[发明专利]不等径多孔压裂喷砂器

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气工程领域的一种井下工具，具体涉及可用于油气井压裂施工的工具。

背景技术

近年来，低渗透油田探明储量不断增加，我国新探明低渗透及特低渗透储量占总储量的70％左右，全国未动用的低渗透储量占60％以上。从世界石油工业的发展趋势看，低渗透油田所占比例也逐渐增高，但目前这类油田储量动用程度低，开发效果不理想，经济效益差，研究如何进一步经济有效地开发好这类油气田，对我国、乃至世界石油工业的持续稳定发展都有重要的意义。这一现状促使生产者尝试采取多种方法有效开采难动用储量，水力压裂是目前改善低渗透油藏的主要开发手段，是提高低渗透油田采收率的有效措施之一。

油气井机械分段压裂技术，施工工艺简单，针对性强，效率高。喷砂器是分段压裂施工过程中的重要过流部件，在整个压裂管柱中喷砂器位于射孔段的下部，压裂过程中压裂液从喷砂孔流出后，由于惯性的作用会形成向下流动的趋势，但是由于射孔段位于喷砂孔上部，迫使压裂液反向流动，使喷砂器内流动形态变得复杂。同时，在压裂生产过程中需要多段压裂，压裂液排量大、速度高，且压裂液中含有高浓度的固体颗粒，对喷砂器的喷砂孔，过滤节流嘴等部位产生了很大的冲刷磨损作用。喷砂孔位置内壁冲刷磨损加剧，可能会使导压通道和油管连通，导致封隔器解封，造成压裂施工的失败。水平井压裂过程中的喷砂器的冲刷磨损现象已经成为压裂施工的瓶颈，其内部流态的复杂性，高排量，以及压裂液组分中的高砂量是产生冲刷磨损的重要原因。因此，提出了一种流态更合理，更耐磨损的不等径多孔压裂喷砂器。

发明内容

本发明的目的是提供一种不等径多孔压裂喷砂器，以解决喷砂器的流态更合理，更耐磨损等技术问题。

为了实现上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种不等径多孔压裂喷砂器，它包括：上接头、下接头、通过密封连接在上接头与下接头之间的筒状导压原件、位于上接头内且套装在导压元件内的过滤节流嘴、套在导压元件内的多孔内套、多孔内套两端的上与下内套、下内套与下接头之间的丝堵、导压元件对应多孔内套的孔部设有压裂液导压通道，即导压元件的喷砂孔；在所述过滤节流嘴的液体通道中，沿液体流向设有渐缩角度段和渐扩角度段；所述多孔内套的孔数为不等径的结构；所述导压元件内导压通道采用斜截面角度的结构。

所述过滤节流嘴的减缩角度α=28~32°，渐扩角度β=12～18°。

所述导压元件内导压通道采用斜截面角度Υ为25~35°。

所述多孔内套的通孔数为4~8个，孔径为14~28mm之间。

本发明的优点与积极效果如下:

1.耐磨损、安全性能高。采用渐缩后渐扩过滤节流嘴和不等径多个喷砂孔设计，使内部流体流动以更趋于合理的流线流动，避免或减小了涡流的产生，增大了喷砂器的耐磨性能，能够满足大砂量和多段施工的需要，使压裂管柱的整体工作性能有很大的提升；

2.设备体积小，适应性更强。传统喷砂器为了提升耐磨性，往往是依靠增加材料的厚度来实现的，由于井下空间有限，增加厚度一方面使喷砂器整体体积和重量增大，另一方面材料的壁厚增大，使得内流空间变小，因而难于适应大砂量压裂的要求。本发明设计的喷砂器具有设备体积小，工艺适应性更强等突出的优点。

附图说明

图1是本发明的不等径多孔压裂喷砂器的主视纵向剖视结构图。

图2是本发明的不等径多孔压裂喷砂器的俯视纵向剖视结构图。

图3是本发明的过滤节流嘴结构示意图。

图4是本本发明的多孔内套结构示意图。

图5是本发明的导压元件结构示意图。

图中编号：1-上接头；2-过滤节流嘴；3-密封圈；4-销钉；5-上内套；6-导压元件；7-多孔内套；8-盖板；9-下内套；10-丝堵；11-下接头。

具体实施方式

本发明从改进流场特性出发，使不等径多孔压裂喷砂器的内部流场流动更合理，提高整体耐磨性能，改善其工艺适应性。本发明的结构如图1和图2所示，它包括：上接头、下接头、通过密封连接在上接头与下接头之间的筒状导压原件、位于上接头内且套装在导压元件内的过滤节流嘴、套在导压元件内的多孔内套、多孔内套两端的上与下内套、下内套与下接头之间的丝堵、导压元件对应多孔内套的孔部设有压裂液导压通道，即导压元件的喷砂孔；在所述过滤节流嘴的液体通道中，沿液体流向设有渐缩角度段和渐扩角度段；所述多孔内套的孔数为不等径的结构；所述导压元件内导压通道采用斜截面角度的结构。