[发明专利]一种单通道多级控向喷射器、压裂装置及压裂方法

说明书

本发明提供了一种单通道多级控向喷射器，包括管体与多个喷嘴，管体延其轴向设置第一通孔，各喷嘴沿管体轴向设于管体侧壁上，且喷嘴与第一通孔相通，还包括多个滑套、第一弹性件、第一卡台与多个封堵球，各滑套相邻抵接设于第一通孔内，各滑套外壁与管体内壁接触，各滑套内径沿管体轴向逐渐减小，各喷嘴等间距设于管体的侧壁上，并分别位于各滑套与管体相对应的位置；第一卡台设于管体滑套内径减小的一端，第一弹性件设于管体内，一端与滑套抵触连接，另一端与第一卡台连接，第一弹性件的最大弹性形变大于滑套的轴向长度小于两喷嘴之间的轴向长度；封堵球的数量与滑套一一对应配置，且各封堵球能够对应卡设于滑套内。

技术领域

本发明属于煤矿开采领域，具体涉及一种单通道多级控向喷射器、压裂装置及压裂方法。

背景技术

在煤矿开采中，矿井瓦斯灾害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一。目前，矿井瓦斯治理最普遍、最有效的技术手段为煤层瓦斯抽采，将赋存于煤层中的瓦斯提前抽采出来，降低煤层中的瓦斯含量，以满足煤矿的安全高效开采。我国大部分煤层碎软，低透气性低，本煤层钻孔成孔难，煤层顶(底)板易成孔，但压裂裂缝启裂方向难以控制，定向射孔装置是保证裂缝向煤层启裂的重要手段，定向压裂是未来煤层瓦斯治理的重要手段和发展方向。现有技术中有少部分采用射孔弹射孔技术，但该技术瞬间施工压力高，对生产套管的损伤较大，而且还会对储层产生压实作用，具有较大不利影响。此外，现有技术中应用的分段水力压裂则是利用高压泵组通过孔内管柱短时间将高压流体注入封孔工具形成的煤岩体孔内密闭空间，使煤岩体破裂并产生裂缝网络，形成气体通道或弱化煤岩体强度的方法，是煤矿井下瓦斯增透、煤岩体弱化、强矿压等防治领域的新型技术。因此，在压裂段范围通过喷射形成预制裂缝再进行分段压裂，是现阶段控制压裂裂缝规模、改善压裂效果的主要措施。现有煤矿井下喷射压裂工艺为：通过管柱将一种单通道多级控向喷射器送入孔内，在设计位置进行喷射，完成后退出一种单通道多级控向喷射器，再通过管柱送入压裂工具进行分段水力压裂施工。该方法存在的弊端有：施工工序繁琐、喷射位置精度低、喷射方向不明确、喷射规模不可控等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，本发明提供一种单通道多级控向喷射器、压裂装置及压裂方法，解决现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种单通道多级控向喷射器，包括管体与多个喷嘴，管体延其轴向设置第一通孔，各喷嘴沿管体轴向设于管体侧壁上，且喷嘴与第一通孔相通，还包括多个滑套、第一弹性件、第一卡台与多个封堵球；

各所述滑套相邻抵接设于第一通孔内，各滑套外壁与管体内壁接触，各滑套内径沿管体轴向逐渐减小，各喷嘴等间距设于管体的侧壁上，并分别位于各滑套与管体相对应的位置；

所述第一卡台设于管体滑套内径减小的一端，所述第一弹性件设于管体内，一端与滑套抵触连接，另一端与第一卡台连接，第一弹性件的最大弹性形变大于滑套的轴向长度小于两喷嘴之间的轴向长度；

所述封堵球的数量与滑套一一对应配置，且各封堵球能够对应卡设于滑套内。

优选的，所述单通道多级控向喷射器还包括：

第二安装台，第二安装台设于管体远离第一卡台的一端，第二安装台沿其轴向设置第二通孔，第二安装台与滑套抵触连接。

优选的，各相邻设置的滑套之间通过第二弹性件连接。

优选的，各滑套对应的管体侧壁上沿其周向均设置多个喷嘴。

优选的，各所述滑套与管体之间不可相对转动设置。

优选的，所述管体上设置滑槽，所述滑套与之相对应的位置设置凸起，所述凸起与滑槽相匹配。

优选的，所述管体、滑套、第一弹性件、第一卡台与第二安装台的中心轴共线设置。