水力噴射器地面模擬裝置製造方法
2023-04-28 10:24:46
水力噴射器地面模擬裝置製造方法
【專利摘要】水力噴射器地面模擬裝置，涉及石油天然氣的井下壓裂酸化增產作業領域，屬於作業井下工具類，包括水力噴射器，水力噴射器包括噴射器本體，在噴射器本體上設置噴嘴，地面模擬裝置還包括第一層套管、第二層套管和第三層套管，第一層套管的一端通過變扣接頭連接上接頭，第一層套管的另一端螺紋連接接箍，接箍穿出第二層套管後螺紋連接下接頭；上接頭、第二層套管的一端、第三層套管的一端通過第一定位銷釘連接，第二層套管的另一端、第三層套管的另一端通過第二定位銷釘連接；在第一層套管內穿置短接，短接的一端與上接頭螺紋連接，短接與第一層套管之間設置扶正器，短接的另一端與水力噴射器螺紋連接。本實用新型可以在地面進行試驗。
【專利說明】水力噴射器地面模擬裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及石油天然氣的井下壓裂酸化增產作業領域，屬於作業井下工具 類。
【背景技術】
[0002] 水力噴射分段壓裂（HJF)是集射孔、壓裂、隔離一體化的新型增產措施，利用專用 噴射工具產生高速流體穿透套管、巖石，形成孔眼。射孔階段完成後，緩慢關閉環空，此時油 管和套管分別泵入流體，油管中的流體經過噴射工具的射流繼續進入射孔孔道中，根據流 體力學中的伯努利原理，會在孔眼內產生高於環空的局部高壓。噴射出的流體增壓和環空 壓力的疊加如超過地層破裂壓力時，則射孔孔眼頂端處地層被壓開。此時在射流核心區外 的環空區域將形成相對負壓區，經過噴嘴的噴射流體和環空流體及射開地層的孔道構成了 射流泵，環空流體被高速射流不斷卷吸進入射孔通道，使裂縫得以充分擴展、延伸。
[0003] 水力噴射壓裂技術可以在裸眼、篩管完井的水平井中進行加砂壓裂，也可以在套 管井上進行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、準確地壓開多條裂縫，水力 噴射工具可以與常規油管相連接入井，也可以與大直徑連續油管（6013mm)相結合，使施工 更快捷，國內外已有數百口井用此技術進行過酸壓或加砂壓裂處理。
[0004] 水力噴射分段壓裂技術作為一種集水力射孔、分段隔離、噴射壓裂於一體的新型 增產改造方法，已在中國陸上油田應用200餘井次，並取得了良好的增產效果。該技術的優 勢在於：
[0005] 1 )不需要機械封隔，能夠自動隔離，對裸眼、篩管及管外竄流等封隔器無法坐封 的水平井分段壓裂同樣適用；
[0006] 2 )無需單獨射孔作業，實現了射孔、壓裂一次完成，一次管柱可進行多段壓裂，t匕 傳統壓裂工藝節省了作業工序。
[0007] 3 )可進行定向噴射壓裂，準確造縫。
[0008] 4 )噴射壓裂可以有效降低地層破裂壓力，保證高破裂壓力地層的壓開和壓裂施 工。
[0009] 5 )該工藝壓井次數少，對儲層傷害小，施工程序簡單，能夠產生較高的經濟效益。
[0010] 6)施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、準確地壓開多條裂縫，水力 噴射工具可以與常規油管相連接入井，也可以與大直徑連續油管相結合，使施工更快捷。 [0011] 水力噴射壓裂技術的核心是水力噴射器，為了對：（1)水力噴射器各項性能，尤其 噴嘴的結構合理性、噴嘴材料的耐磨性，以及噴射器本體材料防反濺性能；（2)噴嘴的壓降 與排量的關係，地面泵壓的預測；（3)噴砂射透一層套管、兩層套管所需要的時間和孔的形 狀等方面進行評價和試驗，非常有必要在地面進行試驗。其它研究單位是在專門的試驗井 進行試驗，試驗工序複雜，而且需要專門的試驗井，為此設計了一種簡易水力噴射器地面模 擬裝置。
[0012] 現有技術中採用水力噴射器在噴嘴外邊裝有防反濺衝蝕結構，防反濺衝蝕結構是 為了防止反濺傷害掏空了噴嘴或反濺砂子擊打噴嘴前端面，從而導致陶瓷噴嘴毀壞。但是 在現場應用中時有防反濺衝蝕結構由於粘結不牢靠，掉入油井中，起管柱發生遇卡事故。
【發明內容】
[0013] 本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種水力噴射器地面模擬裝 置，可以在地面進行試驗。
[0014] 本實用新型的目的是這樣實現的：水力噴射器地面模擬裝置，包括水力噴射器，水 力噴射器包括噴射器本體，在噴射器本體上設置噴嘴，所述地面模擬裝置還包括由內至外 依次設置的第一層套管、第二層套管和第三層套管，第一層套管的一端通過變扣接頭連接 上接頭，上接頭的一端穿出第二層套管，第一層套管的另一端螺紋連接接箍，接箍穿出第二 層套管後螺紋連接下接頭；所述上接頭、第二層套管的一端、第三層套管的一端通過第一定 位銷釘連接，第二層套管的另一端、第三層套管的另一端通過第二定位銷釘連接；在所述第 一層套管內穿置短接，短接的一端與所述上接頭螺紋連接，短接與第一層套管之間設置扶 正器，短接的另一端與所述水力噴射器螺紋連接，水力噴射器設置在第一層套管內。
[0015] 地面試驗時，將壓裂液加壓，通過進液口，進入水力噴射器，經過噴嘴，油管中的高 壓能量被轉換成動能，產生高速射流衝擊切割第一層套管，此時套管未完全射穿時，壓裂液 經過下接頭進入排汙池；第一層套管射穿後，繼續對第二層套管進行噴射，第二層套管未射 穿時，壓裂液經過第一層套管和第二層套管環空間隙進入排汙池，第二層套管射穿後，壓裂 液經過第二層套管和第三層套管環空間隙進入排汙池，控制施工時間，第三層套管起到保 護作用。通過地面試驗，可以對水力噴射器各項性能，尤其噴嘴的結構合理性、噴嘴材料的 耐磨性，以及噴射器本體材料防反濺性能進行檢驗；可以優化施工參數，如噴嘴的壓降與排 量的關係、地面泵壓的預測、噴砂射透一層套管和兩層套管所需要的時間。
[0016] 本實用新型在所述噴嘴遠離噴射器本體內腔的一側設置防濺塊，防濺塊與噴射器 本體通過第三定位銷釘連接。防濺塊安裝在噴嘴外部，通過第三定位銷釘固定，防止掉入油 井中，起管柱發生遇卡事故。
[0017] 本實用新型的噴嘴至少有兩排，每排2至4個噴嘴。
[0018] 本實用新型在第二層套管連接第一銷釘的一端與上接頭之間設置第一密封圈。 [0019] 本實用新型在第二層套管連接第一銷釘的一端與第三層套管之間設置第二密封 圈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型的一種結構示意圖。
[0021] 圖中，1上接頭，2第一定位銷釘，3第二密封圈，4變扣接頭，5第一層套管，6第二 層套管，7第三層套管，8短接，9扶正器，10水力噴射器，11噴嘴，12防濺塊，13第三定位銷 釘，14接箍，15第二定位銷釘，16下接頭，17第一密封圈，18噴射器本體。
【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，為水力噴射器地面模擬裝置，包括由內至外依次設置的第一層套管 5、第二層套管6和第三層套管7,第一層套管5的一端外螺紋連接變扣接頭4,變扣接頭4 的另一端內螺紋連接上接頭1，上接頭1的一端穿出第二層套管6,第一層套管5的另一端 外螺紋連接接箍14,接箍14穿出第二層套管6後內螺紋連接下接頭16。上接頭1、第二層 套管6的一端、第三層套管7的一端通過第一定位銷釘2連接，第二層套管6的另一端、第 三層套管7的另一端通過第二定位銷釘15連接。在第二層套管6連接第一銷釘2的一端 與上接頭1之間設置第一密封圈17,在第二層套管6連接第一銷釘2的一端與第三層套管 7之間設置第二密封圈3。
[0023] 在第一層套管5內設置短接8和水力噴射器10,短接8的一端穿出第一層套管5 後與上接頭1內螺紋連接，短接8與第一層套管5之間設置扶正器9,短接8的另一端與水 力噴射器10內螺紋連接。水力噴射器10包括噴射器本體18,在噴射器本體18上設置至少 有兩排噴嘴11，每排包括2至4個噴嘴11。在每個噴嘴11遠離噴射器本體18內腔的一側 分別設置防濺塊12,每塊防濺塊12與噴射器本體18分別通過第三定位銷釘13連接。
【權利要求】
1. 水力噴射器地面模擬裝置，包括水力噴射器，水力噴射器包括噴射器本體，在噴射器 本體上設置噴嘴，其特徵在於：所述地面模擬裝置還包括由內至外依次設置的第一層套管、 第二層套管和第三層套管，第一層套管的一端通過變扣接頭連接上接頭，上接頭的一端穿 出第二層套管，第一層套管的另一端螺紋連接接箍，接箍穿出第二層套管後螺紋連接下接 頭；所述上接頭、第二層套管的一端、第三層套管的一端通過第一定位銷釘連接，第二層套 管的另一端、第三層套管的另一端通過第二定位銷釘連接；在所述第一層套管內穿置短接， 短接的一端與所述上接頭螺紋連接，短接與第一層套管之間設置扶正器，短接的另一端與 所述水力噴射器螺紋連接，水力噴射器設置在第一層套管內。
2. 根據權利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特徵在於：在所述噴嘴遠離噴 射器本體內腔的一側設置防濺塊，防濺塊與噴射器本體通過第三定位銷釘連接。
3. 根據權利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特徵在於：所述噴嘴至少有兩 排，每排包括2至4個噴嘴。
4. 根據權利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特徵在於：在第二層套管連接 第一銷釘的一端與上接頭之間設置第一密封圈。
5. 根據權利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特徵在於：在第二層套管連接 第一銷釘的一端與第三層套管之間設置第二密封圈。
【文檔編號】E21B43/27GK203891861SQ201420321762
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】儲明來, 錢國全, 葉紅, 杲春 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司