CN1073664C - 自通射孔器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自通射孔器，由起爆器、射孔枪和枪尾组成，是为了解决射孔弹炸枪和射孔后射孔器与油管贯通问题，其特点是通过爆炸、燃烧、溶解和应力结构使起爆器、弹架、隔板和枪尾被清除与油管贯通，既完成射孔防止了炸枪，又能完成后续的测试、排污、压裂和酸化工艺。

Description

自通射孔器

本发明涉及射穿油井套管和地下岩层，并贯通油管的自通射孔器，该射孔器由起爆器、射孔枪和枪尾组成。

目前在石油和天然气的开发中，国内外使用的有枪身油管输送式射孔器，其主要特点是能实现负压射孔。但是仍存在严重的炸枪问题：射孔器引爆后，枪身内冲击波不能及时卸载，形成冲击波叠加而造成炸枪。每发生一次炸枪，都会给井下设备和油田生产造成严重损失；通常，油气井在射孔后还需进行温度、压力和流量的测试，还需进行酸化或压裂。若要执行测试或实施后续增产措施，就必须起出原射孔管柱，换上带筛管的管柱，特别是对于高压油气井来说，起管柱是很危险的，就必须压井。这样不仅要增加大量施工费用和延长作业时间，还会对油气层造成污染。

90年代初，国内有些油田为解决炸枪问题，是在射孔枪的每个接头上沿走导爆索的轴心孔对称地钻几个平行孔，但效果甚微。1987年，美国专利-4693317公开了一种冲击波吸收器，包括轴向吸收和径向吸收。1991年，英国专利-2242009公开了一种井下压力减弱器。这种减弱器结构复杂，装配困难，传爆性能不可靠，国内和国外为解决炸枪问题所采取的这些措施，效果都不明显，没有从根本上解决炸枪问题。

现行射孔器，射孔后的枪串与油管不能贯通，不起换管柱就无法排污洗井，无法进行测试、酸化与压裂。如何解决这一难题？国内外未见报道。

本发明的目的是为了克服背景技术的不足，设计一种既能使射孔枪内冲击波卸载，防止炸枪；又能使油管和射孔器贯通，完成后续工艺的自通射孔器。

本发明的构思：要实现上述目的，必须使射孔器的起爆器、定位块、弹架、隔板和枪尾全部自毁，使枪串与油管贯通。起爆器在完成起爆任务的同时，利用爆炸、燃烧和溶解作用及预应力结构，使起爆器沿枪身轴线形成直径大于60mm的通孔。为使定位块和隔板自毁，选用一种酚醛塑料并使填料能溶解于水中。定位块的强度足以承受枪身内弹架和射孔弹的重量以及来自施工造成的冲击力。定位块和隔板上装有火药柱，利用寻爆索的爆炸作用和火药柱的燃烧作用使定位块和隔板粉碎燃烧。弹架选用一种酚醛塑料，能承受射孔弹的重量，具有一定强度，能燃烧自毁。枪尾内装有火药柱，利用导爆索引燃该药柱，将楔形密封盖燃烧并破碎，使枪尾形成与枪身同径的大通孔。为了防止射孔弹壳堆积堵塞，将弹壳设计成应力槽结构，爆炸后变成均匀的小颗粒状破片。采用了上述设计，自通射孔器在完成射孔任务的同时，形成了上自起爆器，下至枪尾的同径的大通孔和有效筛管。

本发明的自通射孔器，由起爆器1-6、射孔枪7-14和枪尾15-19组成，其特点是起爆器底座6由酚醛塑料制成有中心孔园盘，其上粘结起爆药柱5；射孔枪中射孔弹12外壳有应力槽，枪尾中楔形密封塞19粘结在壳体17下端，火药柱16装入壳体17内，隔板15粘结在火药柱16上端，传火管18插入隔板和火药柱的中心孔内。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、能使冲击波及时卸载，防止炸枪。

2、射孔器引爆后，内件自毁，形成自上而下的大通道，不起管柱即可进行后续工艺的施工。

3、缩短施工周期，节省大量资金。

本发明的附图说明如下：

图1是自通射孔器的剖面图。

实施例：

1、本发明参照附图1实施：

本发明的自通射孔器由起爆器1-6、射孔枪7-14和枪尾15-19组成。

起爆器1-6：由接箍1、密封盖2、击针3、壳体4、起爆药5和底座6构成。

接箍1：用35CrMo钢制成，长度200mm，最大外径Φ102mm，内径Φ60mm。上端为27/8”油管螺纹与油管连接，下端为普通三角螺纹与壳体4连接。

密封盖2：用陶土材料制成，外径Φ80mm，内径Φ70mm半球形，用环氧胶与壳体4粘结在一起，防止井液进入起爆器。

击针3：用低熔点合金制成长度40mm，最大直径44mm的“T”形，在外力作用下击发起爆药后自毁。

壳体4：用35CrMo钢制成为M85×3外螺纹，最大外径Φ102mm，孔径Φ60mm，长度150mm。上端和下端为外螺纹用于连接接箍1和接箍7。

起爆药5：由氮化铅和太安制成，Φ20×20mm药柱，爆炸引爆导爆索。

底座6：用酚醛塑料制成，外径为M80×2螺纹，厚度10mm，有中心孔Φ60mm，长度150mm的园盖，用于固定起爆药。

起爆器的装配：先将起爆药柱5粘结固定在底座6上，将底座外螺纹部分涂上密封胶拧到壳体4下端。将击针3固定在壳体4上与上端面齐平，将密封盖2用环氧胶粘结在壳体4上端，待固结后将接箍1下端与壳体4上端螺纹连接，装配完毕待用。

射孔枪7-14：由接箍7、定位块8、火药柱9、传爆管10、弹架11、射孔弹12、枪身13和导爆索14组成，按89型射孔枪的尺寸制造。

接箍7：用35CrMo钢制成，用于两节射孔枪之间的连接。

定位块8：用酚醛塑料制成有中心孔的园盘，用于固定火药柱9、传爆管10和弹架11。

火药柱9：火药和钝感剂、粘结剂压制成，用来炸毁定位块8。

传爆管10：选用现有的8号传爆管，装在导爆索两端串联导爆索用。

弹架11：用酚醛塑料制成，用作固定射孔弹。

射孔弹12：用特制的应力槽外壳，89型聚能射孔弹。用作穿透套管和近区岩层。

枪身13：用 ”油管或Φ89mm合金钢管制成，两端为外螺纹。

导爆索14：用SBY-1型油井导爆索，用作串联和引爆射孔弹。

枪尾15-19：由隔板15、火药柱16、壳体17、传爆管18和楔形密封塞19组成。

隔板15：酚醛塑料制成，Φ80mm，厚4mm，中心孔Φ8mm园片，用来固定传爆管和火药柱用。

火药柱16：火药、钝感剂和粘结剂压制成外径Φ70mm，高65mm，孔径Φ8mm的药柱。用来炸毁楔形密封塞和枪尾。

壳体17：用35CrMo钢制成长度170mm，最大外径Φ102mm，孔径Φ74mm，上端内螺纹M85×3，下端60°嗽叭口。

传爆管18：8号传爆管，用来引燃火药柱16。

楔形密封塞19：用高强度酚醛塑料制成厚度10mm，楔角60°，最大外径Φ82mm，起密封作用。

枪尾的装配：先将楔形密封塞19胶结在壳体17下端，待固结后将火药柱装入壳体17中固定牢，将隔板15粘结在火药柱16上端，使隔板上中心孔与火药柱上中心孔同心，然后将传爆管18装入隔板15和火药柱16的中心孔内，装配完毕待用。

本发明的自通射孔器参照附图1装配：将射孔弹12逐个装入弹架11的孔内，用一根导爆索14将每个射孔弹串联，导爆索14的两端分别装上一个传爆管10，将弹架装入枪身13内，两端分别装上定位块8，将弹架两端引出的传爆管固定在定位块8上。然后将射孔枪用接箍7逐节串联。将枪尾拧在最下面一节射孔枪的下端，待整个枪串入井口，最后将起爆器拧在枪串最上端，射孔器装配完毕，用油管将射孔器下入油气层部位，装上采油树后，用撞击杆引爆起爆器。

本发明的自通射孔器，在油井应用时，由一个起爆器、1-5节射孔枪(节数由油层厚度和层数而定)和一个枪尾装配而成。在四川地区的油气井进行试验，没有发生炸枪事故，不起换管柱就顺利地完成了排污洗井、测试、压裂和酸化工艺。

Claims (1)

1、一种自通射孔器由起爆器(1-6)、射孔枪(7-14)和枪尾(15-19)组成，其特征在于起爆器中底座(6)由酚醛塑料制成有中心孔园盘，其上粘结起爆药柱(5)；射孔枪中射孔弹(12)外壳有应力槽；枪尾中楔形密封塞(19)粘结在壳体(17)下端，火药柱(16)装入壳体(17)内，隔板(15)，粘结在火药柱(16)上端，传爆药管(18)插入隔板和火药柱的中心孔内。

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