CN103806880A - 一种阻尼径向等距扶正射孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻尼径向等距扶正射孔装置，包括射孔装置和扶正器，所述扶正器与所述射孔装置螺纹连接。本发明所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置的优越效果在于：（1）采用扶正器使得射孔装置在定向井、斜直井和水平井内射孔时始终保持在套管的中心位置，有效地解决了传统工艺中射孔装置在定向井、斜直井和水平井内射孔时射孔装置中心与套管运动时不同轴的问题，操作简单，为油气田射孔完井工艺提供一种新的径向等距离射孔装置；（2）能够实现装药量大、分级燃烧、持续增压、有效压力作用时间长，提高射孔孔道周围油气层的渗透率，从而提高油气井产能。

Description

一种阻尼径向等距扶正射孔装置

技术领域

本发明涉及一种油气田射孔装置，尤其涉及一种阻尼径向等距扶正射孔装置。

背景技术

射孔是指利用射孔器，射穿封闭产层的套管及水泥环直至地层，沟通井筒与产层间的流体通道的作业，是衔接于钻井和采油之间的一道关键工序。自1910年，用一个机械刀片在套管上旋转钻孔。1926年，发明了子弹射孔方法。1945年高能炸药的聚能效应在射孔工艺中的应用，开发出了油气井聚能射孔弹，1946年首次在裸眼井中射孔，1948年在密西西比两口套管井中射孔。聚能射孔弹穿透力强，效率高，从此聚能射孔技术在石油工业中得到了迅速发展。

目前中国油田所运用的主要射孔工艺技术有：负压射孔技术、超正压射孔技术、复合射孔压裂技术、过油管张开式射孔技术、水力割缝射孔技术。

负压射孔工艺技术的原理特点是：射孔时采用低密度射孔液或者降低液柱高度，使井底压力适当小于地层压力，有助于清洁射孔射眼，冲刷附在岩石表面的射孔弹金属碎屑，降低压实带损害，形成干净畅通的孔道，同时也可以防止完井液中的微粒渗透到地层，造成伤害。负压的实现一般是调整压井液密度或降低井筒内液面高度。

公开号为CN101680733的中国专利公开了一种反应性油气井聚能炸药射孔器衬里，所述衬里包含反应性组合物，所述反应性组合物包含至少两种能发生放热反应的金属，其中所述衬里还包含至少一种其他金属，所述其他金属不能与所述至少两种金属发生放热反应且所述其他金属的存在量高于所述衬里的40%重量。

虽然聚能射孔是油气田开采中一种有效的完井方法，但如何进一步提高射孔效果，除了提高射孔自身的穿透能力外，保证每一枚射孔弹的最佳位置非常重要。在传统的射孔工艺中，由于物理重力原因，射孔枪在大斜度井和水平井内射孔时会产生一定角度的倾斜，无法保持其在套管中心位置的相对静止活动，使得射孔枪进行360度圆周射孔时射孔的深度和效果无法保持性能技术要求的一致性，进而影响后期生产效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供克服上述技术问题的一种阻尼径向等距扶正射孔装置。

为了解决上述技术问题，本发明所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置的技术方案如下：

一种阻尼径向等距扶正射孔装置，包括射孔装置和扶正器，所述扶正器与所述射孔装置螺纹连接；所述扶正器包括扶正器主体、弹簧体、滑块、压板，所述扶正器主体至少设有两组弹簧体，所述弹簧体外侧与滑块连接，所述滑块上设有压板；所述射孔装置包括腔体、弹架、射孔弹、一级增压药盒、导火索，所述腔体内安装弹架，所述弹架设有射孔弹，所述射孔弹前端同轴径向处设有一级增压药盒，所述导火索与弹架连接。

进一步地，所述弹簧体对称设置于所述扶正器主体上。

进一步地，所述压板焊接在所述滑块上。

进一步地，所述一级增压药盒是圆柱形锌铝合金壳体，壳体内分层次装有多组份火药。

进一步地，所述射孔弹之间设有二级增压药饼。

更进一步地，所述二级增压药饼为圆形药饼，内装火药质量为25g。

进一步地，所述腔体外部设有三级增压环形火药装置和三级增压环形火药点火器，且所述三级增压环形火药点火器和三级增压环形火药装置连接。

与现有技术相比，本发明所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置的优越效果在于：

（1）采用扶正器使得射孔装置在定向井、斜直井和水平井内射孔时始终保持在套管的中心位置，有效地解决了传统工艺中射孔装置在定向井、斜直井和水平井内射孔时射孔装置中心与套管运动时不同轴的问题，操作简单，为油气田射孔完井工艺提供一种新的径向等距离射孔装置。

（2）能够实现装药量大、分级燃烧、持续增压、有效压力作用时间长，提高射孔孔道周围油气层的渗透率，从而提高油气井产能。

附图说明

图1所示为本发明所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置示意图。

图2所示为本发明所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置A-A向结构示意图。

附图标记如下：1-射孔装置、11-腔体、12-弹架、13-射孔弹、14-一级增压药盒、2-扶正器、21-扶正器主体、22-弹簧体、23-滑块、24-压板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置，包括射孔装置1和扶正器2，所述扶正器2与所述射孔装置1螺纹连接；所述扶正器2包括扶正器主体21、弹簧体22、滑块23、压板24，所述扶正器主体21至少设有两组弹簧体22，所述弹簧体22外侧与滑块23连接，所述滑块23上设有压板24；所述射孔装置1包括腔体11、弹架12、射孔弹13、一级增压药盒14、导火索（图中未示），所述腔体11内安装弹架12，所述弹架12设有射孔弹13，所述射孔弹13前端同轴径向处设有一级增压药盒14，所述导火索与弹架12连接。

所述弹簧体22对称设置于所述扶正器主体21上；所述压板24焊接在所述滑块23上。

所述一级增压药盒14是圆柱形锌铝合金壳体，所述圆柱形锌铝壳体外径为φ60mm、高度为20mm，在此壳体内分层次装有多组份火药。

所述多组份火药由点火药（图中未示）、推进剂（图中未示）、支撑剂组成（图中未示）。为了有利于推进剂、支撑剂能够更多的进入射孔孔道（图中未示），达到持续的有效作用力及有效作用时间，对推进剂及支撑剂的密度、粒度、强度、点火时间及燃烧时间进行了分别的适应性设计。射孔弹13形成的聚能射流在套管和油层（图中未示）形成射孔孔道的同时，点燃一级增压药盒14内层的推进剂，高速产生大量的爆燃气体，对射孔孔道进行冲刷和压裂，支撑剂随射流进入孔道裂缝，对孔道裂缝进行支撑。一级增压药盒14燃烧时的气体压力峰值为60-65MPa,有效压力作用时间为8-12ms，燃速为2.2mm/s。

所述射孔弹13之间设有二级增压药饼；所述二级增压药饼为圆形药饼，内装火药质量为25g。所述二级增压药饼是利用射孔弹13爆轰、射流形成过程与复合推进剂爆燃形成高压存在的时间差，射孔后一级增压药盒14首先形成高峰值，二级增压药饼形成持续有效的作用压力和时间，使射孔孔道以裂缝的形式进一步延伸扩展，起到扩孔、造缝、破坏压实带的作用。

所述腔体11外部设有三级增压环形火药装置（图中未示）和三级增压环形火药点火器（图中未示），且所述三级增压环形火药点火器和三级增压环形火药装置连接。

所述三级增压环形火药点火器是利用射孔弹13爆轰、射流形成过程与二级增压药饼爆燃形成高压存在的时间差，射孔后三级增压环形火药装置产生的高压气体对射孔形成的高峰值，持续保持有效的作用压力和作用时间，更进一步激发孔道裂纹、破坏压实带、清洗孔道，提高油气层导流能力。

所述二级增压药饼是利用射孔弹13爆轰将其点燃，其燃烧时间与燃烧速度比一级增压药盒14的略迟，与一级增压药盒14爆燃形成高压存在时间差，射孔后一级增压药盒14首先形成高峰值，二级增压药饼随之产生的压力延长一级增压药盒14的压力峰值的持续时间，使射孔孔道以裂缝的形式进一步延伸扩展，破坏压实带。所述二级增压药饼燃烧时气体压力达65-70MPa，有效压力作用时间为10-14ms，燃速为4mm/s。

所述三级增压环形火药装置为环形状火药装置，通过固定环（图中未示）固定于射孔装置1的外部，利用射孔弹13的射流将其点燃，射孔弹13射流首先点燃三级增压环形火药点火器，点火剂延时点燃其它火药，其它火药燃烧时间与燃烧速度比二级增压药饼的略迟，与二级增压药饼爆燃形成高压存在着时间差，三级增压环形火药装置所产生气体的压力将继续维持射孔后二级增压药饼形成峰值压力作用时间。使射孔孔道以裂缝的形式进一步延伸扩展，更有效地破坏压实带。三级增压环形火药装置的装药质量为3-5Kg,其视油气井的技术状况而定。燃烧时气体压力达65-75MPa，有效压力作用时间为110-120ms，燃速为6.5mm/s。三级增压环形火药装置具有地面不易燃烧，只能在井下一定的环境压力下燃烧的性能特点。

本发明所述一种阻尼径向等距扶正射孔装置在实际操作时，所述射孔装置1和扶正器2通过螺纹连为一体，所述射孔装置1与扶正器2组成的结构安装于油气井套管（图中未示）中，在所述弹簧体22的作用下，所述滑块23使得所述射孔装置1及扶正器2的中心与所述套管中心同轴，克服了现有技术中射孔装置1在定向井、斜直井和水平井内射孔时射孔装置1中心与套管运动时不同轴的问题，使生产井射孔完井进入一个径向等距离射孔的时代。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的权利要求记载的保护范围。

Claims (6)

1.一种阻尼径向等距扶正射孔装置，其特征在于，包括射孔装置和扶正器，所述扶正器与所述射孔装置螺纹连接；所述扶正器包括扶正器主体、弹簧体、滑块、压板，所述扶正器主体至少设有两组弹簧体，所述弹簧体外侧与滑块连接，所述滑块上设有压板；所述射孔装置包括腔体、弹架、射孔弹、一级增压药盒、导火索，所述腔体内安装弹架，所述弹架设有射孔弹，所述射孔弹前端同轴径向处设有一级增压药盒，所述导火索与弹架连接。

2.根据权利要求1所述的一种阻尼径向等距扶正射孔装置，其特征在于，所述弹簧体对称设置于所述扶正器主体上。

3.根据权利要求1所述的一种阻尼径向等距扶正射孔装置，其特征在于，所述压板焊接在所述滑块上。

4.根据权利要求1所述的一种阻尼径向等距扶正射孔装置，其特征在于，所述一级增压药盒是圆柱形锌铝合金壳体，壳体内分层次装有多组份火药。

5.根据权利要求1所述的一种阻尼径向等距扶正射孔装置，其特征在于，所述射孔弹之间设有二级增压药饼。

6.根据权利要求1所述的一种阻尼径向等距扶正射孔装置，其特征在于，所述腔体外部设有三级增压环形火药装置和三级增压环形火药点火器，且所述三级增压环形火药点火器和三级增压环形火药装置连接。

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