[发明专利]一种定向水力喷砂射孔压裂装置及方法

说明书

本发明公开了一种定向水力喷砂射孔压裂装置及方法，属于油田压裂领域。该压裂装置包括：压裂管柱、用于将压裂管柱悬挂于井筒套管内的套管悬挂器，该压裂管柱包括：通过多个油管自上而下顺次连接的定位短节、多个喷射器、丝堵、定向连接件、定向组件。其中，定向连接件设置在相邻两个喷射器之间，用于使多个喷射器侧壁上的喷嘴朝向一致。定向组件用于获取喷嘴的朝向，并将喷嘴的朝向信息传递至井口测试系统。本发明提供的压裂装置保证了每个喷射器上的喷嘴在进行压裂作业时均能够对准地层最大主应力方向，对地层的压裂作业效果较好。

技术领域

本发明涉及油田压裂领域，特别涉及一种定向水力喷砂射孔压裂装置及方法。

背景技术

在油田生产过程中，由于油井生产到一定阶段后，其产能会有所降低。因此，为了改善油在地下的流动环境，提高油井产量，需要对油井进行压裂生产，所以，提供一种压裂装置是十分必要的。

现有技术提供了一种压裂装置，包括：套管悬挂器和压裂管柱。其中，套管悬挂器设置在井口，用于悬挂压裂管柱。压裂管柱包括：通过多个油管自上而下顺次连接的定位短节、多个喷射器，以及用于封堵压裂管柱底端的丝堵。该喷射器的侧壁上沿轴向设置有两排喷嘴，每排沿周向均匀布设有四个喷嘴。当需要进行压裂作业时，将压裂管柱下入井筒套管内，利用定位短节在井筒套管内确定地层中待压裂的位置，使多个喷射器分别与多级待压裂地层相对。待完成定位后，将压裂管柱通过套管悬挂器悬挂在井筒套管内，并向压裂管柱内高压泵入携砂液，使携砂液通过喷射器上的喷嘴射穿井筒套管后冲击地层，进而在地层中产生地层裂缝，完成压裂作业。可以理解的是，地层裂缝的延伸方向总是垂直于地层的最小主应力方向，当喷射器的喷嘴的方向与地层最大主应力方向存在一定角度时，裂缝的延伸方向将不断向地层最大主应力方向发生转向，直至与地层最大主应力方向一致。而当该喷嘴的方向与地层最大主应力方向一致时，地层中产生的裂缝最长，此时对地层的压裂效果是最好的。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于现有技术在向井筒套管内下入压裂管柱后，无法保证喷射器的喷嘴对准地层的最大主应力方向，在地层中产生的地层裂缝较短，因此，现有技术提供的压裂装置对地层的压裂效果较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种定向水力喷砂射孔压裂装置及方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种定向水力喷砂射孔压裂装置，包括：压裂管柱、用于将所述压裂管柱悬挂于井筒套管内的套管悬挂器，所述压裂管柱包括：通过多个油管自上而下顺次连接的定位短节、多个喷射器、丝堵；

所述压裂管柱还包括：设置在相邻两个所述喷射器之间的定向连接件，用于使多个所述喷射器侧壁上的喷嘴朝向一致；

定向组件，用于获取所述喷嘴的朝向，并将所述喷嘴的朝向信息传递至井口测试系统。

在一种可能的设计中，所述定向连接件包括：中心管、第一上接头、第一下接头、固定件；

所述第一上接头通过所述固定件可转动地套装在所述中心管的上部；

所述第一下接头与所述中心管的下端连接。

在一种可能的设计中，所述定向组件包括：定向短节、陀螺仪；

所述定向短节设置在所述定位短节与首个所述喷射器之间，且包括：短节本体、与所述短节本体上端连接的第一卡体、与所述第一卡体上端连接的导向键；

所述陀螺仪与所述井口测试系统通过电缆连接，包括：陀螺仪本体、设置在所述陀螺仪本体上的第二卡体、与所述第二卡体上端连接的导向体，所述导向体上设置有导向槽；

所述第二卡体与所述第一卡体相适配，两者接触后，所述陀螺仪向下转动，直至所述导向键完全插入所述导向槽内。