专利名称：小直径压裂喷砂器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油领域中所用到的一种压裂工具，尤其是涉及一种油田油水井压裂施工中使用的压裂喷砂器。
背景技术：
油田上对于Φ140mm套管完井的油水井进行压裂施工时，现有压裂工艺所采用的是滑套式压裂喷砂器，这种滑套式压裂喷砂器由于采用的无限位弹簧压缩，中心管出液孔采用圆形孔结构，使得其最大外径为Φ112mm，工作时承受最高压差为55MPa以上，这种喷砂器只能对套管没有变形或变形后最小通径大于Φ114mm的油水井进行压裂，而对于套管变形部位的最小通径在Φ100mm～Φ114mm之间的油水井，现有的滑套式压裂喷砂器就无法通过变形点对油层进行压裂改造。
实用新型内容为了克服现有的滑套式压裂喷砂器无法对套管变形部位的最小通径在Φ100mm～Φ114mm之间的油水井利用变形点对油层进行压裂改造的不足，本实用新型提供一种小直径压裂喷砂器，该种小直径压裂喷砂器具有当套管变形部位的最小通径在Φ100mm～Φ114mm之间时仍可以通过变形点对油层进行压裂改造的特点。
本实用新型的技术方案是该种小直径压裂喷砂器，包括上接头、开有通液孔的中心管、下接头以及一个调解环、一个压缩弹簧、一个活动凡尔和固定凡尔座，其中调解环由两个外径不同的空心圆柱体组合而成，其大径端套于上接头与中心管连接处的外周，其小径端则套于中心管上连接处之下的上端管体之外，固定凡尔座通过螺纹连接于下接头上，活动凡尔则位于固定凡尔座之上，两者相交错处与中心管上通液孔的位置相对应，护套固定于固定凡尔座上端的外侧边缘，其与活动凡尔的外壁之间形成环形过液通道，压缩弹簧套于调解环的小径端及活动凡尔的小径端外侧，其两端抵于调解环与活动凡尔上的两个凸台之间。
此外，为实现一次下井多层压裂，可在压裂喷砂器中心管的内壁上，通液孔的上端通过销钉固定一个密封滑套，该密封滑套被固定好后，恰好将通液孔挡住。
本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案的小直径压裂喷砂器，改变了原有喷砂器的结构，而采用了通过上接头、与上接头螺纹连接的调节环、开有圆环形通液孔的中心管以及压缩弹簧、活动凡尔、护套等的结构方式，通液孔的形状类似一个圆形运动场形状，在活动凡尔和护套之间设有环形过液通道，当通过地面设备向油管泵入压裂液时，压裂液则通过中心管上的圆形进液孔进入到固定凡尔座与中心管之间的环行空间，此时压裂液的作用力推动活动凡尔向上运动并压缩弹簧，同时压裂液通过活动凡尔与固定凡尔座之间的间隙，再通过护套与活动凡尔之间的环行通道，进入地层。当停止泵入压裂液并泄掉油管压力时，作用于活动凡尔上的压差消失，活动凡尔在弹簧的作用下则回到初始状态，这种结构与以往的喷砂器相比，最大外径由112mm缩小到100mm，在Φ140mm套管的井中工作，最大工作压差可以达到55MPa，实现了当套管变形部位的最小通径在Φ100mm～Φ114mm之间时仍可以通过变形点对油层进行压裂改造的目的。
附图1是本实用新型的结构剖视图；附图2是本实用新型中活动凡尔部分的局部放大图。
图中1-上接头，2-调节环，3-中心管，4-压缩弹簧，5-活动凡尔，6-护套，7-过液通道，8-固定凡尔座，9-钢球，10-密封滑套，11-销钉，12-通液孔，13-下接头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，该种小直径压裂喷砂器，包括上接头1、中心管3、下接头13，其中在中心管3上开有通液孔12，此通液孔的形状为圆环行，即圆形运动场形状为最佳，在同一水平面上的数目应当至少为3个，这样以保证通液量。此外这种压裂喷砂器还包括一个调解环2、一个压缩弹簧4、一个活动凡尔5以及固定凡尔座8，它们的具体结构如下其中调解环2由两个外径不同的空心圆柱体组合而成，其大径端套于上接头1与中心管3连接处的外周，其小径端则套于中心管3上连接处之下的上端管体之外，固定凡尔座8通过螺纹连接于下接头13上，活动凡尔5则位于固定凡尔座8之上，两者相交错处与中心管3上通液孔12的位置相对应，护套6固定于固定凡尔座8上端的外侧边缘，其与活动凡尔5的外壁之间形成环形过液通道7，压缩弹簧4套于调解环2的小径端及活动凡尔5的小径端外侧，其两端抵于调解环2与活动凡尔5上的两个凸台之间。
实际使用时，将本实用新型与配套的压裂工具一起随油管下到油层部位，当通过地面设备向油管泵入压裂液时，压裂液首先通过中心管3上的圆形进液孔12，进入到固定凡尔座8与中心管3的之间环行空间，此时压裂液的作用力推动活动凡尔5向上运动并压缩弹簧4，同时压裂液通过活动凡尔5与固定凡尔座8之间隙，再通过入护套6与活动凡尔5之间的环行通道7，进入地层。当停止泵入压裂液并泄掉油管压力时，作用于活动凡尔5的压差消失，活动凡尔5在弹簧4作用下回到初始状态，活动凡尔5与固定凡尔座8密封配合，使喷砂器外面的液体不能进入管柱内部，管柱处于密封状态。
在具体实现时要保证所述环形过液通道7的间隙大于2mm以保证一定过液量。
此外，为使得一次下井可完成多层压裂，可在中心管3的内壁上，通液孔12的上端通过销钉11固定有一个密封滑套10，该密封滑套10被固定好后，恰好可以将通液孔12挡住，只有当销钉11被剪断后，密封滑套10滑落，通液孔12才会与中心管3的内部连通。这样，在一次下井时，可以将未配有密封滑套10的本种小直径压裂喷砂器作为下级喷砂器，而将配有密封滑套10的本种小直径压裂喷砂器作为上级喷砂器，将其通过接头连接后同时下入，这样当通过地面设备向油管泵入压裂液时，压裂液首先进入没有安装滑套10的下级喷砂器，通过中心管3上的圆形进液孔12，进入到固定凡尔座8与中心管3的之间环行空间，此时压裂液的作用力推动活动凡尔5向上运动并压缩弹簧4，同时压裂液通过活动凡尔5与固定凡尔座8之间隙，再通过入护套6与活动凡尔5之间的环行通道7，进入地层。当停止泵入压裂液并泄掉油管压力时，作用于活动凡尔5的压差消失，活动凡尔5在弹簧4作用下回到初始状态，活动凡尔5与固定凡尔座8密封配合，使喷砂器外面的液体不能进入管柱内部，管柱处于密封状态。当需要压裂其它层位时，由井口投入钢球9，此钢球9的直径大于滑套10的直径，当钢球9下行坐在滑套10上的锥面上时，此时向油管泵入压裂液，钢球9带动滑套10剪断销钉11，此时中心管3上圆形通液孔12开始进入压裂液，喷砂器开始工作，所述工作与上述未带滑套喷砂器工作过程相同，由此就实现了分层压裂。
权利要求1.一种小直径压裂喷砂器，包括上接头(1)、中心管(3)、下接头(13)，其特征在于中心管(3)上开有通液孔(12)，此外所述压裂喷砂器还包括一个调解环(2)、一个压缩弹簧(4)、一个活动凡尔(5)以及固定凡尔座(8)，其中调解环(2)由两个外径不同的空心圆柱体组合而成，其大径端套于上接头(1)与中心管(3)连接处的外周，其小径端则套于中心管(3)上连接处之下的上端管体之外，固定凡尔座(8)通过螺纹连接于下接头(13)上，活动凡尔(5)则位于固定凡尔座(8)之上，两者相交错处与中心管(3)上通液孔(12)的位置相对应，护套(6)固定于固定凡尔座(8)上端的外侧边缘，其与活动凡尔(5)的外壁之间形成环形过液通道(7)，压缩弹簧(4)套于调解环(2)的小径端及活动凡尔(5)的小径端外侧，其两端抵于调解环(2)与活动凡尔(5)上的两个凸台之间。
2.根据权利要求1所述的小直径压裂喷砂器，其特征在于在中心管(3)的内壁上，通液孔(12)的上端通过销钉(11)固定有一个密封滑套(10)。
3.根据权利要求1所述的小直径压裂喷砂器，其特征在于通液孔(12)数量至少为3个。
专利摘要一种应用于油田油水井压裂施工中的压裂喷砂器。主要解决现有的滑套式压裂喷砂器无法对套管变形部位的最小通径在Φ100mm～Φ114mm之间的油水井进行压裂改造的不足。其特征在于中心管(3)上开有通液孔(12)，固定凡尔座(8)通过螺纹连接于下接头(13)上，活动凡尔(5)则位于固定凡尔座(8)之上，护套(6)固定于固定凡尔座(8)上端的外侧边缘，其与活动凡尔(5)的外壁之间形成环形过液通道(7)，压缩弹簧(4)套于调解环(2)的小径端及活动凡尔(5)的小径端外侧，其两端抵于调解环(2)与活动凡尔(5)上的两个凸台之间。具有当套管变形部位的最小通径在Φ100mm～Φ114mm之间时仍可以对油层进行压裂改造的特点。
文档编号E21B43/267GK2769511SQ20052002034
公开日2006年4月5日 申请日期2005年3月2日 优先权日2005年3月2日
发明者刘亚三, 徐国民, 任志刚 申请人:大庆油田有限责任公司