CN212296320U - 定向水力喷射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田压裂作业技术领域，是一种定向水力喷射器，其包括喷射器本体和喷嘴，喷射器本体内设有上下贯通的过流通道，喷射器本体外侧沿圆周方向上下间隔分布有至少两个能与过流通道连通的喷射孔，喷射孔内均固定安装有喷嘴。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过在喷射器本体上设置不对称分布的喷射孔，能够实现在原压裂缝网不同方位开启新缝；通过设置滑套和剪钉，便于投球实现逐级打开喷射器本体上的喷射孔；通过设置扶正块，确保在喷嘴喷射方向的反方向提供扶正推力，具有稳定、高效和易形成新缝的特点。

Description

定向水力喷射器

技术领域

本实用新型涉及油田压裂作业技术领域，是一种定向水力喷射器。

背景技术

水力喷射压裂是目前一种重要的油气井开发方式，集喷砂射孔、压裂和隔离一体化，适用于多种井型的油气井。该技术的核心为水力喷射器，当前的水力喷射器规格大多设计为4*4mm、4*6.3mm、6*4mm、6*6.3mm、8*4mm或8*6.3mm，即在喷砂器主体上设计4-8只喷嘴，喷嘴孔径4-6.3mm不等；喷嘴设计方位大多采用120゜或180゜对称分布设计，确保压裂砂液从喷嘴处均匀射出。

目前，沿圆周均布的方式设置喷嘴的水力喷射器压裂砂液喷射能量衰减很快，只能顺着常规压裂裂缝方向进入及延伸，无法产生新的缝网，并且一般施工2-3层就必须更换喷砂器。

发明内容

本实用新型提供了一种定向水力喷射器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有水力喷射器无法产生新的缝网的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种定向水力喷射器包括喷射器本体和喷嘴，喷射器本体内设有上下贯通的过流通道，喷射器本体外侧沿圆周方向上下间隔分布有至少两个能与过流通道连通的喷射孔，喷射孔内均固定安装有喷嘴。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还可包括滑套和剪钉，过流通道内通过剪钉固定安装有滑套，滑套上端位于最上方位置的喷射孔上方，滑套下端位于最下方位置的喷射孔下方。

上述还可包括O形密封圈，对应最上方位置的喷射孔上方位置的滑套与喷射器本体之间设有O形密封圈，对应最下方位置的喷射孔下方位置的滑套与喷射器本体之间设有O形密封圈。

作为第一种优选，上述喷射器本体上部右侧可设有喷射孔，喷射器下部前侧设有喷射孔；位于右侧位置喷射孔的轴线为第一轴线，第一轴线在水平面的投影为第一投影，位于前侧位置喷射孔的轴线为第二轴线，第二轴线在水平面的投影为第二投影，第一投影与第二投影间的夹角为第一夹角，第一夹角介于75°至150°之间。

上述还可包括第一扶正块和第二扶正块，对应喷射孔之间位置的喷射器本体左后侧间隔设有第一扶正块和第二扶正块，第一夹角的角平分线为对称线，第一扶正块在水平面的投影为第三投影，第二扶正块在水平面的投影为第四投影，第三投影与第四投影沿对称线对称。

上述第一夹角可为90°。

作为第二种优选，上述喷射器本体上部右侧可设有喷射孔，喷射器中部前侧设有喷射孔，喷射器本体下部左后侧设有喷射孔；位于右侧位置喷射孔的轴线为第三轴线，第三轴线在水平面的投影为第六投影，位于前侧位置喷射孔的轴线为第四轴线，第四轴线在水平面的投影为第七投影，位于左后侧位置喷射孔的轴线为第五轴线，第五轴线在水平面的投影为第八投影；第六投影与第七投影间的夹角为第二夹角，第二夹角介于75°至150°之间，第七投影与第八投影间的夹角为第三夹角，第三夹角介于75°至150°之间，第八投影与第六投影间的夹角为第四夹角，第四夹角介于75°至150°之间。

上述还可包括第三扶正块、第四扶正块和第五扶正块，对应右侧位置喷射孔位置的喷射器本体左侧设有第三扶正块，对应前侧位置喷射孔位置的喷射器本体后侧设有第四扶正块，对应左后侧位置喷射孔位置的喷射器本体右前侧设有第五扶正块。

上述第二夹角可为90°，第三夹角可为135°，第四夹角可为135°。

上述还可包括喷嘴压帽、防反溅衬块和密封垫，对应每个喷射孔位置的喷射器本体外侧均设有弧形安装槽，弧形安装槽内固定安装有与其相匹配的防反溅衬块，对应喷射孔位置的防反溅衬块上设有内外贯通的安装孔，安装孔外端内侧设有安装环槽，喷射孔内固定安装有外端位于安装孔内的喷嘴压帽，喷嘴压帽外端设有位于安装环槽内的外环台，喷嘴压帽外端内侧设有内环台，对应内环台内端位置的喷嘴压帽内固定安装有喷嘴；对应外环台内端位置的喷嘴压帽与防反溅衬块之间设有密封垫。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过在喷射器本体上设置不对称分布的喷射孔，能够实现在原压裂缝网不同方位开启新缝；通过设置滑套和剪钉，便于投球实现逐级打开喷射器本体上的喷射孔；通过设置扶正块，确保在喷嘴喷射方向的反方向提供扶正推力，具有稳定、高效和易形成新缝的特点。

附图说明

附图1为实施例四的主视半剖视结构示意图。

附图2为实施例二的俯视剖视结构示意图。

附图3为实施例三的俯视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为喷射器本体，2为喷嘴，3为喷嘴压帽，4为防反溅衬块，5为安装环槽，6为外环台，7为内环台，8为过流通道，9为喷射孔，10为滑套，11为剪钉，12为O形密封圈，13为密封垫，14为第一扶正块，15为第二扶正块，16为第三扶正块，17为第四扶正块，18为第五扶正块。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可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。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例一：如附图1、2、3所示，该定向水力喷射器包括喷射器本体1和喷嘴2，喷射器本体1内设有上下贯通的过流通道8，喷射器本体1外侧沿圆周方向上下间隔分布有至少两个能与过流通道8连通的喷射孔9，喷射孔9内均固定安装有喷嘴2。在使用过程，通过在喷射器本体1上设置不对称分布的喷射孔9，能够实现在原压裂缝网不同方位开启新缝。根据需求，喷射器本体1上设有2至3个喷射孔9，喷射孔9内安装有大孔径的喷嘴2，喷嘴2采用75゜至150゜不对称角工作面分布设计，喷嘴2的直径介于14mm至16mm，喷嘴2采用现有公知的材料制成，其可为高强度硬质合金，抗弯曲度超过2300N/mm，硬度超过HRA90度，喷嘴2进行精密磨削加工和表面处理，实现孔粗糙度为Ra0.1和两端R处粗糙度为Ra0.025；喷嘴2内孔采用流线型设计；单只喷嘴2砂液流量不小于2.5m³/min，射速不低于200m/s，累计过砂量不少于200m³的性能要求。

可根据实际需要，对上述定向水力喷射器作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，还包括滑套10和剪钉11，过流通道8内通过剪钉11固定安装有滑套10，滑套10上端位于最上方位置的喷射孔9上方，滑套10下端位于最下方位置的喷射孔9下方。根据需求，将多个本实施例上下间隔安装在压裂管柱中，使本实施例内的位于下方位置滑套10的内径均小于其上方相邻的滑套10的内径，位于最下方的本实施例中可不设置滑套10。在使用过程，滑套10封堵喷射孔9，通过投球剪断剪钉11后滑套10下行开启喷射孔9；通过多次投球，先后投入的球的球径与由下至上的滑套10内径相匹配，投入的球使对应位置的滑套10上的剪钉11剪断后开启喷射孔9，使该位置的本实施例对其所在的产层完成压裂，由此通过多次投球，控制产层的逐级压裂。

如附图1、2、3所示，还包括O形密封圈12，对应最上方位置的喷射孔9上方位置的滑套10与喷射器本体1之间设有O形密封圈12，对应最下方位置的喷射孔9下方位置的滑套10与喷射器本体1之间设有O形密封圈12。在使用过程中，通过这样得设置避免滑套10下行前，由于密封效果不好，造成携沙液从喷嘴2流出。

实施例二：如附图1、2所示，喷射器本体1上部右侧设有喷射孔9，喷射器下部前侧设有喷射孔9；位于右侧位置喷射孔9的轴线为第一轴线，第一轴线在水平面的投影为第一投影，位于前侧位置喷射孔9的轴线为第二轴线，第二轴线在水平面的投影为第二投影，第一投影与第二投影间的夹角为第一夹角，第一夹角介于75°至150°之间。在使用过程，通过这样的设置，避免本实施例喷射器本体1上设置的两个喷嘴2沿圆周均布，由此便于压裂时不对称的喷嘴2喷射后形成新缝。

如附图1、2所示，还包括第一扶正块14和第二扶正块15，对应喷射孔9之间位置的喷射器本体1左后侧间隔设有第一扶正块14和第二扶正块15；第一夹角的角平分线为对称线，第一扶正块14在水平面的投影为第三投影，第二扶正块15在水平面的投影为第四投影，第三投影与第四投影沿对称线对称。在使用过程中，通过设置第一扶正块14和第二扶正块15，确保在喷嘴2喷射方向的反方向提供扶正推力。

如附图1、2所示，第一夹角为90°。在使用过程，通过这样的设置，避免本实施例喷射器本体1上设置的两个喷嘴2沿圆周均布，由此便于压裂时形成新缝。

实施例三：如附图1、3所示，喷射器本体1上部右侧设有喷射孔9，喷射器中部前侧设有喷射孔9，喷射器本体1下部左后侧设有喷射孔9；位于右侧位置喷射孔9的轴线为第三轴线，第三轴线在水平面的投影为第六投影，位于前侧位置喷射孔9的轴线为第四轴线，第四轴线在水平面的投影为第七投影，位于左后侧位置喷射孔9的轴线为第五轴线，第五轴线在水平面的投影为第八投影；第六投影与第七投影间的夹角为第二夹角，第二夹角介于75°至150°之间，第七投影与第八投影间的夹角为第三夹角，第三夹角介于75°至150°之间，第八投影与第六投影间的夹角为第四夹角，第四夹角介于75°至150°之间。在使用过程，通过这样的设置，避免本实施例喷射器本体1上设置的三个喷嘴2沿圆周均布，由此便于压裂时不对称的喷嘴2喷射后形成新缝。

如附图1、3所示，还包括第三扶正块16、第四扶正块17和第五扶正块18，对应右侧位置喷射孔9位置的喷射器本体1左侧设有第三扶正块16，对应前侧位置喷射孔9位置的喷射器本体1后侧设有第四扶正块17，对应左后侧位置喷射孔9位置的喷射器本体1右前侧设有第五扶正块18。在使用过程中，通过设置第三扶正块16、第四扶正块17和第五扶正块18，确保在喷嘴2喷射方向的反方向提供扶正推力。

如附图1、3所示，第二夹角为90°，第三夹角为135°，第四夹角为135°。在使用过程，通过这样的设置，避免本实施例喷射器本体1上设置的三个喷嘴2沿圆周均布，由此便于压裂时形成新缝。

实施例四：如附图1、2、3所示，还包括喷嘴压帽3、防反溅衬块4和密封垫13，对应每个喷射孔9位置的喷射器本体1外侧均设有弧形安装槽，弧形安装槽内固定安装有与其相匹配的防反溅衬块4，对应喷射孔9位置的防反溅衬块4上设有内外贯通的安装孔，安装孔外端内侧设有安装环槽5，喷射孔9内固定安装有外端位于安装孔内的喷嘴压帽3，喷嘴压帽3外端设有位于安装环槽5内的外环台6，喷嘴压帽3外端内侧设有内环台7，对应内环台7内端位置的喷嘴压帽3内固定安装有喷嘴2；对应外环台6内端位置的喷嘴压帽3与防反溅衬块4之间设有密封垫13。在使用过程中，通过设置防反溅衬块4，削减喷嘴2出口高速砂液旋流、反溅对工具造成的损伤，提高定向水力喷射器使用寿命；通过设置密封垫13，避免因密封性不好影响喷嘴2的流量及射速。根据需求，防反溅衬块4采用现有公知的材料，如硬质合金等。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种定向水力喷射器，其特征在于包括喷射器本体和喷嘴，喷射器本体内设有上下贯通的过流通道，喷射器本体外侧沿圆周方向上下间隔分布有至少两个能与过流通道连通的喷射孔，喷射孔内均固定安装有喷嘴。

2.根据权利要求1所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括滑套和剪钉，过流通道内通过剪钉固定安装有滑套，滑套上端位于最上方位置的喷射孔上方，滑套下端位于最下方位置的喷射孔下方。

3.根据权利要求2所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括O形密封圈，对应最上方位置的喷射孔上方位置的滑套与喷射器本体之间设有O形密封圈，对应最下方位置的喷射孔下方位置的滑套与喷射器本体之间设有O形密封圈。

4.根据权利要求1或2或3所述的定向水力喷射器，其特征在于喷射器本体上部右侧设有喷射孔，喷射器下部前侧设有喷射孔；位于右侧位置喷射孔的轴线为第一轴线，第一轴线在水平面的投影为第一投影，位于前侧位置喷射孔的轴线为第二轴线，第二轴线在水平面的投影为第二投影，第一投影与第二投影间的夹角为第一夹角，第一夹角介于75°至150°之间。

5.根据权利要求4所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括第一扶正块和第二扶正块，对应喷射孔之间位置的喷射器本体左后侧间隔设有第一扶正块和第二扶正块，第一夹角的角平分线为对称线，第一扶正块在水平面的投影为第三投影，第二扶正块在水平面的投影为第四投影，第三投影与第四投影沿对称线对称；或/和，第一夹角为90°。

6.根据权利要求1或2或3所述的定向水力喷射器，其特征在于喷射器本体上部右侧设有喷射孔，喷射器中部前侧设有喷射孔，喷射器本体下部左后侧设有喷射孔；位于右侧位置喷射孔的轴线为第三轴线，第三轴线在水平面的投影为第六投影，位于前侧位置喷射孔的轴线为第四轴线，第四轴线在水平面的投影为第七投影，位于左后侧位置喷射孔的轴线为第五轴线，第五轴线在水平面的投影为第八投影；第六投影与第七投影间的夹角为第二夹角，第二夹角介于75°至150°之间，第七投影与第八投影间的夹角为第三夹角，第三夹角介于75°至150°之间，第八投影与第六投影间的夹角为第四夹角，第四夹角介于75°至150°之间。

7.根据权利要求6所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括第三扶正块、第四扶正块和第五扶正块，对应右侧位置喷射孔位置的喷射器本体左侧设有第三扶正块，对应前侧位置喷射孔位置的喷射器本体后侧设有第四扶正块，对应左后侧位置喷射孔位置的喷射器本体右前侧设有第五扶正块；或/和，第二夹角为90°，第三夹角为135°，第四夹角为135°。

8.根据权利要求1或2或3或5或7所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括喷嘴压帽、防反溅衬块和密封垫，对应每个喷射孔位置的喷射器本体外侧均设有弧形安装槽，弧形安装槽内固定安装有与其相匹配的防反溅衬块，对应喷射孔位置的防反溅衬块上设有内外贯通的安装孔，安装孔外端内侧设有安装环槽，喷射孔内固定安装有外端位于安装孔内的喷嘴压帽，喷嘴压帽外端设有位于安装环槽内的外环台，喷嘴压帽外端内侧设有内环台，对应内环台内端位置的喷嘴压帽内固定安装有喷嘴；对应外环台内端位置的喷嘴压帽与防反溅衬块之间设有密封垫。

9.根据权利要求4所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括喷嘴压帽、防反溅衬块和密封垫，对应每个喷射孔位置的喷射器本体外侧均设有弧形安装槽，弧形安装槽内固定安装有与其相匹配的防反溅衬块，对应喷射孔位置的防反溅衬块上设有内外贯通的安装孔，安装孔外端内侧设有安装环槽，喷射孔内固定安装有外端位于安装孔内的喷嘴压帽，喷嘴压帽外端设有位于安装环槽内的外环台，喷嘴压帽外端内侧设有内环台，对应内环台内端位置的喷嘴压帽内固定安装有喷嘴；对应外环台内端位置的喷嘴压帽与防反溅衬块之间设有密封垫。

10.根据权利要求6所述的定向水力喷射器，其特征在于还包括喷嘴压帽、防反溅衬块和密封垫，对应每个喷射孔位置的喷射器本体外侧均设有弧形安装槽，弧形安装槽内固定安装有与其相匹配的防反溅衬块，对应喷射孔位置的防反溅衬块上设有内外贯通的安装孔，安装孔外端内侧设有安装环槽，喷射孔内固定安装有外端位于安装孔内的喷嘴压帽，喷嘴压帽外端设有位于安装环槽内的外环台，喷嘴压帽外端内侧设有内环台，对应内环台内端位置的喷嘴压帽内固定安装有喷嘴；对应外环台内端位置的喷嘴压帽与防反溅衬块之间设有密封垫。

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