脉冲水平井体积压裂装置和水平井体积压裂方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油气田开采技术领域，是一种脉冲水平井体积压裂装置和水平井体积压裂方法，前者包括连续油管，在连续油管的水平段上依次连接有连接器、马达头总成、扶正器、能够生成高压流体的脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋；后者包括步骤如下：（1）下钻并确定射孔位置。本发明专利技术结构合理而紧凑，使用方便，通过这样的设置，能够快速拆装，能够降低施工成本，通过脉冲工具能够生成脉冲流体，脉冲流体通过喷嘴能够在体积压裂过程中提高射孔效率，增强射孔孔眼内微裂缝的产生，也能实现射孔孔眼内增能，地层快速起裂，降低施工压力，解决地层破裂压力较高时传统体积压裂改造工艺对目的层段实施改造的方法比较局限的问题。

【技术实现步骤摘要】
脉冲水平井体积压裂装置和水平井体积压裂方法
本专利技术涉及油气田开采
，是一种脉冲水平井体积压裂装置和水平井体积压裂方法。
技术介绍
随着连续油管井下作业技术的推广及普及应用，越来越多的连续油管被应用于油气田井下作业现场，然而伴随着该作业技术的广泛应用，流体稳定流动状态下的工艺参数越来越难以满足现场精细化作业的需求，其中，地面泵入流体压能的利用率不高是重要原因之一，增加井底水力能量或提高其利用率，对提高作业效率及效果重要意义。目前产生井底流体脉冲压力的主要方式是利用特殊的结构在井底实现流体的通阻变化或周期性振动，但其不能充分解决井底水力能量匹配不合理的问题，连续油管在水平井体积压裂作业过程中常遇到地层破裂压力高导致的无法压开地层。由于连续油管强度、套管抗内压强度、井口装置承压等级、大排量环空压裂过程沿程摩阻高、施工设备限制等影响因素，一旦地层破裂压力较高，传统体积压裂改造方法都比较局限，同时喷射器定位不准确，也不能使脉冲流体通过喷射器射入目标地层，导致压裂效果不理想。
技术实现思路
本专利技术提供了一种脉冲水平井体积压裂装置和水平井体积压裂方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决井底水力能量匹配不合理、喷射器定位不准确以及传统体积压裂改方法比较局限的问题。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种脉冲水平井体积压裂装置，包括连续油管，在连续油管的水平段上依次连接有连接器、马达头总成、扶正器、能够生成高压流体的脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋，所述的连接器、马达头总成、扶正器、脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋之间的连接方式均为丝扣连接，喷射器外侧沿圆周间隔均布有若干个喷嘴。下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进：上述脉冲工具可包括上接头、外筒和内芯，外筒呈下上向设置的圆套状，外筒右部内侧设有限位环台，外筒左部内侧固定安装有左端位于外筒左方的上接头，扶正器的右部外侧螺接于上接头内侧，喷射器左部内侧螺接于外筒右部外侧，对应限位环台与上接头之间位置的外筒内侧设有内芯，内芯内设有高压脉冲生成流道，高压脉冲生成流道包括射流生成流道、出水腔、出水孔、下环形通道、下出水通道、上环形通道、上出水通道、下反馈通道、下通道、上通道和上反馈通道，内芯左部内侧设有射流生成流道，射流生成通道呈“Y”形，对应射流生成流道右方位置的内芯右部内侧设有呈圆形且中心轴线为前后向的出水腔，内芯右部前侧和后侧均设有与出水腔中部前侧和后侧相连通的出水孔，每个出水孔均与外筒右部内侧相连通，对应射流生成通道与出水腔之间位置的内芯中部内侧上下间隔设有上通道和下通道，对应下通道与出水腔之间位置的内芯下部内侧设有下环形通道，下环形通道的中心轴线呈前后向，下环形通道下部右侧与出水腔下部左侧通过下出水通道相连通，下环形通道上部左侧与射流生成通道下部右端通过下通道相连通，对应下通道下方位置的内芯下部设有下反馈通道，下环形通道下部左侧与射流生成通道中部下侧通过下反馈通道相连通；对应下环形通道左方上侧位置的内芯上部内侧设有上环形通道，上环形通道的中心轴线呈前后向，上环形通道上部右侧与出水腔上部左侧通过上出水通道相连通，上环形通道下部左侧与射流生成通道上部右端通过上通道相连通，对应上通道上方位置的内芯上部设有上反馈通道，上环形通道上部左侧与射流生成通道中部上侧通过上反馈通道相连通。上述射流生成流道可包括由左至右依次连通的收缩通道、导流通道、喷射通道和射流通道，对应上接头出口位置的内芯左部内侧设有与其相连通且呈左大右小的锥形的收缩通道，收缩通道右端设有与其相连通的导流通道，导流通道右端设有与其相连通的喷射通道，喷射通道中部下侧和上侧分别设有下反馈出口和上反馈出口，下反馈通道通过下反馈出口与喷射通道连通，上反馈通道通过上反馈出口与喷射通道连通，喷射通道右端设有与其相连通的且呈左小右大的锥形的射流通道，射流通道下部右端为下射流进口，射流通道上部右端为上射流进口。上述下通道可包括由左至右依次连通在一起的下水平段和下倾斜段，下环形通道下部左侧和上部左侧分别设有下反馈进口和下射流出口，下水平段左端与下射流进口相连通，下倾斜段右端与下射流出口相连通，下倾斜段呈左低右高状倾斜且其内壁右侧与下环形通道内壁的上部左侧对应位置相切，下反馈进口与下反馈出口通过下反馈通道相连通；上通道包括由左至右依次连通在一起的上水平段和上倾斜段，上环形通道下部左侧和上部左侧分别设有上射流出口和上反馈进口，上水平段左端与上射流进口相连通，上倾斜段右端与上射流出口相连通，上倾斜段呈左高右低状倾斜且其内壁右侧与上环形通道内壁的下部左侧对应位置相切，上反馈进口与上反馈出口通过上反馈通道相连通。上述收缩通道、导流通道、喷射通道、射流通道、下环形通道、下出水通道、上环形通道、上出水通道、下反馈通道、下水平段、下倾斜段、上水平段、上倾斜段和上反馈通道在垂直于流体流速方向上的截面均可为矩形。上述内芯可包括结构相同且对称布置的前内芯和后内芯，前内芯后侧中央和后内芯前侧中央分别设有结构相同的前高压脉冲生成流道和后高压脉冲生成流道，前高压脉冲生成流道和后高压脉冲生成流道形成高压脉冲生成流道。上述脉冲工具还可包括连接螺栓，对应射流生成通道、下通道、下环形通道、下出水通道、出水腔、上出水通道、上环形通道和上通道之间位置的前内芯中部和后内芯中部分别形成前分流劈和后分流劈，前分流劈后侧上下间隔设有两个前后贯通的前连接螺孔，对应每个前连接孔位置的后分流劈前侧均设有前后贯通的后连接螺孔，每个前连接螺孔内均设有后端位于对应位置后连接螺孔内的连接螺栓，前内芯和后内芯通过连接螺栓固定安装在一起。上述对应限位环台外侧位置的外筒右部可固定有呈上大下小的圆台，圆台外侧设有连接螺纹，喷射器左部内侧螺接于圆台外侧。本专利技术的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述脉冲水平井体积压裂装置的水平井体积压裂方法，包括步骤如下：（1）下钻并确定射孔位置：通过地面设备下入连续油管和脉冲水平井体积压裂装置至指定射孔深度位置以下井段，根据定位器的信号指示和地面计数显示深度，上提连续油管至射孔点；（2）脉冲辅助射孔：向连续油管内泵注射孔液体，缓慢调整排量大小，泵注液体量与连续油管内容积相等时，开始加砂射孔；携砂液经连续油管、连接器、马达头总成和扶正器流入脉冲工具时，形成脉冲流体，脉冲流体以液体冲击波形式进入喷射器后，进一步形成高压脉冲流体通过喷嘴冲击携砂液射流，开始冲蚀套管内壁，直至射穿套管、水泥环和地层；（3）脉冲辅助压开产层：继续保持连续油管内液体泵注，从套管环空进行泵注压裂液，缓慢调整环空、管内排量，环空液体进入射孔孔眼；同时管内液体经过脉冲工具进行脉冲增能，增能后的液体通过喷嘴以高压脉冲波形式传递进入射孔孔眼；当射孔孔眼内部岩石表面单位面积所受到的压力超过其屈服压力极限时，岩石开始破裂；（4）脉冲辅助压裂：继续向环空泵注携砂液体和管内泵注压裂液体，携砂液体进入射孔孔眼内部，从连续油管内部泵注的压裂液体经过脉冲工具和喷射工具喷嘴后，形成高压脉冲冲击射流；冲击射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲水平井体积压裂装置，包括连续油管，其特征在于在连续油管的水平段上依次连接有连接器、马达头总成、扶正器、能够生成高压流体的脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋，所述的连接器、马达头总成、扶正器、脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋之间的连接方式均为丝扣连接，喷射器外侧沿圆周间隔均布有若干个喷嘴。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲水平井体积压裂装置，包括连续油管，其特征在于在连续油管的水平段上依次连接有连接器、马达头总成、扶正器、能够生成高压流体的脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋，所述的连接器、马达头总成、扶正器、脉冲工具、喷射器、定位器和引鞋之间的连接方式均为丝扣连接，喷射器外侧沿圆周间隔均布有若干个喷嘴。


2.根据权利要求1所述的脉冲水平井体积压裂装置，其特征在于脉冲工具包括上接头、外筒和内芯，外筒呈下上向设置的圆套状，外筒右部内侧设有限位环台，外筒左部内侧固定安装有左端位于外筒左方的上接头，扶正器的右部外侧螺接于上接头内侧，喷射器左部内侧螺接于外筒右部外侧，对应限位环台与上接头之间位置的外筒内侧设有内芯，内芯内设有高压脉冲生成流道，高压脉冲生成流道包括射流生成流道、出水腔、出水孔、下环形通道、下出水通道、上环形通道、上出水通道、下反馈通道、下通道、上通道和上反馈通道，内芯左部内侧设有射流生成流道，射流生成通道呈“Y”形，对应射流生成流道右方位置的内芯右部内侧设有呈圆形且中心轴线为前后向的出水腔，内芯右部前侧和后侧均设有与出水腔中部前侧和后侧相连通的出水孔，每个出水孔均与外筒右部内侧相连通，对应射流生成通道与出水腔之间位置的内芯中部内侧上下间隔设有上通道和下通道，对应下通道与出水腔之间位置的内芯下部内侧设有下环形通道，下环形通道的中心轴线呈前后向，下环形通道下部右侧与出水腔下部左侧通过下出水通道相连通，下环形通道上部左侧与射流生成通道下部右端通过下通道相连通，对应下通道下方位置的内芯下部设有下反馈通道，下环形通道下部左侧与射流生成通道中部下侧通过下反馈通道相连通；对应下环形通道左方上侧位置的内芯上部内侧设有上环形通道，上环形通道的中心轴线呈前后向，上环形通道上部右侧与出水腔上部左侧通过上出水通道相连通，上环形通道下部左侧与射流生成通道上部右端通过上通道相连通，对应上通道上方位置的内芯上部设有上反馈通道，上环形通道上部左侧与射流生成通道中部上侧通过上反馈通道相连通。


3.根据权利要求2所述的脉冲水平井体积压裂装置，其特征在于射流生成流道包括由左至右依次连通的收缩通道、导流通道、喷射通道和射流通道，对应上接头出口位置的内芯左部内侧设有与其相连通且呈左大右小的锥形的收缩通道，收缩通道右端设有与其相连通的导流通道，导流通道右端设有与其相连通的喷射通道，喷射通道中部下侧和上侧分别设有下反馈出口和上反馈出口，下反馈通道通过下反馈出口与喷射通道连通，上反馈通道通过上反馈出口与喷射通道连通，喷射通道右端设有与其相连通的且呈左小右大的锥形的射流通道，射流通道下部右端为下射流进口，射流通道上部右端为上射流进口。


4.根据权利要求3所述的脉冲水平井体积压裂装置，其特征在于下通道包括由左至右依次连通在一起的下水平段和下倾斜段，下环形通道下部左侧和上部左侧分别设有下反馈进口和下射流出口，下水平段左端与下射流进口相连通，下倾斜段右端与下射流出口相连通，下倾斜段呈左低右高状倾斜且其内壁右侧与下环形通道内壁的上部左侧对应位置相切，下反馈进口与下反馈出口通过下反馈通道相连通；上通道包括由左至右依次连通在一起的上水平段和上倾斜段，上环形通道下部左侧和上部左侧分别设有上射流出口和上反馈进口，上水平段左端与上射流进口相连通，上倾斜段右端与上射...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾白布·阿不力米提，郭新维，刘洪雷，白华明，陈波，王肖伟，吴月忠，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，新疆石油管理局有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11