设置有上下贯通的活塞上腔进油通道4131和活塞上腔出油通道4132，活塞上腔进油通道4131的上部设置有阻尼进油阀4133，活塞上腔出油通道4132的下部设置有出油阀4134ο
[0031 ]进一步，如图2a、图2b、图2c、图3所示，外筒结构2包括与上接头1的下部密封连接的上密封接头21，外筒结构2还包括与管体结构30的上部密封连接的下密封接头22，上密封接头21和下密封接头22之间密封连接有活塞外筒23，活塞外筒23内侧上部设有第一台阶部231，第一台阶部231、活塞413的上端面与活塞外筒23的侧壁之间构成活塞上腔(图中未示出)；活塞外筒23内侧位于第一台阶部231下方还设置有第二台阶部232，活塞413的下端面、第二台阶部232与活塞外筒23的侧壁之间构成活塞行程腔24，使用前活塞行程腔24处于最大行程状态，并且活塞行程腔24内注满纯净液压油液。
[0032]在本实施方式中，活塞单元41充分利用液压阻尼作用原理，在阻尼进油阀4133内设置一内径远远小于活塞上腔进油通道4131内径的阻尼微孔进行进油节流，控制活塞单元41的下行速度，使得即使活塞单元41受到的向下的作用力很大，也必须在活塞上腔进油通道4131下方的活塞行程腔24内的油液通过小孔径的阻尼进油阀4133进入活塞上腔的情况下，实现活塞单元41的缓慢下移，活塞单元41同时推动齿条43缓慢移动，最终转化为偏心射孔单元32的缓慢转动，从而保证了水力喷砂射孔有足够的套管开窗时间，保证射孔的成功率。
[0033]进一步，如图2a、图2b、图2c、图3所示，下密封接头22外壁上部设置有第一连接螺纹221，活塞外筒23的内侧底部设置有与第一连接螺纹221匹配的第二连接螺纹233，下密封接头22的上端面位于活塞外筒23的内侧，下活塞杆412外侧套设有复位弹簧45，复位弹簧45的上端抵靠于活塞413的底部端面，复位弹簧45的下端抵靠于下密封接头22的上端面。当一次喷砂射孔结束时，活塞单元41受到的向下的作用力逐渐减小，活塞413的底端受到复位弹簧45向上的弹力作用，活塞413带动活塞单元41向上运动，此时，活塞上腔出油通道4132的下部的出油阀4134开启，出油阀4134为孔道直径较大的单向阀，活塞上腔内的油液能够通过出油阀4134快速流向活塞行程腔24内，实现活塞单元41的快速复位。
[0034]进一步，如图2a、图2b、图2c、图3所示，活塞单元41内部的动力液通孔42包括设置于上活塞杆411内部的上杆通孔421和设置于下活塞杆412内部的下杆通孔422，下杆通孔422的底端封闭(在本实施方式中，下杆通孔422的底端通过螺堵进行封闭)，下活塞杆412的侧壁底部设有与下杆通孔422连通的下杆侧孔423，下杆侧孔423的外端与管体结构30的内部连通。射孔动力液通过上杆通孔421、下杆通孔422、下杆侧孔423进入管体结构30的内部，再通过偏心射孔单元32内部设置的射流液通道321，自偏心射孔喷嘴322以高压射流状态射出，实现套管开窗及对套管外侧水泥环、地层深穿射孔。
[0035]进一步，如图2a所示，管体结构30的侧壁上设置有能供齿条43轴向移动的齿条滑槽34，避免齿条43径向移动，提高了动力传动的稳定性。
[0036]本发明提供的喷砂射孔器100使用时，首先将上接头1与油管下端连接，通过油管传输下入井内设计的施工层位，并用管柱锚定器锚定(现有技术，不再赘述)；油管上端与地面栗注系统(现有技术，如水泥车、泥浆栗、压裂栗组等)连通。当地面栗注系统开栗后，射孔动力液以设定的栗压(为满足射孔动力需求，射孔动力液的压强较高)及排量通过油管作用到喷砂射孔器100上端，活塞单元41受到射孔动力液向下的作用力，向下运动，如前所述，由于活塞413内部的阻尼进油阀4133的作用，活塞单元41向下运动速度缓慢，跟随活塞单元41缓慢轴向移动的齿条43带动偏心射孔单元32缓慢转动;射孔动力液推动活塞单元41轴向运动的同时，通过活塞单元41内部的动力液通孔42 (自上而下依次通过上杆通孔421、下杆通孔422、下杆侧孔423)进入管体结构30的内部，再通过偏心射孔单元32内部设置的射流液通道321，自偏心射孔喷嘴322以高压射流状态射出，由于射孔的同时偏心射孔单元32缓慢转动，偏心射孔喷嘴322圆周运动进行旋转式切割，实现套管开窗及对套管外侧水泥环、地层深穿射孔。射孔结束后，地面栗注系统停栗，活塞单元41受到向下的作用力逐渐减小，此时在复位弹簧45向上的弹力作用下活塞单元41向上运动，在出油阀4134作用下，活塞上腔内的油液能够通过出油阀4134快速流向活塞行程腔24内，实现活塞单元41的快速复位，至此一次射孔施工完成。
[0037]由上所述，本发明提供的喷砂射孔器，利用偏心射孔喷嘴的旋转，有效增大射孔切割孔径;通过使用阻尼结构的活塞单元带动齿条推动偏心射孔单元上的齿轮慢速旋转，保证切割射孔时间充足，并且由于射孔孔径增大，射孔动力液自偏心射孔喷嘴喷出射孔后随偏心射孔喷嘴旋转，射孔后沿原路径返回的回流液不会对射孔动力液进行冲击减弱，射孔动力液损失能量较小，更有利于深穿透射及扩孔，从而实现加深穿透射孔的目地。
[0038]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种喷砂射孔器，包括顶部设置的内部中空的上接头，其特征在于:所述上接头下部密封连接有外筒结构，所述外筒结构底部密封连接有内部中空的射孔枪结构;所述射孔枪结构包括与所述外筒结构连接的管体结构和偏心射孔单元，所述管体结构的侧壁上设置有径向贯通相对侧壁的透孔，所述透孔中能转动地密封连接有偏心射孔单元，所述外筒结构内部设置有能驱动所述偏心射孔单元转动的动力传输结构。2.如权利要求1所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述动力传输结构包括所述外筒结构内部密封套设的能轴向移动的活塞单元，所述活塞单元内部设有上下贯通的动力液通孔，所述活塞单元的顶部自由端穿过所述上接头至所述上接头的顶部外侧，所述活塞单元的底端穿设于所述管体结构的内侧上部，所述活塞单元底端连接有设置于所述管体结构内部、且能通过轴向移动驱动所述偏心射孔单元转动的齿条。3.如权利要求2所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述偏心射孔单元的旋转中心轴与所述管体结构的中心轴呈空间垂直相交，所述偏心射孔单元的外壁上设有固定的齿轮结构，所述齿轮结构与所述齿条啮合连接。4.如权利要求3所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述偏心射孔单元内部设置有能与所述动力液通孔连通的射流液通道，所述偏心射孔单元的内部与所述偏心射孔单元的旋转中心轴平行的设置有偏心射孔喷嘴，所述偏心射孔喷嘴的一端通过所述透孔与所述管体结构的外侧连通，所述偏心射孔喷嘴的另一端与所述射流液通道的一端连通，所述偏心射孔单元上还开设有所述射流液通道的射流入口。5.如权利要求2所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述活塞单元包括自上而下设置的上活塞杆和下活塞杆，所述上活塞杆和所述下活塞杆通过密封套设于所述上活塞杆和所述下活塞杆外侧的活塞连接，所述活塞的侧壁内部设置有上下贯通的活塞上腔进油通道和活塞上腔出油通道，所述活塞上腔进油通道的上部设置有阻尼进油阀，所述活塞上腔出油通道的下部设置有出油阀。6.如权利要求5所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述外筒结构包括与所述上接头的下部密封连接的上密封接头，所述外筒结构还包括与所述管体结构的上部密封连接的下密封接头，所述上密封接头和所述下密封接头之间密封连接有活塞外筒，所述活塞外筒内侧上部设有第一台阶部，所述第一台阶部、所述活塞的上端面与所述活塞外筒的侧壁之间构成活塞上腔;所述活塞外筒内侧位于所述第一台阶部下方还设置有第二台阶部，所述活塞的下端面、所述第二台阶部与所述活塞外筒的侧壁之间构成活塞行程腔。7.如权利要求6所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述下密封接头外壁上部设置有第一连接螺纹，所述活塞外筒的内侧底部设置有与所述第一连接螺纹匹配的第二连接螺纹，所述下密封接头的上端面位于所述活塞外筒的内侧，所述下活塞杆外侧套设有复位弹簧，所述复位弹簧的上端抵靠于所述活塞的底部端面，所述复位弹簧的下端抵靠于所述下密封接头的上端面。8.如权利要求5所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述动力液通孔包括设置于所述上活塞杆内部的上杆通孔和设置于所述下活塞杆内部的下杆通孔，所述下杆通孔底部封闭，所述下活塞杆的侧壁底部设有与所述下杆通孔连通的下杆侧孔，所述下杆侧孔的外端与所述管体结构的内部连通。9.如权利要求2所述的喷砂射孔器，其特征在于:所述管体结构的侧壁上设置有能供所述齿条轴向移动的齿条滑槽。
【专利摘要】本发明为一种喷砂射孔器，包括顶部设置的内部中空的上接头，上接头下部密封连接有外筒结构，外筒结构底部密封连接有内部中空的射孔枪结构；射孔枪结构包括与外筒结构连接的管体结构和偏心射孔单元，管体结构的侧壁上设置有径向贯通相对侧壁的透孔，透孔中能转动地密封连接有偏心射孔单元，外筒结构内部设置有能驱动所述偏心射孔单元转动的动力传输结构。该喷砂射孔器克服现有技术中存在的固定射孔孔径小、穿透深度有限的问题，射孔过程中偏心射孔单元的旋转有效增大射孔切割孔径，减小射孔动力液的能量损失，有效增大射孔深度。
【IPC分类】E21B43/114
【公开号】CN105484709
【申请号】CN201510962543
【发明人】胡胜勇, 王文涛, 王显荣, 梁兴, 孙军, 靳建光, 李阳, 徐岩松, 吴建华
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月21日