CN204113257U - 小直径大砂量喷砂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种套损井压裂小直径大砂量喷砂器。该喷砂器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；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，该出砂孔与上述的环腔相通；上述凡尔座的下端通过固定销钉与所述的下接头连接；所述的中心管内套装滑套，并通过出砂孔上部的剪钉固定，滑套的下端连接导向头，导向头的上端面与滑套之间安装有卡簧。该喷砂器所组成的压裂管柱能够实现不动管柱压裂4层，通过增加出液口面积，降低携砂液流速，减少携砂液对工具的磨损；满足小直径喷砂器增大加砂量压裂的需要。

Description

小直径大砂量喷砂器

技术领域

本实用新型涉及油田生产中在套损井压裂管柱上所用的一种小直径大砂量喷砂器。

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。多加砂能够增加压裂改造的半径，形成了更高的导流能力，有利于进一步提高油田采收率。在已有的压裂管柱所使用的喷砂器中，与水力扩张式封隔器配套使用的就是弹簧凡尔喷砂器，此中压裂工具是由小直径喷砂器所组成的压裂管柱，最多坐压两层，单只喷砂器最大过砂量超不过9m³，还不能满足油田开发对大砂量施工的要求。

发明内容

为了提高单体小直径喷砂器过砂量，本实用新型提供一种小直径大砂量喷砂器。该喷砂器所组成的压裂管柱能够实现不动管柱压裂四层，实现了单只喷砂器最大过砂量为30m³，增加了压裂改造的改造半径，提高了采收率。

本实用新型技术方案：一种小直径大砂量喷砂器，包含上接头及下接头，其中，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；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，该出砂孔与上述的环腔相通；上述凡尔座的下端通过固定销钉与所述的下接头连接；所述的中心管内套装滑套，并通过出砂孔上部的剪钉固定，滑套的下端连接导向头，导向头的上端面与滑套之间安装有卡簧

 所述中心管的出砂孔的孔边壁厚大于中心管两端的壁厚；出砂孔的内径下方台阶设计为直角台阶与30度台阶相结合。

所诉凡尔采用上大下小的台阶式设计。

所述的凡尔与中心管间设有O型密封圈，凡尔座与下接头之间设有O型密封圈，滑套与中心管及下接头间设有O型密封圈。

本实用新型的有益效果：该小直径大砂量喷砂器的作用是压裂时提供压裂液和压裂砂进入地层的通道。由多个该喷砂器连接组成管柱，通过投球逐级打套，实现自下而上多层压裂施工。该中心管出砂孔的内、外壁均采用台阶式设计，出砂孔周向两侧的中心管的壁厚增大，增加了中心管的强度，外部台阶可以避免在事故处理时，弹簧和凡尔自中心管滑落至井内，增大处理难度；出砂孔的内径下方台阶设计为直角台阶与30度台阶相结合内部，解决了滑套装入中心管内时O型圈沿着30度倒角滑入，避免O型圈损坏，直角是保证卡簧能够固定在此处。凡尔采用上大下小的台阶式设计，上部大直径部分用于保护弹簧，避免携砂液直接磨损弹簧，下部小直径部分与凡尔座接触，用于控制凡尔开启压力，保证封隔器坐封。该喷砂器由于增大了中心管上出砂孔处的外径、缩小了内径增加了出砂口处的截面积，增加了出砂孔处的强度和抗磨损性，单只喷砂器1.3小时内加砂量达到30m³，通过加大施工规模，增加压裂改造半径，提高剩余油的采收程度和注入井的注入效果。应用该喷砂器压裂施工操作简单、节约成本，在油田开发后期套损井压裂中具有广阔的应用前景。除此之外，非注砂时，该喷砂器凡尔与凡尔座处于长闭状态，能够阻隔油套环空与油管内的通道，在起下管柱的作业中有防污染功能。

附图说明

 图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中中心管的结构示意图；

图3为图1中凡尔座的结构示意图。

图4为图1中凡尔的结构示意图。

图中 1-上接头，2-调节环，3-弹簧，4-中心管，5-凡尔，6-O形密封圈，7-剪钉，8-出砂孔，9-凡尔座，10-销钉，11-下接头，12-滑套，13- O形密封圈，14-卡簧，15-导向头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，该小直径大砂量喷砂器，包含上接头1及下接头11，其中，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；凡尔座9与中心管4之间有环腔，凡尔5下方的中心管4壁上开有出砂孔8，该出砂孔8与上述的环腔相通；上述凡尔座9的下端通过固定销钉10与所述的下接头11连接；所述的中心管4内套装滑套12，并通过出砂孔8上部的剪钉7固定，滑套12的下端连接导向头15，导向头15的上端面与滑套12之间安装有卡簧14。

上述中心管4上的出砂孔8的孔边壁厚大于中心管两端的壁厚此外，该中心管4上出砂孔8的外壁采用台阶式设计，出砂孔周向两侧的中心管的壁厚增大外径增加3mm，内径缩小3mm，增加了中心管的强度，同时增加外径形成的台阶，可以在处理事故时打捞到中心管时，凡尔和弹簧一起被打捞出井外，避免在事故处理时，弹簧3和凡尔5自中心管滑落至井内，增大处理难度；中心管4内径出砂孔8的下部采用直角台阶与30度台阶相结合设计，解决了滑套装入中心管内时O型圈沿着30度倒角滑入，避免O型圈损坏，直角是保证卡簧能够固定在此处。如图1及图2所示。

此外，上述凡尔座9采用淬火处理，增加了耐磨性，凡尔座9下端加工4个孔，如图3所示，通过销钉11与下接头12固定；上述凡尔5采用上大下小的直径台阶式设计，上端面用于支撑和保护弹簧3，避免携砂液直接磨损弹簧，下面与凡尔座9接触控制凡尔5开启压力，保证封隔器坐封，如图4所示。

所述的凡尔5与中心管4间设有O型密封圈6，凡尔座9与下接头12之间设有O型密封圈，滑套12与中心管4及下接头12间设有O型密封圈13。

施工时若只压裂1个压裂层，所使用一个小直径大砂量喷砂器且内无滑套，如需压裂2～4个压裂层时，压裂管柱上需安装2～4个喷砂器，除最下一级喷砂器的中心管内无滑套，最上面和中部的喷砂器的中心管4上出砂孔8上部由销钉7固定有滑套12，滑套12的下端螺纹连接有导向头15，导向头15的上端面与滑套12之间安装有卡簧14。压裂第二层时，向管柱内投入钢球，钢球落在上部喷砂器的滑套12上端面，在液压的作用下打掉滑套12、卡簧14和导向头15，打开出砂孔，钢球顶着滑套12及卡簧14和导向头15下行，落到最下部的喷砂器出砂孔上部的内台阶处，关闭下部的喷砂器出砂孔，卡簧14卡在最下面的喷砂器的中心管出砂孔下部台阶，防止滑套12上串。导向头15用来安装卡簧14和识别滑套12的大小。

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O型密封圈6，凡尔座9与下接头12之间设有O型密封圈，滑套12与中心管4及下接头12间设有O型密封圈3。

实际使用时，首先将小直径大砂量喷砂器的上接头上端和下接头下端与施工管柱连接紧固。连接时可以根据压裂井的情况采用多个喷砂器组配成不动管柱，坐压1～4层的压裂管柱。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，然后经高压液体过该小直径大砂量喷砂器出砂孔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钢球，在液压的作用下打掉自下而上第二个小直径大砂量喷砂器的滑套12及卡簧14和导向头15，打开出砂孔，形成油套连通通道。球顶着滑套12及卡簧14和导向头15下行到最下部的喷砂器中心管4的出砂口处，关闭此出砂孔，压裂液经自下而上到第二个小直径大砂量喷砂器出砂孔进入第二压裂层。压裂第三层和第四层前向管柱内分别投入不同直径的钢球，以下过程同第二层压裂过程相同。

该小直径大砂量喷砂器所组成的压裂管柱，在不动管柱的情况下可压裂4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 (4)

1.一种小直径大砂量喷砂器，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；凡尔座(9)与中心管(4)之间有环腔，凡尔(5)下方的中心管(4)壁上开有出砂孔(8)，该出砂孔(8)与上述的环腔相通；上述凡尔座(9)的下端通过固定销钉（10）与所述的下接头(11)连接；所述的中心管(4) 内套装滑套(12)，并通过出砂孔(8)上部的剪钉（7）固定，滑套(12)的下端连接导向头(15)，导向头(15)的上端面与滑套(12)之间安装有卡簧(14)。

2.根据权利要求1所述的小直径大砂量喷砂器，其特征在于：上述中心管(4)上的出砂孔(8)的孔边壁厚大于中心管两端的壁厚；出砂孔(8)的内径下方台阶设计为直角台阶与30度台阶相结合。

3.根据权利要求1所述的小直径大砂量喷砂器，其特征在于：上述凡尔(5)采用上大下小的台阶式。

4.根据权利要求1所述的小直径大砂量喷砂器，其特征在于：所述的凡尔(5)与中心管(4)间设有O型密封圈(6)，凡尔座(9)与下接头(12)之间设有O型密封圈，滑套(13)与中心管（4）及下接头（12）间设有O型密封圈(13)。