[实用新型]一种基于水力喷射压裂防涡流冲蚀阀的防冲蚀装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田设备，特别是改善近井地带的渗流能力的一种基于水力喷射压裂防涡流冲蚀阀的防冲蚀装置。

背景技术

水力喷射分层压裂工艺技术是近年来，国内外发展起来的一项新的压裂酸化工艺技术，其主要优点是将喷砂射孔和水力压裂工艺有机的结合起来，避免了射孔弹射孔对地层造成的污染，减少了施工工序；施工中砂液是在一定的节流压力下，以很高的流速喷向已射开井筒的层位，冲蚀和扩大了施工孔眼，并具有一定的深度，特别对改善近井地带的渗流能力具有很大的作用，其施工效果要比常规压裂施工显著，因此，在各大油田得以推广应用。该项技术目前常用于水平井的压裂改造之中。

该工艺技术在施工中会出现水力喷枪到下封隔器之间的这个管段发生严重冲蚀的问题，当管柱起出井外时，发现这部份管段及封隔器已被砂液刺出不同深度的沟槽，个别井上发现封隔器和管柱已刺穿。其造成的结果为达不到分层压裂的工艺要求；管柱严重受损，有将其拉断，掉入井内造成工具落井的事故风险。

参见图1，该图说明了水力喷射压裂施工管柱的结构，在水力喷枪与单流阀之间的管段上形成的涡流作用，将这段管柱冲蚀破坏，严重影响该工艺实施施工关键部位。现有技术中该该段油管被冲蚀的机理为：

1、流速大：常规水力压力施工的排量为1.8-2.4方/分,对于直径为2⁷/₈″的油管,其内径为62mm,在管柱内形成的砂液流速可达到10-13米/秒。因此，砂液的动惯量也很大，在这么大的流速下，砂液不可能由垂直流动直接变为水平流动，必然在喷枪下部的管柱内形成很强的紊流效应后，才能从水平方向喷出。现场的实际应用充分证明了这一点。

2、液流的入口方向和出口方向垂直：要让液流改变其流动方向必须要给液流施加一定的力，而这个力只有靠管柱低部和管壁去承担。这样就给施工管柱造成一定的砂液冲蚀磨损。冲蚀磨损最严重的部位就在水力喷枪与底部之间的这个管段，而这部分管段就是进行水力喷射压裂的关键之所在。它的适用性直接决定了水力喷射压裂的成败。

3、常规施工油管其钢级为N-80，其抗冲蚀能力不强，只能满足常规的水力压裂施工。

4、封隔器的壳体也是由45结构钢制做，其抗冲蚀能力差；其主体是由橡胶制成的，抗冲蚀能力更差。

因此需要一种技术解决水力喷射压裂施工时，水力喷枪到封隔器这一管段被水力冲蚀的问题，确保水力喷射压裂施工的安全性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适应砂液流速大、不受液流方向影响、抗冲蚀能力强、工艺性好的喷射压裂防涡流冲蚀阀和防冲蚀装置。

本实用新型的技术方案为：一种基于水力喷射压裂防涡流冲蚀阀的防冲蚀装置，包括油管，在油管内依次设置的水力喷射器、封隔器和单流阀，其特征在于：水力喷射器上端连接第一防冲蚀管，水力喷射器下端连接第二防冲蚀管，第二防冲蚀管下端连接防涡流冲蚀阀，防涡流冲蚀阀下端与封隔器和单流阀依次连接。

所述第一防冲蚀管和第二防冲蚀管内部均涂衬有耐磨材料。

所述第一防冲蚀管和第二防冲蚀管均为钢级为P110的油管短节。

所述第一防冲蚀管和第二防冲蚀管长度均为1至2米。

所述的水力喷射器上、下端分别采用锥管螺纹连接第一防冲蚀管和第二防冲蚀管，第二防冲蚀管的下部采用锥管螺纹连接防涡流冲蚀阀，防涡流冲蚀阀的下端采用锥管螺纹与油管短节相连，封隔器的下端通过锥管螺纹与单流阀连接。

所述的防涡流冲蚀阀包括上接头、下接头、阀芯、防冲蚀单元、密封圈、弹簧和压帽；上接头与下接头通过螺纹连接为一体，上接头与下接头之间有密封圈密封，下接头上设置有防冲蚀单元，在下接头内有阀座，阀芯、弹簧和压帽在阀座内连接为一体，压帽在阀芯一端，弹簧套在压帽和阀芯之间的阀芯杆上，使阀座、阀芯、压帽和弹簧形成一个单流阀；阀芯与阀座的材质为硬质合金；硬质合金为35CrMo合金钢。

所述防冲蚀单元为镶嵌在下接头内的阀座和/或镶嵌在上接头和下接头连接处的防磨套，防磨套的材质为硬质合金。

所述阀座设有径向槽，径向槽均匀分布在阀座内，径向槽沿轴以45度分布。

所述上接头和下接头有防松顶丝。

本实用新型的技术效果为：

1、采用防冲蚀管解决了在水力喷枪与底部管柱之间的冲蚀磨损最严重的管段。

2、将水力喷射压裂时所形成的紊流液体，阻挡在本实用新型即防涡流冲蚀阀以上的管柱内，对下部的管柱进行保护，且具有单向阀作用和向下部导压的功能。将解决管柱底端的冲蚀问题，且具有单流阀的作用。