[實用新型]一種低頻扭轉(zhuǎn)單向脈沖壓裂工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023160935.6
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN214303802U
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董琳琳;魏凱;尹思雨;李催芳;嚴梁柱;王晨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 劉璐

本實用新型涉及一種低頻扭轉(zhuǎn)單向脈沖壓裂工具，包括：中空的殼體，設(shè)置在殼體內(nèi)的渦桿機構(gòu)、調(diào)頻增壓機構(gòu)和止回閥，殼體分為上殼體和下殼體，下殼體側(cè)壁上開設(shè)有射孔，渦桿機構(gòu)包括渦桿和傳動齒輪，調(diào)頻增壓機構(gòu)包括依次連接的調(diào)頻齒輪、上腔體和下腔體，下腔體上設(shè)置有與射孔適配的內(nèi)孔；當渦桿轉(zhuǎn)動時，帶動傳動齒輪轉(zhuǎn)動，傳動齒輪帶動調(diào)頻齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動上腔體和下腔體相對于下殼體轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動到預(yù)設(shè)位置時，內(nèi)孔與射孔連通，射出殼體內(nèi)的高壓流體，以對儲層進行壓裂。本實用新型通過采用驅(qū)動套筒作為傳動組件，流體在殼體內(nèi)流動的過程中，不易發(fā)生堵塞，穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及石油工程中水力壓裂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低頻扭轉(zhuǎn)單向脈沖壓裂工具。

背景技術(shù)

目前，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，低滲透、超低滲透的非常規(guī)油氣資源逐漸成為各國油氣田的生產(chǎn)主力，為實現(xiàn)其商業(yè)開發(fā)，一般均需人工壓裂改造之后才具有商業(yè)價值。其中，水力壓裂是油氣藏儲層改造、試完井井下作業(yè)的一項重要措施，其通過水的能量來破壞巖石的結(jié)構(gòu)，從而達到射孔的目的，此壓裂方式被廣泛應(yīng)用于低滲透油氣藏及頁巖氣儲層改造中，且已取得良好的增產(chǎn)效果。

脈沖發(fā)生工具是把水流轉(zhuǎn)化為高壓脈沖水流的裝置，現(xiàn)有的壓裂裝置多采用單渦桿來進行驅(qū)動調(diào)頻，在使用過程之中，渦桿會因為壓裂液中的沙礫堵塞而停轉(zhuǎn)，并且渦桿上的扭轉(zhuǎn)力會激增，從而使得工具的穩(wěn)定性降低，使用壽命減少，嚴重影響了工程的進度。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有的壓裂工具容易發(fā)生堵塞、增壓機構(gòu)可靠性差等技術(shù)問題，本實用新型提供了一種具有渦桿驅(qū)動的周向低頻扭轉(zhuǎn)單向脈沖壓裂工具，以降低壓裂工具使用過程中的堵塞可能性。

本實用新型解決上述技術(shù)問題的具體技術(shù)方案如下：一種低頻扭轉(zhuǎn)單向脈沖壓裂工具，包括：中空的殼體，設(shè)置在所述殼體內(nèi)的渦桿機構(gòu)、調(diào)頻增壓機構(gòu)和止回閥；所述殼體包括上殼體和與所述上殼體可拆卸連接的下殼體，所述上殼體兩端分別設(shè)置有第一固定架和第二固定架，所述下殼體側(cè)壁上開設(shè)有射孔；所述渦桿機構(gòu)包括渦桿和傳動齒輪，所述渦桿兩端分別固定在所述第一固定架和所述第二固定架上，所述傳動齒輪與所述渦桿穿過所述第二固定架的一端鍵連接；所述調(diào)頻增壓機構(gòu)包括依次連接的調(diào)頻齒輪、上腔體和下腔體，所述下腔體上設(shè)置有與所述射孔適配的內(nèi)孔，所述上腔體和下腔體連接形成中空腔體，所述中空腔體通過所述調(diào)頻齒輪與所述傳動齒輪轉(zhuǎn)動連接，當所述渦桿轉(zhuǎn)動時，帶動所述傳動齒輪轉(zhuǎn)動，所述傳動齒輪帶動所述調(diào)頻齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動所述中空腔體相對于所述下殼體轉(zhuǎn)動，當所述中空腔體轉(zhuǎn)動到預(yù)設(shè)位置時，所述內(nèi)孔與所述射孔連通；所述止回閥設(shè)置在所述中空腔體內(nèi)，以控制流體沿所述上殼體到所述下殼體方向單向流動。

可選地，所述調(diào)頻增壓機構(gòu)還包括設(shè)置在所述調(diào)頻齒輪外壁上的滑輪，所述調(diào)頻齒輪通過所述滑輪與所述下殼體滑動連接。

可選地，所述調(diào)頻齒輪為圓盒狀結(jié)構(gòu)，所述圓盒狀結(jié)構(gòu)的周向內(nèi)壁上設(shè)有調(diào)頻內(nèi)齒，所述調(diào)頻內(nèi)齒與所述傳動齒輪嚙合。

可選地，所述調(diào)頻內(nèi)齒的齒數(shù)大于所述傳動齒輪的齒數(shù)。

可選地，所述傳動齒輪與所述渦桿同軸連接。

可選地，所述渦桿機構(gòu)的數(shù)量為多個，多個所述渦桿機構(gòu)沿所述上殼體的軸心圓周分布。

可選地，所述下腔體的外壁與所述下殼體的內(nèi)壁緊密貼合。

可選地，所述上腔體靠近所述調(diào)頻齒輪處設(shè)置有單向流道，所述止回閥包括上止回閥和止回支柱，所述上止回閥與所述單向流道適配，所述止回支柱兩端分別與所述上止回閥和所述下腔體連接，當所述上止回閥靠近所述調(diào)頻齒輪面受到的壓力小于或等于所述上止回閥連接所述止回支柱面受到的壓力時，所述上止回閥封堵所述單向流道。