CN206016791U - 一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，包括外管和内管，所述内管套接于外管内，所述内管与外管之间形成一个空腔，内管两端分别通过上接箍和下接箍与外管连接；所述内管的外表面设有双螺旋线流道。本实用新型通过采用双层管+内管外螺旋结构来改善水平井体积压裂多级双簇射孔压裂管柱中上喷枪处的砂浓度、流量和压力，降低下喷枪处过多砂子聚集的概率和流量，有效地解决了目前水平井水平段砂子沉积、砂液分离问题和多级双簇射孔压裂管柱中上、下游喷枪射孔的不均匀性，提高了水平井多级拖动双簇喷射压裂施工成功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，主要适用于水平井体积压裂多级双簇喷射压裂施工管柱中。
背景技术
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模式，由于高泵压、大排量、大液量、大砂量流体流动下，携砂液在水平段容易出现砂子沉积、砂液分离现象，加之砂液运动的惯性作用，大液量会将砂子沿着水平段管柱尽可能带入下喷枪，从而降低了上喷枪喷嘴处的砂浓度、流量和压力，造成了上喷枪喷砂射孔失败或下喷枪提前冲蚀失效，不利于多级双簇射孔，严重影响了体积压裂施工效果。为此，设计了一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管。
实用新型内容
本实用新型通过采用“双层管+内管外螺旋结构”来改善水平井体积压裂多级双簇射孔压裂管柱中上喷枪处的砂浓度、流量和压力，尽可能使进入上喷枪处的砂子、流量停留的时间过长一些，保证大多数携砂液进入上喷枪，降低下喷枪处过多砂子聚集的概率和液流量，从而使水平井体积压裂多级双簇射孔压裂上、下游喷枪喷砂射孔效果均衡，解决目前水平井水平段砂子沉积、砂液分离问题和多级双簇射孔压裂管柱中上、下游喷枪射孔的不均匀性。本实用新型提供的一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，使大液量、高流速携砂液以旋流和分流的状态进入上喷枪内腔，提高水平井多级双簇射孔压裂施工效率和安全性。
本实用新型采用的技术方案为：
一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，包括外管和内管，所述内管套接于外管内，所述内管与外管之间形成一个空腔，内管两端分别通过上接箍和下接箍与外管连接；所述内管的外表面设有双螺旋线流道。
所述内管的外表面设有的双螺旋线流道形状为螺旋梯形槽。
所述螺旋梯形槽槽深4.5mm，槽底部宽度12mm，梯形角60°。
所述内管钢材采用35CrMo材料，所述内管的外表面有渗氮层，渗氮层厚度是0.6mm，硬度是70~92HRC。
所述外管钢材采用P110材料，其硬度为650~835HB。
所述的上接箍和下接箍结构相同，其扣型为3-1/2" UP TBG。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的了一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，通过采用“双层管+内管外螺旋结构”来改善水平井体积压裂多级双簇射孔压裂管柱中上喷枪处的砂浓度、流量和压力，尽可能使进入上喷枪处的砂子、液流量停留的时间过长一些，保证大多数携砂液进入上喷枪，降低下喷枪处过多砂子聚集的概率和液流量，实现了水平井体积压裂多级双簇射孔压裂上、下游喷枪喷砂射孔效果均衡，达到了水平段井底砂液重新混配和多级双簇射孔压裂上、下游喷枪同时射孔的目的，实用性强，效果显著。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管示意图。
图2为A-A结构示意图。
图中：1-上接箍；2-外管；3-内管；4-下接箍。
具体实施方式
实施例1：
本实用新型通过采用“双层管+内管外螺旋结构”来改善水平井体积压裂多级双簇射孔压裂管柱中上喷枪处的砂浓度、流量和压力，尽可能使进入上喷枪处的砂子、流量停留的时间过长一些，保证大多数携砂液进入上喷枪，降低下喷枪处过多砂子聚集的概率和液流量，从而使水平井体积压裂多级双簇射孔压裂上、下游喷枪喷砂射孔效果均衡，解决目前水平井水平段砂子沉积、砂液分离问题和多级双簇射孔压裂管柱中上、下游喷枪射孔的不均匀性。本实用新型提供的如图1和2所示的一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，使大液量、高流速携砂液以旋流和分流的状态进入上喷枪内腔，提高水平井多级双簇射孔压裂施工效率和安全性。
一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，包括外管2和内管3，所述内管3套接于外管2内，所述内管3与外管2之间形成一个空腔，内管3两端分别通过上接箍1和下接箍4与外管2连接；所述内管3的外表面设有双螺旋线流道。
本实用新型的应用方式为：
1. 首先油水平井进行体积压裂多级拖动双簇喷射压裂施工前，根据施工管柱结构图，将螺旋式双层分流油管安装在双簇喷射压裂管柱上喷枪的上游，组装连接好多级拖动双簇喷射压裂管柱。
2. 将上述多级拖动双簇喷射压裂管柱下入到上、下游喷枪预定的喷点位置。
3. 上述多级拖动双簇喷射压裂管柱入井，投球，液压坐封封隔器锚定到位后，利用压裂泵车以排量0.8～1.0 m3/min清水循环洗井，保证地面泥浆池中出液口液体机械杂质含量小于0.22%，井筒清洁干净。
4. 然后提高压裂泵车排量至1.0~2.0m3/min，将砂浓度为145~160kg/m3携砂液沿多级拖动双簇喷射压裂管柱泵入，当大液量、高流速携砂液流经水平段螺旋式双层分流油管时，携砂液分流成两部分，一部分从内管3的内通径流过，另一部分从内管3和外管2的环形空间流过，由于内管3的外表面设计有双螺旋梯形槽结构，从而使这一部分的携砂液产生螺旋式流动状态，在环形空间形成螺旋流态，考虑到旋流和分流作用延迟了大液量、高流速携砂液流经上喷枪的时间，进而在该油管下游出口和上喷枪之间的很短距离区域，携砂液汇集停留的时间很大程度地延长，从而确保了进入上喷枪的携砂液增多，下喷枪仍然有足够的携砂液，从而达到了多级拖动双簇喷射压裂上、下游喷枪同时射孔的目的，形成井筒与地层连通的双射孔通道。
5. 射开孔道后，泵车以排量2.0m3/min注入顶替液，将多级拖动双簇喷射压裂管柱内携砂液替入地层，然后冲洗压裂管柱。
6. 冲洗完毕后，套管环空提高排量至3.6~4.0m3/min开始进行环空压裂，同时，压裂管柱内以排量1.0m3/min伴注平衡压力，按照施工设计要求压裂后，再以排量4.0m3/min注入顶替液，将多级拖动双簇喷射压裂管柱中压裂液全部替入地层，以完成储层压裂改造。
7. 待油水平井多级拖动双簇喷射压裂施工完成后，上提出喷射压裂管柱，及时拆卸、检查螺旋式双层分流油管（含外管内壁、内管内外壁）使用情况，用于保养或更换螺旋式双层分流油管，以便后续再次进行多级双簇喷射压裂施工。
本实用新型涉及到水平井体积压裂工艺技术领域，是实现水平井体积压裂井底砂液重新混配、大液量分流的重要工具，改变了进入水平井水平段双簇射孔压裂上喷枪的流量、砂浓度、压力，从而使进入上喷枪处的砂浓度、流量尽可能大一点，保证其正常射孔及后续压裂，同时，降低了下喷枪处过多砂子聚集的概率和液流量，适合应用于水平井体积压裂多级双簇喷射压裂管柱中。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，所述内管3的外表面设有的双螺旋线流道形状为螺旋梯形槽。
所述螺旋梯形槽槽深4.5mm，槽底部宽度12mm，梯形角60°
本实用新型提供的该油管长度9200mm，外管2外径88.9mm，内径76mm，内管3外径59mm，内径38mm，内管3双螺旋线沿顺时针方向，螺旋角45°，双螺旋螺距135mm，双螺线间距32mm，螺旋梯形槽135mm，槽深4.5mm，槽底部宽度12mm，梯形角60°。
所述内管3钢材采用35CrMo材料，所述内管3的外表面，所述内管3设有双螺旋线流道的外表面通过渗氮工艺处理，其渗氮层厚度0.6mm，使得其硬度达到70~92HRC。
所述外管2钢材采用P110材料，其硬度为650~835HB。
所述的上接箍1和下接箍4结构相同，其扣型为3-1/2" UP TBG。如图1，本实用新型涉及的一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管的外管2钢材采用P110材料，经热处理硬度达650~835HB；内管3钢材采用35CrMo材料，经热处理硬度达197~235HB，内管3的外表面设有双螺旋梯形槽结构，并采用渗氮工艺处理内管3的外表面，渗氮层厚度0.6mm，其硬度高达70~92HRC，耐磨性高，以避免分流后的部分携砂液由于流向的改变而造成内管3外表面双螺旋梯形槽的局部冲刷。
该油管的内管3的双螺旋梯形槽加工不允许有裂纹、气孔等缺陷，螺旋过渡平缓光滑。
本实用新型的连接方式为油管接箍连接，以便于拆卸和更换。
本实用新型的应用方式为：
1. 首先油水平井进行体积压裂多级拖动双簇喷射压裂施工前，根据施工管柱结构图，将螺旋式双层分流油管安装在双簇喷射压裂管柱上喷枪的上游，组装连接好多级拖动双簇喷射压裂管柱。
2. 将上述多级拖动双簇喷射压裂管柱下入到上、下游喷枪预定的喷点位置。
3. 上述多级拖动双簇喷射压裂管柱入井，投球，液压坐封封隔器锚定到位后，利用700型压裂泵车以排量0.8～1.0 m3/min清水循环洗井，保证地面泥浆池中出液口液体机械杂质含量小于0.22%，井筒清洁干净。
4. 然后提高700型压裂泵车排量至1.0~2.0m3/min，将砂浓度为145~160kg/m3携砂液沿多级拖动双簇喷射压裂管柱泵入，当大液量、高流速携砂液流经水平段螺旋式双层分流油管时，携砂液分流成两部分，一部分从内管3的内通径流过，另一部分从内管3和外管2的环形空间流过，由于内管3的外表面设计有双螺旋梯形槽结构，从而使这一部分的携砂液产生螺旋式流动状态，在环形空间形成螺旋流态，考虑到旋流和分流作用延迟了大液量、高流速携砂液流经上喷枪的时间，进而在该油管下游出口和上喷枪之间的很短距离区域，携砂液汇集停留的时间很大程度地延长，从而确保了进入上喷枪的携砂液增多，下喷枪仍然有足够的携砂液，从而达到了多级拖动双簇喷射压裂上、下游喷枪同时射孔的目的，形成井筒与地层连通的双射孔通道。
5. 射开孔道后，泵车以排量2.0m3/min注入顶替液，将多级拖动双簇喷射压裂管柱内携砂液替入地层，然后冲洗压裂管柱。
6. 冲洗完毕后，套管环空提高排量至3.6~4.0m3/min开始进行环空压裂，同时，压裂管柱内以排量1.0m3/min伴注平衡压力，按照施工设计要求压裂后，再以排量4.0m3/min注入顶替液，将多级拖动双簇喷射压裂管柱中压裂液全部替入地层，以完成储层压裂改造。
7. 待油水平井多级拖动双簇喷射压裂施工完成后，上提出喷射压裂管柱，及时拆卸、检查螺旋式双层分流油管（含外管内壁、内管内外壁）使用情况，用于保养或更换螺旋式双层分流油管，以便后续再次进行多级双簇喷射压裂施工。
Claims (6)
1.一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，其特征在于：包括外管（2）和内管（3），所述内管（3）与外管（2）之间形成一个空腔，所述内管（3）套接于外管（2）内，内管（3）两端分别通过上接箍（1）和下接箍（4）与外管（2）连接；所述内管（3）的外表面设有双螺旋线流道。
2.根据权利要求1所述一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，其特征在于：所述内管（3）的外表面设有的双螺旋线流道形状为螺旋梯形槽。
3.根据权利要求2所述一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，其特征在于：所述螺旋梯形槽槽深4.5mm，槽底部宽度12mm，梯形角60°。
4.根据权利要求1所述一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，其特征在于：所述内管（3）钢材采用35CrMo材料，所述内管（3）的外表面有渗氮层，其渗氮层厚度0.6mm，硬度是70~92HRC。
5.根据权利要求1所述一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，其特征在于：所述外管（2）钢材采用P110材料，其硬度为650~835HB。
6.根据权利要求1所述一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管，其特征在于：所述的上接箍（1）和下接箍（4）结构相同，其扣型为3-1/2" UP TBG。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2018040138A1 (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 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 | 一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管 |
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2016
- 2016-08-30 CN CN201620983795.7U patent/CN206016791U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| WO2018040138A1 (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 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 | 一种水平井体积压裂用螺旋式双层分流油管 |
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