水力噴射器地面模擬裝置制造方法
【專(zhuān)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(chǎn)作業(yè)領(lǐng)域，屬于作業(yè)井下工具類(lèi)，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(shè)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(guò)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后螺紋連接下接頭；上接頭、第二層套管的一端、第三層套管的一端通過(guò)第一定位銷(xiāo)釘連接，第二層套管的另一端、第三層套管的另一端通過(guò)第二定位銷(xiāo)釘連接；在第一層套管內(nèi)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(shè)置扶正器，短接的另一端與水力噴射器螺紋連接。本實(shí)用新型可以在地面進(jìn)行試驗(yàn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水力噴射器地面模擬裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及石油天然氣的井下壓裂酸化增產(chǎn)作業(yè)領(lǐng)域，屬于作業(yè)井下工具 類(lèi)。

【背景技術(shù)】
[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(chǎn)措施，利用專(zhuān)用 噴射工具產(chǎn)生高速流體穿透套管、巖石，形成孔眼。射孔階段完成后，緩慢關(guān)閉環(huán)空，此時(shí)油 管和套管分別泵入流體，油管中的流體經(jīng)過(guò)噴射工具的射流繼續(xù)進(jìn)入射孔孔道中，根據(jù)流 體力學(xué)中的伯努利原理，會(huì)在孔眼內(nèi)產(chǎn)生高于環(huán)空的局部高壓。噴射出的流體增壓和環(huán)空 壓力的疊加如超過(guò)地層破裂壓力時(shí)，則射孔孔眼頂端處地層被壓開(kāi)。此時(shí)在射流核心區(qū)外 的環(huán)空區(qū)域?qū)⑿纬上鄬?duì)負(fù)壓區(qū)，經(jīng)過(guò)噴嘴的噴射流體和環(huán)空流體及射開(kāi)地層的孔道構(gòu)成了 射流泵，環(huán)空流體被高速射流不斷卷吸進(jìn)入射孔通道，使裂縫得以充分?jǐn)U展、延伸。
[0003] 水力噴射壓裂技術(shù)可以在裸眼、篩管完井的水平井中進(jìn)行加砂壓裂，也可以在套 管井上進(jìn)行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、準(zhǔn)確地壓開(kāi)多條裂縫，水力 噴射工具可以與常規(guī)油管相連接入井，也可以與大直徑連續(xù)油管（6013mm)相結(jié)合，使施工 更快捷，國(guó)內(nèi)外已有數(shù)百口井用此技術(shù)進(jìn)行過(guò)酸壓或加砂壓裂處理。
[0004] 水力噴射分段壓裂技術(shù)作為一種集水力射孔、分段隔離、噴射壓裂于一體的新型 增產(chǎn)改造方法，已在中國(guó)陸上油田應(yīng)用200余井次，并取得了良好的增產(chǎn)效果。該技術(shù)的優(yōu) 勢(shì)在于：
[0005] 1 )不需要機(jī)械封隔，能夠自動(dòng)隔離，對(duì)裸眼、篩管及管外竄流等封隔器無(wú)法坐封 的水平井分段壓裂同樣適用；
[0006] 2 )無(wú)需單獨(dú)射孔作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了射孔、壓裂一次完成，一次管柱可進(jìn)行多段壓裂，t匕 傳統(tǒng)壓裂工藝節(jié)省了作業(yè)工序。
[0007] 3 )可進(jìn)行定向噴射壓裂，準(zhǔn)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(kāi)和壓裂施 工。
[0009] 5 )該工藝壓井次數(shù)少，對(duì)儲(chǔ)層傷害小，施工程序簡(jiǎn)單，能夠產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)確地壓開(kāi)多條裂縫，水力 噴射工具可以與常規(guī)油管相連接入井，也可以與大直徑連續(xù)油管相結(jié)合，使施工更快捷。 [0011] 水力噴射壓裂技術(shù)的核心是水力噴射器，為了對(duì)：（1)水力噴射器各項(xiàng)性能，尤其 噴嘴的結(jié)構(gòu)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(guān)系，地面泵壓的預(yù)測(cè)；（3)噴砂射透一層套管、兩層套管所需要的時(shí)間和孔的形 狀等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)和試驗(yàn)，非常有必要在地面進(jìn)行試驗(yàn)。其它研究單位是在專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)井 進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)工序復(fù)雜，而且需要專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)井，為此設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易水力噴射器地面模 擬裝置。
[0012] 現(xiàn)有技術(shù)中采用水力噴射器在噴嘴外邊裝有防反濺沖蝕結(jié)構(gòu)，防反濺沖蝕結(jié)構(gòu)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(dǎo)致陶瓷噴嘴毀壞。但是 在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中時(shí)有防反濺沖蝕結(jié)構(gòu)由于粘結(jié)不牢靠，掉入油井中，起管柱發(fā)生遇卡事故。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水力噴射器地面模擬裝 置，可以在地面進(jìn)行試驗(yàn)。
[0014] 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)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(shè)置噴嘴，所述地面模擬裝置還包括由內(nèi)至外 依次設(shè)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(guò)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 層套管后螺紋連接下接頭；所述上接頭、第二層套管的一端、第三層套管的一端通過(guò)第一定 位銷(xiāo)釘連接，第二層套管的另一端、第三層套管的另一端通過(guò)第二定位銷(xiāo)釘連接；在所述第 一層套管內(nèi)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(shè)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(shè)置在第一層套管內(nèi)。
[0015] 地面試驗(yàn)時(shí)，將壓裂液加壓，通過(guò)進(jìn)液口，進(jìn)入水力噴射器，經(jīng)過(guò)噴嘴，油管中的高 壓能量被轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，產(chǎn)生高速射流沖擊切割第一層套管，此時(shí)套管未完全射穿時(shí)，壓裂液 經(jīng)過(guò)下接頭進(jìn)入排污池；第一層套管射穿后，繼續(xù)對(duì)第二層套管進(jìn)行噴射，第二層套管未射 穿時(shí)，壓裂液經(jīng)過(guò)第一層套管和第二層套管環(huán)空間隙進(jìn)入排污池，第二層套管射穿后，壓裂 液經(jīng)過(guò)第二層套管和第三層套管環(huán)空間隙進(jìn)入排污池，控制施工時(shí)間，第三層套管起到保 護(hù)作用。通過(guò)地面試驗(yàn)，可以對(duì)水力噴射器各項(xiàng)性能，尤其噴嘴的結(jié)構(gòu)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(jìn)行檢驗(yàn)；可以?xún)?yōu)化施工參數(shù)，如噴嘴的壓降與排 量的關(guān)系、地面泵壓的預(yù)測(cè)、噴砂射透一層套管和兩層套管所需要的時(shí)間。
[0016] 本實(shí)用新型在所述噴嘴遠(yuǎn)離噴射器本體內(nèi)腔的一側(cè)設(shè)置防濺塊，防濺塊與噴射器 本體通過(guò)第三定位銷(xiāo)釘連接。防濺塊安裝在噴嘴外部，通過(guò)第三定位銷(xiāo)釘固定，防止掉入油 井中，起管柱發(fā)生遇卡事故。
[0017] 本實(shí)用新型的噴嘴至少有兩排，每排2至4個(gè)噴嘴。
[0018] 本實(shí)用新型在第二層套管連接第一銷(xiāo)釘?shù)囊欢伺c上接頭之間設(shè)置第一密封圈。 [0019] 本實(shí)用新型在第二層套管連接第一銷(xiāo)釘?shù)囊欢伺c第三層套管之間設(shè)置第二密封 圈。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中，1上接頭，2第一定位銷(xiāo)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(xiāo) 釘，14接箍，15第二定位銷(xiāo)釘，16下接頭，17第一密封圈，18噴射器本體。

【具體實(shí)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(nèi)至外依次設(shè)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(nèi)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后內(nèi)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(guò)第一定位銷(xiāo)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(guò)第二定位銷(xiāo)釘15連接。在第二層套管6連接第一銷(xiāo)釘2的一端 與上接頭1之間設(shè)置第一密封圈17,在第二層套管6連接第一銷(xiāo)釘2的一端與第三層套管 7之間設(shè)置第二密封圈3。
[0023] 在第一層套管5內(nèi)設(shè)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 后與上接頭1內(nèi)螺紋連接，短接8與第一層套管5之間設(shè)置扶正器9,短接8的另一端與水 力噴射器10內(nèi)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(shè)置至少 有兩排噴嘴11，每排包括2至4個(gè)噴嘴11。在每個(gè)噴嘴11遠(yuǎn)離噴射器本體18內(nèi)腔的一側(cè) 分別設(shè)置防濺塊12,每塊防濺塊12與噴射器本體18分別通過(guò)第三定位銷(xiāo)釘13連接。
【權(quán)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(shè)置噴嘴，其特征在于：所述地面模擬裝置還包括由內(nèi)至外依次設(shè)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(guò)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后螺紋連接下接 頭；所述上接頭、第二層套管的一端、第三層套管的一端通過(guò)第一定位銷(xiāo)釘連接，第二層套 管的另一端、第三層套管的另一端通過(guò)第二定位銷(xiāo)釘連接；在所述第一層套管內(nèi)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(shè)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(shè)置在第一層套管內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特征在于：在所述噴嘴遠(yuǎn)離噴 射器本體內(nèi)腔的一側(cè)設(shè)置防濺塊，防濺塊與噴射器本體通過(guò)第三定位銷(xiāo)釘連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特征在于：所述噴嘴至少有兩 排，每排包括2至4個(gè)噴嘴。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特征在于：在第二層套管連接 第一銷(xiāo)釘?shù)囊欢伺c上接頭之間設(shè)置第一密封圈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力噴射器地面模擬裝置，其特征在于：在第二層套管連接 第一銷(xiāo)釘?shù)囊欢伺c第三層套管之間設(shè)置第二密封圈。
【文檔編號(hào)】E21B43/27GK203891861SQ201420321762
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】?jī)?chǔ)明來(lái), 錢(qián)國(guó)全, 葉紅, 杲春 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司江蘇油田分公司