CN204691755U - 连续油管无级限压裂工具 - Google Patents

Abstract

连续油管无级限压裂工具，由连续管接头、扶正器、水力喷砂射孔器、平衡阀、封隔器和机械套管接箍定位器顺次连接组成，所述连续管接头的一端与连续管连接，另一端通过锥面与所述扶正器的一端连接，所述扶正器的另一端通过锥面插入所述水力喷砂射孔器的一端，所述水力喷砂射孔器的另一端与所述平衡阀连接，所述平衡阀与所述封隔器连接，所述封隔器与所述机械套管接箍定位器连接。本实用新型所述的连续油管无级限压裂工具，是集水力喷砂射孔、压裂、封隔、拖动、压裂无级限、工具可回收一体化的新型储层压裂改造技术,是一种精确、高效、经济、安全的分段增产设备。

Description

连续油管无级限压裂工具

技术领域

本实用新型涉及一种连续油管无级限压裂工具，属于油田、煤气田压裂设备技术领域，广泛适用油气田、煤层气田下套管没射孔完井的直井、水平井储层的分段压裂改造。

背景技术

油田、煤气田压裂设备中，由于设备技术的老化，造成压裂设备的机械强度和工作效率降低，所以如何提供一种精确、高效、经济、安全的分段增产设备，是本实用新型要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种连续油管无级限压裂工具，解决现有技术中压裂设备的机械强度和工作效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来具体实现：

连续油管无级限压裂工具，由连续管接头、扶正器、水力喷砂射孔器、平衡阀、封隔器和机械套管接箍定位器顺次连接组成，所述连续管接头的一端与连续管连接，另一端通过锥面与所述扶正器的一端连接，所述扶正器的另一端通过锥面插入所述水力喷砂射孔器的一端，所述水力喷砂射孔器的另一端与所述平衡阀连接，所述平衡阀与所述封隔器连接，所述封隔器与所述机械套管接箍定位器连接，并且所述机械套管接箍定位器的外侧端口上安装有导锥。

所述连续管接头包括连续管上接头、连续管下接头和连续管球座，所述连续管球座位于连续管上接头和连续管下接头对接后形成的空间内，并且所述连续管球座与所述连续管上接头、连续管下接头同轴设置。

所述扶正器包括扶正器中心管和扶正器中心管上的扶正块。

所述水力喷砂射孔器包括主体和安装在主体两端的接头。

所述平衡阀包括平衡阀中心管、平衡阀球座、平衡阀外管、平衡阀上接头、平衡阀下接头，其中所述平衡阀外管套接在所述平衡阀中心管上，所述平衡阀球座安装在所述平衡阀中心管端部，所述平衡阀上接头安装在平衡阀上接头端部，所述平衡阀下接头安装在平衡阀球座的端部。

所述封隔器由封隔器上接头、调节环、封隔器中心管、胶筒压盖、胶筒、锥体压帽、锥体、卡瓦、卡瓦罩、扶正体座、扶正体、滑环套、滑环、封隔器下接头组成，所述封隔器上接头和封隔器下接头位于封隔器中心管的两端，调节环、胶筒压盖、胶筒、锥体压帽、锥体、卡瓦、卡瓦罩、扶正体座、扶正体、滑环套、滑环顺次套接在所述封隔器中心管上。

所述机械套管接箍定位器包括定位器中心管、扶正块和定位块，所述扶正块安装在所述定位器中心管上，所述定位块安装在所述扶正块上。

本实用新型所述的连续油管无级限压裂工具，是集水力喷砂射孔、压裂、封隔、拖动、压裂无级限、工具可回收一体化的新型储层压裂改造技术,是一种精确、高效、经济、安全的分段增产设备,广泛适用油气田、煤层气田下套管没射孔完井的直井、水平井储层的分段压裂改造。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是连续油管无级限压裂工具的连接结构图。

图2是连续管接头的结构图。

图3是扶正器的结构图。

图4是水力喷砂射孔器的结构图。

图5是平衡阀的结构图。

图6是封隔器的结构图。

图7是机械套管接箍定位器的结构图。

具体实施方式

如图1所示，连续油管无级限压裂工具，由连续管接头1、扶正器2、水力喷砂射孔器3、平衡阀4、封隔器5和机械套管接箍定位器6顺次连接组成，其中所述连续管接头1的一端与连续管连接，另一端通过锥面与所述扶正器2的一端连接，所述扶正器2的另一端通过锥面插入所述水力喷砂射孔器3的一端，所述水力喷砂射孔器3的另一端与所述平衡阀4连接，所述平衡阀4与所述封隔器5连接，所述封隔器5与所述机械套管接箍定位器6连接，并且所述机械套管接箍定位器6的外侧端口上安装有导锥7。

如图2所示，所述连续管接头1包括连续管上接头11、连续管下接头13和连续管球座12，所述连续管球座12位于连续管上接头11和连续管下接头13对接后形成的空间内，并且所述连续管球座与所述连续管上接头、连续管下接头同轴设置。

如图3所示，所述扶正器2包括扶正器中心管21和扶正器中心管上的扶正块22。

如图4所示，所述水力喷砂射孔器3包括主体31和安装在主体两端的上接头32、下接头33。

所述水力喷砂射孔器具有良好的高耐磨性和较高的流量系数。水力喷砂射孔枪的喷嘴采用高耐磨材质制造，具有高耐磨性，喷嘴的内径保证良好的流量系数是保证拖动压裂工艺成功的关键技术。

喷嘴外形为锥形，组装在喷嘴套内的锥形孔内，喷射中，可以保证喷嘴在部分喷嘴套或射孔器外壳轻微损伤时，喷嘴不脱出主体。喷嘴内孔6mm,内面扩孔10mmX6mmX8配两处棱角处加R4倒圆，此结构减少了磨阻保证了较高的流量系数。喷嘴套表面经碳化钨处理HRC60-70，减轻喷射砂反弹损伤。

a.喷嘴材质选择：采用引进国外超硬度(HRA硬度大于等于96)新型合成材料(无粘接相金属粉末加少量稀土经过高压烧制而成)。具有极强的耐磨性，在高压高速流体长时间冲蚀下不变形不破损等优良品性。

b.喷嘴的选择。要具有良好的高耐磨性和较高的流量系数。从水力学知识得知流速任意一点处的流速用公式求得：VL＝CVOD/L

VL微粒喷嘴出口距离为L处的射流轴心速度；

C为实验常数＝6；

V0为射流初速度；

D为喷嘴直径；

L为喷嘴出口至喷射物的距离。

经计算当D＝6时，其射流速度仍然保持起初速度Vo不变。该点之后，射流则按上述规律逐渐减小。

c.压裂、流速：根据水力学动力定律，当喷嘴截面积一定时，射流速度与压力成正比。实验证明，当通过喷嘴射流速度保持在120m/s,工作压力12Mpa以上时，可以取得较好的切割效能。

d.喷射时间：在一定作用压力下，当射流达到一定深度后，继续延长喷射时间是无意义的。喷射时间一般在12——20min。

e.喷嘴和喷嘴套参数优化设计:喷嘴外形为锥形，组装在喷嘴套内的锥形孔内，喷射中，可以保证喷嘴在部分喷嘴套或射孔器外壳轻微损伤时，喷嘴不脱出主体。喷嘴内孔6mm,内面扩孔10mmX6mmX8配两处棱角处加R4倒圆，此结构减少了磨阻保证了较高的流量系数。喷嘴套表面经碳化钨处理HRC60-70，减轻喷射砂反弹损伤。

水力喷砂射孔的优点是与常规射孔相比，水力射孔克服了压实作用，减少了对油层的污染和伤害；低密度、大孔眼、深穿透是水力喷射的主要特点；有一定的压裂效应和造缝功能，提高地层渗流面积；水力喷砂射孔的单孔产量相当于炮眼孔的3-5倍，油层较好的可以达到10倍，加上机械套管接箍定位器精确定位技术特点。使连续油管拖动无级限压裂工艺技术真正成为集水力喷砂射孔、压裂、封隔、拖动、压裂无级限、工具可回收一体化的新型储层压裂改造技术,是一种精确、高效、经济、安全的分段增产技术,广泛适用油气田、煤层气田下套管没射孔完井的直井、水平井储层的分段压裂改造。

如图5所示，所述平衡阀4包括平衡阀中心管43、平衡阀球座44、平衡阀外管45、平衡阀上接头41、平衡阀压盖42、平衡阀下接头46，其中所述平衡阀外管套接在所述平衡阀中心管上，所述平衡阀球座安装在所述平衡阀中心管端部，所述平衡阀上接头安装在平衡阀上接头端部，所述平衡阀下接头安装在平衡阀球座的端部。

如图6所示，所述封隔器5由封隔器上接头501、调节环502、封隔器中心管503、胶筒压盖504、胶筒505、锥体压帽506、锥体507、卡瓦508、卡瓦罩509、扶正体座510、扶正体511、滑环套512、滑环513、封隔器下接头514组成，所述封隔器上接头和封隔器下接头位于封隔器中心管的两端，调节环、胶筒压盖、胶筒、锥体压帽、锥体、卡瓦、卡瓦罩、扶正体座、扶正体、滑环套、滑环顺次套接在所述封隔器中心管上。

如图7所示，所述机械套管接箍定位器6包括定位器中心管61、扶正块62和定位块63，所述扶正块安装在所述定位器中心管上，所述定位块安装在所述扶正块上。

机械套管接箍定位器的作用精确定位功能，是否能精确定位是机械套管接箍定位器关键技术。关系连续油管拖动无级限压裂施工精确定位目标实现。

机械套管接箍定位器的精确定位功能，是连续油管拖动无级限压裂工艺的关键技术。与其它井下定位方法和定位工具的对比，具有定位准确、研发难度小、成本低的特点。机械套管接箍定位器的工作原理：工具在通过套管接箍时，连续油管悬重会发生变化，短套管位置和测井资料的对比，能准确校正连续油管深度，标定施工位置准确无误。

在确定工具结构设计、工作原理研究分析认为定位块的设计参数尤为重要，它的使用性能决定机械套管接箍定位器的精确定位功能。

定位块采用42CrMo钢调质处理HB＝295-320，下井时，定位块后面8°圆锥面很容易克服弹簧的弹力通过套管接箍，上提管柱时，定位块前面12°斜面需要比较大的拉力才能克服弹簧的弹力通过套管接箍(大约拉力是下井时的20-25倍)。工具在通过套管接箍时，连续油管悬重会发生变化，短套管位置和测井资料的对比，准确校正连续油管深度，保证施工位置准确无误。

本实用新型所述的连续油管无级限压裂工具，是集水力喷砂射孔、压裂、封隔、拖动、压裂无级限、工具可回收一体化的新型储层压裂改造技术,是一种精确、高效、经济、安全的分段增产设备,广泛适用油气田、煤层气田下套管没射孔完井的直井、水平井储层的分段压裂改造。

最后应说明的是：以上所述仅为实用新型的优选实施例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.连续油管无级限压裂工具，由连续管接头、扶正器、水力喷砂射孔器、平衡阀、封隔器和机械套管接箍定位器顺次连接组成，其特征在于，所述连续管接头的一端与连续管连接，另一端通过锥面与所述扶正器的一端连接，所述扶正器的另一端通过锥面插入所述水力喷砂射孔器的一端，所述水力喷砂射孔器的另一端与所述平衡阀连接，所述平衡阀与所述封隔器连接，所述封隔器与所述机械套管接箍定位器连接，并且所述机械套管接箍定位器的外侧端口上安装有导锥。

2.如权利要求1所述的连续油管无级限压裂工具，其特征在于，所述连续管接头包括连续管上接头、连续管下接头和连续管球座，所述连续管球座位于连续管上接头和连续管下接头对接后形成的空间内，并且所述连续管球座与所述连续管上接头、连续管下接头同轴设置。

3.如权利要求1所述的连续油管无级限压裂工具，其特征在于，所述扶正器包括扶正器中心管和扶正器中心管上的扶正块。

4.如权利要求1所述的连续油管无级限压裂工具，其特征在于，所述水力喷砂射孔器包括主体和安装在主体两端的接头。

5.如权利要求1所述的连续油管无级限压裂工具，其特征在于，所述平衡阀包括平衡阀中心管、平衡阀球座、平衡阀外管、平衡阀上接头、平衡阀下接头，其中所述平衡阀外管套接在所述平衡阀中心管上，所述平衡阀球座安装在所述平衡阀中心管端部，所述平衡阀上接头安装在平衡阀上接头端部，所述平衡阀下接头安装在平衡阀球座的端部。

6.如权利要求1所述的连续油管无级限压裂工具，其特征在于，所述封隔器由封隔器上接头、调节环、封隔器中心管、胶筒压盖、胶筒、锥体压帽、锥体、卡瓦、卡瓦罩、扶正体座、扶正体、滑环套、滑环、封隔器下接头组成，所述封隔器上接头和封隔器下接头位于封隔器中心管的两端，调节环、胶筒压盖、胶筒、锥体压帽、锥体、卡瓦、卡瓦罩、扶正体座、扶正体、滑环套、滑环顺次套接在所述封隔器中心管上。

7.如权利要求1所述的连续油管无级限压裂工具，其特征在于，所述机械套管接箍定位器包括定位器中心管、扶正块和定位块，所述扶正块安装在所述定位器中心管上，所述定位块安装在所述扶正块上。