CN1312882A - 用于穿孔和激励地下结构层的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用穿孔和激励地下结构层(16)的装置和方法,地下结构层由具有井筒的井孔(10)穿过,井筒放置在井孔中,从而建立结构层和井孔之间的流体联通。基本为刚性的,柔性的或液体的推进剂(20)在地下井孔中夹在井筒(12)和至少一个成型炸药包(40)之间,并由来自燃爆炸药包产生的冲击热量或压力点燃。在燃烧时,推进剂材料产生气体,该气体清理成型炸药燃爆时在结构层中形成的穿孔,并扩大了结构层和井孔之间的流体联通。

Description

用于穿孔和激励地下结构层的装置和方法

相关申请的相互参照

本申请是1996年9月9日提交的、系列号为No.08/711,188的悬而未决的美国专利申请的部分继续申请。

             发明背景

             发明领域

本发明关于用于穿孔井筒和/或地下结构层的装置和方法，尤其是关于一种装置和方法，其中采用推进剂来大大增加穿孔效率并激励地下结构层。

先有技术的描述

相当大直径的、单根长度的金属管固定在一起以形成放置在地下井孔中的井筒组，以此来增大井孔的整体性，并提供产生的液体通往地面的通路。通常，井筒由水泥粘结到井孔面上、接着由引爆成型的炸药来穿孔。该孔穿过井筒和水泥的一个较短的距离进入地下结构层。在某些情况下，要求采用使井中的压力超过结构层压力来进行穿孔操作。在此超压条件下，井中的压力超过结构层破碎的压力，由此在穿孔附近出现液压破裂。作为一个例子，该穿孔可穿入结构层数英寸，破裂区可能伸入数英尺的结构层。因此，在结构层和井之间产生了加大的液流管道，通过预先有准备地在穿孔上引入破裂可大大增加井的生产率。

当穿孔过程完成时，可将井内的压力降至用于流体生产或喷射的符合要求的工作压力。在压力降低时，就产生的裂缝在过大的压力下倾向于闭合起来。为了确保裂缝和穿孔对从结构层流入井中或从井中流入结构层的流体来说保持为一敞开的管道，通常在穿孔中喷入一种特殊的材料或推进剂，以此来支撑裂缝，使它们敞开。另外，特殊材料或推进剂可划伤穿孔和/或裂缝的表面，由此会加大增强的液流的管道。推进剂可在对结构层穿孔时放入，也可在以后用其它方法置入。例如，在穿孔前，井孔下部可填装砂浆，接着可由在通常的过压穿孔操作期间井孔中的压力流体将砂子送入穿孔或裂缝中。

为了在井中得到高压条件，必须采用高压泵，它是相当昂贵的、而且操作起来很费时间。在穿孔技术中已采用气体推进剂作为较便宜的替代物来进行气动破裂。引爆成型的炸药以形成穿过井筒、进入地下结构层的穿孔，点燃推进剂，对穿孔的地下结构加压从而在其中形成裂缝。授于Hill等的美国专利4633951,4683943和4823875描述破裂地下油气生产结构层的方法，其中一个或多个气体发生和穿孔装置通过可消耗的电信号传输缆绳或点火线式导火线类的部分缆线放置在井孔的选定的深度上。该气体发生和穿孔装置包括若干发生器部分。中间部分包括多个轴向隔开的并在径向穿孔的成型炸药，炸药由迅速燃烧的导火线互相连接。每个气体发生器部分包括圆柱薄壁式外筒构件，它具有基本为固态块状的气体发生推进剂，如果必要的话，可包括放置在筒构件附近的迅速燃烧的环和环内的较慢燃烧的芯部。一个细长孔穿过该发生器，缆绳、导电线或导火线穿过穿孔火药部分的中部。导火索或类似的点火器安置在筒式构件的周围。每个气体发生器部分同时点火以产生燃烧气体并使井筒穿孔。在产生气体的同时井筒被穿孔以形成开在气体发生装置点火后约110微秒时起爆穿孔中的成型炸药，由气体发生装置产生的总的气流的基本部分穿过开孔约为110微秒～200微秒。

授予Ford等人的美国专利No.4391377公开了一种整体的喷射穿孔和控制推进剂的破裂装置、以及一种增加油或气井产量的方法。一个圆筒包含多个成型的炸药包，气体推进材料放在炸药包周围，由此形成一个固态的燃料包。

授予Petijean的美国专利No.5355802公开了一种用于对井孔周围的结构层穿孔、并使结构层开始和扩展裂纹从而激励井孔的碳氢化合物生产的方法和装置。一个工具包括至少一个定向成型的炸药包，它通过点火线连到起爆器上。至少一个推进剂发生筒放在该工具内，并通过由线和导线穿过延迟盒连到缆绳上。

授予Ibsen的美国专利No.4253523公开了用于井内穿孔和破裂操作的方法和装置。一个穿孔枪组件包括多个成型的炸药包，它们以相互隔开的关系放置在一根细长圆柱载体中。在载体中的成型的炸药包之间的空间填充如活性硝酸铵之类的二级炸药。

授予Mohaupt的美国专利No.5005641公开了一种用以产生大量高压气体以激励地下结构层的气体发生工具。该工具包括一个载体或支架，该支架具有一系列的沿管件纵向隔开的台阶式开口。载体接纳推进剂材料的炸药包，推进剂材料具有点火管插入的通道。

然而在这些采用与穿孔装置有关的推进剂的先有技术的装置中，没有一个能证明可取得令人满意的结果。因此，对于穿孔和激励地下结构层、从而改进在井孔和地下结构层之间的联通来说，仍需要有一种装置和方法。

因此，本发明的目的在于提供一种用于穿孔和激励地下结构层以改进井孔和地下结构层之间的联通的装置和方法。

本发明还有一个目的在于提供一种用于穿孔和激励地下结构层的装置，它的设计简单，并能很容易地与各种穿孔枪设计一起使用。

本发明的进一步的目的在于提供一种用于穿孔和激励地下结构层的装置，它使该装置的推进剂成分可重复燃烧。

本发明还有一个目的是提供一种用于穿孔和激励地下结构层的装置，它仅使用比以前采用的较少能量的穿孔火药包。

本发明还有一个目的在于提供一种用于穿孔和激励地下结构层的装置，其中推进剂放置在穿孔火药和井孔的井筒之间。

发明概述

为达到上述和其它目的，按照本发明的目的，作为一种广义的描述，本发明的一个特征包括穿孔和激励地下结构层的装置，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中从而建立结构层和井孔之间的流体联通。该装置包括一个或多个炸药包、夹在井筒和至少一个或多个炸药之间的推进剂，以及弹道式地连接到一个或多个炸药上的燃爆器。

本发明的其它特征包括：一个用于穿孔地下结构层的装置包括一个用于穿孔和激励地下结构层的装置，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中从而建立结构层和井孔之间的流体联通。该装置包括一个或多个装置穿过的管，一个或多成型炸药包放置在该管内，推进剂放置在井筒和一个或多个成型炸药包的至少一个之间。该一个或多个成型的炸药包的每一个与一个或多个装置中的一个对准。

本发明的又一特征包括穿孔和激励地下结构层的方法，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中，从而建立结构层和井孔之间的流体联通。按照本方法，液态推进剂放置在井孔中的至少一个穿孔炸药包和井筒之间。燃爆至少一个穿孔炸药，从而形成穿过井筒的穿孔，该穿孔进入结构层。穿孔炸药的燃爆点燃了液态推进剂，从而形成清理该穿孔并扩大结构层和井孔之间流体联通的气体。

本发明的进一步的特征是一个用于穿孔和激励地下结构层的装置的组合，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中，从而建立结构层和井孔之间的流体联通。该组合包括一个用于穿孔地下结构层的装置，该装置具有一个或多个成型的炸药包和宜在该装置放置在井孔内时夹在至少一个成型炸药包和井筒之间的推进剂。

附图概述

构成说明书一部分的附图表示本发明的实施例，它们与说明书一起用以说明本发明的原理。

在附图中：

图1是本发明装置的剖视图，它表示本发明装置位于穿过地下结构层的井中，

图2是本发明一个实施例的装置的剖视图，

图3是沿图2的3-3线的剖视图，它表示本发明装置的某些构件之间的空间关系，

图4是连到燃爆索上的穿孔炸药包的部分剖视图，

图5是图2所示的本发明装置的推进剂筒的一个实施例的透视图，

图6是宜用于本发明的燃爆系统的一部分的剖视图，

图7是图2所示的本发明装置的推进剂筒的另一实施例的透视图，

图8是沿图7中8-8线的推进剂筒的剖视图，

图9是用于图2所示的本发明装置中的推进剂套筒的另一实施例的剖视图，

图10是图9所示推进剂筒实施例切掉的视图，它表示筒的内壁，

图11是本发明装置的另一实施例的剖视图，

图12是用于本发明装置内的推进剂的另一实施例的剖视图，

图13是用于图12所示的本发明装置中推进剂的实施例的透视图，

图14是本发明另一实施例的概略示图，其中液体推进剂引入地下井孔中，和

图15是图14所示实施例的概略示图，它进一步表示放置在地下井孔中的液态推进剂内的穿孔枪。

优选实施例的描述

正如图1所示，井10具有井筒12，井筒12由水泥13固定在井10中，该井10从地面14至少延伸到地下结构层16。一个或多个本发明的穿孔和推进剂装置20固定到管组18的下端并降到井10中。放在井10内最上部的装置20可直接固定到管组18的端部。一个串联件60可用于将装置20固定在一起，一个大的柱塞66可用来固定到装置20的最下端。可用如栓塞21那样的合适的构件在需要的时候隔离区间16附近的井10部分。可采用管组将本发明的装置定位和支撑在井孔内。最好用管子将多个装置20送入同一井孔中。另外对本专业技术人员来说，很显然也可用缆绳、光滑的绳索、螺线管或任何其它合适的装置将一个或多个装置20定位和支撑在井孔内。

现参见图2，本发明的穿孔和推进剂装置通常示作20，它的一端固定到串联件60，另一端固定到柱塞66上。穿孔炸药载体22放在串联件60和柱塞66之间，并由合适的装置固定，该固定是通过将载体22每端附近内表面上的螺纹23和24分别与串联件60和柱塞66上的螺纹61和67配合而产生的。O形圈70在载体22和串联件60之间提供液流密封，而O形圈74在载体22和柱塞66之间提供密封。载体22可以是在市场上买到的用于穿孔炸药包的载体，它包括：至少一个能在载体壁30、井筒12和部分相邻的地下结构层16上产生一个开孔的一般的穿孔炸药包40。一个穿孔炸药包管34放置在载体22内并具有至少一个较大的孔35和若干较小的孔36。炸药包管34的壁中的孔35可在管轴周围成角度地并垂直地隔开。炸药包载体22和穿孔炸药包管34通常为细长的管状构形。镶进的穿孔炸药包40具有如下所述的固定到穿孔炸药包管34中的孔36的较小端46和与管34的孔35对准并突出的较大端48。至少一个镶进的穿孔炸药包40安装在穿孔炸药包管34中。燃爆索86连到串联件60上方的燃爆器上、每个穿孔炸药包40的较小端46和柱塞66的端盖68上。在载体22的上方可安装一个或多个穿孔炸药包载体、引爆传输器和串联件。管端板50的作用是将炸药包管34对准在载体22内，从而使每个炸药包的前部位于载体22壁内的扇形凹口27内。

如果具有多个炸药包，它们可沿载体的轴成角度地并垂直地隔开，炸药的密度可用本专业技术人员公知的方法来确定，通常的密度范围为2～24个/英尺之间。燃爆索86连接载体22上方的串联件60中的爆炸传送器(未示出)、所有的炸药包40及柱塞66的端盖68。

正如图3所示，镶进的穿孔炸药包40的较小端46上的支架80穿过炸药包管34的孔36伸出。夹子82将穿出的炸药包固定到炸药包管34上。燃爆索86穿过支架80和夹子82之间的空间84。炸药包管34这样安装在载体22上，使炸药40的较小端46靠近载体22的扇形凹口27。

参见图4，它示出一个典型的穿孔炸药包40。高度压缩的炸药41部分地填充穿孔炸药盒42。内衬43盖住炸药的暴露的表面。内衬43通常是金属的、它用来聚集炸药的能量、使炸药能使筒壁穿孔。

按照本发明，在制造本发明的穿孔和推进剂装置20或在井场最终组装时，通常具有管状构形(图5)的套筒90放置在穿孔炸药包载体22的周围。组装时(图2)，套筒90定位在穿孔炸药包载体22的周围，一端是串联件60，另一端是柱塞66。串联件60和柱塞66的尺寸做成使它们的外径大于套筒90的内径，从而防止在将其放入井孔中时损坏套筒90。另外，在制造或组装本发明的装置时也可采用外径大于套筒90的保护圈或类似件(未示出)，将它们插入串联件60、柱塞66和套筒90之间，从而防止损坏套筒90。套筒90可延伸串联件60和柱塞66之间的整个距离，也可延伸部分距离。套筒90由防水或防水性推进剂的材料制成，它不受地下结构层穿孔期间通常可见到的静压的影响，并对差不多所有的液体来说是不反应的或惰性的，尤其是对地下井孔中碰到的流体是惰性的。推进剂最好是具有氯化剂的固化的环氧或塑料，这些材料可从Coeur d’Alene,Idaho的HTH技术服务公司买到。

任何合适的燃爆系统均可用于本发明的穿孔和推进剂装置20上，这对本专业技术人员来说是显而易见的。一种合适的燃爆系统的例子见图6所示。通风罩210能装到管组211或缆绳(未示出)的端部，通风器212装在通风罩210内的连接杆214上并密封流体通道216。杆214与活塞218接触。活塞218和罩210的内壁之间填充大气压力下的空气。在活塞218的底部，剪切销222安装在剪切组件224中，点火销226从活塞218的底部向下延伸。保持件228连接通风罩200和串联件60。撞击燃爆器230装在点火头236中的保持件228中，点火头236装到通风罩210上，并能安装到串联件60上。串联件60装到穿孔炸药包载体22上。在串联件60顶上的点火传输件232如上所述、与穿过中部腔234和炸药包载体22的燃爆索86接触。引爆传输件位于每个串联件60中，连接串联件上、下方炸药包载体的燃爆索。

在活塞218的顶上加上足够的液压时，通风件212和活塞218同时向下移动，打开流体通道214，使点火销226接触撞击燃爆器230。撞击燃爆器230的点火使点火传输件232中二次燃爆，接着就点燃燃爆索86。燃爆索86包括炸药并在每个炸药载体的端部之间运行，通过该炸药包的后部之间，炸药包夹将炸药包固定在载体上。燃爆索86点燃炸药包载体22和引爆传输件中的成型炸药包40，它们中含有的炸药的爆炸力高于燃爆索86的爆炸力。

正如上面的描述和图6所示，一个撞击燃爆器提供主要的燃爆。如果该穿孔装置装在缆绳上，主燃爆器则可能是电燃爆器。主燃爆器点燃点火传输件232中的压敏化学品，然后再点燃燃爆索。然后燃爆索同时点燃载体22中的一个或多个炸药包40。每个引爆传输件还包括燃爆相邻载体上的燃爆索86的炸药包。该系统可从顶部、底部或两头进行燃爆。

在操作中，要求数量的穿孔炸药包载体22装有炸药包40并与燃爆装置、如燃爆索86连接。由串联件60分开的一串装置20在该装置降到井10中时在井场装到管组、缆绳、光滑的绳子、螺旋管或任何其它合适的装置的端部上，这对本专业技术人员来说是公知的。推进剂套筒90可从长的推进剂管上切下，并在井场放置在穿孔炸药包载体22的周围。然后将装置20放在井内，使穿孔炸药包位于要穿孔的结构层区16附近。然后点燃穿孔炸药包40。在燃爆时，每个穿孔炸药包40炸穿载体22的扇形凹口27，穿过推进剂套筒90，在井筒12上产生开口并穿过结构层16，在其中形成穿孔。推进剂套筒90由于点燃成型炸药包40产生的冲击、热量和压力而裂开并点燃。当一个或多个穿孔炸药包穿过结构层时，推进剂套筒90的燃烧而产生的压缩气体通过新形成的穿孔进入结构层16，因此清理了这些穿孔的碎片。这些推进剂气体还由于它们的压力压碎了结构层从而扩大了结构层16与井10的连接效果，所以也激励了结构层16。

诸如砂子那样的支撑剂可在本发明的穿孔和推进剂装置20点火的同时用各种合适的装置引入井10中，例如用传统的填充砂子的、装有突出炸药包40、串连到燃爆索86上的穿孔炸药包载体来引入井中，这些装置可从Halliburton能量服务或先进的完整技术公司买到，它们的商标为POWR★PERF。当推进剂套筒90燃烧产生的气体从井中逸出而进入在结构层16中形成的孔中时，由推进剂气体携带的砂子进入破裂处、并附着或冲刷穿孔和破裂处的壁，因此扩大了结构层和井10之间的流体流动的通道。一些砂子可能作为支撑剂留在破裂处，从而在流体压力释放时能防止裂缝闭合。

为了有助于点火，套筒90可具有一个或多个槽或裂口92，这些裂口伸过整个套管90的厚度(图7)；并可延伸到其整个长度上。该裂口位于成型炸药包40附近，从而在成型炸药包40点火时冲击裂口92，该裂口提供了套筒90的点火和燃烧的较大的表面区。裂口92最好是斜面的(图8)，使裂口在套筒90的内表面上比外表面上要宽。为了获得均匀的和可重复的燃烧，套筒90的内表面可具有槽或通道94(图9和10)，它们在成型炸药包40冲击时能有助于推进剂套筒90均匀地碎裂。槽或通道94可具有各种均匀的厚度或深度，并可做成均匀或随机的图案。

现参见图11，本发明的穿孔和推进剂装置的实施例通常示为120，它们具有的穿孔炸药包载体122位于两个串联件160或一个串联件160和柱塞166之间。在该实施例中，载体122由防水或防水推进剂的材料制成，它们不会受到穿孔或地下结构层中遇到的静压的物理影响，并差不多对所有流体、尤其是在地下井孔中遇到的流体均是不起反应的或惰性的。推进剂最好是具有氧化剂的固化环氧、碳纤维复合物，可以从Coeur d’Alene,Idaho的HTH技术服务公司买到。载体122包含至少一个普通的穿孔炸药包140，该炸药包能在载体壁130、井筒12和地下结构层附近的部分区域16产生穿孔。每个穿孔炸药包140用一个夹子固定在穿孔炸药包管134的开口136中。串联件160、柱塞166和炸药管134最好用这样的材料制成，即它们在炸药包140燃爆时，能象薄壁钢板那样，基本完全破裂或分裂的材料、象碳纤维、环氧复合物那样基本破裂的材料、或类似于套筒90所用的那种环氧、氧化物推进剂的可完全燃烧的材料。如果采用多于一个的成型炸药包，它们可垂直沿着和成角度地绕着载体的轴隔开。炸药包的密度可用本专业技术人员公知的方法确定的合适的密度。通常的炸药包的密度范围在6～20个/英尺之间。燃爆索186连接载体122上方的串联件160中的引爆传输件、所有的炸药包40和柱塞166中的端盖168。正如上面参照图2所示的实施例所讨论的，在载体122的下方可以安装一个或多个附加的串联件和附加的穿孔炸药包载体的组合。然后燃爆索186连到每个附加的穿孔炸药载体下方的串联件160的引爆传输件上。在这个实施例中，由于载体点火、炸药包管在炸药包140燃爆时破碎和/或破裂，在燃爆后可不必从井10中拆掉枪的任何部分，这在拟穿孔的结构层区域16空间很小时，这个优点是非常突出的。

虽然上面讨论的本发明的推进剂通常是刚性套筒、壳或护套，该推进剂可用不同形状、构造和/或形式，只要推进剂置于位于地下井内的井筒和位于井筒内的至少一个穿孔炸药包之间。例如，如图13所示的推进剂190可以基本是螺旋形的。在制造本发明穿孔和推进剂装置20或在井场最终组装时，它可以放置在炸药包载体22的周围。组装时(图12)，推进剂190固定定位在穿孔炸药包载体22的周围，其一端是串联件60、另一端是柱塞66。串联件60和柱塞66的尺寸可做成使它们的外径大于套筒90，从而防止安装在井孔中时损坏推进剂190。另外，在制造或最终组装本发明的装置时可在串联件60、柱塞66和推进剂190之间插入直径比推进剂190大的保护圈或类似件(未示出)，从而防止损坏推进剂190。推进剂190可在串联件60和柱塞66之间的整个距离或部分距离上延伸，象套筒90一样，推进剂190由防水或防水推进剂材料制成，它不受地下结构层穿孔时通常见到的静压的物理上影响、几乎对所有的流体、尤其是地下井孔中碰到的流体是不反应的或惰性的。推进剂最好是具有氧化剂的固化的环氧和塑料，这些材料可从Coeur d’Alene,Idaho的HTH技术服务公司买到。另外，推进剂190可以是一条或多条带子的形式或一条或多条线性或弧形带子的形式，它们放在炸药载体22周围，从而夹在至少一个穿孔炸药包40和井筒12之间。推进剂190的带通常可以是环形的、并可在其内部具有间隙，从而使其剖面呈U形或C形。作为另一个例子，推进剂190可以是柔性的，它们以任何形状或图案包缠在整个或部分炸药包载体22上，从而夹在至少一个穿孔炸药包40和井筒12之间。在上述两种情况下，推进剂190可以本专业技术人员显而易见的任何合适的方式、如用胶接固定到炸药载体上。按照另一个替代方案，推进剂190可以为具有任何合适周边构形相当薄的不连续的形状，如多角形或圆形那样的封闭平面的弯曲构形，它们采用如胶接或螺接等合适的方法固定到炸药包载体22的外表面上，从而夹在至少一个穿孔炸药包40和井筒12之间。

在本发明的又一实施例中，如Wilmington,Delaware的Hercules公司以商标名为Re-flo 403制造的液体推进剂290通过井筒12口注入井10中，并在井10中形成第一上液面291。然后将装在管组、缆绳、光滑的绳索、螺旋管或任何其它合适的装置上的一个或多个普通的穿孔枪320降入井10中，这对本专业技术人员来说是公知的。该穿孔枪放在如图14所示的感兴趣的地下结构层16附近。这样放置后，预先注入井10的液体推进剂由穿孔枪320替换，从而使液体推进剂夹在最下的穿孔枪320中的至少最下方的穿孔炸药包322之间。预先注入井10的液体推进剂290的体积在每个穿孔枪320降到井10中时足以覆盖所有的穿孔炸药包。当液体推进剂围绕穿孔枪320移动时，该液体推进剂在井10内形成第二上液面292，该液面位于前面的表面291的上方。然后穿孔炸药包322由如上所述的合适的燃爆系统燃爆。燃爆时，每个穿孔炸药包322穿透液体推进剂290、在井筒12上产生开口并穿过结构层16，在其中形成穿孔。液体推进剂290由于燃爆成型炸药包322的冲击、热量和压力而被点燃。当一个或多个穿孔炸药包穿过结构层时，由液体推进剂290燃烧产生的压缩气体通过新形成的穿孔进入结构层16，由此清理了穿孔的碎片，这些气体还通过它们破碎结构的压力而扩大了结构层16与井10的连接，从而激励了结构层16。另外，该液体推进剂可在将穿孔枪320降到井中的同时或在此以后注入井10中。

本发明的穿孔和推进剂装置可与管道或缆绳一起使用，管道与缆绳相比强度增大，因此可采用较长的穿孔和推进剂装置，从而可在一次降入井下的情况下，在较长区域上穿孔和激励。管状传送装置还可使用垫片来隔离一个或多个结构层区域附近的井的一个部分或多个部分。因此，该方法可用于因为某些原因而要求对井的另一部分限制压力的场合，例如在井中一个或多个区域已完成的场合。另外，如果井与垂直方向的倾角较大或是水平的井，可用管道将穿孔和推进剂装置推入井中。

通过采用单个管组以本专业技术人员公知的隔开方式将本发明的两个或多穿孔和推进剂装置20和/或120组合起来，可以在单个操作中对地下结构层的多个区域进行穿孔和破裂。在采用本发明的穿孔和推进剂装置中，由于成型炸药包仅必须对井筒12穿孔，由推进剂燃烧产生的气体扩大了进入地下结构层的穿孔和破裂，因此成型炸药包所含的高压缩炸药的量比一般的炸药包要小。因此本发明装置中所用的成型炸药包的数量比一般穿孔装置和/或成型炸药包中的要小，用本发明的装置产生的穿孔直径比一般的成型炸药包的要大。另外，推进剂套筒90或载体122可散布穿过或落在外表面上的支撑剂。这些支撑剂还可含有放射性标记，从而有助于确定支撑剂在地下结构层的孔中的散布情况。

虽然本发明装置的各个实施例均说明了它们包括多个以液密关系固定在一起的零部件，但是如果制造一个整块推进剂材料的装置20或120，它们对来自井孔的流体是敞开的并在其中固定了成型炸药包，这均落入本发明的范围内。

如上所述，点火装置可以是如燃爆索28那样的燃爆材料。因此可以是快速燃烧的材料或绳索。例如，含有黑火药的管可用作点火系统以点燃本发明的装置和方法中的推进剂。

在前面已说明了本发明的优选实施例的同时，应该看到，替换物、修改、这样或那样的建议均落入本发明的范围内。

Claims (25)

1．一种用于穿孔和激励地下结构层的装置，该地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中，从而在结构层和井孔之间建立流体联通，上述装置包括：

一个或多个炸药包，

夹在上述井筒和至少一个上述一个或多个炸药包之间的推进剂，和

一个燃爆器弹道式地连接到一个或多炸药包上。

2．如权利要求1的装置，其中上述推进剂基本是一个固体。

3．如权利要求1的装置，其中上述推进剂通常具有螺旋形构形。

4．如权利要求1的装置，其中上述推进剂是一条或多条带子。

5．如权利要求4的装置，其中上述一条或多条带子是线性的。

6．如权利要求4的装置，其中上述一条或多条带子是弧形的。

7．如权利要求1的装置，其中上述推进剂具有环形的带状构形。

8．如权利要求1的装置，其中上述推进剂具有多角形的构形。

9．如权利要求1的装置，其中上述推进剂具有闭合平面的弯曲的构形。

10．如权利要求1的装置，其中上述推进剂是液体。

11．一种用于穿孔和激励地下结构层的装置，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中，从而在结构层和井孔之间建立流体联通，上述装置包括：

一个有一个或多个装置穿过的管子，

一个或多个放置在上述管内的成型炸药包，每个上述一个或多个成型炸药包与一个上述一个或多个装置对准，和

夹在上述井筒和至少一个上述一个或多个成型炸药包之间的推进剂。

12．如权利要求11的装置，其中上述推进剂夹在上述井筒和所有的上述一个或多个炸药包之间。

13．如权利要求13的装置，其中上述推进剂固定到上述管的外表面上。

14．一种用于穿孔和激励地下结构层的方法，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井筒中，从而在结构层和井孔之间建立流体联通，上述方法包括：

将液体推进剂放置在上述井孔中的至少一个穿孔炸药包和上述井筒之间，和

燃爆上述至少一个穿孔炸药包，从而形成穿过上述井筒并进入上述结构层的燃爆，上述穿孔炸药包的上述燃爆点燃了上述液体推进剂，由此形成清理上述穿孔并扩大上述结构层和上述井孔之间的流体联通的气体。

15．如权利要求14的方法，其中上述放置步骤包括在将上述至少一个穿孔炸药包放置在井孔内之前将液体推进剂注入上述井孔中。

16．如权利要求14的方法，其中上述放置步骤包括在将上述至少一个穿孔炸药包放置在井孔中的同时将液体推进剂注入上述井孔中。

17．一个用于穿孔和激励地下结构层的装置组合，地下结构层由具有井筒的井孔穿过，井筒位于井孔中，从而建立结构层和井孔之间的流体联通，上述组合包括：

一个用于穿孔地下结构层的装置，该装置具有一个或多个成型炸药包，和

在上述装置放在上述井孔中时宜于夹在放在井孔内穿过地下结构层的井筒和至少一个上述一个或多个成型炸药包之间的推进剂。

18．如权利要求17的组合，其中上述推进剂基本是固体。

19．如权利要求17的组合，其中上述推进剂通常是螺旋形的。

20．如权利要求17的组合，其中上述推进剂是一条或多条带子。

21．如权利要求20的组合，其中上述一条或多条带子是线性的。

22．如权利要求17的组合，其中上述推进剂具有环形带那样的构形。

23．如权利要求17的组合，其中上述推进剂具有多角形构形。

24．如权利要求17的组合，其中上述推进剂具闭合平面的弯曲的构形。

25．如权利要求17的组合；其中上述推进剂是液体。

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