旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，具體結(jié)構(gòu)為：在噴砂器兩端連接上接頭和下接頭，內(nèi)圓周設(shè)有旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯，在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯的外圓周表面中部設(shè)有若干個剪釘槽，在噴砂器主體上設(shè)有若干個彈簧式伸縮剪釘組合，其中一個彈簧式伸縮剪釘組合落入到對應的剪釘槽內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯靠近上接頭的一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)；旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯靠近下接頭的一端設(shè)有圓周均布的旋轉(zhuǎn)噴砂孔，在噴砂器主體上設(shè)有圓周均布的外噴砂孔，外噴砂孔的位置與旋轉(zhuǎn)噴砂孔位置對應。該噴砂器采用旋轉(zhuǎn)的開啟方式。在施工過程中開啟過程穩(wěn)定、可靠，可單獨針對某一層段施工；施工后，可對施工層段滑套進行關(guān)閉，有效對地層進行分層噴砂管理。
【專利說明】
旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，用于實現(xiàn)套管內(nèi)、套管外直井、水平井大排量多段分層改造、滿足油(氣)田多級大排量壓裂改造工藝要求的噴砂器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前油氣田壓裂、酸化、注水等施工工藝采用的滑套式噴砂器均采用投球開啟滑套、下入開啟管柱開啟滑套、弱電感應開啟滑套的方式進行通道類工具的開啟工藝。
[0003]以上三種開啟工藝存在以下問題
[0004]1、投球開啟滑套工藝存在管柱只能逐級施工，無針對性施工能力，且管柱內(nèi)徑逐級縮小，在多級施工中無法實現(xiàn)大排量施工。
[0005]2、下入開啟管柱開啟滑套工藝雖然可針對某一層段施工，但在套管井施工過程中存在重復下入工藝管柱，作業(yè)周期長，施工成本高等問題。
[0006]3、弱電感應開啟滑套在下放管柱過程中需帶入傳感電纜或弱點感應器，在施工過程中，由于井內(nèi)情況復雜，極易造成傳感器失效或滑套無法開啟等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明創(chuàng)造要解決的技術(shù)問題是提供一種旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，該噴砂器采用旋轉(zhuǎn)的開啟方式。在施工過程中開啟過程穩(wěn)定、可靠，可單獨針對某一層段施工;施工后，可對施工層段滑套進行關(guān)閉，有效對地層進行分層噴砂管理。
[0008]為解決以上問題，本發(fā)明創(chuàng)造的具體技術(shù)方案如下:一種旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，在噴砂器主體的一端密封連接上接頭，另一端密封連接下接頭，在噴砂器主體的內(nèi)圓周設(shè)有旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯，在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯的外圓周表面中部設(shè)有若干個剪釘槽，在噴砂器主體上設(shè)有若干個彈簧式伸縮剪釘組合，當旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯每旋轉(zhuǎn)一個固定角度，就有一個彈簧式伸縮剪釘組合落入到對應的剪釘槽內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯靠近上接頭的一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu);旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯靠近下接頭的一端設(shè)有圓周均布的旋轉(zhuǎn)噴砂孔，在噴砂器主體上設(shè)有圓周均布的外噴砂孔，外噴砂孔的位置與旋轉(zhuǎn)噴砂孔位置對應。
[0009]所述的剪釘槽數(shù)量為六個，且沿軸向間距相等排布;彈簧式伸縮剪釘組合的數(shù)量為六個，并螺旋式分布，每相鄰的兩個彈簧式伸縮剪釘組合的軸線呈60°角；當旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯每旋轉(zhuǎn)60°角，彈簧式伸縮剪釘組合中就有一個落入到對應位置的剪釘槽內(nèi)。
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)噴砂孔為圓周均布三個，噴砂器主體上的外噴砂孔為圓周均布三個，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯每旋轉(zhuǎn)60°角，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴砂孔與外噴砂孔的交替通斷狀態(tài)。
[0011]所述的旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)結(jié)構(gòu)為，在上接頭內(nèi)圓周通過防轉(zhuǎn)鍵連接導向體，導向體的內(nèi)圓周設(shè)有圓周均布的導向槽，導向槽分為前后兩部分，前部分為軸向線性槽，后部分為螺旋曲線槽，導向體端部與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯端部連接;在導向體外部設(shè)有開啟鑰匙總成，開啟鑰匙總成由前端的鑰匙導向體和后端的橡膠尾翼連接而成，鑰匙導向體的外圓周設(shè)有在導向槽內(nèi)滑動的開啟頭，每個開啟鑰匙總成沿噴砂器主體軸線移動，經(jīng)過螺旋曲線槽的導向槽后，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯旋轉(zhuǎn)60°角。
[0012]所述的噴砂器主體內(nèi)圓周位于外噴砂孔處設(shè)有防磨噴嘴，防磨噴嘴內(nèi)圓周與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯外壁貼合，防磨噴嘴的設(shè)有與外噴砂孔同軸的孔。
[0013]所述的主體的外圓周設(shè)有銷釘護套，彈簧式伸縮剪釘組合上的銷釘貼合在銷釘護套的內(nèi)壁限位。
[0014]該旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器采用旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯在不同的旋轉(zhuǎn)位置彈簧式伸縮剪釘組合落座在不同的剪釘槽中，從而控制旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯的旋轉(zhuǎn)角度，進而控制外噴砂孔與旋轉(zhuǎn)噴砂孔的通斷狀態(tài)，可有效對井內(nèi)層段進行分層管理，給后續(xù)施工作業(yè)帶倆極大方便。
[0015]限定了剪釘槽與彈簧式伸縮剪釘組合的位置關(guān)系，以保證旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯的旋轉(zhuǎn)角度可控。
[0016]限定了旋轉(zhuǎn)噴砂孔與外噴砂孔的數(shù)量，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯的旋轉(zhuǎn)60°角，旋轉(zhuǎn)噴砂孔與外噴砂孔通斷狀態(tài)交替實現(xiàn)，以保證井內(nèi)層段進行分層管理。
[0017]旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)采用螺旋導向槽結(jié)構(gòu)，通過對鑰匙導向體施加壓力，從而帶動旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯的轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)簡單，實施可靠。
[0018]在噴砂器主體內(nèi)圓周設(shè)有防磨噴嘴，以防止主體的磨損，提高整體設(shè)備的使用壽命O
[0019]主體的外圓周設(shè)有銷釘護套，一方面便于安裝彈簧式伸縮剪釘組合，另一方面防止彈簧式伸縮剪釘組合中零件的磨損。
【附圖說明】

[0020]圖1為旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0022]圖3為圖1的B-B剖視圖。
[0023]圖4為圖1的C-C剖視圖。
[0024]圖5為圖1的D-D剖視圖(外噴砂孔處于關(guān)閉狀態(tài))。
[0025]圖6為圖1的D-D剖視圖(外噴砂孔處于開通狀態(tài))。
[0026]圖7為開啟鑰匙總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8為導向體內(nèi)導向槽的展開示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1至圖6所示，一種旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，在噴砂器主體4的一端密封連接上接頭I，另一端密封連接下接頭7，在噴砂器主體4的內(nèi)圓周設(shè)有旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3，在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3的外圓周表面中部設(shè)有若干個剪釘槽21，在噴砂器主體4上設(shè)有若干個彈簧式伸縮剪釘組合12，其中彈簧式伸縮剪釘組合12即為彈簧支撐的剪釘結(jié)構(gòu)，當旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3每旋轉(zhuǎn)一個固定角度，就有一個彈簧式伸縮剪釘組合12落入到對應的剪釘槽21內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3靠近上接頭I的一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)10;旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3靠近下接頭7的一端設(shè)有圓周均布的旋轉(zhuǎn)噴砂孔13，在噴砂器主體4上設(shè)有圓周均布的外噴砂孔6，外噴砂孔6的位置與旋轉(zhuǎn)噴砂孔13位置對應，即連通狀態(tài)時，外噴砂孔6與旋轉(zhuǎn)噴砂孔13同軸連通，在斷開狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)噴砂孔13位于兩個相鄰的外噴砂孔6之間，為非連通狀態(tài)。
[0029]如圖3和圖4所示，所述的剪釘槽21數(shù)量為六個，且沿軸向間距相等排布;彈簧式伸縮剪釘組合12的數(shù)量為六個，并螺旋式分布，每相鄰的兩個彈簧式伸縮剪釘組合12的軸線呈60°角;該剪釘槽21與彈簧式伸縮剪釘組合12可以沒有固定的排布形式，只要保證當旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3每旋轉(zhuǎn)60°角，彈簧式伸縮剪釘組合12中就有一個落入到對應位置的剪釘槽21內(nèi)即可。本實施例中剪釘槽21和彈簧式伸縮剪釘組合12數(shù)量為六個，也可以根據(jù)實際情況分別具體的數(shù)量，來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴砂孔13與外噴砂孔6的交替通斷狀態(tài)。
[0030]如圖5和圖6所示，所述的旋轉(zhuǎn)噴砂孔13為圓周均布三個，每個旋轉(zhuǎn)噴砂孔13之間通過密封圈密封，噴砂器主體4上的外噴砂孔6為圓周均布三個，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3每旋轉(zhuǎn)60°角，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴砂孔13與外噴砂孔6的交替通斷狀態(tài)。
[0031]如圖8所示，所述的旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)10結(jié)構(gòu)為，在上接頭內(nèi)圓周通過防轉(zhuǎn)鍵20連接導向體2，導向體2的內(nèi)圓周設(shè)有圓周均布的導向槽11，導向槽11分為前后兩部分，前部分為軸向線性槽，后部分為螺旋曲線槽，導向體2端部與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3端部連接;如圖7所示，在導向體外部設(shè)有開啟鑰匙總成，開啟鑰匙總成由前端的鑰匙導向體22和后端的橡膠尾翼23連接而成，鑰匙導向體22的外圓周設(shè)有在導向槽11內(nèi)滑動的開啟頭24，每個開啟鑰匙總成沿噴砂器主體4軸線移動，經(jīng)過螺旋曲線槽的導向槽11后，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3旋轉(zhuǎn)60°角。
[0032]所述的噴砂器主體4內(nèi)圓周位于外噴砂孔6處設(shè)有防磨噴嘴5，防磨噴嘴5內(nèi)圓周與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3外壁貼合，防磨噴嘴5的設(shè)有與外噴砂孔6同軸的孔。
[0033]所述的主體4的外圓周設(shè)有銷釘護套14，彈簧式伸縮剪釘組合12上的銷釘貼合在銷釘護套14的內(nèi)壁限位。
[0034]采用旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器進行多級噴砂壓裂的工藝方法，包括以下步驟:
[0035]I)預安裝:將旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器的上接頭I連接其它工具或油管，下接頭7連接其它工具或油管后下入井內(nèi)預定位置，正循環(huán)井內(nèi)液體，將預施工井壁內(nèi)沖洗干凈；
[0036]2)第一次滑套開啟:當旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器到達預施工層段后，投入相應開啟鑰匙，在油壓的推動下，開啟鑰匙完全進入導向槽11，繼續(xù)向油管內(nèi)加壓，開啟鑰匙尾端的橡膠尾翼23實現(xiàn)油管內(nèi)密封，油管內(nèi)壓力升高;在壓力的推動下，開啟鑰匙繼續(xù)旋轉(zhuǎn)下行，開啟鑰匙通過導向體2與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3形成扭力，當扭力達到彈簧式伸縮剪釘組合12的剪斷力時，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3旋轉(zhuǎn)，當開啟鑰匙完全通過導向槽11，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3旋轉(zhuǎn)60°角，另一個彈簧式伸縮剪釘組合12進入到對應的剪釘槽21內(nèi)，旋轉(zhuǎn)噴砂孔13與外噴砂孔6相通;在壓力的推動下，開啟鑰匙通過后下方連接的管柱下放獨立的工具內(nèi)部，本層段滑套開啟完畢，可進行其他施工作業(yè)；
[0037]3)第一次滑套關(guān)閉:施工作業(yè)完畢后，再次投入開啟鑰匙，重復步驟2)，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯3再次旋轉(zhuǎn)60°角，旋轉(zhuǎn)噴砂孔13與外噴砂孔6為非連通狀態(tài)，實現(xiàn)本層段關(guān)閉；
[0038]將旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器送達到不同的預施工層段，重復步驟2)和3)，即可有效針對單獨某層段進行針對性施工工藝。
【主權(quán)項】
1.一種旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，其特征在于:在噴砂器主體(4)的一端密封連接上接頭(I)，另一端密封連接下接頭(7)，在噴砂器主體(4)的內(nèi)圓周設(shè)有旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)，在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)的外圓周表面中部設(shè)有若干個剪釘槽(21)，在噴砂器主體(4)上設(shè)有若干個彈簧式伸縮剪釘組合(12)，當旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)每旋轉(zhuǎn)一個固定角度，就有一個彈簧式伸縮剪釘組合(12)落入到對應的剪釘槽(21)內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)靠近上接頭(I)的一端設(shè)有旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)(10 );旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3 )靠近下接頭(7 )的一端設(shè)有圓周均布的旋轉(zhuǎn)噴砂孔(13)，在噴砂器主體(4)上設(shè)有圓周均布的外噴砂孔(6)，外噴砂孔(6)的位置與旋轉(zhuǎn)噴砂孔(13)位置對應。2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，其特征在于:所述的剪釘槽(21)數(shù)量為六個，且沿軸向間距相等排布;彈簧式伸縮剪釘組合(12)的數(shù)量為六個，并螺旋式分布，每相鄰的兩個彈簧式伸縮剪釘組合(12)的軸線呈60°角；當旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)每旋轉(zhuǎn)60°角，彈簧式伸縮剪釘組合(12)中就有一個落入到對應位置的剪釘槽(21)內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)噴砂孔(13)為圓周均布三個，噴砂器主體(4)上的外噴砂孔(6)為圓周均布三個，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)每旋轉(zhuǎn)60°角，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴砂孔(13)與外噴砂孔(6)的交替通斷狀態(tài)。4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)控制機構(gòu)(10)結(jié)構(gòu)為，在上接頭內(nèi)圓周通過防轉(zhuǎn)鍵(20)連接導向體(2)，導向體(2)的內(nèi)圓周設(shè)有圓周均布的導向槽(11)，導向槽(11)分為前后兩部分，前部分為軸向線性槽，后部分為螺旋曲線槽，導向體(2)端部與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)端部連接;在導向體外部設(shè)有開啟鑰匙總成，開啟鑰匙總成由前端的鑰匙導向體(22)和后端的橡膠尾翼(23)連接而成，鑰匙導向體(22)的外圓周設(shè)有在導向槽(11)內(nèi)滑動的開啟頭(24)，每個開啟鑰匙總成沿噴砂器主體(4)軸線移動，經(jīng)過螺旋曲線槽的導向槽(11)后，旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)旋轉(zhuǎn)60°角。5.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，其特征在于:所述的噴砂器主體(4)內(nèi)圓周位于外噴砂孔(6)處設(shè)有防磨噴嘴(5)，防磨噴嘴(5)內(nèi)圓周與旋轉(zhuǎn)式滑套內(nèi)芯(3)外壁貼合，防磨噴嘴(5)的設(shè)有與外噴砂孔(6)同軸的孔。6.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式壓裂噴砂器，其特征在于:所述的主體(4)的外圓周設(shè)有銷釘護套(14)，彈簧式伸縮剪釘組合(12)上的銷釘貼合在銷釘護套(14)的內(nèi)壁限位。
【文檔編號】E21B43/26GK205714151SQ201620634884
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】曲哲, 曲紹琨, 榮雷, 王兵元
【申請人】鐵嶺曲氏石油技術(shù)開發(fā)服務(wù)有限公司