[实用新型]用于水力喷射压裂的水力喷枪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于水力喷射压裂的水力喷枪，用于石油天然气钻井过程的完井增产措施，属于酸化压裂技术装备的设计制造技术领域。

背景技术

多级水力喷射压裂技术是90年代末发展起来的，也是国外应用比较广泛的技术,是水力喷射和压裂技术相结合的产物。在水动力中，管流可分为多种，其中嘴流就是一种高速管流，根据流体射流原理进行喷射射孔压裂的,属于淹没非自由射流, 水力喷射时每个喷嘴就是一个单独的管流喷射,喷嘴出口速度的部分液体叫边界层，射流中心保持出口速度的部分液体叫做等速核心。

高压水射流射孔是在井口利用压裂车泵入液体,在欲实施射孔作业井段由等速核心内的高速流动的对套管障碍物产生冲击力，由于液体中含有120Kg/m³粉砂，通过喷嘴射出的高速流动含粉砂液体穿透套管，与此同时,在高压流体作用下，高压含砂水流经水力喷枪的喷嘴后，以较高速度冲击破碎油气储层岩石，并切割穿透岩层，形成一定直径，一定深度的水平孔道,主要用途就是使射孔深度穿透井筒周围的钻井侵入带,不产生射孔压实带,且射孔孔眼直径和深度远大于常规聚能弹射孔。

水力喷射分段压裂技术原理是把压能转变为动能，油管流体加压后经喷嘴喷射而出的喷射速度大于126 m/s的高速射流，在地层中射流成缝，水力喷砂射孔后，接着提高排量，在已射开孔上下部的井眼中产生负压值形成隔离，高速流体在地层岩石中形成孔洞，直接作用于孔洞底部，产生高于地层破裂压力的压势，在地层中造出一条裂缝,然后加砂压裂。

现有技术中采用水力喷嘴表面进行防锈处理，喷嘴外表面和密封定位套前端面喷涂硬质合金粉末耐磨涂层的水力喷砂射孔器也有报道，但是，现有技术的水力喷砂射孔器防反溅冲蚀结构在实践中喷嘴周边的本体任然损害严重。特别是在实施3到6级的多级水力射孔压裂中，现有技术的喷嘴基本只能使用一级，而且还不具有防砂卡功能。

随着油井水平井水力喷射压裂施工层数的增加、井深增加，封隔器长时间处于高温高压环境中，并且存在多次反复坐封的可能，常规的不动管柱水力喷射与压裂联作工艺是在管柱层间实施无封隔器进行有效分隔，在这种情况下，目前的水力喷枪只能用一次，已经不适用当前水平井多层次水力喷射与压裂联作改造。

现有技术在水力喷枪没有喷涂硬质合金时，由于一级喷枪外表面没做硬化处理，因此被反溅伤害掏空了喷嘴，导致工具失效的情况时常出现。

根据大量的实验结果，采用这种只能进行一级施工的单级喷枪带封隔器进行水力喷射压裂联作，受喷嘴材料性能限制，单体喷枪连续使用2小时以上就会因为磨损过大，导致水力喷枪失效，如若设计施工为6段以上，则需要起钻更换钻具，这样会增加了施工作业周期及作业成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有水力喷枪存在的上述问题，提供一种用于水力喷射压裂的水力喷枪，本实用新型不仅使喷嘴能够有效的防止水力喷砂射孔器在喷砂过程的反溅冲蚀，而且能使喷枪本体具有更好的防止喷砂过程的反溅冲蚀，保证多级水力喷射压裂酸化技术的顺利完成。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于水力喷射压裂的水力喷枪，其特征在于：包括喷枪本体、喷嘴套和喷嘴，喷枪本体两端分别为上接头和下接头，喷枪本体上设置有喷射水眼，喷嘴套设置在喷射水眼中，喷嘴设置在喷嘴套中，喷嘴外表面和喷嘴套前端面均设置有保护层，且所述喷射水眼四周的喷枪本体外壁上设置有保护层。

所述喷嘴外表面和喷嘴套前端面均喷焊有保护层，且所述喷射水眼四周的喷枪本体外壁上喷焊有保护层。

所述喷嘴套前端面的保护层延伸至喷射水眼四周的喷枪本体外壁上，在喷射水眼四周的喷枪本体外壁上形成保护层。

所述喷枪本体2外壁上喷焊的保护层覆盖整个喷枪本体2外壁。

所述保护层为预制件，分别焊接在喷嘴外表面、喷嘴套前端面和喷射水眼四周的喷枪本体外壁上。

所述喷枪本体外壁上的预制件焊接后覆盖整个喷枪本体外壁。

所述喷嘴设置有3-9个，直径为3.5 mm -6.5mm。

所述喷嘴与喷嘴套焊接成一体，喷嘴套与喷枪本体通过螺纹连接。

所述喷嘴为硬度达到HRA90的钨钴硬质合金喷嘴。

所述喷嘴为镍基合金喷嘴或碳化钨喷嘴。

所述保护层可以为碳化钨保护层或硬质合金保护层。

采用本实用新型的优点在于：