喷砂射孔工具

摘要

本发明公开了一种喷砂射孔工具，包括喷射管、第一空心转轴组件和第二空心转轴组件，第一空心转轴组件和第二空心转轴组件相对的连接于喷射管沿着轴向的两端，第一空心转轴组件、喷射管和第二空心转轴组件依次轴向连通，并且第一空心转轴组件和第二空心转轴组件能够相对的朝向远离喷射管或者靠接喷射管的方向滑动，当滑动至第一位置时，第一空心转轴组件和第二空心转轴组件与喷射管之间能够相互转动，当滑动至第二位置时，第一空心转轴组件和第二空心转轴组件与喷射管之间相互锁合。该喷砂射孔工具可满足水平井内只向上射孔压裂，保证井筒下部完好，使底层储油只流入井筒，不窜入下部底层，提高采收率，并避免下部底层出水，降低出水率。

权利要求

1.一种喷砂射孔工具，其特征在于，包括喷射管、第一空心转轴组件和第二空心转轴组件，所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件相对的连接于所述喷射管沿着轴向的两端，所述第一空心转轴组件、喷射管和第二空心转轴组件依次轴向连通，并且所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件能够相对的朝向远离所述喷射管或者靠接所述喷射管的方向滑动，当滑动至第一位置时，所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件与所述喷射管之间能够相互转动，当滑动至第二位置时，所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件与所述喷射管之间相互锁合，所述喷射管上安装有喷嘴，并且所述喷射管为偏心结构，使得当所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件滑动至所述第一位置，且该喷砂射孔工具水平设置时，所述喷射管相对所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件转动至所述喷嘴朝向竖直方向上方的位置；

所述喷砂射孔工具还包括连接套，所述连接套包括操作头和连接头，所述第一空心转轴组件经一所述连接套连接于所述喷射管的一端，所述第二空心转轴组件经一所述连接套连接于所述喷射管的另一端；所述第一空心转轴组件包括一空心转轴以及固定连接于该空心转轴的第一端的第一扶正接头，所述第二空心转轴组件包括一空心转轴以及固定连接于该空心转轴的第一端的第二扶正接头；各个所述空心转轴的第二端穿过并可转动插设于各自的连接套上，所述空心转轴第二端的端头上设有卡止部，所述卡止部用于当所述空心转轴相对于其对应的连接套朝向远离所述喷射管的方向滑动时，卡设于所述连接头位于所述喷射管内的端面上，从而对所述空心转轴进行轴向限位；各个所述空心转轴的外周壁上分别套设有凹槽，所述凹槽紧邻所述卡止部设置，所述凹槽内设有密封圈，所述空心转轴相对各自的连接套进行轴向滑动时，能够带动所述密封圈滑动到所述连接套内，从而将密封圈挤压于所述空心转轴的外周壁与所述连接套的内周壁之间，实现所述连接套与空心转轴之间的密封和转动制动，或者，所述空心转轴相对各自的连接套进行轴向滑动时，能够带动所述密封圈滑动到所述连接套的外部与连接套脱离，从而使得所述连接套与空心转轴之间能够相互转动。

2.根据权利要求1所述的喷砂射孔工具，其特征在于，所述操作头和连接头沿着轴向依次设置并彼此连接，

所述操作头用于工具的操作，所述连接头上设有外螺纹，用于将所述连接套拧入所述喷射管内。

3.根据权利要求1所述的喷砂射孔工具，其特征在于，所述连接套的内周壁上设有滚珠，用于所述空心转轴与所述连接套之间的滚动连接。

4.根据权利要求1所述的喷砂射孔工具，其特征在于，所述第一扶正接头的自由端设有内螺纹，所述第二扶正接头的自由端设有外螺纹。

5.根据权利要求1所述的喷砂射孔工具，其特征在于，还包括压冒组件，用于固定所述喷嘴。

6.根据权利要求1所述的喷砂射孔工具，其特征在于，所述喷嘴与所述喷射管的轴线垂直设置。

说明书

喷砂射孔工具

技术领域

[0001] 本发明涉及采油设备技术领域，尤其涉及一种喷砂射孔工具。

背景技术

[0002] 碎屑岩水平井的开发主要矛盾是底水锥进，高含水造成油井低产低效。水平井钻遇储层上部物性较差、动用程度较低。通过开展水平井向上定向喷射酸化可实现水平井轨迹上方剩余油的有效挖潜。

[0003] 目前，水平井分段喷射方面有一定的技术储备，但定向喷射技术尚不成熟。碎屑岩水平井井眼是沿砂顶钻穿储层的，钻井过程中受井眼轨迹控制质量和砂泥岩界面深度不一致的影响，井眼可能进入砂岩一定深度，底水锥进后水平段水淹，如何有效控制(边)底水，有效动用井眼上部储层成为亟待解决的问题。

发明内容

[0004] 有鉴如此，本发明提供一种能够提高采收率，并避免下部底层出水，降低出水率的喷砂射孔工具，以解决现有技术中存在的问题。

[0005] 根据本发明提供一种喷砂射孔工具，包括喷射管、第一空心转轴组件和第二空心转轴组件，所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件相对的连接于所述喷射管沿着轴向的两端，所述第一空心转轴组件、喷射管和第二空心转轴组件依次轴向连通，并且所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件能够相对的朝向远离所述喷射管或者靠接所述喷射管的方向滑动，当滑动至第一位置时，所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件与所述喷射管之间能够相互转动，当滑动至第二位置时，所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件与所述喷射管之间相互锁合，

[0006] 其中，所述喷射管上安装有喷嘴，并且所述喷射管为偏心结构，使得当所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件滑动至所述第一位置，且该喷砂射孔工具竖直设置时，所述喷射管相对所述第一空心转轴组件和第二空心转轴组件转动至所述喷嘴朝向竖直方向上方的位置。

[0007] 优选地，还包括连接套，所述第一空心转轴组件经一所述连接套连接于所述喷射管的一端，所述第二空心转轴组件经一所述连接套连接于所述喷射管的另一端。

[0008] 优选地，所述连接套包括操作头和连接头，所述操作头和连接头沿着轴向依次设置并彼此连接，

[0009] 所述操作头用于工具的操作，所述连接头上设有外螺纹，用于将所述连接套拧入所述喷射管内。

[0010] 优选地，所述第一空心转轴组件包括一空心转轴以及固定连接于该空心转轴的第一端的第一扶正接头，所述第二空心转轴组件包括一空心转轴以及固定连接于该空心转轴的第一端的第二扶正接头。

[0011] 优选地，各个所述空心转轴的第二端穿过并可转动插设于各自的连接套上，所述空心转轴第二端的端头上设有卡止部，所述卡止部用于当所述空心转轴相对于其对应的连接套朝向远离所述喷射管的方向滑动时，卡设于所述连接头位于所述喷射管内的端面上，从而对所述空心转轴进行轴向限位。

[0012] 优选地，各个所述空心转轴的外周壁上分别套设有凹槽，所述凹槽紧邻所述卡止部设置，所述凹槽内设有密封圈，

[0013] 所述空心转轴相对各自的连接套进行轴向滑动时，能够带动所述密封圈滑动到所述连接套内，从而将密封圈挤压于所述空心转轴的外周壁与所述连接套的内周壁之间，实现所述连接套与空心转轴之间的密封和转动制动，

[0014] 或者，所述空心转轴相对各自的连接套进行轴向滑动时，能够带动所述密封圈滑动到所述连接套的外部与连接套脱离，从而使得所述连接套与空心转轴之间能够相互转动。

[0015] 优选地，所述连接套的内周壁上设有滚珠，用于所述空心转轴与所述连接套之间的滚动连接。

[0016] 优选地，所述第一扶正接头的自由端设有内螺纹，所述第二扶正接头的自由端设有外螺纹。

[0017] 优选地，还包括压冒组件，用于固定所述喷嘴。

[0018] 优选地，所述喷嘴与所述喷射管的轴线垂直设置。

[0019] 本发明提供的喷砂射孔工具，实现了入井后井下自动定向、施工时锁定和结束施工后恢复定向的三大功能。其可应用于水平井后期开发，由于油藏产量降低、含水升高甚至水淹等问题。该喷砂射孔工具可满足水平井内仅向上射孔压裂，保证井筒下部完好，使底层储油只流入井筒，不窜入下部底层，提高采收率，并避免下部底层出水，降低出水率。另外，该喷砂射孔工具可应用于几乎所有喷砂射孔作业的油气井，在国内外均具极为广阔的应用前景。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

[0021] 图1示出了根据本发明实施例的喷砂射孔工具的结构示意图。

[0022] 图2示出了图1中的A部放大图。

[0023] 图3示出了图1中的A-A剖视图。

[0024] 图4示出了图1中的B-B剖视图。

[0025] 图中：喷射管1、第一空心转轴组件2、第二空心转轴组件3、空心转轴4、凹槽41、卡止部42、第一扶正接头51、第二扶正接头52、连接套6、操作头61、连接头62、第一密封圈71、第二密封圈72、第三密封圈73、第四密封圈74、第五密封圈75、滚珠8、喷嘴9、压冒组件10。

具体实施方式

[0026] 下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0027] 如图1-4所示，本发明提供一种喷砂射孔工具，可应用于碎屑岩水平井的后期油气开采。该喷砂射孔工具包括喷射管1、第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3，第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3相对的连接于喷射管1沿着轴向的两端，第一空心转轴组件2、喷射管1和第二空心转轴组件3依次轴向连通，并且第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3能够相对的朝向远离喷射管1或者靠接喷射管1的方向滑动，当滑动至第一位置，且该喷砂射孔工具竖直设置时，第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3与喷射管1之间能够相互转动，当滑动至第二位置时，第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3与喷射管1之间相互锁合。

[0028] 其中，喷射管1上安装有喷嘴9，并且喷射管1为偏心结构，使得当第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3滑动至第一位置时，喷射管1相对第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3转动至喷嘴9朝向竖直方向上方的位置。

[0029] 参考图3，喷射管1的截面加工为非对称结构。其中在安装喷嘴9的一侧切削掉部分材料，使得喷嘴9安装侧的质量相对另一侧质量小，从而产生偏心作用。

[0030] 第一空心转轴组件2包括一空心转轴4以及固定连接于该空心转轴4的第一端的第一扶正接头51，第二空心转轴组件3包括一空心转轴4以及固定连接于该空心转轴4的第一端的第二扶正接头52。第一扶正接头51的自由端设有内螺纹，第二扶正接头52的自由端设有外螺纹。第一扶正接头51上的内螺纹和第二扶正接头52上的外螺纹用于与外部流体管件或者元件连接，例如与断流阀或者单向阀连接。

[0031] 进一步地，该喷砂射孔工具还包括连接套6，第一空心转轴组件2经一连接套6连接于喷射管1的一端，第二空心转轴组件3经一连接套6连接于喷射管1的另一端。连接套6包括操作头61和连接头62，操作头61和连接头62沿着轴向依次设置并彼此连接。操作头61用于工具的操作，连接头62上设有外螺纹，用于将连接套6拧入喷射管1内。各个连接头62的外周壁上各设有第一密封圈71，用于实现连接头62与喷射管1之间的密封。该实施例中，第一密封圈71选为O型圈。

[0032] 各个空心转轴4的第二端穿过并可转动插设于各自的连接套6上，空心转轴4第二端的端头上设有卡止部42。卡止部42为凸出的环状结构，用于当空心转轴4相对于其对应的连接套6朝向远离喷射管1的方向滑动时，卡设于连接头62位于喷射管1内的端面上，从而对空心转轴4进行轴向限位，防止空心转轴4脱离喷射管1。

[0033] 各个空心转轴4的外周壁上分别套设有凹槽41，凹槽41紧邻卡止部42设置，凹槽41内设有第二密封圈72。该实施例中，第二密封圈72选为Y型密封圈。空心转轴4相对各自的连接套6进行轴向滑动时，能够带动密封圈滑动到连接套6内，从而将密封圈挤压于空心转轴4的外周壁与连接套6的内周壁之间，实现连接套6与空心转轴4之间的密封和转动制动，或者，空心转轴4相对各自的连接套6进行轴向滑动时，能够带动密封圈滑动到连接套6的外部与连接套6脱离，从而使得连接套6与空心转轴4之间能够相互转动。

[0034] 各个连接套6操作头61的端头内壁上设有第三密封圈73，用于对连接套6与中空转轴之间进行密封。第一扶正接头51上与内螺纹相对的一端的内壁上设有第四密封圈74，用于第一扶正接头51与对应中空转头之间进行密封；第二扶正接头52上与外螺纹相对的一端的内壁上设有第五密封圈75，用于第一扶正接头51与对应中空转头之间进行密封。该实施例中，第三密封圈73、第四密封圈74和第五密封圈75均选为O型密封圈。

[0035] 进一步地，连接套6的内周壁上设有滚珠8，用于空心转轴4与连接套6之间的滚动连接。滚珠8抵接于空心转轴4的外周面上，起到支撑空心转轴4的作用，使得空心转轴4能够更加灵活的转动。

[0036] 进一步地，还包括压冒组件10，用于固定喷嘴9，防止喷嘴9与喷射管1脱离。该实施例中，喷嘴9与喷射管1的轴线垂直设置。

[0037] 该喷砂射孔工具的使用可参考如下步骤：

[0038] 1)、当喷砂射孔工具使用时，首先将其一端与管柱的一端连接，，例如将第一扶正接头51与管柱连通，管柱的另一端连接地面喷砂设备。

[0039] 2)、工具通过油管下入到位后，入水平井前，地面喷砂设备不开启，没有压力流体进入该砂射孔工具。第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3处于第一位置时。该第一位置指，第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3内收于喷射管1内，各个空心转轴4上的第二密封圈72没有进入各自连接套6内，上、下接头之间是可以自由转动的，入井过程中，依靠重力偏心原理，喷射管1转向竖直朝上方向，从而实现自动向上定向。

[0040] 3)、管柱到位后，该喷砂射孔工具处于水平状态，调整管柱长度以确保喷嘴9正对喷射井段；施工时地面喷砂设备的泵压逐渐升高，管柱内压力作用在两个空心转轴4的端面上，推动喷射管1两侧的第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3分别朝向远离喷射管1的方向滑动直至第二密封圈72滑入对应的连接套6内。此时，第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3处于第二位置，各个第二密封圈72挤压于各自对应的连接套6与空心转轴4之间，第一空心转轴组件2和第二空心转轴组件3与喷射管1之间相互卡死锁合，无法实现相对运动。压力流体推力保持喷射管1与两个空心转轴4之间实现Y型密封作用。

[0041] 4)、第一段施工结束后，泵压落零，推力消失，喷射管1与两个空心转轴4组件之间的Y型密封作用消失。喷射管1与两个空心转轴4组件之间由于无密封摩擦力作用而发生相对转动，彼此之间重新恢复自由转动状态。此时可以提管柱至第二喷射段，重复上述动作，完成一井多段上定向喷砂射孔施工。

[0042] 该喷砂射孔工具，实现了工具入井后井下自动定向、施工时锁定和结束施工后恢复定向的三大功能。

[0043] 该喷砂射孔工具可应用于水平井后期开发，由于油藏产量降低、含水升高甚至水淹等问题。该喷砂射孔工具可满足水平井内仅向上射孔压裂，保证井筒下部完好，使底层储油只流入井筒，不窜入下部底层，提高采收率，并避免下部底层出水，降低出水率。

[0044] 另外，该喷砂射孔工具可应用于几乎所有喷砂射孔作业的油气井，在国内外均具极为广阔的应用前景。

[0045] 需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

[0046] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0047] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0048] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。