专利名称：大砂量防污染喷砂器的制作方法
技术领域：
本发明涉及采油生产中对井下实施分层压裂时所用的一种大砂量防污染喷砂器。
背景技术：
目前，在开发油田老井时，通过压裂工艺会进一步提高油田采收率。多加砂能够增加压裂改造的半径，形成了更高的导流能力，有利于进一步提高油田采收率。在已有的压裂管柱所使用的喷砂器中，与水力扩张式封隔器配套使用的就是弹簧凡尔喷砂器，此压裂工具喷砂器最大过砂量超不过50m3，远远不能满足油田开发对大砂量施工的要求。
发明内容
为了提高单体喷砂器过砂量，本发明提供一种大砂量防污染喷砂器。该喷砂器所组成的压裂管柱能够实现不动管柱压裂四层，实现了单只喷砂器最大过砂量为100m3，增加了压裂改造的改造半径，提高了采收率。本发明技术方案:一种大砂量防污染喷砂器，包含上接头及下接头，所述的上接头下端内孔连接中心管，外壁连接调节环，所述调节环下方的中心管外壁上依次套装弹簧和凡尔，所述凡尔的下端坐在凡尔座的上口 ；凡尔座与中心管之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔，上述的环腔与所述的出砂孔相通；上述凡尔座的下端通过固定销钉与所述的下接头连接；所述的中心管内套装滑套，并通过出砂孔上部的销钉固定，滑套的下端连接导向头，导向头的上端面与滑套之间安装有卡簧。上述中心管上出砂孔的孔边壁厚大于中心管两端的壁厚且外径与凡尔座内径接近，且出砂孔口为平面。所述的凡尔与中心管间设有凡尔密封圈，凡尔座与下接头之间设有密封圈，滑套下端与下接头间设有滑套密封圈。本发明的有益效果:该大砂量防污染喷砂器的作用是压裂时提供压裂液和压裂砂进入地层的通道。由多个该喷砂器连接组成管柱，通过投球逐级打套，实现自下而上多层压裂施工。该中心管出砂孔的外壁采用台阶式设计，出砂孔周向两侧的中心管的壁厚增大与凡尔座内径接近，增加了中心管的强度，同时可以避免在事故处理时，弹簧和凡尔自中心管滑落至井内，增大处理难度。该喷砂器所组成的压裂管柱，在不动管柱的情况下可压裂四层，该喷砂器由于增大了中心管上出砂孔处的外径、增加了出砂口处的截面积，增加了出砂孔处的强度和抗磨损性，单只喷砂器4小时内加砂量达到100m3，通过加大施工规模，增加压裂改造半径，提高剩余油的采收程度和注入井的注入效果，提高剩余油的采收效果。应用该喷砂器压裂施工操作简单、节约成本，在油田开发后期具有广阔的应用前景。除此之外，非注砂时，该喷砂器凡尔与凡尔座处于长闭状态，能够阻隔油套环空与油管内的通道，在起下管柱的作业中有防污染功能。
图1为本发明的结构示意 图2为图1中A-A的剖面 图3为I中滑套上出砂孔的结构示意 图4为图3中B-B剖面图。图中1-上接头，2-调节环，3-弹簧，4-中心管，5-凡尔，6-凡尔密封圈，7-销钉，8-滑套，9-凡尔座，10-密封圈，11-固定销钉，12-下接头，13-滑套密封圈，14-卡簧，15-导向头，16_出砂孔。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明:
由图1及图2所示，该大砂量防污染喷砂器包含上接头I及下接头11，所述的上接头I下端内孔螺纹连接中心管4，外壁螺纹连接调节环2，所述调节环2下方的中心管外壁上依次套装弹簧3和凡尔5，所述凡尔5的下端坐在凡尔座9的上口，凡尔座9与中心管4之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔16，上述的环腔与所述的出砂孔16相通，在地面压裂车注入的压力，经中心管出砂口向上的作用下弹簧3被压缩，凡尔5和弹簧3向上接头I方向运动，凡尔5与凡尔座9之间形成过液通道，进行压裂施工；上述凡尔座9经过热处理，增加耐磨度，且下端通过固定销钉11与所述的下接头12连接；所述的中心管4内套装滑套8，并通过出砂孔16上部的销钉7固定，滑套8的下端连接导向头15，导向头15的上端面与滑套8之间安装有卡簧14，如图1所示。此外，该中心管4上出砂孔16的外壁采用台阶式设计，出砂孔周向两侧的中心管的壁厚增大并与凡尔座内径接近，只相差0.1毫米，增加了中心管的强度，同时可以避免在事故处理时，弹簧3和凡尔5自中心管滑落至井内，增大处理难度如图2、图3及图4所示。施工时若只压裂I个压裂层，所使用一个大砂量防污染喷砂器且内无滑套，如需压裂2 3个压裂层时，压裂管柱上需安装2 3个喷砂器，除最下一级喷砂器的中心管内无滑套，最上面和中部的喷砂器的中心管4上出砂孔8处由销钉7固定有滑套8，滑套8的下端螺纹连接有导向头15，导向头15的上端面与滑套8之间安装有卡簧14。压裂第二层时，向管柱内投入钢球，钢球落在中部喷砂器的滑套8上部，在液压的作用下打掉滑套8、卡簧14和导向头15，打开出砂孔，钢球顶着滑套8及卡簧14和导向头15下行，落到最下部的喷砂器出砂孔上部的内台阶处，关闭下部的喷砂器出砂孔，卡簧14卡在最下面的喷砂器的中心管出砂孔下部台阶，防止滑套8上串。导向头15用来安装卡簧14和识别滑套8的大小。为了使喷砂器具有良好的密封效果，所述的凡尔5与中心管4间设有凡尔密封圈6，凡尔座9与下接头12之间设有密封圈10，滑套8下端内壁与下接头12间设有滑套密封圈13。实际使用时，首先将大砂量防污染喷砂器的上接头上端和下接头下端与施工管柱连接紧固。连接时可以根据压裂井的情况采用多个喷砂器组配成不动管柱，坐压I 3层的压裂管柱，若采用上提施工还可以增加I个压裂层。压裂顺序自下而上，压裂第一层时直接压裂，向管柱内注入高压液体，高压液体一部分进入封隔器胶筒内使封隔器坐封，然后经高压液体过该大砂量防污染喷砂器出砂孔进入预压裂层压开裂缝，经造缝、加砂、顶替完成该层压裂。压裂第二层前向管柱内投038_钢球，在液压的作用下打掉中间的大砂量防污染喷砂器的滑套8及卡簧14和导向头15，打开出砂孔，形成油套连通通道。球顶着滑套8及卡簧14和导向头15下行到最下部的喷砂器中心管4的出砂口处，关闭此出砂孔，压裂液经中间大砂量防污染喷砂器进入第二压裂层。压裂第三层前向管柱内投044_钢球，以下过程同第二层压裂过程相同。该防污染喷砂器所组成的压裂管柱，在不动管柱的情况下可压裂八层，提高了工作效率。应用该喷砂器压裂施工操作简单、节约成本、安全环保，在油田开发后期具有广阔的应用前景。
权利要求
1.一种大砂量防污染喷砂器，包含上接头(I)及下接头(12)，其特征在于:所述的上接头(I)下端内孔连接中心管(4)，外壁连接调节环(2)，所述调节环(2)下方的中心管外壁上依次套装弹簧(3)和凡尔(5)，所述凡尔(5)的下端坐在凡尔座(9)的上口 ；凡尔座(9)与中心管(4)之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔(16)，上述的环腔与所述的出砂孔(16)相通；上述凡尔座(9)的下端通过固定销钉(11)与所述的下接头(12)连接；所述的中心管(4)内套装滑套(8)，并通过出砂孔(16)上部的销钉(7)固定，滑套⑶的下端连接导向头(15)，导向头(15)的上端面与滑套(8)之间安装有卡簧(14)。
2.根据权利要求1所述的大砂量防污染喷砂器，其特征在于:上述中心管上出砂孔(16)的孔边壁厚大于中心管两端的壁厚且外径与凡尔座内径接近，且出砂孔口为平面。
3.根据权利要求1所述的大砂量防污染喷砂器，其特征在于:所述的凡尔(5)与中心管⑷间设有凡尔密封圈(6)，凡尔座(9)与下接头(11)之间设有密封圈(10)，滑套(8)下端与下接头(12)间设有滑套密封圈(13)。
全文摘要
本发明涉及采油生产中对井下实施分层压裂时所用的一种大砂量防污染喷砂器。喷砂器所述的上接头下端内孔连接中心管，外壁连接调节环，所述调节环下方的中心管外壁上依次套装弹簧和凡尔，所述凡尔的下端坐在凡尔座的上口；凡尔座与中心管之间有环腔，凡尔下方的中心管壁上开有出砂孔，上述的环腔与所述的出砂孔相通；上述凡尔座的下端通过固定销钉与所述的下接头连接；所述的中心管内套装滑套，并通过出砂孔上部的销钉固定，滑套的下端连接导向头，导向头的上端面与滑套之间安装有卡簧。该喷砂器所组成的压裂管柱能够实现不动管柱压裂四层以上，实现了单只喷砂器最大过砂量为100m3，增加了压裂改造的改造半径，提高了采收率。
文档编号E21B43/267GK103195403SQ20131013595
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月18日 优先权日2013年4月18日
发明者张晓君, 兰图, 赵公利, 兰乘宇, 刘跃宝, 周婷婷, 岳湘刚, 张国良, 佘龙 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司