[发明专利]一种带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器

摘要

本发明涉及油田油井压裂技术领域，具体涉及一种带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器，它包括喷射器本体，以及可拆卸地连接于喷射器本体侧壁上的喷嘴，喷射器本体具有一中空腔，中空腔内设有一螺旋芯轴，螺旋芯轴与中空腔的内壁之间形成一供携砂液流动的环形间隙；螺旋芯轴的外表面设有呈阿基米德双螺旋线分布的螺旋流道；喷嘴的携砂液入口对准螺旋流道设置，喷嘴的携砂液出口连通至喷射器本体的外表面。该喷射器利用携砂液流经螺旋芯轴外表面的螺旋流道时产生的推力/冲力带动螺旋芯轴旋转，从而迫使携砂液在管内形成旋流状态，旋流进入喷射器各喷嘴产生高速射流，达到平衡上下游喷射器间砂浓度、流量、压力和高效射孔压裂的目的。

主权项

1.一种带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器的使用方法，其特征在于：该带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器，包括喷射器本体（1），以及可拆卸地连接于所述喷射器本体（1）侧壁上的喷嘴（7），所述喷射器本体（1）具有一中空腔（12），所述中空腔（12）内设有一螺旋芯轴（6），所述螺旋芯轴（6）与所述中空腔（12）的内壁之间形成一供携砂液流动的环形间隙（13）；所述螺旋芯轴（6）的外表面设有呈阿基米德双螺旋线分布的螺旋流道（14）；所述喷嘴（7）的携砂液入口对准所述螺旋流道（14）设置，所述喷嘴（7）的携砂液出口连通至喷射器本体（1）的外表面；所述螺旋流道（14）为梯形槽、三角形槽或者半圆形槽；所述螺旋芯轴（6）包括一中间螺旋部（15），由所述中间螺旋部（15）上端面向外延伸而成的上定位部（16），由所述中间螺旋部（15）的下端面向外延伸而成的下定位部（17）；所述上定位部（16）上由内向外依次套设有上轴承（3）和上轴承座（2）；所述上轴承座（2）与所述上轴承（3）之间，所述上轴承（3）与所述上定位部（16）之间均过盈配合；所述下定位部（17）上由内向外依次套设有下轴承（10）和下轴承座（11），所述下轴承座（11）与所述下轴承（10）之间，所述下轴承（10）与所述下定位部（17）之间均过盈配合；该方法包括以下步骤，步骤1：首先油气水平井分段双簇水力喷射压裂施工前，根据施工设计中管柱结构组合要求连接好带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器的双簇水力喷射压裂管柱；步骤2： 将上述双簇水力喷射压裂管柱下入到带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器的设计井深位置；步骤3：上述双簇水力喷射压裂管柱入井到位后，利用泵车进行清水循环洗井；步骤4：然后提高泵车排量，将携砂液沿双簇喷射压裂管柱泵入带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器处，携砂液经过上轴承座（2）和下轴承座（11）流入螺旋芯轴（6）外表面的螺旋流道（14）中，随着螺旋芯轴（6）的旋转，使旋流携砂液进入喷嘴（7），由喷嘴（7）向外产生的高速携砂射流液喷射到套管内壁，形成井筒与地层连通的射孔通道；步骤5：射开套管和地层后，继续提高泵车排量，开始进行水力压裂，按照设计压裂时间要求压裂后，再用顶替液将双簇喷射压裂管柱中压裂液全部替入地层，以完成储层压裂改造目的；步骤6：待分段双簇水力喷射压裂施工完成后，上提出双簇喷射压裂管柱，及时拆卸、检查带有螺旋芯轴的旋流式水力喷射器的各个零部件的使用情况。