阅读说明：本技术 喷枪 (Spray gun ) 是由 刘志斌 李梅 杨晓勇 冯强 詹鸿运 郭鸣 秦诗涛 李世恒 吕双 张华� 于 2020-05-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种喷枪,其包括喷枪本体、喷嘴、上内管、下内管、固定接头和下接头；喷枪本体上开有阶梯孔以用于装配喷嘴,喷枪本体的外壁还采用加硬处理；喷嘴的外壁中部形成有凸台,凸台卡装在阶梯孔内；上内管和下内管同轴插装在喷枪本体的内腔中,且两者拼合后构成有圆孔,圆孔与喷嘴的下部相匹配,以将喷嘴限制在阶梯孔内；固定接头和下接头安装在喷枪本体的内腔两端,以将上内管和下内管限制在喷枪本体的内腔中。本发明可实现水力喷射工具一次下井后多次重复使用,可在井场快速更换喷嘴,从而提高压裂施工的效率,降低整个作业时间。(The invention discloses a spray gun, which comprises a spray gun body, a nozzle, an upper inner pipe, a lower inner pipe, a fixed joint and a lower joint, wherein the spray gun body is provided with a spray nozzle; the spray gun body is provided with a stepped hole for assembling a nozzle, and the outer wall of the spray gun body is also hardened; a boss is formed in the middle of the outer wall of the nozzle and clamped in the stepped hole; the upper inner pipe and the lower inner pipe are coaxially inserted into an inner cavity of the spray gun body, and are spliced to form a circular hole which is matched with the lower part of the nozzle so as to limit the nozzle in the stepped hole; the fixed joint and the lower joint are installed at two ends of an inner cavity of the spray gun body so as to limit the upper inner pipe and the lower inner pipe in the inner cavity of the spray gun body. The invention can realize repeated use of the hydraulic jetting tool after one-time well descending, and can quickly replace the nozzles at a well site, thereby improving the efficiency of fracturing construction and reducing the whole operation time.)

喷枪

技术领域

本发明属于石油、天然气等非常规油气藏完井工程领域，涉及一种水力喷射工具，尤其是一种喷枪。

背景技术

油气井通过喷砂射孔连接地层和井筒时，会使用水力喷射工具，目前广泛使用的水力喷射工具的喷嘴的安装形式主要有两种，一种是螺纹连接，另一种是焊接。螺纹连接是通过从喷枪外面螺旋固定，这使得在喷砂射孔过程中，由于喷砂速度很快，喷嘴可能脱落。喷嘴焊接到喷枪本体上，不能更换。另外，在水力喷射压裂施工过程中广泛出现喷枪本体返溅刺坏的问题。喷枪本体刺坏的主要原因是为含砂射孔液体流经喷嘴加速形成的高速喷射流束冲击到井筒套管内壁后，反溅回来冲击到喷射器(喷枪)本体上，由于喷枪本体材质抗返溅能力差，易导致喷枪本体被刺坏。

现阶段，为了提高工具的使用效率，要求水力喷射工具一次下井后可多次喷砂射孔，并且当喷嘴的喷砂射孔通道变大后，可在井场快速更换喷嘴，从而缩短压裂时间，提高地面设备的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种可快速更换喷嘴的喷枪，实现水力喷射工具一次下井后多次重复使用，可在井场快速更换喷嘴，从而提高压裂施工的效率，降低整个作业时间。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种喷枪，包括喷枪本体、喷嘴、上内管、下内管、固定接头和下接头；

所述喷枪本体上开有阶梯孔以用于装配喷嘴，阶梯孔靠近喷枪本体内壁的一端为大径端、靠近喷枪本体外壁的一端为小径端，该喷枪本体的外壁还采用加硬处理；

所述喷嘴的中部贯穿形成有孔眼以用于实现喷枪本体的内腔与外部的连通，该喷嘴的外壁中部还形成有凸台，其中喷嘴位于凸台上方的部分匹配插装在阶梯孔的小径端内，凸台匹配插装在阶梯孔的大径端内；

所述上内管和下内管匹配地同轴插装在喷枪本体的内腔中，且上内管和下内管的相对面拼合后构成有圆孔，圆孔与喷嘴位于凸台下方的部分相匹配，以将喷嘴限制在阶梯孔内；

所述固定接头和下接头可拆卸地安装在喷枪本体的内腔两端，以将上内管和下内管限制在喷枪本体的内腔中。

进一步地，所述加硬处理为通过超高速激光熔覆技术在喷枪本体的外壁表面生成有一层超硬涂层，超硬涂层设置在喷嘴的周围。

进一步地，所述超硬涂层包括W和Co颗粒，涂层硬度为洛氏硬度60HRC-80HRC，厚度为0.1mm-2mm。

进一步地，所述加硬处理为在喷枪本体的外壁上套接有一超硬合金筒，且超硬合金筒通过挡头限位在喷枪本体的外壁上，超硬合金筒设置在喷嘴的周围，且超硬合金筒上还开有通孔以便于实现喷嘴的孔眼与外部的连通。

进一步地，所述超硬合金筒采用高比重钨合金材质制成，硬度为洛氏硬度70-80HRC，厚度为3.5-5mm。

进一步地，所述喷嘴采用高比重钨合金材质制成且为三个，三个喷嘴周向均布安装在喷枪本体上，且每个喷嘴在安装后孔眼的轴向与喷枪本体的径向均保持3°-5°的倾角，以在保证射孔效率的同时，更有利于清洗井筒。

进一步地，所述喷嘴和喷枪本体之间采用橡胶圈密封。

进一步地，所述固定接头和下接头均与喷枪本体采用螺纹连接。

进一步地，所述上内管、下内管、固定接头和下接头的内径一致，且上内管的外径小于固定接头的外径，下内管的外径小于下接头的外径。

本发明的有益效果是：

1、喷嘴与喷枪本体采用嵌入式结构，现场可快速安装、更换喷嘴；

2、喷枪本体有限位、锁紧机构，安装牢固；

3、喷嘴安装后孔眼轴向与喷枪本体径向保持一定的倾角，保证射孔效率的同时，更有利于清洗井筒；

4、喷嘴采用高比重钨合金材质制成，使用寿命长，可有效喷砂射孔20层；

5、喷枪本体表面采用超高速激光熔覆技术在喷枪本体表面生成一层超硬涂层，超硬涂层主要由W和Co颗粒组成，防反溅能力强，可有效避免喷枪本体被刺坏。

6、将高比重钨合金外筒安装在喷枪本体的外表面，防反溅能力强，可有效避免喷枪本体被刺坏。

附图说明

图1为本发明喷枪的第一种实施例的结构示意图；

图2为本发明喷枪的第二种实施例的结构示意图。

其中，1-喷枪本体、2-固定接头、3-上内管、41-超硬涂层、42-超硬合金筒、5-下内管、6-喷嘴、7-下接头、8-挡头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

实施例一

如图1所示，在本实施例中，喷枪主要包括喷枪本体1、固定接头2、上内管3、超硬涂层41、下内管5、喷嘴6、下接头7。喷枪本体1上开有阶梯孔以用于装配喷嘴6，阶梯孔靠近喷枪本体1内壁的一端为大径端、靠近喷枪本体1外壁的一端为小径端；喷嘴6的中部贯穿形成有孔眼以用于实现喷枪本体1的内腔与外部的连通，喷嘴6的外壁中部还形成有凸台，其中喷嘴位于凸台上方的部分匹配插装在阶梯孔的小径端内，凸台匹配插装在阶梯孔的大径端内；上内管3和下内管5匹配地同轴插装在喷枪本体的内腔中，且上内管3和下内管5的相对面上各自形成有半圆槽，相对的两个半圆槽拼合后可构成有圆孔，圆孔与喷嘴6位于凸台下方的部分相匹配，上内管3和下内管5拼合装配后可以将喷嘴6限制在阶梯孔内；固定接头2和下接头7螺纹连接在喷枪本体1的内腔两端，以将上内管3和下内管5限制在喷枪本体1的内腔中，进而完成喷嘴6和喷枪本体1的装配。其中，喷嘴6和喷枪本体1采用嵌入式结构进行装配，可在现场实现快速安装、更换喷嘴6。

优选地，喷嘴6采用高比重钨合金材质制成，使用寿命长，可有效喷砂射孔20层。在本实施例中，喷嘴6设计有三个，三个喷嘴6周向均布安装在喷枪本体1上，即使得每相邻的两个喷嘴6之间呈120°的夹角；而且，每个喷嘴6在安装后其上孔眼的轴向与喷枪本体1的径向均保持3°-5°的倾角，以在保证射孔效率的同时，更有利于清洗井筒；另外，每个喷嘴6和喷枪本体1之间均采用橡胶圈来实现密封。

优选地，上内管3、下内管5、固定接头2和下接头7的内径一致，且上内管3的外径小于固定接头2的外径，下内管5的外径小于下接头7的外径，这样的设计可通过装配后的固定接头2和下接头7的端面将上内管3和下内管5夹紧固定在在喷枪本体1的内腔中。

喷枪本体1在安装之前，通过超高速激光熔覆技术在喷枪本体1的外壁表面上生成一层超硬涂层41，超硬涂层41主要由W和Co颗粒组成，涂层硬度为洛氏硬度60HRC-80HRC，厚度为0.1mm-2mm。超硬涂层41可生成在整个喷枪本体1的外壁表面，或是主要生成在喷嘴6的周围。超硬涂层41防反溅能力强，可有效避免喷枪本体1被刺坏。

安装时，首先从喷枪本体1内安装喷嘴6，然后将上内管3和下内管5放进喷枪本体1的内腔中，最后安装固定接头2和下接头7。

工作时，高速射孔液经过喷嘴6射穿套管和地层，连通井筒和地层，建立压裂通道。

实施例二

如图2所示，实施例二与实施例一的区别在于：将超硬涂层41替换成超硬合金筒42和挡头8。

在本实施例中，在喷枪本体1的外壁上靠近下接头7的一侧进行车削，并在喷枪本体1的外壁中部车削出一个台阶，超硬合金筒41匹配地套装在喷枪本体1的车削面上，且超硬合金筒41的一端顶在台阶上；挡头8为环体结构且其匹配地套装在喷枪本体1的车削面端部，并顶在超硬合金筒41的另一端，以将超硬合金筒41顶紧在台阶上，实现超硬合金筒41和喷枪本体1的限位装配，其中，挡头8与喷枪本体1采用螺纹或者固定销钉连接，也可采用下部工具与水力喷射工具连接来固定挡头8。而且喷枪本体1上的阶梯孔处于车削面的范围内，相应地，在超硬合金筒41上还开有通孔，通孔与阶梯孔的位置彼此一一对应，以便于在喷嘴6安装到阶梯孔内后喷嘴6的孔眼能够与外部彼此连通。超硬合金筒41采用高比重钨合金材质制成，硬度为洛氏硬度70-80HRC，厚度为3.5-5mm。超硬合金筒41防反溅能力强，可有效避免喷枪本体1被刺坏。

安装时，首先从喷枪本体1内安装喷嘴6，再将上内管3和下内管5放进喷枪本体1的内腔中，之后安装固定接头2，然后将超硬合金筒42套在喷枪本体1上，之后再安装挡头8，最后连接下接头7。

工作时，高速射孔液经过喷嘴6射穿套管和地层，连通井筒和地层，建立压裂通道。

本发明提供了一种可快速更换喷嘴的喷枪，实现水力喷射工具一次下井后多次重复使用，可在井场快速更换喷嘴，从而提高压裂施工的效率，降低整个作业时间。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。