[发明专利]一种耐磨非金属双螺旋水力喷射器

说明书

技术领域

本发明属于水力喷射压裂工艺技术领域，具体涉及一种耐磨非金属双螺旋水力喷射器，主要适用于直井、水平井多级水力喷射压裂工艺管柱中。

背景技术

近10年来，水力喷射压裂工艺技术是长庆油田进行压裂改造、试油、完井一体化作业的主流技术，其中水力喷射器是实施多级水力喷射压裂工艺的重要工具。据调研，目前国内外石油行业水力喷射压裂使用的水力喷射器都是采用金属材料加工制造，基于金属材料可加工性的考虑，现在制造水力喷射器用金属材料为35CrMo、42CrMo等塑性材料，在使用过程中该金属水力喷射器本体和喷嘴的冲蚀较为严重，特别是压后放喷排液时由于返排液高速反溅冲击致使水力喷射器本体冲蚀面积较大，造成水力喷射器喷嘴脱落而无法重复使用和冲蚀失效。同时，双级水力喷射器之间出现严重的砂浓度不均匀现象，导致双级水力喷射器产生非均匀冲蚀。这些单级和双级水力喷射器的冲蚀损坏，不仅增加了工具投入成本，更降低了现场水力喷射压裂施工的成功率和效果。

发明内容

本发明的目的是为了能彻底改变现有金属水力喷射器本体不耐冲蚀的性能，改善双级水力喷射器砂浓度分布，提供一种高性能耐磨非金属双螺旋水力喷射器，使现有金属水力喷射器具有非常高的硬度、非常好的韧性和耐冲蚀性，从而确保水力喷射器高效射孔压裂施工。

为此，本发明提供了一种耐磨非金属双螺旋水力喷射器，包括本体，本体的上下端分别连接有上接头和下接头，所述的本体为非金属双螺旋本体，本体内腔加工双螺旋线流道，所述的本体上分布有多个非金属喷嘴套，多个非金属喷嘴套分布在本体内腔双螺旋线流道上，非金属喷嘴套和本体通过螺纹连接；所述的非金属喷嘴套内安装非金属喷嘴，非金属喷嘴和非金属喷嘴套在装配上通过锥度密封连接。

所述的非金属喷嘴套上部设置有O型密封圈，非金属喷嘴套下部设置有紫铜垫，非金属喷嘴套通过O型密封圈和紫铜垫实现和本体之间双向密封。

所述的本体、非金属喷嘴套和非金属喷嘴均采用纳米功能复合陶瓷加工而成，耐温850℃，耐压35MPa，热处理硬度达75～80HRC。

所述的本体内腔双螺旋线流道立体形状为梯形槽。

所述的本体内腔双螺旋线流道沿顺时针方向，螺旋角45°，双螺旋螺距135mm，双螺旋线间距35mm，螺旋梯形槽长124mm，槽深6mm，槽底部宽度为12mm，梯形角为60°。

所述的非金属喷嘴套有6个，以螺旋状方式均匀分布在本体内腔双螺旋线流道上。

所述的本体外径为80mm，内腔通径为40mm；非金属喷嘴套和非金属喷嘴均有6个，喷嘴直径为4.5mm。

本发明的有益效果：本发明提供的这种耐磨非金属双螺旋水力喷射器，采用高性能耐磨非金属材料纳米功能复合陶瓷加工了非金属双螺旋本体、非金属喷嘴套和非金属喷嘴，优化了双螺旋结构参数，由于高性能耐磨非金属材料具有非常高的硬度、强度和非常好的韧性与耐磨性，既可以有效进行机械加工，又可以保证双螺旋本体、喷嘴套和喷嘴高效耐冲蚀，因而使本发明具有非常高的耐冲蚀性能。同时双螺旋本体内双螺旋结构使携砂流体以螺旋状态流动到每个喷嘴中，实现了双级水力喷射器间砂浓度均匀，有效解决了单级或双级水力喷射器冲蚀失效难题，耐冲蚀性高，实用性强，效果显著。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明耐磨非金属双螺旋水力喷射器的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面示意图。

图3是非金属双螺旋本体顺时针双螺旋槽展开示意图。

附图标记说明：1、本体；2、非金属喷嘴套；3、O型密封圈；4、紫铜垫；5、非金属喷嘴。

具体实施方式

本发明涉及到水力喷射压裂工艺技术领域，是实现水力射孔、水力压裂的关键工具，成功解决了现有金属水力喷射器本体不耐冲蚀和双级水力喷射器砂浓度分布不均匀的问题，适合应用于直井、水平井多级水力喷射压裂管柱中，以下将结合具体实施例做进一步详细阐述。

实施例1：