[实用新型]井下定向水力喷射工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于压裂酸化改造的井下定向水力喷射工具，用于水平井储层改造，属于石油开采中所使用的完井改造领域。

背景技术

国内部分油田的储层底部均有能量较为充足的水体存在。在水平井储层改造中，如何在有效压裂储层的同时不沟通底水，是工艺选择和压裂设计中的一个重要方面。如果采用在储层中部钻水平井眼，常规方式喷砂射孔，则为了避免沟通底水，必须严格限制缝高，影响了储层改造效果，且后期难以进行重复压裂，限制了储层剩余油采出。如果能够通过定向向上水力喷砂射孔的方法进行射孔，则能够有效引导裂缝向上延伸，改造非主应力方向上的储集体，避开底部水体，提高储层改造建产率。

针对这种需求，目前国内外一些公司采用偏心结构增加喷射工具局部重量的方式，依靠工具周向受到重力不均匀而自我调节的方式试图实现定向喷射。例如，中国专利公开号CN104912534A公开的一种用于水平井压裂的自动定向水力喷射压裂工具，公开日为2015年09月16日，其上接头下端与所述工具外壳连接；工具外壳内部凸台的左侧设置有偏心内管体；偏心内管体与偏心旋转喷枪之间采用螺纹连接；凸台与偏心内管体中间设置止推轴承；工具外壳内部的凸台右侧设置有偏心旋转喷枪；偏心旋转喷枪与工具外壳之间设置径向轴承；偏心旋转喷枪上靠近右端部的位置设置有孔，喷嘴置于该孔内；下接头置于偏心旋转喷枪的右端部；下接头用于连接其他设施。通过使偏心配重的喷枪在外壳内自由转动，实现水力喷枪始终沿水平方向。

但上述现有技术由于井下易遇卡，且喷射时振动大，导致喷射工具无法旋转到位或者针对一点进行喷射，因而影响到喷射效果，无法满足施工要求。并且目前国内外水力喷射工具的喷射孔均沿喷枪周向均匀布置，只能实现对喷射孔附近储层的均匀改造；即使只在喷枪一侧布置喷射孔，但由于不具备井下精确定向能力，也无法实现井下定向喷射的要求。因此，目前为止，国内外均没有一种有效的方式能够实现可靠地定向喷射。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种用于压裂酸化改造的井下定向水力喷射工具。本实用新型能够进行喷射孔方位调节，可以有效防止井下遇阻和喷枪振动带来的影响，能够可靠地完成定向喷射的任务，且还可以实现地面远程控制，极大地简化的操作流程，也避免了工具下井过程中转动带来的干扰。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种井下定向水力喷射工具，其特征在于：包括控制装置、驱动装置和喷枪，控制装置、驱动装置和喷枪依次连接；控制装置包括控制腔本体、信号接收器、控制电路板和井下电池组，信号接收器、控制电路板和井下电池组均设置在控制腔本体上，信号接收器与控制电路板连接，控制电路板与驱动装置电连接，控制电路板连接有重力加速度传感器，井下电池组分别与信号接收器、控制电路板和驱动装置连接；驱动装置包括驱动电机，驱动电机与控制腔本体密封固定连接；喷枪与驱动电机的电机转子固定连接。

所述控制腔本体外壁上设置有控制腔，信号接收器、控制电路板和井下电池组设置在控制腔内，控制腔上设置有与控制腔密封固定连接的控制腔外壳。

所述驱动电机包括电机外壳、电机定子和电机转子，电机定子设置在电机外壳内，且与控制腔本体密封固定连接，电机转子上部位于电机定子内，下端穿出电机外壳与喷枪固定连接。

所述电机转子上套设有转子卡套，转子卡套通过设置的轴承固定在电机外壳内，转子卡套与电机外壳之间设置有线圈。

所述控制腔本体与电机定子固定连接处设置有密封端盖，密封端盖与电机定子密封固定连接。

所述电机转子下部与电机外壳旋转密封配合。

所述重力加速度传感器集成式设置在控制电路板上。

所述重力加速度传感器设置在电机定子上。

所述控制电路板和驱动电机通过电连接器连接。

所述喷枪上设置有一排或多排喷射孔，且每排喷射孔沿喷枪轴向方位排列，为多排喷射孔时，均匀分布在喷枪上。

所述喷射孔相对于重力加速度传感器在喷枪周向的方向设置为逆时针方向为正或为负。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型能够实现在沿井眼周向任何方位上自动精确定位，并沿井眼周向任一方位进行定向喷射，能够自动识别喷枪上喷射孔在井下所处井眼周向的方位；能够自动调整喷枪上喷射孔在井下所处井眼周向的方位；可地面远程控制动作，避免因为下井过程中因为管柱自身受力旋转导致井下喷射工具的误动作。