一种页岩油开采施工用分级式水力压裂装置的制作方法

1.本发明涉及页岩油开采技术领域，尤其是一种页岩油开采施工用分级式水力压裂装置。


背景技术：

2.水力压裂技术是用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用压裂剂将裂缝支撑起来，减少油气水的流动阻力，沟通油气水的流动通道，从而达到增产增注的效果。
3.现有技术中，通常是在压裂管柱内充入压裂剂以对裂缝进行压裂，使裂缝被压裂剂填充而无法闭合，但由于压力泵的输送压力有限，这样压裂剂仅能进入到较浅的裂缝内，而较深的裂缝内则无法被压裂剂填充，从而造成深处的裂缝在没有被压裂剂填充的情况下很快闭合，导致深处的裂缝周围的致密油和致密气无法被采集出，严重影响了页岩油开采施工的效率。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种页岩油开采施工用分级式水力压裂装置，以通过压裂剂不同流量的改变，方便对压射管内的压力进行调节，确保压射出的压裂剂能有效填充至地层深处裂缝，提高页岩油的开采效率。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种页岩油开采施工用分级式水力压裂装置，包括一端可通入填缝所用压裂剂的连接端筒和压射管，所述连接端筒与压射管之间设有分流筒，分流筒的前端面与连接端筒密封连接、后端面与压射管密封连接；所述分流筒内设有隔离板，所述隔离板将分流筒内部分隔为活塞腔和集流腔，活塞腔与集流腔之间通过外部导管连通，所述活塞腔内滑动设有密封活塞，位于活塞腔所在的分流筒的筒壁上沿轴向开设有周向均布且与外部导管连通的贯穿孔，所述压裂剂经连接端筒进入分流筒的活塞腔内，随密封活塞移动而改变流量后的压裂剂通过所述贯穿孔、外部导管进入集流腔内并在压射管作用下对裂缝进行喷射填充。
6.具体说，为实现密封活塞的移动，所述的连接端筒内设有伺服电机，所述伺服电机的电机轴传动连接有调节螺杆，密封活塞中心设有螺母座，调节螺杆与螺母座螺纹连接而推动密封活塞在活塞腔内移动。
7.进一步地，所述的连接端筒内中心位置通过支撑架固定有电机箱，所述伺服电机安装在电机箱内，所述调节螺杆两端部分别通过滚珠轴承转动支撑在电机箱和隔离板之间。
8.更进一步，为提高密封活塞移动稳定性，所述的密封活塞外周面周向均布有轴向延伸的限位卡槽，所述集流腔内壁周向均布有与限位卡槽滑动配合的限位导条。
9.具体说，所述的外部导管包括围绕活塞腔外壁周向均布的竖向导管，所述竖向导管连接有弧形导管，所述弧形导管另一端与集流腔连通。
10.优选地，为实现压裂剂以不同流量喷射，所述的贯穿孔包括沿分流筒轴向间隔排列的第一贯穿孔、第二贯穿孔及第三贯穿孔，第一贯穿孔、第二贯穿孔及第三贯穿孔均与竖向导管连通。
11.为实现压裂剂的分级喷射，所述的压射管外壁上轴向排列有压射喷头，位于压射管内部且位于相邻两压射喷头之间设有封隔器。
12.本发明的有益效果是：本发明通过密封活塞移动而对进入分流筒内的压裂剂进行流量改变，使得形成不同流量的压裂剂经贯穿孔、外部导管进入集流腔内并在压射管作用下对裂缝进行喷射填充，确保所压射出压裂剂有效填充至地层深处裂缝内，有效提高了页岩油的开采效率，保证了页岩油开采施工的正常进行。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
14.图1是本发明的结构示意图。
15.图2是本发明剖视结构示意图。
16.图3是图2中a处放大结构示意图。
17.图4是本发明所述连接端筒的结构示意图。
18.图5是本发明所述分流筒的结构示意图。
19.图6是本发明所述密封活塞的结构示意图。
20.图中：1-连接端筒，2-分流筒，3-压射管，4-伺服电机，5-调节螺杆，6-密封活塞，7-第一密封圈，8-第二密封圈，9-第三密封圈，101-支撑架，102-电机箱，201-隔离板，202-活塞腔，203-集流腔，204-竖向导管，205-弧形导管，206-第一贯穿孔，207-第二贯穿孔，208-第三贯穿孔，209-限位导条，301-压射喷头，302-封隔器，601-螺纹端座，602-限位卡槽，603-加强筋。
具体实施方式
21.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
22.如图1～图6所示的一种页岩油开采施工用分级式水力压裂装置，包括连接端筒1，连接端筒1左端部连接油管输入压裂剂，连接端筒1右端通过螺栓固接有分流筒2，分流筒2右端通过螺栓固接有压射管3，连接端筒1与分流筒2连接端部之间设有第二密封圈8，所述分流筒2与压射管3连接端部之间设有第三密封圈9。所述的压射管3外壁上轴向排列有压射喷头301，位于压射管3内部且位于相邻两压射喷头301之间设有封隔器302。
23.所述的分流筒2内部设有隔离板201，分流筒2内部通过隔离板201分隔为活塞腔202和集流腔203，活塞腔202内设有调节螺杆5，所述连接端筒1内部中心位置通过支撑架101固定有电机箱102，电机箱102内部安装有伺服电机4，伺服电机4的电机轴与调节螺杆5左端传动连接，调节螺杆5两端部分别通过滚珠轴承转动支撑在电机箱和隔离板之间，所述电机箱102靠近伺服电机4电机轴一侧设有与滚珠轴承相配合的第一密封圈7。
24.所述调节螺杆5右端设有与活塞腔202内壁滑动配合的密封活塞6，密封活塞6中心设有螺母座601，调节螺杆5与螺母座601螺纹连接而推动密封活塞6在活塞腔202内壁两端
间移动。
25.所述的密封活塞6外周面周向均布有轴向延伸的限位卡槽602，所述集流腔203内壁周向均布有与限位卡槽602滑动配合的限位导条209，在密封活塞6两表面均设有加强筋603。
26.所述活塞腔202与集流腔203之间通过外部导管连通，具体说，所述的外部导管包括围绕活塞腔202外壁周向均布的竖向导管204，所述竖向导管204连接有弧形导管205，所述弧形导管205另一端与集流腔203连通。
27.位于活塞腔202所在的分流筒2的筒壁上沿轴向开设有周向均布且与竖向导管204连通的贯穿孔，具体说，活塞腔202远离隔离板201一端内壁周向均布有与竖向导管204相连通的第一贯穿孔206；活塞腔202内壁且位于隔离板201和第一贯穿孔206之间周向均布有与竖向导管204相互连通的第二贯穿孔207；活塞腔202内壁且位于隔离板201和第二贯穿孔207之间周向均布有与竖向导管204相互连通的第三贯穿孔208。
28.操作时，伺服电机4驱动调节螺杆5转动进而带动密封活塞6转动，在调节螺杆5的作用下密封活塞6沿活塞腔202内壁向隔离板201方向移动，由于活塞腔203对密封活塞6进行限位，当密封活塞6移动至第一贯穿孔206与第二贯穿孔207之间时，密封活塞6对第二贯穿孔207和第三贯穿孔208进行密封，压裂剂经连接端筒1进入分流筒2内部后，并依次经过第一贯穿孔206、竖向导管204、弧形导管205导送至集流腔203内，并在压射管3的作用下喷射出压裂剂对裂缝进行填充。
29.当密封活塞6在调节螺杆5的作用下继续移动至第二贯穿孔207和第三贯穿孔208之间时，密封活塞6对第三贯穿孔208进行密封，压裂剂经连接端筒1进入分流筒2内部后，并依次经第一贯穿孔206、第二贯穿孔207、竖向导管204、弧形导管205导送至集流腔203内，并在压射管3的作用下喷射出压裂剂对裂缝进行填充，增加了压裂施工作业的压力，提高了压裂剂射出的流量。
30.当密封活塞6在调节螺杆5的作用下继续移动至贴近隔离板201时，压裂剂经连接端筒1进入分流筒2内部后，并依次经第一贯穿孔206、第二贯穿孔207、第三贯穿孔208、竖向导管204、弧形导管205导送至集流腔203内，并在压射管3的作用下喷射出压裂剂对裂缝进行填充，进一步增加了压裂施工作业的压力和压裂剂射出的流量。
31.本发明中，随密封活塞6移动，通过同时对第二贯穿孔207和第三贯穿孔208进行密封、单独对第三贯穿孔208进行密封，实现对进入分流筒2活塞腔202内的压裂剂流量的调节而进入集流腔203内，由于压裂液流量变多之后压裂压力增大，由此在压射管3作用下对裂缝进行喷射填充时，可确保所压射出压裂剂有效填充至地层深处裂缝内，从而提高了页岩油的开采效率，保证了页岩油开采施工的正常进行。
32.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。