CN201934085U - 零落物爆燃压裂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油勘探开发领域，是一种能够将爆燃压裂后的残骸全部提出井筒、不造成井筒落物污染的零落物爆燃压裂装置。该爆燃压裂装置包括依次连接的电缆护管组件、点火组件和压裂弹组件，所说的压裂弹组件包括用碳钢或合金钢制成的中心管和设在中心管外围的压裂火药柱，中心管内设有导爆索，中心管管壁上设有多个点火用的通孔。作业时首先用电缆将爆燃压裂装置送入油气井中并定位，再通过电缆引爆爆燃压裂装置点火组件中的雷管，由雷管引爆压裂弹组件的中心管内的导爆索，导爆索爆轰后产生的爆炸气体通过中心管管壁上的通孔对环绕在中心管外部的压裂火药柱直接点火，使压裂火药柱迅速燃烧，并在井筒中建立起高压，进而对地层进行压裂做功。

Description

零落物爆燃压裂装置

技术领域

本实用新型属于石油勘探开发领域，涉及一种能够将爆燃压裂后的残骸全部提出井筒、不造成井筒落物污染的零落物爆燃压裂装置。

背景技术

爆燃压裂技术是针对油田产能降低的老井或者由于低孔低渗油藏产能达不到要求的新井进行再度压裂改造恢复产能所采取的一种有效的增产增注措施。该项技术是以火药燃气压力作为动力，对地层进行压裂做功，使近井带形成多条不受地应力影响的辐射状裂缝，同时也可提高已有裂缝的开启程度，从而降改善地层的导流能力，达到油、气、水井增产增注的目的。但是，目前国内外使用的爆燃压裂装置大多采用具有一定厚度的中心铝管作为压裂火药(压裂弹)的载体，并将多节压裂弹连接组成串，其中中心铝管是封闭的。点火时由中心铝管内的点火药爆燃所形成的高温高压气体将中心管的管壁撑破，进而对中心铝管外的压裂弹实施点火，而中心铝管在燃烧过程中也被炸成若干碎片，当压裂弹燃烧后，大量的中心铝管残骸全部落入井筒内，给油井造成污染，甚至造成搭桥堵塞事故，严重影响下一步工序的正常进行。除此而外，这种结构的爆燃压裂装置还存在以下缺陷：其一、由于中心铝管内点火能量分布不均或铝管壁力学缺陷，会造成对压裂弹点火强度不一致和点火位置不确定现象，使压力上升速度和峰值压力无法得到有效控制，达不到预期的压裂效果；其二、压裂弹和中心铝管在燃烧过程中被炸碎，在井筒中处于自由燃烧状态，分散了能量，降低了做功效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种零落物爆燃压裂装置，它能够在爆燃压裂作业后将管串残骸全部随电缆提出井口。

本实用新型为解决上述问题所提供的零落物爆燃压裂装置包括电缆护管组件、点火组件和压裂弹组件，其中电缆护管组件与点火组件通过连接部件连接，点火组件下端与压裂弹组件连接，所说的压裂弹组件包括中心管和设在中心管外围的压裂火药柱，本实用新型的特殊之处在于：所说的中心管是用碳钢或合金钢制成的，中心管内设有导爆索，中心管管壁上设有多个点火用的通孔。进行压裂作业时，用电缆将爆燃压裂装置送入油气井中并定位，再通过电缆引爆爆燃压裂装置点火组件中的雷管，由雷管引爆压裂弹组件的中心管内的导爆索，导爆索爆轰后产生的爆炸气体通过中心管管壁上的通孔对环绕在中心管外部的压裂火药柱直接点火，使压裂火药柱迅速燃烧，并在井筒中建立起高压，进而对地层进行压裂做功，最后通过电缆将爆燃压裂装置残骸提出井口，所说的压裂弹组件的中心管是用碳素钢或合金钢制成的。当然，中心管也可以采用其它强度相当于或高于碳钢或合金钢的材料，但成本很高。

由于采用的是钢质中心管，在整个燃烧过程中中心管不会被炸断或被炸成若干碎片，因此可以在作业完成后通过电缆将燃烧后的中心管组件残骸全部提出井口，从而实现了爆燃压裂后无任何残骸滞留井内的目的，即实现了零落物的目的。

通常情况下，压裂弹组件有多个，各压裂弹组件串联在一起，各压裂弹组件的中心管之间通过碳钢或合金钢管接头连接。

一般情况下，压裂弹组件的中心管的外径为25～51毫米，中心管管壁厚度为2.5～8毫米，中心管外径较小时，其壁厚较小，反之相反。

根据压裂要求，压裂弹组件的中心管管壁上的点火用的通孔可以有多种分布情况，譬如：

中心管管壁上的点火用的通孔可以按列排列，且相对于中心管轴线对称分布。

中心管管壁上的点火用的通孔可以按螺旋状分布；此种情况下，进一步的选择是：相邻两个点火用的通孔的相位夹角为90°、60°或45°。

压裂弹组件的中心管管壁上的相邻两个点火用的通孔间距可为15～100毫米，点火用的通孔孔径可为3～8毫米。

与现有技术相比，本实用新型不但解决了传统爆燃压裂技术因中心铝管残骸落入井中所带来的污染及搭桥堵塞问题，而且还具有以下优点：1、由于中心管管壁上设有点火用的通孔，实现了由导爆索直接定点点火，且点火能量一致；2、压裂作业过程中管串的整体性保证了爆燃能量不分散，提高了压裂效果；3、压裂作业后管串的整体可随电缆提出井口，使井中无残骸落物。另外，本实用新型提供的爆燃压裂装置还具有加工工艺简单、安装快捷、使用安全可靠、压裂效果好、增产增注效果显著、便于推广等优点。

本实用新型的零落物爆燃压裂装置还可以与射孔器进行联合作业，实现射孔、压裂一次完成。

附图说明

图1为本实用新型零落物爆燃压裂装置的结构简图。

图2为零落物爆燃压裂装置中压裂弹组件的结构简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的内容作详细的说明。

如图1、图2所示：本实用新型的零落物爆燃压裂装置主要由依次连接的电缆护管组件1、连接部件11、点火组件2和多个压裂弹组件3组成，其中多个压裂弹组件3串联成串，第一个压裂弹组件3与电缆护管组件1连接；和现有的压裂装置一样，电缆护管组件1通过相应的零部件与电缆连接，最末尾的压裂弹组件的中心管下端用尾堵5密封，上述各组件间的连接均采用螺纹连接方式。压裂弹组件3由筒体34、筒体端盖32、位于筒体中心的中心管31、位于中心管31内的导爆索35和位于筒体与中心管31间的压裂火药柱33组成，其中中心管31的管壁上设有多个点火用的通孔36；筒体可采用纸质、橡胶或树脂材料，筒体端盖可采用树脂或橡胶材料，保护压裂火药柱在下井过程中不被碰撞损坏，它们在爆燃压裂后被完全烧毁。另外，筒体端盖外径最好大于筒体的外径，即：筒体端盖还兼作耐磨体，因此在施工中不用另外安装其它耐磨体。从图1可知，实际上是各压裂弹组件的中心管31之间通过中空的管接头4连成串，导爆索35贯穿在中心管31和管接头4内。

实施例1

零落物爆燃压裂装置的基本结构如图1和图2所示。中心管31选用外径为25.4毫米(即1英寸)的45号钢管，其壁厚为3毫米，中心管31的管壁上开有两列按直线排列的点火用通孔36，这两列点火用通孔互成180度，每一列包括8个点火用通孔，点火用通孔的孔径为4毫米，相邻两个点火用通孔36的间距为50毫米。管接头4和尾堵5采用碳钢。

作业时，电缆将爆燃压裂装置送入油井的压裂层位置，由起爆装置通过电缆引爆点火组件2中的磁电雷管，再由导爆索通过中心管31内的点火用通孔36引燃压裂火药柱33，对油气层进行压裂，而爆燃压裂后的中心管等残骸被全部提出井口。

实施例2

钢质中心管31外径为50.8毫米，壁厚为5毫米，中心管31的管壁上开有按螺旋状分布的点火用通孔36，相邻两个点火用通孔的相位夹角为45°，点火用通孔的孔径为6毫米，相邻两个点火用通孔的间距为70毫米，其它结构与实施例1相同。

Claims (8)

1.一种零落物爆燃压裂装置，包括电缆护管组件(1)、点火组件(2)和压裂弹组件(3)，其中电缆护管组件(1)与点火组件(2)通过连接部件(11)连接，点火组件(2)下端与压裂弹组件(3)连接，所说的压裂弹组件包括中心管(31)和设在中心管外围的压裂火药柱(33)，其特征是所说的中心管(31)是用碳钢或合金钢制成的，中心管内(31)设有导爆索(35)，中心管管壁上设有多个点火用的通孔(36)。

2.根据权利要求1所述的爆燃压裂装置，其特征是压裂弹组件(3)有多个，各压裂弹组件串联在一起，各压裂弹组件的中心管之间通过碳钢或合金钢管接头(4)连接。

3.根据权利要求2所述的爆燃压裂装置，其特征是压裂弹组件的中心管(31)的外径为25～51毫米，中心管管壁厚度为2.5～8毫米。

4.根据权利要求3所述的爆燃压裂装置，其特征是中心管管壁上的点火用的通孔(36)按列排列，且相对于中心管轴线对称分布。

5.根据权利要求3所述的爆燃压裂装置，其特征是中心管管壁上的点火用的通孔(36)按螺旋状分布。

6.根据权利要求5所述的爆燃压裂装置，其特征是相邻两个点火用的通孔(36)的相位夹角为90°、60°或45°。

7.根据权利要求1至6任一项所述的爆燃压裂装置，其特征是压裂弹组件的中心管管壁上的相邻两个点火用的通孔(36)间距为15～100毫米，点火用的通孔(36)孔径为3～8毫米。

8.根据权利要求7所述的爆燃压裂装置，其特征是压裂弹组件(3)由 筒体(34)、筒体端盖(32)、位于筒体中心的中心管(31)、位于中心管内的导爆索(35)和位于筒体与中心管(31)间的压裂火药柱(33)组成，其中中心管的管壁上设有多个点火用的通孔(36)；筒体采用纸质、橡胶或树脂材料，筒体端盖采用树脂或橡胶材料，筒体端盖外径大于筒体的外径。 

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