專利名稱：小直徑壓裂噴砂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田采油領(lǐng)域中所用到的一種壓裂工具，尤其是涉及一種油田油水井壓裂施工中使用的壓裂噴砂器。
背景技術(shù)：
油田上對(duì)于Φ140mm套管完井的油水井進(jìn)行壓裂施工時(shí)，現(xiàn)有壓裂工藝所采用的是滑套式壓裂噴砂器，這種滑套式壓裂噴砂器由于采用的無限位彈簧壓縮，中心管出液孔采用圓形孔結(jié)構(gòu)，使得其最大外徑為Φ112mm，工作時(shí)承受最高壓差為55MPa以上，這種噴砂器只能對(duì)套管沒有變形或變形后最小通徑大于Φ114mm的油水井進(jìn)行壓裂，而對(duì)于套管變形部位的最小通徑在Φ100mm～Φ114mm之間的油水井，現(xiàn)有的滑套式壓裂噴砂器就無法通過變形點(diǎn)對(duì)油層進(jìn)行壓裂改造。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的滑套式壓裂噴砂器無法對(duì)套管變形部位的最小通徑在Φ100mm～Φ114mm之間的油水井利用變形點(diǎn)對(duì)油層進(jìn)行壓裂改造的不足，本實(shí)用新型提供一種小直徑壓裂噴砂器，該種小直徑壓裂噴砂器具有當(dāng)套管變形部位的最小通徑在Φ100mm～Φ114mm之間時(shí)仍可以通過變形點(diǎn)對(duì)油層進(jìn)行壓裂改造的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種小直徑壓裂噴砂器，包括上接頭、開有通液孔的中心管、下接頭以及一個(gè)調(diào)解環(huán)、一個(gè)壓縮彈簧、一個(gè)活動(dòng)凡爾和固定凡爾座，其中調(diào)解環(huán)由兩個(gè)外徑不同的空心圓柱體組合而成，其大徑端套于上接頭與中心管連接處的外周，其小徑端則套于中心管上連接處之下的上端管體之外，固定凡爾座通過螺紋連接于下接頭上，活動(dòng)凡爾則位于固定凡爾座之上，兩者相交錯(cuò)處與中心管上通液孔的位置相對(duì)應(yīng)，護(hù)套固定于固定凡爾座上端的外側(cè)邊緣，其與活動(dòng)凡爾的外壁之間形成環(huán)形過液通道，壓縮彈簧套于調(diào)解環(huán)的小徑端及活動(dòng)凡爾的小徑端外側(cè)，其兩端抵于調(diào)解環(huán)與活動(dòng)凡爾上的兩個(gè)凸臺(tái)之間。
此外，為實(shí)現(xiàn)一次下井多層壓裂，可在壓裂噴砂器中心管的內(nèi)壁上，通液孔的上端通過銷釘固定一個(gè)密封滑套，該密封滑套被固定好后，恰好將通液孔擋住。
本實(shí)用新型具有如下有益效果由于采取上述方案的小直徑壓裂噴砂器，改變了原有噴砂器的結(jié)構(gòu)，而采用了通過上接頭、與上接頭螺紋連接的調(diào)節(jié)環(huán)、開有圓環(huán)形通液孔的中心管以及壓縮彈簧、活動(dòng)凡爾、護(hù)套等的結(jié)構(gòu)方式，通液孔的形狀類似一個(gè)圓形運(yùn)動(dòng)場形狀，在活動(dòng)凡爾和護(hù)套之間設(shè)有環(huán)形過液通道，當(dāng)通過地面設(shè)備向油管泵入壓裂液時(shí)，壓裂液則通過中心管上的圓形進(jìn)液孔進(jìn)入到固定凡爾座與中心管之間的環(huán)行空間，此時(shí)壓裂液的作用力推動(dòng)活動(dòng)凡爾向上運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧，同時(shí)壓裂液通過活動(dòng)凡爾與固定凡爾座之間的間隙，再通過護(hù)套與活動(dòng)凡爾之間的環(huán)行通道，進(jìn)入地層。當(dāng)停止泵入壓裂液并泄掉油管壓力時(shí)，作用于活動(dòng)凡爾上的壓差消失，活動(dòng)凡爾在彈簧的作用下則回到初始狀態(tài)，這種結(jié)構(gòu)與以往的噴砂器相比，最大外徑由112mm縮小到100mm，在Φ140mm套管的井中工作，最大工作壓差可以達(dá)到55MPa，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)套管變形部位的最小通徑在Φ100mm～Φ114mm之間時(shí)仍可以通過變形點(diǎn)對(duì)油層進(jìn)行壓裂改造的目的。


附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖；附圖2是本實(shí)用新型中活動(dòng)凡爾部分的局部放大圖。
圖中1-上接頭，2-調(diào)節(jié)環(huán)，3-中心管，4-壓縮彈簧，5-活動(dòng)凡爾，6-護(hù)套，7-過液通道，8-固定凡爾座，9-鋼球，10-密封滑套，11-銷釘，12-通液孔，13-下接頭。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示，該種小直徑壓裂噴砂器，包括上接頭1、中心管3、下接頭13，其中在中心管3上開有通液孔12，此通液孔的形狀為圓環(huán)行，即圓形運(yùn)動(dòng)場形狀為最佳，在同一水平面上的數(shù)目應(yīng)當(dāng)至少為3個(gè)，這樣以保證通液量。此外這種壓裂噴砂器還包括一個(gè)調(diào)解環(huán)2、一個(gè)壓縮彈簧4、一個(gè)活動(dòng)凡爾5以及固定凡爾座8，它們的具體結(jié)構(gòu)如下其中調(diào)解環(huán)2由兩個(gè)外徑不同的空心圓柱體組合而成，其大徑端套于上接頭1與中心管3連接處的外周，其小徑端則套于中心管3上連接處之下的上端管體之外，固定凡爾座8通過螺紋連接于下接頭13上，活動(dòng)凡爾5則位于固定凡爾座8之上，兩者相交錯(cuò)處與中心管3上通液孔12的位置相對(duì)應(yīng)，護(hù)套6固定于固定凡爾座8上端的外側(cè)邊緣，其與活動(dòng)凡爾5的外壁之間形成環(huán)形過液通道7，壓縮彈簧4套于調(diào)解環(huán)2的小徑端及活動(dòng)凡爾5的小徑端外側(cè)，其兩端抵于調(diào)解環(huán)2與活動(dòng)凡爾5上的兩個(gè)凸臺(tái)之間。
實(shí)際使用時(shí)，將本實(shí)用新型與配套的壓裂工具一起隨油管下到油層部位，當(dāng)通過地面設(shè)備向油管泵入壓裂液時(shí)，壓裂液首先通過中心管3上的圓形進(jìn)液孔12，進(jìn)入到固定凡爾座8與中心管3的之間環(huán)行空間，此時(shí)壓裂液的作用力推動(dòng)活動(dòng)凡爾5向上運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧4，同時(shí)壓裂液通過活動(dòng)凡爾5與固定凡爾座8之間隙，再通過入護(hù)套6與活動(dòng)凡爾5之間的環(huán)行通道7，進(jìn)入地層。當(dāng)停止泵入壓裂液并泄掉油管壓力時(shí)，作用于活動(dòng)凡爾5的壓差消失，活動(dòng)凡爾5在彈簧4作用下回到初始狀態(tài)，活動(dòng)凡爾5與固定凡爾座8密封配合，使噴砂器外面的液體不能進(jìn)入管柱內(nèi)部，管柱處于密封狀態(tài)。
在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)要保證所述環(huán)形過液通道7的間隙大于2mm以保證一定過液量。
此外，為使得一次下井可完成多層壓裂，可在中心管3的內(nèi)壁上，通液孔12的上端通過銷釘11固定有一個(gè)密封滑套10，該密封滑套10被固定好后，恰好可以將通液孔12擋住，只有當(dāng)銷釘11被剪斷后，密封滑套10滑落，通液孔12才會(huì)與中心管3的內(nèi)部連通。這樣，在一次下井時(shí)，可以將未配有密封滑套10的本種小直徑壓裂噴砂器作為下級(jí)噴砂器，而將配有密封滑套10的本種小直徑壓裂噴砂器作為上級(jí)噴砂器，將其通過接頭連接后同時(shí)下入，這樣當(dāng)通過地面設(shè)備向油管泵入壓裂液時(shí)，壓裂液首先進(jìn)入沒有安裝滑套10的下級(jí)噴砂器，通過中心管3上的圓形進(jìn)液孔12，進(jìn)入到固定凡爾座8與中心管3的之間環(huán)行空間，此時(shí)壓裂液的作用力推動(dòng)活動(dòng)凡爾5向上運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧4，同時(shí)壓裂液通過活動(dòng)凡爾5與固定凡爾座8之間隙，再通過入護(hù)套6與活動(dòng)凡爾5之間的環(huán)行通道7，進(jìn)入地層。當(dāng)停止泵入壓裂液并泄掉油管壓力時(shí)，作用于活動(dòng)凡爾5的壓差消失，活動(dòng)凡爾5在彈簧4作用下回到初始狀態(tài)，活動(dòng)凡爾5與固定凡爾座8密封配合，使噴砂器外面的液體不能進(jìn)入管柱內(nèi)部，管柱處于密封狀態(tài)。當(dāng)需要壓裂其它層位時(shí)，由井口投入鋼球9，此鋼球9的直徑大于滑套10的直徑，當(dāng)鋼球9下行坐在滑套10上的錐面上時(shí)，此時(shí)向油管泵入壓裂液，鋼球9帶動(dòng)滑套10剪斷銷釘11，此時(shí)中心管3上圓形通液孔12開始進(jìn)入壓裂液，噴砂器開始工作，所述工作與上述未帶滑套噴砂器工作過程相同，由此就實(shí)現(xiàn)了分層壓裂。
權(quán)利要求1.一種小直徑壓裂噴砂器，包括上接頭(1)、中心管(3)、下接頭(13)，其特征在于中心管(3)上開有通液孔(12)，此外所述壓裂噴砂器還包括一個(gè)調(diào)解環(huán)(2)、一個(gè)壓縮彈簧(4)、一個(gè)活動(dòng)凡爾(5)以及固定凡爾座(8)，其中調(diào)解環(huán)(2)由兩個(gè)外徑不同的空心圓柱體組合而成，其大徑端套于上接頭(1)與中心管(3)連接處的外周，其小徑端則套于中心管(3)上連接處之下的上端管體之外，固定凡爾座(8)通過螺紋連接于下接頭(13)上，活動(dòng)凡爾(5)則位于固定凡爾座(8)之上，兩者相交錯(cuò)處與中心管(3)上通液孔(12)的位置相對(duì)應(yīng)，護(hù)套(6)固定于固定凡爾座(8)上端的外側(cè)邊緣，其與活動(dòng)凡爾(5)的外壁之間形成環(huán)形過液通道(7)，壓縮彈簧(4)套于調(diào)解環(huán)(2)的小徑端及活動(dòng)凡爾(5)的小徑端外側(cè)，其兩端抵于調(diào)解環(huán)(2)與活動(dòng)凡爾(5)上的兩個(gè)凸臺(tái)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑壓裂噴砂器，其特征在于在中心管(3)的內(nèi)壁上，通液孔(12)的上端通過銷釘(11)固定有一個(gè)密封滑套(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑壓裂噴砂器，其特征在于通液孔(12)數(shù)量至少為3個(gè)。
專利摘要一種應(yīng)用于油田油水井壓裂施工中的壓裂噴砂器。主要解決現(xiàn)有的滑套式壓裂噴砂器無法對(duì)套管變形部位的最小通徑在Φ100mm～Φ114mm之間的油水井進(jìn)行壓裂改造的不足。其特征在于中心管(3)上開有通液孔(12)，固定凡爾座(8)通過螺紋連接于下接頭(13)上，活動(dòng)凡爾(5)則位于固定凡爾座(8)之上，護(hù)套(6)固定于固定凡爾座(8)上端的外側(cè)邊緣，其與活動(dòng)凡爾(5)的外壁之間形成環(huán)形過液通道(7)，壓縮彈簧(4)套于調(diào)解環(huán)(2)的小徑端及活動(dòng)凡爾(5)的小徑端外側(cè)，其兩端抵于調(diào)解環(huán)(2)與活動(dòng)凡爾(5)上的兩個(gè)凸臺(tái)之間。具有當(dāng)套管變形部位的最小通徑在Φ100mm～Φ114mm之間時(shí)仍可以對(duì)油層進(jìn)行壓裂改造的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/267GK2769511SQ20052002034
公開日2006年4月5日 申請日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者劉亞三, 徐國民, 任志剛 申請人:大慶油田有限責(zé)任公司