一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置制造方法及图纸

一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，互相平行设置且均连接在井筒内平行管柱上的平行管Ⅰ和平行管Ⅱ，平行管Ⅰ上部开平衡孔，下部开吸入孔，平行管Ⅱ上部开压力连通管孔，下部开吸入连通管孔；平行管Ⅱ内部安装有压力连通管，压力连通管弯头部分通过压力连通管孔伸出并与平衡孔相连通，吸入孔与吸入连通管孔通过吸入连通管连通，平行管Ⅱ底部设置有密封堵头，平行管Ⅰ内设置有射流装置；本发明专利技术由于采用了射流原理，克服了地面混砂工艺无法控制井下砂浓度的重大缺陷，具有实时控制井下压裂液砂浓度的特点；同时，替代了地面液相二氧化碳与支撑剂的混合需要高压低温的混砂装置，提高了可靠性与经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油天然气工业
，特别涉及一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置。
技术介绍
超临界态二氧化碳压裂工艺作为一种具前景的压裂技术。超临界态是不同于气态与液态的流体形态，超临界二氧化碳具有接近于液体的高密度和接近于气体的低黏度、具有较强的溶解能力和高扩散系数，超临界二氧化碳压裂液是沟通储集层微裂缝、造成裂缝网络的最佳工作液体系之一。液相二氧化碳和石英砂等支撑剂的混合需地面混砂装置，且必须在高压低温的工况条件下进行，因此，给予地面混砂装置提出了极高的要求。同时，现有的地面压裂砂浓度的控制方法为通过地面混砂装置将配比好的一定砂浓度的压裂液经压裂泵车、管柱压入地层；当需要调整砂浓度时，只能通过地面混砂装置将新配比好的具有一定砂浓度的压裂液再次经压裂泵车、管柱输送到地层；因此，砂浓度调整前后需要一定的时间，同时超临界二氧化碳的低黏度特性，导致携砂能力较差，使得无法实时控制到达地层的压裂液的砂浓度。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，具有能够实现井下混砂、实时控制砂浓度的特点。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术解决方案是：一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，包括互相平行设置且均连接在井筒内平行管柱上的平行管Ⅰ1和平行管Ⅱ7，平行管Ⅰ1上部开平衡孔a，下部开吸入孔c，平行管Ⅱ7上部开压力连通管孔b，下部开吸入连通管孔d；平行管Ⅱ7内部安装有压力连通管8，压力连通管8弯头部分通过压力连通管孔b伸出并与平衡孔a相连通，吸入孔c与吸入连通管孔d通过吸入连通管9连通，平行管Ⅱ7底部设置有密封堵头10，平行管Ⅰ1内设置有射流装置。所述的射流装置主要包括导液管2、支撑环3、喷嘴4、喉管5和扩散管6；导液管2固装在平行管Ⅰ1内且位于平衡孔a下方；导液管2与喷嘴4连接，喷嘴4通过开孔的支撑环3与喉管5连接，喉管5与扩散管6相连且固装在平行管Ⅰ1上。所述的支撑环3上开有周向均匀分布的2-4个槽形通孔且与平行管Ⅰ1上的吸入口c相对应。所述的平衡孔a的截横面积小于喷嘴4的横截面积。所述的压力连通管8下部出口的水平位置低于平行管Ⅰ1下部吸入孔c。本专利技术具有以下优点：1、操作简单。井下射流混砂装置与平行管相连接，可随平行管柱一趟起下入井筒。2、简化了设备，提高了可靠性与经济性。地面液相二氧化碳与支撑剂混合时需在高压低温条件下进行，井下射流混砂装置代替了地面混砂装置，彻底改变了地面混砂工艺及装置。3、实现压裂时井下砂浓度实时控制。由于超临界二氧化碳具有低黏度、悬砂能力差的特性，地面调整好的砂浓度在到达地层时将发生改变，本专利技术可通过调节射流工作压力与流量，达到调整井下砂浓度的效果，克服了地面混砂工艺无法控制井下砂浓度的重大缺陷。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。参照图1，一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，包括互相平行设置且均连接在井筒内平行管柱上的平行管Ⅰ1和平行管Ⅱ7，平行管Ⅰ1上部开圆柱形通孔平衡孔a，下部开槽形通孔吸入孔c，平行管Ⅱ7上部开圆柱形通孔压力连通管孔b，下部开槽形通孔吸入连通管孔d；平行管Ⅱ7内部安装有压力连通管8，压力连通管8弯头部分通过压力连通管孔b伸出并与平衡孔a相连通，通过焊接使平行管Ⅰ1、平行管Ⅱ7与压力连通管8固接在一起；吸入孔c与吸入连通管孔d通过吸入连通管9连通，平行管Ⅱ7底部设置有密封堵头10，密封堵头10与平行管Ⅱ7通过螺纹连接，密封平行管Ⅱ7下部，平行管Ⅰ1内设置有射流装置。所述的射流装置主要包括导液管2、支撑环3、喷嘴4、喉管5和扩散管6；导液管2固装在平行管Ⅰ1内且位于平衡孔a下方；导液管2与喷嘴4连接，喷嘴4通过开孔的支撑环3与喉管5连接，喉管5与喷嘴4之间的空隙为吸入通道，喉管5与扩散管6相连且固装在平行管Ⅰ1上。所述的支撑环3上开有周向均匀分布的2-4个槽形通孔且与平行管Ⅰ1上的吸入口c相对应。所述的平衡孔a的截横面积小于喷嘴4的横截面积。所述的压力连通管8下部出口的水平位置低于平行管Ⅰ1下部吸入孔c。本专利技术的工作原理为：本专利技术在井场安装时，首先，将压力连通管8安装在平行管Ⅱ7内部，且弯头部分通过平行管Ⅱ7上部的压力连通管孔b伸出，并与平行管Ⅰ1上部的平衡孔a相连通，通过焊接使平行管Ⅰ1、平行管Ⅱ7与压力连通管8固接在一起。其次，将吸入连通管9左端连通平行管Ⅰ1下部的吸入孔c，右端连通平行管Ⅱ7下部的吸入连通管孔d，通过焊接使平行管Ⅰ1、平行管Ⅱ7与吸入连通管9固接在一起。然后，将射流装置固定在平行管Ⅰ1内，即，先将喷嘴4与导液管2相连接，再将其固装在平行管Ⅰ1内且位于平衡孔a的下方，然后将支撑环3置于平行管Ⅰ1内并调整支撑环3上的槽形通孔与平行管Ⅰ1上的吸入口c相对应，在将喉管5与支撑环3相连接，最后将扩散管6与喉管5相连并固装在平行管Ⅰ1上。最后将密封堵头10与平行管Ⅱ7通过螺纹连接，密封平行管Ⅱ7下部。本专利技术工作时，井下射流混砂装置随平行管柱一起下入井筒预定位置后，超临界二氧化碳A通过平行管柱达到平行管Ⅰ1，支撑剂B通过平行管柱到达平行管Ⅱ7被密封堵头10封装在管柱内。超临界二氧化碳A在平行管Ⅰ1内分成两部分，其中较小的流量通过平行管Ⅰ1的平衡孔a进入压力连通管8并到达平行管Ⅱ7下部，其余大部分流量经导液管2流向喷嘴4。超临界二氧化碳A经喷嘴4节流后形成高速低压液流，在喷嘴4出口、支承环3的槽型孔、平行管Ⅰ1上的吸入口a、平行管Ⅱ7的吸入连通管孔d与平行管Ⅱ7的流道两端形成压差，在此压差作用下吸入支撑剂B，流入喉管5并形成混合液C，经扩散管6降速增压后，流入地层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，其特征在于，包括互相平行设置且均连接在井筒内平行管柱上的平行管Ⅰ(1)和平行管Ⅱ(7)，平行管Ⅰ(1)上部开平衡孔(a)，下部开吸入孔(c)，平行管Ⅱ(7)上部开压力连通管孔(b)，下部开吸入连通管孔(d)；平行管Ⅱ(7)内部安装有压力连通管(8)，压力连通管(8)弯头部分通过压力连通管孔(b)伸出并与平衡孔(a)相连通，吸入孔(c)与吸入连通管孔(d)通过吸入连通管(9)连通，平行管Ⅱ(7)底部设置有密封堵头(10)，平行管Ⅰ(1)内设置有射流装置。

【技术特征摘要】
1.一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，其特征在于，包括互相平行设置且均连接在井筒内平行管柱上的平行管Ⅰ(1)和平行管Ⅱ(7)，平行管Ⅰ(1)上部开平衡孔(a)，下部开吸入孔(c)，平行管Ⅱ(7)上部开压力连通管孔(b)，下部开吸入连通管孔(d)；平行管Ⅱ(7)内部安装有压力连通管(8)，压力连通管(8)弯头部分通过压力连通管孔(b)伸出并与平衡孔(a)相连通，吸入孔(c)与吸入连通管孔(d)通过吸入连通管(9)连通，平行管Ⅱ(7)底部设置有密封堵头(10)，平行管Ⅰ(1)内设置有射流装置。2.根据权利要求1所述的一种平行管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置，其特征在于，所述的射流装置主要包括导液管(2)、支撑环(3)、喷嘴(4)、喉管(5)和扩散管...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建宁，朱端银，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61