CN207212319U - 一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具 - Google Patents
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Abstract
一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，包括第一级压裂工具和第二级压裂工具，所述的第一级压裂工具包括外壳壳体，所述的外壳壳体上设置有喷嘴，所述的第二级压裂工具包括外壳壳体和设置在外壳壳体两端的上接头和下接头，所述的第二级压裂工具的外壳壳体的内部设置有滑套，所述的滑套设置在外壳壳体上的凹槽内部，所述的滑套通过限位销钉固定在外壳壳体的凹槽内，所述的第二级压裂工具的外壳壳体上也设置有喷嘴，所述的滑套的内部还设置有凸起的球座，所述的滑套轴向长度小于凹槽的长度，有利于提高施工排量、增加压裂液体积等，满足大排量、大规模压裂的需要，水力喷射多级压裂裂缝控制工具，适用范围广，油井、气井，直井、水平井都可使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油开采井下工具技术领域，具体地说就是一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具。
背景技术
水力喷射压裂在压裂中优势主要有：水力喷砂深穿透射孔、避免炮弹射孔造成的压实污染降低地层破裂压力、定向射孔配合水力动密封精确造缝、可连续压裂减少作业时间等，目前在低渗透油藏，特别是水平井多段压裂时应用广泛，增产效果明显。
目前可控制裂缝方向的压裂主要有定向射孔压裂、定向割缝压裂、暂堵转向重复压裂。其中定向射孔压裂、定向割缝压裂主要依靠射孔或者割缝引导裂缝发展，当裂缝起裂扩展超过射孔或者割缝深度后，裂缝就受原地应力场的控制发生转变；暂堵转向压裂一般应用于老井，暂堵老裂缝后在新的方向压裂地层，新裂缝受地应力影响转向幅度有限。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题就是提供一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，能有效的克服和避免上述现有技术存在的缺点和不足。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，包括第一级压裂工具和第二级压裂工具，所述的第一级压裂工具包括外壳壳体，所述的外壳壳体上设置有喷嘴，所述的第二级压裂工具包括外壳壳体和设置在外壳壳体两端的上接头和下接头，所述的第二级压裂工具的外壳壳体的内部设置有滑套，所述的滑套设置在外壳壳体上的凹槽内部，所述的滑套通过限位销钉固定在外壳壳体的凹槽内，所述的第二级压裂工具的外壳壳体上也设置有喷嘴，所述的滑套的内部还设置有凸起的球座，所述的滑套轴向长度小于凹槽的长度。
作为优化，所述的滑套位于第二级压裂工具的最左端时对喷嘴形成封闭作用，滑套位于第二级压裂工具的最右端时对喷嘴形成开启作用。
作为优化，所述的第一级压裂工具上的喷嘴对称设置在外壳壳体的圆周上，并且所有喷嘴位于同一平面上。
作为优化，所述的第二压裂工具上的喷嘴均匀设置在外壳壳体的圆周上，并且所述喷嘴相邻夹角为90度。
作为优化，所述的上接头和下接头通过螺纹与第二级压裂工具的外壳壳体连接。
作为优化，所述的第二压裂工具上的喷嘴（4）分组设置，一组喷嘴数量为四个、六个或者八个，每组之间共面设置，并且所形成平面与压裂工具的横截面平行或者成一定夹角，所述的夹角为0°-90°。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，依靠第一级压裂改变原地应力场效应，实现第二级压裂时裂缝方向的控制，控制裂缝方向的范围较大，与第一级压裂裂缝规模在一个量级上，二次压裂控制裂缝方向的范围由一次压裂裂缝规模决定，可以根据储层地质、地应力、经济灵活调整压裂规模，多级压裂后，形成呈一定夹角的多级裂缝，能够明显提高储层泄油面积，可以布置多级滑套，从而实现多级裂缝控制压裂，通过套管环空进行压裂、加砂，有利于提高施工排量、增加压裂液体积等，满足大排量、大规模压裂的需要，水力喷射多级压裂裂缝控制工具，适用范围广，油井、气井，直井、水平井都可使用。
附图说明
图1为本实用新型第一级压裂工具结构图；
图2为本实用新型第二级压裂工具结构图；
图3为本实用新型A-A剖视图；
图4为本实用新型B-B剖视图；
其中，1上接头、2外壳壳体、3滑套、4喷嘴、5限位销钉、6球座、7下接头。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，包括第一级压裂工具和第二级压裂工具，所述的第一级压裂工具包括外壳壳体2，所述的外壳壳体2上设置有喷嘴4，所述的第二级压裂工具包括外壳壳体2和设置在外壳壳体2两端的上接头1和下接头7，所述的第二级压裂工具的外壳壳体2的内部设置有滑套3，所述的滑套3设置在外壳壳体2上的凹槽内部，所述的滑套3通过限位销钉5固定在外壳壳体2的凹槽内，所述的第二级压裂工具的外壳壳体2上也设置有喷嘴4，所述的滑套3的内部还设置有凸起的球座6，所述的滑套3轴向长度小于凹槽的长度。
作为优化，所述的滑套3位于第二级压裂工具的最左端时对喷嘴4形成封闭作用，滑套3位于第二级压裂工具的最右端时对喷嘴4形成开启作用。
作为优化，所述的第一级压裂工具上的喷嘴4对称设置在外壳壳体2的圆周上，并且所有喷嘴4位于同一平面上。
作为优化，所述的第二压裂工具上的喷嘴4均匀设置在外壳壳体2的圆周上，并且所述喷嘴4相邻夹角为90度。
作为优化，所述的上接头1和下接头7通过螺纹与第二级压裂工具的外壳壳体2连接。
作为优化，所述的第二压裂工具上的喷嘴（4）分组设置，一组喷嘴数量为四个、六个或者八个，每组之间共面设置，并且所形成平面与压裂工具的横截面平行或者成一定夹角，所述的夹角为0°-90°。
本实用新型主要利用第一级压裂后，一级裂缝对储层地应力的改造效应，原水平最大主应力和水平最小主应力方向在短时间内发生反转（原水平最大主应力变为水平最小主应力，原水平最小主应力变为水平最大主应力），第二级压裂时，利用水力喷射压裂连续施工时间短的优势，配合第二级滑套上特别定向的水力喷射喷嘴，射孔后精确造缝，完成二次压裂，能够形成与第一次压裂的裂缝呈一定夹角的裂缝，从而实现裂缝方位的控制。依照以上步骤，可以实现多级压裂及裂缝控制。本实用新型工具结构简单、可靠、成本低，可以根据油井布置及储层地应力情况，灵活布置级数和喷嘴方位，从而实现对储层的最优的压裂改造，提高对储层的改造效果。
工作原理：
压裂时，首先通过第一级水力喷射压裂工具，水力喷砂完成射孔，然后通过套管环空完成压裂、加砂，完成第一级压裂，在储层中形成第一级裂缝。第一级裂缝完成后，在油管内投球，球达到第二级压裂滑套球座位置后，坐封；然后对油管内加压，从而在球座两侧形成压差，当压差足够大时，大于限位销钉对滑套的锁止力时，滑套便可打开，从而露出第二级压裂的喷嘴，并且连接第二级压裂工具的液压封隔器坐封，封隔第一压裂层段。之后对第二级水力喷射完成射孔，然后通过套管环空完成压裂、加砂，完成第二级压裂，在储层中形成第二级裂缝。
所述第一级压裂工具和第二级压裂工具以及后续的多级压裂工具之间具有特定的“间距”，便于第二次压裂和后续多级压裂形成与上一级压裂裂缝呈一定角度的新裂缝，而不是继续沿上一级裂缝扩展。
每级工具上呈一定角度布置的喷嘴，固定在外壳上，可以通过定向射孔，精确射孔并压裂后精确造缝。
每级工具上呈一定角度布置的喷嘴，不仅考虑精确射孔造缝，且布局有利于减少水力喷砂射孔时，射流反溅对外壳的冲蚀，延长工具使用寿命。
安装喷嘴的外壳采用特殊材质且进行表面处理，提高外壳耐水力喷砂射孔时，射流反溅冲蚀效应，延长工具使用寿命。
上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，包括第一级压裂工具和第二级压裂工具，其特征在于：所述的第一级压裂工具包括外壳壳体（2），所述的外壳壳体（2）上设置有喷嘴（4），所述的第二级压裂工具包括外壳壳体（2）和设置在外壳壳体（2）两端的上接头（1）和下接头（7），所述的第二级压裂工具的外壳壳体（2）的内部设置有滑套（3），所述的滑套（3）设置在外壳壳体（2）上的凹槽内部，所述的滑套（3）通过限位销钉（5）固定在外壳壳体（2）的凹槽内，所述的第二级压裂工具的外壳壳体（2）上也设置有喷嘴（4），所述的滑套（3）的内部还设置有凸起的球座（6），所述的滑套（3）轴向长度小于凹槽的长度。
2.根据权利要求1所述的一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，其特征在于：所述的滑套（3）位于第二级压裂工具的最左端时对喷嘴（4）形成封闭作用，滑套（3）位于第二级压裂工具的最右端时对喷嘴（4）形成开启作用。
3.根据权利要求1所述的一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，其特征在于：所述的第一级压裂工具上的喷嘴（4）对称设置在外壳壳体（2）的圆周上，并且所有喷嘴（4）位于同一平面上。
4.根据权利要求2所述的一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，其特征在于：所述的第二级压裂工具上的喷嘴（4）均匀设置在外壳壳体（2）的圆周上，并且所述喷嘴（4）相邻夹角为90度。
5.根据权利要求1所述的一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，其特征在于：所述的上接头（1）和下接头（7）通过螺纹与第二级压裂工具的外壳壳体（2）连接。
6.根据权利要求2所述的一种水力喷射多级压裂裂缝控制工具，其特征在于：所述的第二级压裂工具上的喷嘴（4）分组设置，一组喷嘴数量为四个、六个或者八个，每组之间共面设置，并且所形成平面与压裂工具的横截面平行或者成一定夹角，所述的夹角为0°-90°。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN110130864A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-08-16 | 中国石油大学(北京) | 基于交错定面射孔的近井筒裂缝控制方法 |
| CN111206909A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-29 | 闫大丰 | 一种水力喷射分段压裂工具 |
| CN113622890A (zh) * | 2020-05-09 | 2021-11-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种喷射器、入井管柱、三叉接头及交替喷射压裂方法 |
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| CN113622890A (zh) * | 2020-05-09 | 2021-11-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种喷射器、入井管柱、三叉接头及交替喷射压裂方法 |
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