[发明专利]一种油气井水力压裂井下低频水力脉动发生装置

说明书

一种油气井水力压裂井下低频水力脉动发生装置，包括复合锥台缸体总成，以及设置于复合锥台缸体总成上端的上接头和设置于下端的下接头，复合锥台缸体总成内设置有与其配套的复合锥台活塞，复合锥台活塞内设置有通孔，复合锥台活塞外周均布有防砂卡的半圆槽，复合锥台活塞下部设置有复位弹簧，在复位弹簧的下端设置有承托座；作业液体在复合锥台活塞上下压差达到一定值后下行，压缩复位弹簧，复合锥台活塞下行则其外周流道面积逐渐增大，复合锥台活塞上下压差降低，复位弹簧推动复合锥台活塞上行；由此产生往复式振动，在输出压裂流体中产生低频水力脉动；本发明基于水力压裂作业工作排量范围，实现了水力驱动方式的低频水力脉动输出，能整体上提高水力压裂效果。

技术领域

本发明涉及油气田储层水力压裂作业井下工具类，特别涉及一种油气井水力压裂井下低频水力脉动发生装置。

背景技术

油气田开发中，水力压裂技术是致密储层油气增产的重要措施。

目前，油气储层压裂中，常规水力压裂技增产工艺技术存在一些亟待解决的技术问题。

人工水力裂缝的产生，主要依靠井筒内压裂液压力产生井壁和储层岩石的拉伸破坏，起缝并延伸扩展裂缝。人工裂缝的起缝主要受到地层破裂压力影响，人工裂缝方向和扩展主要受到储层就地地应力控制。因为个别储层地层破裂压力高，施工中泵压偏高甚至还经常出现压不开的问题；由于储层为孔隙介质，裂缝扩展中流道截面为变质量流量，加之压裂支撑剂(俗称压裂砂，为石英砂或人工陶粒)密度大于压裂液，支撑剂容易在裂缝中沉降，压裂液有效携砂和裂缝中均匀铺砂一直是制约压裂作业效果的重大技术难题，目前工艺技术难以有效控制。体积缝网压裂中，由于岩石的非均质性导致破裂压力差异，以及受到地应力控制，通常很难形成有效缝网。

常规水力压裂中如何有效降低起缝压力和裂缝中实现压裂液有效携砂、均匀铺砂是工程中亟待解决的重大技术难题。

低渗油田压裂中，老井重复压裂是油气田增产的重要技术措施，在重复压裂中，裂缝转向技术已经被证实为增产的有效手段。转向重复压裂中，重点为有效封堵老缝、在井壁或近井壁重启新缝。常规转向重复压裂工艺施工中，能否实现转向存在很大的不确定性、不可控，目前还没有有效的可行方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种油气井水力压裂井下低频水力脉动发生装置，基于水力压裂液流作用下，产生井下低频水力脉动，低频脉动作用下有效降低地层破裂压力，利于人工水力裂缝起缝；脉动压力作用下，压裂液能在裂缝延伸扩展过程中有效携砂、均匀铺砂，进而提高裂缝导流能力；而在转向重复水力压裂中，能有效封堵原有裂缝，利于产生新的人工裂缝，进而实现裂缝转向。本发明具有结构简单、实现方便的特点。

为了实现上述目的，本发明采用了技术方案如下：

一种油气井水力压裂井下低频水力脉动发生装置，包括复合锥台缸体总成2，以及设置于复合锥台缸体总成2上端的加工有API标准油管连接螺纹的上接头1和设置于复合锥台缸体总成2下端的加工有API标准油管连接螺纹下接头7，复合锥台缸体总成2内设置有与其配套的复合锥台活塞3，复合锥台活塞3内设置有通孔4，复合锥台活塞3外周均布有防砂卡的半圆槽3-1，复合锥台活塞3下部设置有复位弹簧5，在复位弹簧5的下端设置有承托座6。

所述复合锥台活塞3上部三分之一长度的锥度在1：(12～16)，下部的锥度在1：(8～10)，通孔4直径范围在16mm～20mm，长度范围在140mm～200mm。

复合锥台缸体总成2和复合锥台活塞3具有相同的配合锥度，复合锥台活塞3外周均布有防砂卡的半圆槽3-1，半圆槽3-1直径为1.5mm～2mm，半圆槽倾斜角度为20～25度。

与现有技术相比，本发明的现场应用有益效果在于：