[发明专利]一种水力径向面切割喷射器、切割组件及切割方法

说明书

本发明公开了一种水力径向面切割喷射器、切割组件及切割方法，其中，该水力径向面切割喷射器包括本体、设置于该本体轴向侧壁上的至少一个喷射孔、以及设置于该喷射孔内的喷嘴及外护套，该外护套套设于该喷嘴外并与该喷射孔固定连接，该喷嘴上设有喷射方向不同的至少三个喷孔。使用本发明的水力径向面切割喷射器进行切割时，通过在喷嘴上设置喷射方向不同的至少三个喷孔，使用水力径向面切割，形成扇形孔道，在地应力的作用下，裂缝沿着最小主应力发展，从而提高地层渗透率，达到增产增注的目的。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻采领域，更具体地说，涉及一种水力径向面切割喷射器、切割组件及切割方法。

背景技术

目前磨料水射流技术是利用磨料射流的打击、切削作用，穿透金属套管，打碎近井筒附近的岩石，为了实现快速高效穿透金属套管，切割岩石，射流速度必须要达到180m/s以上，根据伯努利原理，随着射流速度的提高，在喷嘴处施加的压力相应增加，地面泵注设备的功率也会增加，而且磨料水射流只是单纯地在地层制造棒锥型孔穴，对储层的改造范围有限。

为进一步提高井筒与储层的接触面积，需要利用地层裂缝扩展，形成复杂导流通道，为油气井的生产提供高导流优势通道，但是在实际施工过程中，无法保证单簇射流的方向都沿着最小主应力的方向，导致裂缝扭曲，增大裂缝延展的阻力。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种水力径向面切割喷射器、切割组件及切割方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种水力径向面切割喷射器，该喷射器包括本体、设置于该本体轴向侧壁上的至少一个喷射孔、以及设置于该喷射孔内的喷嘴及外护套，该外护套套设于该喷嘴外并与该喷射孔固定连接，该喷嘴上设有喷射方向不同的至少三个喷孔。

在本发明所述的水力径向面切割喷射器中，该外护套上与该至少三个喷孔相对应位置处设有至少三个通孔，该通孔的喷射方向分别与该喷孔的喷射方向相同。

在本发明所述的水力径向面切割喷射器中，该至少三个喷孔中至少包括第一喷孔、第二喷孔和第三喷孔，该第一喷孔的喷射方向与该本体的长度方向垂直设置，该第二喷孔的喷射方向与该第一喷孔的喷射方向之间的夹角为5-40°，该第三喷孔的喷射方向与该第一喷孔的喷射方向之间的夹角为5-40°。

在本发明所述的水力径向面切割喷射器中，该喷嘴为椭圆锥形喷嘴，该至少三个喷射孔均沿该椭圆锥形喷嘴的长度方向设置。

在本发明所述的水力径向面切割喷射器中，该外护套的外侧壁上设有外螺纹，该喷射孔内壁上设有可与该外螺纹螺接的内螺纹。

在本发明所述的水力径向面切割喷射器中，该外护套顶部周缘固设有凸出于该外护套外侧壁的环形凸缘，该环形凸缘与该喷射孔顶壁之间夹设有密封圈。

为解决上述技术问题，本发明还公开一种水力径向面切割组件，该切割组件包括如上述的至少一个喷射器、连接于该喷射器第一端的连接器、以及连接于该喷射器第二端的导向器。

在本发明所述的水力径向面切割组件中，该切割组件包括至少两个喷射器，该至少两个喷射器相互螺接并形成喷射器组件，该连接器和该导向器分别连接于该喷射器组件两端。

在本发明所述的水力径向面切割组件中，该导向器端部为半椭球形或圆锥状。

为解决上述技术问题，本发明还公开一种水力径向面切割方法，利用如上述的切割组件，该方法包括：

将切割组件通过连接器与泵注设备连接；

将切割组件插入至井筒并下放至预定高度位置处；

启动泵注设备向该切割组件泵注工作液，该切割组件中的每个喷嘴均向外喷射不同角度的多簇射流，该多簇射流击穿井筒套管，并在储层内形成扇形面切割槽。