有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱制造技术

本发明专利技术提供一种有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，包括从井口到井底依次连接的第一级油管、和第n级油管，所述第一级油管与第n级油管之间设置有多个双螺旋短节和油管，所述的双螺旋短节和油管交替连接；所述第n级油管下端依次连接有上双螺旋短节和上水力喷射器，所述上水力喷射器下端依次连接有下双螺旋短节和下水力喷射器，所述下水力喷射器下端连接有伸缩补偿器，所述伸缩补偿器下端连接有底封拖动压裂封隔器。本发明专利技术使大液量、高流速携砂液沿螺旋线流道以螺旋旋流状态运动，保证了大液量、高速流动下携砂液的有效砂浓度，从而保持了进入多级分簇射孔上、下游喷射器处砂浓度的稳定状态，提高了射孔效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，主要适用于水平井体积压裂多级分簇射孔压裂管柱中。
技术介绍
水平井体积压裂技术是目前长庆油田增储上产的主流改造技术，实施这项技术的关键工具串为多级拖动/多级不动管柱水力喷射压裂管柱，由于高泵压、大排量、大液量、大砂量流体流动下，携砂液在长水平段容易出现砂液分离、颗粒砂沉积现象，这样降低了进入上、下游喷射器处的砂浓度、砂量，导致上、下游喷射器射孔效果不佳，使产生的射孔通道（宽度、长度）达不到理论计算值和数值模拟结果，不利于多级分簇射孔，给后续压裂起裂造成一定的困难。为此，公司自主研发了双螺旋分流短节，通过现场试验和室内实验，取得了良好的实验效果。实验发现，高速携砂液流经一段等直管时，颗粒砂从管路底部运动到管路中心部位，越来越多的颗粒砂向管路中心部位聚集，并沿管路液流方向运动，砂浓度沿管路高度分布规律为“管路中心处高，管路上、下壁处低”，但流经双螺旋分流短节时，高速携砂液以旋流状态迅速混合均匀并以螺旋式向前运动，经过双螺旋分流短节后，高速携砂液仍然以螺旋式旋流状态向前运动，而且运动位移较长。根据上述现象和原理，创新提出是否可以在管柱的不同位置处连接这种双螺旋分流短节，组成有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，正好解决目前水平井体积压裂长水平段砂液分离、颗粒砂沉积的问题，为此，设计了有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱。
技术实现思路
本专利技术通过在多级分簇喷射压裂管柱不同的位置（一定油管长度）增加双螺旋短节，使高速携砂液流经第一级双螺旋短节时产生螺旋旋流运动状态，经过双螺旋短节后高速携砂液仍然以螺旋旋流状态向前运动，而且运动的位移恰好为每两级双螺旋短节之间的油管长度，从而始终保持高速携砂液在长水平段中以螺旋旋流状态运动，直至运动到分簇射孔上、下游喷射器处，有效进行射孔和后续压裂，解决目前水平井长水平段砂液分离、颗粒砂沉积问题，确保水平井体积压裂多级分簇射孔压裂工艺施工成功率。本专利技术要解决的技术问题是提供有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，使大液量、高流速携砂液以螺旋旋流状态沿管柱长度方向运动，保证颗粒砂和液体实时混合均匀，据此提高水平井长水平段携砂液中砂浓度、砂量的稳定性，达到有效射孔和压裂的效果。本专利技术采用的技术方案为：有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，包括从井口到井底依次连接的第一级油管、和第n级油管，所述第一级油管与第n级油管之间设置有多个双螺旋短节和油管，所述的双螺旋短节和油管交替连接；所述第n级油管下端依次连接有上双螺旋短节和上水力喷射器，所述上水力喷射器下端依次连接有下双螺旋短节和下水力喷射器，所述下水力喷射器下端连接有伸缩补偿器，所述伸缩补偿器下端连接有底封拖动压裂封隔器。所述上双螺旋短节与第n级油管之间连接有上调整短节，所述上调整短节与第n级油管通过安全接头连接。所述下双螺旋短节与上水力喷射器之间通过下调整短节连接。所述下水力喷射器与伸缩补偿器之间设置有单流阀。所述的第一级油管和第n级油管结构相同，均为Φ73mm油管。所述的上调整短节和下调整短节结构相同，均为Φ73mm调整短节。上述多个双螺旋短节长度均为2500mm，外径80mm，内径40mm，螺旋线沿顺时针方向，螺旋角45°，双螺旋螺距120mm，双螺旋线间距30mm。所述的多个双螺旋短节内设有螺旋梯形槽，其螺旋梯形槽长120mm，槽深5mm，槽底部宽度10mm，梯形角60° ，所述的螺旋梯形槽内镀有抗耐磨材料。所述第一级油管与第n级油管之间设置有个双螺旋短节和个油管，所述的双螺旋短节和油管交替连接；第一级油管与第n级油管之间依次连接有第一级双螺旋短节、第二级油管、第二级双螺旋短节，第三级油管、第三级双螺旋短节、第四级油管、第四级双螺旋短节。本专利技术的有益效果为：本专利技术在双螺旋短节双螺旋梯形槽内镀有抗耐磨材料，防止了双螺旋流道的局部冲蚀，提高了双螺旋流道的旋流效果。通过在多级分簇喷射压裂管柱不同的位置（一定油管长度）增加双螺旋短节，使高速携砂液流经第一级双螺旋短节时产生螺旋旋流运动状态，经过双螺旋短节后高速携砂液仍然以螺旋旋流状态向前运动，而且运动的位移恰好为每两级双螺旋短节之间的油管长度，始终保持高速携砂液在长水平段中以螺旋旋流状态运动，直至运动到分簇射孔上、下游喷射器处，有效进行射孔和压裂，应用效果显著，实用性强，解决了目前水平井长水平段砂液分离、颗粒砂沉积问题，提高了水平井体积压裂多级分簇射孔压裂工艺施工成功率。以下将结合附图进行进一步的说明。附图说明图1为有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱示意图；图2 双螺旋短节顺时针双螺旋线展开图；图3 双螺旋短节顺时针双螺旋槽俯视图。图中，附图标记为：1-第一级油管；2-第1级双螺旋短节；3-第2级油管；4-第2级双螺旋短节；5-第3级油管；6-第3级双螺旋短节；7-第四级油管；8-第四级双螺旋短节；9-第n级油管；10-安全接头；11-上调整短节；12-上双螺旋短节；13-上水力喷射器；14-下调整短节；15-下双螺旋短节；16-下水力喷射器；17-单流阀；18-伸缩补偿器；19-底封拖动压裂封隔器。具体实施方式实施例1：本专利技术提供一种如图1所示的有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，本专利技术通过在多级分簇喷射压裂管柱不同的位置（一定油管长度）增加双螺旋短节，使高速携砂液流经第一级双螺旋短节时产生螺旋旋流运动状态，经过双螺旋短节后高速携砂液仍然以螺旋旋流状态向前运动，而且运动的位移恰好为每两级双螺旋短节之间的油管长度，从而始终保持高速携砂液在长水平段中以螺旋旋流状态运动，直至运动到分簇射孔上、下游喷射器处，有效进行射孔和后续压裂，解决目前水平井长水平段砂液分离、颗粒砂沉积问题，确保水平井体积压裂多级分簇射孔压裂工艺施工成功率。本专利技术要解决的技术问题是提供有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，使大液量、高流速携砂液以螺旋旋流状态沿管柱长度方向运动，保证颗粒砂和液体实时混合均匀，据此提高水平井长水平段携砂液中砂浓度、砂量的稳定性，达到有效射孔和压裂的效果。有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，包括从井口到井底依次连接的第一级油管1、和第n级油管9，所述第一级油管1与第n级油管9之间设置有多个双螺旋短节和油管，所述的双螺旋短节和油管交替连接；所述第n级油管9下端依次连接有上双螺旋短节12和上水力喷射器13，所述上水力喷射器13下端依次连接有下双螺旋短节15和下水力喷射器16，所述下水力喷射器16下端连接有伸缩补偿器18，所述伸缩补偿器18下端连接有底封拖动压裂封隔器19。本实施例中根据现场的需要，确定所述第n级油管9中n的值，在每两级双螺旋短节之间的油管的长度应等于携砂液通过上一级双螺旋短节后仍然以螺旋旋流状态运动的位移，保证大液量、高流速携砂液的螺旋旋流状态连续有效。这样确定好油管长度，最终确定需要几节双螺旋短节，多个双螺旋短节便于在施工作业中调配和更换。本专利技术是实现井底砂液重新混配的重要工具，改变了进入水平井长水平段携砂液中颗粒砂、液体的运动流态，使原本受重力作用迫使下沉的颗粒砂和沿管柱直径方向流动的液体在双螺旋旋流和离心力作用下充分混合，保证了高速流动下携砂液的有效砂浓度，从而保持了进入多级分簇射孔上、下游喷射器处砂浓度的稳定状态，确保了正常射本文档来自技高网...

【技术保护点】
有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，其特征在于：包括从井口到井底依次连接的第一级油管（1）、和第n级油管（9），所述第一级油管（1）与第n级油管（9）之间设置有多个双螺旋短节和油管，所述的双螺旋短节和油管交替连接；所述第n级油管（9）下端依次连接有上双螺旋短节（12）和上水力喷射器（13），所述上水力喷射器（13）下端依次连接有下双螺旋短节（15）和下水力喷射器（16），所述下水力喷射器（16）下端连接有伸缩补偿器（18），所述伸缩补偿器（18）下端连接有底封拖动压裂封隔器（19）。

【技术特征摘要】
1.有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，其特征在于：包括从井口到井底依次连接的第一级油管（1）、和第n级油管（9），所述第一级油管（1）与第n级油管（9）之间设置有多个双螺旋短节和油管，所述的双螺旋短节和油管交替连接；所述第n级油管（9）下端依次连接有上双螺旋短节（12）和上水力喷射器（13），所述上水力喷射器（13）下端依次连接有下双螺旋短节（15）和下水力喷射器（16），所述下水力喷射器（16）下端连接有伸缩补偿器（18），所述伸缩补偿器（18）下端连接有底封拖动压裂封隔器（19）。2.根据权利要求1所述的有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，其特征在于：所述上双螺旋短节（12）与第n级油管（9）之间连接有上调整短节（11），所述上调整短节（11）与第n级油管（9）通过安全接头（10）连接。3.根据权利要求1所述的有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，其特征在于：所述下双螺旋短节（15）与上水力喷射器（13）之间通过下调整短节（14）连接。4.根据权利要求1所述的有限级间断式双螺旋井底砂液混配管柱，其特征在于：所述下水力喷射器（16）与伸缩补偿器（18）之间设置有单流阀（17）。5.根据权利要求1所述的有限级间断式双螺旋井底砂液混配管...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝少凯，王祖文，岳艳芳，白明伟，温亚魁，张冕，杨红斌，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61