CN118223849A - 具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爆燃压裂装置，具体涉及一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置及其使用方法。该装置包括马笼头、电缆炮头、压裂枪、连接体、导向尾堵，以及两个游壬连接总成和依次连接的多个加重体；位于两端的其中一个加重体一端与一个游壬连接总成的一端连接，该游壬连接总成的另一端与马笼头的一端连接，马笼头的另一端用于连接待保护的电缆；位于两端的另一个加重体一端与另一个游壬连接总成的一端连接，该游壬连接总成的另一端与电缆炮头的一端连接，电缆炮头的另一端与压裂枪的一端连接；压裂枪的另一端通过连接体与导向尾堵靠近压裂枪一侧的连接端面连接，在连接体与导向尾堵的连接处形成阻尼面。

Description

具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种爆燃压裂装置，具体涉及一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置及其使用方法。

背景技术

在油气井勘探开发过程中，通常需要爆燃压裂装置对地层实施压裂做功，以在近井地带形成不受地应力影响的裂缝网络，从而消除钻井、固井等对地层的污染，改善井筒与油层的沟通状态和地层的渗透效果。

传统的爆燃压裂技术通常采用电缆将爆燃压裂装置传输到目的层位，再控制爆燃压裂装置中的压裂枪起爆，产生高温高压气体对地层做功，该技术经过多年施工使用，对油田增产起到了重要作用，同时也暴露出以下问题：

1、电缆及爆燃压裂装置的密度小，重量轻，在大斜度井施工中无法下放到预定的深度位置；

2、在爆燃后，电缆与辅助导线容易发生打扭，当打扭严重时，容易导致电缆在井下卡死，无法起出井口；或使得电缆在井筒内被拉断，从而产生落物，堵塞井口；

3、在爆燃后，容易导致电缆或辅助导线灼烧损坏。

发明内容

本发明的目的是解决现有爆燃压裂装置存在在大斜度井施工中无法下放到预定的深度位置；在爆燃后，电缆与辅助导线容易发生打扭，当打扭严重时，容易导致电缆在井下卡死，无法起出井口；或使得电缆在井筒内被拉断，从而产生落物，堵塞井口；以及容易导致电缆或辅助导线灼烧损坏的技术问题，而提供具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特殊之处在于：

包括马笼头、电缆炮头、压裂枪、连接体、导向尾堵，以及两个游壬连接总成和依次连接的多个加重体；

依次连接的多个阻尼加重体中，位于两端的其中一个加重体一端与一个游壬连接总成的一端连接，该游壬连接总成的另一端与马笼头的一端连接，马笼头的另一端用于连接待保护的电缆；

依次连接的多个阻尼加重体中，位于两端的另一个加重体一端与另一个游壬连接总成的一端连接，该游壬连接总成的另一端与电缆炮头的一端连接，电缆炮头的另一端与压裂枪的一端连接；

加重体沿其轴向设置有用于辅助导线穿过的通孔，辅助导线连接于通孔内，其一端穿过一个游壬连接总成与待保护的电缆连接，另一端穿过另一个游壬连接总成与电缆炮头连接；

压裂枪的另一端通过连接体与导向尾堵靠近压裂枪一侧的连接端面连接，连接体的径向截面面积小于导向尾堵的连接端面面积，在连接体与导向尾堵的连接处形成阻尼面，用于加重体在压裂枪的爆燃作用下发生上窜时提供阻力。

进一步地，加重体为阻尼加重体，其外周面上设置有阻尼结构，用于加重体在压裂枪的爆燃作用下发生上窜时提供阻力。

进一步地，阻尼结构包括多个沿阻尼加重体的轴向布设的阻尼槽，且相邻两个阻尼槽之间沿轴向设置有间隔。

进一步地，阻尼槽为圆锥形槽，小径端靠近压裂枪一端设置，大径端靠近马笼头一端设置。

进一步地，加重体的周侧设置有导线处置口。

进一步地，加重体的周侧设置有观察口，且观察口的开口面积小于导线处置口的开口面积。

进一步地，加重体的外周面包括沿轴向依次连接的第一连接段、第二连接段和第三连接段；

导线处置口设置于第一连接段上，多个阻尼槽均设置于第二连接段上，观察口设置于第三连接段上。

进一步地，导向尾堵的外周面包括平直段和圆锥段；

平直段的一端与连接体远离压裂枪一侧的端面连接，另一端与圆锥段的大径端连接。

同时，本发明还提供了一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置的使用方法，基于上述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、根据需要选择对应数量的加重体，并将其与马笼头、电缆炮头、压裂枪、连接体、导向尾堵和两个游壬连接总成进行组装；

步骤2、将辅助导线的连接于加重体的通孔内，并将其一端与电缆炮头连接，另一端与待保护的电缆连接；将待保护的电缆连接于马笼头上；

步骤3、通过电缆将爆燃压裂装置下放至井下的待作业区域；

步骤4、控制压裂枪进行爆燃，在爆燃产生的冲击作用下，加重体会发生向上的位移，在此过程中，通过加重体自身的重力，以及阻尼面与井下液体产生的相互作用力，对加重体受到的冲击作用进行抵消；

步骤5、爆燃结束后，将电缆连同爆燃压裂装置从井下抽出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置的多个加重体具有重量大的特点，可以提升整个装置的重力，在大斜度井施工时，也可以下放到目标位置；同时，利用加重体自身的重力，以及设置的阻尼面与井下液体之间的相互作用力，对作用于加重体上的冲击力进行抵消，使得加重体的上窜距离较小，从而避免辅助导线打结、辅助导线与电缆缠绕、电缆炮头与辅助导线和电缆缠绕，进而便于将整个装置在爆燃后顺利提出。

2、本发明通过在加重体上进一步设置阻尼结构，可以进一步对作用于加重体上的冲击力进行抵消，使得加重体的上窜距离更小，保护效果更好。

3、本发明通过设置的加重体不仅可以将电缆与压裂枪隔离开来，避免爆燃造成电缆损伤，同时，可以对设置于其通孔内的辅助导线起到保护作用，使得辅助导线和电缆均可重复使用，降低成本。

4、本发明设置的加重体可以根据需要设置不同的数量，适用范围较广。

5、本发明通过设置的导线处置口和观察口可以避免辅助导线在连接加重体发生损伤，便于将辅助导线置于通孔内。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中加重体的结构示意图。

图中：

01-电缆，02-辅助导线；

1-马笼头，2-电缆炮头，3-压裂枪，4-导向尾堵，5-游壬连接总成，6-加重体，61-第一连接段，62-第二连接段，63-第三连接段；7-阻尼槽，8-导线处置口，9-观察口，10-螺栓，11-连接体，12-阻尼面。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置及其使用方法作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

本实施例提供一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，参考图1，该装置包括马笼头1、电缆炮头2、压裂枪3、连接体11、导向尾堵4，以及两个游壬连接总成5和依次连接的多个加重体6。

加重体6的具体数量，可以根据具体的需要进行设置，可以为三个、四个、五个等；通过一定数量的加重体6，可以经电缆01与压裂枪3隔离开来，使得爆燃作用不会对电缆01造成损伤，保护电缆01不被灼烧，实现电缆01的重复使用。在加重体6沿其轴向设置有通孔，在爆燃时，由于辅助导线02处于加重体6的通孔内，因此，还可同时对辅助导线02进行防护，实现辅助导线02的重复利用。加重体6采用厚壁的小内径钢管制作而成，具有截面积小、重量大、在爆燃冲击下上窜趋势小等优点。相邻两个加重体6之间的具体连接结构，可以采用螺纹连接、卡接等；本领域技术人员可根据实际需要选择合适的连接方式，能够保证具有足够的连接可靠性即可。

在本发明的一个优选实施例中，所采用的加重体6可以为阻尼加重体，也即在大重量加重体6的基础上，进一步在加重体6的外周面上设置有阻尼结构，用于加重体6在压裂枪3的爆燃作用下发生上窜时提供阻力；具体的，在本实施例中，阻尼结构包括多个沿加重体6的轴向布设的阻尼槽7，且相邻两个阻尼槽7之间沿轴向设置有间隔，阻尼槽7为圆锥形槽，小径端靠近压裂枪3一端设置，大径端靠近马笼头1一端设置，从而在整个装置下井时，减小井下液体对装置浮力，降低阻力；同时在加重体6上窜时，提供阻力。

在本实施例中，所设置的加重体6外周面包括沿轴向依次连接的第一连接段61、第二连接段62和第三连接段63。将多个阻尼槽7均设置于第二连接段62上。在第一连接段61上设置有导线处置口8，从而在将辅助导线02连接于加重体6的通孔内时，可以便于将多根辅助导线02进行连接，进而适应多个加重体6组装后的长度。并在第三连接段63上设置有观察口9，观察口9的开口面积可以适当小一点，一般小于导线处置口8的开口面积，可以在对加重体6进行组装时，将辅助导线02从观察口9抽出，待完成加重体6的组装后，在将其置于通孔内，避免造成辅助导线02损伤。

导向尾堵4的外周面包括平直段和圆锥段；平直段的一端与连接体11远离压裂枪3一侧的端面连接，另一端与圆锥段的大径端连接。压裂枪3的另一端通过连接体11与导向尾堵4靠近压裂枪3一侧的连接端面连接，所采用的连接体11为连接杆，连接体11的径向截面面积应小于导向尾堵4的连接端面面积，从而可以在连接体11与导向尾堵4的连接处形成一个阻尼面12，通过该阻尼面12，使得加重体6在压裂枪3的爆燃作用下发生上窜时，能够与井下的液体产生相互作用力，从而为加重体6提供上窜时的阻力。

依次连接的多个阻尼加重体6中，位于两端的其中一个加重体6一端与一个游壬连接总成5的一端连接，该游壬连接总成5的另一端与马笼头1的一端连接，马笼头1的另一端用于连接待保护的电缆01；位于两端的另一个加重体6一端与另一个游壬连接总成5的一端连接，该游壬连接总成5的另一端与电缆炮头2的一端连接，电缆炮头2的另一端与压裂枪3的一端连接；辅助导线02连接于通孔内，其一端穿过一个游壬连接总成5与待保护的电缆01连接，另一端穿过另一个游壬连接总成5与电缆炮头2连接。马笼头1与游壬连接总成5、游壬连接总成5与加重体6、游壬连接总成5与电缆炮头2、电缆炮头2与压裂枪3之间的连接均为可拆卸连接，具体连接结构可参考前述的加重体6和加重体6之间的连接结构，既可以与其相同，也可采用其他的现有连接结构，在本实施例中不作具体介绍。

基于前述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，本实施例提供了一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据需要选择对应数量的加重体6，并将其与马笼头1、电缆炮头2、压裂枪3、连接体11、导向尾堵4和两个游壬连接总成5进行组装；

步骤2、将辅助导线02的连接于加重体6的通孔内，并将其一端与电缆炮头2连接，另一端与待保护的电缆01连接；将待保护的电缆01连接于马笼头1上；

步骤3、通过电缆01将爆燃压裂装置下放至井下的待作业区域；

步骤4、控制压裂枪3进行爆燃，在爆燃产生的冲击作用下，加重体6会发生向上的位移，在此过程中，通过加重体6自身的重力，以及阻尼平12与井下液体产生的相互作用力，对加重体6受到的冲击作用进行抵消；

步骤5、爆燃结束后，将电缆01连同马笼头1、加重体6、电缆炮头2、压裂枪3、连接体11和导向尾堵4从井下抽出。

Claims (9)

1.一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

包括马笼头(1)、电缆炮头(2)、压裂枪(3)、连接体(11)、导向尾堵(4)，以及两个游壬连接总成(5)和依次连接的多个加重体(6)；

所述依次连接的多个阻尼加重体(6)中位于两端的其中一个所述加重体(6)一端与一个游壬连接总成(5)的一端连接，该游壬连接总成(5)的另一端与马笼头(1)的一端连接，马笼头(1)的另一端用于连接待保护的电缆(01)；

所述依次连接的多个阻尼加重体(6)中位于两端的另一个所述加重体(6)一端与另一个游壬连接总成(5)的一端连接，该游壬连接总成(5)的另一端与电缆炮头(2)的一端连接，所述电缆炮头(2)的另一端与压裂枪(3)的一端连接；

所述加重体(6)沿其轴向设置有用于辅助导线(02)穿过的通孔，辅助导线(02)连接于通孔内，其一端穿过一个游壬连接总成(5)与待保护的电缆(01)连接，另一端穿过另一个游壬连接总成(5)与电缆炮头(2)连接；

所述压裂枪(3)的另一端通过连接体(11)与导向尾堵(4)靠近压裂枪(3)一侧的连接端面连接，所述连接体(11)的径向截面面积小于导向尾堵(4)的连接端面面积，在连接体(11)与导向尾堵(4)的连接处形成阻尼面(12)，用于加重体(6)在压裂枪(3)的爆燃作用下发生上窜时提供阻力。

2.根据权利要求1所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述加重体(6)为阻尼加重体，其外周面上设置有阻尼结构，用于加重体(6)在压裂枪(3)的爆燃作用下发生上窜时提供阻力。

3.根据权利要求2所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述阻尼结构包括多个沿阻尼加重体(6)的轴向布设的阻尼槽(7)，且相邻两个阻尼槽(7)之间沿轴向设置有间隔。

4.根据权利要求3所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述阻尼槽(7)为圆锥形槽，小径端靠近压裂枪(3)一端设置，大径端靠近马笼头(1)一端设置。

5.根据权利要求4所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述加重体(6)的周侧设置有导线处置口(8)。

6.根据权利要求5所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述加重体(6)的周侧设置有观察口(9)，且观察口(9)的开口面积小于导线处置口(8)的开口面积。

7.根据权利要求6所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述加重体(6)的外周面包括沿轴向依次连接的第一连接段(61)、第二连接段(62)和第三连接段(63)；

所述导线处置口(8)设置于第一连接段(61)上，多个所述阻尼槽(7)均设置于第二连接段(62)上，所述观察口(9)设置于第三连接段(63)上。

8.根据权利要求1-6任一所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于：

所述导向尾堵(4)的外周面包括平直段和圆锥段；

所述平直段的一端与连接体(11)远离压裂枪(3)一侧的端面连接，另一端与圆锥段的大径端连接。

9.一种具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置的使用方法，基于权利要求1-8任一所述的具有串动阻尼电缆保护功能的爆燃压裂装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据需要选择对应数量的加重体(6)，并将其与马笼头(1)、电缆炮头(2)、压裂枪(3)、连接体(11)、导向尾堵(4)和两个游壬连接总成(5)进行组装；

步骤2、将辅助导线(02)连接于加重体(6)的通孔内，并将其一端与电缆炮头(2)连接，另一端与待保护的电缆(01)连接；将待保护的电缆(01)连接于马笼头(1)上；

步骤3、通过电缆(01)将爆燃压裂装置下放至井下的待作业区域；

步骤4、控制压裂枪(3)进行爆燃，在爆燃产生的冲击作用下，加重体(6)会发生向上的位移，在此过程中，通过加重体(6)自身的重力，以及阻尼面(12)与井下液体产生的相互作用力，对加重体(6)受到的冲击作用进行抵消；

步骤5、爆燃结束后，将电缆(01)连同爆燃压裂装置从井下抽出。