本實用新型涉及油田采油設備技術領域,尤其涉及一種噴砂器。
背景技術:
隨著油田開采技術的不斷發(fā)展,雙封單卡分段壓裂工藝作為一種施工風險低、改造段數多的工藝技術在低壓油氣藏得到了很好的應用。
雙封單卡分段壓裂工藝是指,利用上級封隔器和下級封隔器對壓裂層段進行封隔,被兩級封隔器封隔的壓裂層段內設有噴砂器。地面通過壓裂泵將高壓高速含砂流體泵送至噴砂器,上級封隔器和下級封隔器坐封后,含砂流體通過噴砂器出砂孔噴出。噴出的高壓含砂流體使得此段地層產生裂縫通道。裂縫通道便于石油的開采。
然而,現有技術中的噴砂器存在排量小、砂量小的問題。
技術實現要素:
本實用新型提供了一種噴砂器,可以解決現有的噴砂器排量小、砂量小的問題。
本實用新型提供的噴砂器,包括:
上接頭、芯子、本體、導向桿和下接頭。
其中,上述上接頭和上述下接頭分別設置在上述本體相對的兩端,上述芯子嵌套于所述上接頭的內部,在遠離所述上接頭的一端與本體靠近上述上接頭的一端連接,上述導向桿焊接在上述本體的內部靠近上述下接頭的一端;
上述本體的管壁上設置兩組通孔,上述兩組通孔相對上述本體的中心軸對稱,每組通孔中包含至少兩個通孔。
可選的,上述每組通孔中包含的至少兩個通孔直徑大小變化趨勢與上述本體的直徑的大小變化趨勢一致。
可選的,上述每組通孔中包含6個通孔。
可選的,上述的噴砂器,還包括:
導壓管;上述導壓管設置在上述本體側壁。
可選的,上述本體的通孔附近設計成縮徑臺階。
可選的,芯子設置有割縫。
可選的,上述的噴砂器,還包括:
第一密封圈和第二密封圈;
上述第一密封圈設置于上述上接頭與上述本體連接處;
上述第二密封圈設置于上述芯子與上述本體的連接處。
可選的,任一項上述的噴砂器,還包括:
第三密封圈和第四密封圈;
上述第三密封圈設置于上述導向管與上述本體連接處;
上述第四密封圈設置于上述下接頭與上述本體連接處。
可選的,上述的噴砂器,還包括:
第一緊定螺釘和第二緊定螺釘;
上述第一緊定螺釘用于上述上接頭與上述本體之間的連接;
上述第二緊定螺釘用于上述下接頭與上述本體之間的連接。
本實用新型提供的噴砂器,包括:上接頭、芯子、本體、導向桿和下接頭;其中,上接頭和下接頭分別設置在本體相對的兩端,芯子嵌套于本體的內部靠近上接頭的一端,導向桿焊接在本體的內部靠近下接頭的一端;本體的管壁上設置兩組通孔,兩組通孔相對上述本體的中心軸對稱,每組通孔中包含至少兩個通孔。本實用新型提供的噴砂器通過設置于本體的上述通孔作為出砂孔,避免了高速含砂流體從單一出砂孔噴出后,在噴砂器本體兩側產生劇烈的渦流擾動效應,對本體產生嚴重的沖蝕磨損的現象,進而,解決了現有的噴砂器排量小、砂量小的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型噴砂器實施例一的結構示意圖;
圖2為本實用新型噴砂器實施例一的另一結構示意圖;
圖3為本實用新型噴砂器實施例一的再一結構示意圖;
圖4為本實用新型噴砂器實施例一的又一結構示意圖。
附圖標記說明:
1:上接頭; 2:芯子;
210:芯子2的第一部分; 220:芯子2的第二部分;
3:第二密封圈; 4:第一密封圈;
5:第一緊定螺釘; 6:本體;
610:第一縮徑臺階; 620:第二縮徑臺階;
601:第一通孔; 611:第二通孔;
621:第三通孔; 7:第三密封圈;
8:導向桿;
810:導向桿8的第一部分;
820:導向桿8的第二部分; 9:第四密封圈;
10:下接頭; 11:第二緊定螺釘;
12:導壓管; 13:中心通道;
60:通孔; 100:焊接區(qū)。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”和/或“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換,以便這里描述的本實用新型的實施例,例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外,術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含,例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
本實用新型提供的噴砂器通過在本體上設置兩組關于本體中心軸線對稱的通孔,并且每組包括至少兩個通孔。噴砂器通過設置于本體的上述通孔作為出砂孔,避免了高速含砂流體從單一出砂孔噴出后,在噴砂器本體兩側產生劇烈的渦流擾動效應,對本體產生嚴重的沖蝕磨損的現象。另外,本實用新型提供的噴砂器的本體,在高速含砂流體的流向上,在通孔附近設計有縮徑臺階,有利于噴砂器的居中,減少由于單邊貼壁造成高速流體對本體單邊產生強烈的沖蝕。減少噴砂器本體受到的沖蝕磨損后,降低了下封隔器由于噴砂器本體磨損造成的失封現象的發(fā)生,進而,解決了現有的噴砂器排量小、砂量小的問題。
下面以具體地實施例對本實用新型的技術方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結合,對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。
實施例一
圖1為本實用新型噴砂器實施例一的結構示意圖。參考圖1,本實用新型提供的噴砂器包括:
上接頭1、芯子2、本體6、導向桿7和下接頭10。
其中,上接頭1和下接頭10分別設置在本體6相對的兩端,芯子2嵌套于本體6的內部靠近上接頭1的一端,導向桿7焊接在本體6的內部靠近下接頭10的一端。
具體的,噴砂器的本體為管狀結構,用于含砂流體的經過。上接頭1和下接頭10均為環(huán)套狀結構,并且上接頭1和下接頭10的內徑大于本體6的外徑。管狀本體6的兩端分別套設有上接頭1和下接頭10,用于噴砂器與其他裝置的連接。含砂流體由噴砂器的上接頭1流向下接頭10,經過本體6時,高速含砂流體由設置在本體6管壁上的通孔60噴出,噴向噴砂器所在處的地層,以使得地層上出現裂縫通道,有利于石油的開采。
可選的,上接頭1和下接頭10可以分別與本體6的兩端通過螺紋連接,以便于拆卸與安裝。
可選的,上接頭1與本體6通過第一緊定螺釘5固定,用于上接頭1與本體6之間連接的緊固。
可選的,下接頭10與本體6通過第二緊定螺釘11固定,用于下接頭10與本體6之間連接的緊固。
可選的,上接頭1與本體6的連接處用第一密封圈4進行密封,具體的,第一密封圈4設置于上接頭1內壁與本體6外壁之間,使得流體不會在本體6與上接頭1連接處泄露。
可選的,下接頭10與本體6的連接處用第四密封圈9進行密封,具體的,第四密封圈9設置于下接頭10內壁與本體6外壁之間,使得流體不會在本體6與下接頭10連接處泄露。
圖2為本實用新型噴砂器實施例一的另一結構示意圖。圖2中內容是芯子2的結構示意圖以及芯子2與本體6的配合部分局部結構示意圖。參考圖1和圖2,芯子2嵌套于本體6的內部靠近上接頭1的一端。具體的,芯子2為環(huán)狀空心殼體。芯子2的外徑小于上接頭1的內徑。
參考圖2,芯子2可以分為芯子2的第一部分210和芯子2的第二部分220。
芯子2的第一部分210內徑大于本體6的內徑,芯子2嵌套于上接頭1內部,芯子2的第一部分210遠離上接頭1的一端與本體6靠近上接頭1的一端連接,起到對芯子2軸向固定的作用。高速含砂流體流經芯子2的第一部分210時,由于流體通道通的橫截面積減小,所以芯子2的第一部分210用于起節(jié)流的作用,進而坐封封隔器。
芯子2的第二部分220內徑大于本體6上端臺階的外徑,芯子2的第二部分220套設在本體6靠近上接頭1的一端。起到對芯子2徑向固定的作用。
可選的,芯子2的第二部分220與本體6的連接處用第二密封圈3進行密封,具體的,第二密封圈3設置于芯子2的第二部分220內表面與本體6外表面之間。
可選的,芯子2設置有割縫,起到導壓的作用,便于下封隔器的坐封;芯子2設置的割縫還起到防砂的作用,從而保證導壓管12暢通。
可選的,本實用新型提供的噴砂器還包括:導壓管12;導壓管12設置在本體6側壁內。
作為一種可實施的方式,導壓管12在本體6的軸向上貫穿本體6的側壁,參考圖2,導壓管12一端開口連接于芯子2的第二部分220的垂向壁部分,進而,由芯子2的割縫傳來的流體壓差進入導壓管12,用于將芯子2節(jié)流后的壓差導向本體的另一端,用于下一級封隔器的坐封。
可選的,在本體6的側壁圓周上,可以均勻地設置兩條導壓管12,用于將芯子2處的壓差導向下一級封隔器,使下封隔器坐封。
圖3為本實用新型噴砂器實施例一的再一結構示意圖。圖3中內容是本體6的局部剖面結構示意圖。參考圖1和圖3,本體6的管壁上設置兩組通孔60,兩組通孔60相對本體6的中心軸對稱,每組通孔60中包含至少兩個通孔60。本實用新型提供的噴砂器通過多通孔進行噴砂的設置,避免了高速含砂流體從單一出砂孔噴出后,在噴砂器本體兩側產生劇烈的渦流擾動效應,對本體產生嚴重的沖蝕磨損的現象。
作為一種可實施的方式,參考圖1和圖3,每組通孔60中包含6個通孔。
具體的,設置在本體6側壁上的上述通孔60是噴砂器的出砂孔。流入本體6的高速含砂流體在經過出砂孔時,由出砂孔噴出本體6,最終作用于地層,使得地層出現裂縫通道。
可選的,本體6的通孔60附近設計成縮徑臺階,有利于噴砂器的居中,減少由于單邊貼壁造成高速流體對本體單邊產生強烈的沖蝕。減少對噴砂器本體受到的沖蝕磨損后,降低了封隔器由于噴砂器本體磨損造成的失封現象的發(fā)生,進而,有利于提高噴砂器排量、砂量。
具體的,作為一種可實施的方式,本體6的中心通道13在高速含砂流體流動的方向上的孔徑設置有兩處縮徑臺階:第一縮徑臺階610和第二縮徑臺階620??s徑臺階610設置在第二通孔611上端,第二縮徑臺階620設置在第三通孔621附近。分別通過第一縮徑臺階610和第二縮徑臺階620的節(jié)流減壓后,含砂流體由第二通孔611和第三通孔621噴出噴砂器。
可選的,上述每組通孔中包含的至少兩個通孔直徑大小變化趨勢與上述本體的直徑的大小變化趨勢一致。具體的,參考圖3,隨著本體6的中心通道13上設置的第一縮徑臺階610和第二縮徑臺階620,中心通道13上設置于第一縮徑臺階610前的第一通孔601的直徑,大于中心通道13上設置于第一縮徑臺階610后的第二通孔611的直徑;中心通道13上設置于第二縮徑臺階620前的第二通孔611的直徑,大于中心通道13上設置于第二縮徑臺階620后的第三通孔621的直徑。也就是說,第一通孔601、第二通孔611以及第三通孔621的直徑是依次遞減的。
具體的,本實施例中,本體的中心通道13上設置第一縮徑臺階610和第二縮徑臺階620的具體位置不作限制,第一通孔601、第二通孔611以及第三通孔621的直徑大小也不做限制,可以根據實際需要進行設置。
圖4為本實用新型噴砂器實施例一的又一結構示意圖。圖4的內容是導向桿8的結構示意圖以及導向桿8與本體6的配合部分局部結構示意圖。參考圖1和圖4,噴砂器的導向桿8焊接于本體6的靠近下接頭10的一端。用于導向桿8和本體6的軸向固定以及封堵中心通道13。
具體的,參考圖4,導向桿8可以分為導向桿8的第一部分810和導向桿8的第二部分820。
可選的,導向桿8的第一部分810與本體6連接處用第三密封圈7進行密封,具體的,第三密封圈7設置于導向桿8的外表面與本體6內表面之間,用于導向桿8與本體6之間的徑向密封。導向桿8的第二部分820用于導向桿8與本體6的軸向固定。
基于以上本實用新型提供的噴砂器的結構,上述噴砂器用于雙封單卡分段壓裂工藝的流程可以是如下:
本實用新型提供的噴砂器與擴張式封隔器以及水力錨配套使用,通過油管或連續(xù)油管攜帶,將上述噴砂器、封隔器以及水力錨等設備下入壓裂井設計位置。
進行壓裂前,通過油管或連續(xù)油管注入流體。流體經過噴砂器的上接頭1流經芯子2時,由于芯子2的縮頸結構使得流體通道的橫截面積減小,從而形成節(jié)流壓降,在管柱內外產生節(jié)流壓差,使上封隔器坐封。芯子2處形成的節(jié)流壓差可以通過本體6側壁內的導壓管12傳導至下封隔器處,節(jié)流壓差使得下封隔器坐封。進一步的,水力錨對管柱進行錨定。從而,達到雙封單卡的效果,起到隔離目的層的作用。處于上封隔器與下封隔器之間的噴砂器可以對目的層進行壓裂。
高速含砂流體通過地面的壓裂泵進入噴砂器的中心通道13時,首先在本體6側壁的兩組通孔中的第一通孔601(出砂孔)分流出一定比例的高速含砂流體,對出砂孔兩側的目的層地層進行噴射。剩余的高速流體在依次通過中心通道的第一縮徑臺階610和第二縮徑臺階620時,將生產一定比例的分流,每級分流出的高速流體最終通過兩側旁通第二通孔611以及第三通孔621再次分散流出。同時,含砂流體經過本體6的出砂口對該目的層地層進行壓裂。
高速含砂流體從上述多個出砂孔噴出,降低高速含砂流體在噴砂器本體與套管之間產生劇烈的渦流擾動的可能性,減少對本體產生的沖蝕磨損。噴砂口附近的本體設計成縮徑臺階,減少外部渦流對噴砂器本體的沖蝕磨損。
對上述目的層地層的壓裂結束后,停泵進而停止高速含砂流體的注入。芯子2起不到節(jié)流降壓的作用,則管柱內外無壓差,上封隔器和下封隔器自動解封。可以通過上提管柱的方式,將噴砂器、封隔器和水力錨等工具移至下一段壓裂的目的層,重復上述操作步驟,進行下一段目的層的壓裂施工。
本實施例中,噴砂器通過在本體的每組通孔中設置至少兩個通孔的方式,降低高速含砂流體在噴砂器本體與套管之間產生劇烈的渦流擾動的可能性,減少對本體產生的沖蝕磨損;以及在本體的中心通道內設置至少兩處縮徑臺階的方式,有利于噴砂器的居中,減少由于單邊貼壁造成高速流體對本體單邊產生強烈的沖蝕。減少對本體受到的沖蝕磨損后,降低了封隔器由于本體磨損造成的失封現象的發(fā)生,進而,有利于提高噴砂器排量、砂量。從而,解決了常規(guī)噴砂器適用排量小、過砂量性能低的問題,常規(guī)噴砂器的5m3/min排量和50m3過砂量。本實用新型提供的噴砂器可以提高到8m3/min排量和300m3過砂量的壓裂施工要求。配套噴砂器的雙封單卡工藝管柱,實現了壓裂工藝規(guī)模的提高。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。