作业，施工效率低，不能适应压裂要求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种多级防污染喷砂器。该喷砂器所组成的压裂管柱能够实现不动管柱压裂五层以上，提高了工作效率的同时还具有防喷功能。

本实用新型技术方案：一种多级防污染喷砂器，至少包含一组防污染喷砂器，所述的防污染喷砂器包含上接头及下接头，所述的上接头下端内孔连接中心管，外壁连接调节环，所述调节环下方的中心管外壁上依次套装弹簧和凡尔，所述凡尔的下端坐在凡尔座的上口，所述凡尔座的上端还连接护套；凡尔座与中心管之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔，上述的环腔与所述的出砂孔相通，且出砂孔周围的管壁厚大于中心管两端的壁厚；上述凡尔座的下端与所述的下接头连接；上述的中心管内置滑套，滑套的下端通过螺纹连接有导向头，导向头的上端面与滑套之间安装有卡簧。

作为优选，所述的滑套由上滑套与下滑套构成，所述的上滑套位于中心管的出砂孔内，并由销钉固定，上滑套的下端轴向分割为若干等分且内带有内台阶，并通过该台阶与下滑套连接。

所述的凡尔与中心管间设有凡尔密封圈，凡尔座与下接头之间设有密封圈，下滑套下端与下接头间设有滑套密封圈。

本实用新型的有益效果：由于上述的防污染喷砂器在井下是采用多组连接组成压裂管柱，每个防污染喷砂器从上至下滑套的内径由大变小，最下端的一组喷砂器中心管内无滑套，通过投球逐级打掉中心管内的滑套，逐级为压裂时提供压裂液和压裂砂等进入地层的通道，并密封下一级通道，实现自下而上多层压裂施工。该防污染喷砂器所组成的压裂管柱，由于采用中心管内安装上下滑套结构，实现不同内径喷砂器压裂后的密封问题，实现不动管柱的情况下可压裂八层，提高了工作效率。应用该喷砂器压裂施工操作简单、节约成本、安全环保，在油田开发后期具有广阔的应用前景。

附图说明

 图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图1中上下滑套连接示意图

图4为与3中B-B剖面示意图。

图中 1-上接头，2-调节环，3-弹簧，4-中心管，5-凡尔，6-凡尔密封圈，7-护套，8-出砂孔，9-凡尔座，10-上滑套，11-密封圈，12-下接头，13-下滑套，14-滑套密封圈，15-卡簧，16-导向头，17-销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该多级防污染喷砂器，至少包含一组防污染喷砂器，所述的防污染喷砂器包含上接头1及下接头11，所述的上接头1下端内孔螺纹连接中心管4，外壁螺纹连接调节环2，所述调节环2下方的中心管外壁上依次套装弹簧3和凡尔5，所述凡尔5的下端坐在凡尔座9的上口，所述凡尔座9的上端外壁螺纹还连接护套7；凡尔座9与中心管4之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔8，上述的环腔与所述的出砂孔8相通，如图1及图2所示，且出砂孔8周围的管壁厚大于中心管两端的壁厚，目的是增加出砂孔壁的强度；上述凡尔座9与中心管4的下端与所述的下接头12螺纹连接。在地面压裂车向井下注入压力的作用下弹簧3被压缩，凡尔5和弹簧3向上接头1方向运动，凡尔5与凡尔座9之间形成过液通道，进行压裂施工。

所述的滑套由上滑套10与下滑套13构成，所述的上滑套10位于中心管的出砂孔8内，并由销钉17固定，上滑套10的下端轴向分割为若干等分且内带有内台阶，并通过该台阶与下滑套13连接，本实施例为8等分，如图3及图4所示。

该多级防污染喷砂器是通过投入不同直径的钢球，由下至上分别打开各级防污染喷砂器，同时被打开的防污染喷砂器中心管内的滑套密封下一级防污染喷砂器中心管出砂口；多个防污染喷砂器一起使用时，滑套的内径由上至下需要逐渐减小。如果中心管的内径不变，滑套的外径与中心管内径相同，滑套的壁厚由上至下逐渐增大，产生的截流压差由上至下逐渐增大，下级防污染喷砂器固定滑套的剪钉就会被截流压差剪断，造成工程事故，所以多个防污染喷砂器一起使用时，采用防污染喷砂器不同的中心管内径，滑套需要设计成不同外径尺寸的上滑套和下滑套，上滑套用于密封未使用的防污染喷砂器中心管出砂口，下级滑套用于密封位于该防污染喷砂器下面一级防污染喷砂器中心管出砂口。如需压裂2～8个压裂层时，压裂管柱上需安装2～8个喷砂器，除最下一级喷砂器外，其它喷砂器的中心管4内壁出砂孔8处由销钉17固定有上滑套，而下滑套13的下端螺纹连接有导向头16，导向头16的上端面与下滑套13之间安装有卡簧15。压裂第二层时，向管柱内投入钢球，钢球落在自下而上第二级多级防污染喷砂器滑套上部，在液压的作用下打掉第二级喷砂器的滑套，打开出砂孔8，球顶着滑套下行到最下部的多级防污染喷砂器，关闭下部喷砂器的出砂孔8，卡簧14卡在最下面喷砂器的中心管4下部台阶处，防止滑套上串，压裂第三层至第八层与第二层施工方法相同。上述的导向头16用来安装卡簧15。

为了使喷砂器具有良好的密封效果，所述的凡尔5与中心管4间设有凡尔密封圈6，凡尔座9与下接头12之间设有密封圈11，下滑套13下端内壁与下接头12间设有滑套密封圈14。

实际使用中，该多级防污染喷砂器共两种系列八个型号。两种系列工具不同之处是中心管内径不同和滑套尺寸不同，系列一有四个型号的喷砂器，一个喷砂器中心管内无滑套和三个中心管内有不同内径尺寸的滑套；系列二有四个型号的喷砂器，喷砂器中心管内有四个不同内径尺寸的滑套。首先根据压裂的需求将至少1个上述的防污染喷砂器连接在管柱上，从下至上各喷砂器上的中心管内径及与其配合的滑套外径尺寸由大至小呈系列变化，最下端的一个喷砂器内无滑套。组成的管柱可以根据压裂井的情况组配成不动管柱压裂1～8层，若采用上提施工还可以增加1个压裂层。压裂顺序自下而上，压裂第一层时直接压裂，向管柱内注入高压液体，高压液体一部分进入封隔器胶筒内使封隔器坐封，高压液体经过最下部喷砂器的出砂孔8进入预压裂层压开裂缝，经造缝、加砂、顶替完成该层压裂。压裂第二层前向管柱内投φ35mm钢球，在液压的作用下打掉下数第二级染喷砂器上的上下滑套（10,13），打开出砂孔8，球顶着滑套下行到最下部的喷砂器的滑道孔内，下滑套（13）关闭第一层喷砂器上的出砂孔8，压裂液经第二级多级防污染喷砂器进入第二压裂层，压裂第三层至第八层前分别向管柱内投φ29、φ32、φ35、φ38、φ40、φ43、φ48mm钢球，过程同第一层压裂过程相同。

该防污染喷砂器所组成的压裂管柱，在不动管柱的情况下可压裂八层，提高了工作效率。应用该喷砂器压裂施工操作简单、节约成本、安全环保，在油田开发后期具有广阔的应用前景。

Claims (3)

1.一种多级防污染喷砂器，至少包含一组防污染喷砂器，所述的防污染喷砂器包含上接头(1)及下接头(11)，其特征在于：所述的上接头(1)下端内孔连接中心管(4)，外壁连接调节环(2)，所述调节环(2)下方的中心管外壁上依次套装弹簧(3)和凡尔(5)，所述凡尔(5)的下端坐在凡尔座(9)的上口，所述凡尔座(9)的上端还连接护套(7)；凡尔座(9)与中心管(4)之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔(8)，上述的环腔与所述的出砂孔(8)相通，且出砂孔(8)周围的管壁厚大于中心管两端的壁厚；上述凡尔座(9)的下端与所述的下接头(12)连接；中心管(4)内滑套，滑套的下端通过螺纹连接有导向头(16)，导向头(16)的上端面与滑套之间安装有卡簧(15)。

2.根据权利要求1所述的多级防污染喷砂器，其特征在于：所述的滑套由上滑套(10)与下滑套（13）构成，所述的上滑套(10)位于中心管的出砂孔(8)内，并由销钉（17）固定，上滑套(10)的下端轴向分割为若干等分且内带有内台阶，并通过该台阶与下滑套（13）连接。

3.根据权利要求1所述的多级防污染喷砂器，其特征在于：所述的凡尔(5)与中心管(4)间设有凡尔密封圈(6)，凡尔座(9)与下接头(12)之间设有密封圈(11)，下滑套(13)下端与下接头（12）间设有滑套密封圈(14)。

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