CN110118077B - 一种完井作业用射孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种完井作业用射孔装置，包括壳体及喷嘴组件，所述喷嘴组件的一端设于所述壳体内，另一端伸出所述壳体，所述喷嘴组件包括多个依次套设的喷射软管，以及设于喷射软管喷射端的组合喷头，所述组合喷头包括与喷射软管一一对应连接的多个分体块，相邻所述喷射软管通过设于分体块之间的剪钉限位；相邻所述喷射软管之间设有在内侧管伸出至外侧管末端时与外侧管限位配合的限位组件。本发明具有增加储层泄油面积、结构简单，且操作方便等优点。

Description

一种完井作业用射孔装置

技术领域

本发明涉及井下完井工具领域，尤其涉及一种完井作业用射孔装置。

背景技术

在石油开采中，打通油流通道是一项重要工艺。现有的打通油流通道的方式为采用聚能弹射孔，采用该射孔方式对储层产生的压实带污染无法克服，且大幅降低了储层有效渗透率，对原油生产极为不利。为解决上述技术问题，现有的方式是采用高压水射流射孔的方式，其能产生一定长度的孔道。但孔道沟通范围仍远远不够，其喷射破岩效果有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种增加储层泄油面积、结构简单、且操作方便的完井作业用射孔装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种完井作业用射孔装置，包括壳体及喷嘴组件，所述喷嘴组件的一端设于所述壳体内，另一端伸出所述壳体，所述喷嘴组件包括多个依次套设的喷射软管，以及设于喷射软管喷射端的组合喷头，所述组合喷头包括与喷射软管一一对应连接的多个分体块，相邻所述喷射软管通过设于分体块之间的剪钉限位；相邻所述喷射软管之间设有在内侧管伸出至外侧管末端时与外侧管限位配合的限位组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

限位外侧喷射软管的剪钉的强度小于限位内侧喷射软管的剪钉的强度。

限位同一喷射软管的剪钉至少为两个，多个剪钉沿喷射软管的周向均匀设置。

所述限位组件包括设于喷射软管前端外侧的限位环，以及设于喷射软管末端内侧的配合环，所述内侧管伸出至外侧管末端时，所述限位环与配合环限位配合。

所述组合喷头上设有与喷射软管内腔连通的主射流通道及分射流通道；位于最外侧喷射软管内的各喷射软管均设有过流通孔，所述喷射软管内腔通过过流通孔与分射流通道连通。

所述过流通孔的总过流面积大于所述主射流通道及分射流通道的总过流面积。

所述分射流通道为多个，各所述分射流通道的中心线相交，所述主射流通道的中心线与所述分射流通道的相交点相交。

所述壳体上设有供喷射软管穿过的贯穿通孔，所述贯穿通孔与喷射软管之间设有用于保证壳体内腔密封的密封座，最外侧所述喷射软管的一端设有与所述密封座限位配合的限位部。

所述密封座与喷射软管之间设有第一密封圈、密封环及压紧环，所述第一密封圈及密封环套设于最外侧的所述喷射软管上，并通过螺接于密封座上的压紧环调节密封位置；所述密封座与贯穿通孔之间设有第二密封圈。

所述壳体包括上接头、下接头及连接外壳，所述连接外壳的两端分别与上接头及下接头螺纹连接，所述连接外壳与上接头及下接头之间设有第三密封圈。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的喷嘴组件包括多个依次套设的喷射软管，喷射软管在水力牵引作用下逐级伸出钻入储层实施造孔，其大大加长了造孔深度，从而大大延伸了沟通储层范围，达到了增加储层泄油面积、增产的目的。喷射软管喷射端的组合喷头包括多个分体块，多个分体块与喷射软管一一对应连接，相邻喷射软管通过设于分体块之间的剪钉限位，剪钉在对应的两喷射软管相对运动时剪断，使得喷射软管可逐级伸出，其操作方便、射孔效率高，且分体块及剪钉组合的形式结构简单紧凑、占用空间小。同时，相邻喷射软管之间设有限位组件，其使得内侧管伸出至外侧管末端时可与外侧管限位配合，保证了喷射软管逐级可靠的伸出。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A部的放大示意图。

图3是图1的B部的放大示意图。

图4是本发明喷头的主视图。

图5是本发明喷头的主剖视图。

图6是本发明喷头的俯视图。

图7是本发明初级剪钉位置的剖视图。

图8是本发明次级剪钉位置的剖视图。

图9是本发明外层管完全伸出时的结构示意图。

图10是本发明中层管完全伸出时的结构示意图。

图11是本发明内层管完全伸出时的结构示意图。

图中各标号表示：

1、壳体；11、贯穿通孔；12、上接头；13、下接头；14、连接外壳；15、第三密封圈；2、喷嘴组件；21、喷射软管；211、过流通孔；212、限位部；22、组合喷头；221、分体块；222、主射流通道；223、分射流通道；3、剪钉；31、初级剪钉；32、次级剪钉；33、剪钉孔；4、限位组件；41、限位环；42、配合环；5、密封座；6、第一密封圈；7、密封环；8、压紧环；9、第二密封圈。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1至图8示出了完井作业用射孔装置的实施例中，完井作业用射孔装置主要用于石油碳酸盐岩储层完井增产领域。完井作业用射孔装置包括壳体1及喷嘴组件2，喷嘴组件2的一端设于壳体1内；喷嘴组件2的另一端伸出壳体1，以对岩石进行喷射造孔。

本实施例中，喷嘴组件2包括喷射软管21及组合喷头22。其中，喷射软管21为多个，多个喷射软管21依次套设，喷射软管21在水力牵引作用下逐级伸出钻入储层实施造孔，其大大加长了造孔深度，从而大大延伸了沟通储层范围，达到了增加储层泄油面积、增产的目的。组合喷头22设于喷射软管21的喷射端，组合喷头22包括多个分体块221，多个分体块221与喷射软管21一一对应连接，且相邻喷射软管21通过设于分体块221之间的剪钉3限位，剪钉3在对应的两喷射软管21相对运动时剪断，使得喷射软管21可逐级伸出，其操作方便、射孔效率高，且分体块221及剪钉3组合的形式结构简单紧凑、占用空间小。同时，相邻喷射软管21之间设有限位组件4，其使得位于内侧的喷射软管21伸出至位于外侧的喷射软管21末端时可与外侧喷射软管21限位配合，保证了喷射软管21逐级可靠的伸出。

本实施例中，限位外侧喷射软管21的剪钉3的强度小于限位内侧喷射软管21的剪钉3的强度。其使得位于外侧的喷射软管21在射孔时先剪断产生相对移动，保证了喷射软管21的逐级伸出。

如图1至图3所示，本实施例的喷射软管21为三个，三个喷射软管21分别为依次套设的内层管、中层管及外层管；分体块221设置为三个，三个分体块221分别与对应的喷射软管21螺纹连接。在其他实施例中，可根据喷射行程要求设置为两个、四个等，分体块221相应设置为两个、四个等。如图6至图8所示，本实施例的内层管与中层管通过分体块221之间的初级剪钉31限位，中层管与外层管通过分体块221之间的次级剪钉32限位。初级剪钉31的强度小于次级剪钉32的强度，从而使得外层管伸出到位后，中层管及内层管逐级伸出。

进一步的，限位同一喷射软管21的剪钉3为两个，两个剪钉3对称布置于喷射软管21的两侧。在其他实施例中，剪钉3的数量只要能否保证喷射软管21的连接强度及剪断强度要求即可，剪钉3也可设置为三个、四个等，多个剪钉3沿喷射软管21的周向均匀设置。

如图2及图3所示，限位组件4包括限位环41及配合环42。限位环41设于喷射软管21的前端外侧，配合环42设于喷射软管21的末端内侧，当位于内侧的喷射软管21伸出至位于外侧的喷射软管21的末端时，限位环41与配合环42限位配合。其结构简单、操作方便。

如图5所示，本实施例的组合喷头22上设有主射流通道222及分射流通道223。主射流通道222及分射流通道223与喷射软管21的内腔连通。位于最外侧喷射软管21内的各喷射软管21均设有过流通孔211，喷射软管21的内腔通过过流通孔211与分射流通道223连通。本实施例中，过流通孔211的总过流面积大于主射流通道222及分射流通道223的总过流面积，使得组合喷头22处形成节流压差，牵引喷射软管21的伸出。

进一步的，分射流通道223设置为四个。四个分射流通道223沿喷射软管21的周向均匀布置，且各分射流通道223的中心线相交，主射流通道222的中心线与分射流通道223的相交点相交。在其他实施例中，分射流通道223的数量可根据射孔流量要求进行调整，如设置为三个、五个。

本实施例中，组合喷头22上设有供剪钉3穿过的剪钉孔33。沿喷射软管21的周向，剪钉孔33与分射流通道223错开布置。本实施例中，组合喷头22为圆球式组合喷头，在其他实施例中，可设置为方形、圆柱形等。

如图2所示，壳体1上设有供喷射软管21穿过的贯穿通孔11。贯穿通孔11与喷射软管21之间设有密封座5，密封座5螺接于贯穿通孔11内，其保证了壳体1内腔的有效密封。最外侧喷射软管21的一端设有限位部212，使得最外侧的喷射软管21移动至极限位置时与密封座5限位配合。本实施例中，贯穿通孔11为斜孔，斜孔朝向射孔方向布置。

进一步的，密封座5与喷射软管21之间设有第一密封圈6、密封环7及压紧环8。其中，第一密封圈6及密封环7套设于最外侧的喷射软管21上，可实现密封座5与喷射软管21之间的双重密封；压紧环8螺接于密封座5内，第一密封圈6及密封环7通过压紧环8压紧密封，同时，调节压紧环8的螺接深度可调整第一密封圈6及密封环7的密封位置，压紧环8的设置进一步提高了密封效果。密封座5与贯穿通孔11之间设有第二密封圈9，以保证密封座5与贯穿通孔11之间的有效密封。

进一步的，壳体1包括上接头12、下接头13及连接外壳14。其中，上接头12及下接头13分别与完井管柱连接，壳体1可随完井管柱下入至预定储层，同时，壳体1上的贯穿通孔11为预制孔，使得壳体1下入后即可进行射孔作业，避免了需从井口下入喷射工具、需在壳体1上另外打孔操作繁琐的问题，其操作简单、效率高，且适用性强。连接外壳14的两端分别与上接头12及下接头13螺纹连接。连接外壳14与上接头12及下接头13之间第三密封圈15，以保证壳体1内腔的有效密封隔离。

如图9至图11所示，本实施例中，以喷射软管21为三组为例，完井作业用射孔装置的施工作业过程为：(1)射孔装置随完井管柱下入井内，完井作业中，完井管柱内投球封堵完井管柱内腔，管内继续泵注酸液流体，管内压力升高，在水力压差的作用下，酸液流体经喷射软管21喷射端的组合喷头22喷出，在酸液腐蚀及水力喷射复合作用下实现岩石造孔。同时，组合喷头22的过流面积变小形成节流压差，在水力牵引作用下喷射软管21从壳体1伸出，直到最外侧的喷射软管21的前端到达密封座5处限位，完成第一级喷射软管21的完全释放。(2)管内提高一定排量继续泵注，节流压力到达一定值后初级剪钉31剪断，喷射软管21的内层管、中层管继续向外延伸，当中层管前端的限位环41与外层管末端的配合环42限位时，第二级喷射软管21完全释放。(3)管内继续提高排量，节流压力继续升高到一定压力时，次级剪钉32剪断，内层管继续向外延伸，当内层管前端的限位环41与中层管末端的配合环42限位时，第三级喷射软管21完全释放。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种完井作业用射孔装置，包括壳体及喷嘴组件，所述喷嘴组件的一端设于所述壳体内，另一端伸出所述壳体，其特征在于，所述喷嘴组件包括多个依次套设的喷射软管，以及设于喷射软管喷射端的组合喷头，所述组合喷头包括与喷射软管一一对应连接的多个分体块，相邻所述喷射软管通过设于分体块之间的剪钉限位；相邻所述喷射软管之间设有在内侧管伸出至外侧管末端时与外侧管限位配合的限位组件。

2.根据权利要求1所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，限位外侧喷射软管的剪钉的强度小于限位内侧喷射软管的剪钉的强度。

3.根据权利要求2所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，限位同一喷射软管的剪钉至少为两个，多个剪钉沿喷射软管的周向均匀设置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述限位组件包括设于喷射软管前端外侧的限位环，以及设于喷射软管末端内侧的配合环，所述内侧管伸出至外侧管末端时，所述限位环与配合环限位配合。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述组合喷头上设有与喷射软管内腔连通的主射流通道及分射流通道；位于最外侧喷射软管内的各喷射软管均设有过流通孔，所述喷射软管内腔通过过流通孔与分射流通道连通。

6.根据权利要求5所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述过流通孔的总过流面积大于所述主射流通道及分射流通道的总过流面积。

7.根据权利要求5所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述分射流通道为多个，各所述分射流通道的中心线相交，所述主射流通道的中心线与所述分射流通道的相交点相交。

8.根据权利要求1至3中任意一项所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述壳体上设有供喷射软管穿过的贯穿通孔，所述贯穿通孔与喷射软管之间设有用于保证壳体内腔密封的密封座，最外侧所述喷射软管的一端设有与所述密封座限位配合的限位部。

9.根据权利要求8所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述密封座与喷射软管之间设有第一密封圈、密封环及压紧环，所述第一密封圈及密封环套设于最外侧的所述喷射软管上，并通过螺接于密封座上的压紧环调节密封位置；所述密封座与贯穿通孔之间设有第二密封圈。

10.根据权利要求1至3中任意一项所述的完井作业用射孔装置，其特征在于，所述壳体包括上接头、下接头及连接外壳，所述连接外壳的两端分别与上接头及下接头螺纹连接，所述连接外壳与上接头及下接头之间设有第三密封圈。

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