專利名稱：水力噴射分段壓裂工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于從深井中開采油、氣、可溶解或可溶化物質(zhì)的方法或設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從油氣井中開采油的水力噴射分段壓裂工具。
背景技術(shù)：
水力壓裂是油氣井增產(chǎn)、注水井增注的一項重要技術(shù)措施，不僅廣泛用于低滲透油氣藏，而且在中、高滲油氣藏的增產(chǎn)改造中也取得了很好的效果。它是利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高壓，當(dāng)此壓力大于井壁附近的地應(yīng)力和地層巖石抗張強度時，在井底附近地層產(chǎn)生裂縫。繼續(xù)注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，關(guān)井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的填砂裂縫，使井達(dá)到增產(chǎn)增注目的的工藝措施?，F(xiàn)有的水力噴射射孔和水力壓裂采用分段壓裂，使用針對射孔專門設(shè)計的水力噴射器先進(jìn)行射孔，取出水力噴射器，再將水力壓裂工具下入到井下，進(jìn)行油氣井壓裂。特別對一井多層分層壓裂改造來說，需要多次取出水力噴射器和水力壓裂工具，作業(yè)程序復(fù)雜， 周期長，費用高，同時，由于多次壓井，對油氣層尤其對低壓、低產(chǎn)、低滲油氣井，將造成很大的傷害。采用拖動油管式對油氣井進(jìn)行分層壓裂改造，需要井口安裝防噴系統(tǒng)。而且傳統(tǒng)的水力壓裂工具容易造成砂卡，不是對所有的油氣井都適用，例如其對于距離水層近的薄油氣層無法實施，對于裸眼井、篩管井、需要分段壓裂的水平井，油田常規(guī)水力壓裂受到極大的限制。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述水力壓裂工具的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、無須機械封隔、造縫準(zhǔn)確、有效隔離、一趟管柱多段壓裂、集射孔壓裂、隔離一體的水力噴射分段壓裂工具。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在聯(lián)接管的外部設(shè)置有左扶正器，聯(lián)接管的右端設(shè)置相互聯(lián)為一體相同的1 10段水力射孔器，最后一段水力射孔器的外部設(shè)置有右扶正器的多孔管相聯(lián)，多孔管的右端設(shè)置有引鞋，每一段水力射孔器由噴槍的右端與單向閥的左端聯(lián)接構(gòu)成。上述的噴槍為在噴槍體的2個或3個徑向平面中的每個徑向平面內(nèi)，徑向均布加工有3個或4個噴嘴孔，一個徑向平面內(nèi)噴嘴孔與相鄰一個徑向平面內(nèi)的噴嘴孔交錯排列，一個徑向平面與相鄰一個徑向平面之間的距離為15 25mm，在每個噴嘴孔內(nèi)設(shè)置有噴嘴。本實用新型的2個徑向平面位于噴槍體徑向中心平面的兩側(cè)。3個徑向平面中的 1個徑向平面為徑向中心平面，另外兩個徑向平面位于徑向中心線的兩側(cè)與徑向中心平面相對稱。本實用新型的噴嘴的中心加工有噴射孔，噴射孔徑向內(nèi)側(cè)為由內(nèi)向外收斂形孔、 外側(cè)為與收斂形孔相互聯(lián)通的直通孔，收斂形孔的中心線與直通孔的中心線為同一條中心
3線。本實用新型的噴嘴直通孔的孔徑為3 6mm，收斂形孔豎向剖面的斜邊與噴射孔中心之間的夾角為30° 60°。本實用新型的噴嘴為陶瓷噴嘴。本實用新型的噴槍采用在不同的徑向平面上不同相位安裝噴嘴，一個徑向平面內(nèi)噴嘴與相鄰一個徑向平面內(nèi)的噴嘴交錯排列。采用這種結(jié)構(gòu)的水力噴射分段壓裂工具，在射孔時，逐層進(jìn)行噴孔壓裂，不需要對已壓開的層段進(jìn)行封堵，不需要井下封隔器，降低了井下作業(yè)的風(fēng)險，大大縮短了現(xiàn)場施工作業(yè)時間，簡化了施工流程，降低了工人的勞動強度，有效地解決了地層污染問題，水力推進(jìn)噴射孔道與多裂縫結(jié)合，加大了儲層流體的滲流面積，有效地提高了油氣井采收率。本實用新型可用于裸眼井、套管井、篩管井的射孔壓裂。

圖1是本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中1段水力射孔器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實用新型不限于這些實施例。實施例1以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在圖1中，本實施例的水力噴射分段壓裂工具由接油管1、左扶正器2、噴槍3、單向閥4、右扶正器5、多孔管6、引鞋7、聯(lián)接管8聯(lián)接構(gòu)成。在聯(lián)接管8的外部焊接聯(lián)接有左扶正器2，聯(lián)接管8的右端通過螺紋聯(lián)接有噴槍 3，將本實用新型裝入油井的井管內(nèi)時，聯(lián)接管8的左端通過螺紋與油管1相聯(lián)，噴槍3的右端通過螺紋與單向閥4的左端相聯(lián)，單向閥4用于將噴槍3與高壓水泵聯(lián)通后，進(jìn)入噴槍3 內(nèi)的水被單向閥4的鋼球4-1阻擋住，只能從噴槍3噴出射孔。單向閥4的右端通過螺紋與多孔管6的左端相聯(lián)接，多孔管6的徑向加工有通孔，通孔用于進(jìn)入多孔管6的水從通孔流到井管內(nèi)。多孔管6的外部焊接聯(lián)接安裝有右扶正器5，左扶正器2和右扶正器5用于噴槍3在水力射孔時支撐噴槍3的反作用力，保證射孔質(zhì)量。多孔管6的右端通過螺紋聯(lián)接安裝有引鞋7，引鞋7用于本實用新型在井內(nèi)鉆孔作業(yè)前進(jìn)時，起導(dǎo)向作用。圖2給出了本實用新型噴槍的1段水力射孔器的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，卒實施例的1段水力射孔器由噴槍3和單向閥4聯(lián)接構(gòu)成，其中噴槍3由噴槍體3-1、噴嘴3-2聯(lián)接構(gòu)成。噴槍體3-1的左右兩端內(nèi)加工有內(nèi)螺紋。在噴槍體3-1的徑向中心平面上均布加工有3個徑向噴嘴孔，一個噴嘴孔的中心線與相鄰一個噴嘴孔的中心線之間的夾角為120°， 噴槍體3-1上另外兩個徑向平面位于徑向中心平面的兩側(cè)與徑向中心平面相對稱，另外兩個徑向平面與徑向中心平面之間的距離為20mm，另外兩個徑向平面上均布加工有3個徑向噴嘴孔，一個噴嘴孔的中心線與相鄰一個噴嘴孔的中心線之間的夾角為120°，一個平面上的徑向孔與相鄰一個平面上的徑向孔交錯排列，一個平面上徑向孔的中心線與相鄰一個平面上徑向孔的中心線之間的夾角為60°。[0019]在每個噴嘴孔內(nèi)通過螺紋聯(lián)接安裝有噴嘴3-2，噴嘴3-2為陶瓷噴嘴，噴嘴3-2的中心加工有噴射孔，噴射孔徑向內(nèi)側(cè)為由內(nèi)向外收斂形孔、外側(cè)為與收斂形孔相互聯(lián)通的直通孔，收斂形孔的中心線與直通孔的中心線為同一條中心線，直通孔的孔徑為4. 5mm，收斂形孔豎向剖面的斜邊與噴射孔中心之間的夾角為45°。實施例2以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在本實例中，在噴槍體3-1的3個徑向平面上均布加工有3個徑向噴嘴孔，每個徑向平面上徑向孔的排列次序與實施例1相同。在每個噴嘴孔內(nèi)通過螺紋聯(lián)接安裝有噴嘴3-2，噴嘴3-2為陶瓷噴嘴，噴嘴3-2的中心加工有噴射孔，噴射孔徑向內(nèi)側(cè)為由內(nèi)向外收斂形孔、外側(cè)為與收斂形孔相互聯(lián)通的直通孔，收斂形孔的中心線與直通孔的中心線為同一條中心線，直通孔的孔徑為3mm，收斂形孔豎向剖面的斜邊與噴射孔中心之間的夾角為 30°。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例3以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在本實例中，在噴槍體3-1的3個徑向平面上均布加工有3個徑向噴嘴孔，每個徑向平面上徑向孔的排列次序與實施例1相同。在每個噴嘴孔內(nèi)通過螺紋聯(lián)接安裝有噴嘴3-2，噴嘴3-2為陶瓷噴嘴，噴嘴3-2的中心加工有噴射孔，噴射孔徑向內(nèi)側(cè)為由內(nèi)向外收斂形孔、外側(cè)為與收斂形孔相互聯(lián)通的直通孔，收斂形孔的中心線與直通孔的中心線為同一條中心線，直通孔的孔徑為6mm，收斂形孔豎向剖面的斜邊與噴射孔中心之間的夾角為 60°。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例4以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在以上的實施例1 3中，在噴槍體3-1的3個徑向平面上均布加工有4個徑向噴嘴孔，一個平面上的徑向孔與相鄰一個平面上的徑向孔交錯排列，一個平面上徑向孔的中心線與相鄰一個平面上徑向孔的中心線之間的夾角為45°。在每個噴嘴孔內(nèi)通過螺紋聯(lián)接安裝有噴嘴3-2，噴嘴3-2的幾何形狀與相應(yīng)的實施例相同。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例5以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在以上的實施例1 4中，在噴槍體3-1的3個徑向平面上均布加工有徑向噴嘴孔，在噴槍體3-1的徑向中心平面上均布加工有徑向噴嘴孔，噴槍體3-1上另外兩個徑向平面位于徑向中心平面的兩側(cè)與徑向中心平面相對稱，另外兩個徑向平面與徑向中心平面之間的距離為15mm，3個徑向平面上的噴嘴孔個數(shù)以及排列次序與相應(yīng)的實施例相同。在每個噴嘴孔上安裝有噴嘴3-2，噴嘴3-2的幾何形狀與相應(yīng)的實施例相同。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例6以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在以上的實施例1 4中，在噴槍體3-1的3個徑向平面上均布加工有徑向噴嘴孔，在噴槍體3-1的徑向中心平面上均布加工有徑向噴嘴孔，噴槍體3-1上另外兩個徑向平面位于徑向中心平面的兩側(cè)與徑向中心平面相對稱，另外兩個徑向平面與徑向中心平面之間的距離為25mm，3個徑向平面上的噴嘴孔個數(shù)以及排列次序與相應(yīng)的實施例相同。在每個噴嘴孔上安裝有噴嘴3-2，噴嘴3-2的幾何形狀與相應(yīng)的實施例相同。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。實施例7以1段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在以上的實施例1 6中，在噴槍體3-1的2個徑向平面上均布加工有徑向噴嘴孔，2個徑向平面位于噴槍體3-1徑向中心平面的兩側(cè)，2個徑向平面之間的距離、2個徑向平面上的噴嘴孔個數(shù)以及排列次序與相應(yīng)的實施例相同。在每個噴嘴孔上安裝有噴嘴3-2， 噴嘴3-2的幾何形狀與相應(yīng)的實施例相同。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1 相同。實施例8以5段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在以上的實施例1 7中，在聯(lián)接管8的外部焊接連接有左扶正器2，聯(lián)接管8的右端依次通過螺紋首尾聯(lián)接安裝有5段水力射孔器，5段水力射孔器的結(jié)構(gòu)完全相同，最后一段水力射孔器的單向閥與多孔管6相聯(lián)，多孔管6的外部焊接聯(lián)接有右扶正器5，多孔管 6的右端通過螺紋聯(lián)接有引鞋7。實施例9以10段水力射孔器與其它零部件構(gòu)成水力噴射分段壓裂工具為例，其結(jié)構(gòu)如下在以上的實施例1 7中，在聯(lián)接管8的外部焊接連接有左扶正器2，聯(lián)接管8的右端依次通過螺紋首尾聯(lián)接安裝有10段水力射孔器，5段水力射孔器的結(jié)構(gòu)完全相同，最后一段水力射孔器的單向閥與多孔管6相聯(lián)，多孔管6的外部焊接聯(lián)接有右扶正器5，多孔管6的右端通過螺紋聯(lián)接有引鞋7。
權(quán)利要求1.一種水力噴射分段壓裂工具，在聯(lián)接管(8)的外部設(shè)置有左扶正器0)，聯(lián)接管(8) 的右端設(shè)置相互聯(lián)為一體相同的1 10段水力射孔器，最后一段水力射孔器的外部設(shè)置有右扶正器(5)的多孔管(6)相聯(lián)，多孔管(6)的右端設(shè)置有引鞋(7)，每一段水力射孔器由噴槍(3)的右端與單向閥的左端聯(lián)接構(gòu)成，其特征在于所述的噴槍(3)為在噴槍體 (3-1)的2個或3個徑向平面中的每個徑向平面內(nèi)，徑向均布加工有3個或4個噴嘴孔，一個徑向平面內(nèi)噴嘴孔與相鄰一個徑向平面內(nèi)的噴嘴孔交錯排列，一個徑向平面與相鄰一個徑向平面之間的距離為15 25mm，在每個噴嘴孔內(nèi)設(shè)置有噴嘴(3_2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的水力噴射分段壓裂工具，其特征在于所述的2個徑向平面位于噴槍體(3-1)徑向中心平面的兩側(cè)；3個徑向平面中的1個徑向平面為徑向中心平面， 另外兩個徑向平面位于徑向中心線的兩側(cè)與徑向中心平面相對稱。
3.按照權(quán)利要求1所述的水力噴射分段壓裂工具，其特征在于所述的噴嘴(3-2)的中心加工有噴射孔，噴射孔徑向內(nèi)側(cè)為由內(nèi)向外收斂形孔、外側(cè)為與收斂形孔相互聯(lián)通的直通孔，收斂形孔的中心線與直通孔的中心線為同一條中心線。
4.按照權(quán)利要求3所述的水力噴射分段壓裂工具，其特征在于所述的噴嘴(3-2)直通孔的孔徑為3 6mm，收斂形孔豎向剖面的斜邊與噴射孔中心之間的夾角為30° 60°。
5.按照權(quán)利要求1或3或4所述的水力噴射分段壓裂工具，其特征在于所述的噴嘴 (3-2)為陶瓷噴嘴。
專利摘要一種水力噴射分段壓裂工具，在聯(lián)接管的外部設(shè)置有左扶正器，聯(lián)接管的右端設(shè)置相互聯(lián)為一體相同的1～10段水力射孔器，最后一段水力射孔器的外部設(shè)置有右扶正器的多孔管相聯(lián)，多孔管的右端設(shè)置有引鞋，每一段水力射孔器由噴槍的右端與單向閥的左端聯(lián)接構(gòu)成。上述的噴槍為在噴槍體的2個或3個徑向平面中的每個徑向平面內(nèi)，徑向均布加工有3個或4個噴嘴孔，一個徑向平面內(nèi)噴嘴孔與相鄰一個徑向平面內(nèi)的噴嘴孔交錯排列，一個徑向平面與相鄰一個徑向平面之間的距離為15～25mm，在每個噴嘴孔內(nèi)設(shè)置有噴嘴。本實用新型用于油氣井射孔壓裂時，縮短了作業(yè)時間，簡化了施工流程，降低了工人的勞動強度，提高了油氣井采收率。
文檔編號E21B43/114GK202250016SQ201120378780
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者任澤, 梁新峰, 鄭油路, 陳俊敏 申請人:華鼎鴻基石油工程技術(shù)(北京)有限公司