CN106194129B - 射孔管柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射孔管柱,包括：射孔枪、压力开孔起爆装置和至少两个校深短节；压力开孔起爆装置连接在射孔枪的顶部；所述至少两个校深短节均连接在压力开孔起爆装置的顶部，其中，所述至少两个校深短节之间通过油管连接。本发明实施例提供的射孔管柱，通过设有至少两个校深短节分别进行校深作业，增加了校深机会，从而减少了射孔管柱起下的次数，提高了射孔管柱的校深及射孔作业效率。

Description

射孔管柱

技术领域

本发明涉及油气井井下设备技术领域，尤其涉及一种射孔管柱。

背景技术

目前，射孔完井是国内应用最为广泛的一种油气井完井方法，其中在修井补孔作业时，需要下入射孔管柱进行相关射孔作业。在进行射孔前，需先进行射孔定位。但是，油井在作业过程中，由于油管丈量、弹性误差、射孔枪下入时电缆线弹性和计算误差等多种原因导致射孔枪的位置与实际射孔位置间有误差，这就需要进行校深。

最常用的校深方法是根据套管节箍的位置来校整射孔枪的深度。现有技术中的较深方法通常仅校深一次，校深结果不准确，效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种射孔管柱,增加了校深机会，从而减少了射孔管柱起下的次数，提高校深及射孔作业效率。

本发明实施例提供一种射孔管柱，包括：射孔枪、压力开孔起爆装置和至少两个校深短节；

所述压力开孔起爆装置连接在所述射孔枪的顶部；

所述至少两个校深短节均连接在所述压力开孔起爆装置的顶部，其中，所述至少两个校深短节之间通过油管连接；

所述压力开孔起爆装置和所述至少两个校深短节之间设有撞击式循环阀；所述撞击式循环阀包括：筒体和设于所述筒体内的滑套；

所述筒体的下端连接下接头，所述筒体具有第一内径段和第二内径段，所述第一内径段的内径小于所述第二内径段的内径，所述第一内径段和第二内径段相接部形成台阶，所述第二内径段位于所述筒体的下端一侧，所述滑套的外圆周上具有环形凸台，所述环形凸台将所述滑套在轴向上分为第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第一内径段滑动密封连接，所述环形凸台与所述第二内径段滑动密封连接，所述下接头与所述筒体的下端连接，且所述下接头与所述筒体之间密封，所述第二部分伸入所述下接头内，且所述第二部分与所述下接头之间滑动密封连接，所述第一部分上套设有剪切套，所述剪切套通过剪切销钉与所述滑套固定，所述剪切套位于所述第二内径段并抵于所述台阶处，所述滑套上具有通至所述环形凸台与所述下接头的端部之间的径向传压孔，所述径向传压孔内设有撞销，所述撞销的根部具有轴向盲孔，所述盲孔突出于所述滑套的内壁，所述撞销的根部与所述径向传压孔密封连接，所述撞销的头部位于所述滑套的内部，所述第一部分一侧的端部设有封堵盘，所述筒体上开有径向的循环孔，所述循环孔的水平位置位于所述封堵盘的水平位置的上方，所述滑套的外壁上具有周向的卡槽，所述卡槽内设有开口卡环，所述筒体或所述下接头具有与所述开口卡环相配合的止退结构。

本发明实施例提供的射孔管柱，通过设有至少两个校深短节分别进行校深作业，增加了校深机会，从而减少了射孔管柱起下的次数，提高了射孔管柱的校深及射孔作业效率。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的射孔管柱的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的射孔管柱的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的射孔管柱中撞击式循环阀的结构示意图；

图4为图3中A处局部放大图；

图5为图3中B处局部放大图。

附图标记说明：

1：筒体；

2：滑套；

3：上接头；

4：下接头；

5：剪切套；

6：剪切销钉；

7：撞销；

8：封堵盘；

9：开口卡环；

10：射孔枪；

20：压力开孔起爆装置；

50：油管；

101：第一内径段；

102：第二内径段；

103：径向循环孔；

104：台阶；

201：环形凸台；

202：第一部分；

203：第二部分；

204：径向传压孔；

701：盲孔；

702：环形切槽；

11：密封圈；

99：卡环。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的射孔管柱的结构示意图。如图1所示，本发明实施例所提供的射孔管柱包括：射孔枪10、压力开孔起爆装置20和至少两个校深短节(图1中仅以两个校深短节为例)。压力开孔起爆装置20连接在射孔枪10的顶部，校深短节均连接在压力开孔起爆装置20的顶部，其中，校深短节之间通过油管50连接。

可选的，至少两个校深短节之间相距300至500米。

示例性的，本发明提供的射孔管柱，以包括两个校深短节为例，其射孔校深方法为：

首先，采用校深仪在射孔管柱的第一校深短节获取第一校深结果，并在射孔管柱的第二校深短节中获取第二校深结果；

其次，根据第一校深结果和第二校深结果，确定射孔管柱的调整深度；

最后，根据调整深度将射孔管柱调整至对应射孔的位置，进行打压射孔。

进一步地，采用校深仪器在射孔管柱的第一校深短节获取第一校深结果，并在射孔管柱的第二校深短节中获取第二校深结果，可以包括：

在射孔管柱下井到第一预设位置时，采用校深仪在射孔管柱的第一校深短节获取初始第一校深结果，并在射孔管柱的第二校深短节中获取初始第二校深结果；

在射孔管柱下井到射孔层位置时，采用校深仪在射孔管柱的第一校深短节获取第一校深结果，并在射孔管柱的第二校深短节中获取所述第二校深结果。

进一步地，采用校深仪在射孔管柱的第一校深短节获取初始第一校深结果，并在射孔管柱的第二校深短节中获取初始第二校深结果之后，还包括：

在射孔管柱从第一预设位置下到射孔层位置的过程中，向射孔管柱内灌液。

具体实现过程中，通常上述第一预设位置为将射孔管柱下入总长的1/2位置，射孔管柱在下入到上述第一预设位置的过程中，射孔管柱内不灌液，当下入射孔管柱总长的1/2时，下入校深仪器进行第一次射孔管柱校深作业，分别测出第一校深短节的初始第一校深结果和第二校深短节的初始第二校深结果。然后，射孔管柱继续向射孔层下入过程中，再缓慢向射孔管柱内灌液至灌满，将剩余的射孔管柱全部下到油气井内，待射孔管柱下到油气井射孔层位置后，下入校深仪器进行第二次射孔管柱校深作业，分别再测出第一校深短节的第一校深结果和第二校深短节的第二校深结果。

上述射孔管校深方法通过在射孔管柱下入一半时，不对射孔管柱内灌液，并进行一次校深作业；再下入另一半射孔管柱，并灌液，之后再进行校深。这种做法通过优化工作步骤，可避免了射孔管柱内壁，长时间浸泡在压井液内，导致射孔管柱因管柱内壁杂质脱落堵塞管柱，减低了射孔管柱内堵塞问题。

本发明实施例提供的射孔管柱通过至少两个校深短节分别进行校深作业，增加了校深机会，从而减少了射孔管柱起下的次数，提高射孔管柱校深及射孔作业的效率。

图2为本发明一实施例提供的射孔管柱的结构示意图。在压力开孔起爆装置20和校深短节之间设有撞击式循环阀。

图3为本发明一实施例提供的射孔管柱中撞击式循环阀的结构示意图；图4为图3中A处局部放大图；图5为图3中B处局部放大图。如图2至图5所示，撞击式循环阀，包括筒体1和设于筒体1内的滑套2，筒体1的下端连接下接头4，筒体1具有第一内径段101和第二内径段102，其中第一内径段101的内径小于所述102的内径，第一内径段101和第二内径段102相接部形成台阶104，第二内径段102位于筒体1的下端一侧，滑套2的外圆周上具有环形凸台201，环形凸台201将滑套2在轴向上分为第一部分202和第二部分203，第一部分202与筒体1的第一内径段101滑动密封连接，环形凸台201与筒体1的第二内径段102滑动密封连接，下接头4与筒体1的下端连接，且下接头4与筒体1之间密封，滑套2的第二部分203伸入下接头4内，且滑套2的第二部分203与下接头4之间滑动密封连接，滑套2的第一部分202上套设有剪切套5，剪切套5通过剪切销钉6与滑套2固定，剪切套5位于筒体1的第二内径段102并抵于台阶104处，滑套2上具有通至环形凸台201与下接头4的端部之间的径向传压孔204，径向传压孔204内设有撞销7，撞销7的根部具有轴向盲孔701，盲孔701突出于滑套2内壁，撞销7的根部与径向传压孔204密封连接，撞销7的头部位于滑套2内部，滑套2的第一部分202一侧的端部设有封堵盘8，筒体1上开有径向的循环孔103，循环孔103的水平位置位于封堵盘8的水平位置上方，滑套2的外壁上具有周向的卡槽，卡槽内设有开口卡环9，筒体1或下接头4具有与开口卡环9相配合的止退结构。

在本实施例中，当需要液体循环时，剪切套5阻止滑套2封堵循环孔103，循环孔103导通，此时，上方的传送管道开口处可以安装增压泵，对管柱内的液体进行增压，管柱内的液体压力大于管柱外的液体压力，从而在压力的作用下管柱内的液体持续地裹挟着管柱内的杂质通过径向循环孔103流出，同时由于封堵盘8的封挡，这些液体不会流入管柱下方；其中，所述液体也可为逆向循环，即由管柱外部流入管柱内部，进行循环清洗。当需要循环孔103封闭时，从上方进入的重物击碎封堵盘8，并继续下落撞断撞销7，撞销7内的轴向盲孔701与径向传压孔204导通，高压液体进入管柱下方，从撞销7被撞断处流至环形凸台201与下接头4的端部之间并且作用于环形凸台201和下接头4，施加给环形凸台201向上的作用力同时施加给下接头4向下的作用力，这两种作用力都会使得滑套2向上运动，当作用力到达一定值，固定剪切套5的剪切销钉6剪断，滑套2上行将循环孔103封闭，待上升到一定位置，开口卡环9与止退结构作用，滑套2不再上行，同时也阻止滑套2下行。

本发明实施例提供的射孔管柱中的撞击式循环阀通过在筒体1上开设循环孔103实现流体的循环，从而可以将本发明的撞击式循环阀上方的管柱内的杂质等随循环的流体排出，避免了杂质堵塞管柱。而筒体1内部的滑套2的上端设置的封堵盘8可以避免杂质进入射孔管柱中的撞击式循环阀下方的管柱内，避免对下方的管柱造成堵塞。管柱畅通后，通过下入的仪器(如校深仪)将封堵盘8击碎，并将撞销7击断，这样井内的高压液体通过撞销7处的径向传压孔204进入到滑套2的环形凸台201与下接头4的端部之间，从而给滑套2向上的压力，在剪切销钉6剪断后滑套上行，将循环孔103封闭，以便后续进行相应工艺的操作，从而有效解决了现有技术中由于管柱堵塞造成仪器不能顺利进入，而需要多次起下管柱，造成返工，增加成本的问题，保证了管柱的畅通及后续射孔相关工作的进行。

可选的，在本实施例中，筒体1的上端通过螺纹连接一上接头3，或筒体1的上端与一上接头3为一体式结构。可选的，在本实施例中，下接头4与筒体1的下端通过螺纹连接，或通过紧定螺钉与筒体1固定。

示例性的，当采用螺纹方式进行连接时，下接头4具有外螺纹，筒体1的下端具有与下接头4的外螺纹适配的内螺纹；上接头3和下接头4也可以通过卡合的方式或者别的方式进行连接，对于连接方式根据具体实际情况进行设定，本发明对此不作限定。

可选的，当上接头3与筒体1螺纹连接时，伸入筒体1内部的上接头3的端部可以在滑套2封闭循环孔103后阻止滑套2继续上行。当然，也可以通过在筒体1内壁上设置凸台来在滑套2封闭循环孔103后阻止滑套2继续上行。

可选的，本发明实施例提供的射孔管柱中的撞击式循环阀中剪切销钉6的端部未超出剪切套5的外表面，具体的，可以通过在剪切套6的外圆周开设凹槽，使得剪切销钉6设于剪切套5的外圆周上的该凹槽内以避免突出剪切套6的外表面；或者，通过在剪切套5的外圆周开设销钉沉孔，从而使得剪切销钉6设于该销钉沉孔内以避免剪切销钉6的端部突出剪切套5的外表面，当然对于避免剪切销钉的端部突出剪切套的外表面的措施，本发明不作限制。

需要说明的是，盲孔701的方向是相对于撞销7的方向来说的，也就是说，盲孔701的轴向方向与撞销7的轴向方向相同，而该方向与滑套2的轴向方向相垂直；同样，传压孔204的方向也是相对于撞销7的方向来说的，传压孔204的轴向方向与撞销7的轴向方向相同，而该方向与滑套2的轴向方向相垂直。可选的，也可采用其他易于撞断的角度，本发明对此不作限定。

可选的，剪切销钉6固定在滑套2上的方式，可以选择在滑套2上开口以使剪切销钉6嵌入到滑套2中，也可以采用别的方式使得剪切销钉6固定到滑套2上，本发明对此不作限制。剪切套5是具有开口的环状结构，所开设的开口大小与剪切销钉6的粗细程度相配合，以使得在装配过程中，滑套2进入筒体1的下端开口向上滑行到一定距离，滑套2上的剪切销钉6可以卡入剪切套5中，如果剪切套5开口过小，而剪切销钉6过粗，会使得剪切销钉6无法卡入剪切套5中。

在上述实施例的基础上，如图3所示，本发明提供的射孔管柱中撞击式循环阀中的撞销7可以参考剪切销钉6的构造，并且开设盲孔701，以便在撞销7折断后使径向传压孔204导通。并且可以根据实际情况设计撞销7折断的切向力，以便在应用中通过下入的仪器即可将撞销7击断。为了撞销7在应用过程中能顺利折断，撞销7的外圆周上开有环形切槽702，并且环形切槽702的开设位置应该视盲孔701的长度而定，如果环形切槽开设的太过远离滑套2的外边缘，撞销7从该环形切槽702处被撞断后不能实现与管柱的导通，则高压液体进入不到盲孔701中进而进入不到传压孔204中，致使滑套2无法上行，所以在实际应用过程中，环形切槽702与滑套2外边缘的距离应该小于盲孔701的长度，以使得撞销7折断后盲孔701能够与管柱导通，这样在撞击下撞销7就沿环形切槽702断开，撞销7的盲孔701变成通孔，然后与滑套2上的径向传压孔204也导通。本发明中的封堵盘8可以根据需要设计其被击碎的外力。以便在应用中通过下入的仪器即可将封堵盘8击碎。封堵盘8的材质只要满足在一定外力撞击下即被击碎即可，在实际应用中，封堵盘8的材质可以为玻璃或陶瓷。

优选的，在上述实施例的基础上，滑套2的第一部分202一侧的端部与循环孔103的下沿平齐或略高于循环孔103的下沿，而不低于循环孔103下沿，因为，如果滑套2的第一部分202一侧的端部低于循环孔103下沿，可能会导致一部分杂质沉积在封堵盘8上，当滑套2的第一部分202一侧的端部平齐或略高于循环孔103的下沿，在反复循环洗井过程中，管柱内的液体在压力的作用下可以持续地裹挟着管柱内的杂质通过径向循环孔103流出，而避免在封堵盘8上存积。

可选的，开口卡环9可以位于滑套2的第二部分203，止退结构为下接头4位于筒体1内的端部。当滑套2上行将循环孔103封闭后，开口卡环9行至下接头4的端部，开口卡环9弹开并与下接头4的端部作用，滑套2不再上行，同时也阻止滑套2向下运行，实现对循环孔103的封堵。当然开口卡环9和相应的止退结构的位置及具体构造并不限于本实施例，本发明对开口卡环9和相应的止退结构的位置及具体构造不作限定。如开口卡环9还可以位于滑套2的环形凸台201处，相应的，止退结构为开设于筒体1第二内径段102的环形凹槽(图中未示出)，当滑套2上行将循环孔103封闭后，开口卡环9行至筒体1第二内径段102的环形凹槽处，开口卡环9弹开作用于环形凹槽，实现对循环孔103的封堵，同时阻止滑套在轴向上滑动。或者开口卡环9可以位于滑套2的第一部分202，相应的，止退结构为开设于筒体1第一内径段101的环形凹槽，同样，当滑套2上行将循环孔103封闭后，开口卡环9行至筒体1第二内径段102的环形凹槽处，开口卡环9弹开作用于环形凹槽，实现对循环孔103的封堵，同时阻止滑套在轴向上滑动。

在上述实施例的基础上，如图5所示，滑套2的第一部分202一侧的端部具有沉孔，封堵盘8设于沉孔内，滑套2上设置固定装置将封堵盘8固定于沉孔内。该种构造便于封堵盘的安装及更换。当然，也可采用其他适当的形式来将封堵盘8固定于沉孔内，其中固定装置可采用固定螺母，固定螺母与滑套2的沉孔的内壁螺纹连接，从而将封堵盘8固定于沉孔内。固定装置或者可以选用固定销钉，多个固定销钉与滑套连接，从而将封堵盘8固定于沉孔内。固定装置还可以为挡环，在封堵盘8上方放置挡环于沉孔内，用固定销钉将挡环与滑套固定。如图5所示，固定装置采用弹性卡环99，沉孔的内壁上开有卡槽，弹性卡环99设于该卡槽内，从而将封堵盘8固定于沉孔内。

在上述实施例的基础上，在封堵盘8与滑套2之间可以设置有密封圈11，从而实现了封堵盘8和滑套2之间的良好封堵。

在上述实施例的基础上，本发明提供的撞击式循环阀的各部件之间的密封可以通过O形圈实现。在本实施例中，滑套2的第一部分202上至少设有两组O形圈，每组O形圈可以是单个O形圈，也可以是两个或两个以上的O形圈组合。该两组O形圈之间具有一定距离，以便在滑套2上行将循环孔103封闭时，循环孔位于两组O形圈之间，从而实现对循环孔103的良好封闭。如图3所示，下接头4的端部上设置止退结构时，相应的，开口卡环9位于滑套2的第二部分203上，用于滑套2与下接头4之间密封的O形圈将对于开口卡环9更靠近滑套4第二部分203一侧的端部，即开口卡环9位于该O形圈的内侧。当开口卡环9作用于下接头4的端部时，该O形圈仍然将滑套2与下接头4之间密封。用于滑套2与其他部件之间密封的O形圈均设置在滑套2上，即在滑套2的外圆上开设密封槽，O形圈设置于密封槽内。

在实际使用中，上述包括撞击式循环阀的射孔管柱的校深方法，与其他射孔管柱校深方法相同。具体的，在采用校深仪器在射孔管柱的第一校深短节获取第一校深结果，并在射孔管柱的第二校深短节中获取第二校深结果之后，还可包括：

采用校深仪器伸入射孔管柱内，依次击碎射孔管柱中撞击式循环阀的封堵盘和撞销。

具体的，通过在射孔管柱的压力开孔起爆装置和校深短节之间设有撞击式循环阀，撞击式循环阀通过在筒体上开设循环孔实现流体的循环，从而可以将循环阀上方的管柱内的杂质等随循环的流体排出，避免了杂质堵塞管柱。以便校深仪器顺利下入并完成深度校验。而撞击式循环阀筒体内部的滑套的上端设置的封堵盘可以避免杂质进入循环阀下方的管柱内，避免对下方的射孔管柱(特别是起爆装置处)造成堵塞。管柱畅通后，通过下入的校深仪器将封堵盘击碎，并将撞销击断，这样井内的高压液体通过撞销处的径向传压孔进入到滑套的环形凸台与下接头的端部之间，从而给滑套向上的压力，在剪切销钉剪断后滑套上行，将循环孔封闭，以便管柱进行相应工艺的操作。

进一步地，上述采用射孔管柱进行校深及射孔作业时，若校深仪器伸入射孔管柱的过程中受阻，则进行循环洗井，直到校深仪器伸入所述射孔管柱内依次击碎射孔管柱中撞击式循环阀的封堵盘和撞销。

本发明实施例提供的射孔管柱，通过设置至少两个校深短节，增加了校深机会，同时还通过在射孔管柱中设有撞击式循环阀，其筒体上开设有循环孔，滑套顶部设有封堵盘，从而实现了撞击式循环阀上方的射孔管柱内的杂质等循环的流体排出，同时也避免了杂质进入撞击式循环阀下方的射孔管柱内，从而使得校深仪器可以顺利通过完成射孔管柱校深及射孔作业。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种射孔管柱，其特征在于，包括：射孔枪、压力开孔起爆装置和至少两个校深短节；

所述压力开孔起爆装置连接在所述射孔枪的顶部；

所述至少两个校深短节均连接在所述压力开孔起爆装置的顶部，其中，所述至少两个校深短节之间通过油管连接；

所述压力开孔起爆装置和所述至少两个校深短节之间设有撞击式循环阀；所述撞击式循环阀包括：筒体和设于所述筒体内的滑套；

所述筒体的下端连接下接头，所述筒体具有第一内径段和第二内径段，所述第一内径段的内径小于所述第二内径段的内径，所述第一内径段和第二内径段相接部形成台阶，所述第二内径段位于所述筒体的下端一侧，所述滑套的外圆周上具有环形凸台，所述环形凸台将所述滑套在轴向上分为第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第一内径段滑动密封连接，所述环形凸台与所述第二内径段滑动密封连接，所述下接头与所述筒体的下端连接，且所述下接头与所述筒体之间密封，所述第二部分伸入所述下接头内，且所述第二部分与所述下接头之间滑动密封连接，所述第一部分上套设有剪切套，所述剪切套通过剪切销钉与所述滑套固定，所述剪切套位于所述第二内径段并抵于所述台阶处，所述滑套上具有通至所述环形凸台与所述下接头的端部之间的径向传压孔，所述径向传压孔内设有撞销，所述撞销的根部具有轴向盲孔，所述盲孔突出于所述滑套的内壁，所述撞销的根部与所述径向传压孔密封连接，所述撞销的头部位于所述滑套的内部，所述第一部分一侧的端部设有封堵盘，所述筒体上开有径向的循环孔，所述循环孔的水平位置位于所述封堵盘的水平位置的上方，所述滑套的外壁上具有周向的卡槽，所述卡槽内设有开口卡环，所述筒体或所述下接头具有与所述开口卡环相配合的止退结构。

2.根据权利要求1所述的射孔管柱，其特征在于，所述开口卡环位于所述第二部分，所述止退结构为所述下接头位于所述筒体内的端部；或

所述开口卡环位于所述环形凸台处，所述止退结构为开设于所述第二内径段的环形凹槽；或

所述开口卡环位于所述第一部分，所述止退结构为开设于所述第一内径段的环形凹槽。

3.根据权利要求1所述的射孔管柱，其特征在于，所述第一部分一侧的端部具有沉孔，所述封堵盘设于所述沉孔内，所述滑套上设置有固定装置将所述封堵盘固定于所述沉孔内。

4.根据权利要求3所述的射孔管柱，其特征在于，所述固定装置为与所述沉孔的内壁螺纹连接的固定螺母。

5.根据权利要求3所述的射孔管柱，其特征在于，所述固定装置为与所述滑套连接的固定销钉。

6.根据权利要求1所述的射孔管柱，其特征在于，所述封堵盘由玻璃或陶瓷制成。

7.根据权利要求1所述的射孔管柱，其特征在于，所述筒体的上端通过螺纹连接一上接头，或所述筒体的上端与所述上接头为一体式结构；所述下接头与所述筒体的下端通过螺纹连接，或通过紧定螺钉与所述筒体固定。

8.根据权利要求1所述的射孔管柱，其特征在于，所述至少两个校深短节之间相距300至500米。