一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置及方法与流程

本发明属于采油设备，涉及一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置及方法。

背景技术：

1、水力喷砂射孔压裂技术是将混有一定磨料的液体经压裂车加压，通过油管泵送至地层，磨料液体在射孔喷嘴形成高速含砂射流，冲击套管、水泥环和近井地层岩石，形成一定直径和深度的射孔孔眼，在后续压裂时，可将支撑剂填充至压裂缝内，从而完成加砂作业。由于目前所采用的射孔器的喷嘴通常直接固定在管柱上，在水力喷砂施工中，含砂液高速运动将不可避免地造成喷嘴冲蚀磨损加剧，致使喷嘴孔径增大，原泵组提供的射孔压力无法达到射程要求，射流发散，射孔定位不准确，大大降低了喷嘴的可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置及方法，从而达到降低喷嘴磨损速率，提升射流冲击性能，增强射流聚集度，实现精准射孔压裂效果。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，包括管体，所述管体的内部设置有喷枪，所述喷枪上套设有电磁组件；当所述电磁组件接通电源后，电磁组件产生与喷枪轴向方向一致的第一磁场；

4、所述喷枪的侧壁设置有若干喷嘴；在所述喷嘴上、与喷枪连接的一端设置有磁性组件；所述磁性组件产生与喷嘴的轴向方向一致的第二磁场；

5、所述喷枪的内部用于设置磁性流体磨料。

6、优选的，所述管体的内部包括第一空腔部和第二空腔部，所述电磁组件设置于所述第一空腔部，所述若干喷嘴设置于所述第二空腔部。

7、优选的，所述第一空腔部设置有螺纹管，所述第一空腔部的内壁设置有内螺纹，所述螺纹管的外壁设置外螺纹，所述第一空腔部与所述螺纹管螺纹连接；所述电磁组件设置于所述螺纹管内部。

8、优选的，沿所述第二空腔部的轴向方向间隔设置有若干喷嘴支座；所述若干喷嘴设置于所述若干喷嘴支座的内部。

9、优选的，所述喷枪的内壁设置有内螺纹。

10、优选的，在所述喷枪上、与油管相连的一端设置有导流件，所述导流件与喷枪螺纹连接。

11、优选的，所述磁性组件为轴向磁化永磁件与径向磁化永磁件的组合体。

12、优选的，所述磁性组件的材质采用钕铁硼。

13、优选的，所述喷嘴的内壁为鱼鳞状结构。

14、一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂方法，采用上述任一项磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，通过以下步骤进行：

15、s1：将所述磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置下入施工目标储层；

16、s2：向喷枪中泵入磁性流体磨料；

17、s3：接通电磁组件的电源，所述电磁组件产生与喷枪轴向方向一致的磁场，当磁性流体磨料流经喷枪时，所述第一磁场推动磁性流体磨料加速在喷枪内传输；

18、s4：磁性流体磨料流经喷嘴时，在磁性组件产生的第二磁场作用下聚焦射流流束，并完成该射孔层的射孔压裂过程。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

20、一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，在射流中加入磁性流体磨料，同时设置有可产生与喷枪轴向方向一致的电磁组件，该电磁组件可有效对喷枪内的磁性流体磨料施加外磁场，对其进行加速，通过调控磁场强度可辅助推进磁性流体磨料在喷嘴中的运动速率。另外还在喷嘴的入口处设置有磁性组件，该磁性组件可以提高射流聚集度，有效缓解磨料对喷射组件的磨损，本装置使得射流的喷射速率以及聚集度有效满足工艺需求，提高了喷嘴的可靠性，达到精准射孔压裂效果。

21、进一步的，喷枪的内腔为螺旋通道，加剧了磁性流体磨料在喷枪内的扰动，使其运动速率进一步提升。

22、进一步的，导流件可将流体的轴向流动顺利转化为旋转流动，降低流体对于喷枪的冲蚀。

23、进一步的，磁性组件为轴向磁化永磁件与径向磁化永磁件的组合体有效提升流体的聚集度，降低流体对于喷嘴的冲蚀。

24、进一步的，喷嘴的内壁为鱼鳞状结构，鱼鳞状粗糙内壁，可提高喷嘴耐磨损耐冲蚀性能。

25、一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂方法，通过电磁组件产生的第一磁场对磁性流体磨料进行加速，通过磁性组件产生的第二磁场对于磁性流体磨料进行聚集，使用方便，操作便捷，有降低喷嘴磨损速率，提升射流冲击性能，增强射流聚集度，实现精准射孔压裂效果。

技术特征：

1.一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，包括管体(17)，所述管体(17)的内部设置有喷枪(4)，所述喷枪(4)上套设有电磁组件(5)；当所述电磁组件(5)接通电源后，电磁组件(5)产生与喷枪(4)轴向方向一致的第一磁场；

2.根据权利要求1所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，所述管体(17)的内部包括第一空腔部(171)和第二空腔部(172)，所述电磁组件(5)设置于所述第一空腔部(171)，所述若干喷嘴(8)设置于所述第二空腔部(172)。

3.根据权利要求2所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，所述第一空腔部(171)设置有螺纹管(1)，所述第一空腔部(171)的内壁设置有内螺纹，所述螺纹管(1)的外壁设置外螺纹，所述第一空腔部(171)与所述螺纹管(1)螺纹连接；所述电磁组件(5)设置于所述螺纹管(1)内部。

4.根据权利要求2所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，沿所述第二空腔部(172)的轴向方向间隔设置有若干喷嘴支座(7)；所述若干喷嘴(8)设置于所述若干喷嘴支座(7)的内部。

5.根据权利要求1所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，所述喷枪(4)的内壁设置有内螺纹(6)。

6.根据权利要求1所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，在所述喷枪(4)上、与油管相连的一端设置有导流件(3)，所述导流件(3)与喷枪(4)螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，所述磁性组件(13)为轴向磁化永磁件与径向磁化永磁件的组合体。

8.根据权利要求1所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，所述磁性组件(13)的材质采用钕铁硼。

9.根据权利要求1所述的一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，其特征在于，所述喷嘴(8)的内壁为鱼鳞状结构。

10.一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置，通过以下步骤进行：

技术总结
本发明公开一种磁力聚焦水力喷砂射孔压裂装置及方法，该装置包括管体，管体的内部设置有喷枪，喷枪上套设有电磁组件；当电磁组件接通电源后，电磁组件产生与喷枪轴向方向一致的第一磁场；喷枪的侧壁设置有若干喷嘴；在所述喷嘴上、与喷枪连接的一端设置有磁性组件；磁性组件产生与喷嘴的轴向方向一致的第二磁场；当采用该装置进行喷砂射孔压裂时，喷枪的内部设置有磁性流体磨料。该装置利用磁场对于磁性磨料的加速作用以及磁性件对于流体的聚集作用，有效提升射流冲击性能，增强射流聚集度，从而达到降低喷嘴磨损速率，提高了喷嘴的可靠性，实现精准射孔压裂效果。

技术研发人员：龙岩,王治国,吉楠,郭姜汝,武刚,罗金恒,邝献任
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13