專利名稱：大砂量防污染噴砂器的制作方法
技術領域：
本發明涉及采油生產中對井下實施分層壓裂時所用的一種大砂量防污染噴砂器。
背景技術：
目前，在開發油田老井時，通過壓裂工藝會進一步提高油田采收率。多加砂能夠增加壓裂改造的半徑，形成了更高的導流能力，有利于進一步提高油田采收率。在已有的壓裂管柱所使用的噴砂器中，與水力擴張式封隔器配套使用的就是彈簧凡爾噴砂器，此壓裂工具噴砂器最大過砂量超不過50m3，遠遠不能滿足油田開發對大砂量施工的要求。
發明內容
為了提高單體噴砂器過砂量，本發明提供一種大砂量防污染噴砂器。該噴砂器所組成的壓裂管柱能夠實現不動管柱壓裂四層，實現了單只噴砂器最大過砂量為100m3，增加了壓裂改造的改造半徑，提高了采收率。本發明技術方案:一種大砂量防污染噴砂器，包含上接頭及下接頭，所述的上接頭下端內孔連接中心管，外壁連接調節環，所述調節環下方的中心管外壁上依次套裝彈簧和凡爾，所述凡爾的下端坐在凡爾座的上口 ；凡爾座與中心管之間有環腔，凡爾下方的中心管壁上開有出砂孔，上述的環腔與所述的出砂孔相通；上述凡爾座的下端通過固定銷釘與所述的下接頭連接；所述的中心管內套裝滑套，并通過出砂孔上部的銷釘固定，滑套的下端連接導向頭，導向頭的上端面與滑套之間安裝有卡簧。上述中心管上出砂孔的孔邊壁厚大于中心管兩端的壁厚且外徑與凡爾座內徑接近，且出砂孔口為平面。所述的凡爾與中心管間設有凡爾密封圈，凡爾座與下接頭之間設有密封圈，滑套下端與下接頭間設有滑套密封圈。本發明的有益效果:該大砂量防污染噴砂器的作用是壓裂時提供壓裂液和壓裂砂進入地層的通道。由多個該噴砂器連接組成管柱，通過投球逐級打套，實現自下而上多層壓裂施工。該中心管出砂孔的外壁采用臺階式設計，出砂孔周向兩側的中心管的壁厚增大與凡爾座內徑接近，增加了中心管的強度，同時可以避免在事故處理時，彈簧和凡爾自中心管滑落至井內，增大處理難度。該噴砂器所組成的壓裂管柱，在不動管柱的情況下可壓裂四層，該噴砂器由于增大了中心管上出砂孔處的外徑、增加了出砂口處的截面積，增加了出砂孔處的強度和抗磨損性，單只噴砂器4小時內加砂量達到100m3，通過加大施工規模，增加壓裂改造半徑，提高剩余油的采收程度和注入井的注入效果，提高剩余油的采收效果。應用該噴砂器壓裂施工操作簡單、節約成本，在油田開發后期具有廣闊的應用前景。除此之外，非注砂時，該噴砂器凡爾與凡爾座處于長閉狀態，能夠阻隔油套環空與油管內的通道，在起下管柱的作業中有防污染功能。
圖1為本發明的結構示意 圖2為圖1中A-A的剖面 圖3為I中滑套上出砂孔的結構示意 圖4為圖3中B-B剖面圖。圖中1-上接頭，2-調節環，3-彈簧，4-中心管，5-凡爾，6-凡爾密封圈，7-銷釘，8-滑套，9-凡爾座，10-密封圈，11-固定銷釘，12-下接頭，13-滑套密封圈，14-卡簧，15-導向頭，16_出砂孔。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明:
由圖1及圖2所示，該大砂量防污染噴砂器包含上接頭I及下接頭11，所述的上接頭I下端內孔螺紋連接中心管4，外壁螺紋連接調節環2，所述調節環2下方的中心管外壁上依次套裝彈簧3和凡爾5，所述凡爾5的下端坐在凡爾座9的上口，凡爾座9與中心管4之間有環腔，凡爾下方的中心管壁上開有出砂孔16，上述的環腔與所述的出砂孔16相通，在地面壓裂車注入的壓力，經中心管出砂口向上的作用下彈簧3被壓縮，凡爾5和彈簧3向上接頭I方向運動，凡爾5與凡爾座9之間形成過液通道，進行壓裂施工；上述凡爾座9經過熱處理，增加耐磨度，且下端通過固定銷釘11與所述的下接頭12連接；所述的中心管4內套裝滑套8，并通過出砂孔16上部的銷釘7固定，滑套8的下端連接導向頭15，導向頭15的上端面與滑套8之間安裝有卡簧14，如圖1所示。此外，該中心管4上出砂孔16的外壁采用臺階式設計，出砂孔周向兩側的中心管的壁厚增大并與凡爾座內徑接近，只相差0.1毫米，增加了中心管的強度，同時可以避免在事故處理時，彈簧3和凡爾5自中心管滑落至井內，增大處理難度如圖2、圖3及圖4所示。施工時若只壓裂I個壓裂層，所使用一個大砂量防污染噴砂器且內無滑套，如需壓裂2 3個壓裂層時，壓裂管柱上需安裝2 3個噴砂器，除最下一級噴砂器的中心管內無滑套，最上面和中部的噴砂器的中心管4上出砂孔8處由銷釘7固定有滑套8，滑套8的下端螺紋連接有導向頭15，導向頭15的上端面與滑套8之間安裝有卡簧14。壓裂第二層時，向管柱內投入鋼球，鋼球落在中部噴砂器的滑套8上部，在液壓的作用下打掉滑套8、卡簧14和導向頭15，打開出砂孔，鋼球頂著滑套8及卡簧14和導向頭15下行，落到最下部的噴砂器出砂孔上部的內臺階處，關閉下部的噴砂器出砂孔，卡簧14卡在最下面的噴砂器的中心管出砂孔下部臺階，防止滑套8上串。導向頭15用來安裝卡簧14和識別滑套8的大小。為了使噴砂器具有良好的密封效果，所述的凡爾5與中心管4間設有凡爾密封圈6，凡爾座9與下接頭12之間設有密封圈10，滑套8下端內壁與下接頭12間設有滑套密封圈13。實際使用時，首先將大砂量防污染噴砂器的上接頭上端和下接頭下端與施工管柱連接緊固。連接時可以根據壓裂井的情況采用多個噴砂器組配成不動管柱，坐壓I 3層的壓裂管柱，若采用上提施工還可以增加I個壓裂層。壓裂順序自下而上，壓裂第一層時直接壓裂，向管柱內注入高壓液體，高壓液體一部分進入封隔器膠筒內使封隔器坐封，然后經高壓液體過該大砂量防污染噴砂器出砂孔進入預壓裂層壓開裂縫，經造縫、加砂、頂替完成該層壓裂。壓裂第二層前向管柱內投038_鋼球，在液壓的作用下打掉中間的大砂量防污染噴砂器的滑套8及卡簧14和導向頭15，打開出砂孔，形成油套連通通道。球頂著滑套8及卡簧14和導向頭15下行到最下部的噴砂器中心管4的出砂口處，關閉此出砂孔，壓裂液經中間大砂量防污染噴砂器進入第二壓裂層。壓裂第三層前向管柱內投044_鋼球，以下過程同第二層壓裂過程相同。該防污染噴砂器所組成的壓裂管柱，在不動管柱的情況下可壓裂八層，提高了工作效率。應用該噴砂器壓裂施工操作簡單、節約成本、安全環保，在油田開發后期具有廣闊的應用前景。
權利要求
1.一種大砂量防污染噴砂器，包含上接頭(I)及下接頭(12)，其特征在于:所述的上接頭(I)下端內孔連接中心管(4)，外壁連接調節環(2)，所述調節環(2)下方的中心管外壁上依次套裝彈簧(3)和凡爾(5)，所述凡爾(5)的下端坐在凡爾座(9)的上口 ；凡爾座(9)與中心管(4)之間有環腔，凡爾下方的中心管壁上開有出砂孔(16)，上述的環腔與所述的出砂孔(16)相通；上述凡爾座(9)的下端通過固定銷釘(11)與所述的下接頭(12)連接；所述的中心管(4)內套裝滑套(8)，并通過出砂孔(16)上部的銷釘(7)固定，滑套⑶的下端連接導向頭(15)，導向頭(15)的上端面與滑套(8)之間安裝有卡簧(14)。
2.根據權利要求1所述的大砂量防污染噴砂器，其特征在于:上述中心管上出砂孔(16)的孔邊壁厚大于中心管兩端的壁厚且外徑與凡爾座內徑接近，且出砂孔口為平面。
3.根據權利要求1所述的大砂量防污染噴砂器，其特征在于:所述的凡爾(5)與中心管⑷間設有凡爾密封圈(6)，凡爾座(9)與下接頭(11)之間設有密封圈(10)，滑套(8)下端與下接頭(12)間設有滑套密封圈(13)。
全文摘要
本發明涉及采油生產中對井下實施分層壓裂時所用的一種大砂量防污染噴砂器。噴砂器所述的上接頭下端內孔連接中心管，外壁連接調節環，所述調節環下方的中心管外壁上依次套裝彈簧和凡爾，所述凡爾的下端坐在凡爾座的上口；凡爾座與中心管之間有環腔，凡爾下方的中心管壁上開有出砂孔，上述的環腔與所述的出砂孔相通；上述凡爾座的下端通過固定銷釘與所述的下接頭連接；所述的中心管內套裝滑套，并通過出砂孔上部的銷釘固定，滑套的下端連接導向頭，導向頭的上端面與滑套之間安裝有卡簧。該噴砂器所組成的壓裂管柱能夠實現不動管柱壓裂四層以上，實現了單只噴砂器最大過砂量為100m3，增加了壓裂改造的改造半徑，提高了采收率。
文檔編號E21B43/267GK103195403SQ20131013595
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者張曉君, 蘭圖, 趙公利, 蘭乘宇, 劉躍寶, 周婷婷, 岳湘剛, 張國良, 佘龍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 大慶油田有限責任公司