[發明專利]一種液壓傳動水力噴射無限級壓裂裝置

有效

• 申請號: 202010093023.7
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111206911B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 李敬彬;李歡;黃中偉;張廣清;李根生;田守嶒;劉鑫
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/114;E21B33/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓嫚嫚;趙燕力

本發明為一種液壓傳動水力噴射無限級壓裂裝置，包括至少兩級順序連接的水力噴射壓裂噴槍結構；各水力噴射壓裂噴槍結構包括噴槍本體，噴槍本體的側壁上部連通設置噴嘴，噴槍本體內套設變徑滑套；噴槍本體內設置液缸筒腔，液缸筒腔內穿設液壓活塞，液壓活塞的頂端設置第一環體，液缸筒腔的上部滑動套設復徑短節套；第一環體的底面與液缸筒腔的底部之間構成排油腔，排油腔的底部設置出油孔，復徑短節套的頂面與所述液缸筒腔的頂部之間構成進油腔，進油腔的頂部設置進油孔，下一級的出油孔與相鄰上一級的進油孔通過液壓管線連通。該裝置結構簡單，無須機械封隔，能定點起裂，集射孔、壓裂、隔離一體化，一趟管柱作業可實現多級壓裂。

技術領域

本發明涉及油氣田壓裂技術領域，尤其涉及一種液壓傳動水力噴射無限級壓裂裝置。

背景技術

作為重要的能源資源，石油和天然氣不僅在日常生活中扮演著重要角色，更為我國國防建設提供了強有力的保障。國民經濟的飛速發展，給我國石油和天然氣行業提出了更高的要求，根據《中國油氣產業發展分析與展望報告藍皮書(2018—2019)》，2018年中國原油加工量和石油表觀消費量雙破6億噸，石油對外依存度逼近70％，天然氣消費繼續保持強勁增長。面臨如此嚴峻的形勢，繼續加大力度提高石油天然氣產量，保證我國經濟穩步增長顯得迫在眉睫。水力壓裂作為一種重要的油氣田增產措施，在老井改造、頁巖氣、頁巖油、煤層氣、致密油氣等非常規石油天然氣開發領域顯的更加重要。

水力壓裂技術是老井改造和高效開發非常規油氣并維持其經濟開采的必要手段。其中水力噴射分段壓裂技術集水力噴砂射孔、壓裂、隔離一體化，無需機械封隔即可實現一趟管柱定點壓裂多個層段，為解決篩管/襯管完井、套變井、固井質量較差等難以實現常規封隔分段壓裂的問題提供了一種可行的技術手段，并可節約新井射孔成本，是目前國內外油氣井增產改造研究的熱點之一。但受限于滑套尺寸，該技術壓裂級數有限，無法滿足大規模壓裂作業需求。

為解決水力噴射多級壓裂技術存在壓裂級數有限的問題，有效加快采油，降低綜合遞減率，進一步增強開發水平，得到更多油氣開采量，本發明人根據多年從事水力壓裂施工的實踐和壓裂工具研發的經驗，提出了本發明的一種液壓傳動水力噴射無限級壓裂裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種液壓傳動水力噴射無限級壓裂裝置，克服現有技術中存在的壓裂級數有限的問題，該裝置結構簡單，無須機械封隔，能定點起裂，集射孔、壓裂、隔離一體化，一趟管柱作業可實現多級壓裂。

本發明的目的是這樣實現的，一種液壓傳動水力噴射無限級壓裂裝置，包括至少兩級順序連接的水力噴射壓裂噴槍結構；各水力噴射壓裂噴槍結構包括中空的噴槍本體，所述噴槍本體的側壁上部連通設置噴嘴，所述噴槍本體內能固定且能滑動地套設中空的變徑滑套，所述變徑滑套能封閉噴嘴的入口且能向下滑動露出噴嘴的入口；所述噴槍本體內位于噴嘴下方設置液缸筒腔，所述液缸筒腔內密封滑動穿設液壓活塞，所述液壓活塞上設置軸向貫通且能與變徑滑套的內腔連通的活塞孔，所述液壓活塞的頂端設置能沿所述液缸筒腔的側壁滑動的第一環體，所述變徑滑套的下部密封滑動套設于所述液缸筒腔內，所述變徑滑套能推動所述液壓活塞下移；所述液缸筒腔的上部滑動套設能使所述變徑滑套坐封鏢體的復徑短節套；所述第一環體的底面與所述液缸筒腔的底部之間構成密閉的排油腔，所述排油腔的底部設置出油孔，所述復徑短節套的頂面與所述液缸筒腔的頂部之間構成密閉的進油腔，所述進油腔的頂部設置進油孔，所述進油孔允許液壓油進入進油腔且液壓油能推動所述復徑短節套下移，下一級的出油孔與相鄰上一級的進油孔通過液壓管線連通，最底端的水力噴射壓裂噴槍結構的進油孔呈能開啟的密封設置，最頂端的水力噴射壓裂噴槍結構的出油孔處能拆卸的連接自由端密封的緩沖液管。

在本發明的一較佳實施方式中，所述變徑滑套的下部設置能徑向伸縮的卡爪部，所述復徑短節套能下滑收縮卡爪部，所述卡爪部徑向收縮后能坐封地面投入的鏢體；所述鏢體能在流體作用下帶動所述變徑滑套下移。