[发明专利]一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井装备的制造技术应用领域，具体为一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具，属于钻井技术领域。

背景技术

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，是水力喷射射孔技术和压裂技术相结合的产物。该技术是利用高速磨料射流在地层中形成孔道、进而憋压产生裂缝的先进技术。该技术的先进性在于：

1)水力喷射射孔克服了近井地带污染和常规炮弹射孔的压实带，并在射流作用下，地层孔道顶端形成微裂缝；

2)射流增压实现定点增压，减小产生多裂缝和裂缝转向问题，同时具有水力封隔作用，适用于老油田以及固井质量不佳的油气井；

3)喷射工具结构简单便于施工，双泵入系统可以迅速改变井底的流体压力，有效解决压裂液浓度过高、提前砂堵等问题。

现有的水力喷射压裂工具主要有以下缺点：

1)水平井薄油藏压裂过程中，由于油藏较薄，常规的螺旋射孔容易导致裂缝快速延上下方向延伸，造成裂缝穿过盖层；

2)现有技术中的喷嘴水流喷出的方向都是水平方向的，不能进行调整，孔眼方向、最大主应力方向和裂缝初始起裂方向都不一致，压裂效果不好。

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具，通过轴承使偏心配重的喷枪在外壳内自由转动，不受外壳的方位影响，实现水力喷枪始终沿水平方向，该工具可以在水平井中自主实现喷射定向，可以保障喷砂射流向固定方向喷射，且该方向一般为最大主应力方向。该技术对薄油层改造、双水平井压裂改造能起到很好的控制作用。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供了一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具，其包括上接头、工具外壳、止推轴承、径向轴承、偏心内管体、偏心旋转喷枪、传压管、摩擦片、喷嘴、下接头，其特征在于，所述上接头上端连接有高压管线；所述上接头下端与所述工具外壳连接；所述工具外壳内部设置有凸台；所述工具外壳内部凸台的左侧设置有所述偏心内管体；所述偏心内管体与所述偏心旋转喷枪之间采用螺纹连接；所述凸台与偏心内管体中间设置止推轴承；所述工具外壳内部的凸台右侧设置有偏心旋转喷枪；所述偏心旋转喷枪与所述工具外壳之间设置径向轴承；所述偏心旋转喷枪上靠近右端部的位置钻有具有一定角度的孔，所述喷嘴置于该孔内；所述下接头置于所述偏心旋转喷枪的右端部；所述下接头用于连接其他设施。

进一步，作为优选，所述工具壳体和偏心旋转喷枪采用两种不同密度的材料制作，上半圆与下半圆的材料密度不同。

进一步，作为优选，所述喷嘴与所述工具外壳的夹角角度为0-45度，每个喷嘴的直径为2.5-12毫米。

进一步，作为优选，所述径向轴承为两个。

进一步，作为优选，所述偏心旋转喷枪上设置有径向设置的传压管，所述传压管上连接有摩擦片，所述摩擦片设置在所述工具外壳内表面与所述偏心旋转喷枪外表面之间。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具，通过轴承使偏心配重的喷枪在外壳内自由转动，不受外壳的方位影响，实现水力喷枪始终沿水平方向，该工具可以在水平井中自主实现喷射定向，可以保障喷砂射流向固定方向喷射，对薄油层改造、双水平井压裂改造起到很好的控制作用。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具的结构图；

其中，1、上接头，2、工具外壳，3、偏心内管体，4、止推轴承，5、偏心旋转喷枪，6、径向轴承，7、喷嘴，8、下接头，9、凸台，10、传压管，11、摩擦片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具，其包括上接头1、工具外壳2、止推轴承4、径向轴承6、偏心内管体3、偏心旋转喷枪5、传压管10、摩擦片11、喷嘴7、下接头8，上接头1上端连接有高压管线；所述上接头下端与所述工具外壳2连接；工具外壳内部设置有凸台9；所述工具外壳内部凸台9的左侧设置有所述偏心内管体3；偏心内管体3与所述偏心旋转喷枪5之间采用螺纹连接；所述凸台9与偏心内管体3中间设置止推轴承4；工具外壳内部的凸台右侧设置有偏心旋转喷枪5；偏心旋转喷枪5与工具外壳2之间设置径向轴承6；偏心旋转喷枪5上靠近右端部的位置钻有具有一定角度的孔，喷嘴7置于该孔内；所述下接头8置于所述偏心旋转喷枪5的右端部；下接头8用于连接其他设施。