[发明专利]一种砂液分离井下混砂装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种砂液分离井下混砂装置及使用方法，包括护套；所述护套内包括压裂液吸入管及支撑剂吸入管；压裂液吸入管包括压裂液吸入前管和压裂液吸入后管；压裂液吸入前管与压裂液吸入后管之间通过上卡瓦连接装置连接；压裂液吸入后管内设有井下混砂喷砂装置；井下混砂喷砂装置与上卡瓦连接装置的连接间隙处及井下混砂喷砂装置前端均与支撑剂吸入管相通；支撑剂吸入管包括依次连接的支撑剂吸入前管和支撑剂吸入后管；支撑剂吸入前管和支撑剂吸入后管之间通过下卡瓦连接装置连接；支撑剂吸入后管内设有压力连通管，压力连通管的输入端连接至井下混砂喷砂装置与上卡瓦连接装置的连接间隙处。本发明解决液态二氧化碳压裂过程中加砂量受限问题。

技术领域

本发明属于石油天然气工业技术领域中压裂用井下工具，特别涉及一种砂液分离井下混砂装置及使用方法。

背景技术

国外对二氧化碳射流技术的研究于20世纪90年代末，2000年J.J. Kollé和 M. H.Marvin进行了二氧化碳射流破岩室内实验，研究结果表明，在曼柯斯页岩中SC-CO₂射流的钻进速度是水射流的3.3倍，破岩所需比能SE（比能SE为破岩所需水力、机械能量与破碎剥落的岩石体积比）仅为水力钻井时的20%。国内中国石油大学最早对二氧化碳射流技术开展了研究，二氧化碳射流破岩机理、射流结构特性、流场规律等开展了深入的研究，并发表了一系列的成果；中国石油大学（北京）的李根生院士等也对超临界二氧化碳射流孔内增压机理等开展研究，分析了超临界二氧化碳射流喷射诱导裂缝扩展机理。

目前国内外液态二氧化碳压裂加砂工艺均是采用地面密闭混砂，即间歇式加砂方式，该方式的技术问题表现为加砂量受制于密闭装置的容积，严重限制了液态二氧化碳压裂加砂规模，使得压后地层裂缝得不到有效的支撑；同时，液态二氧化碳压裂前需要通过电缆或者连续油管进行射孔，射孔后再下入液态二氧化碳压裂管柱，作业效率较低。

发明内容

为了克服目前液态二氧化碳压裂过程中加砂规模受限以及施工效率低的问题，本发明的目的在于提供一种压裂用一种砂液分离井下混砂装置，该装置能够实现压裂液和支撑剂的分通道输入，实现了井下连续加砂的功能，降低了压裂过程中的压裂流体的沿程摩阻；并且可以实现一趟管柱完成射孔及压裂两个作业程序，作业效率大大提高；特别解决了液态二氧化碳压裂过程中加砂量受限的问题。

本发明的技术方案在于。

（一）本发明提出一种砂液分离井下混砂装置：

一种砂液分离井下混砂装置，包括护套；所述护套内包括沿护套延伸方向平行设置的上连续油管及下连续油管；上连续油管为压裂液吸入管，下连续油管为支撑剂吸入管；

其中，压裂液吸入管包括依次连接的压裂液吸入前管和压裂液吸入后管；压裂液吸入前管与压裂液吸入后管之间通过上卡瓦连接装置连接；上卡瓦连接装置一端伸入至压裂液吸入前管内，另一端伸出压裂液吸入前管；压裂液吸入后管内设有井下混砂喷砂装置；压裂液吸入前管、上卡瓦连接装置及井下混砂喷砂装置中心设有贯通的压裂液吸入管道；井下混砂喷砂装置与上卡瓦连接装置的连接间隙处及井下混砂喷砂装置前端均与支撑剂吸入管相通；井下混砂喷砂装置的尾端密封；

支撑剂吸入管包括依次连接的支撑剂吸入前管和支撑剂吸入后管；支撑剂吸入前管和支撑剂吸入后管之间通过下卡瓦连接装置连接；下卡瓦连接装置一端伸入至支撑剂吸入前管内，另一端伸出支撑剂吸入前管，且其中心设有支撑剂吸入管道；支撑剂吸入后管内设有压力连通管，压力连通管前后不伸出支撑剂吸入后管；压力连通管的输入端连接至井下混砂喷砂装置与上卡瓦连接装置的连接间隙处；支撑剂吸入后管尾端密封。

所述井下混砂喷砂装置包括依次连接的混砂装置及喷砂装置；所述混砂装置位于压裂液吸入后管内，喷砂装置位于压裂液吸入后管外部且与压裂液吸入后管连接；其中，混砂装置包括依次连接的喷嘴、支撑环、喉管及扩散管，所述喷嘴的前端还设有内卡簧，所述内卡簧与压裂液吸入后管固定；所述喷砂装置为喷砂器，包括依次连接的喷砂器上接头及喷砂器本体；喷砂器本体上设有喷砂孔；喷砂器本体的尾端密封。