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专利号: 2020108076305
申请人: 华北科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其采用定向压裂控顶卸压装置,该装置包括压裂液供给器(1)、高压泵送机组(3)、高压切割粒子供给机构、文丘里管(9)、压裂管(10)、压裂与切割头(11)和洗孔头(12),其特征在于,所述压裂液供给器(1)通过高压泵送机组连接至所述文丘里管(9)的收缩端,所述文丘里管(9)的扩散端连接至所述压裂管(10),所述高压切割粒子供给机构与所述文丘里管(9)上的喉管连接,该喉管位于所述扩散端与收缩端之间的连接处;所述压裂管的伸入钻孔内的部位设置有多个沿着所述压裂管径向延伸的压裂与切割头(11),所述压裂管的端部固定连接有所述洗孔头(12),所述压裂与切割头(11)和所述洗孔头均与所述压裂管的管孔连通;该定向压裂控顶卸压方法包括以下步骤:(i)钻孔:在待定向压裂控顶卸压部位钻设压裂钻孔,并将压裂管伸入所述压力钻孔内;

(ii)洗孔:将所述高压泵送机组(3)的进液端连接至洗孔液,然后利用高压泵送机组(3)向压裂管内供应高压的洗孔液,在洗孔时,所述压裂与切割头(11)处于关闭状态,利用所述压裂管端部的洗孔头(12)对钻孔进行洗孔;

(iii)切割处理:将洗孔头关闭,并将高压切割粒子供给机构与所述文丘里管(9)之间的开关打开,使得高压切割粒子供给机构向文丘里管内供给切割粒子,使得洗孔液内混合有切割粒子,利用高压以及切割粒子的切割作用,对钻孔的径向进行切割出多个径向切割槽;

(iv)封孔处理:切割完各个径向切割槽后,将压裂管伸入压裂孔内,并对钻孔的端部进行封孔,使得压裂管与钻孔端部之间密封设置;

(v)压裂卸压:将高压切割粒子供给机构与所述文丘里管(9)之间的开关关闭,并将洗孔液更换为压裂液,利用压裂液供给器(1)、高压泵送机组(3)向压裂管内供给高压的压裂液,实现压裂卸压处理,压裂时,洗孔头处于关闭状态时利用压裂与切割头(11)实现压裂,所述压裂与切割头(11)处于关闭状态时,利用洗孔头进行压裂,并依次间歇的使得洗孔头、压裂与切割头(11)打开或者关闭;

(vi)保压:压裂时,在设定的最大压裂压力下,保压压裂一定时间即可完成压裂卸压。

2.根据权利要求1所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述高压泵送机组(3)上还连接有增压泵(2)。

3.根据权利要求1所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述高压切割粒子供给机构包括切割粒子供给罐、粒子输送泵(5)、均流罐(6)和防堵气流嘴(4),其中,所述粒子输送泵(5)一端连接至所述切割粒子供给罐,所述粒子输送泵(5)另一端通过所述均流罐(6)连接至输送管(7),所述输送管上设置有防堵气流嘴(4),所述输送管连接至所述喉管,且所述防堵气流嘴(4)的出气端与所述输送管的延伸输送方向之间具有一锐角的夹角,利用所述防堵气流嘴(4)对粒子进行输送并防止粒子堵塞。

4.根据权利要求1所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述压裂与切割头(11)包括安装外套(13)和高压喷射套(21),其中,所述安装外套沿着所述压裂管的径向方向延伸固定安装,所述安装外套内可旋转转动的设置有所述高压喷射套(21)。

5.根据权利要求1所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述高压喷射套(21)的前端设置有喷射孔(20),且所述高压喷射套的中心通孔(19)内的内壁上设置有螺旋延伸的螺旋槽(16),且高压喷射套的旋转方向构设为使得螺旋槽(16)能够助推喷射液向外喷射。

6.根据权利要求5所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述安装外套与所述高压喷射套的前端部之间设置有直驱电机(17),利用所述直驱电机驱动所述高压喷射套相对于所述安装外套旋转。

7.根据权利要求6所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述安装外套为前端大后端小的阶梯结构,其中,前端为朝向喷射孔(20)的一端,所述安装外套的前端密封设置有密封端盖(18)。

8.根据权利要求1所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述安装外套的后端部与所述高压喷射套(21)之间设置有油膜间隙(15),所述油膜间隙内填充有润滑油,所述高压喷射套的后端设置有定位段(14),所述定位段的外端壁与所述安装外套的内壁之间为间隙配合。

9.根据权利要求1所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:所述压裂管的轴向方向上延伸有线缆孔,所述直驱电机、开关的线缆均传设在所述线缆孔内。

10.一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压装置,其用于权利要求1-9任意一项所述一种用于坚硬顶板的定向压裂控顶卸压方法,其特征在于:该装置包括压裂液供给器(1)、高压泵送机组(3)、高压切割粒子供给机构、文丘里管(9)、压裂管(10)、压裂与切割头(11)和洗孔头(12),所述压裂液供给器(1)通过高压泵送机组连接至所述文丘里管(9)的收缩端,所述文丘里管(9)的扩散端连接至所述压裂管(10),所述高压切割粒子供给机构与所述文丘里管(9)上的喉管连接,该喉管位于所述扩散端与收缩端之间的连接处;所述压裂管的伸入钻孔内的部位设置有多个沿着所述压裂管径向延伸的压裂与切割头(11),所述压裂管的端部固定连接有所述洗孔头(12),所述压裂与切割头(11)和所述洗孔头均与所述压裂管的管孔连通。