CN106761600A - 井下作业工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下作业工具，包括：框架，所述框架设置有至少一个贯通孔；至少一个射孔弹，任一个所述射孔弹设置在所述框架内且与至少一个所述贯通孔对应；酸液注入装置，所述酸液注入装置设置在所述框架内，所述酸液注入装置能在高于预设温度情况下开启以导出位于所述酸液注入装置内的酸液。本申请实施例通过脉冲电源放电，使射孔弹中的金属丝发生电爆炸，产生高温高压等离子体，并伴随冲击波，引爆射孔弹内的含能材料，通过聚能效应产生比传统射孔器材大得多的射流。酸液注入装置在射孔产生的高热量作用下动作，将酸液挤入孔道内，通过酸岩反应，溶蚀孔道表面的压实带，并向储层内部渗透，形成酸蚀网络，提高近井地带的导流能力。

Description

井下作业工具

技术领域

本发明涉及了油气田完井和储层改造技术领域，尤其涉及一种井下作业工具。

背景技术

随着低渗透、非常规以及滩海、偏远油气田的开发，大斜度井、丛式井、水平井以及斜层直井等特殊结构井不断涌现，大多数油气井在投产前需要进行压裂、酸化等储层改造措施，这对传统射孔技术提出新的要求。射孔技术作为建立井筒和储层的“桥梁”，在设计和应用时应充分与储层和实际井况结合，为后期生产改造措施创造有利条件。参照图1所示，射孔系统可以包括车载电源1、电缆2、电缆控制头3、射孔器4、防喷管5以及防喷器6。

目前已申请的射孔专利均为基于单纯化学能做功的炸药聚能射孔技术：专利号201320600950.9涉及一种可变射角射孔器，包括模块化弹托装置和与模块化弹托装置配合的定向钢构，模块化弹托装置中安装有射孔弹；所述模块化弹托装置包括上弹托板、下弹托板和两个弹托支板，所述定向钢构包括两个定向方构、固定环和垫环，所述模块化弹托装置安装于两定向方构之间，模块化弹托装置的铰轴与所述定向方构上的铰轴孔配合，滑槽销与调节滑槽配合，分度固定孔与分度孔配合。美国专利号7413015涉及一种传统的聚能射孔技术及其配套器材。专利号201310431399.4涉及一种油气井用定面射孔模块弹托，该弹托的下部由四个倾斜设置的面围拢形成，分别是两个对称设置的定位面、射孔弹穿出面和导爆索走位面，四个倾斜设置的面均与底面连接；模块弹托中开有弹孔，弹孔的一端贯穿所述射孔弹穿出面，另一端贯穿模块弹托的上部和顶面；所述弹孔的轴线与所述底面之间形成锐角。

现有射孔技术主要的问题有：(1)采用传统的炸药聚能射孔弹技术，该技术以化学能作为射穿套管、水泥环和储层的主要能量，受限于装药量、结构尺寸、射孔装具等因素，其射孔孔径较小，穿深较短(小于2米)，影响了孔道的导流能力和后期压裂效果；(2)聚能射孔弹形成的射流进入岩层后，对孔道周围岩石有强烈的压实作用并形成压实带，使储层渗透率下降，弹片和碎屑等堵塞孔道影响了油气流动。

发明内容

本发明的发明目的在于，提供了一种井下作业工具，该井下作业工具可以解决上述技术问题中的至少一种。

本申请实施例公开了一种井下作业工具，包括：

框架，所述框架设置有至少一个贯通孔；

至少一个射孔弹，任一个所述射孔弹设置在所述框架内且与至少一个所述贯通孔对应；

酸液注入装置，所述酸液注入装置设置在所述框架内，所述酸液注入装置能在高于预设温度情况下开启以导出位于所述酸液注入装置内的酸液。

优选地，所述酸液注入装置能在低于预设温度情况下关闭。

优选地，所述酸液注入装置可由任一个所述射孔弹爆炸达到所述预设温度。

优选地，所述酸液注入装置包括：

阀体，所述阀体设置有第一通孔；

中心筒，所述中心筒位于所述阀体内，所述中心筒具有用于容纳酸液的腔室，所述中心筒设置有第二通孔；

热控制装置，所述热控制装置能在高于预设温度下驱使所述中心筒相对所述阀体运动，以使所述第一通孔和所述第二通孔连通。

优选地，所述热控制装置包括SMA驱动器。

优选地，所述酸液注入装置包括：复位机构，所述复位机构能驱使所述中心筒复位，以使所述第一通孔和所述第二通孔错开。

优选地，所述阀体上固设有位于所述中心筒两端的第一端板和第二端板，所述热控制装置设置在所述中心筒的一端与所述第二端板之间，所述热控制装置能驱使所述中心筒相对所述阀体沿第一方向移动。

优选地，所述酸液注入装置包括：复位机构，所述复位机构能驱使所述中心筒相对所述阀体沿第二方向移动，其中，所述第一方向与所述第二方向相反。

优选地，所述复位机构包括设置在所述中心筒的另一端与所述第二端板之间的弹性元件。

优选地，所述复位机构包括导向杆，所述导向杆的一端固设在所述中心筒上，所述导向杆的另一端穿设于所述第二端板并能相对所述第二端板移动，所述弹性元件缠绕在所述导向杆上。

优选地，所述射孔弹包括能被引爆的含能材料。

优选地，所述射孔弹包括弹壳壳体、设置在所述弹壳壳体内的药型罩、填充在所述弹壳壳体与所述药型罩之间的含能材料、至少部分与所述含能材料接触的电爆炸丝、与所述电爆炸丝电性接触的电缆。

优选地，所述电缆的另一端电性连接有位于地面上的脉冲发生系统。

优选地，所述脉冲发生系统包括脉冲电源单元和控制单元组成。

优选地，所述电爆炸丝为多个齿形的环状。

优选地，所述井下作业工具包括测量装置，所述测量装置用于对所述SMA驱动器的电阻进行检测。

优选地，所述SMA驱动器包括多个并列设置的SMA弹簧。

优选地，所述测量装置包括恒流源。

优选地，所述测量装置根据所述SMA驱动器的电阻对所述SMA驱动器的状态进行判断。

本申请实施例采用了基于电热化学复合工艺的射孔技术，并配套基质酸化联作工艺。通过大功率脉冲电源放电，使射孔弹中的金属丝发生电爆炸，产生高温高压等离子体，并伴随冲击波，引爆射孔弹内的含能材料(如炸药HMX、PYX等)，通过聚能效应产生比传统射孔器材大得多的射流。在射穿套管、水泥环形成大口径孔道的同时，酸液注入装置在射孔产生的高热量作用下动作，将酸液挤入孔道内，通过酸岩反应，溶蚀孔道表面的压实带，并向储层内部渗透，形成酸蚀网络，提高近井地带的导流能力。全部作业过程可通过PLC技术实现射孔和改造的实时监测。

本申请实施例具有超高能量、对储层穿深和孔径更长更大、射孔参数调节方便、与现有射孔工艺适应性好、实现不同层段射孔工艺参数的设计优化、可有效恢复近井筒地带导流能力、联作作业工艺效率高等特点。

附图说明

附图1为射孔作业现场图。

附图2为本申请实施例中的井下作业工具。

附图3为本申请实施例中的射孔弹的结构图。

附图4为本申请实施例中的电爆炸丝的结构图。

附图5为本申请实施例中的SMA驱动器的结构示意图。

附图6为本申请实施例中的恒流源电桥原理示意图。

附图7为本申请实施例中的电缆通信井下子系统。

附图8为本申请实施例中的电缆通信地面子系统。

附图9为本申请实施例中的电缆通信系统工作原理。

以上附图的附图标记：1-车载电源；2-电缆；3-电缆控制头；4-射孔器；5-防喷管；6-防喷器；7-框架；8-阀体；9-射孔弹；11-酸液注入装置；12-工作筒；13-弹壳壳体；14-药型罩；15-电爆炸丝；16-含能材料；17-第一端板；18-复位机构；19-导向杆；20-中心筒；21-SMA驱动器；22-第一通孔；23-第二通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

参照图2所示，本申请实施例公开了一种井下作业工具，包括框架7，所述框架7设置有至少一个贯通孔；至少一个射孔弹9，任一个所述射孔弹9设置在所述框架7内且与至少一个所述贯通孔对应；酸液注入装置11，所述酸液注入装置11设置在所述框架7内，所述酸液注入装置11能在高于预设温度下开启以导出位于所述酸液注入装置11内的酸液。

本申请实施例使射孔弹9发生爆炸产生射流，从而使酸液注入装置11在射孔产生的高热量作用下开启，将酸液挤入孔道内，通过酸岩反应，溶蚀孔道表面的压实带，并向储层内部渗透，形成酸蚀网络，提高近井地带的导流能力。

具体的，框架7可以大体为沿一轴线方向延伸的长方体。框架7的侧壁上可以设置有多个贯通孔。例如在本实施方式中，框架7的侧壁上设置有两个贯通孔。这两个贯通孔分别位于两侧。相应的，本实施方式中的井下作业工具包括两个射孔弹9。其中一个射孔弹9与其中一个贯通孔对应。另一个射孔弹9与另一个贯通孔对应。当射孔弹9爆炸时，射孔弹9产生高能射流，形成储层孔道，完成射孔施工。

参照图3所示，优选地，每一个所述射孔弹9包括弹壳壳体13、设置在所述弹壳壳体13内的药型罩14、填充在所述弹壳壳体13与所述药型罩14之间的含能材料16、至少部分与所述含能材料16接触的电爆炸丝15、与所述电爆炸丝15电性接触的电缆2。射孔弹9的弹壳壳体13和药型罩14可以采用传统的聚能射孔技术。弹壳壳体13由耐高温合金钢制成。电爆炸丝15可采用钼丝制造，钼丝形态俯视图如图4所示，可以为多个齿形的环状。目的是尽可能增大与含能材料16的接触面积。含能材料16填充在弹壳壳体13和药型罩之间的空腔中。使含能材料16紧密包覆在电爆炸丝15周围。含能材料16(含能体)是一种常态下物理和化学特性稳定，一般条件下点燃仅可燃烧、无法发生爆炸的混合物。例如，含能材料可以为常用的爆炸物、雷管等所用的火药、炸药等均可。与传统相比，与电爆炸丝15配合使用表现出高得多的能量密度，在同样的孔道形态和穿深条件下，该含能材料16的稳定性和安全性更好，用药量也少。若采用同样的装药量，会形成更大孔径、更长穿深的储层孔道。

电缆2缠绕在阀体8的外表面，并可以通过工作筒12与各个射孔弹9电性连接。电缆2的另一端电性连接有位于地面上的脉冲发生系统。脉冲发生系统可以包括脉冲电源单元和控制单元。

脉冲电源单元由以下子系统构成：1)若干个脉冲电源单元由多个模块式时序放电脉冲成形网络模块(PFN)并联而成，其核心器件为大容量储能电容器，每个模块安装在电容器接线端子板上，包括开关、电感器、触发信号发生器、汇流器等；2)高压电流接触器K，用于将放电后电容器中的电能释放到保护电阻器中，也可用于紧急安全放电；3)充电设备。控制单元由以下子系统组成：1)操控面板；2)主控计算机；3)触发控制器：产生控制开关的光触发信号，通过光纤传至各电源模块的触发信号发生器，用于同步或时序放电。

由于储能电容器耐受反向电流冲击和反向耐压能力较差，需要续流电路配合，续流电路具有自触发导通能力。续流电路与储能电容器并联，在电容器放电结束后，续流电路工作，保证脉冲形成的强电感磁场能量继续向负载(电爆炸丝15)释放，维持系统整体工作稳定。系统对并联的多个PFN设置不同的充电电压、电感、电容参数，可以实现多种不同的脉冲波形以满足不同工况下的使用要求。脉冲电源的工作方式有两种：同步放电和时序放电。在开关器件方面，主放电开关采用触发真空开关(TVS)，续流电路开关采用高压硅堆。通过控制和调节脉冲电源的各项输出参数，如电压、电流、脉冲宽度、频率等，可以调节电热化学复合射孔弹9所释放的能量，改变射孔炮眼大小、孔道长度、穿深等射孔工程参数。

相关技术可参考如下文献：

周海滨，刘巧玉等，脉冲大电流放电引爆含能材料16产生冲击波的储层改造，强激光与粒子束，2016(28)，4。

硕士毕业论文，李贞晓，电热化学炮用电容型高功率脉冲电源被动保护方法的初步研究，2007。

射孔作业时，脉冲发生系统向电缆2传输控制信号，使电缆2向指定射孔弹9释放高压、大电流，电爆炸丝15发生电爆炸，成为高温、高压、稠密的等离子体及冲击波，激发、引爆含能材料16。由于聚能射流效应，射孔弹9产生比传统炸药聚能射孔弹9强得多的高能射流，形成储层孔道，完成射孔施工。

参照图5所示，在本实施方式中，所述酸液注入装置11包括：阀体8，所述阀体8设置有第一通孔22；中心筒20，所述中心筒20位于所述阀体8内，所述中心筒20具有用于容纳酸液的腔室，所述中心筒20设置有第二通孔23；热控制装置，所述热控制装置能在高于预设温度下驱使所述中心筒20相对所述阀体8运动，以使所述第一通孔22和所述第二通孔23连通。

优选地，为了便于安装以及更利于射孔弹9的产生热量作用于中心筒20，射孔弹9可以设置在所述阀体8上。例如，在本实施方式中，两个所述射孔弹9可以位于所述中心筒20的两侧。当然在其他可选的实施方式中，射孔弹9也可以通过弹架与酸液注入装置11连接。

在爆炸之前所述第一通孔22和所述第二通孔23错开。当所述射孔弹9爆炸后，热控制装置可以在高于预设温度下驱使所述中心筒20相对所述阀体8运动，以使所述第一通孔22和所述第二通孔23连通。当所述射孔弹9爆炸一段时间后，热控制装置向所述阀体8提供的力降低，复位机构18可以迫使中心筒20复位，从而使所述第一通孔22和所述第二通孔23错开。

具体的，所述热控制装置可以包括由SMA材料制成的SMA驱动器21。形状记忆合金(SMA)是最近几十年发展起来的一种新型功能性材料。这种材料具有一般金属不具备的形状记忆效应。形状记忆效应是指材料在较高温度时保持一定的形状，在低温时受到外力作用而发生变形(如拉伸变长)，外力去除后变形不能完全恢复，此时对材料进行加热，当材料温度超过其马氏体-奥氏体相变转化温度后，材料可以回复到材料高温时的状态。SMA材料及其应用可参照文献：秦晓宇，张小勇等，自锁式形状记忆合金馈源锁紧机构，宇航学报，2016(37)，3。

所述阀体8上固设有位于所述中心筒20两端的第一端板17(图5中的左侧)和第二端板(图5中的右侧)，所述SMA驱动器21设置在所述中心筒20的一端与所述第二端板之间，所述SMA驱动器21能驱使所述中心筒20相对所述阀体8沿第一方向(图5中从右至左)移动。所述酸液注入装置11包括：复位机构18，所述复位机构18包括设置在所述中心筒20的另一端与所述第二端板之间的弹性元件，并能驱使所述中心筒20相对所述阀体8沿第二方向(图5中从左至右)移动，其中，所述第一方向与所述第二方向相反。

在出厂时，SMA驱动器21在常温下强度、模量较低，在复位机构18的作用下，第一通孔22和第二通孔23错开。当外界温度上升(如在射孔后高温环境下)并达到相变温度(TG)时，SMA驱动器21发生马氏体相变，产生较大的推力，克服复位机构18而推动中心筒20，当第一通孔22和第二通孔23重合时，该酸液注入装置11转为打开状态，内部的酸液被挤出。当环境温度逐渐下降(低于TG)时，SMA驱动器21恢复，推力下降，在复位机构18作用下中心筒20复位，该酸液注入装置11转为关闭状态。

SMA驱动器21利用SMA材料在相变前后模量等参数的急剧变化，将材料的内能直接转化为驱动器的宏观机械能，从而驱动平动注入阀动作，具有能量转换效率高、结构简单可靠、机械运动部件少、对外界热源敏感、响应速度高等优点。在本实施方式中，该SMA驱动器21采用NiTi基合金，其转变温度(TG)为150℃。

优选地，所述复位机构18包括导向杆19，所述导向杆19的一端固设在所述中心筒20上，所述导向杆19的另一端穿设于所述第二端板并能相对所述第二端板移动，所述弹性元件(例如弹簧等)缠绕在所述导向杆19上。导向杆19可以起到导向和防止失稳的作用。

SMA驱动器21还可以起到传感器的作用。SMA材料在相变前后内部参数，如内电阻等，会发生变化，通过测量该电阻值的变化，可监测、判断SMA形状恢复情况和SMA驱动器21的工作状态。

由于SMA材料本身特性，在形变前后内电阻(ΔR)的变化比较微小，因此采用电桥的方法，桥式电路可将电阻参数的微弱变化转换为电压或电流输出，输入量ΔZ相同的情况下，差动全桥是差动半桥的两倍，近似为单臂电桥的四倍。差动全桥的灵敏度是差动半桥的两倍，近似为单臂电桥的四倍。与单臂电桥相比，差动电桥灵敏度更高、非线性误差更小，对同符号干扰有补偿作用。在本专利中，将SMA驱动器21与差动电桥相配合，做成差动传感器，使系统具有更好的特性。因此采用差动全桥的方法测量SMA驱动器21的ΔR(如附图6所示)。

由于电阻变化，若采用恒压供电，电流会随电阻变化而变化，得出的电压和温度不是线性关系。在本专利中采用恒流供电，恒流源供电的差动全桥理论上无温度误差。最终采用“恒流源+差动电桥”的方案，输出的是电压信号。将SMA驱动器21作为待测电阻接入桥式电路，每次测量SMA驱动器21中的一个SMA弹簧。通过分时测量方法在短时间内快速对所有SMA弹簧进行电阻值采样。

地面要判断井下设备的工作状态(on/off)，就需要实时获取井下SMA驱动器21电阻值，本专利利用脉冲电源的下井电缆2作为通信信道，该方案避免了下入单独的通信信道，如弱电电缆2和光纤，降低了成本。为避免脉冲电源供电时的较强背景噪声，系统采用分时复用的工作方式，即在脉冲电源供电和电热化学复合射孔器工作时，电缆通信系统处于等待状态；在脉冲电源停止供电和电热化学复合射孔作业完成后，电缆通信系统初始化并开始调制解调工作。

电缆通信系统基于现有的电力线载波通信技术(PLC)，在电力行业中已有很多应用于地面供电电网的成功案例，该技术具有成本低、可靠性高、线路安全性较好等优点，也有易受电力线上各种负荷影响、高背景噪声、阻抗匹配难等缺点。通过对油气井射孔器电缆2特性和射孔作业管柱、井下配套工具的分析，发现与地面供电电网相比，井下电缆2的负荷、噪声环境要简单很多，很适合采用PLC技术进行强电流/弱电信号在同一电缆2上的共线传输。

电缆通信系统由井下子系统和地面子系统组成。电缆2通信井下子系统的组成如图7所示，系统主要模块包括数字信号处理模块(DSP)、调制解调器(Modem)、恒流源差动桥式模块、控制器、系统电源和存储模块等。系统电源为可充电式，利用地面脉冲电源向井下提供的能量为系统电源补充电力。地面子系统的组成如图8所示。该系统的原理基于电力线载波通信技术(PLC)，载波频率范围设置为9-300kHz。

电缆通信系统的工作原理如图9所示。在发送端，系统先对SMA驱动器21进行电阻值采集，经过信号放大、数字化等处理，将处理后的数字信号调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电路耦合到射孔器电缆2上。在接收端，系统对信号进行放大、滤波、解调等处理，最后还原出原始的SMA电阻变化数据。通过压力和温度传感器对射孔和酸化作业过程中的压力、温度变化进行实时监测，可用于评估射孔对套管力学结构的影响、酸液注入储层的过程、储层流体流进井筒内的过程、电子仪器是否工作在正常状态、SMA驱动器21是否存在过热等重要信息。这些温度和压力数据都可通过PLC的方式由地面子系统采集和记录。同时，地面子系统可对井下子系统进行控制和参数调节，如采样频率、载波频率、放大及滤波参数、传感器及模块是否待机休眠等，即实现数据和控制指令的双向传输。

该井下作业工具适用于采用电缆2下入和油管下入两种射孔工艺。按照图1进行射孔器管串的组装，布置好电缆2，避免电缆2经过酸液喷射端口上方。对电热化学复合射孔弹9进行相关检验。连接SMA驱动器21及复位机构18，按照设计要求调整阀端口的初始位置，现场进行注酸作业，维持其压力至要求值，将酸液注入装置11与射孔弹9组装、连接。安装相关电子仪器模块，包括电缆通信系统、恒流源差动桥式电路模块、各类井下传感器、充电电源等，并在地面开展各模块单独调试和系统联调，包括电缆2信道传输特性测试(频响、信噪比、衰减等)、传感器性能标定及初始化、差动电桥校验、SMA驱动器21参数校验等，直至达到设计要求。

地面组装和调试完成后，通过电缆2下入井中，直至指定深度。在作业前，对地面脉冲电源及配套设备的电气参数进行检验，再次对电缆2通信信道的传输特性进行检验，以获得合适的通信参数，然后开启井下传感器，开始采集、记录初始井下参数，同时进行数据传输。射孔作业时，地面脉冲电源按照预定程序开始供电，按照控制指令，依次激发不同的电热化学复合射孔弹9，不同的射孔弹9获得的电气参数不同，以实现不同的射孔孔道形态和参数。当阀体8内温度上升到SMA相变温度时，SMA驱动器21开始工作，克服复位机构18的作用力，推动中心筒20，逐渐打开酸液注入装置11。当中心筒20的端口和阀体8的端口相重合时，酸液在内部高压作用下被挤出阀体8，沿刚形成的炮眼进入射孔孔道。完成酸液注入后，框架7和阀体8内部温度逐渐下降，当环境温度低于SMA相变温度时，SMA驱动器21在复位机构18作用下逐渐恢复至初始形态，酸液注入装置11被关闭。通过采集SMA驱动器21的电阻数据，以及整个作业过程中温度、压力的动态变化，地面操作人员可以判断平动注入阀和其它电子设备的工作状态。

作业完成后，地面向井下工具组合发送相关指令，确认工具复位和仪器转入待机状态后，按照操作规范起出全部射孔工具组合。

该技术与现有“射孔-酸化”联作工艺不同，现有工艺必须采用油管输送射孔器工艺(TCP)，射孔作业结束后，通过地面经油管向储层注入酸液。TCP工艺必须用油管作为输送工具和流动通道，工具管串和施工工艺复杂，成本高，存在作业风险。本专利采用的酸液注入技术既可用于油管输送工艺，也可用于电缆2输送工艺，应用范围更广。

例如，本发明可以应用在：(1)油气井新井的射孔和补孔，以及体积改造；(2)老井重复压裂、缝网压裂，以及不适宜水力压裂的剩余油藏的增产和改造；(3)复杂断块、薄差层、边底水油气藏的开发和完井；(4)特殊井型和复杂结构井完井；(5)中高含水老井全封配套。本发明除了新井完井外，还可以用于老井二次完井、补孔、改造等作业。

由此，本发明中的井下作业工具可以具有超高能量、对储层穿深和孔径更长更大、射孔参数调节方便、与现有射孔工艺适应性好、实现不同层段射孔工艺参数的设计优化、可有效恢复近井筒地带导流能力、联作作业工艺效率高等特点。

该技术克服了传统技术的缺点，实现了在不改变现有完井工艺和作业效率不下降的前提下对射孔技术参数和施工效果的升级，为现场提供一种增强型射孔完井和近井筒储层改造系统。在施工时，根据事先获得的储层数据(地应力场分布、孔隙度、渗透率等物性参数)制定射孔工艺方案，包括射孔面方位、射角、相位、孔径、穿深、改造后渗透率等目标参数，然后在地面调节脉冲电源的相关参数，确定所需酸液用量。现场施工时，按照相应参数开展放电和酸化作业即可。

目前，油气田开发对象中低渗透、非常规资源比例越来越高，储层改造技术是经济有效动用这类资源的重要手段。结合了基质酸化工艺的增强型射孔完井技术具有很好的市场前景。

该申请具有显著优点：(1)高能量：化学能、电能、冲击波等多种能量共同叠加，与传统炸药聚能射孔弹9相比，作用时间更短，可形成更长的射流和孔道，提高孔道的储层接触面积；(2)射孔参数可控：与传统射孔的导爆索等起爆技术不同，该技术利用高功率脉冲电源放电，激发爆炸丝发生复杂的电热化学反应来产生射流，通过调节电流强度、频率等参数，就可实现射孔孔径、孔道长度等射孔参数的改变，井下射孔弹9组合中对不同的射孔弹9提供不同的激发参数，可在同一口井中不同井深、不同物性的层段实现不同的射孔工艺参数，应用非常灵活，同时该技术可直接采用现有的电力和数字控制技术，便于开发和系统升级；(3)与现有作业工艺兼容：依然采用聚能射孔原理，部分射孔器零部件与现有器材通用，有利于降低成本；(4)平动注入阀结构和机理简洁高效：酸液注入装置11采用了形状记忆合金SMA驱动器21，配有多只SMA弹簧单元和复位弹簧单元，单元数量可根据平动注入阀所需开关载荷的大小进行调整，相比于传统液压、电动驱动器，该SMA驱动器21具有结构紧凑、响应迅速、相变温度和输出力大小可调、可实现开关双向动作、具有自传感特性等显著优点；(5)井下作业过程可实时监测：通过电缆2通信技术(PLC)，利用射孔器所用的电缆2来传输井下SMA内电阻变化、温度和压力等传感器采集的数据，为现场施工提供即时的决策支持，避免了一些可能出现的井下风险和事故，提高了现场作业效率；(6)解除近井地带的污染：通过射孔后的基质酸化工艺，可有效提高岩石渗透率，恢复近井筒储层的导流能力，降低储层的破裂压力和孔眼磨阻，为后续压裂液的注入和支撑剂铺置做好准备；(7)作业效率高：系统采用联作工艺，减少了起下管柱的次数，符合当今油气井一体化井下施工的发展趋势。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种井下作业工具，其特征在于，包括：

框架，所述框架设置有至少一个贯通孔；

至少一个射孔弹，任一个所述射孔弹设置在所述框架内且与至少一个所述贯通孔对应；

酸液注入装置，所述酸液注入装置设置在所述框架内，所述酸液注入装置能在高于预设温度情况下开启以导出位于所述酸液注入装置内的酸液。

2.根据权利要求1所述的井下作业工具，其特征在于，所述酸液注入装置能在低于预设温度情况下关闭。

3.根据权利要求1所述的井下作业工具，其特征在于，所述酸液注入装置可由任一个所述射孔弹爆炸达到所述预设温度。

4.根据权利要求1所述的井下作业工具，其特征在于，所述酸液注入装置包括：

阀体，所述阀体设置有第一通孔；

中心筒，所述中心筒位于所述阀体内，所述中心筒具有用于容纳酸液的腔室，所述中心筒设置有第二通孔；

热控制装置，所述热控制装置能在高于预设温度下驱使所述中心筒相对所述阀体运动，以使所述第一通孔和所述第二通孔连通。

5.根据权利要求4所述的井下作业工具，其特征在于，所述热控制装置包括SMA驱动器。

6.根据权利要求4所述的井下作业工具，其特征在于，所述酸液注入装置包括：复位机构，所述复位机构能驱使所述中心筒复位，以使所述第一通孔和所述第二通孔错开。

7.根据权利要求4所述的井下作业工具，其特征在于，所述阀体上固设有位于所述中心筒两端的第一端板和第二端板，所述热控制装置设置在所述中心筒的一端与所述第二端板之间，所述热控制装置能驱使所述中心筒相对所述阀体沿第一方向移动。

8.根据权利要求7所述的井下作业工具，其特征在于，所述酸液注入装置包括：复位机构，所述复位机构能驱使所述中心筒相对所述阀体沿第二方向移动，其中，所述第一方向与所述第二方向相反。

9.根据权利要求8所述的井下作业工具，其特征在于，所述复位机构包括设置在所述中心筒的另一端与所述第二端板之间的弹性元件。

10.根据权利要求9所述的井下作业工具，其特征在于，所述复位机构包括导向杆，所述导向杆的一端固设在所述中心筒上，所述导向杆的另一端穿设于所述第二端板并能相对所述第二端板移动，所述弹性元件缠绕在所述导向杆上。

11.根据权利要求1所述的井下作业工具，其特征在于，所述射孔弹包括能被引爆的含能材料。

12.根据权利要求1所述的井下作业工具，其特征在于，所述射孔弹包括弹壳壳体、设置在所述弹壳壳体内的药型罩、填充在所述弹壳壳体与所述药型罩之间的含能材料、至少部分与所述含能材料接触的电爆炸丝、与所述电爆炸丝电性接触的电缆。

13.根据权利要求12所述的井下作业工具，其特征在于，所述电缆的另一端电性连接有位于地面上的脉冲发生系统。

14.根据权利要求13所述的井下作业工具，其特征在于，所述脉冲发生系统包括脉冲电源单元和控制单元组成。

15.根据权利要求14所述的井下作业工具，其特征在于，所述电爆炸丝为多个齿形的环状。

16.根据权利要求5所述的井下作业工具，其特征在于，所述井下作业工具包括测量装置，所述测量装置用于对所述SMA驱动器的电阻进行检测。

17.根据权利要求5所述的井下作业工具，其特征在于，所述SMA驱动器包括多个并列设置的SMA弹簧。

18.根据权利要求16所述的井下作业工具，其特征在于，所述测量装置包括恒流源。

19.根据权利要求16所述的井下作业工具，其特征在于，所述测量装置根据所述SMA驱动器的电阻对所述SMA驱动器的状态进行判断。