裸眼井壓裂用滑套噴嘴的製作方法
2023-07-31 18:19:06
裸眼井壓裂用滑套噴嘴的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種裸眼井壓裂用滑套噴嘴，包括：依次套接在一起的噴嘴外筒、噴嘴中筒和噴嘴內筒。所述噴嘴外筒遠離噴嘴中筒一端的外周面上形成有外螺紋，套接在噴嘴中筒一端的外周面呈六方形，以便於用扳手進行安裝。在相應的套接處形成有限制彼此脫出的限位結構和防止洩漏的密封結構，所述噴嘴中筒和噴嘴內筒在外力的作用下能縮進所述噴嘴外筒內或從噴嘴外筒內伸出，所述噴嘴外筒安裝在所述滑套內，所述滑套噴嘴伸出所述滑套的長度與滑套和地層的環空間隙相當。該滑套噴嘴壓裂定點性好，可避免入井時意外伸出，可自動調整與環空的間隙，施工時可避免因晃動被井壁擠回。
【專利說明】裸眼井壓裂用滑套噴嘴
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣田開採【技術領域】，特別涉及一種壓裂技術中配和井下滑套使用的裸眼井壓裂用滑套噴嘴。
【背景技術】
[0002]採用滑套封隔器實施壓裂增產是油氣田裸眼水平井多段增產改造的常用工藝，其中滑套通過開關動作完成井筒與油層的連通與阻隔。滑套開啟後壓裂液通過滑套上的出口進入地層，從而在該滑套所在位置附近形成地層裂縫。
[0003]目前裸眼井壓裂技術定點性差，主要表現在裂縫位置與滑套出液口位置不對應。同時由於套管和井筒間存在環空，壓裂液在經過環空時會損失掉相當一部分水力能量，無法利用從出液口噴出的高壓流體輔助形成裂縫。水力噴射壓裂工具在一定程度上可以提高壓裂的定點性，但由於施工後需要從井筒中取出，所以其噴嘴較短，以保證與工具外徑一致，導致不能直接接觸到地層、施工時水力能力損失較大。因此，水力噴射壓裂工具的噴嘴也不宜應用於滑套壓裂。
[0004]傳統可伸縮噴嘴組件間無阻尼自鎖結構，可能造成管串入井過程中由於受到振動而使噴嘴意外伸出從而導致事故。另一方面，無阻尼噴嘴組件在伸出後的正常工作中，可能因管串振動受到井壁的擠壓而回縮，從而失去噴嘴的聚能效果。
【發明內容】
[0005]針對上述現狀，本實用新型提供了一種壓裂定點性好、噴嘴在任意伸出位置能夠自行鎖定的裸眼井壓裂用滑套噴嘴。為此，本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種裸眼井壓裂用滑套噴嘴，包括:依次套接在一起的噴嘴外筒、噴嘴中筒和噴嘴內筒。所述噴嘴外筒遠離噴嘴中筒一端的外周面上形成有外螺紋，套接在噴嘴中筒一端的外周面呈六方形，以便於用扳手進行安裝。在相應的套接處形成有限制彼此脫出的限位結構和防止洩漏的密封結構，所述噴嘴中筒和噴嘴內筒在一定外力的作用下能縮進所述噴嘴外筒內或從噴嘴外筒內伸出，所述噴嘴外筒安裝在所述滑套壁面上的開口內。
[0007]所述噴嘴外筒套在噴嘴中筒一端的內周面向軸心處延伸，形成第I限位臺階；所述噴嘴中筒套在噴嘴外筒內的一端的外周面上形成有第I凸臺，噴嘴中筒遠離噴嘴外筒一端的內周面向軸心處延伸，形成第2限位臺階，所述噴嘴內筒套在噴嘴外筒內的一端的外周面上形成有第2凸臺，所述第I限位臺階與第I凸臺、所述第2限位臺階和第2凸臺分別構成所述限位結構。
[0008]在所述第I凸臺的外周面上形成有第I密封圈槽，在所述第I密封圈槽內安裝有第I密封圈，在該第2凸臺的外周面上形成有第2密封圈槽，在所述第2密封圈槽內安裝有第2密封圈，所述各密封圈構成所述密封結構。
[0009]在噴嘴外筒的內周面上形成有第I環狀微型槽組，在噴嘴外筒的內周面上形成有第2環狀微型槽組。[0010]本實用新型的滑套噴嘴的優點在於:
[0011]1、噴嘴有助於滑套開啟後形成高壓射流，從而提高滑套壓裂的定點性；
[0012]2、噴嘴具有伸縮功能。滑套入井時噴嘴處於回縮狀態，可保證入井安全；滑套開啟後噴嘴處於伸出狀態而貼於井壁上，減少射流時環空水力能力損失。
[0013]3、伸縮結構具有阻尼作用，可避免噴嘴在入井過程中因受到振動自行伸出掛住井壁，造成卡阻風險。
[0014]4、噴嘴通過滑套開啟後內外壓差產生的推力伸出，結構簡單、工作可靠。
[0015]5、通過調節阻尼大小，可使噴嘴在一定受力範圍內自行鎖定，因此可在任意伸長長度下鎖定，從而可根據環空大小和滑套地層相對位置自動調節噴嘴長度。
[0016]6、噴嘴工作時伸出並貼在井壁上，阻尼作用可避免噴嘴在因施工中管串晃動而被井壁擠回。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的裸眼井壓裂用滑套噴嘴在最大伸長狀態下的結構圖；
[0018]圖2是圖1中噴嘴外筒(I)的側視圖；
[0019]圖3是裝有本本實用新型的滑套在入井狀態下的結構圖；
[0020]圖4是圖3中的滑套在開啟狀態下的結構圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型的滑套噴嘴的具體結構進行說明。
[0022]如圖所示，該裸眼井壓裂用滑套噴嘴包括:依次套接在一起的噴嘴外筒1、噴嘴中筒2和噴嘴內筒3。噴嘴外筒I遠離噴嘴中筒2 —端的外周面上形成有外螺紋a、套接在噴嘴中筒2—端的外周面呈六方形，在相應的套接處形成有限制彼此脫出的限位結構和防止洩漏的密封結構。噴嘴中筒2和噴嘴內筒3在外力的作用下能縮進噴嘴外筒I內或從噴嘴外筒I內伸出。噴嘴外筒I安裝在滑套壁面上的開口。
[0023]噴嘴外筒I套在噴嘴中筒2—端的內周面向軸心處延伸，形成第I限位臺階6。噴嘴中筒2套在噴嘴外筒I內的一端的外周面形成第I凸臺7，噴嘴中筒2遠離噴嘴外筒I 一端的內周面向軸心處延伸，形成第2限位臺階8，噴嘴內筒3套在噴嘴外筒2內的一端的外周面向外側延伸形成第2凸臺9。第I限位臺階6與第I凸臺7、第2限位臺階8和第2凸臺9分別構成所述限位結構。當噴嘴外筒2和噴嘴內筒3完全伸出時，在相應的凸臺和限位臺階的作用下，它們不能繼續向外伸出。
[0024]在第I凸臺7的外周面上形成有第I密封圈槽，在第I密封圈槽內安裝有第I密封圈4，在該第2凸臺9的外周面上形成有第2密封圈槽，在第2密封圈槽內安裝有第2密封圈5，第I密封圈4、第2密封圈構成所述密封結構。
[0025]在噴嘴外筒I的內周面上形成有第I環狀微型槽組b，在噴嘴外筒2的內周面上形成有第2環狀微型槽組C。由於噴嘴具有伸縮功能，而環狀微型槽組b和環狀微型槽組c的存在，一方面使得在滑套入井過程中，噴嘴始終處於回縮狀態，在入井過程中不會因受到振動而自行伸出掛住井壁，從而保證了入井安全；另一方面，當滑套開啟後，在高速噴出的流體的作用下，噴嘴中筒2和噴嘴內筒3向外伸出，在碰到井壁時鎖定。噴嘴的這種結構使噴嘴在任意伸出位置實現自行鎖定，因此，可根據環空大小和滑套、地層的相對位置自動調節噴嘴的伸出長度，可適用於一定範圍的環空間隙。
[0026]安裝時，先在噴嘴中筒2外側的密封圈槽內安裝密封圈4，在噴嘴內筒3外側的密封圈槽內安裝密封圈5。將噴嘴內筒3裝於噴嘴中筒2內，再將裝好的噴嘴中筒2裝於噴嘴外筒I內，使三者底端端面對齊。
[0027]下面參考圖3和圖4對該噴嘴的使用方法進行說明。
[0028]將該噴嘴安裝於滑套10開口處，壓縮各級伸縮噴管至閉合狀態，如圖3所示，此時滑套6處於關閉狀態，噴嘴內外無壓力差。當滑套10下入指定位置後開啟，此時從噴嘴內有高速流體噴出，噴嘴內端面受到內外壓力差作用，該壓力差分別作用於噴嘴中筒2和噴嘴內筒3的內外端面上，推動噴嘴中筒2和噴嘴內筒3沿噴嘴軸向伸出，直至噴嘴內筒3貼在地層11上。密封圈4 一方面用於密封噴嘴外筒I和噴嘴中筒2之間的間隙，另一方面當噴嘴受到一側井壁擠壓時，密封圈4進入噴嘴外筒I外側的環狀微型槽組b中的某一微型槽中，從而限制噴嘴中筒2相對噴嘴外筒I沿軸向運動。密封圈5 —方面用於密封噴嘴中筒2和噴嘴內筒3之間的間隙，另一方面當噴嘴受到擠壓時進入噴嘴中筒2外側的環狀微型槽組c中的某一微型槽中，從而限制噴嘴內筒3相對噴嘴中筒2沿軸向運動。環狀微型槽組b和c能使得密封圈4和5在任意槽位置受到擠壓而限制軸向運動，起到阻尼鎖定作用。
【權利要求】
1.一種裸眼井壓裂用滑套噴嘴，其特徵在於:包括依次套接在一起的噴嘴外筒(I)、噴嘴中筒(2)和噴嘴內筒(3)，所述噴嘴外筒(I)遠離噴嘴中筒(2)—端的外周面上形成有外螺紋(a)、套接在噴嘴中筒(2)—端的外周面呈六方形，在相應的套接處形成有限制彼此脫出的限位結構和防止洩漏的密封結構，所述噴嘴中筒(2)和噴嘴內筒(3)在外力的作用下能縮進所述噴嘴外筒(I)內或從噴嘴外筒(I)內伸出，所述噴嘴外筒(I)安裝在所述滑套壁面上的開口內。
2.根據權利要求1所述的裸眼井壓裂用滑套噴嘴，其特徵在於:所述噴嘴外筒(I)套在噴嘴中筒(2) —端的內周面向軸心處延伸，形成第I限位臺階(6);所述噴嘴中筒(2)套在噴嘴外筒(I)內的一端的外周面上形成有第I凸臺(7)，噴嘴中筒(2)遠離噴嘴外筒(I) 一端的內周面向軸心處延伸，形成第2限位臺階(8)，所述噴嘴內筒(3)套在噴嘴外筒(2)內的一端的外周面上形成有第2凸臺(9)，所述第I限位臺階(6)與第I凸臺(7)、所述第2限位臺階(8)和第2凸臺(9)分別構成所述限位結構。
3.根據權利要求2所述的裸眼井壓裂用滑套噴嘴，其特徵在於:在所述第I凸臺(7)的外周面上形成有第I密封圈槽，在所述第I密封圈槽內安裝有第I密封圈(4)，在該第2凸臺(9)的外周面上形成有第2密封圈槽，在所述第2密封圈槽內安裝有第2密封圈(5)，所述各密封圈構成所述密封結構。
4.根據權利要求1所述的裸眼井壓裂用滑套噴嘴，其特徵在於:在噴嘴外筒(I)的內周面上形成有第I環狀微型槽組(b)，在噴嘴外筒(2)的內周面上形成有第2環狀微型槽組(C)。
【文檔編號】E21B43/26GK203547698SQ201320639064
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】馮強, 王瑤 申請人:中國石油集團渤海鑽探工程有限公司