水平井定位喷砂射孔器.pdf

本实用新型公开了一种石油工业使用的水平井定位喷砂射孔器，用于低渗透油田的水平井完井作业施工。本实用新型包括本体和射孔方向定位机构，将射孔方向定位机构安装在本体的两端，利用射孔方向定位机构确定射孔方位，可以根据分层和地层应力的要求，有选择地进行射孔喷砂，准确地进行定位、定向射孔、喷砂作业，穿透套管和岩石形成孔洞。可射穿套管和近井地层，产生的直径和深度都较常规射孔器的更大、更深，形成一定直径的纺锤形大孔洞，增加了泄油面积，减少了油层污染，提高了增产效果，同时具备喷砂射孔和压裂作业的功能，减少了射孔后另下管柱压裂的工序。

权利要求书
1、  水平井定位喷砂射孔器，其特征是本喷砂射孔器包括本体(9)和射孔方向定位机构，将射孔方向定位机构安装在本体(9)的两端。

2、  根据权利要求1所述的水平井定位喷砂射孔器，其特征是射孔方向定位机构包括轴承下套(2)、滚动轴承(3)和轴承上套(4)，滚动轴承(3)安装在轴套下套(2)和轴承上套(4)之间，轴承下套(2)的内圆中部和轴承上套(4)的外圆中部设有轴承安装台，在轴承下套(2)内圆和轴承上套(4)外圆的两端设有连接丝扣。

3、  根据权利要求1或2所述的水平井定位喷砂射孔器，其特征是射孔方向定位机构对称安装在本体(9)的两端。

4、  根据权利要求3所述的水平井定位喷砂射孔器，其特征是射孔方向定位机构的外端分别连接上接头(1)和下接头(12)。

5、  根据权利要求1所述的水平井定位喷砂射孔器，其特征是本体(9)一端装有锚定机构，余下的体壁上设计缺省和喷射孔。

6、  根据权利要求5所述的水平井定位喷砂射孔器，其特征是在喷射孔内安装喷嘴座(10)和喷嘴(11)，喷嘴座(10)将喷嘴(11)固定在本体(9)的喷射孔内。

说明书水平井定位喷砂射孔器
技术领域
本实用新型属于石油工业的井下作业设备，特别是水平井定位喷砂射孔器，用于低渗透油田的水平井完井作业施工。
背景技术
目前我国近50％的探明低渗透储量由于产能低、开采效益差难以动用。如何高效、经济的动用低渗透储量是长期探索的难题。水平井分段压裂技术是解决低渗透油田水平井开发的关键技术，水力喷砂射孔压裂是其中的技术难点。水力喷砂射孔压裂项目的研究进一步推动了水平井技术在油气田勘探开发中的规模应用。但是水力喷砂射孔压裂技术目前还没有相应的配套工具来满足该技术的应用，如水平井定位喷砂射孔器等配套工具，从而制约了水平井在低渗透油田开发中的优势。目前使用的常规聚能弹射孔由于瞬间释放高能量会造成射孔孔道周围的岩石结构严重破坏，产生损害区或压实带，对近井筒地层渗透率造成严重伤害，导致岩石孔隙度和渗透率下降。另由于现有常规聚能弹射孔不具有同一管柱能同时喷砂射孔和压裂作业的功能，射孔后还要另下管柱压裂的工序，增加施工工序。
发明内容
本实用新型的目的是提供水平井定位喷砂射孔器，为水力喷砂射孔压裂技术提供井下作业射孔工具。解决目前常规聚能弹射孔产生的损害区或压实带对近井筒地层渗透率会造成严重伤害的问题。
本技术解决方案可达上述目的：水平井定位喷砂射孔器包括本体和射孔方向定位机构，将射孔方向定位机构安装在本体的两端，利用射孔方向定位机构确定射孔方位。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的效果：
1、本实用新型是利用水动力学动量-冲量原理，固体颗粒受水载体加速，高速冲击套管和岩石，射穿套管和近井地层，避免了常规射孔的油层压实伤害，形成的孔眼不存在压实带。本实用新型的喷嘴由喷嘴座固定在本体的喷射孔内，具有强大的喷射能力，比普通射孔枪的穿入深度更大。射孔后能形成较大直径的孔眼，套管壁面上孔眼规则，可为后续的作业提供良好的过流通道，从而提高压裂施工效率和成功率。
2、本实用新型可以根据分层和地层应力的要求，有选择地进行射孔喷砂，准确地进行定位、定向射孔、喷砂作业。
3、本喷砂射孔器定位定向地射孔喷砂，穿透套管和岩石形成孔洞，可射穿套管和近井地层，产生的直径和深度都较常规聚能弹射孔器的更大、更深，形成一定直径的纺锤形大孔洞，增加了泄油面积，减少了油层污染，提高了增产效果。
4、本实用新型同时具有喷砂射孔和压裂作业的功能，减少了射孔后还要另下管柱压裂的工序。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中A-A向的剖示图。
图3是图1中B-B向的剖示图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型做进一步的详述：参见图1，水平井定位喷砂射孔器包括本体9和射孔方向定位机构，将射孔方向定位机构安装在本体9的两端，利用射孔方向定位机构确定射孔方位。射孔方向定位机构包括轴承下套2、滚动轴承3和轴承上套4，滚动轴承3安装在轴套下套2和轴承上套4之间，轴承下套2的内圆中部和轴承上套4的外圆中部设有轴承安装台，在轴承下套2内圆和轴承上套4外圆的两端设有连接丝扣，可以与上接头1或下接头12以及本体9连接。滚动轴承3的壳体内腔设有坡口，滚珠可在壳体内腔中自由滚动。射孔方向定位机构对称安装在本体9的两端，射孔方向定位机构的外端分别连接上接头1和下接头12。本体9一端装有锚定机构，余下的体壁上设计缺省和喷射孔。体壁上的缺省使本体9的重量发生变化，产生偏心作用，与滚动轴承3共同作用，使喷射孔转向，调整射孔方向。可以设计多种本体9，使缺省与喷射孔形成不同角度，使用时，根据射孔的方位需要，连接装配。参见图1和图2，锚定机构包括锚爪8、弹簧7和压板6，锚爪8与压板6之间安装弹簧7，固定螺丝5将压板6固定在本体9的体壁上。参见图3，在喷射孔内安装喷嘴座10和喷嘴11，喷嘴座10将喷嘴11固定在本体9的喷射孔内，由喷嘴座10紧固。
本工具先通过施工设计确定要射孔的方位角度，在地面根据要射孔部位的角度确定喷嘴11在本体9上的开口位置，然后将本工具通过油管管柱下入井中设计位置。当本工具处于水平状态时，通过本体9的偏心作用及射孔方向定位机构中滚动轴承3向下滚动的调节，使喷嘴11自动定位到射孔的设计位置，实现自动确定射孔方位的功能。此时向油管内加入一定排量的液体，喷嘴11处产生一定的节流压差，使油套环空与油管产生压差，锚定机构在节流压差的作用下推动锚爪8伸出本体9并锚定在套管上，起到固定本实用新型的作用。此时加大排量和加大砂比，砂石磨砺套管，实现喷砂射孔，砂石穿透套管喷向地层，形成一定直径的大孔洞。如果施工需要，可继续实现压裂施工工艺。当喷砂射孔和压裂完成后，泄压，弹簧7带动锚爪8回收至锚定机构内。解卡，上提管柱，完成施工。