无枪身复合射孔装置 |
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申请号 | CN200510096030.8 | 申请日 | 2005-09-15 | 公开(公告)号 | CN100491692C | 公开(公告)日 | 2009-05-27 |
申请人 | 广意协力石油技术开发(北京)有限公司; | 发明人 | 张国桉; 周志华; | ||||
摘要 | 本 发明 属于石油开采技术领域,具体地说是一种可用于过油管施工的无枪身复合射孔装置。包括点火头、导爆索和射孔部分,该射孔部分由多个 串联 在一起的射孔单元组成,每个射孔单元具有一个弹架和一个射孔弹,各射孔弹与导爆索相连,所说的弹架由脆性金属材料制成,在该弹架的外周装有与弹架外表吻合的火药柱。施工时通电起爆电 雷管 并引爆导爆索,导爆索继而引爆射孔弹完成射孔,导爆索和射孔弹的爆炸能点燃火药柱,使燃气在较短的时间内达到峰值压 力 ,获得良好的射孔、延缝效果,而弹架在射孔中可被充分 破碎 ,不会给井内造成后期危害。 | ||||||
权利要求 | 1、一种无枪身复合射孔装置,包括点火头(5)、导爆索(14)和射孔部 分,该射孔部分包括弹架和装在弹架上的射孔弹,各射孔弹与导爆索(14) 相连,其特征是所说的射孔部分由多个串联在一起的射孔单元(9)组成,每 个射孔单元(9)具有一个弹架(12)和一个射孔弹(11),所说的弹架(12) 由脆性金属材料制成,在该弹架(12)的外周装有与弹架外表吻合的火药柱 (13),该火药柱(13)的外径即为射孔部分的外径。 |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及石油开采技术领域,特别是一种适用于过油管施工的无枪身 复合射孔装置。 背景技术在石油开采中,对油层进行射孔分为通过套管实施射孔和过油管实施射 孔,过油管射孔是用外径小于油管内径的无枪身射孔器,通过井内的油管下 到预定位置,对有关油层再进行射孔的一种工艺。由于受射孔装置外径尺寸 的限定和油井保护套管的要求,射孔弹的几何尺寸及装药量一般都小于通过 套管施工的射孔器,并且沟通地层的深度也没有套管射孔施工的那样深。过 油管射孔装置一般都具有一个弹架,各射孔弹均安装在这一个弹架上。目前 的过油管射孔装置的弹架主要有两种,一种是采用钢管加工成的螺旋型弹架, 射孔弹按不同方位装在弹架上,实现多相位射孔,如中国专利CN01212983 所公开的一种多相位弹架就是这种螺旋型弹架;另一种是用钢板制成的板式 弹架,实现一个方向或互成180°方向的射孔,如中国专利CN01212966所公 开的一种过油管射孔器装置就采用了这种金属板式弹架。上述的这两类射孔 器有两点不足之处:一是它们仅具有单纯的射孔功能,如前所述,因其射孔 弹几何尺寸及炸药装药量有限,所以射孔后沟通地层的效果较差,并存在射 孔孔道的压实带污染;二是钢质螺旋式或板式弹架在射孔后,因其不易破碎 或发生扭曲、变形等情况而易卡在井中,给后期的作业工具下井造成阻碍。 发明内容本发明所要解决的问题是:提供一种过油管无枪身复合射孔装置,本复 合射孔装置可在射孔弹爆炸射孔的基础上,增加火药装药的燃气能量对目的 层实施二次做功,消除射孔压实带污染,并使射孔孔道以裂缝的形式延伸扩 展,增加近井地层沟通半径;并且弹架在射孔时易于破碎,不给井内留下大 的残片以保持井筒的通畅。 解决上述问题的技术方案是:所提供的过油管无枪身复合射孔装置包括 点火头、导爆索和射孔部分,该射孔部分包括弹架和装在弹架上的射孔弹, 各射孔弹与导爆索相连;本发明的特别之处是:所说的射孔部分由多个串联 在一起的射孔单元组成,每个射孔单元具有一个弹架和一个射孔弹,所说的 弹架由脆性金属材料制成,在该弹架的外周装有与弹架外表吻合的火药柱, 该火药柱的外径即为射孔部分的外径。也就是说火药柱是异型火药柱,且无 外壳。过油管射孔作业时,将本射孔装置下到井内预定的位置,通电起爆电 雷管并引爆导爆索,导爆索继而引爆射孔弹完成射孔,射孔弹的爆炸做功还 引燃火药,火药形成的燃气脉冲对岩层冲击加载,使岩层沿各个射孔孔道形 成多条裂纹;同时,在射孔过程中弹架也会被充分破碎,不会形成大的破片 而给井内造成后期危害。 与现有技术相比,本射孔装置的单元弹架上装配有无外壳的异型火药柱, 射孔弹爆炸能量点燃火药柱所形成的不规则燃烧,可使燃气快速达到峰值压 力,它既能与射孔弹聚能射孔产生协同作用,使射孔的效果更佳,又能对岩 层冲击加载,消除射孔孔道的压实带污染,并沿各射孔孔道形成多条裂纹, 取得良好的沟通效果。本发明的另一优点是射孔部分由多个射孔单元组成, 各射孔单元可根据需要按一定相位连接组装而成,射孔部分的长度也可以根 据储层厚度进行调节,而且操作简便。 上述的弹架可以采用粉末冶金烧结件,如铁基、铜基或铝基粉末冶金材 料;也可采用脆性金属铸件,如铁、铝等金属铸件,但最好采用粉末冶金烧 结件。 上述各射孔单元之间可以通过销钉连接; 上述各射孔单元的弹架上端中央延伸出一个定位柱,在弹架的下端设有 与该定位柱相匹配的定位凹槽,这样可以更加方便的进行各射孔单元间的连 接; 上述所说的定位柱最好是正等边棱柱,其边数由射孔相位确定; 在上述的点火头上设置适当长度和重量的配重管柱,这样可避免施工时 井筒内形成的上举力使电缆上冲或打扭。 附图说明 图1是本发明的整体结构图。 图2是本发明射孔部分的局部结构图。 图3是图2中射孔单元的结构图。 具体实施方式图1、图2和图3给出了本发明的实施例。 如图1所示:本复合射孔装置主要由依次连接的电缆接头1、触点接线接 头2、磁定位器3、配重管柱4、点火头5、弹架接头8、由多个射孔单元9串 联组成的射孔部分和炮尾10组成。点火头5中装有电雷管6,其下端及引出 的导爆索用胶带7密封。射孔部分的第一个射孔单元的上端与弹架接头8连 接,最后一个射孔单元的下端与炮尾10连接。 如图2、图3所示:射孔部分的各射孔单元9根据要求按一定的相位和孔 密连接在一起。每个射孔单元9由一个带卡弹槽的弹架12、装配在该弹架卡 弹槽内的一个射孔弹11和火药柱13组成,其中弹架12采用铝基粉末冶金材 料,火药柱13包围在弹架12的外面,并设置有射孔弹的预留孔19,以便安 装射孔弹,火药柱13可用单基火药、双基火药或复合火药制作。为了使导爆 索14不凸出在外,在火药柱13上还设置有导爆索14的敷设槽,导爆索14 沿此敷设槽装配,导爆索与射孔弹之间用固定卡15相连。 各射孔单元之间的连接方式是:通过销钉将各单元弹架连接在一起。本实 例中每个射孔单元9的弹架12上端中央延伸出一个定位柱16,定位柱的上部 为正八棱柱,定位柱上还设有销钉孔17;射孔单元9的弹架12下端设有相对 应的定位凹槽18。连接时,一个射孔单元的定位柱16插入另一个相邻的射孔 单元的定位凹槽18中,然后用销钉20将两者连接在一起。 本实例的射孔部分按每米16个射孔单元的孔密、45°右旋的相位进行组 装,射孔装置的最大外径≤54mm。本射孔装置用电缆下到井内预定的位置后, 通电起爆电雷管6并引爆导爆索14,导爆索依次引爆各射孔弹11,射孔弹引 燃火药;由火药产生的燃气脉冲对岩层冲击加载,使岩层沿各个射孔孔道形 成多条裂纹。在射孔及高能燃气的作用过程中,大于2000℃的高温、大约 100MPa的压力还可破解射孔压实带,解除原渗流缝隙中的堵塞杂质,增大近 井地层的渗流速率,提高油气井的产能。 |