喷砂射孔器的制作方法

本实用新型涉及油气田开发工具领域，特别涉及一种喷砂射孔器。

背景技术：

水力喷射压裂技术是油气田开发中的一种技术，已经在油气田开发中普遍使用。喷砂射孔器是水力喷射压裂技术中一种重要的器材。在使用水力喷射压裂技术对油气田进行压裂时，压裂液从喷砂射孔器中喷出，对油气田的储层进行射孔。

相关技术中，如图1所示，喷砂射孔器分为外筒、滑套、喷嘴和下接头。外筒为管式结构，滑套的外壁与外筒的内壁接触，滑套与外筒接触的位置设置至少一个喷嘴，外筒与下接头连接，并且滑套的内径大于用于进行射孔的密封球的直径，下接头的内径小于密封球的直径。在使用喷砂射孔器对储层进行射孔时，从油气田中的油井的井口或者气井的井口向喷砂射孔器中抛入密封球。密封球会落入喷砂射孔器中，随后向喷砂射孔器中注入压裂液，密封球在压裂液的作用下运动，并带动滑套在外筒中运动，滑套运动之后使得压裂液能够与喷嘴接触，并从喷嘴中喷出，喷出的压裂液可以对储层进行射孔。通常在使用水力喷射压裂技术对油气田进行压裂时，需要对储层的不同位置处进行压裂射孔，因此需要将不同的喷砂射孔器进行连接，用不同的喷砂射孔器在不同的储层位置处进行射孔。如图1所示，第一喷砂射孔器与第二喷砂射孔器之间连接，用于分段射孔。

在相关技术中，第二喷砂射孔器的滑套的内径小于第一喷砂射孔器的滑套的内径。在进行喷砂射孔压裂时，从油气田中的油井的井口或者气井的井口先抛入一个密封球，该密封球通过第一喷砂射孔器进入第二喷砂射孔器中，之后通过第一喷砂射孔器向第二喷砂射孔器中注入压裂液，使得第二喷砂射孔器的喷嘴能够喷出压裂液，进行射孔。之后向第一喷砂射孔器中再抛入一个密封球，再注入压裂液，使得第一喷砂射孔器的喷嘴能够喷出压裂液，进行射孔。由于每次射孔都需要投入一个密封球，并且每次投入的密封球的直径依次增大，这样在油管直径的限制下，可以投入的密封球的个数有限，从而影响了进行射孔的效率。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种喷砂射孔器，可以提高对储层射孔的效率。所述技术方案如下：

一种喷砂射孔器，所述喷砂射孔器包括：连接筒1、至少一个喷嘴2、封闭式滑套3、分裂式滑套4、滑套阻挡装置5，所述封闭式滑套3为套壁不可分裂的滑套，所述分裂式滑套4为套壁可分裂的滑套；

所述连接筒1上沿径向方向设置有至少一个通孔，所述至少一个喷嘴2分别固定在所述至少一个通孔处，所述封闭式滑套3、所述分裂式滑套4和所述滑套阻挡装置5置于所述连接筒1的内腔中，所述封闭式滑套3的第一端靠近所述连接筒的第一端，且所述封闭式滑套3能够遮挡所述至少一个通孔，所述封闭式滑套3的第二端和所述分裂式滑套4的第一端连接，所述分裂式滑套4的第二端和所述滑套阻挡装置5的第一端连接，所述滑套阻挡装置5固定在所述连接筒1的内壁上，且当施加在所述滑套阻挡装置5上的压力大于参考压力时，所述滑套阻挡装置5能够断开与所述连接筒1的连接；

所述连接筒1的第一端和所述连接筒1的第二端用于连接其他喷砂射孔器，所述连接筒1的第一端、所述连接筒1的第二端、所述封闭式滑套3和所述滑套阻挡装置5的内径均大于用于进行射孔的密封球的直径，所述分裂式滑套4 的内径小于所述密封球的直径，所述连接筒1中位于所述滑套阻挡装置5和所述连接筒1的第二端之间的一部分内腔的内径大于所述密封球的直径与所述分裂式滑套4的套壁厚度的2倍之和，所述连接筒1的第二端的内径小于所述滑套阻挡装置5的外径。

可选地，所述滑套阻挡装置5包括剪钉环51和至少两个剪切销钉；

所述剪钉环51的外壁上沿周向设置有凹槽，所述至少两个剪切销钉中每个剪切销钉的第一端固定在所述连接筒1的内壁中，每个剪切销钉的第二端固定在所述凹槽中。

可选地，所述滑套阻挡装置5包括剪钉环51和至少两个螺栓；

所述剪钉环51的外壁上设置有至少两个螺纹孔，所述至少两个螺栓中每个螺栓的第一端固定在所述连接筒1的内壁中，每个螺栓的第二端固定在一个螺纹孔中。

可选地，所述封闭式滑套3中包括第二端的外壁处设置有至少一个外凸台，所述分裂式滑套4包括第一端的内壁处设置有至少一个凹槽，所述分裂式滑套4 和所述封闭式滑套3通过所述至少一个外凸台和所述至少一个凹槽连接。

可选地，所述封闭式滑套3中包括第二端的外壁处沿轴向还设置有至少一个开槽，所述至少一个开槽中每个开槽的开口位于所述封闭式滑套3的第二端，所述至少一个外凸台位于所述封闭式滑套3中包括第二端的外壁中除设置所述至少一个开槽的位置之外的位置处。

可选地，所述喷砂射孔器还包括至少一个封闭式滑套密封圈31、至少一个分裂式滑套密封圈41和至少一个滑套阻挡装置密封圈52；

所述至少一个封闭式滑套密封圈31位于所述封闭式滑套3与所述连接筒1 之间，所述至少一个分裂式滑套密封圈41位于所述分裂式滑套4与所述连接筒 1之间，所述至少一个滑套阻挡装置密封圈52位于所述滑套阻挡装置5与所述连接筒1之间。

可选地，所述喷砂射孔器还包括至少一个喷嘴壳21，所述至少一个喷嘴壳 21中每个喷嘴壳21也固定在一个通孔处，且每个喷嘴壳21包围一个喷嘴，每个喷嘴壳21中设置有一个通孔，每个喷嘴中喷射的流体能够穿过对应的喷嘴壳上设置的通孔。

可选地，所述连接筒1包括外筒11和下接头12；

所述外筒11的第一端用于连接其他喷砂射孔器，所述外筒11的第二端和所述下接头12的第一端连接，所述下接头12的第二端用于连接其他喷砂射孔器，且所述下接头12的第二端的内径小于所述滑套阻挡装置5的外径。

可选地，所述喷砂射孔器还包括外筒密封圈，所述外筒密封圈位于所述外筒11的第二端与所述下接头12的第一端连接位置处。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

当使用本实用新型提供的喷砂射孔器在储层的不同位置进行射孔时，将不同的喷砂射孔器通过连接筒的第一端与连接筒的第二端连接。由于第一个喷砂射孔器的连接筒的第一端、封闭式滑套的内径均大于密封球的直径，因此可以从油井或气井的井口向第一个喷砂射孔器抛入密封球。抛入密封球之后开始向第一个喷砂射孔器中注入压裂液。由于分裂式滑套的内径小于密封球的直径，因此分裂式滑套会阻挡密封球的在连接筒中的运动。当连接筒中的压裂液的压力大于参考压力时，滑套阻挡装置与连接筒分开而开始运动。此时，在压裂液的作用下，密封球带动封闭式滑套、分裂式滑套和滑套阻挡装置运动。当封闭式滑套运动之后不再遮挡至少一个喷嘴时，至少一个喷嘴与压裂液接触，压裂液从至少一个喷嘴中喷出到储层中，进行射孔。在分裂式滑套运动到连接筒中的一部分内腔的内径大于密封球的直径和分裂式滑套的套壁厚度的2倍之和的位置处之后，由于连接筒中的一部分内腔的内径大于密封球的直径和分裂式滑套的套壁厚度的2倍之和，在压裂液的作用下可以使得分裂式滑套分裂，以使密封球穿过分裂式滑套和滑套阻挡装置继续运动。又由于连接筒的第二端的内径大于密封球的直径，因此密封球通过连接筒的第二端进入下一个喷砂射孔器中，下一个喷砂射孔器中的密封球运动方式与第一个喷砂射孔器中密封球的运动方式一样。通过这样的方式，向连接之后的多个喷砂射孔器中抛入一次密封球，便能够使得不同的喷砂射孔器中的压裂液对储层进行射孔，因此可以连接多个喷砂射孔器，从而提高了对储层射孔的效率。

附图说明

图1是相关技术提供的一种喷砂射孔器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种喷砂射孔器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种滑套阻挡装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种分裂式滑套的一个分裂部件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种分裂式滑套的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种喷砂射孔器的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的另一种喷砂射孔器的结构示意图。

附图标记：

1：连接筒；2：至少一个喷嘴；3：封闭式滑套；4：分裂式滑套；5：滑套阻挡装置；11：外筒；12：下接头；21：喷嘴壳；31：封闭式滑套密封圈；41：分裂式滑套密封圈；51：剪钉环；52：滑套阻挡装置密封圈。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图2是本发明实施例提供的一种喷砂射孔器的结构示意图。如图2所示，喷砂射孔器包括：连接筒1、至少一个喷嘴2、封闭式滑套3、分裂式滑套4、滑套阻挡装置5，封闭式滑套3为套壁不可分裂的滑套，分裂式滑套4为套壁可分裂的滑套。

连接筒1上沿径向方向设置有至少一个通孔，至少一个喷嘴2分别固定在至少一个通孔处，封闭式滑套3、分裂式滑套4和滑套阻挡装置5置于连接筒1 的内腔中，封闭式滑套3的第一端靠近连接筒的第一端，且封闭式滑套3能够遮挡至少一个通孔，封闭式滑套3的第二端和分裂式滑套4的第一端连接，分裂式滑套4的第二端和滑套阻挡装置5的第一端连接，滑套阻挡装置5固定在连接筒1的内壁上，且当施加在滑套阻挡装置5上的压力大于参考压力时，滑套阻挡装置5能够断开与连接筒1的连接。

连接筒1的第一端和连接筒1的第二端用于连接其他喷砂射孔器，连接筒1 的第一端、连接筒1的第二端、封闭式滑套3和滑套阻挡装置5的内径均大于用于进行射孔的密封球的直径，分裂式滑套4的内径小于密封球的直径，连接筒1中位于滑套阻挡装置5和连接筒1的第二端之间的一部分内腔的内径大于密封球的直径与分裂式滑套4的套壁厚度的2倍之和，连接筒1的第二端的内径小于滑套阻挡装置5的外径。

当使用本实用新型提供的喷砂射孔器在储层的不同位置进行射孔时，将不同的喷砂射孔器通过连接筒的第一端与连接筒的第二端连接。由于第一个喷砂射孔器的连接筒的第一端、封闭式滑套的内径均大于密封球的直径，因此可以从油井或气井的井口向第一个喷砂射孔器抛入密封球。抛入密封球之后开始向第一个喷砂射孔器中注入压裂液。由于分裂式滑套的内径小于密封球的直径，因此分裂式滑套会阻挡密封球的在连接筒中的运动。当连接筒中的压裂液的压力大于参考压力时，滑套阻挡装置与连接筒分开而开始运动。此时，在压裂液的作用下，密封球带动封闭式滑套、分裂式滑套和滑套阻挡装置运动。当封闭式滑套运动之后不再遮挡至少一个喷嘴时，至少一个喷嘴与压裂液接触，压裂液从至少一个喷嘴中喷出到储层中，进行射孔。在分裂式滑套运动到连接筒中的一部分内腔的内径大于密封球的直径和分裂式滑套的套壁厚度的2倍之和的位置处之后，由于连接筒中的一部分内腔的内径大于密封球的直径和分裂式滑套的套壁厚度的2倍之和，在压裂液的作用下可以使得分裂式滑套分裂，以使密封球穿过分裂式滑套和滑套阻挡装置继续运动。又由于连接筒的第二端的内径大于密封球的直径，因此密封球通过连接筒的第二端进入下一个喷砂射孔器中，下一个喷砂射孔器中的密封球运动方式与第一个喷砂射孔器中密封球的运动方式一样。通过这样的方式，向连接之后的多个喷砂射孔器中抛入一次密封球，便能够使得不同的喷砂射孔器中的压裂液对储层进行射孔，因此可以连接多个喷砂射孔器，从而提高了对储层射孔的效率。

其中，图2中的至少一个喷嘴2分别固定在至少一个通孔处的可以实现方式可以：将至少一个喷嘴焊接在至少一个通孔处。另外，当通孔为螺纹孔时，还可以将至少一个喷嘴通过螺纹连接固定在至少一个通孔处。当然，对于至少一个喷嘴2分别固定在至少一个通孔处的固定方式还可以有其他方式，本实用新型实施例在此不做限定。

另外，至少一个喷嘴2向储层喷出压裂液之后，储层由于喷嘴喷出的压裂液的压力而产生碎屑，为了防止碎屑撞击到至少一个喷嘴2上，使得至少一个喷嘴2可能发生损坏。因此，喷砂射孔器还包括至少一个喷嘴壳21，至少一个喷嘴壳21中每个喷嘴壳也固定在一个通孔处，且每个喷嘴壳包围一个喷嘴，每个喷嘴壳中设置有一个通孔，每个喷嘴中喷射的流体能够穿过对应的喷嘴壳上设置的通孔。其中，至少一个喷嘴壳21中每个喷嘴壳21也固定在一个通孔处的实现方式可以为：将至少一个喷嘴壳21中每个喷嘴壳21焊接在一个通孔处。当然，至少一个喷嘴壳固定在一个通孔处的固定方式也可以有其他方式，本实用新型实施例在此不做限定。

另外，如图3所示，滑套阻挡装置5可以有以下两种实现方式：

(1)剪钉环51的外壁上沿周向设置有凹槽，至少两个剪切销钉中每个剪切销钉的第一端固定在连接筒1的内壁中，每个剪切销钉的第二端固定在凹槽中。

其中，滑套阻挡装置5与连接筒1的内壁接触位置设置有至少两个通孔，并且至少两个通孔的孔心在同一个平面内，至少两个通孔中每个通孔的横截面相同，每个剪切销钉穿过一个通孔之后嵌入在凹槽中。其中，对于滑套阻挡装置5与连接筒1的内壁接触位置设置的至少两个通孔中的任一通孔，该通孔与穿过该通孔的剪切销钉的配合公差小于参考阈值。其中，配合公差是指通孔能够允许穿过该通孔的轴或者销钉等材料的活动范围。另外，剪切销钉可以为圆形，也可以为四方形，还可以为其他形状，本实用新型在此不做限定。其中，滑套阻挡装置5与连接筒1的内壁接触位置设置有至少两个通孔中每一个通孔的形状随着剪切销钉的形状变化而变化。

另外，可以将每个剪切销钉的剪切应力的和作为参考压力，连接筒1中的压裂液的压力要大于每个剪切销钉的剪切应力的和，确保在使用喷砂射孔器时，滑套阻挡装置5能够与连接筒1断开连接，使得滑套阻挡装置5能够被密封球推动，随着密封球的运动而运动。在实际应用中，确定了剪切销钉的数量，便可以确定参考压力，进而可以确定注入到连接筒1中的压裂液的压力。

(2)剪钉环51的外壁上设置有至少两个螺纹孔，至少两个螺栓中每个螺栓的第一端固定在连接筒1的内壁中，每个螺栓的第二端固定在一个螺纹孔中。

其中，滑套阻挡装置5与连接筒1的内壁接触位置设置有至少两个螺纹孔，至少两个螺栓中每个螺栓可以穿过滑套阻挡装置5与连接筒1的内壁接触位置设置有至少两个螺纹孔中一个螺纹孔，之后进入到剪钉环51的外壁上设置的至少两个螺纹孔中的一个螺纹孔中。

另外，可以将每个螺栓的剪切应力的和作为参考压力，连接筒1中的压裂液的压力要大于每个螺栓的剪切应力的和，确保在使用喷砂射孔器时，滑套阻挡装置5能够与连接筒1断开连接，使得滑套阻挡装置5能够被密封球推动，随着密封球的运动而运动。在实际应用中，确定了剪钉环51的外壁上设置的螺纹孔的数量和滑动部位上设置的螺纹孔的数量，以及螺栓的数量，便可以确定参考压力，进而可以确定注入到连接筒1中的压裂液的压力。

另外，封闭式滑套3中包括第二端的外壁处设置有至少一个外凸台，分裂式滑套4包括第一端的内壁处设置有至少一个凹槽，分裂式滑套4和封闭式滑套3通过至少一个外凸台和至少一个凹槽连接。

其中，分裂式滑套4包括至少两个可分裂部件，并且每个可分裂部件中包含至少一个凹槽中的一个凹槽或多个凹槽。图4为分裂式滑套的一个可分裂部件的示意图，这个可分裂部件包含分裂式滑套的第一部位处设置的至少一个凹槽中一个凹槽。

其中，分裂式滑套4可以为两个可分裂部件，可以为三个可分裂的部件组成，还可以为四个可分裂部件，当然还可以为其他个数的可分裂部件，本实用新型实施例在此不做限定。另外，当分裂式换套4为三个可分裂部件时，分裂式滑套也可称为三分滑套。

另外，分裂式滑套4的每个可分裂部件可以是大小相同的部件，也可以为大小不同的部件，本实用新型实施例在此不做限定。图5为分裂式滑套4为三个大小相同的可分裂的部件的俯视图。

另外，分裂式滑套4靠近封闭式滑套3的第一端的内壁处可以设置成一定的斜度。当向喷射射孔器抛入一个密封球之后，密封球与分裂式滑套4设置有斜度的第一端接触，并且设置有斜度的这一端的斜面与密封球相切。可以将设置有一定斜度的第一端的斜面称为密封球密封面。当然，分裂式滑套4靠近封闭式滑套3的一端也可以不设置成一定的斜度，本实用新型实施例在此不做限定。

另外，为了使得封闭式滑套3包括第二端的外壁可以有一定的变形，以有利于分裂式滑套的分开，封闭式滑套3中包括第二端的外壁处沿轴向还可以设置有至少一个开槽，至少一个开槽中每个开槽的开口位于封闭式滑套3的第二端，至少一个外凸台位于封闭式滑套3中包括第二端的外壁中除设置至少一个开槽的位置之外的位置处。其中，当封闭式滑套3中包括第二端的外壁处沿轴向还可以设置有多个开槽时，封闭式滑套3除设置多个开槽的位置之外的位置也可以称为卡爪。

在封闭式滑套3包括第二端的外壁处沿轴向设置有至少一个开槽之后，封闭式滑套3包括第二端的外壁便可以变形。其中，变形主要是指可以将除设置至少开槽的位置之外的位置处可以沿封闭式滑套3的径向撑开，也可以为沿封闭式滑套3的径向收缩。在实际应用中，为了确保封闭式滑套3与分裂式滑套4 能够更好的连接，可以使得封闭式滑套3包括第二端的外壁除设置至少一个开槽的位置之外的位置处呈撑开的状态。

其中，至少一个开槽的开槽形状可以为U形开槽，也可以为四方形开槽，当然，还可以为其他形状的开槽，本实用新型实施例在此不做限定。

另外，为了确保向喷砂射孔器注入压裂液之后，压裂液不会从压裂液中泄漏出去，这样可以保证喷射射孔器中压裂液的压力不会因为压裂液的泄漏而减小。喷砂射孔器还可以包括至少一个封闭式滑套密封圈31、至少一个分裂式滑套密封圈41和至少一个滑套阻挡装置密封圈52。至少一个封闭式滑套密封圈 31位于封闭式滑套3与连接筒1之间，至少一个分裂式滑套密封圈41位于分裂式滑套4与连接筒1之间，至少一个滑套阻挡装置密封圈52位于滑套阻挡装置 5与连接筒1之间。

其中，至少一个封闭式滑套密封圈31可以为O型密封圈，也可以为V型密封圈，当然，还可以为其他类型的密封圈，本实用新型实施例在此不做限定。另外，至少一个分裂式滑套密封圈41的种类和至少一个滑套阻挡装置密封圈52 的种类参考至少一个封闭式滑套密封圈的种类，在此不再赘述。

另外，在实际应用中，为了便于拆卸喷砂射孔器，连接筒1可以包括外筒 11和下接头12。外筒11的第一端用于连接其他喷砂射孔器，外筒11的第二端和下接头12的第一端连接，下接头12的第二端用于连接其他喷砂射孔器，且下接头12的第二端的内径小于滑套阻挡装置5的外径。

其中，由于下接头12的第二端的内径小于滑套阻挡装置5的外径，因此，下接头12可以阻挡滑套阻挡装置5的运动。在下接头12阻挡滑套阻挡装置5 的位置处可以设置有限位台。其中，限位台的形状随着滑套阻挡装置5中的剪钉环的第二端面的形状变化而变化，第二端面是滑套阻挡装置5与限位台接触的端面。例如，剪钉环的第二端面为平齐的端面，限位台是平齐的。剪钉环的第二端面为靠近外壁的位置具有一定的斜度，限位台可以设置成与第二端面相同的斜度。在实际应用中，为了减小滑套阻挡装置5对限位台的冲击，减小下接头的磨损，可以将限位台可以是具有一定斜度的，相应的剪钉环51的第二端面也会是和限位台相同的斜度的。

另外，外筒11和下接头12的连接可以为螺纹连接，也可以为焊接，还可以为其他连接，本实用新型实施例在此不做限定。

另外，当连接筒1包括外筒11和下接头12时，为了防止喷射射孔器中的压裂液从外筒1和下接头12的连接处泄漏，从而可能导致喷射射孔器中的压裂液的压力减小，影响到喷嘴喷出的压裂液的压力，最终影响对储层的射孔效果。喷砂射孔器还可以包括外筒密封圈，外筒密封圈位于外筒11的第二端与下接头 12的第一端连接位置处。

其中，外筒密封圈可以为O型密封圈，也可以为V型密封圈。当然，还可以为其他类型的密封圈，本实用新型实施例在此不做限定。

当使用本实用新型提供的喷砂射孔器在储层的不同位置进行射孔时，将不同的喷砂射孔器通过连接筒的第一端与连接筒的第二端连接。由于第一个喷砂射孔器的连接筒的第一端、封闭式滑套的内径均大于密封球的直径，因此可以从油井或气井的井口向第一个喷砂射孔器抛入密封球，如图6所示，图6为向第一个喷砂射孔器抛入密封球的示意图。抛入密封球之后开始向第一个喷砂射孔器中注入压裂液。由于分裂式滑套的内径小于密封球的直径，因此分裂式滑套会阻挡密封球的在连接筒中的运动。当连接筒中的压裂液的压力大于参考压力时，滑套阻挡装置与连接筒分开而开始运动。此时，在压裂液的作用下，密封球带动封闭式滑套、分裂式滑套和滑套阻挡装置运动。当封闭式滑套运动之后不再遮挡至少一个喷嘴时，至少一个喷嘴与压裂液接触，压裂液从至少一个喷嘴中喷出到储层中，进行射孔。在分裂式滑套运动到连接筒中的一部分内腔的内径大于密封球的直径和分裂式滑套的套壁厚度的2倍之和的位置处之后，由于连接筒中的一部分内腔的内径大于密封球的直径和分裂式滑套的套壁厚度的2倍之和，在压裂液的作用下可以使得分裂式滑套分裂，以使密封球穿过分裂式滑套和滑套阻挡装置继续运动。又由于连接筒的第二端的内径大于密封球的直径，因此密封球通过连接筒的第二端进入下一个喷砂射孔器中，如图7所示，图7为密封球穿过第一个喷砂射孔器之后第一个喷砂射孔器的示意图。下一个喷砂射孔器中的密封球运动方式与第一个喷砂射孔器中密封球的运动方式一样。通过这样的方式，向连接之后的多个喷砂射孔器中抛入一次密封球，便能够使得不同的喷砂射孔器中的压裂液对储层进行射孔，因此可以连接多个喷砂射孔器，从而提高了对储层射孔的效率。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。