CN107654213A - 一种高能负压解堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田开采设备技术领域，具体涉及一种高能负压解堵装置，包括起爆接头、固体燃料托盘及固定螺母，还包括负压舱舱体、大口径中接、延时环切负压开舱装置、切割索、多级延时隔板起爆器、固体燃料上接头、火箭固体推进剂、火药中接及火药尾堵；起爆接头与负压舱舱体螺纹连接，负压舱舱体通过大口径中接两端的螺纹与延时负压开舱装置连接，多级延时隔板起爆器与延时负压开舱装置螺纹连接；火箭固体推进剂通过固体燃料上接头和火药中接的螺纹串接后再与多级延时隔板起爆器螺纹连接；切割索位于多级延时隔板起爆器内。该装置适用于开采中后期清理井况环境，能有效地还原近井岩层岩隙间、射孔孔道及井筒内壁清洁干净的生产环境。

Description

一种高能负压解堵装置

技术领域：

本发明属于油田开采设备技术领域，具体涉及一种高能负压解堵装置。

背景技术：

油田在持续的开发中，油气井井况环境会因井液中的无机垢、有机垢及细菌垢等的沉积结垢，对生产井井况产生了不同程度的伤害，部分油井供液不足，水井注入压力上升。以储层岩性为砂岩、胶结物以及泥岩为主的储层为例，如果采液的流体条件不良，采液中含蜡高，胶质、沥青质含量也高，又采用人工注水开发，这就很容易在渗流通道产生有机的和无机的垢，造成渗流通道堵塞，通流不畅，严重影响油井产能的正常发挥。随着地层原油的不断开采，地层压力，温度的变化，近井地带形成压降漏斗急剧下降区，加剧了油层中一些无机盐类和有机物的结晶和析出，形成近井地带的岩层岩隙、射孔孔道、井筒等的堵塞。特别是在流水过程中，水中的钙镁离子也在井内沉积，这些钙镁离子是以碳酸钙镁的形式滞留储层，也成为了结垢的主要原因，这些垢都沉积在深井泵泵筒、花管、油管。单井持续开采的越久，堵塞现象会越严重，影响油井正常生产。由于油层的各种因素造成的渗流通道堵塞，使油层中油水流动不畅，而解除堵塞，恢复（扩大）渗流通道，就是油气井中后期增产的措施之一。

发明内容：

本发明弥补和改善了上述现有技术的不足之处，提供一种高能负压解堵装置，利用高能火药产生的高温高压气体，对在井内、射孔孔道中及近井岩层中粘滞的结蜡、胶质、沥青质和以及沉积的水垢等杂质进行烧蚀熔解。科学有效地进行实施解堵，这对中后期的油气井恢复采收率是一种简单有效的方法适用于油气井开采中后期清理井况环境。它能有效地还原近井岩层岩隙间、射孔孔道及井筒内壁清洁干净的生产环境，恢复油气井油气开采所需的工况要求。该高能负压解堵装置结构简单，安装简易，操作方便，施工时通过电缆输送施工，施工工期短且简便。

本发明的技术方案为：一种高能负压解堵装置，包括起爆接头、固体燃料托盘及固定螺母，还包括负压舱舱体、大口径中接、延时环切负压开舱装置、切割索、多级延时隔板起爆器、固体燃料上接头、火箭固体推进剂、火药中接及火药尾堵；所述起爆接头与负压舱舱体螺纹连接，负压舱舱体通过大口径中接两端的螺纹与延时环切负压开舱装置连接，多级延时隔板起爆器与延时环切负压开舱装置螺纹连接；所述火箭固体推进剂由火药中接串接后再通过固体燃料上接头与多级延时隔板起爆器螺纹连接；所述切割索缠绕于多级延时隔板起爆器的传爆接头上，并通过顶丝压紧，压紧后的切割索通过环氧树脂胶稳固。

所述延时环切负压开舱装置包括开舱花管和环切开舱外筒，环切开舱外筒使用射孔枪管材制成；开舱花管位于环切开舱外筒内，多级延时隔板起爆器的传爆接头与开舱花管螺纹连接。

所述火箭固体推进剂间由火药中接连接，其尾端装配有火药尾堵、固体燃料托盘和固定螺母。

所述负压舱舱体内设有导爆索，用于引爆火箭固体推进剂，火箭固体推进剂先爆燃形成井段的高温高压区，再利用多级延时隔板起爆器的延时雷管起爆切割索，切割索切断延时环切负压开舱装置的环切开舱外筒，并打开负压舱舱口为高压气液体提供进舱通道。

所述的负压舱舱体使用射孔枪管材料制成。

本发明的有益效果：该负压解堵装置通过结合延时点火、动态负压和高能气体压裂的技术优势，利用实时火药燃烧产生的高温高压气体，烧蚀熔解井内的蜡质、胶质等污染物，同时高压气体在近井地层产生高压区域。在随后按设计时间延时打开的负压舱，会保证高能火药产生的高压向近井岩层的作用时间，错开高压作用时间后再打开的负压舱，使得井内、施工段的近井地层压力迅速下降，产生从射孔孔道向井内高温高速的气液体回流，在地层内高温气液体的高速回流过程中，强力冲洗清洁地层岩隙及射孔孔道的沉积物，作用后会使待采油气在岩隙间和射孔孔道间顺畅渗流，实现在产井况环境的恢复。达到中后期油气井油气采收率的提高效果。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中延时环切负压开舱装置的安装结构示意图。

图3是图2中I的局部放大图。

图4是本发明中环切开舱外筒的结构示意图。

图5是图4中A向剖视图。

图6本发明中开舱花管的结构示意图。

图7是图6中B向的剖视图。

图8本发明中大口径中接的结构示意图。

图9具体实施方式中实施例1的结构示意图。

具体实施方式：

参照图1至图8，一种高能负压解堵装置，包括起爆接头1、固体燃料托盘11及固定螺母12，还包括负压舱舱体2、大口径中接3、延时环切负压开舱装置4、切割索5、多级延时隔板起爆器6、固体燃料上接头7、火箭固体推进剂8、火药中接9及火药尾堵10；所述起爆接头1与负压舱舱体2螺纹连接，负压舱舱体2通过大口径中接3两端的螺纹与延时环切负压开舱装置4连接，多级延时隔板起爆器6与延时环切负压开舱装置4螺纹连接；所述火箭固体推进剂8由火药中接9串接后再通过固体燃料上接头7与多级延时隔板起爆器6螺纹连接；所述切割索5缠绕于多级延时隔板起爆器6的传爆接头上，并通过顶丝压紧，压紧后的切割索5通过环氧树脂胶稳固；所述延时环切负压开舱装置4包括开舱花管42和环切开舱外筒41，环切开舱外筒41包括上接管和下接管，其中下接管使用脆性材料灰口铸铁制成；开舱花管42位于环切开舱外筒41内，多级延时隔板起爆器6的传爆接头与开舱花管42螺纹连接；所述火箭固体推进剂8间由火药中接9连接，其尾端装配有火药尾堵10、固体燃料托盘11和固定螺母12；所述负压舱舱体2内设有导爆索，用于引爆火箭固体推进剂8，火箭固体推进剂8先爆燃形成井段的高温高压区，再利用多级延时隔板起爆器6的延时雷管起爆切割索5，切割索5切断延时环切负压开舱装置4的下接管，并打开负压舱舱口为高压气液体提供进舱通道；所述的负压舱舱体2使用射孔枪管材料制成。

高能负压解堵装置需要与丢手投送装置和锚定悬挂器配合，通过射孔电缆输送至作业井段施工作业，丢手投送装置和锚定悬挂器为现有成型技术。当电缆将高能负压解堵装置输送至指定井段后，锚定悬挂器进行锚定，锚定牢固后，丢手投送装置再实施丢手动作，脱开与锚定悬挂器的连接，地面电缆车将电缆全部回收到地面。在电缆回收的同时打开井液的进液阀，让井液压力作用在压力延时装置上对起爆器实施起爆。所述火箭固体推进剂8被负压舱舱体2内的导爆索起爆，同时被起爆的还有多级延时起爆器6中的延时雷管，在火箭固体推进剂8爆燃过程中，爆燃的火箭固体推进剂8快速燃烧，会使井内产生近千度的高温及几十Mpa的高压气体，这些高温高压的气体对井内的蜡质、胶质等污染物实施烧蚀熔解，与此同时高压气体会在近井岩层内产生短暂的高压区域。所述多级延时隔板起爆器6中的延时火药在延时500ms后起爆切割索5，切割索5切断延时环切负压开舱装置4的环切开舱外筒41，打开负压舱门，负压延时开舱装置4为切割索5环切开舱设计，开舱时，延时雷管起爆切割索5，切割索5切断延时环切负压开舱装置4的外筒下接管，开舱装置的开舱花管42在重力作用下垂落并垂挂在负压舱内壁上，此时负压舱舱门为敞开状态，敞开的负压舱舱门让井液快速回涌入负压舱舱体2内，此时井内快速形成负压，近井地层在负压的快速作用下，井液快速冲洗射孔孔道，对孔道进行清洗清洁。负压舱舱体2与延时负压开舱装置4是施工时井内负压发生器，负压舱舱体由102射孔枪管材制作，负压舱开舱装置4的下接管由脆性材料灰口铸铁制备；施工时，高能固体燃料先爆燃造成井段的高温高压区，再利用二次延时雷管起爆切割索5，切割索5切断负压开舱装置的下接管，打开负压舱舱口。为高压气液体提供进舱通道。当火箭固体推进剂8燃烧，延时负压开舱装置4打开负压舱门，建立井内负压，这一系列的工艺实施过程中，高温高压的作用及负压回流的冲洗，对施工井况实施了多级的清理清洁，比常规的井下解堵更好地还井况一个良好的生产工况环境.所述的高能固体燃料为火箭固体推进剂8，其可以依据施工设计要求配置施工数量。

高能负压解堵装置是一种全新的用于油气井清蜡解堵的装置，适用于油气井开采中后期清理井况环境。它能有效地还原近井岩层岩隙间、射孔孔道及井筒内壁清洁干净的生产环境，恢复油气井油气开采所需的工况要求。该技术通过结合延时起爆、动态负压和高能气体压裂的技术优势，利用实时火药燃烧产生的高温高压气体，烧蚀熔解井内的蜡质、胶质等污染物，同时高压气体在近井地层产生高压区域。在随后的按设计时间延时打开的负压舱，会先保证高能火药产生的高压向近井岩层的作用时间，再错开高压时间，然后打开负压舱，使井内、施工段的近井地层压力迅速下降，产生从射孔孔道向井内高温高速的气液体回流，在地层内高温气液体的高速回流过程中，强力冲洗清洁地层岩隙及射孔孔道的沉积物，作用后会使待采油气在岩隙间和射孔孔道间顺畅渗流，实现在产井况环境的恢复。

在施工时，锚定悬挂器锚定稳固后，丢手投送装置与锚定装置脱开，电缆回收到地面，避免高温环境损坏电缆，锚定悬挂器可以使高能负压装置悬挂在待施工井段，施工后可便利提捞回收高能负压装置。高能负压装置设计有两级延时点火机构，第一级延时机构压力延时起爆装置在施工电缆回收到地面后，再将压力传递给压力起爆器点火，起爆火箭固体推进剂8，火箭固体推进剂8通过爆燃，产生高温高压的气体，对井况环境及射孔孔道和近井岩层进行作用。二级延时机构为多级延时起爆器6，在井内火箭固体推进剂8产生的压力峰值过后，由切割索5切断由脆性材料制备的负压开舱主体，让岩层内 、井筒内的气、液体快速向负压舱回流，快速降低负压舱区域的压力，造成作业井段负压。

高能负压解堵装置利用高能火药产生的高温高压气体，对在井内、射孔孔道中及近井岩层中粘滞的结蜡、胶质、沥青质和以及沉积的水垢等杂质进行烧蚀熔解。同时，火药燃烧的产生的大量气体，在近井岩层区域及井内产生一个高压区，当负压舱体延时打开后，负压舱体空腔使得井筒内的压力瞬间下降，通过负压装置对井内压力的变化作用，使从岩层中回流的气、液体对岩层的岩隙、射孔孔道中的污染杂物进行强力冲洗，通过强力高温高压冲洗，解除泥浆固相颗粒、胶结物中的桥堵颗粒造成的岩隙、射孔孔道堵塞，疏通气、液体流动通道，还原井内和岩层的清洁环境，改善近井地带岩隙的渗透性，恢复射孔孔道的孔容积，提高岩层中油气流体的流动效率。科学有效地进行实施解堵，这对中后期的油气井恢复采收率是一种简单有效的方法。

实施例1

参照图9，多级延时隔板起爆器6包括传爆接头14、小隔离帽23、延时雷管15、锁紧帽16、锁紧顶丝22、壳体17、大隔离帽18、隔板件19、隔板雷管20及支撑套管21；装有大隔离帽18的支撑套管21通过螺纹与隔板件19连接，隔板件19位于壳体17内并通过O型密封胶圈密封，组装后的小隔离帽23和延时雷管15位于传爆接头14的两个对称孔内，并通过锁紧帽16锁紧固定，传爆接头14与壳体17螺纹连接；所述隔板雷管20位于支撑套管21内。

实施例2

在组装负压舱开舱装置4时，将开舱花管42带螺纹端从环切开舱外筒41无环切槽端口装入环切开舱外筒41内；再将开舱花管42的M64螺纹与多级延时起爆器6上传爆接头上的M64螺纹对接拧紧，并将多级延时起爆器6的Tr90×4螺纹与环切开舱外筒41的Tr90×4螺纹对接拧紧；再将大口径中接3与环切开舱外筒41对接拧紧。

Claims (5)

1.一种高能负压解堵装置，包括起爆接头（1）、固体燃料托盘（11）及固定螺母（12），其特征在于：还包括负压舱舱体（2）、大口径中接（3）、延时环切负压开舱装置（4）、切割索（5）、多级延时隔板起爆器（6）、固体燃料上接头（7）、火箭固体推进剂（8）、火药中接（9）及火药尾堵（10）；所述起爆接头（1）与负压舱舱体（2）螺纹连接，负压舱舱体（2）通过大口径中接（3）两端的螺纹与延时环切负压开舱装置（4）连接，多级延时隔板起爆器（6）与延时环切负压开舱装置（4）螺纹连接；所述火箭固体推进剂（8）由火药中接（9）串接后再通过固体燃料上接头（7）与多级延时隔板起爆器（6）螺纹连接；所述切割索（5）缠绕于多级延时隔板起爆器（6）的传爆接头上，并通过顶丝压紧，压紧后的切割索（5）通过环氧树脂胶稳固。

2.根据权利要求1所述的一种高能负压解堵装置，其特征在于：所述延时环切负压开舱装置（4）包括开舱花管（42）和环切开舱外筒（41），环切开舱外筒（41）使用射孔枪管材制成；开舱花管（42）位于环切开舱外筒（41）内，多级延时隔板起爆器（6）的传爆接头与开舱花管（42）螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种高能负压解堵装置，其特征在于：所述火箭固体推进剂（8）间由火药中接（9）连接，其尾端装配有火药尾堵（10）、固体燃料托盘（11）和固定螺母（12）。

4.根据权利要求1所述的一种高能负压解堵装置，其特征在于：所述负压舱舱体（2）内设有导爆索，用于引爆火箭固体推进剂（8），火箭固体推进剂（8）先爆燃形成井段的高温高压区后，再利用多级延时隔板起爆器（6）的延时雷管起爆切割索（5），切割索（5）切断延时环切负压开舱装置（4）的环切开舱外筒（41），并打开负压舱舱口为高压气液体提供进舱通道。

5.根据权利要求1所述的一种高能负压解堵装置，其特征在于：所述的负压舱舱体（2）使用射孔枪管材料制成。