[实用新型]水力喷射器地面模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油天然气的井下压裂酸化增产作业领域，属于作业井下工具类。

背景技术

水力喷射分段压裂（HJF）是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产措施，利用专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼。射孔阶段完成后，缓慢关闭环空，此时油管和套管分别泵入流体，油管中的流体经过喷射工具的射流继续进入射孔孔道中，根据流体力学中的伯努利原理，会在孔眼内产生高于环空的局部高压。喷射出的流体增压和环空压力的叠加如超过地层破裂压力时，则射孔孔眼顶端处地层被压开。此时在射流核心区外的环空区域将形成相对负压区，经过喷嘴的喷射流体和环空流体及射开地层的孔道构成了射流泵，环空流体被高速射流不断卷吸进入射孔通道，使裂缝得以充分扩展、延伸。

水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂，也可以在套管井上进行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可以与常规油管相连接入井，也可以与大直径连续油管（6013mm）相结合，使施工更快捷，国内外已有数百口井用此技术进行过酸压或加砂压裂处理。

水力喷射分段压裂技术作为一种集水力射孔、分段隔离、喷射压裂于一体的新型增产改造方法，已在中国陆上油田应用200余井次，并取得了良好的增产效果。该技术的优势在于：

１）不需要机械封隔，能够自动隔离，对裸眼、筛管及管外窜流等封隔器无法坐封的水平井分段压裂同样适用；

２）无需单独射孔作业，实现了射孔、压裂一次完成，一次管柱可进行多段压裂，比传统压裂工艺节省了作业工序。

３）可进行定向喷射压裂，准确造缝。

４）喷射压裂可以有效降低地层破裂压力，保证高破裂压力地层的压开和压裂施工。

５）该工艺压井次数少，对储层伤害小，施工程序简单，能够产生较高的经济效益。

６）施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可以与常规油管相连接入井，也可以与大直径连续油管相结合，使施工更快捷。

水力喷射压裂技术的核心是水力喷射器，为了对：（1）水力喷射器各项性能，尤其喷嘴的结构合理性、喷嘴材料的耐磨性，以及喷射器本体材料防反溅性能；（2）喷嘴的压降与排量的关系，地面泵压的预测；（3）喷砂射透一层套管、两层套管所需要的时间和孔的形状等方面进行评价和试验，非常有必要在地面进行试验。其它研究单位是在专门的试验井进行试验，试验工序复杂，而且需要专门的试验井，为此设计了一种简易水力喷射器地面模拟装置。

现有技术中采用水力喷射器在喷嘴外边装有防反溅冲蚀结构，防反溅冲蚀结构是为了防止反溅伤害掏空了喷嘴或反溅砂子击打喷嘴前端面，从而导致陶瓷喷嘴毁坏。但是在现场应用中时有防反溅冲蚀结构由于粘结不牢靠，掉入油井中，起管柱发生遇卡事故。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种水力喷射器地面模拟装置，可以在地面进行试验。

本实用新型的目的是这样实现的：水力喷射器地面模拟装置，包括水力喷射器，水力喷射器包括喷射器本体，在喷射器本体上设置喷嘴，所述地面模拟装置还包括由内至外依次设置的第一层套管、第二层套管和第三层套管，第一层套管的一端通过变扣接头连接上接头，上接头的一端穿出第二层套管，第一层套管的另一端螺纹连接接箍，接箍穿出第二层套管后螺纹连接下接头；所述上接头、第二层套管的一端、第三层套管的一端通过第一定位销钉连接，第二层套管的另一端、第三层套管的另一端通过第二定位销钉连接；在所述第一层套管内穿置短接，短接的一端与所述上接头螺纹连接，短接与第一层套管之间设置扶正器，短接的另一端与所述水力喷射器螺纹连接，水力喷射器设置在第一层套管内。

地面试验时，将压裂液加压，通过进液口，进入水力喷射器，经过喷嘴，油管中的高压能量被转换成动能，产生高速射流冲击切割第一层套管，此时套管未完全射穿时，压裂液经过下接头进入排污池；第一层套管射穿后，继续对第二层套管进行喷射，第二层套管未射穿时，压裂液经过第一层套管和第二层套管环空间隙进入排污池，第二层套管射穿后，压裂液经过第二层套管和第三层套管环空间隙进入排污池，控制施工时间，第三层套管起到保护作用。通过地面试验，可以对水力喷射器各项性能，尤其喷嘴的结构合理性、喷嘴材料的耐磨性，以及喷射器本体材料防反溅性能进行检验；可以优化施工参数，如喷嘴的压降与排量的关系、地面泵压的预测、喷砂射透一层套管和两层套管所需要的时间。