CN111133170A - 基于高密度集束的射孔系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于水平井套管中的射孔短枪。该枪包括枪架和用于携带聚能射孔弹的射孔弹保持件。射孔弹保持件插入枪架中，并且选定长度的枪架包括在枪架的内壁中在其内形成一定深度的内部特征部。内部特征部定位并配置为与聚能射孔弹对齐，以在聚能射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得在引爆射孔弹时，该射孔弹形成通过内部特征部的开口。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月1日提交的美国申请序列号16/052,101的优先权；所述申请要求于2017年8月2日提交的美国申请序列号62/540,369的优先权；其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
1、技术领域
本发明的技术总体上涉及一种用于油和气工业中对井套管和地下含烃地层进行爆炸性射孔的射孔枪，并且更具体地涉及一种利用加工有内部特征部的更短的枪进行基于高密度集束的射孔的改进的装置。
2、相关技术
在完井过程中，枪串组件定位在井眼套管中的隔离区域中。枪串组件包括通过中接单元或接头彼此耦接的多个射孔枪。然后射孔枪发射，形成通过套管和水泥并进入目标岩层的孔眼。这些射孔孔眼允许包含油和气的地层与井眼之间的流体连通。射孔枪的发射引爆了射孔枪中装载的射孔弹。通常，这些是聚能射孔弹，所述聚能射孔弹沿该射孔弹指向的选定方向形成爆炸形成的射孔射流。
射孔枪包括用于聚能射孔弹的例如中空架的运输工具(通常呈管形)、射孔弹保持件端板、聚能射孔弹、导爆索和雷管。通常，聚能高能射孔弹射穿射孔枪外部的盲孔。中空架射孔枪具有在枪体中途钻出的泄压口，以提供射孔弹的退出点，并提供凹入以使在射孔枪出口孔眼周围形成的毛刺所造成的损坏最小化。
典型的高射弹密度射孔枪采用沿射孔枪的长度方向以一定间隔隔开的聚能射孔弹阵列。每个阵列通常利用三个或四个聚能射孔弹，其中每个阵列间隔三到四英寸。尽管这些设计的高射弹密度射孔枪在较大直径枪中被证明是成功的，但其不适用于长度较短的较小直径枪。小直径(即外径为四英寸或更少)的射孔枪不适合使用聚能射孔弹阵列。为了采用这种阵列需要明显减小聚能射孔弹的尺寸和口径，从而明显减少炸药的量。预期这将对射孔的深度以及随后的生产具有有害影响。利用小直径的射孔枪来实现高射弹密度的另一个困难是射孔弹干扰。射孔弹干扰是由于引爆的射孔弹的爆炸扰乱了枪中未引爆的射孔弹的顺序。为了避免射孔弹干扰，导爆索必须在前一个射孔弹的爆炸干扰随后的射孔弹之前引爆射孔弹。
发明内容
示例性实施例提供了一种用于水平井套管中的射孔枪。该枪包括枪架和配置为携带聚能射孔弹射的射孔弹保持件。装载的射孔弹保持件插入枪架中，并且枪架内壁中的内部特征部(例如盲孔)与保持件的聚能射孔弹中的每一个对齐。内部特征部在与之对准的聚能射孔弹之间形成“炸高”(即，距离)，使得聚能射孔弹在被引爆时形成通过内部特征部的开口。
在示例性实施例中，提供了一种用于井套管中的射孔枪，在所述射孔枪中枪架内具有内壁，内壁具有延伸入内壁到一定深度的内部特征部。配置为携带射孔弹的射孔弹保持件插入枪架中。当装载有射孔弹的射孔弹保持件插入枪架中时，每个射孔弹都与内壁的内部特征部相邻。这在射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得每个射孔弹在被引爆时都形成通过内部特征部的开口。
枪架的长度可以为6英寸到11英寸，或者小于14英寸。枪架的直径可以为1到4英寸，或者4到8英寸。
导爆索可以沿射孔弹保持件的长度方向延伸并穿过聚能射孔弹中的每一个。
射孔弹与内部特征部之间的炸高可以为0.15到2.5英寸。
内部特征部可以是围绕枪架的内壁表面(至少部分地)沿周向延伸的细长形状的盲孔。盲孔可以在内壁中具有恒定厚度部分和围绕恒定厚度部分的外围可变厚度部分。
可以以超圆顶的形式添加内部特征部，例如从在枪架的外壁上的外部盲孔沿周向外延伸。
枪架的壁厚可以为0.20到0.75英寸。然而，为了实现紧密的集束，需要更大的炸高，并且通过内部加工特征(例如开槽或开盲孔)将壁厚减小到低至50/1000英寸至75/1000英寸。简而言之，将射孔弹进一步压缩在一起的程度需要增加壁变薄的程度。
聚能射孔弹可以在井眼中沿向上方向或向下方向定向。
射孔弹可以布置成使得射孔弹组位于横向于射孔枪的纵轴线的平面中。定位在横向于射孔枪纵轴线的单个平面中的射孔弹的数量可以是2、3或4个。当射孔弹总数为3的倍数时，射孔枪的每个连续的垂直间隔的横向于纵轴线的平面具有3个射孔弹。当聚能射孔弹的数量为4的倍数时，射孔枪的每个连续的垂直间隔的横向于纵轴线的平面具有4个射孔弹。
射孔弹的总数可以为2到16个。
射孔弹可以是活性药型罩聚能射孔弹。
可选地，可以在壁的外部上形成外部特征部，所述外部特征部被配置和定位成与内部特征部对准。
在另一个示例性实施例中，提供了一种用于井套管中射孔的通用集束枪。该枪具有枪架和射孔弹保持件，所述射孔弹保持件配置为插入枪架并将聚能射孔弹保持在射孔弹壳中。射孔弹壳布置在两个平面或三个平面中；平面中的每一个横向于枪的纵轴线。射孔弹壳包括2到8个聚能射孔弹。
枪套管的内壁可以具有内部特征部，所述内部特征部延伸到内壁中一定深度，使得当装载有射孔弹的射孔弹保持件插入到枪架中时，每个射孔弹与内壁的内部特征部相邻，并且在射孔弹与内部特征部之间形成炸高。
枪架的长度可以为4英寸到11英寸。
枪架的长度可以小于16英寸。
可选地，至少3个聚能射孔弹占据所述两个平面中的一个平面中的射孔弹壳，至少3个聚能射孔弹占据所述两个平面中的另一个平面中的射孔弹壳。
可选地，至少2个聚能射孔弹占据所述两个平面中的一个平面中的射孔弹壳，至少3个聚能射孔弹占据所述两个平面中的另一个平面中的射孔弹壳。
可选地，至少2个聚能射孔弹占据所述两个平面中的一个平面中的射孔弹壳，至少4个聚能射孔弹占据所述两个平面中的另一个平面中的射孔弹壳。
可选地，可以安装端盖以覆盖射孔弹保持件的一端或两端。
附图说明
为了易于理解以下详细描述的本文中的示例性实施例，可以参考示例性实施例的示意性的、不按比例绘制的、非限制性附图，附图中：
图1A和图1B是适合于与示例性实施例一起使用的射孔枪的侧视图和横截面视图。
图2A是射孔枪的示例性实施例的横截面的侧视图。
图2B是图2A的示例性射孔枪的另一个视图。
图2C是图2A的示例性实施例的端视截面视图。
图3A和图3B分别是用于6个聚能射孔弹的射孔枪的示例性实施例的侧视图和横截面视图。
图4A、4B、4C、4D、4E是描述了在射孔枪的示例性实施例上的外表面上的开口的双螺旋布置的示例的示例性侧视图。
图5A、5B和5C是配置为与射孔枪的示例性实施例的实施例一起使用的端盖的示例性实施例的视图。
具体实施方式
简要地，通过介绍，本发明的技术解决了现有技术的“平面射孔枪”系统(其中射孔弹布置在同一侧向平面中)的局限性。通常，现有技术(平面)枪系统在提供足够的炸高的同时无法在水平或倾斜井眼中应用泵送塞和穿孔应用。当在横向于枪架纵轴线的平面中布置多个射孔弹时，利用小型枪的高密度射孔中，对于有效的射孔而言，不是炸高太短、就是聚能射孔弹的口径太小，或者两者都存在。
作为示例，在US 4,140,188A中，存有一种利用以特定对称图案布置的高密度分布的射弹对套管射孔的射孔枪。该装置包括枪壳体，在所述枪壳内多个聚能射孔弹形成集束，并且多个集束组合到所述壳体的每一个中，其中所述集束垂直地以及径向地均彼此隔开，以实现由每英尺12到20个射弹组成的高密度对称射孔图案。然而，US 4,140,188A没有公开一种具有用于增加炸高的内部特征部的射孔枪，因此射孔弹在被引爆时形成了清空枪架而没有干扰对地层射孔的爆炸性的射孔射流。在由聚能射孔弹形成的典型射流中，尖端的速度可以略大于尾端的速度，以使延伸的部分基本上不拉伸并因此在进入含烃地层后持恒定的直径，直到尖端进入地层。通常，射流的形成发生在射孔弹壳中并在盲孔/锪孔后面的枪架内壁附近。初始(射流形成)区域或尖端中的射流直径可能大于其完全演变后的直径。射流的不同部分具有不同的直径。枪架中的孔眼可以在射流形成的过程中形成，并且比由完全演变的射流在套管中形成的孔眼大。对于射孔弹需要增加炸高，以使射孔弹形成的射流具有足够的行进空间，并且射流的恒定部分射透所述架。现有技术的装置无法利用在架的内表面中的凹入的内部特征部提供增加的炸高(射孔弹面与枪架内表面之间的距离)，以使由聚能射孔弹形成的射流有效。因此，本发明的技术一方面提供一种利用实现高密度射孔的超短枪组件、在每个平面使用多个射孔弹来进行裂缝应用的枪系统。
另外，在运到作业现场之前，将大多数射孔枪预装聚能射孔弹。根据段和集束的尺寸的设计，射孔枪可以装载有2-8个射孔弹。因此，维持了2个射孔弹枪、3个射孔枪等的库存，以适应可能出现的对于特定数量射孔弹的需求。然而，根据现场条件，射孔不一定使用所有的射孔弹。
本发明的技术提供了每射孔弹数量上的长度方面更短的射孔枪。这对利用更短的射孔枪提供了潜力，使得几乎没有不使用或“浪费”的枪长。射孔枪可以装载有2到6个射弹，并且对于变化的现场条件是灵活并且可适应的。本发明的技术也提供装载1至8个射弹的通用射孔枪，使得至少2个聚能射孔弹(布置在2个平面内)以及至少一个聚能射孔弹占据射孔枪中的狭槽中的一个。
本发明的技术的示例性实施例提供了用于水平井套管中的射孔枪。该枪包括枪架和配置为携带聚能射孔弹的射孔弹保持件。装载的射孔弹保持件插入枪架中，并且枪架内壁中的内部特征部(例如盲孔)与保持件的聚能射孔弹中的每一个对齐。内部特征部在与之对准的聚能射孔弹之间形成“炸高”(即，距离)，使得聚能射孔弹被引爆时，形成通过内部特征部的开口。
在另一个示例性实施例中，提供了一种用于井套管中射孔的通用集束枪。该枪具有枪架和射孔弹保持件，所述射孔弹保持件配置为插入枪架并将聚能射孔弹保持在射孔弹壳中。射孔弹壳布置在两个平面或三个平面中；平面中的每一个都横向于枪的纵轴线。
通常，在使用中，在段已经针对射孔隔离后，可以将射孔枪串组件(GSA)部署并定位在所隔离的段中。GSA可以包括一串示例性的射孔枪，例如通过中接单元或接头或转接件机械地彼此耦接的枪。GSA可以自行定向，以使射孔弹保持件(CHT)内的多个射孔弹有角度地定向或不定向。枪中的多个聚能射孔弹一起在本文中可以称为“集束”。射孔枪在套管中可以居中或偏心。井套管可以是水平的或倾斜的。
参考下面讨论的附图可以更充分地理解示例性实施例。
图1A和图1B示出根据示例性实施例的示例性射孔枪系统(0100)的视图。根据示例性实施例，用于水平井套管中的射孔枪(0122)包括枪架(0129)(在此示例中为管状)和射孔弹保持件(0130)，所述射孔弹保持件携带聚能射孔弹(0123、0124、0125和0126)。射孔弹保持件插入枪架(0129)中，并用两端的端板(0133)定位到适当位置。选定长度(0101)的枪架使内部特征部(0127)能够被加工在枪架的内壁(0131)上。内部特征部(0127)在与射孔弹(可以是聚能射孔弹)中的每一个对齐时，允许射孔弹(1033)面与内部特征部之间的炸高(0132)使得聚能射孔弹形成基本上通过内部特征部的开口。
射孔枪(0120)可以耦接到一端处的接头(0121)以及相对端处的另一个接头(0131)。射孔弹保持件(130)和枪架可以连接到在两端上的端板(0133)。根据示例性实施例，枪架(101)的长度为4英寸到11英寸。根据另一个示例性实施例，枪架的长度(0101)小于16英寸。根据又一个示例性实施例，枪架的长度小于18英寸。根据示例性实施例，枪架的直径(0102)为大约1到大约6英寸。根据更具示例性的实施例，枪架的直径为3到6英寸。射孔枪组件包括传送管射孔枪主体和设置在传送管射孔枪主体内的射孔弹保持件。根据示例性实施例，枪架的直径为4到8英寸。多个耳部[图中指示的数字？]定位于射孔弹壳[哪个数字展示了这个？]鼻部处，所述多个耳部以平行的方式从射孔弹壳向外延伸，以容纳导爆索(0128)。根据示例性实施例，导爆索(0128)穿过聚能射孔弹1033中的每一个；导爆索0128基本上沿射孔弹保持件的中心纵向穿过。从射孔弹药型罩的基部到耳部的长度使得导爆索的纵轴线位于稍微偏离射孔弹保持件的中心的位置，从而在将引爆索在组件上拉紧时允许导爆索在耳部内紧密贴合。导爆索导电地附接到电气装置，以顺序地发射沿其长度方向布置的聚能射孔弹堆。根据示例性实施例，聚能射孔弹形成射流，使得射流基本上清空井套管中的炸高并在井套管中形成开口。根据示例性实施例，开口的直径为0.2到1.2英寸。根据更具示例性的实施例，开口的直径为0.3到0.6英寸。该示例性的枪系统能够利用架(0131)的内表面上的凹入的内部特征部(0127)实现增加的炸高(0132)(射孔弹(0133)面与枪架内表面(0131)之间的距离)，使得由聚能射孔弹形成的射流有效地穿透内部特征部(0127)。根据示例性实施例，炸高为0.10到0.75英寸。根据更示例性的实施例，炸高为0.3到0.6英寸。如图1A和图1B所示的示例性装置利用布置在横向于枪架的纵轴线的平面中的射孔弹提供了进行高密度射孔的射孔枪，其中所述射孔枪具有增加的炸高并且没有减小聚能射孔弹的口径，以进行有效地射孔。增加的炸高使射孔弹形成的射流具有足够的行进空间，并且射流的恒定部分会射穿架。另外，图1A和图1B的示例性装置提供了长度小于14英寸且射弹密度大于8个射弹的射孔枪。此外，图1A和图1B的示例性装置提供了具有纵横比(架的长度和枪架的直径之比)为1.0到3.5的射孔枪，并且还提供了高射弹密度。
图2A、2B和2C是示例性射孔枪(200)的视图，该视图示出适用于示例性实施例的内部特征部。根据示例性实施例，内部特征部(210)是细长形状的盲孔。如图2B所示细长形状的盲孔(210)在枪架的内壁内沿周向延伸，使得盲孔在内壁中具有更靠近盲孔中心的恒定厚度部分和更靠近其边缘的可变厚度部分。可变厚度部分可以配置在中心的恒定厚度部分的任一端上。可变厚度部分的一端配置为具有基本上等于壁厚的厚度。恒定厚度部分的弧形长度对应在射孔枪的中心(230)处的角(220)。根据示例性的实施例，枪架的厚度为0.20到0.75英寸。如图2C中大体上所示，内部特征部(210)可以被加工在枪架(200)的内壁中。在一种方法中，可以通过以下方式来加工内部特征部：将中空枪架保持到适当位置，将具有侧面切割器的轴纵向插入中空枪架，到达期望的内部特征部的位置，成圆形地旋转侧面切割器，从枪架的内壁移除材料，形成内部特征部；以及移除轴和侧面切割器。内部特征部可以与设置在射孔弹保持件中的相应的聚能射孔弹对齐。
根据示例性实施例，内部特征部是“超圆顶”，该“超圆顶”从在枪架的外壁上形成的外部盲孔沿周向向外延伸。通常，超圆顶的结构是通过加工外表面(如盲孔枪架的情况)、然后将工具放置在枪架内以在内表面上向外推动从而形成内部圆顶形状而形成的。在本文中，这样的圆顶被称为“超圆顶”。超圆顶的形状向装载到架的射孔弹提供了额外的炸高。当然，这些并不是唯一能够用于增加炸高的结构。根据另一个非限制性的示例性实施例，内部特征部是凹槽，例如直角形状的凹槽。
图3A和图3B是具有6个聚能射孔弹(位置由310指示)的示例性射孔枪的视图。根据示例性实施例，聚能射孔弹的数量为2到16个。根据另一个示例性实施例，聚能射孔弹的数量为6个。在这种情况下，射孔弹中的3个定位在横向于射孔枪纵轴线的第一平面内，射孔弹中的其余3个定位在横向于射孔枪纵轴线的第二平面内。根据另一个示例性实施例，聚能射孔弹的数量为3个；射孔弹定位在横向于射孔枪纵轴线的单个平面内。根据又一个示例性实施例，聚能射孔弹的数量为4个；射孔弹定位在横向于射孔枪纵轴线的单个平面内。射孔弹可以沿周向定位在射孔弹保持件内，使得两个相邻射孔弹之间的角度为90度。换句话说，射孔弹可以以圆形方式定位在0度、90度、180度和270度处。根据另一个示例性实施例，聚能射孔弹的数量为8个；其中射孔弹中的4个定位在横向于射孔枪纵轴线的第一平面内，射孔弹中的其余4个定位在横向于射孔枪纵轴线的第二平面内。射孔弹可以在每个平面中定位在射孔弹保持件中，使得两个相邻射孔弹之间的角度为90度。根据示例性实施例，聚能射孔弹被布置成使得聚能射孔弹中的每一个占据不同的平面；该不同的平面横向于射孔枪的纵轴线。例如，在2个射孔弹的系统中，一个射孔弹可以占据一个平面，并且另一射孔弹占据与第一平面平行的另一个平面。例如，在3个射孔弹系统中，一个射孔弹可以占据第一平面，第二射孔弹占据第二平面，以及第三射孔弹占据第三平面，并且第一、第二和第三平面彼此平行。在四个射孔弹的系统中，两个射孔弹可以占据第一横向平面，其余两个射孔弹可以占据第二横向平面。替代地，也可以布置四个射孔弹，使得一个射孔弹占据一个横向平面，并且其余三个射孔弹占据与第一平面平行的第二横向平面。根据示例性实施例，射孔弹从活性和非活性的射孔弹组成的组中选择。根据另一个示例性实施例，射孔弹从深穿透射孔弹、大孔眼射孔弹和等穿深孔眼射孔弹组成的组中选择。应当注意，尽管在图3A和图3B中未示出内部特征部，但也可以如在图2中描绘的那样将内部特征部加工在枪架的内壁上。
在示例性实施例中，射孔弹沿枪的长度方向以螺旋阵列布置，使得枪每段长度的射孔弹的数量增加，结果，每个射孔弹所占的枪长度减少。因此，与开口的中心(射孔弹位置)的位点比较，该位点形成对于一组中心的螺旋和相对的对于另一组中心的螺旋。这在描绘了枪400的外部视图的图4A-E中示出，该枪具有两个相对的射孔弹开口的螺旋阵列，如其从图4A旋转60度至4B，然后从图4B再旋转60度至4C，然后从图4C再旋转60度至4D，然后从4D再旋转60度至4E，并且最后经过60度至4F。在所示的示例中，存有从枪架末端到最靠近枪末端的每个开口的中心点(cl、c2、c3、c4、c5、c6)的偏移距离(dl、d2、d3、d4、d5、d6)。在第一螺旋的情况下，图4A、4C和4E，相对的距离为d1＜d3＜d5。在第二螺旋的情况下，图4B、4D和4F，相对的距离为d2＜d4＜d6。在所示的非限制性实施例中，存有六个射孔弹，所述射孔弹在两个相对的螺旋中各自3个，都在120度处。反向螺旋在大约60度处相对于另一螺旋有效地“打表”。相对于非螺旋布置，这种布置提供了炸高的改进(增加)。因此，仅作为示例，但不限于，在每个螺旋具有三个孔眼的双螺旋实施例中，d1可以为1.275英寸，d2为3.073英寸，d3为1.475英寸，d4为3.473英寸，d5为1.675英寸和d6为3.673英寸。
图5A、5B和5C描绘了可以安装到射孔枪的射孔弹保持件的一端或两端的端盖500。如图所示，尤其是在图5C中，在示例性实施例中，端盖可以包括围绕端盖插入件520的端板510。端板510可以由轻质材料制造，例如但不限于塑料或金属。如果需要，端盖插入件可以由更强的材料制造，例如但不限于钢。在所示的示例中，端盖插入件520夹入端板510，但是其他的附接构造也是可以的，例如螺纹配合。此外，端盖500可以是由钢或挤压塑料或另一种合适的材料制成的单件器件。端盖500可以摩擦配合到射孔枪保持件的一端，或者如期望的可以是螺纹配合。安装到射孔弹保持件枪的方式是在预期使用条件下的便利性和适用性选择的问题。
通常，在运到作业现场之前，将射孔枪预装射孔弹。根据级和集束尺寸的设计，射孔枪可以能装有2-8个射孔弹。然而，根据现场条件，射孔不一定使用所有的射孔弹。根据示例性实施例，对于变化的现场条件，装载有2到6个射弹的通用射孔集束枪是灵活并且可适应的。通用射孔枪可以装载有1到8个射弹使得布置在2个平面上的至少2个聚能射孔弹(以及至少一个聚能射孔弹占据射孔枪中的狭槽中的一个。
根据另一个实施例，一种用于井套管中射孔的通用集束枪，该集束枪具有枪架和配置为将聚能射孔弹保持在射孔弹壳中的射孔弹保持件；射孔弹保持件配置为插入枪架中；射孔弹壳布置在至少两个平面并且最多三个平面中；平面中的每一个横向于枪的纵轴线；其中，射孔弹壳被至少2个聚能射孔弹并且最多8个聚能射孔弹占据。
根据示例性实施例，通用集束枪可以配置有占据两个平面中的一个平面中的射孔弹壳的至少3个聚能射孔弹和占据两个平面的另一个平面中的射孔弹壳的至少3个聚能射孔弹。根据另一个示例性实施例，通用集束枪可以配置有占据两个平面中的一个平面中的射孔弹壳的至少2个聚能射孔弹和占据两个平面的另一个平面中的射孔弹壳的至少3个聚能射孔弹。根据又一示例性实施例，通用集束枪可以配置有占据两个平面中的一个平面中的射孔弹壳的至少2个聚能射孔弹和占据两个平面的另一个平面中的射孔弹壳的至少4个聚能射孔弹。未被占据的射孔弹壳可以填充有间隔物。如必要或期望的，间隔物的材料可以包括放射性示踪剂、推进剂、金属、可降解的反应性塑料、注模塑料，反应性金属等。
示例性实施例还可以具有在壁的外部上加工或以其他方式形成的外部特征部，使得外部特征部均与内部特征部对齐或对准。
示例性实施例包括枪架和用于携带聚能射孔弹的射孔弹保持件。射孔弹保持件插入枪架中，并且选定长度的枪架包括在枪架的内壁上加工或以其他方式形成的例如盲孔的多个内部特征部。内部特征部均与聚能射孔弹中的每一个对齐，从而在聚能射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得当引爆聚能射孔弹时，聚能射孔弹形成通过内部特征部的开口。枪的长度与枪的直径之比为大约1到大约3.5。
在另一实施例中，枪具有枪架和配置为保持聚能射孔弹的射孔弹保持件。射孔弹保持件配置为插入枪架中。一段长度的枪架具有在枪架的内壁上加工的并且定位成与射孔弹对准的内部特征部。射孔弹中的每一个包括具有药型罩的壳，所述药型罩定位在壳内，并且在所述药型罩内填充有炸药。药型罩形状具有围绕药型罩顶点的约100度到120度的对角，使得利用炸药形成的射流在井套管中形成进入孔眼。射流在含烃地层中形成射孔隧道。
又一实施例具有枪架和配置为用于将聚能射孔弹保持在射孔弹壳中的射孔弹保持件。射孔弹保持件配置为插入枪架中。射孔弹壳布置在至少两个平面并且最多三个平面中。平面中的每一个横向于枪的纵轴线。射孔弹壳被至少2个聚能射孔弹并且最多8个聚能射孔弹占据。
在射孔枪中加工内部特征部的示例性方法包括以下步骤中的至少一些：
(1)将中空枪架保持到适当位置；
(2)将在其端部处具有侧面切割器的轴纵向插入中空枪架；
(3)到达期望的内部特征部的位置；
(4)旋转侧面切割器；
(5)利用切割器从枪架的内部移除材料；
(6)形成内部特征部；以及
(7)移除轴以及其侧面切割器。
当然，这是制作内部特征部(例如枪架中的盲孔)的方法的示例，并且其他方法也可以用于形成内部特征部。
本发明的技术的示例性实施例具有以下一个或更多个特征：
聚能射孔弹形成射流，使得射流基本上清除了井套管中的炸高。
枪架的长度为4英寸到11英寸。
枪架的长度小于16英寸。
导爆索配置为穿过每个聚能射孔弹中的每一个；导爆索基本上沿射孔弹保持件的中心纵向穿过。
炸高为0.10英寸到0.75英寸。
枪架的直径为1英寸到6英寸。
内部特征部是细长形状的盲孔；细长形状的盲孔在枪架的内壁内沿周向延伸，使得盲孔在内壁中具有恒定厚度部分和可变厚度部分；所述可变厚度部分配置在所述恒定厚度部分的任一端上。可变厚度部分的一端配置为具有基本上等于壁厚的厚度。恒定厚度部分的弧形长度对应在射孔枪的中心处的角。
超圆顶；所述超圆顶从外部盲孔沿周向向外延伸；所述外部盲孔在在枪架外壁上形成。
内部特征部是凹槽，例如直角形状的凹槽。
枪架的厚度为0.20到0.75英寸。
枪架的直径为4英寸到8英寸。
枪架的长度与枪架的直径之比为1到3.5。
枪架的长度与枪架的直径之比为1到2。
聚能射孔弹的数量为2到12个；射孔弹定位在横向于射孔枪纵轴线的单个平面内。
聚能射孔弹的数量为6个；6个射孔弹中的3个定位在横向于射孔枪纵轴线的第一平面内，并且射孔弹中的其余3个定位在横向于射孔枪纵轴线的第二平面内。
聚能射孔弹的数量为8个；射孔弹中的4个定位在横向于射孔枪纵轴线的第一平面内，并且射孔弹中的其余4个定位在横向于射孔枪纵轴线的第二平面内。
聚能射孔弹布置成使得聚能射孔弹中的每一个占据不同的平面；该不同的平面横向于射孔枪的纵轴线。
射孔弹选自活性和非活性的射孔弹组成的组。
射孔弹选自深穿透射孔弹、大孔眼射孔弹和等穿深孔眼射孔弹组成的组。
开口的直径为0.2英寸到1.2英寸。
在壁的外部上的外部特征部；外部特征部与内部特征部对齐。
已经公开了用于水平井套管中的射孔短枪的示例性实施例。所述枪包括枪架和用于携带聚能射孔弹的射孔弹保持件。射孔弹保持件插入枪架中，并且选定长度的枪架包括例如盲孔的内部特征部，其在枪架的内壁中使所述内部特征部形成一定深度。内部特征部被定位和配置成与每个聚能射孔弹对齐，以在聚能射孔弹中的每一个的表面与最近的内部特征部之间形成炸高(或“距离”)，使得聚能射孔弹在被引爆时形成通过内部特征部的开口。
尽管在文本中已经呈现并描述了所述技术的实施例的示例，并且还通过示例的方式示出了一些示例，但应当理解，本发明的范围在所附专利权利要求书中阐述并且仅由所附专利权利要求的范围限制，在不脱离本发明的范围的情况下，如适当地说明和解释地，可以对所描述的技术进行各种改变和修改。
Claims (32)
1.一种用于井套管中的射孔枪，所述枪包括：
枪架，其内具有内壁，内壁具有延伸入内壁到一定深度的内部特征部；
射孔弹保持件，其配置为携带射孔弹，所述射孔弹保持件配置为插入枪架中；
其中，当装载有射孔弹的射孔弹保持件插入枪架中时，每个射孔弹都与内壁的内部特征部相邻，并且在射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得每个射孔弹在被引爆时都形成通过内部特征部的开口。
2.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述枪架的长度为6英寸到11英寸。
3.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述枪架的长度小于14英寸。
4.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，导爆索穿过聚能射孔弹中的每一个；所述导爆索沿射孔弹保持件的中心纵向穿过。
5.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述炸高为0.15到2.5英寸。
6.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述枪架的直径为1到4英寸。
7.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述内部特征部是细长形状的盲孔，细长形状的盲孔在枪架的内壁表面内沿周向延伸，使得盲孔在内壁中具有恒定厚度部分和外围可变厚度部分，所述可变厚度部分围绕所述恒定厚度部分。
8.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述内部特征部是超圆顶；所述超圆顶从外部盲孔沿周向外延伸；所述外部盲孔在枪架的外壁上形成。
9.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述内部特征部在与射孔弹相邻的位置处的内壁表面中包括至少部分地沿周向延伸的凹槽，以提供炸高。
10.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述枪架在内部特征部处的厚度为千分之50到千分之75英寸。
11.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述枪架的直径为4到8英寸。
12.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述聚能射孔弹沿向上方向定向。
13.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，定位在横向于射孔枪纵轴线的单个平面中的射孔弹数量为3个。
14.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，定位在横向于射孔枪纵轴线的单个平面中的射孔弹数量为4个。
15.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述射孔弹总数为3的倍数，其中，射孔枪的每个连续的垂直间隔的横向于纵轴线的平面具有3个射孔弹。
16.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述聚能射孔弹的数量为4的倍数，其中，射孔枪的每个连续的垂直间隔的横向于纵轴线的平面具有4个射孔弹。
17.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述射孔弹的总数为2到16个。
18.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述射孔弹布置为使得射孔弹组位于一个平面中；所述平面横向于射孔枪纵轴线。
19.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，所述射孔弹是活性药型罩聚能射孔弹。
20.根据权利要求1所述的射孔枪，其中，还包括至少一个外部特征部，所述至少一个外部特征部被加工在壁的外部上，并且被配置和定位成与内部特征部中的一个对准。
21.一种用于井套管中射孔的通用集束枪，所述枪包括枪架和配置为将聚能射孔弹保持在射孔弹壳中的射孔弹保持件；所述射孔弹保持件配置为插入枪架中；所述射孔弹壳布置在两个或三个平面中；所述平面中的每一个横向于枪的纵轴线。
22.根据权利要求21所述的通用集束枪，其中，所述枪架的长度为4到11英寸。
23.根据权利要求21所述的通用集束枪，其中，所述枪架的长度小于16英寸。
24.根据权利要求21所述的通用集束枪，其中，至少3个聚能射孔弹占据所述两个平面中的一个平面中的射孔弹壳，并且至少3个聚能射孔弹占据所述两个平面中的另一个平面中的射孔弹壳。
25.根据权利要求21所述的通用集束枪，其中，至少2个聚能射孔弹占据所述两个平面中的一个平面中的射孔弹壳，并且至少3个聚能射孔弹占据所述两个平面中的另一个平面中的射孔弹壳。
26.根据权利要求21所述的通用集束枪，其中，至少2个聚能射孔弹占据所述两个平面中的一个平面中的射孔弹壳，并且至少4个聚能射孔弹占据所述两个平面中的另一个平面中的射孔弹壳。
27.根据权利要求21所述的通用集束枪，其中，所述枪套管的内壁具有内部特征部，所述内部特征部延伸到内壁中一定深度，使得当装载有射孔弹的射孔弹保持件插入到枪架中时，每个射孔弹与内壁的内部特征部相邻，并且在射孔弹与内部特征部之间形成炸高。
28.根据权利要求1所述的射孔枪，还包括安装以覆盖所述射孔弹保持件的一端的端盖。
29.根据权利要求21所述的射孔枪，还包括安装以覆盖所述射孔弹保持件的一端的端盖。
30.一种用于井套管中的射孔枪，所述枪包括：
枪架，其内具有内壁，内壁具有延伸入内壁到一定深度的内部特征部；
射孔弹保持件，其配置为携带射孔弹，所述射孔弹保持件配置为插入枪架中，所述射孔弹保持件具有沿其长度方向以螺旋形式排列的内部特征部；
其中，当装载有射孔弹的射孔弹保持件插入枪架中时，每个射孔弹都与内壁的内部特征部相邻，并且在射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得每个射孔弹在被引爆时都形成通过内部特征部的开口。
31.根据权利要求30所述的射孔枪，其中，所述射孔弹保持件具有沿其长度方向、沿两个相对的螺旋阵列排列的内部特征部。
32.根据权利要求30所述的射孔枪，还包括安装以覆盖所述射孔弹保持件的一端的端盖。
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