本发明属于石油天然气工业技术领域，特别涉及一种同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置。
背景技术：
超临界态二氧化碳压裂工艺作为一种具前景的压裂技术。超临界态是不同于气态与液态的流体形态，超临界二氧化碳具有接近于液体的高密度和接近于气体的低黏度、具有较强的溶解能力和高扩散系数，超临界二氧化碳压裂液是沟通储集层微裂缝、造成裂缝网络的最佳工作液体系之一。液相二氧化碳和石英砂等支撑剂的混合需地面混砂装置，且必须在高压低温的工况条件下进行，因此，给予地面混砂装置提出了极高的要求。同时，现有的地面压裂砂浓度的控制方法为通过地面混砂装置将配比好的一定砂浓度的压裂液经压裂泵车、管柱压入地层；当需要调整砂浓度时，只能通过地面混砂装置将新配比好的具有一定砂浓度的压裂液再次经压裂泵车、管柱输送到地层；因此，砂浓度调整前后需要一定的时间，同时超临界二氧化碳的低黏度特性，导致携砂能力较差，使得无法实时控制到达地层的压裂液的砂浓度。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，具有能够实现井下混砂、实时控制砂浓度等特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术解决方案是：
一种同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，包括与井筒内同心管柱连接的同心外管1，同心外管1内设置有同心内管2，同心内管2上部周向均匀分布2-4个平衡孔3，同心内管2中部周向均匀分布2-4个吸入口6；同心外管1与同心内管2间的环形空间通过密封堵头10密封，同心内管2内固定有射流装置。
所述的射流装置包括导液管4、喷嘴7、支撑环5、喉管8和扩散管9，导液管4固装在同心内管2内且位于平衡孔3下方；导液管4与喷嘴7连接，喷嘴7通过开孔的支撑环5与喉管8连接，喉管8与扩散管9相连且固装在同心内管1上。
所述的平衡孔3的总截横面积小于喷嘴7的横截面积。
所述的支撑环5上开有周向均匀分布的2-4个槽形通孔且与同心内管1上的吸入口6相对应。
本发明具有以下优点：
1、操作简单，井下射流混砂装置与同心管相连接，随同心管柱一起下入井筒，便于起下管柱及装置。
2、彻底改变了地面液相二氧化碳与支撑剂混合并注入岩层的工艺及混砂装置，将需要在高压低温条件下进行二氧化碳与支撑剂相混合的地面混砂装置，替换为井下射流混砂装置，简化了设备，提高了可靠性与经济性。
3、克服了地面混砂工艺无法控制井下砂浓度的重大缺陷，由于超临界二氧化碳具有低黏、悬砂能力差的特性，地面调整好的砂浓度在到达地层时将发生改变，本发明可通过调节射流工作压力与流量，达到调整井下砂浓度的效果，实现压裂时井下砂浓度实时控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参照图1，一种同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，包括与井筒内同心管柱通过螺纹连接的同心外管1，同心外管1内设置有同心内管2，同心内管2与井筒内同心管柱通过螺纹连接，同心内管2上部周向均匀分布2-4个槽形的平衡孔3(通孔)，同心内管2中部周向均匀分布2-4个槽形的吸入口6(通孔)；同心外管1与同心内管2间的环形空间通过密封堵头10密封，密封堵头10与同心外管1通过螺纹连接，密封同心外管1与同心内管2间的环形空间。同心内管2内固定有射流装置。
所述的射流装置包括导液管4、喷嘴7、支撑环5、喉管8和扩散管9，导液管4固装在同心内管2内且位于平衡孔3下方；导液管4与喷嘴7连接，喷嘴7通过开孔的支撑环5与喉管8连接，喉管8与喷嘴7之间的空隙为吸入通道，喉管8与扩散管9相连且固装在同心内管1上。
所述的平衡孔3的总截横面积小于喷嘴7的横截面积。
所述的支撑环5上开有周向均匀分布的2-4个槽形通孔且与同心内管1上的吸入口6相对应。
本发明的工作原理：
本发明在井场安装时，首先将射流装置固装在同心内管2内，即，先将喷嘴7与导液管4相连接，再将其固装在同心内管2内且位于平衡孔3的下方，然后将支撑环5置于同心内管2内并调整支撑环5上的槽形通孔与同心内管2上的吸入口6相对应，在将喉管8与支撑环5相连接，最后将扩散管9与喉管8相连并固装在同心内管1上。其次将同心内管2与同心管柱的内管柱通过螺纹连接。然后将同心外管1与同心管柱的外管柱通过螺纹连接。最后将密封堵头10与同心外管1通过螺纹连接，密封同心外管1与同心内管2间的环形空间。
本发明工作时，井下射流混砂装置随同心管柱一起下入井筒预定位置后，超临界二氧化碳A通过同心管柱达到同心内管2，支撑剂B通过同心管柱到达同心内管2与同心外管1的环形空间并被密封堵头10封装在环形空间内。超临界二氧化碳A在同心内管2内分成两部分，其中较小的流量通过同心内管2的平衡孔3进入同心内管2与同心外管1的环形空间，其余大部分流量经导液管4流向喷嘴7。超临界二氧化碳A经喷嘴7节流后形成高速低压液流，在喷嘴7出口、支承环5的槽型孔、同心内管2上的吸入口6与同心内管2与同心外管1的环形空间的流道两端形成压差，在此压差作用下经支承环5与同心内管2上的吸入口6吸入支撑剂B，流入喉管8并形成混合液C，经扩散管9降速增压后，流入地层。