CN214576936U - 一种水力径向面切割喷射器及切割组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水力径向面切割喷射器及切割组件,其中,该水力径向面切割喷射器包括本体、设置于该本体轴向侧壁上的至少一个喷射孔、以及设置于该喷射孔内的喷嘴及外护套,该外护套套设于该喷嘴外并与该喷射孔固定连接,该喷嘴上设有喷射方向不同的至少三个喷孔。使用本实用新型的水力径向面切割喷射器进行切割时,通过在喷嘴上设置喷射方向不同的至少三个喷孔,使用水力径向面切割,形成扇形孔道,在地应力的作用下,裂缝沿着最小主应力发展,从而提高地层渗透率,达到增产增注的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油天然气钻采领域,更具体地说,涉及一种水力径向面切割喷射器及切割组件。
背景技术
目前磨料水射流技术是利用磨料射流的打击、切削作用,穿透金属套管,打碎近井筒附近的岩石,为了实现快速高效穿透金属套管,切割岩石,射流速度必须要达到180m/s以上,根据伯努利原理,随着射流速度的提高,在喷嘴处施加的压力相应增加,地面泵注设备的功率也会增加,而且磨料水射流只是单纯地在地层制造棒锥型孔穴,对储层的改造范围有限。
为进一步提高井筒与储层的接触面积,需要利用地层裂缝扩展,形成复杂导流通道,为油气井的生产提供高导流优势通道,但是在实际施工过程中,无法保证单簇射流的方向都沿着最小主应力的方向,导致裂缝扭曲,增大裂缝延展的阻力。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的上述缺陷,提供一种水力径向面切割喷射器及切割组件。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种水力径向面切割喷射器,该喷射器包括本体、设置于该本体轴向侧壁上的至少一个喷射孔、以及设置于该喷射孔内的喷嘴及外护套,该外护套套设于该喷嘴外并与该喷射孔固定连接,该喷嘴上设有喷射方向不同的至少三个喷孔。
在本实用新型所述的水力径向面切割喷射器中,该外护套上与该至少三个喷孔相对应位置处设有至少三个通孔,该通孔的喷射方向分别与该喷孔的喷射方向相同。
在本实用新型所述的水力径向面切割喷射器中,该至少三个喷孔中至少包括第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔,该第一喷孔的喷射方向与该本体的长度方向垂直设置,该第二喷孔的喷射方向与该第一喷孔的喷射方向之间的夹角为5-40°,该第三喷孔的喷射方向与该第一喷孔的喷射方向之间的夹角为5-40°。
在本实用新型所述的水力径向面切割喷射器中,该喷嘴为椭圆锥形喷嘴,该至少三个喷射孔均沿该椭圆锥形喷嘴的长度方向设置。
在本实用新型所述的水力径向面切割喷射器中,该外护套的外侧壁上设有外螺纹,该喷射孔内壁上设有可与该外螺纹螺接的内螺纹。
在本实用新型所述的水力径向面切割喷射器中,该外护套顶部周缘固设有凸出于该外护套外侧壁的环形凸缘,该环形凸缘与该喷射孔顶壁之间夹设有密封圈。
为解决上述技术问题,本实用新型还公开一种水力径向面切割组件,该切割组件包括如上述的至少一个喷射器、连接于该喷射器第一端的连接器、以及连接于该喷射器第二端的导向器。
在本实用新型所述的水力径向面切割组件中,该切割组件包括至少两个喷射器,该至少两个喷射器相互螺接并形成喷射器组件,该连接器和该导向器分别连接于该喷射器组件两端。
在本实用新型所述的水力径向面切割组件中,该导向器端部为半椭球形或圆锥状。
实施本实用新型的水力径向面切割喷射器及切割组件,具有以下有益效果:使用本实用新型的水力径向面切割喷射器进行切割时,通过在喷嘴上设置喷射方向不同的至少三个喷孔,使用水力径向面切割,形成扇形孔道,在地应力的作用下,裂缝沿着最小主应力发展,从而提高地层渗透率,达到增产增注的目的。高压射流通过喷嘴及外护套后形成空化气泡,降低高压射流所需的泵压,同时空化气泡产生的微射流及激波,对锥型孔洞的近井筒储层内壁造成破坏,加速储层岩石颗粒的剥蚀,使得扇形孔道持续扩大,提高储层的导流能力,增强储层改造效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型水力径向面切割喷射器的结构示意图;
图2是本实用新型水力径向面切割喷射器中A处的部分放大结构示意图;
图3是本实用新型水力径向面切割喷射器中喷嘴和外护套的组合结构示意图;
图4是本实用新型水力径向面切割喷射器中喷嘴和外护套的分解结构示意图;
图5是本实用新型水力径向面切割组件的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
如图1-4所示,在本实用新型的水力径向面切割喷射器第一实施例中,该喷射器100包括本体101、设置于该本体101轴向侧壁上的至少一个喷射孔102、以及设置于该喷射孔102内的喷嘴103及外护套104,该外护套104套设于该喷嘴103外并与该喷射孔102固定连接,该喷嘴103上设有喷射方向不同的至少三个喷孔105。
使用本实用新型的水力径向面切割喷射器100进行切割时,通过在喷嘴103上设置喷射方向不同的至少三个喷孔105,使用水力径向面切割,形成扇形孔道,在地应力的作用下,裂缝沿着最小主应力发展,从而提高地层渗透率,达到增产增注的目的。高压射流通过喷嘴103及外护套104后形成空化气泡,降低高压射流所需的泵压,同时空化气泡产生的微射流及激波,对锥型孔洞的近井筒储层内壁造成破坏,加速储层岩石颗粒的剥蚀,使得扇形孔道持续扩大,提高储层的导流能力,增强储层改造效果。
泵注工作液过程中,泵注排量不变的情况下,泵注压力较水力径向面切割工具的地面测试压力降低,维持射流速度所需的泵注设备输出功率也随之降低,作业效率也得到相应提升,水力径向面切割实施之后,地层流体可以进入井筒,地层的导流能力可以增加,从而实现增产改造的目的。
可以理解的,该本体101为圆筒状本体101,该本体101内设有沿本体101长度方向设置的腔体。
如图3、4,该外护套104上与该至少三个喷孔105相对应位置处设有至少三个通孔106,该通孔106的喷射方向分别与该喷孔105 的喷射方向相同。
在本实施方式中,该至少三个喷孔105中至少包括第一喷孔107、第二喷孔108和第三喷孔109,该第一喷孔107的喷射方向与该本体 101的长度方向垂直设置,该第二喷孔108的喷射方向与该第一喷孔 107的喷射方向之间的夹角为5-40°,该第三喷孔109的喷射方向与该第一喷孔107的喷射方向之间的夹角为5-40°。
泵入本体101内的工作液可分别从第一喷孔107、第二喷孔108 和第三喷孔109喷出,形成多簇射流。优选的,该第二喷孔108和第三喷孔109对称设置于第一喷孔107两侧。优选的,该第二喷孔 108的喷射方向与该第一喷孔107的喷射方向之间的夹角为 10-30°,该第三喷孔109的喷射方向与该第一喷孔107的喷射方向之间的夹角为10-30°。
具体的,该喷嘴103为椭圆锥形喷嘴103,该至少三个喷孔105 均沿该椭圆锥形喷嘴103的长度方向设置。
为便于外护套104与喷射孔102连接,该外护套104的外侧壁上设有外螺纹110,该喷射孔102内壁上设有可与该外螺纹110螺接的内螺纹。
进一步的,该外护套104顶部周缘固设有凸出于该外护套104 外侧壁的环形凸缘111,该环形凸缘111与该喷射孔102顶壁之间夹设有密封圈112。
在安装外护套104及喷嘴103时,可在外护套104与喷嘴103 之间注胶密封固定连接,再将外护套104旋入喷射孔102内进行固定,在固定完成之后,密封圈112夹设于环形凸缘111和喷射孔102 之间,形成密封。
如图5所示,本实用新型还公开一种水力径向面切割组件200,该切割组件200包括如上述的至少一个喷射器100、连接于该喷射器 100第一端的连接器201、以及连接于该喷射器100第二端的导向器 202。
优选的,该切割组件200包括至少两个喷射器100,该至少两个喷射器100相互螺接并形成喷射器100组件,该连接器201和该导向器202分别连接于该喷射器100组件两端。
在使用切割组件200时,可将多个喷射器100相互串联在一起,形成喷射器100组件,喷射器100之间相互密封连接并连通,因此可以在切割组件200上形成多个喷嘴103,可对不同高度的储层同时进行切割。
为便于将切割组件200伸入至井筒内,该导向器202端部为半椭球形或圆锥状。在下放切割组件200时,将导向器202先深入井筒中,随后逐渐向下插入切割组件200整体,直至切割组件200下放至预定高度位置。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种水力径向面切割喷射器,其特征在于,所述喷射器(100)包括本体(101)、设置于所述本体(101)轴向侧壁上的至少一个喷射孔(102)、以及设置于所述喷射孔(102)内的喷嘴(103)及外护套(104),所述外护套(104)套设于所述喷嘴(103)外并与所述喷射孔(102)固定连接,所述喷嘴(103)上设有喷射方向不同的至少三个喷孔(105)。
2.根据权利要求1所述的水力径向面切割喷射器,其特征在于,所述外护套(104)上与所述至少三个喷孔(105)相对应位置处设有至少三个通孔(106),所述通孔(106)的喷射方向分别与所述喷孔(105)的喷射方向相同。
3.根据权利要求1或2所述的水力径向面切割喷射器,其特征在于,所述至少三个喷孔(105)中至少包括第一喷孔(107)、第二喷孔(108)和第三喷孔(109),所述第一喷孔(107)的喷射方向与所述本体(101)的长度方向垂直设置,所述第二喷孔(108)的喷射方向与所述第一喷孔(107)的喷射方向之间的夹角为5-40°,所述第三喷孔(109)的喷射方向与所述第一喷孔(107)的喷射方向之间的夹角为5-40°。
4.根据权利要求3所述的水力径向面切割喷射器,其特征在于,所述喷嘴(103)为椭圆锥形喷嘴(103),所述至少三个喷孔(105)均沿所述椭圆锥形喷嘴(103)的长度方向设置。
5.根据权利要求1所述的水力径向面切割喷射器,其特征在于,所述外护套(104)的外侧壁上设有外螺纹(110),所述喷射孔(102)内壁上设有可与所述外螺纹(110)螺接的内螺纹。
6.根据权利要求5所述的水力径向面切割喷射器,其特征在于,所述外护套(104)顶部周缘固设有凸出于所述外护套(104)外侧壁的环形凸缘(111),所述环形凸缘(111)与所述喷射孔(102)顶壁之间夹设有密封圈(112)。
7.一种水力径向面切割组件,其特征在于,所述切割组件包括如权利要求1-6中任一项所述的至少一个喷射器(100)、连接于所述喷射器(100)第一端的连接器(201)、以及连接于所述喷射器(100)第二端的导向器(202)。
8.根据权利要求7所述的水力径向面切割组件,其特征在于,所述切割组件(200)包括至少两个喷射器(100),所述至少两个喷射器(100)相互螺接并形成喷射器(100)组件,所述连接器(201)和所述导向器(202)分别连接于所述喷射器(100)组件两端。
9.根据权利要求8所述的水力径向面切割组件,其特征在于,所述导向器(202)端部为半椭球形或圆锥状。
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CN202120323938.2U CN214576936U (zh) | 2021-02-04 | 2021-02-04 | 一种水力径向面切割喷射器及切割组件 |
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CN112814632A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-05-18 | 广州海洋地质调查局 | 一种水力径向面切割喷射器、切割组件及切割方法 |
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CN112814632B (zh) * | 2021-02-04 | 2023-12-22 | 广州海洋地质调查局 | 一种水力径向面切割喷射器、切割组件及切割方法 |
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