一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆采機(jī)械設(shè)備，特別是一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到快速增長(zhǎng)，“科技創(chuàng)新，自主創(chuàng)新”已成為目前國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展的主流，我國(guó)工業(yè)正逐步向集約型、節(jié)能減排、低碳的方向發(fā)展。石油既是現(xiàn)代工業(yè)的“血液”和經(jīng)濟(jì)命脈，也是一種戰(zhàn)略資源，影響國(guó)家間的穩(wěn)定與安全。石油開(kāi)采中，油井經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)，儲(chǔ)層流體的有機(jī)質(zhì)沉淀和出砂，必然造成井底附近的儲(chǔ)層孔隙的堵塞，造成孔隙度和滲透度下降，影響石油井的產(chǎn)量。因此在石油井開(kāi)采后期，常采用壓裂酸化進(jìn)行處理，以改變低產(chǎn)狀態(tài)。噴砂器在壓裂酸化中主要有兩個(gè)作用:一、噴砂器向地層噴出高壓含砂液體。二、通過(guò)噴砂器造成節(jié)流壓差，使與其連接的K344封隔器產(chǎn)生內(nèi)外壓差，形成足夠的座封力確保封隔器密封可靠?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)外采用的噴砂器大致可分為兩種品種，分別是投球滑套噴砂器和壓差滑套噴砂器，這兩種噴砂器都有各自無(wú)法克服的缺陷。投球噴砂器的球座滑套在施工管柱中，自上而下隨層級(jí)增加而增厚，減小了管柱內(nèi)徑，增大管柱摩擦阻力。同時(shí)為保證管內(nèi)外壓差為封隔器提供座封力，縮小噴砂孔，限制了流量，一并降低工作效率，所以要保證地層所需壓裂壓力，地面設(shè)施要增加壓強(qiáng)，給地面設(shè)備要求很高，并縮短了使用壽命。壓差滑套噴砂器，因接受液壓信號(hào)，在壓裂管柱中僅限使用一次，并在第一層即最下層中首先使用，還不能多層使用，為了解決上述問(wèn)題，科研單位的科技人員不斷地研究與探索，研發(fā)新型的噴砂器，雖然在技術(shù)上取得了一定的進(jìn)展，但在實(shí)際運(yùn)用中仍然存在著尚未克服的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服以上不足，提供了多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器。在保持投球噴砂器多層級(jí)使用的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服其逐層節(jié)流的缺點(diǎn)，通過(guò)獨(dú)特新穎的多孔球座式滑套實(shí)現(xiàn)管柱內(nèi)各層級(jí)過(guò)流面積相同，減小高壓液體在管柱中所受摩擦阻力，并使噴砂器噴砂孔大小統(tǒng)一，且過(guò)流量、過(guò)流速度相近，避免流量受限，提高輸砂的效率。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:含上接頭、密封圈、噴砂器主體、銷(xiāo)釘、噴砂孔、球座滑套、下接頭，上接頭上端與封隔器相連接，下端設(shè)有噴砂器主體，噴砂器主體管壁設(shè)有螺紋孔和噴砂孔，螺孔內(nèi)設(shè)有銷(xiāo)釘，銷(xiāo)釘末端設(shè)于球座滑套卡槽內(nèi)，球座滑套置于中心管內(nèi)并遮住噴砂孔，噴砂器主體末端設(shè)有下接頭，上接頭、球座滑套、下接頭與噴砂器主體之間設(shè)有密封圈，組成多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)原理是:采用機(jī)械及氣動(dòng)液壓原理設(shè)計(jì)而成，根據(jù)壓裂管柱中最上層、最大通徑為基準(zhǔn)，設(shè)定一個(gè)過(guò)流面積S1，其直徑為Rp現(xiàn)管柱中連接油管以27/8"規(guī)格為主，其最大過(guò)流面積不超過(guò)Φ62，因此S1S Φ62。因噴砂器主體的內(nèi)徑即球座式滑套的外徑要大于管柱內(nèi)最大過(guò)流面積Φ62，且保證噴砂器主體外殼的厚度滿足安全性能要求，設(shè)定其面積為S。，其直徑為R。。S?！郸?2。
[0006]在最上層的滑套的外徑設(shè)定為S。;中央過(guò)流面積，接球通道設(shè)為S 10
[0007]由上而下的第二層中所使用的滑套外徑一樣設(shè)定為S。，中央過(guò)流孔設(shè)計(jì)為2個(gè)，其過(guò)流孔面積為s2，2*S2> S !O
[0008]由上而下的第三層中所使用的滑套外徑一樣設(shè)定為S。，中央過(guò)流孔設(shè)計(jì)為3個(gè)，其過(guò)流面積孔為S3，3*S3多S 10依此類(lèi)推，可以生成6層以上的滑套，其過(guò)流面積滿足等于最上層過(guò)流面積。
[0009]當(dāng)需要使用本噴砂器時(shí)投入本層所對(duì)應(yīng)直徑和數(shù)量的低密度球，投入的球坐落于球座滑套上，從地面栗入的高壓液體作用于投入的球及滑套上，推動(dòng)球座滑套剪斷銷(xiāo)釘，打開(kāi)噴砂孔。此時(shí)，含砂液體通過(guò)多孔球座式滑套，在壓裂酸化管柱內(nèi)各層級(jí)過(guò)流面積相同，且能和管柱最大流通量配比。使得各級(jí)噴砂器噴砂孔的排砂量，不受各球座滑套外徑影響，而能達(dá)到大小統(tǒng)一，并趨近于管柱內(nèi)最大過(guò)流量。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:該多孔投球噴砂器在保持投球噴砂器多層級(jí)使用優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，克服了其逐層節(jié)流缺點(diǎn)。使各層噴砂通量相同，且通量幾乎接近管柱中最大通徑，避免各級(jí)節(jié)流現(xiàn)象，減小高壓液體在管柱中所受摩擦阻力，提高壓裂施工安全與質(zhì)量，提高輸砂效率。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面是結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述:
[0012]圖1為一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器未打開(kāi)的半剖示意圖。
[0013]圖2為一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器打開(kāi)的全剖示意圖。
[0014]圖3為一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器在施工管柱中的示意圖。
[0015]在圖1、2、3中:1.上接頭、2.密封圈、3.噴砂器主體、4.銷(xiāo)釘、5.噴砂孔、6.球座滑套、7.下接頭、8、投球-低密度球、9.封隔器、10.噴砂器、11.底層球座滑套、12.次層球座滑套13.上層球座滑套。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在圖1、2、3中，含上接頭1、密封圈2、噴砂器主體3、銷(xiāo)釘4、噴砂孔5、球座滑套6、下接頭7，上接頭I上端與封隔器相連接，下端設(shè)有噴砂器主體3，噴砂器主體3管壁設(shè)有螺紋孔和噴砂孔5，螺孔內(nèi)設(shè)有銷(xiāo)釘4，銷(xiāo)釘4末端設(shè)于球座滑套卡槽內(nèi)，球座滑套6置于中心管內(nèi)并遮住噴砂孔5，噴砂器主體3末端設(shè)有下接頭7，上接頭1、球座滑套6、下接頭7與噴砂器主體3之間設(shè)有密封圈2，由它們多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器。
[0017]該噴砂器通過(guò)密封圈保證整個(gè)連接件之間的氣密性，當(dāng)需使用本噴砂器時(shí)投入本層所對(duì)投球，投球坐于球座滑套，從地面壓入的高壓液體作用于投球及滑套上，推動(dòng)球座滑套剪斷銷(xiāo)釘，打開(kāi)噴砂孔即圖2所示狀態(tài)。
[0018]我們以6級(jí)壓裂為例，由多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器和封隔器組成施工管柱。如圖3所示，多孔投球噴砂器設(shè)在封隔器中間，施工管柱中自上而下噴砂器的球座式滑套由單孔變?yōu)槎嗫?，每個(gè)球座滑套在保持孔面積總和基本不變的前提下(以最上層球座滑套13孔和的橫截面積為基準(zhǔn))，孔徑逐層減小。此處為配合多孔投球噴砂器的無(wú)節(jié)流特性，需采用導(dǎo)壓型并且是非節(jié)流型坐封的Y341或Y344座封器。
[0019]第一層(最下層采用直噴)。
[0020]第二層(從深度上看，倒數(shù)第二層)，投入圖3中的相對(duì)應(yīng)的四只球，地面加壓，四個(gè)球在相應(yīng)的四個(gè)球座內(nèi)落座，因進(jìn)一步加壓，整個(gè)球座及四個(gè)球會(huì)拉斷銷(xiāo)釘，而下滑并敞開(kāi)噴砂口。為壓裂砂進(jìn)入地層而提供通道。
[0021]第三層(從深度上看，是倒數(shù)第三層)，投入圖3中對(duì)應(yīng)的三只球徑相對(duì)較小的球。地面加壓，三個(gè)球在相應(yīng)的三個(gè)球座內(nèi)落座，因進(jìn)下步加壓，整個(gè)球座及三個(gè)球會(huì)拉斷銷(xiāo)釘，而下滑并敞開(kāi)噴砂口。為壓裂砂進(jìn)入地層而提供通道。
[0022]第四層(從深度上看，是倒數(shù)第四層)，投入圖3中對(duì)應(yīng)的三只球徑相對(duì)較大的球。地面加壓，三個(gè)球在相應(yīng)的三個(gè)球座內(nèi)落座，因進(jìn)下步加壓，整個(gè)球座及三個(gè)球會(huì)拉斷銷(xiāo)釘，而下滑并敞開(kāi)噴砂口。為壓裂砂進(jìn)入地層而提供通道。
[0023]第五層(從深度上看，是倒數(shù)第五層)，投入圖3中對(duì)應(yīng)的二只球徑相同的球。地面加壓，二個(gè)球在相應(yīng)的二個(gè)球座內(nèi)落座，因進(jìn)下步加壓，整個(gè)球座及二個(gè)球會(huì)拉斷銷(xiāo)釘，而下滑并敞開(kāi)噴砂口。為壓裂砂進(jìn)入地層而提供通道。
[0024]第六層(從深度上看，是倒數(shù)第六層，本案例中的頂層)，投入圖3中對(duì)應(yīng)的一只最大球徑的球。地面加壓，球在相應(yīng)的球座內(nèi)落座，因進(jìn)下步加壓，整個(gè)球座及球會(huì)拉斷銷(xiāo)釘，而下滑并敞開(kāi)噴砂口。為壓裂砂進(jìn)入地層而提供通道。
[0025]采用上述施工時(shí)與傳統(tǒng)投球噴砂器相比，傳統(tǒng)投球壓裂管柱的過(guò)流噴砂量，受單孔滑套的影響，逐級(jí)降低，其地面壓裂設(shè)備只能實(shí)施6立方米/分鐘的排量，且排砂孔小，要為K344封隔器提供節(jié)流坐封，因而孔口流速達(dá)100米/秒以上，對(duì)工具的磨蝕非常嚴(yán)重，存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)；本專利工具，所有球座滑套過(guò)流量保持Φ50左右?？梢詫?shí)施10立方米/分鐘?？傮w效率提高100%。且流速降低為原來(lái)的60%，對(duì)工具的磨蝕較小，使工具的安全性極大地提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器，含上接頭、密封圈、噴砂器主體、銷(xiāo)釘、噴砂孔、球座滑套、下接頭，上接頭上端與封隔器相連接，下端設(shè)有噴砂器主體，噴砂器主體管壁設(shè)有螺紋孔和噴砂孔，螺孔內(nèi)設(shè)有銷(xiāo)釘，銷(xiāo)釘末端設(shè)于球座滑套卡槽內(nèi)，球座滑套置于中心管內(nèi)并遮住噴砂孔，噴砂器主體末端設(shè)有下接頭，上接頭、球座滑套、下接頭與噴砂器主體之間設(shè)有密封圈，組成多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器，其特征在于:所述球座滑套外觀為一圓柱，中間設(shè)有二個(gè)及以上圓柱孔；各球座滑套隨層次的下降使用，這些圓柱孔徑逐級(jí)減小，因數(shù)量增大，而過(guò)流面積基本一致，并接近施工管柱內(nèi)徑。
【專利摘要】一種多孔球座式滑套無(wú)節(jié)流噴砂器，含上接頭、密封圈、噴砂器主體、銷(xiāo)釘、噴砂孔、球座滑套、下接頭，上接頭上端與封隔器相連接，下端設(shè)有噴砂器主體，噴砂器主體管壁設(shè)有螺紋孔和噴砂孔，螺孔內(nèi)設(shè)有銷(xiāo)釘，銷(xiāo)釘末端設(shè)于球座滑套卡槽內(nèi)，球座滑套置于中心管內(nèi)并遮住噴砂孔，噴砂器主體末端設(shè)有下接頭，上接頭、球座滑套、下接頭與噴砂器主體之間設(shè)有密封圈通過(guò)獨(dú)特新穎的多孔球座滑套實(shí)現(xiàn)管柱內(nèi)各層級(jí)過(guò)流面積相同，減小高壓液體在管柱中所受摩擦阻力，并使噴砂器噴砂孔大小統(tǒng)一，且過(guò)流量、過(guò)流速度相近，避免流量受限，提高輸砂的效率。
【IPC分類(lèi)】E21B43/27
【公開(kāi)號(hào)】CN204877422
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520327971
【發(fā)明人】袁海月, 王書(shū)海
【申請(qǐng)人】鹽城市暢海精密機(jī)械有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月16日