其他外界部件。连接轴60的第二端部部分伸出第二外筒20，且设置外螺纹64，用于连接其他外界部件。
[0034]本实施方式中，第一密封圈50、第二密封圈51、第三密封圈52和第四密封圈53的数量均是2组。在其他实施方式中，可根据实际应用需要增加或减少密封圈的数量。
[0035]连接轴60的内壁设限位台阶63。当剪力钉40断裂时，密封套30沿第一外筒10内壁滑动，直至密封套30抵接于限位台阶63停止滑动。在其他实施方式中，可不设置限位台阶63，密封套30滑落时露出喷砂口 11即可。
[0036]综合参见图1和图2，连接轴60的第一端部的外壁表面抵接收容于第二外筒20的内壁，且连接轴60的第一端部的外壁表面开设沿轴向方向延伸的连接槽64。当剪力钉40断裂时，密封套30沿第一外筒10内壁滑动，连接槽64连通环形空腔61与喷砂口 11。值得注意的是，当连接轴60的第一端部的套合端面与第二外筒20之间不能无缝连接而存在空隙。环形空腔61经连接槽64和该空隙与喷砂口 11连通。另外，其他各个螺纹连接处也存在空隙，只有在设置各个密封圈的情况下，才能保证环形空腔61的密封性。
[0037]连接槽64的数量为2，且对称设置。喷砂口 11的数量为4，且周向均匀设置。连接轴60上设置连接槽64，是为了适当节流，减小环形空腔61内的气体用量，尽量减少浪费气体。在其他实施方式中，连接轴60可不设置连接槽64，而仅设置环形空腔61直接经空隙连通到喷砂口 11。
[0038]采用在第二外筒20中部的内壁表面开设第一环形槽(图中未标示)，在连接轴60中部的外壁表面开设第二环形槽(图中未标示)，第一环形槽和第二环形槽对应设置的结构，构成环形空腔61。
[0039]综合参见图1和图3，为了方便对环形空腔61进行充放气。该喷砂器100还设置了进气阀组件70和丝堵80 (见图4)。
[0040]进气阀组件70用于对环形空腔61充气。进气阀组件70设于环形空腔61的第一端部，外界气源经进气阀组件70为环形空腔61注入高压气体。高压气体的压力高于地层压力破裂压力lOMPa以上。
[0041]本实施方式中，进气阀组件70包括进气轴71、进气螺母72、弹簧73和第六密封圈74。进气轴71连接第二外筒20和环形空腔61，弹簧73套设于连接轴60外。进气轴71和弹簧73均盖于进气螺母72内，第六密封圈74夹持于进气螺母74与第二外筒20之间。进气阀组件70用于在充气完毕后紧固密封该环形空腔61。
[0042]综合参见图1和图4，丝堵80用于对环形空腔61排气。丝堵80和第五密封圈81设于环形空腔61的第二端部，第五密封圈81套设于丝堵80上，第二外筒20上开设第一连接口，丝堵80匹配固定于第一连接口。
[0043]再次参见图1，为了利于将剪力钉40安装固定于密封套30上，密封套30的第一端部外周开设环形卡槽(图中未标示)，第一外筒10的第一端部贯穿开设第二连接口，剪力钉40经第二连接口连接于环形卡槽。当剪力钉40的承受压强大于压强阈值断裂时，密封套30沿第一外筒10内壁滑动至连接轴60的内，环形空腔61与喷砂口 11连通，高压气体与外界压裂液经喷砂口 11喷出。在其他实施方式中，密封套30上可开设一个或多个接口，以连接剪力钉40。
[0044]在本发明实施例提供的喷砂器100中，在实施压裂作业以前，先打开丝堵80，排空环形空腔61内的其他杂质气体。然后通过进气阀组件70往环形空腔61内注入高压气体。继而将喷砂器100连接其他外界组件作为整体开始投入作业。先投入外界钢球适配堵接于倒锥形面31上，而后外界的压裂泵车向密封套30的管柱内泵入压裂液。由于外界钢球的阻碍，压裂液无法下行。随着压裂液对密封套30的压力增大，剪力钉40逐渐无法承受该压力而断裂，此时，密封套30沿第一外筒10内壁滑落至连接轴60内，露出喷砂口 11，使得环形空腔61经连接槽64与喷砂口 11连通。高压气体与外界压裂液经喷砂口 11喷出而进入地层，近井地带的岩石及钻井污染带在高压气体和压裂液的作用下产生微裂缝
[0045]综上，本发明实施例提供的喷砂器100，通过设置高压储能的环形空腔61，提高了压裂作用力，可更高效率地在近井地带的岩石及钻井污染带上产生微裂缝，利于降低外部压裂施工的压力，提高压裂油气层的工作效率。
[0046]以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种喷砂器,其特征在于,所述喷砂器包括第一外筒、第二外筒、密封套、剪力钉、连接轴、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈； 所述第一外筒的第一端部侧面贯穿开设喷砂口，且所述第一外筒的第二端部与所述第二外筒的第一端部经第一螺纹同轴向对接； 所述密封套抵接收容于所述第一外筒内；所述密封套的第一端部和所述第一外筒的第一端部经所述剪力钉固定；所述密封套的第二端部抵接收容于所述连接轴内；所述第一密封圈匹配套设于所述密封套的第一端部的外周，所述第一密封圈夹持于所述密封套的第一端部的外壁与所述第一外筒的第一端部的内壁之间；所述第二密封圈匹配套设于所述密封套的中部的外周，所述第二密封圈夹持于所述密封套的外壁与所述第二外筒的第一端部的内壁之间；所述第三密封圈匹配套设于所述密封套的第二端部的外周，所述第三密封圈夹持于所述密封套的外壁与所述连接轴的第一端部的内壁之间； 所述连接轴收容于所述第二外筒内，且所述连接轴的外壁与所述第二外筒的中部的内壁之间设环形空腔，所述环形空腔内存储高压气体；所述连接轴的第一端部与所述第二外筒的第一端部套合，所述连接轴的第二端部与所述第二外筒的第二端部经第二螺纹连接；所述第四密封圈匹配套设于所述连接轴的第二端部的外周，且所述第四密封圈夹持于所述连接轴的第二端部的外壁和所述第二外筒的第二端部的内壁之间；所述第二螺纹相对靠近所述环形空腔，所述第四密封圈相对远离所述环形空腔； 所述剪力钉的承受压强大于压强阈值断裂时，所述密封套沿所述第一外筒内壁滑动至所述连接轴内，所述环形空腔与所述喷砂口连通，所述高压气体与外界压裂液经所述喷砂口喷出。2.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述剪力钉固定所述密封套的第一端部和所述第一外筒的第一端部时，所述第一密封圈、所述剪力钉、所述喷砂口、所述第一螺纹、所述第二密封圈、所述连接轴的第一端部与所述第二外筒的第一端部的套合点、及所述第三密封圈沿所述轴向依次排列。3.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述第一密封圈、所述第二密封圈、所述第三密封圈和所述第四密封圈的数量均是2组。4.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述第二外筒中部的内壁表面开设第一环形槽，所述连接轴中部的外壁表面开设第二环形槽，所述第一环形槽和所述第二环形槽对应设置构成所述环形空腔。5.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述连接轴的第一端部的外壁表面开设沿所述轴向方向延伸的连接槽；当所述剪力钉断裂时，所述密封套沿所述第一外筒内壁滑动，所述连接槽连通所述环形空腔与所述喷砂口。6.如权利要求5所述的喷砂器，其特征在于，所述连接槽的数量为2，且对称设置；所述喷砂口的数量为4，且周向均匀设置。7.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述喷砂器还包括进气阀组件，所述进气阀组件设于所述环形空腔的第一端部，外界气源经所述进气阀组件为所述环形空腔注入高压气体。8.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述喷砂器还包括丝堵和第五密封圈；所述丝堵和所述第五密封圈设于所述环形空腔的第二端部，所述第五密封圈套设于所述丝堵上，所述第二外筒上开设第一连接口，所述丝堵匹配固定于所述第一连接口。9.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述连接轴的内壁设限位台阶；当所述剪力钉断裂时，所述密封套沿所述第一外筒内壁滑动，直至所述密封套抵接于所述限位台阶停止滑动。10.如权利要求1所述的喷砂器，其特征在于，所述密封套的第一端部外周开设环形卡槽，所述第一外筒的第一端部贯穿开设第二连接口，所述剪力钉经所述第二连接口连接于所述环形卡槽。
【专利摘要】本发明公开了一种喷砂器，属于石油开采领域，包括第一外筒、第二外筒、密封套、剪力钉、连接轴、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈。第一外筒的第一端部侧面贯穿开设喷砂口，且第一外筒的第二端部与第二外筒的第一端部经第一螺纹同轴向对接；连接轴收容于第二外筒内，且连接轴的外壁与第二外筒的中部的内壁之间设环形空腔，环形空腔内存储高压气体；剪力钉的承受压强大于压强阈值断裂时，环形空腔与喷砂口连通，高压气体与外界压裂液经喷砂口喷出。该喷砂器通过设置高压储能的环形空腔，提高了压裂作用力，可更高效率地在近井地带的岩石及钻井污染带上产生微裂缝，利于降低外部压裂施工的压力，提高压裂油气层的工作效率。
【IPC分类】E21B43/26
【公开号】CN105317416
【申请号】CN201410374175
【发明人】余东合, 马昌庆, 胡伟俐
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年7月31日