一种井下水力喷射管柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种井下水力喷射管柱，包括从上到下顺次连接的油管柱、喷射装置、单流阀、筛管和丝堵，喷射装置包括至少一组串接的喷射组件，每组喷射组件包括用于向油管柱内注入高压气体的井下混气压裂阀和喷枪。本实用新型专利技术通过井下混气压裂阀将高压气体注入油管柱内，并与压裂液混合，通过高压气体辅助压裂液进行压裂作业，混合有高压气体的压裂液经喷枪喷射至相应地层，高压气体先于压裂液占据微裂隙和高渗层，阻止压裂液沿高渗地带滤失，降低压裂液的滤失量，返排过程中，地层中的高压气体泄压后体积膨胀推动压裂液排出，且高压气体与压裂液混合，流体密度低，使得垂直管流中液柱对地层的回压较小，便于压裂液自喷返排。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油天然气开采
，特别涉及一种井下水力喷射管柱。
技术介绍
随着油田勘探开发工作的不断深入发展，低渗透、非常规油气藏的储量越来越多，储量有效动用及开发的难度不断加大，储层改造技术不断面临新的挑战。油田生产中，常通过地层压裂工艺提高地层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。目前常通过压裂管柱，向井下泵入高压压裂液，进行水力喷砂射孔以提高地层的渗透能力，即通过向地层泵注携砂压裂液，对地层压裂造缝，施工后压裂液返排，留下支撑剂支撑裂缝。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:使用现有压裂管柱进行水力喷砂射孔作业中，压裂液快速向地层微裂隙和高渗层渗透，压裂液滤失量较大，且压裂液不易返排，需要其他辅助手段，操作复杂，返排周期较长。
技术实现思路
为了解决现有技术压裂液滤失量较大，且压裂液不易返排的问题，本技术实施例提供了一种井下水力喷射管柱。所述技术方案如下:一种井下水力喷射管柱，所述井下水力喷射管柱包括从上到下顺次连接的油管柱、喷射装置、单流阀、筛管和丝堵，所述油管柱、所述喷射装置、所述单流阀、所述筛管和所述丝堵均位于油井的套管内部，所述喷射装置包括至少一组串接的喷射组件，每组喷射组件包括用于向油管柱内注入高压气体的井下混气压裂阀和喷枪，所述井下混气压裂阀和所述喷枪从上到下顺次连接。作为优选，所述井下混气压裂阀包括:阀体、下接头、限位环、阀芯、第一弹簧、充气阀、第一密封组件及第二密封组件，所述阀体沿轴向设有通孔，所述下接头固定在所述阀体下端外部，所述限位环设置在所述阀体下端内部，且所述限位环与所述阀体固定连接，所述阀芯设置在所述阀体内部，所述阀芯与所述阀体同轴，所述阀芯沿轴向设有通孔，所述阀体上端内部设有第一内凸台，所述阀芯可相对所述阀体轴向做直线运动，所述阀芯通过所述第一内凸台及所述限位环轴向限位，所述第一弹簧设置在所述阀芯与所述阀体之间，所述阀芯通过所述第一弹簧复位，所述阀芯外壁与所述阀体内壁之间形成气室，所述阀体下端内部设有第二内凸台，所述第二内凸台将所述气室分隔为上气室和下气室，所述第二内凸台上设有进气平衡孔，通过所述进气平衡孔连通所述上气室和所述下气室，所述阀体的侧壁上设有安装孔，所述充气阀设置在所述安装孔内，所述充气阀为单向阀，且所述充气阀与所述气室连通，所述第一密封组件设置在所述阀芯与所述阀体之间，且所述第一密封组件位于所述气室及所述充气阀上方，所述阀芯的下端设有外凸台，所述第二密封组件设置在所述外凸台上，且所述第二密封组件位于所述阀体与所述阀芯之间，所述阀体的下端内壁设有微型气道，压裂过程中，所述高压气体由所述气室经所述微型气道进入所述阀芯内部，当所述阀芯与所述限位环接触时，所述第二密封组件位于所述微型气道及所述限位环之间。作为优选，所述充气阀包括充气阀座、阀杆及第二弹簧，所述充气阀座内部设有空腔，且所述充气阀座的一端设有充气孔，所述充气阀座的另一端设有进气孔，且所述充气孔与所述空腔连通，所述进气孔与所述空腔连通，所述阀杆包括杆部和头部，所述头部的尺寸大于所述杆部的尺寸，所述头部设置在所述空腔内，所述头部封堵在所述充气孔上，所述头部与所述空腔内壁配合形成面密封，所述杆部经所述进气孔伸出所述充气阀座，所述阀杆可相对所述充气阀座轴向运动，所述第二弹簧套在所述杆部外部，且所述第二弹簧位于所述头部与所述充气阀座之间，所述第二弹簧的外形尺寸大于所述进气孔的尺寸且小于所述头部的尺寸，所述头部通过所述第二弹簧封堵在所述充气孔上。进一步地，所述空腔设置所述充气孔的一侧内壁为圆弧形，且所述阀杆的所述头部为与所述空腔内壁相配的圆弧形。作为优选，所述第一弹簧设置在所述外凸台与所述第二内凸台之间，所述第一弹簧通过所述第二内凸台限位。作为优选，所述第一密封组件、所述第二密封组件均为O型密封圈，所述阀芯上端外部设有第一密封槽，所述第一密封组件安装在所述第一密封槽内，所述外凸台上设有第二密封槽，所述第二密封组件安装在所述第二密封槽内。进一步地，所述阀体的中部内侧设有凹槽，所述凹槽与所述阀芯外壁形成所述气室，所述安装孔设置在所述凹槽的上方，所述第一密封组件设置在所述安装孔上方。进一步地，所述井下混气压裂阀还包括第三密封组件，所述第三密封组件设置在所述下接头与所述阀体之间，所述阀体下端外部设有第三密封槽，所述第三密封组件设置在所述第三密封槽内。作为优选，所述第三密封组件为O型密封圈。作为优选，所述高压气体为高压氮气。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本技术通过井下混气压裂阀将高压气体注入油管柱内，并与压裂液混合，通过高压气体辅助压裂液进行压裂作业，混合有高压气体的压裂液经喷枪喷射至相应地层，高压气体先于压裂液占据微裂隙和高渗层，阻止压裂液沿高渗地带滤失，降低压裂液的滤失量，返排过程中，地层中的高压气体泄压后体积膨胀推动压裂液排出，且高压气体与压裂液混合，流体密度低，使得垂直管流中液柱对地层的回压较小，便于压裂液自喷返排，缩短压裂液返排周期。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的井下水力喷射管柱的结构示意图；图2是本技术实施例提供的井下混气压裂阀的结构示意图；图3是本技术实施例提供的阀体的结构示意图；图4是图3的A-A剖视图；图5是本技术实施例提供的充气阀与阀体的安装结构示意图。其中:1井下混气压裂阀，2 喷枪，3油管短节，4油管柱，5 套管，6单流阀，7 筛管，8 丝堵，9 地层，10阀体，11第一内凸台，12第二内凸台，13进气平衡孔，14微型气道，15安装孔，20阀芯，21外凸台，30充气阀，31充气阀座，311内腔，312充气孔，313进气孔，32阀杆，321杆部，322头部，33第二弹簧，40第一密封组件，50第二密封组件，60下接头，70第三密封组件，80限位环，90 第一弹簧，B气室，BI上气室，B2下气室。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，本技术实施例提供一种井下水力喷射管柱，所述井下水力喷射管柱包括从上到下顺次连接的油管柱4、喷射装置、单流阀6、筛管7和丝堵8，所述油管柱4、所述喷射装置、所述单流阀6、所述筛管7和所述丝堵8均位于油井的套管5内部，所述喷射装置包括至少一组串接的喷射组件，每组喷射组件包括用于向油管柱4内注入高压气体的井下混气压裂阀I和喷枪2，所述井下混气压裂阀I和所述喷枪2从上到下顺次连接。其中，喷射组件可以设置多组，每两组喷射组件之间可以直接串接，也可以通过油管短节3串接，本实施例中，设置三组喷射组件，每组喷射组件对应一层需要改造的地层9，工作时，三层地层9可同时进行喷射改造；本技术通过井下混气压裂阀I将高压气体注入油管柱4内，并与压裂液混合，通过高压气体辅助压裂液进行压裂作业，混合有高压气体的压裂液经喷枪2喷当前第1页1 2&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下水力喷射管柱，其特征在于，所述井下水力喷射管柱包括从上到下顺次连接的油管柱、喷射装置、单流阀、筛管和丝堵，所述油管柱、所述喷射装置、所述单流阀、所述筛管和所述丝堵均位于油井的套管内部，所述喷射装置包括至少一组串接的喷射组件，每组喷射组件包括用于向油管柱内注入高压气体的井下混气压裂阀和喷枪，所述井下混气压裂阀和所述喷枪从上到下顺次连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马昌庆，余东合，余曦，黄华，王涛，李占省，王一婷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11