[发明专利]组合式射流射孔装置

说明书

本发明涉及一种组合式射流射孔装置，用于天然气等开采过程中处理坚硬的岩石和地层，其包括本体，所述本体为圆筒形；设置在所述本体上的至少一个直射流喷嘴；以及设置在所述本体上的至少两个倾斜式射流喷嘴；其中，两个倾斜方向相对的所述倾斜式射流喷嘴对称设置在一个所述直射流喷嘴两侧。在本发明中倾斜式射流喷嘴的反流在喷射到射孔工具表面前与直射流相互掺混，减小了反流量，从而减小了喷射反流对喷射工具的伤害，因此提高了射孔工具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种组合式射流射孔装置，属于水力喷射装置，特别是用于天然气等开采过程中处理坚硬的岩石和地层。

背景技术

随着我国油气资源的日益紧张，对煤层气、页岩气等低渗透非常规天然气资源的开发迫在眉睫。在开采这类天然气资源时，经常需要水力喷射压裂装置来处理坚硬的岩石和地层。水力喷射压裂是一种集水力喷砂射孔、水力压裂和水力隔离等多种工艺一体化的新型水力压裂技术。与常规水力压裂相比，水力喷射压裂装置通过连续油管水力喷射可准确地造缝，并且避免了常规射流的压实伤害，提高了储层改造效率。因此对开发低渗透非常规天然气藏等难动用储量具有重要的意义和广阔前景。

在应用水力喷射压裂技术时，常规的喷射工具工作过程中喷射反流易对喷射表面造成了伤害，导致喷射工具磨损严重。因此，石油行业亟需一种射孔深、孔径大、能够减小喷射反流的射孔工具。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种组合式射流射孔装置，通过该装置能够减小反流，从而减小对喷射工具的磨损，提高使用寿命。

根据本发明提出了一种组合式射流射孔装置，包括：

本体，所述本体为圆筒形；

设置在所述本体上的至少一个直射流喷嘴；以及

设置在所述本体上的至少两个倾斜式射流喷嘴；

其中，两个倾斜方向相对的所述倾斜式射流喷嘴对称设置在一个所述直射流喷嘴的轴向上的两侧。

本发明的进一步改进在于，所述倾斜式射流喷嘴包括第一喷嘴头，所述第一喷嘴头通过通孔与所述本体的内腔相连通；其中，所述第一喷嘴头与所述通孔连接的一端设置喷嘴入口，另一端设置喷嘴出口，并且所述第一喷嘴头沿着从所述喷嘴入口到所述喷嘴出口的方向构造成渐缩结构。

本发明的进一步改进在于，所述第一喷嘴头的中轴线为曲线形；所述曲线的弯曲方向朝向所述直流射流喷嘴的方向。

本发明的进一步改进在于，所述喷嘴出口在靠近直流射流喷嘴的方向一侧设置弧形的射流附壁。

本发明的进一步改进在于，所述直线射流喷嘴与相邻的倾斜式射流喷嘴之间的间距满足如下公式：

其中，l为所述间距，d为环空间隙，θ为倾斜式射流喷嘴的喷射方向与所述本体的中轴线方向的夹角，a为系数。

本发明的进一步改进在于，所述直射流喷嘴包括第二喷嘴头，所述第二喷嘴头通过通孔与所述本体的内腔相连通；所述第二喷嘴头为锥形，并且所述第二喷嘴头的中轴线为直线形。

本发明的进一步改进在于，所述第一喷嘴头和第二喷嘴头上均设置压帽；所述压帽通过螺纹与所述本体相连。

本发明的进一步改进在于，所述压帽上端设置密封圈。

本发明的进一步改进在于，所述本体的一端设置第一接头，另一端设置第二接头；所述第一接头和第二接头构造成用于连接喷射源或其他本体。

本发明的进一步改进在于，包括三个周向均匀间隔开的直射流喷嘴，三个周向均匀间隔开的布置在所述直射流喷嘴的轴向上一侧的倾斜式射流喷嘴，以及三个周向均匀间隔开的布置在所述直射流喷嘴的轴向上另一侧的倾斜式射流喷嘴。