專利名稱：油氣井噴射酸化工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
油氣井噴射酸化工具 技術(shù)領(lǐng)域 一種油氣井噴射酸化工具，用于油氣井射孔和酸化增產(chǎn)措 施的施工，涉及石油天然氣開采增產(chǎn)措施過程的井下噴射酸化工具的設(shè)計 制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景在石油天然氣的開采過程中，為了獲得更多的油氣產(chǎn)量， 采取酸化處理地層、深穿透射孔是石油工業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施，為了實 現(xiàn)這個目標(biāo)，目前的工藝過程是在鉆井工程完成以后，進行完井施工， 就是向井內(nèi)下入套管，然后進行固井施工，然后進行射孔施工，使地層中 油氣產(chǎn)層的油氣通道連通到套管內(nèi)，最后實現(xiàn)采油采氣的目的，實施射孔 工程后，如果油氣生產(chǎn)不理想，還要實施對地層的酸化壓裂施工，使地下 的油氣通道連通的更遠，以便達到最佳的采油采氣效果；現(xiàn)有技術(shù)的缺點 是由于采用炮彈射孔是一次瞬間完成，不能延續(xù)射孔的時間，而且在炮 彈爆炸射孔的瞬間，由于炸藥的爆炸，會對地層中油氣通道的出口造成一 定的污染，其原因如下 一是射孔彈對巖層的壓實作用，將阻礙油氣向井 筒的流通，對井的開發(fā)造成不良影響；二是射孔槍引爆后，各類雜物堵塞 孔眼，降低射孔井段周圍局部滲透率，這些不利因素都對油井的產(chǎn)能影響 較大，若作業(yè)不當(dāng)，會對儲層造成極大的傷害。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，根據(jù)伯努利方程原理，提 供了一種將高壓流體的壓能轉(zhuǎn)化為動能的油氣井噴射酸化工具。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型包括殼體和噴射結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述殼體為一個短接結(jié)構(gòu)，在殼體上設(shè)置有三個安裝孔；所述噴射結(jié)構(gòu)包括保護帽、橡膠墊、壓帽、噴嘴和墊環(huán)，噴嘴裝在壓帽內(nèi)，橡膠墊 和墊環(huán)安在噴嘴的內(nèi)側(cè)，壓帽的中端設(shè)置有卡槽。
所述殼體上的三個安裝孔是按照120°相位螺旋分布的，三個安裝孔的
軸距為60mm;
所述噴嘴內(nèi)孔流道的出口端是一段圓柱結(jié)構(gòu)，噴嘴內(nèi)孔流道的尾端是 圓錐結(jié)構(gòu)；
所述噴嘴內(nèi)孔流道由圓錐段到圓柱段的橫截面收縮角為15° 45° ; 所述噴嘴出口端圓柱段的長度是8mm; 壓帽通過螺紋與安裝孔內(nèi)的螺紋相連接；
所述保護帽設(shè)置在噴嘴的外面，保護帽是卡在壓帽的卡槽內(nèi)的；
施工時，由壓裂車先將帶磨料的液體增壓后，通過油管送到殼體內(nèi)， 再經(jīng)過噴嘴將高壓液體的壓力能量轉(zhuǎn)化為動能，對井下套管進行射孔，并 穿透套管和巖石，高壓液體在地層中形成噴射孔洞，形成裂縫；完成射孔 后，將帶磨料的液體更換為酸液，在高壓下將酸液輸送到殼體內(nèi)，通過噴 嘴高速噴出，對井底巖石進行破碎或切割，加深酸液進入孔道的距離，達 到設(shè)計需要的裂縫和酸蝕裂縫。
經(jīng)研究和試驗證明，高速液體射開地層的原理與傳統(tǒng)射孔槍通過炸藥 引爆的原理完全不同，高速液體在地層中以噴射方式向地層延伸并形成孔 道，噴射孔道的壁面較光滑，無微裂縫產(chǎn)生，沒有傳統(tǒng)射孔方法造成的壓 實傷害和微觀顆粒的堵塞，因而所形成的射孔孔道是相對清潔的油氣通道。
本實用新型的優(yōu)點和有益效果是由于是在高壓下先利用高壓磨料射 流射孔，然后加入酸液進行酸化，所以實現(xiàn)了從射孔到酸化的一體化施工技術(shù)，在施工過程中，向地層中噴射帶有磨料的射流進行射孔，可以起到 松弛地層、提高射孔深度和質(zhì)量的作用，由于噴射時采用的液體和磨料沒 有污染，也不需要炮彈的爆炸射孔，所以，可避免采用炮彈射孔對地層產(chǎn) 生的二次污染；由于通過高壓噴射，產(chǎn)生的孔道可以更深，還可以達到有 利于產(chǎn)生設(shè)計需要的裂縫和酸蝕裂縫。


附圖為本實用新型的局部剖示結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出本實用新型的實施例
本實用新型包括殼體和噴射結(jié)構(gòu)，殼體為一個圓柱型的短接l，在短接
1上設(shè)置有三個安裝孔7，在短接1上設(shè)置的三個安裝孔7是按照120°相 位螺旋分布的，三個安裝孔7之間的軸距為60mm;噴射結(jié)構(gòu)包括保護帽2、 橡膠墊3、壓帽4、噴嘴5和墊環(huán)6;安裝時，先將噴嘴5裝入安裝孔7內(nèi)， 然后由壓帽4將噴嘴5壓在安裝孔7內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動壓帽4，通過壓帽4的螺 紋與短接1安裝孔內(nèi)的螺紋相連接固定，在壓帽4的中端設(shè)置有卡槽，保 護帽2是卡在壓帽4的卡槽內(nèi)的，安裝或者拆卸噴嘴5時，旋轉(zhuǎn)保護帽2 可帶動壓帽4轉(zhuǎn)動上扣或者卸扣；設(shè)置的保護帽2是保護元件，設(shè)置在噴 嘴5的外面，可以防止磨料反彈和流體回流沖擊噴嘴5;設(shè)置的壓帽4是固 定元件，可以起到將噴嘴5固定于短接1上的作用，壓帽4處于短接1、噴 嘴5和保護帽2的中間，不受射流液體沖蝕；設(shè)置的橡膠墊3是密封緩沖 元件，密封噴嘴5內(nèi)外空間，防止高壓液體從噴嘴5通孔以外泄流，還能 防止噴嘴5與其它零件碰撞，起到保護噴嘴5的作用；噴嘴5的內(nèi)孔流道由圓錐段和圓柱段構(gòu)成，圓柱段設(shè)置在噴嘴5的出口端，圓錐段設(shè)置在噴
嘴5的尾端，噴嘴5內(nèi)孔流道由圓錐段到圓柱段的橫截面收縮角為30° ， 噴嘴5的噴孔圓柱段結(jié)構(gòu)長度是8mm;
在實施增產(chǎn)措施的施工中，采用本實用新型的工具進行從射孔到酸化 一體的新型增產(chǎn)工藝，其工藝過程是在地面，由壓裂車先將帶磨料的液 體增壓后，通過油管送到短接l內(nèi)，高壓的流體經(jīng)過噴嘴5內(nèi)孔流道由圓 錐段到圓柱段的橫截面收縮，將高壓液體的壓力能量聚集并轉(zhuǎn)化為動能， 利用噴射產(chǎn)生高速流體，以獲得最大的射流沖擊力，射流的沖擊力作用在 井下套管上實施射孔作業(yè)，高速流體穿透井下套管和巖石，并在地層中形 成噴射孔洞，同時，由于是連續(xù)不斷的高壓射流，因此，高壓流體會在被 噴射的地層中形成抽吸作用，使得噴入的液體往地層孔道的深部進液，并 形成裂縫；完成射孔后，將帶磨料的液體換成酸液，在高壓下通過油管將 酸液輸送到本油氣井噴射酸化工具內(nèi)，再通過噴嘴5高速噴出，作用于井 底巖石上進行破碎或切割，這一階段為酸液噴射階段，酸液在高速噴射狀 態(tài)下將繼續(xù)加深噴射孔道，并且由于酸液的腐蝕作用，將在主孔道周圍形 成酸蝕裂縫和次生蚓孔，這樣噴射酸化使得酸液主要集中在噴射主孔道周 圍，大幅度提高了酸液流動的有效率和作用距離；通過噴射工具噴射出來 的孔道較深，還可以控制裂縫在近井筒地帶的方向，液體通過高速噴射狀 態(tài)破碎地層與傳統(tǒng)的擠液方法破碎地層的原理上有所不同，噴射壓裂和噴 射酸化不是在地層中形成憋壓而壓開地層，而是高速沖蝕破碎地層，這樣 就避開了地層的破裂壓力和地層的最小水平主應(yīng)力的約束，噴射方法向地 層注液不需要達到破裂壓力點的時候才破碎地層，并且噴射孔道的延伸也不受到地層最小水平主應(yīng)力方向的影響，而是沿著噴射孔眼方向破碎地層， 因此，這一方法對裂縫的擴展和酸液流動起到導(dǎo)向作用，并且為孔道底部 進酸加深了酸液穿透的距離，可以起到有利于產(chǎn)生設(shè)計需要的裂縫和酸蝕 裂縫，為油氣田增產(chǎn)，特別是低滲透油藏開發(fā)提供一種有效手段。
權(quán)利要求1、一種油氣井噴射酸化工具，包括殼體和噴射結(jié)構(gòu)，其特征在于所述殼體為一個短接，在殼體上設(shè)置有三個安裝孔，所述噴射結(jié)構(gòu)包括保護帽、橡膠墊、壓帽、噴嘴和墊環(huán)，噴嘴裝在壓帽內(nèi)，橡膠墊和墊環(huán)安在噴嘴的內(nèi)側(cè)，壓帽的中端設(shè)置有卡槽，保護帽設(shè)置在噴嘴的外面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井噴射酸化工具，其特征在于所述短 接上的三個安裝孔是按照120°相位螺旋分布的，三個安裝孔的軸距為60mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井噴射酸化工具，其特征在于所述噴 嘴內(nèi)孔流道的出口端是圓柱結(jié)構(gòu)，噴嘴內(nèi)孔流道的尾端是圓錐結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井噴射酸化工具，其特征在于所述噴嘴內(nèi)孔流道由圓錐段到圓柱段的橫截面收縮角為15° 45° 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井噴射酸化工具，其特征在于所述噴嘴的噴孔圓柱段結(jié)構(gòu)長度是8mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井噴射酸化工具，其特征在于壓帽通過螺紋與殼體安裝孔內(nèi)的螺紋相連接。
專利摘要一種油氣井噴射酸化工具，涉及石油天然氣開采過程的井下噴射酸化工具的制造技術(shù)領(lǐng)域，包括殼體和噴射結(jié)構(gòu)，殼體為一個短接，在殼體上設(shè)置有安裝孔，噴射結(jié)構(gòu)包括保護帽、橡膠墊、壓帽、噴嘴和墊環(huán)，噴嘴裝在壓帽內(nèi)，橡膠墊和墊環(huán)安在噴嘴的內(nèi)側(cè)，本實用新型根據(jù)伯努利方程原理，提供了一種將高壓流體的壓能轉(zhuǎn)化為動能的油氣井噴射酸化工具，可以避免射孔對地層造成的污染，具有從射孔到酸化的一體化施工和提高射孔深度和質(zhì)量的特點。
文檔編號E21B43/27GK201367891SQ20092007898
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者劍 張, 張道鵬, 徐艷麗, 朱炬輝, 勇 潘, 賓 謝, 鐘興久, 斌 錢 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司