一种提高水平井连续油管下入能力的装置及方法与流程

本发明属于天然气处理，具体涉及一种提高水平井连续油管下入能力的装置及方法。

背景技术：

1、在油气水平井分段压裂过程中，针对第一段射孔作业时，一般采用连续油管传输射孔射开第一段套管，建立压裂通道。但是，采用水平井连续油管下入时，仅依靠地面注入头提供动力，由于连续油管相对于井筒尺寸较小，连续油管会在井筒内发生屈曲行为，尤其水平井作业过程中更加突出，从而导致连续油管下入摩阻增加，发生自锁现象，限制了连续油管施工作业能力。现场作业过程中，一般采用金属减阻剂降低连续油管摩阻，提高下入能力，但只能一定程度上缓解和改善。

2、现有技术中还有用于续油管作业机的辅助进入装置，但其结构复杂，成本较高，操作不便。如申请号为cn201310070678.2，发明名称为一种连续油管作业机的辅助注入装置。

技术实现思路

1、本发明提供了一种提高水平井连续油管下入能力的装置及方法，目的在于提供一种主动提供连续油管输送动力的方式，辅助传统注入头动力输送方式，来进一步提高连续油管下入能力，满足长水平段水平井施工作业需求。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种提高水平井连续油管下入能力的装置，至少包括连续油管注入头、连续油管防喷器组、防喷管、大平板阀、套管四通和生产套管，所述套管四通和大平板阀从下至上连接在地面上外露的生产套管端头上，大平板阀上有注入井口，注入井口的顶部从下至上连接有防喷管、连续油管防喷器组和连续油管注入头；还包括泵车、连续油管和反向水力射流工具；所述连续油管的前端连接反向水力射流工具，连续油管的后端连接泵车，连续油管与连续油管注入头连接。

4、所述的反向水力射流工具包括单流阀和水力喷射器；单流阀连接在水力喷射器的后端，水力喷射器通过单流阀与连续油管连接。

5、所述的水力喷射器是沿中心轴线设置为空腔的圆柱体状，且其前端外端面为圆弧形；水力喷射器的侧壁上倾斜设置有多个水力射流喷嘴，且水力射流喷嘴的中心轴线向上的方向与水力喷射器中心轴线向前的方向夹角为锐角。

6、所述的锐角的范围为30-60°。

7、所述的锐角为45°。

8、所述的水力喷射器的中心空腔由两部分构成；中心空腔的前端为圆台形，形成节流嘴；后端为圆柱形；所述水力射流喷嘴设置在内腔为圆柱形空腔的侧壁上。

9、所述的圆台高度为水力喷射器总长度的1/3～2/5。

10、所述的水力射流喷嘴设置有四个，且四个水力射流喷嘴的相位角呈90°。

11、一种提高水平井连续油管下入能力的方法，采用提高水平井连续油管下入能力的装置，包括如下步骤：

12、步骤一：在连续油管的前端连接反向水力射流工具，连续油管的后端与泵车连接；

13、步骤二：将连接好的连续油管的前端通过连续油管注入头进入井筒内；

14、步骤三：在初始直井段内，采用连续油管注入头为连续油管的下行提供输送动力；

15、步骤四：进入水平段后，在持续采用连续油管注入头提供动力输送的前提下，通过地面泵车向连续油管内注入液体，在注入液体的作用下，在连续油管前端反向水力射流工具形成反向射流，辅助连续油管向水平井井底方向输送；

16、步骤五：当连续油管前端到达预定位置时，连续油管注入头停止动力输送，且泵车停止泵注作业，之后即可进行后续施工作业。

17、所述的步骤四中反向水力射流工具形成反向射流的方法如下，当地面泵车向连续油管内注入液体抵达反向水力射流工具后，从水力射流喷嘴向外、向后喷出，在反向水力射流工具外部形成水力射流效应，实现增压，从而为连续油管向井底方向输送提供动力。

18、有益效果：

19、(1)本发明通过连续油管前端连接反向水力射流工具，地面泵注液体在井底形成射流增压，辅助提供连续油管的输送动力，有效缓解了井筒内屈曲行为，进一步提高水平井连续油管下入能力，满足更长水平段水平井施工作业。

20、(2)本发明中的水力喷射器上设置四个水力射流喷嘴，且四个水力射流喷嘴的相位角呈90°，当泵车注液时，使得在水力喷射器的外部形成的反向射流均匀稳定，从而能够顺利的将连续油管向井底方向输送。

21、(3)本发明中的水力喷射器内腔的后端设置为圆柱形、前端设置为圆台形，使得进入的液体顺利前行，当进入的液体抵达前端为圆台形位置，能够在迅速返回，且形成缓冲，从而较好的实现其辅助增压的功能。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种提高水平井连续油管下入能力的装置，至少包括连续油管注入头(4)、连续油管防喷器组(5)、防喷管(6)、大平板阀(8)、套管四通(9)和生产套管(11)，所述套管四通(9)和大平板阀(8)从下至上连接在地面(16)上外露的生产套管(11)端头上，大平板阀(8)上有注入井口(7)，注入井口(7)的顶部从下至上连接有防喷管(6)、连续油管防喷器组(5)和连续油管注入头(4)；其特征在于：还包括泵车(1)、连续油管(2)和反向水力射流工具(3)；所述连续油管(2)的前端连接反向水力射流工具(3)，连续油管(2)的后端连接泵车(1)，连续油管(2)与连续油管注入头(4)连接。

2.如权利要求1所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的反向水力射流工具(3)包括单流阀(12)和水力喷射器(13)；单流阀(12)连接在水力喷射器(13)的后端，水力喷射器(13)通过单流阀(12)与连续油管(2)连接。

3.如权利要求2所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的水力喷射器(13)是沿中心轴线设置为空腔的圆柱体状，且其前端外端面为圆弧形；水力喷射器(13)的侧壁上倾斜设置有多个水力射流喷嘴(14)，且水力射流喷嘴(14)的中心轴线向上的方向与水力喷射器(13)中心轴线向前的方向夹角为锐角。

4.如权利要求3所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的锐角的范围为30-60°。

5.如权利要求3所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的锐角为45°。

6.如权利要求3所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的水力喷射器(13)的中心空腔由两部分构成；中心空腔的前端为圆台形，形成节流嘴(15)；后端为圆柱形；所述水力射流喷嘴(14)设置在内腔为圆柱形空腔的侧壁上。

7.如权利要求6所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的圆台高度为水力喷射器(13)总长度的1/3～2/5。

8.如权利要求3或6所述的一种提高水平井连续油管下入能力的装置，其特征在于：所述的水力射流喷嘴(14)设置有四个，且四个水力射流喷嘴(14)的相位角呈90°。

9.一种提高水平井连续油管下入能力的方法，其特征在于：采用如权利要求1-8任意一项所述的提高水平井连续油管下入能力的装置，包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的一种提高水平井连续油管下入能力的方法，其特征在于：所述的步骤四中反向水力射流工具(3)形成反向射流的方法如下，当地面泵车(1)向连续油管(2)内注入液体抵达反向水力射流工具(3)后，从水力射流喷嘴(14)向外、向后喷出，在反向水力射流工具(3)外部形成水力射流效应，实现增压，从而为连续油管向井底方向输送提供动力。

技术总结本发明属于天然气处理技术领域，具体涉及一种提高水平井连续油管下入能力的装置及方法。本发明中的装置至少包括连续油管注入头、连续油管防喷器组、防喷管、大平板阀、套管四通和生产套管，套管四通和大平板阀从下至上连接在地面上外露的生产套管端头上，大平板阀上有注入井口，注入井口的顶部从下至上连接有防喷管、连续油管防喷器组和连续油管注入头；还包括泵车、连续油管和反向水力射流工具；连续油管的前端连接反向水力射流工具，连续油管的后端连接泵车，连续油管与连续油管注入头连接。本发明可辅助提供连续油管输送动力，有效缓解井筒内屈曲行为，进一步提高水平井连续油管下入能力，满足了更长水平段水平井施工作业。技术研发人员：沈磊,刘汉斌,解永刚,周长静,马占国,肖元相,古永红,史华,刘晓瑞,傅鹏受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20