噴砂射孔器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油開采射孔技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力噴砂射孔中使用的噴砂射孔器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前水力噴砂射孔技術(shù)作為一種射孔完井方式，廣泛地的應(yīng)用于石油開采領(lǐng)域，如噴砂射孔求產(chǎn)、噴砂射孔壓裂一體化技術(shù)等增產(chǎn)措施工藝，尤其針對質(zhì)密砂巖、低滲透儲層等非常規(guī)油汽儲層的開采，作用顯著。
[0003]常規(guī)水力噴砂射孔技術(shù)是由地面栗注高壓、高含砂比的砂漿動力液。噴射時，套管被沖蝕形成的孔徑約15?20mm，射流液體穿透水泥環(huán)后繼續(xù)對儲層的深穿透射孔，形成棒垂體孔洞，一般穿透深度可達200?400mm，僅從深度參數(shù)而言，炮彈射孔深度也能達到該指標，但由于炮彈射孔會造成儲層壓實帶，壓實帶會造成滲透率下降非常明顯，據(jù)測定，壓實帶的滲透率降低達80%?90%，且永久壓實不可恢復(fù)。因此，水力噴砂射孔工藝對地層污染小，有利于解除近井地帶的堵塞并使井壁圍沿松弛，增大滲透率，松弛作用可增大滲透率3?8倍。
[0004]現(xiàn)有水利噴砂射孔技術(shù)中，一般采用固定噴嘴射孔，在套管上開孔較小，射孔孔徑約15?20_，高壓力大排量的噴射回流液體難以排出孔眼，使孔洞內(nèi)“憋壓”嚴重，加大了新射流的能量損失，進而導(dǎo)致射孔深度受限。如何擴大套管射孔孔徑、增大穿透深度，更有利于井筒與深部地層聯(lián)通成為水力噴砂射孔技術(shù)發(fā)展方向。
[0005]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種能有效擴大套管射孔孔徑、增大穿透深度的噴砂射孔器。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種噴砂射孔器，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的固定射孔孔徑小、穿透深度有限的問題，射孔過程中偏心射孔單元的旋轉(zhuǎn)有效增大射孔切割孔徑，減小射孔動力液的能量損失，有效增大射孔深度。
[0007]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種噴砂射孔器，包括頂部設(shè)置的內(nèi)部中空的上接頭，所述上接頭下部密封連接有外筒結(jié)構(gòu)，所述外筒結(jié)構(gòu)底部密封連接有內(nèi)部中空的射孔槍結(jié)構(gòu);所述射孔槍結(jié)構(gòu)包括與所述外筒結(jié)構(gòu)連接的管體結(jié)構(gòu)和偏心射孔單元，所述管體結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)置有徑向貫通相對側(cè)壁的透孔，所述透孔中能轉(zhuǎn)動地密封連接有偏心射孔單元，所述外筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有能驅(qū)動所述偏心射孔單元轉(zhuǎn)動的動力傳輸結(jié)構(gòu)。
[0008]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述動力傳輸結(jié)構(gòu)包括所述外筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部密封套設(shè)的能軸向移動的活塞單元，所述活塞單元內(nèi)部設(shè)有上下貫通的動力液通孔，所述活塞單元的頂部自由端穿過所述上接頭至所述上接頭的頂部外側(cè)，所述活塞單元的底端穿設(shè)于所述管體結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)上部，所述活塞單元底端連接有設(shè)置于所述管體結(jié)構(gòu)內(nèi)部、且能通過軸向移動驅(qū)動所述偏心射孔單元轉(zhuǎn)動的齒條。
[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述偏心射孔單元的旋轉(zhuǎn)中心軸與所述管體結(jié)構(gòu)的中心軸呈空間垂直相交，所述偏心射孔單元的外壁上設(shè)有固定的齒輪結(jié)構(gòu)，所述齒輪結(jié)構(gòu)與所述齒條嚙合連接。
[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述偏心射孔單元內(nèi)部設(shè)置有能與所述動力液通孔連通的射流液通道，所述偏心射孔單元的內(nèi)部與所述偏心射孔單元的旋轉(zhuǎn)中心軸平行的設(shè)置有偏心射孔噴嘴，所述偏心射孔噴嘴的一端通過所述透孔與所述管體結(jié)構(gòu)的外側(cè)連通，所述偏心射孔噴嘴的另一端與所述射流液通道的一端連通，所述偏心射孔單元上還開設(shè)有所述射流液通道的射流入口。
[0011]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述活塞單元包括自上而下設(shè)置的上活塞桿和下活塞桿，所述上活塞桿和所述下活塞桿通過密封套設(shè)于所述上活塞桿和所述下活塞桿外側(cè)的活塞連接，所述活塞的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)置有上下貫通的活塞上腔進油通道和活塞上腔出油通道，所述活塞上腔進油通道的上部設(shè)置有阻尼進油閥，所述活塞上腔出油通道的下部設(shè)置有出油閥。
[0012]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述外筒結(jié)構(gòu)包括與所述上接頭的下部密封連接的上密封接頭，所述外筒結(jié)構(gòu)還包括與所述管體結(jié)構(gòu)的上部密封連接的下密封接頭，所述上密封接頭和所述下密封接頭之間密封連接有活塞外筒，所述活塞外筒內(nèi)側(cè)上部設(shè)有第一臺階部，所述第一臺階部、所述活塞的上端面與所述活塞外筒的側(cè)壁之間構(gòu)成活塞上腔;所述活塞外筒內(nèi)側(cè)位于所述第一臺階部下方還設(shè)置有第二臺階部，所述活塞的下端面、所述第二臺階部與所述活塞外筒的側(cè)壁之間構(gòu)成活塞行程腔。
[0013]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述下密封接頭外壁上部設(shè)置有第一連接螺紋，所述活塞外筒的內(nèi)側(cè)底部設(shè)置有與所述第一連接螺紋匹配的第二連接螺紋，所述下密封接頭的上端面位于所述活塞外筒的內(nèi)側(cè)，所述下活塞桿外側(cè)套設(shè)有復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的上端抵靠于所述活塞的底部端面，所述復(fù)位彈簧的下端抵靠于所述下密封接頭的上端面。
[0014]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述動力液通孔包括設(shè)置于所述上活塞桿內(nèi)部的上桿通孔和設(shè)置于所述下活塞桿內(nèi)部的下桿通孔，所述下桿通孔底部封閉，所述下活塞桿的側(cè)壁底部設(shè)有與所述下桿通孔連通的下桿側(cè)孔，所述下桿側(cè)孔的外端與所述管體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部連通。
[0015]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述管體結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)置有能供所述齒條軸向移動的齒條滑槽。
[0016]由上所述，本實用新型提供的噴砂射孔器，利用偏心射孔噴嘴的旋轉(zhuǎn)，有效增大射孔切割孔徑;通過使用阻尼結(jié)構(gòu)的活塞單元帶動齒條推動偏心射孔單元上的齒輪慢速旋轉(zhuǎn)，保證切割射孔時間充足，并且由于射孔孔徑增大，射孔動力液自偏心射孔噴嘴噴出射孔后隨偏心射孔噴嘴旋轉(zhuǎn)，射孔后沿原路徑返回的回流液不會對射孔動力液進行沖擊減弱，射孔動力液損失能量較小，更有利于深穿透射及擴孔，從而實現(xiàn)加深穿透射孔的目地。
【附圖說明】
[0017]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0018]圖1:為本實用新型的噴砂射孔器的外觀結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2a:為圖1中A-A剖視圖。
[0020]圖2b:為圖2a中I處結(jié)構(gòu)放大圖。
[0021]圖2c:為圖2a中Π處結(jié)構(gòu)放大圖。
[0022]圖3:為圖2a中B-B剖視圖。
[0023]圖4a:為本實用新型的噴砂射孔器的偏心射孔單元的外觀結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖4b:為本實用新型的噴砂射孔器的偏心射孔單元的半剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0026]如圖1、圖2a、圖3所示，本實用新型提供的噴砂射孔器100，包括頂部設(shè)置的內(nèi)部中空的上接頭I，上接頭I下部密封連接有外筒結(jié)構(gòu)2，外筒結(jié)構(gòu)2底部密封連接有內(nèi)部中空的射孔槍結(jié)構(gòu)3，射孔槍結(jié)構(gòu)3包括與外筒結(jié)構(gòu)2連接的管體結(jié)構(gòu)30和偏心射孔單元32，管體結(jié)構(gòu)30的底部連接有保證射孔動力液不會外溢的絲堵等其他管柱工具(現(xiàn)有技術(shù))；管體結(jié)構(gòu)30的側(cè)壁上設(shè)置有徑向貫通相對側(cè)壁的透孔31，透孔31中能轉(zhuǎn)動地密封連接有偏心射孔單元32，外筒結(jié)構(gòu)2內(nèi)部設(shè)置有能驅(qū)動偏心射孔單元32轉(zhuǎn)動的動力傳輸結(jié)構(gòu)4。透孔31與偏心射孔單元32的數(shù)量一致，其數(shù)量為一個或者多個，具體數(shù)量及在管體結(jié)構(gòu)30中設(shè)置的軸向位置根據(jù)實際生產(chǎn)需求確定，當偏心射孔單元32為多個時，本噴砂射孔器100能夠?qū)崿F(xiàn)一趟管柱多層位射孔施工。在本噴砂射孔器100使用過程中，偏心射孔單元32在動力傳輸結(jié)構(gòu)4的驅(qū)動下繞自身旋轉(zhuǎn)中心軸旋轉(zhuǎn)的同時進行切割射孔，有效增大射孔切割孔徑，減小射孔動力液的能量損失，進而有效增大射孔深度。
[0027]在本實施方式中，如圖2a、圖2b、圖2c、圖3所示，動力傳輸結(jié)構(gòu)4包括外筒結(jié)構(gòu)2內(nèi)部密封套設(shè)的能軸向移動的活塞單元41，活塞單元41內(nèi)部設(shè)有上下貫通的動力液通孔42，活塞單元41的頂部自由端穿設(shè)通過上接頭I至上接頭I的頂部外側(cè)，活塞單元41的底端穿設(shè)于管體結(jié)構(gòu)30的內(nèi)側(cè)上部，活塞單元41底端連接有設(shè)置于管體結(jié)構(gòu)30內(nèi)部、且能通過軸向移動驅(qū)動偏心射孔單元32轉(zhuǎn)動的齒條43，在本實施方式中，活塞單元41底端連接有一連接螺桿44的一端，連接螺桿44的另一端與齒條43的頂部固定連接，活塞單元41的軸向作用力通過連接螺桿44傳遞給齒條43，從而驅(qū)動其軸向運動。
[0028]進一步，如圖2a、圖2b、圖2c、圖3所示，偏心射孔單元32的旋轉(zhuǎn)中心軸與管體結(jié)構(gòu)30的中心軸呈空間垂直相交，偏心射孔單元32的外壁上設(shè)有固定的齒輪結(jié)構(gòu)33，齒輪結(jié)構(gòu)33與齒條43嚙合連接，利用齒條齒輪傳動原理將齒條43的軸向運動轉(zhuǎn)化為齒輪結(jié)構(gòu)33的轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)偏心射孔單元32的轉(zhuǎn)動。
[0029]進一步，如圖2a、圖4a、圖4b所示，偏心射孔單元32內(nèi)部設(shè)置有能與動力液通孔42連通的射流液通道321，偏心射孔單元32的內(nèi)部與其旋轉(zhuǎn)中心軸平行的設(shè)置有偏心射孔噴嘴322，偏心射孔噴嘴322的一端通過透孔31與管體結(jié)構(gòu)30的外側(cè)連通偏心射孔噴嘴322的另一端與射流液通道321的一端連通，偏心射孔單元32上還開設(shè)有射流液通道321的射流入口 3211。射孔動力液經(jīng)過活塞單元41內(nèi)部的動力液通孔42傳輸?shù)焦荏w結(jié)構(gòu)30內(nèi)部，通過偏心射孔單元32內(nèi)部的射流液通道321自偏心射孔噴嘴322以高壓射流狀態(tài)射出，實現(xiàn)套管開窗及對套管外側(cè)水泥環(huán)、地層深穿射孔。
[0030]進一步，如圖2a、圖2b、圖2c、圖3所示，活塞單元41包括自上而下設(shè)置的上活塞桿411和下活塞桿412，上活塞桿411頂部自由端穿設(shè)通過上接頭I至上接頭I的頂部外側(cè)，下活塞桿412的底端穿設(shè)于管體結(jié)構(gòu)30的內(nèi)側(cè)上部，下活塞桿412底端連接齒條43;上活塞桿411和下活塞桿412通過密封套設(shè)于上活塞桿411和下活塞桿41