喷枪和喷枪组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种喷枪和喷枪组件，喷枪包括：本体，本体具有腔体，设置在本体上的一个或多个喷嘴，喷嘴与腔体连通；用于使本体偏心后旋转平衡的配重部，配重部设置在本体上，本体在配重部的重力的作用下旋转平衡后使喷嘴的喷射方向保持竖直朝下设置。本实用新型解决了现有技术中的喷枪无法自动调整定向射孔方向以及无法实现多个层段水平井同时进行定向射孔压裂作业的问题。
【专利说明】
喷枪和喷枪组件
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油压裂技术领域，具体而言，涉及一种喷枪和喷枪组件。
【背景技术】
[0002]在水平井压裂技术领域里，水力喷射压裂技术以其造缝位置准确、无需机械封隔和对地层无污染等优势，得到了普遍的应用。现有的在水平井压裂中使用的喷枪无法自动调整喷枪的定向射孔的方向，因此无法准确地确定具体的压裂位置;而且现有的喷枪无法实现对多段水平井同时进行压裂作业，因此现有的喷枪存在一定的使用局限性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的主要目的在于提供一种喷枪和喷枪组件，以解决现有技术中的喷枪无法自动调整定向射孔方向以及无法实现多个层段水平井同时进行定向射孔压裂作业的问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种喷枪，包括:本体，本体具有腔体，设置在本体上的一个或多个喷嘴，喷嘴与腔体连通;用于使本体偏心后旋转平衡的配重部，配重部设置在本体上，本体在配重部的重力的作用下旋转平衡后使喷嘴的喷射方向保持竖直朝下设置。
[0005]进一步地，配重部设置在本体的外部且沿本体的轴向延伸。
[0006]进一步地，喷嘴的一部分嵌设在配重部内，喷嘴的喷射口的一端与腔体连通，喷嘴的喷射口的另一端为喷射端。
[0007]进一步地，配重部为多个，多个配重部沿本体的轴向与喷嘴间隔设置。
[0008]进一步地，腔体呈圆筒型，喷枪在配重部处的本体的径向截面内呈圆形，且圆形的圆心与腔体的轴线偏离设置。
[0009]进一步地，配重部与本体一体成型。
[0010]进一步地，喷枪还包括:沿腔体的轴向滑动设置在腔体内的滑套，滑套具有止挡喷嘴的止挡位置和避让喷嘴的避让位置;剪切剪钉，滑套通过剪切剪钉固定在腔体内以使滑套位于止挡位置。
[0011]进一步地，喷枪还包括环形密封圈，环形密封圈设置在滑套与本体之间。
[0012]进一步地，环形密封圈为两个，两个环形密封圈分别设置在滑套的两端，且所有喷嘴在腔体的轴向上位于两个环形密封圈之间。
[0013]根据本实用新型的另一方面，提供了一种喷枪组件，用于水平井压裂作业，喷枪组件包括至少三个喷枪，各喷枪彼此顺次串联设置，喷枪是上述的喷枪。
[0014]应用本实用新型的技术方案，通过在喷枪的本体上设置用于使本体偏心后旋转平衡的配重部，在配重部的重力的作用下喷枪旋转平衡后，喷嘴的喷射方向能够保持在竖直方向上，从而实现了对喷枪的喷嘴的喷射方向的自动调整，保证了喷枪在水平井压裂的定向射孔作业中的使用可靠性。在水平井压裂作业中，通过使用包括彼此顺次串联的至少三个喷枪的喷枪组件，稳定地实现了多段水平井同时进行定向射孔作业，从而提高了水平井压裂层段的上限。
【附图说明】
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0016]图1示出了根据本实用新型的一种可选实施例的喷枪组件的一个喷枪的结构示意图；
[0017]图2不出了图1中的喷枪的A-A截面的剖视图；
[0018]图3示出了图1中的喷枪的B-B截面的剖视图；
[0019 ]图4示出了图1中的喷枪组件中的另一个喷枪的结构示意图；
[0020]图5示出了图1中的喷枪组件中的另一个喷枪的结构示意图。
[0021 ] 其中，上述附图包括以下附图标记:
[0022 ] 1、本体;11、腔体;20、喷嘴;30、配重部;40、滑套;50、剪切剪钉;60、环形密封圈。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0025]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
[0026]为了解决现有技术中的喷枪无法自动调整定向射孔方向以及无法实现多个层段水平井同时进行定向射孔压裂作业的问题，本实用新型提供了一种喷枪和喷枪组件。
[0027]需要说明的是，图1、图4和图5分别示出了应用本实用新型一种可选实施例的喷枪组件的三个喷枪，分别作为喷枪组件的一级喷枪、二级喷枪和三级喷枪使用，一级喷枪、二级喷枪和三级喷枪均为采用本实用新型的技术方案制造的喷枪。
[0028]可选地，一级喷枪、二级喷枪和三级喷枪之间通过油管顺次连接。
[0029]如图1所示，用于水平井压裂作业的喷枪包括本体10、设置在本体10上的一个或多个喷嘴20和用于使本体10偏心后旋转平衡的配重部30;本体10具有腔体11，喷嘴20与腔体11连通，配重部30设置在本体10上，本体10在配重部30的重力的作用下旋转平衡后使喷嘴20的喷射方向保持竖直朝下设置。
[0030]通过在喷枪的本体10上设置用于使本体10偏心后旋转平衡的配重部30，在配重部30的重力的作用下喷枪旋转平衡后，喷嘴20的喷射方向能够保持在竖直方向上，从而实现了对喷枪的喷嘴20的喷射方向的自动调整，保证了喷枪在水平井压裂的定向射孔作业中的使用可靠性。在水平井压裂作业中，通过使用包括彼此顺次串联的至少三个喷枪的喷枪组件，稳定地实现了多段水平井同时进行定向射孔作业，从而提高了水平井压裂层段的上限。
[0031]如图1、图4和图5所示，配重部30设置在本体10的外部且沿本体10的轴向延伸。这样，避免了配重部占用本体10的腔体11内的空间，从而避免了影响压裂液在喷枪内的流动而影响压裂效果，提高了喷枪的使用可靠性。而且配重部30且沿本体10的轴向延伸，能够保证配重部30的重量集中在本体10的外部的一侧，使配重部30能够有效地带动本体10旋转，从而提高了喷枪使用的稳定性。
[0032]如图1、图4和图5所不，喷嘴20的一部分嵌设在配重部30内，喷嘴20的喷射口的一端与腔体11连通，喷嘴20的喷射口的另一端为喷射端。这样，在保证了喷嘴20能够随配重部30旋转的同时，还使配重部30还对喷嘴20起到了一定的保护和限位作用，提高了喷枪的实用性。
[0033]如图2和图3所示，腔体11呈圆筒型，喷枪在配重部30处的本体10的径向截面内呈圆形，且圆形的圆心与腔体11的轴线偏离设置。这样，喷枪的整体重心向配重部30的一侧偏移，确保了喷枪旋转的可靠性。
[0034]在本实用新型图1、图4和图5所示出的实施例中，配重部30与本体10—体成型。这样，便于对喷枪的本体1的加工制造。
[0035]在本实用新型一个未图示的可选实施例中，配重部30为多个，多个配重部30沿本体10的轴向与喷嘴20间隔设置。这样，既能保证喷嘴20随配重部30旋转以使喷枪自动完成对喷嘴20的喷射方向的调节的作用，还能后根据喷枪的不同重量而设置配重部30的个数，从而提高了喷枪的整体结构的合理性。
[0036]当然，可选地，各配重部30与本体10—体成型也可以与本体可拆卸地连接。
[0037]如图1、图4和图5所示，喷枪还包括沿腔体11的轴向滑动设置在腔体11内的滑套40和剪切剪钉50，滑套40具有止挡喷嘴20的止挡位置和避让喷嘴20的避让位置;滑套40通过剪切剪钉50固定在腔体11内以使滑套40位于止挡位置。这样，通过控制滑套40在止挡位置和避让位置之间的切换，实现了喷嘴20的喷射口与腔体11之间的通断，从而使操作人员稳定地把握喷枪组件的定向射孔作业的时机。
[0038]如图1、图4和图5所示，喷枪还包括环形密封圈60，环形密封圈60设置在滑套40与本体10之间。这样，保证了滑套40在处于止挡位置时喷嘴20处的密封效果，避免了压裂液经喷嘴20泄漏，从而实现了喷枪组件工作的可靠性。
[0039]具体而言，环形密封圈60为两个，两个环形密封圈60分别设置在滑套40的两端，且所有喷嘴20在腔体11的轴向上位于两个环形密封圈60之间。这样，实现了对喷枪的喷嘴20的两端密封，提尚了对嗔嘴20密封的有效性。
[0040]本实用新型的喷枪组件的工作原理如下:喷枪组件与扶正器和导向器等压裂配套工具一同下入到水平井中，喷枪组件的各级喷枪均在配重部30的作用下旋转，最终使各级喷枪的喷嘴20的喷射口的朝向竖直向下的方向，当喷枪组件运动至目标位置后，扶正器逐渐锁紧各级喷枪，同时转向器锁紧自身以及各级喷枪的喷嘴20，使喷嘴20的喷射方向固定，最终完成定向射孔作业。
[0041]当需要进行换层作业时，在喷枪组件的一级喷枪的本体10内投入一个匹配腔体11直径的钢球，钢球到达一级喷枪的滑套40的一端并与一级喷枪的滑套40抵接，通过向钢球的背离一级喷枪的滑套40的一侧的一级喷枪的腔体11内打压，一级喷枪的滑套40受压而剪断剪切一级喷枪内的剪切剪钉50，从而一级喷枪的滑套40由止挡位置切换至避让位置，一级喷枪的滑套40在一级喷枪的腔体11内的压力作用下滑动至向二级喷枪的腔体11，当一级喷枪的滑套40与二级喷枪的滑套40的一端抵接后，通过提高二级喷枪的腔体11内的压力，从而剪断二级喷枪的剪切剪钉50，使二级喷枪的滑套40受压而剪断二级喷枪的剪切剪钉50，从而二级喷枪的滑套40由止挡位置切换至避让位置，并在钢球和一级喷枪的滑套40的推力作用下向三级喷枪的腔体11内滑动，同理，当三级喷枪的剪切剪钉50也被剪断后，在水平井内，通过喷枪组件便能够实现多级多簇的定向射孔压裂作业。
[0042]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
[0043]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0044]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种喷枪，用于水平井压裂作业，其特征在于，包括: 本体(1)，所述本体(1)具有腔体(11)， 设置在所述本体(10)上的一个或多个喷嘴(20)，所述喷嘴(20)与所述腔体(11)连通； 用于使所述本体(10)偏心后旋转平衡的配重部(30)，所述配重部(30)设置在所述本体(10)上，所述本体(10)在所述配重部(30)的重力的作用下旋转平衡后使所述喷嘴(20)的喷射方向保持竖直朝下设置。2.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述配重部(30)设置在所述本体(10)的外部且沿所述本体(1)的轴向延伸。3.根据权利要求2所述的喷枪，其特征在于，所述喷嘴(20)的一部分嵌设在所述配重部(30)内，所述喷嘴(20)的喷射口的一端与所述腔体(11)连通，所述喷嘴(20)的喷射口的另一端为喷射端。4.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述配重部(30)为多个，多个所述配重部(30)沿所述本体(10)的轴向与所述喷嘴(20)间隔设置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷枪，其特征在于，所述腔体(11)呈圆筒型，所述喷枪在所述配重部(30)处的所述本体(10)的径向截面内呈圆形，且所述圆形的圆心与所述腔体(11)的轴线偏离设置。6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷枪，其特征在于，所述配重部(30)与所述本体(10)—体成型。7.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述喷枪还包括: 沿所述腔体(11)的轴向滑动设置在所述腔体(11)内的滑套(40)，所述滑套(40)具有止挡所述喷嘴(20)的止挡位置和避让所述喷嘴(20)的避让位置； 剪切剪钉(50)，所述滑套(40)通过所述剪切剪钉(50)固定在所述腔体(11)内以使所述滑套(40)位于所述止挡位置。8.根据权利要求7所述的喷枪，其特征在于，所述喷枪还包括环形密封圈(60)，所述环形密封圈(60)设置在所述滑套(40)与所述本体(10)之间。9.根据权利要求8所述的喷枪，其特征在于，所述环形密封圈(60)为两个，两个所述环形密封圈(60)分别设置在所述滑套(40)的两端，且所有所述喷嘴(20)在所述腔体(11)的轴向上位于两个所述环形密封圈(60)之间。10.一种喷枪组件，用于水平井压裂作业，所述喷枪组件包括至少三个喷枪，各所述喷枪彼此顺次串联设置，其特征在于，所述喷枪是权利要求1至9中任一项所述的喷枪。
【文档编号】E21B43/119GK205532520SQ201620313558
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】刘海龙, 刘亚明, 裴晶晶, 黄新业, 李新, 张鹏, 薛磊, 赵云峰
【申请人】中国石油天然气股份有限公司