专利名称：一种盐类矿层快速建槽脉冲射流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种盐类矿层的开采器具，特别涉及一种采用溶解法开采可溶盐矿的工具。
背景技术：
现有技术中可溶盐矿开采时，可采用钻井水溶采矿法进行开采，该采矿法类似采油作业，人们只需在地面作业，将淡水通过钻孔注入矿层，把矿石溶化成液体，即人工卤水， 然后用泵或其他设备抽取到地面，再经过加工，制成成品盐。目前，在开采可溶盐矿时，需要建立通流面积足够大的槽，以便将卤水抽出，由于地下环境的封闭性，很难形成大的扰动， 使得盐的溶解速度慢，因此建槽速度比较慢，影响开采效率。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种盐类矿层快速建槽脉冲射流器，使得盐矿更容易溶解，以提高建槽速度。本实用新型的目的是这样实现的一种盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于包括本体和导引头，本体一端和导引头之间经螺纹段相连接，本体内腔依次由管扣、缩径段、脉动腔和放大段顺序相连而成，脉动腔的直径大于缩径段和放大段的最小直径，所述本体外周位于放大段上设有至少一组射流孔，所述射流孔从本体内腔延伸至本体表面。本实用新型通过管扣连接在管柱下端，沉入到井下盐层位置，从管柱的中心孔注入水，水从射流孔中射出，冲击盐层，使盐溶解形成卤水，再将卤水取出，制成盐；在水流从缩径段经过脉动腔时，形成脉冲水流，会对盐矿形成良好的冲刷效果。与现有技术相比，本实用新型的优点在于一、产生的液流具有脉冲特性，对溶腔中的溶液有很好的搅动作用， 有利于加快盐的溶解速度；二、在一定距离范围内有更大的驱扫效率，波及系数大，而压力损失小；三、独特的喷射设计有利于对盐层顶板进行保护，同时可有效防止注入的水由中心管到套管环空过快流出的“短路”现象，有效提高卤水的含盐量；四、可适应井下管柱复杂的受力状况，管柱振动小，使用寿命长。该装置建槽速度快，开采效率高，可用于开采芒硝矿、 氯化钠盐矿等水溶性盐矿的开采中。作为本实用新型的进一步改进，所述射流孔在放大段向导引头的长度方向上由内向外倾斜设置，可向前外侧喷射水流，射流速度快，有利于盐的溶解。此外，可使所述射流孔在本体的径向方向上呈旋涡式分布，这样，射流喷出时，可单向旋转流动，对盐矿的冲刷作用强，更有利于盐的溶解；漩涡的方向最好能使得射流孔的射流反作用力的方向与管扣旋紧方向相同，可避免工作中管扣松脱。为提高旋流冲刷效果，所述导引头内端部配合插入放大段内，导引头外周设有螺旋槽，至少一组射流孔与所述螺旋槽一一对应并直接接通。为能平衡螺旋槽产生的旋转力矩，避免导引头松动，所述螺旋槽有四个并两两呈中心对称分布，其中两个螺旋槽与另两个螺旋槽的旋向相反。[0009]为进一步方便导引头进入地层，所述导引头外端部为锥体。为保证本体和导引头之间能密封，避免不必要的泄漏，所述本体端部和导引头之间设有密封圈。这样可保证从射流孔中射出水流的压力，使其具有更好冲刷作用。为避免导引头松动，所述本体和导引头的螺纹段之间设有防松螺钉。
图1为本实用新型结构示意图。图2为图1中的导引头结构示意图。图3为图2中导引头的左视图。图4为图2中导引头的展开图。图5为图1中的本体结构示意图。图6为图5的A-A向视图。图7为图5的B-B断面图。其中，1管扣，2缩径段，3本体，4脉动腔，5放大段，6、9射流孔，7螺旋槽，8锥体， 10密封圈，11导引头，12防松螺钉，13螺纹段。
具体实施方式
如图1-7所示，为一种用于芒硝矿快速建槽脉冲射流器，主要包括本体3和导引头 11，本体3 —端和导引头11之间经螺纹段13相连接，本体3内腔依次由管扣1、缩径段2、 脉动腔4和放大段5顺序相连而成，管扣1为带有锥度的内螺纹，其用于与管柱相连接；本体3外周位于放大段5上设有两组射流孔6、9，每组射流孔均有四个，射流孔6、9从本体3 内腔延伸至本体3表面，脉动腔4的直径大于缩径段2和放大段5的最小直径。射流孔6、 9在放大段5向导引头11的长度方向上由内向外倾斜设置，位于上部的射流孔6在本体3 的径向方向上呈旋涡式分布，该射流孔6的射流反作用力的方向与管扣1旋紧方向相同 ’导引头11内端部为锥体8，该锥体8配合插入放大段5内，锥体8外周设有四个两两中心对称分布螺旋槽7，其中两个螺旋槽7与另两个螺旋槽7的旋向相反，位于下部的射流孔9与所述螺旋槽7—一对应并直接接通。导引头11外端部也为锥体8 ；本体3端部和导引头11 之间设有密封圈10，本体3和导引头11的螺纹段13之间还设有防松螺钉12。该装置连接在管柱下端，液流通过管柱从缩径段进入脉动腔，缩径段的连续射流的持续能量和射流本身所具有的初始扰动，以及脉动腔内不稳定剪切层的放大作用，和碰撞腔壁的反馈作用所形成的闭环系统，产生自激振动，使放大段的射流具有脉冲特性，形成高频脉冲射流，从上部的和下部的两组射流孔6、9中射出，冲击芒硝盐层，同时，水流形成旋流，对芒硝进行冲刷、溶解，射流呈伞状覆盖整个溶腔，起到快速建槽的作用，从而提高芒硝矿生产效率。上述射流器的主要指标如下1、适用于盐类井2、最大外径 107mm3、长度500mm4、下井适应的注入量5 30m3/d[0027]5、振动频率 200 1400HZ6、液流振幅 彡0.5Mpa7、液流振幅比率彡30%。8、脉动频率为200 1400HZ2010年3月23日，该快速建槽脉冲射流器在江苏油田矿开4井进行现场试验。该井套管为7"，中心管为31Λ"，工具下深为1974m。建槽时间仅9天，硝水中的Na2SO4含量就上升至168g/L，上升幅度明显，有效提高了硝水质量。在相同建槽时间内(60天)，矿开4 井建成溶腔体积1038. 3方，溶腔最大半径12. 23m，超过未采用该工具的其余3 口芒硝建槽单井，其中矿开1井溶腔体积1014. 4方、溶腔最大半径11. 18m，矿开2井溶腔体积967. 6 方、溶腔最大半径11. 24m，矿开3井溶腔体积1023. 2方、溶腔最大半径11. 46m。本实用新型并不局限于上述实施例，还可以用于其他盐类矿层快速建槽中，所述射流孔可以只有一组，还可以有更多组，作为本领域的技术人员，在本实用新型技术方案的基础上，根据盐矿开采的需要，还可以设计出更多的实施方案，只要这些技术方案没有脱离本实用新型的基本结构，均落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于包括本体和导引头，本体一端和导引头之间经螺纹段相连接，本体内腔依次由管扣、缩径段、脉动腔和放大段顺序相连而成， 脉动腔的直径大于缩径段和放大段的最小直径，所述本体外周位于放大段上设有至少一组射流孔，所述射流孔从本体内腔延伸至本体表面。
2.根据权利要求1所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述射流孔在放大段向导引头的长度方向上由内向外倾斜设置。
3.根据权利要求1或2所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述射流孔在本体的径向方向上呈旋涡式分布。
4.根据权利要求3所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述射流孔的射流反作用力的方向与管扣旋紧方向相同。
5.根据权利要求1或2所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述导引头内端部配合插入放大段内，导引头外周设有螺旋槽，至少一组射流孔与所述螺旋槽一一对应并直接接通。
6.根据权利要求5所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述螺旋槽有四个并两两呈中心对称分布，其中两个螺旋槽与另两个螺旋槽的旋向相反。
7.根据权利要求6所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述导引头外端部为锥体。
8.根据权利要求1或2所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述本体端部和导引头之间设有密封圈。
9.根据权利要求1或2所述的盐类矿层快速建槽脉冲射流器，其特征在于所述本体和导引头的螺纹段之间设有防松螺钉。
专利摘要本实用新型涉及盐矿层的开采器具领域内的一种盐类矿层快速建槽脉冲射流器，包括本体和导引头，本体一端和导引头之间经螺纹段相连接，本体内腔依次由管扣、缩径段、脉动腔和放大段顺序相连而成，脉动腔的直径大于缩径段和放大段的最小直径，所述本体外周位于放大段上设有至少一组射流孔，所述射流孔从本体内腔延伸至本体表面。本实用新型通过管扣连接在管柱下端，沉入到井下盐层位置，从管柱的中心孔注入水，形成脉冲水流从射流孔中射出，冲击盐层，使盐溶解。该装置建槽速度快，开采效率高，可用于开采芒硝矿、氯化钠盐矿等水溶性盐矿的开采中。
文档编号E21B43/28GK201991514SQ20112001750
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者景步宏, 李汉周, 段志刚, 苏如海, 苏德胜, 路焰, 陈碧波 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司