喷砂器的制作方法

本实用新型涉及油田采油设备技术领域，尤其涉及一种喷砂器。

背景技术：

随着油田开采技术的不断发展，双封单卡分段压裂工艺作为一种施工风险低、改造段数多的工艺技术在低压油气藏得到了很好的应用。

双封单卡分段压裂工艺是指，利用上级封隔器和下级封隔器对压裂层段进行封隔，被两级封隔器封隔的压裂层段内设有喷砂器。地面通过压裂泵将高压高速含砂流体泵送至喷砂器，上级封隔器和下级封隔器坐封后，含砂流体通过喷砂器出砂孔喷出。喷出的高压含砂流体使得此段地层产生裂缝通道。裂缝通道便于石油的开采。

然而，现有技术中的喷砂器存在排量小、砂量小的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种喷砂器，可以解决现有的喷砂器排量小、砂量小的问题。

本实用新型提供的喷砂器，包括：

上接头、芯子、本体、导向杆和下接头。

其中，上述上接头和上述下接头分别设置在上述本体相对的两端，上述芯子嵌套于所述上接头的内部，在远离所述上接头的一端与本体靠近上述上接头的一端连接，上述导向杆焊接在上述本体的内部靠近上述下接头的一端；

上述本体的管壁上设置两组通孔，上述两组通孔相对上述本体的中心轴对称，每组通孔中包含至少两个通孔。

可选的，上述每组通孔中包含的至少两个通孔直径大小变化趋势与上述本体的直径的大小变化趋势一致。

可选的，上述每组通孔中包含6个通孔。

可选的，上述的喷砂器，还包括：

导压管；上述导压管设置在上述本体侧壁。

可选的，上述本体的通孔附近设计成缩径台阶。

可选的，芯子设置有割缝。

可选的，上述的喷砂器，还包括：

第一密封圈和第二密封圈；

上述第一密封圈设置于上述上接头与上述本体连接处；

上述第二密封圈设置于上述芯子与上述本体的连接处。

可选的，任一项上述的喷砂器，还包括：

第三密封圈和第四密封圈；

上述第三密封圈设置于上述导向管与上述本体连接处；

上述第四密封圈设置于上述下接头与上述本体连接处。

可选的，上述的喷砂器，还包括：

第一紧定螺钉和第二紧定螺钉；

上述第一紧定螺钉用于上述上接头与上述本体之间的连接；

上述第二紧定螺钉用于上述下接头与上述本体之间的连接。

本实用新型提供的喷砂器，包括：上接头、芯子、本体、导向杆和下接头；其中，上接头和下接头分别设置在本体相对的两端，芯子嵌套于本体的内部靠近上接头的一端，导向杆焊接在本体的内部靠近下接头的一端；本体的管壁上设置两组通孔，两组通孔相对上述本体的中心轴对称，每组通孔中包含至少两个通孔。本实用新型提供的喷砂器通过设置于本体的上述通孔作为出砂孔，避免了高速含砂流体从单一出砂孔喷出后，在喷砂器本体两侧产生剧烈的涡流扰动效应，对本体产生严重的冲蚀磨损的现象，进而，解决了现有的喷砂器排量小、砂量小的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型喷砂器实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型喷砂器实施例一的另一结构示意图；

图3为本实用新型喷砂器实施例一的再一结构示意图；

图4为本实用新型喷砂器实施例一的又一结构示意图。

附图标记说明：

1:上接头； 2:芯子；

210：芯子2的第一部分； 220：芯子2的第二部分；

3：第二密封圈； 4：第一密封圈；

5：第一紧定螺钉； 6：本体；

610：第一缩径台阶； 620：第二缩径台阶；

601：第一通孔； 611：第二通孔；

621：第三通孔； 7：第三密封圈；

8:导向杆；

810：导向杆8的第一部分；

820：导向杆8的第二部分； 9：第四密封圈；

10：下接头； 11：第二紧定螺钉；

12：导压管； 13：中心通道；

60：通孔； 100：焊接区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和/或“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型提供的喷砂器通过在本体上设置两组关于本体中心轴线对称的通孔，并且每组包括至少两个通孔。喷砂器通过设置于本体的上述通孔作为出砂孔，避免了高速含砂流体从单一出砂孔喷出后，在喷砂器本体两侧产生剧烈的涡流扰动效应，对本体产生严重的冲蚀磨损的现象。另外，本实用新型提供的喷砂器的本体，在高速含砂流体的流向上，在通孔附近设计有缩径台阶，有利于喷砂器的居中，减少由于单边贴壁造成高速流体对本体单边产生强烈的冲蚀。减少喷砂器本体受到的冲蚀磨损后，降低了下封隔器由于喷砂器本体磨损造成的失封现象的发生，进而，解决了现有的喷砂器排量小、砂量小的问题。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一

图1为本实用新型喷砂器实施例一的结构示意图。参考图1,本实用新型提供的喷砂器包括：

上接头1、芯子2、本体6、导向杆7和下接头10。

其中，上接头1和下接头10分别设置在本体6相对的两端，芯子2嵌套于本体6的内部靠近上接头1的一端，导向杆7焊接在本体6的内部靠近下接头10的一端。

具体的，喷砂器的本体为管状结构，用于含砂流体的经过。上接头1和下接头10均为环套状结构，并且上接头1和下接头10的内径大于本体6的外径。管状本体6的两端分别套设有上接头1和下接头10，用于喷砂器与其他装置的连接。含砂流体由喷砂器的上接头1流向下接头10，经过本体6时，高速含砂流体由设置在本体6管壁上的通孔60喷出，喷向喷砂器所在处的地层，以使得地层上出现裂缝通道，有利于石油的开采。

可选的，上接头1和下接头10可以分别与本体6的两端通过螺纹连接，以便于拆卸与安装。

可选的，上接头1与本体6通过第一紧定螺钉5固定，用于上接头1与本体6之间连接的紧固。

可选的，下接头10与本体6通过第二紧定螺钉11固定，用于下接头10与本体6之间连接的紧固。

可选的，上接头1与本体6的连接处用第一密封圈4进行密封，具体的，第一密封圈4设置于上接头1内壁与本体6外壁之间，使得流体不会在本体6与上接头1连接处泄露。

可选的，下接头10与本体6的连接处用第四密封圈9进行密封，具体的，第四密封圈9设置于下接头10内壁与本体6外壁之间，使得流体不会在本体6与下接头10连接处泄露。

图2为本实用新型喷砂器实施例一的另一结构示意图。图2中内容是芯子2的结构示意图以及芯子2与本体6的配合部分局部结构示意图。参考图1和图2，芯子2嵌套于本体6的内部靠近上接头1的一端。具体的，芯子2为环状空心壳体。芯子2的外径小于上接头1的内径。

参考图2，芯子2可以分为芯子2的第一部分210和芯子2的第二部分220。

芯子2的第一部分210内径大于本体6的内径，芯子2嵌套于上接头1内部，芯子2的第一部分210远离上接头1的一端与本体6靠近上接头1的一端连接，起到对芯子2轴向固定的作用。高速含砂流体流经芯子2的第一部分210时，由于流体通道通的横截面积减小，所以芯子2的第一部分210用于起节流的作用，进而坐封封隔器。

芯子2的第二部分220内径大于本体6上端台阶的外径，芯子2的第二部分220套设在本体6靠近上接头1的一端。起到对芯子2径向固定的作用。

可选的，芯子2的第二部分220与本体6的连接处用第二密封圈3进行密封，具体的，第二密封圈3设置于芯子2的第二部分220内表面与本体6外表面之间。

可选的，芯子2设置有割缝，起到导压的作用，便于下封隔器的坐封；芯子2设置的割缝还起到防砂的作用，从而保证导压管12畅通。

可选的，本实用新型提供的喷砂器还包括：导压管12；导压管12设置在本体6侧壁内。

作为一种可实施的方式，导压管12在本体6的轴向上贯穿本体6的侧壁，参考图2，导压管12一端开口连接于芯子2的第二部分220的垂向壁部分，进而，由芯子2的割缝传来的流体压差进入导压管12，用于将芯子2节流后的压差导向本体的另一端，用于下一级封隔器的坐封。

可选的，在本体6的侧壁圆周上，可以均匀地设置两条导压管12，用于将芯子2处的压差导向下一级封隔器，使下封隔器坐封。

图3为本实用新型喷砂器实施例一的再一结构示意图。图3中内容是本体6的局部剖面结构示意图。参考图1和图3，本体6的管壁上设置两组通孔60，两组通孔60相对本体6的中心轴对称，每组通孔60中包含至少两个通孔60。本实用新型提供的喷砂器通过多通孔进行喷砂的设置，避免了高速含砂流体从单一出砂孔喷出后，在喷砂器本体两侧产生剧烈的涡流扰动效应，对本体产生严重的冲蚀磨损的现象。

作为一种可实施的方式，参考图1和图3，每组通孔60中包含6个通孔。

具体的，设置在本体6侧壁上的上述通孔60是喷砂器的出砂孔。流入本体6的高速含砂流体在经过出砂孔时，由出砂孔喷出本体6，最终作用于地层，使得地层出现裂缝通道。

可选的，本体6的通孔60附近设计成缩径台阶，有利于喷砂器的居中，减少由于单边贴壁造成高速流体对本体单边产生强烈的冲蚀。减少对喷砂器本体受到的冲蚀磨损后，降低了封隔器由于喷砂器本体磨损造成的失封现象的发生，进而，有利于提高喷砂器排量、砂量。

具体的，作为一种可实施的方式，本体6的中心通道13在高速含砂流体流动的方向上的孔径设置有两处缩径台阶：第一缩径台阶610和第二缩径台阶620。缩径台阶610设置在第二通孔611上端，第二缩径台阶620设置在第三通孔621附近。分别通过第一缩径台阶610和第二缩径台阶620的节流减压后，含砂流体由第二通孔611和第三通孔621喷出喷砂器。

可选的，上述每组通孔中包含的至少两个通孔直径大小变化趋势与上述本体的直径的大小变化趋势一致。具体的，参考图3，随着本体6的中心通道13上设置的第一缩径台阶610和第二缩径台阶620，中心通道13上设置于第一缩径台阶610前的第一通孔601的直径，大于中心通道13上设置于第一缩径台阶610后的第二通孔611的直径；中心通道13上设置于第二缩径台阶620前的第二通孔611的直径，大于中心通道13上设置于第二缩径台阶620后的第三通孔621的直径。也就是说，第一通孔601、第二通孔611以及第三通孔621的直径是依次递减的。

具体的，本实施例中，本体的中心通道13上设置第一缩径台阶610和第二缩径台阶620的具体位置不作限制，第一通孔601、第二通孔611以及第三通孔621的直径大小也不做限制，可以根据实际需要进行设置。

图4为本实用新型喷砂器实施例一的又一结构示意图。图4的内容是导向杆8的结构示意图以及导向杆8与本体6的配合部分局部结构示意图。参考图1和图4，喷砂器的导向杆8焊接于本体6的靠近下接头10的一端。用于导向杆8和本体6的轴向固定以及封堵中心通道13。

具体的，参考图4，导向杆8可以分为导向杆8的第一部分810和导向杆8的第二部分820。

可选的，导向杆8的第一部分810与本体6连接处用第三密封圈7进行密封，具体的，第三密封圈7设置于导向杆8的外表面与本体6内表面之间，用于导向杆8与本体6之间的径向密封。导向杆8的第二部分820用于导向杆8与本体6的轴向固定。

基于以上本实用新型提供的喷砂器的结构，上述喷砂器用于双封单卡分段压裂工艺的流程可以是如下：

本实用新型提供的喷砂器与扩张式封隔器以及水力锚配套使用，通过油管或连续油管携带，将上述喷砂器、封隔器以及水力锚等设备下入压裂井设计位置。

进行压裂前，通过油管或连续油管注入流体。流体经过喷砂器的上接头1流经芯子2时，由于芯子2的缩颈结构使得流体通道的横截面积减小，从而形成节流压降，在管柱内外产生节流压差，使上封隔器坐封。芯子2处形成的节流压差可以通过本体6侧壁内的导压管12传导至下封隔器处，节流压差使得下封隔器坐封。进一步的，水力锚对管柱进行锚定。从而，达到双封单卡的效果，起到隔离目的层的作用。处于上封隔器与下封隔器之间的喷砂器可以对目的层进行压裂。

高速含砂流体通过地面的压裂泵进入喷砂器的中心通道13时，首先在本体6侧壁的两组通孔中的第一通孔601(出砂孔)分流出一定比例的高速含砂流体，对出砂孔两侧的目的层地层进行喷射。剩余的高速流体在依次通过中心通道的第一缩径台阶610和第二缩径台阶620时，将生产一定比例的分流，每级分流出的高速流体最终通过两侧旁通第二通孔611以及第三通孔621再次分散流出。同时，含砂流体经过本体6的出砂口对该目的层地层进行压裂。

高速含砂流体从上述多个出砂孔喷出，降低高速含砂流体在喷砂器本体与套管之间产生剧烈的涡流扰动的可能性，减少对本体产生的冲蚀磨损。喷砂口附近的本体设计成缩径台阶，减少外部涡流对喷砂器本体的冲蚀磨损。

对上述目的层地层的压裂结束后，停泵进而停止高速含砂流体的注入。芯子2起不到节流降压的作用，则管柱内外无压差，上封隔器和下封隔器自动解封。可以通过上提管柱的方式，将喷砂器、封隔器和水力锚等工具移至下一段压裂的目的层，重复上述操作步骤，进行下一段目的层的压裂施工。

本实施例中，喷砂器通过在本体的每组通孔中设置至少两个通孔的方式，降低高速含砂流体在喷砂器本体与套管之间产生剧烈的涡流扰动的可能性，减少对本体产生的冲蚀磨损；以及在本体的中心通道内设置至少两处缩径台阶的方式，有利于喷砂器的居中，减少由于单边贴壁造成高速流体对本体单边产生强烈的冲蚀。减少对本体受到的冲蚀磨损后，降低了封隔器由于本体磨损造成的失封现象的发生，进而，有利于提高喷砂器排量、砂量。从而，解决了常规喷砂器适用排量小、过砂量性能低的问题，常规喷砂器的5m³/min排量和50m³过砂量。本实用新型提供的喷砂器可以提高到8m³/min排量和300m³过砂量的压裂施工要求。配套喷砂器的双封单卡工艺管柱，实现了压裂工艺规模的提高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。