[發(fā)明專利]一種切向渦流環(huán)空壓裂井口裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310218799.7
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103277063A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜玉虎;朱宏武;姜金維;楊培建;丁中銘;張學(xué)清;顧邦良
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇宏泰石化機械有限公司
• 主分類號: E21B33/03
• 分類號: E21B33/03;E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油機械，油氣井壓裂開采設(shè)備中的井口裝置。

背景技術(shù)

國內(nèi)外現(xiàn)有用于石油、天然氣和頁巖氣壓裂開采的井口裝置，其油管頭本體內(nèi)：輸入壓裂液和壓裂砂的旁通道，一般都是左右兩條、水平布置；旁通道的中心線與上下主通道的中心線習(xí)慣性的垂直相交；進入井口裝置的壓裂液和壓裂砂，總是直接沖擊位于上下主通道中心處的油管柱，不僅造成重大的壓力損失，增加了能源的消耗和浪費；而且在“千方砂、萬方液”地持續(xù)沖擊和磨損下，油管柱壁會很快變薄、斷裂，產(chǎn)生設(shè)備事故，使壓裂作業(yè)不能正常進行，給油氣田客戶造成重大經(jīng)濟損失。去年，本公司申請的《一種組合密封、分向耐磨的壓裂開采井口裝置》(申請?zhí)枺?01210596464.4)，對壓裂開采井口裝置采取“向下傾斜的旁通道、使之與上下的主通道成銳角交匯，在油管短節(jié)受沖擊的部位堆焊硬質(zhì)合金層”等技術(shù)措施，雖能減少壓裂液和壓裂砂的沖擊力，提高產(chǎn)品的使用壽命，但壓裂液和壓裂砂直接沖擊油管柱的主要問題仍未能得到解決。所以，有進一步研發(fā)的必要。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的問題，本發(fā)明根據(jù)流體力學(xué)和機械設(shè)計原理、結(jié)合現(xiàn)有的金屬表面強化技術(shù)，研制一種結(jié)構(gòu)更合理、使用壽命更長的油氣井壓裂開采井口裝置。

本發(fā)明由油管頭本體、油管短節(jié)、頂絲部件、油管懸掛器、采油樹、密封墊環(huán)、螺栓螺母、平板閥和連接法蘭所組成；其創(chuàng)新之處是：在油管頭本體前后、左右的側(cè)壁上，開有2～4條向內(nèi)、向下傾斜的旁通道，向下傾斜的旁通道均與上下的主通道成銳角交匯，其銳角α在30°～75°之間；2～4條旁通道的中心線和內(nèi)出口，均對應(yīng)的指向油管短節(jié)的外圓與主通道中間粗的內(nèi)壁之間的環(huán)形空間，其旁通道的中心線與主通道中心線的偏心距e值，大于或等于旁通道的半徑與油管短節(jié)的半徑之和。

由于本發(fā)明采用向內(nèi)、向下傾斜的旁通道，并使旁通道的中心線和內(nèi)出口，對應(yīng)的指向油管短節(jié)的外圓與主通道中間粗的內(nèi)壁之間的環(huán)形空間；使得高速進入油管頭本體內(nèi)的壓裂液和壓裂砂，不再直接沖擊位于主通道中心的油管短節(jié)，只能沖擊環(huán)形空間內(nèi)的壓裂液，產(chǎn)生切向渦流，從而使原來油管短節(jié)所受的沖擊摩擦力變成流動摩擦力，大大減輕了摩擦?xí)r的壓力和摩擦速度，使得油管短節(jié)的使用壽命得以提高；沖擊力產(chǎn)生的切向渦流，能推動壓裂液和壓裂砂快速下沉，使得沖擊能量得到有效地利用。另外，本發(fā)明壓裂液和壓裂砂的輸送管道與旁通道、旁通道與主通道內(nèi)的環(huán)形空間都是直線相通，從而避免了壓裂液和壓裂砂對油管頭本體的直接沖刷，加之本發(fā)明在旁通道與主通道的表面、油管短節(jié)的表面，均噴涂或堆焊硬質(zhì)合金保護層，使得壓裂井口裝置的耐磨性能和使用壽命得到進一步提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明有4條向下傾斜旁通道的實施例局部剖視總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明圖1中，油管頭本體A-A處4條向下傾斜旁通道的局部旋轉(zhuǎn)剖視、展開示意圖；

圖3是本發(fā)明2條向下傾斜旁通道的實施例局部剖視總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明圖3中，油管頭本體B-B處2條向下傾斜旁通道的局部旋轉(zhuǎn)剖視、展開示意圖。

附圖中標(biāo)號所示的零部件名稱如下：

1、油管頭本體，1-1、主通道，1-2、旁通道，2、油管短節(jié)，3、頂絲部件，4、油管懸掛器，5、采油樹，6、密封墊環(huán)，7、螺栓螺母，8、平板閥，9、連接法蘭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：