CN203499656U - 可变射角射孔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变射角射孔器，涉及油气井射孔完井作业技术领域，包括模块化弹托装置和与模块化弹托装置配合的定向钢构，模块化弹托装置中安装有射孔弹；所述模块化弹托装置包括上弹托板、下弹托板和两个弹托支板，所述定向钢构包括两个定向方构、固定环和垫环，所述模块化弹托装置安装于两定向方构之间，模块化弹托装置的铰轴与所述定向方构上的铰轴孔配合，滑槽销与调节滑槽配合，分度固定孔与分度孔配合。采用本实用新型，一方面能使射孔器的射流方向具有定向功能，另一方面，射孔弹射流方向能可控且具有较大范围的变角度调节功能。

Description

可变射角射孔器

技术领域

    本实用新型涉及油气井射孔完井作业技术领域，确切地说涉及一种可变射角射孔器。

背景技术

目前世界各大油气田勘探开发的常规油气藏，出现部分油气井在高陡构造带上的某一方向储层天然裂缝极为发育，但是在常规螺旋布孔的射孔器条件下进行作业，射孔孔道很少对准天然裂缝，使得油气井单井产能不高，出砂井还会伴随严重出砂，也给后续增产措施带来更大的井口施工压力，达不到增产效果。

公开号为CN2592864，公开日为2003年12月17日的中国专利文献公开了一种油气并超高孔密射孔器弹架，用于油气开采射孔作业。在弹架周围带有固弹螺孔，螺孔在弹架周围按螺旋式设置，可以是四相位、六相位或八相位。射孔弹尾部带有螺纹。该专利的特点是：固弹螺孔在弹架周围按螺旋式加工，即可以增大射孔密度，述到超高密射孔，就可以多装射孔弹，以便能够根据实际地质情况，安设多少射孔弹。把射孔弹装设在弹架外面，可以大大提高射孔弹密度。是一种较为理想的射孔器弹架。结构简单，设计巧妙，经实验证明，效果理想。

但以上述专利文献为代表的现有技术，仍然存在以下技术问题：

1、现有常规螺旋布孔的射孔器，无法实现有针对性的油气井定向功能。

2、射孔弹射流方向是垂直于油气井轴线，是固定的，不能进行变角操作；

3、对于出砂的油气井，常规射孔器满足不了油气井射孔防砂目的。

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种可变射角射孔器，采用本实用新型，一方面能使射孔器的射流方向具有定向功能，另一方面，射孔弹射流方向能可控且具有较大范围的变角度调节功能。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种可变射角射孔器，其特征在于：包括模块化弹托装置和与模块化弹托装置配合的定向钢构，模块化弹托装置中安装有射孔弹；

所述模块化弹托装置包括上弹托板、下弹托板和两个弹托支板，所述上弹托板和下弹托板上开有用于与射孔弹外径相匹配的弹孔，上弹托板和下弹托板之间依靠所述弹托支板连接固定，所述弹托支板上连接有铰轴和滑槽销，在弹托支板上还加工有至少一个分度固定孔，铰轴位于靠近下弹托板的弹托支板上，分度固定孔位于靠近上弹托板的弹托支板上，滑槽销位于铰轴和分度固定孔之间；

所述定向钢构包括两个定向方构、固定环和垫环，两定向方构平行布置，两定向方构的一端均与固定环连接，另一端均与垫环连接；在定向方构上加工有铰轴孔、调节滑槽和呈弧状分布的多个分度孔，调节滑槽位于所述分度孔和铰轴孔之间；

所述模块化弹托装置安装于两定向方构之间，模块化弹托装置的铰轴与所述定向方构上的铰轴孔配合，滑槽销与调节滑槽配合，分度固定孔与分度孔配合。

所述定向方构上的铰轴孔、调节滑槽和弧状分度孔是呈组状分布，相邻两组之间的模块化弹托装置中的射孔弹射孔方向相反且可调。

所述弹托支板上的分度固定孔为两个。

在定向方构上设置的分度孔为两排。

所述射孔弹的上部为圆柱状，下部为倒圆锥台状，在圆锥台状的射孔弹下部设置有台阶和限位槽，下弹托板嵌入所述限位槽内。

所述定向方构为板材状。

所述固定环包括圆形的头部，在圆形的头部上设置有两块平行布置的固定板，两块固定板与头部垂直且一体成型，两块固定板上加工有销孔，两固定板经固定销分别于两定向方构固定，在圆形的头部上设置有台阶。

所述垫环包括圆形的头部，在圆形的头部上设置有两块平行布置的固定板，两块固定板与头部垂直且一体成型，两块固定板上加工有销孔，两固定板经固定销分别于两定向方构固定。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果表现在：

1、本实用新型中，所采用的模块化弹托装置，采用了支撑板式的弹托装置结构托起并套牢射孔弹，改变了射孔弹的原有固定方式，有利于调整射孔弹发射方向对准高陡构造带上油气井的倾角裂缝储层，解决了射孔弹的独立模块化锁紧与支撑问题。

弹托支板上连接有铰轴和滑槽销，便于与定向钢构配合，铰轴用于与定向钢构实现转动功能，滑槽销用于与定向钢构配合实现摆动定位功能；

在弹托支板上还加工有至少一个分度固定孔，分度固定孔用于当摆动到设定位置后，将模块化弹托固定。

2、本实用新型中，所采用的定向钢构，采用定向方构、固定环和垫环的结构形式，结构较为简单，通过固定环和垫环将两个定向方构固定，从而用于与模块化弹托装置配合，解决了射孔器射流方向的定向问题。

3、本实用新型中，模块化弹托装置安装于两定向方构之间，模块化弹托装置的铰轴与所述定向方构上的铰轴孔配合，滑槽销与调节滑槽配合，分度固定孔与分度孔配合，这样的结构形式，当与模块化弹托配合后，一方面能使射孔器的射流方向具有定向功能，另一方面，射孔弹射流方向能可控且具有较大范围的变角度调节功能。

4、本实用新型中，定向方构上的铰轴孔、调节滑槽和弧状分度孔是呈组状分布，相邻两组之间的模块化弹托装置中的射孔弹射孔方向相反且可调，这样的结构形式，便于在同一个定向钢构上，实现多组且方向可以任意调整的模块化弹托装置的安装固定，从而使模块化弹托装置中的射孔弹的射流方向能在同一个定向钢构上实现多角度的调节。

5、本实用新型中，弹托支板上的分度固定孔为两个，这样的结构形式，便于模块化弹托装置在0-180度的角度范围内做出更加细微的角度调整和固定。

6、本实用新型中，定向方构上设置的分度孔为两排，这样的结构形式，便于模块化弹托装置在0-180度的角度范围内做出更加细微的角度调整和固定。

7、本实用新型中，射孔弹的上部为圆柱状，下部为倒圆锥台状，在圆锥台状的射孔弹下部设置有台阶和限位槽，下弹托板嵌入所述限位槽内，这样特定的结构形式，便于与模块化弹托装置配合，从而使射孔弹的固定更加方便、牢靠。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明，其中：

图1为可变射角射孔器的整体结构示意图；

图2为模块化弹托装置的主视图；

图3为模块化弹托装置的俯视图；

图4为模块化弹托装置的右视图；

图5为上弹托板的结构示意图；

图6为下弹托板的结构示意图；

图7为弹托支板的结构示意图；

图8为铰轴的结构示意图；

图9为滑槽销的结构示意图；

图10为射孔弹的结构示意图；

图11为定向钢构的结构示意图；

图12为定向方构的结构示意图；

图13为固定环的主视图；

图14为固定环的俯视图；

图15为固定环的右视图；

图16为垫环的主视图；

图17为垫环的俯视图；

图18为垫环的右视图。

图中标记：

1、固定环，2、模块化弹托装置，3、定向钢构，4、铰轴，5、固定销，6、垫环，7、射孔弹，8、卡簧，9、下弹托板，10、弹托支板，11、滑槽销，12、分度固定孔，13、上弹托板，14、方槽，15、横边，16、圆弧，17、弹孔，18、竖边，19、上横边，20、下横边，21、中竖边，22、上竖边，23、下竖边，24、安装销轴的沉头孔，25、安装滑槽销的沉头孔，26、上圆柱面，27、下圆柱面，28、螺纹，29、圆柱面，30、锥面，31、台阶，32、限位槽，33、定向方构，34、方构沉头孔，35、调节滑槽，36、铰轴孔，37、分度孔，38、头部，39、固定板，40、销孔，41、凹槽。

具体实施方式

实施例1

作为本实用新型一较佳实施方式，本实用新型公开了一种可变射角射孔器，包括模块化弹托装置2和与模块化弹托装置2配合的定向钢构3，模块化弹托装置2中安装有射孔弹7；

模块化弹托装置2包括上弹托板13、下弹托板9和两个弹托支板10，上弹托板13和下弹托板9上开有用于与射孔弹7外径相匹配的弹孔17，上弹托板13和下弹托板9之间依靠弹托支板10连接固定，弹托支板10上连接有铰轴4和滑槽销11，在弹托支板10上还加工有至少一个分度固定孔12，铰轴4位于靠近下弹托板9的弹托支板10上，分度固定孔12位于靠近上弹托板13的弹托支板10上，滑槽销11位于铰轴4和分度固定孔12之间；

定向钢构3包括两个定向方构33、固定环1和垫环6，两定向方构33平行布置，两定向方构33的一端均与固定环1连接，另一端均与垫环6连接；在定向方构33上加工有铰轴孔36、调节滑槽35和呈弧状分布的多个分度孔37，调节滑槽35位于分度孔37和铰轴孔36之间；模块化弹托装置2安装于两定向方构33之间，模块化弹托装置2的铰轴4与定向方构33上的铰轴孔36配合，滑槽销11与调节滑槽35配合，分度固定孔12与分度孔37配合。

实施例2

作为本实用新型的另一较佳实施方式，在实施例1的基础上，定向方构33上的铰轴孔36、调节滑槽35和弧状分度孔37是呈组状分布，相邻两组之间的模块化弹托装置2中的射孔弹7射孔方向相反且可调。在定向方构33上设置的分度孔37为两排。定向方构33为板材状。

固定环1包括圆形的头部38，在圆形的头部38上设置有两块平行布置的固定板39，两块固定板39与头部38垂直且一体成型，两块固定板39上加工有销孔40，两固定板39经固定销5分别于两定向方构33固定，在圆形的头部38上设置有台阶。

垫环6包括圆形的头部38，在圆形的头部38上设置有两块平行布置的固定板39，两块固定板39与头部38垂直且一体成型，两块固定板39上加工有销孔40，两固定板39经固定销5分别于两定向方构33固定。

实施例3

作为本实用新型的最佳实施方式，在实施例2的基础上，弹托支板10上的分度固定孔12为两个。射孔弹7的上部为圆柱状，下部为倒圆锥台状，在圆锥台状的射孔弹7下部设置有台阶31和限位槽32，下弹托板9嵌入限位槽32内。

实施例4

参照说明书附图1-4和11，可变射角射孔器的具体应用实例为：

①定向钢构3平行架构定向功能，两端采用固定销5紧固在固定环1上使得定向方构33平行，实现相位0°、180°定向，在两块定向钢构3的合理孔密位置上设计铰轴孔36、弧状分度孔37以及调节滑槽35。②根据射孔弹7尺寸要求构设模块化弹托装置2，在钢板上切割合适的两块弹托板与两块弹托支架，弹托板通过两边支架焊接在一起；两边支架上攻滑槽销11孔、铰轴孔36以及分度固定孔12；将滑槽销11、铰轴4焊接在两边支架上。③在射孔弹7上设计限位槽32，用卡簧8将其限位在模块化弹托装置2内。④定向方构33与模块化弹托装置2结合，通过定向方构33上的铰轴孔36与模块化弹托装置2上的铰轴4定位，滑槽销11插入调节滑槽35，铰轴4上拧上螺钉固紧，调节模块化弹托的不同相位并固定，实现单个射孔弹7变角定向；⑤把固定环1、垫环6与定向方构33通过固定销5进行固定成型。

模块化弹托装置2连接如下：将铰轴4、滑槽销11装入两边弹托支板10的圆孔内，焊接牢固；下弹托板9和上弹托板13卡入两块弹托支板10方槽14内，焊接牢固；射孔弹7套入上弹托板13和下弹托板9，用卡簧8卡入射孔弹7的限位槽32内并卡牢靠。

定向钢构3连接如下：将两块定向方构33对位固定环1和垫环6，然后通过八颗固定销5连接，并固紧。

可变射角射孔器连接如下：将模块化弹托装置2的铰轴4和滑槽销11置于定向方构33的铰轴孔36与调节滑槽35内，在铰轴4拧上螺栓；根据角度要求，拨动模块化弹托的滑槽销11，并角度与定向方构33上弧状分度孔37重合，拧上限位销；将固定环1、垫环6卡入定位方构内，各拧上二颗固定销5。

实施例5

参照说明书附图5-10，模块化弹托装置2的具体应用实例为：

如图5所示，上弹托板13是采用32#钢板切割形成，具有对称性。在方块上切割出竖边18、横边15，在方块钢板上切割圆角形成圆弧16，在方块居中位置切割出一个弹孔17，在横边15上切出方槽14。

如图6所示，下弹托板9是采用32#钢板切割形成，具有对称性。在方块上切割出横边15，在方块钢板上切割圆角形成圆弧16，在方块居中位置切割出一个弹孔17，在横边15上切出方槽14。

如图7所示，弹托支板10采用32#钢板切割形成。在方块上切割出上横边19、中竖边21、下横边20，然后切出上竖边22、下竖边23，在方块钢板上切割两个分度固定孔12，切割出一个安装销轴的沉头孔24和一个安装滑槽销11的沉头孔。

如图8所示，铰轴4采用45#圆钢车削形成。在圆钢上车出上圆柱面26、下圆柱面27，在对称轴上攻出螺纹28。

如图9所示，铰轴4采用45#圆钢车削形成。在圆钢上车出上圆柱面26、下圆柱面27。

如图10所示，射孔弹7采用45#圆钢车削形成。在圆钢上平两端，车出圆柱面29，车出锥面30，在锥面30上车出台阶31和限位槽32。

模块化弹托装置2连接如下：将铰轴4、滑槽销11装入两边弹托支板10的圆孔内，焊接牢固；下弹托板9和上弹托板13卡入两块弹托支板10方槽14内，焊接牢固；射孔弹7套入上弹托板13和下弹托板9，用卡簧8卡入射孔弹7的限位槽32内并卡牢靠。

实施例6

参照说明书附图11-18，定向钢构3的具体应用实例为：

如图11所示，定向钢构3采用定向方构33、固定环1、垫环6、固定销5相结合的结构方案，实现可变射角射孔功能。

如图12所示，定向方构33特用两块材料32#钢板，两端头上各攻两个方构沉头孔34，割出调节滑槽35，切出铰轴孔36，攻出两排弧状的分度孔37，调节滑槽35、铰轴孔36与分度孔37共同实现变角度功能；定向两端采用螺钉紧固在固定环1上使得定向方构33平行，实现相位0°、180°定向。

如图13-15所示，固定环1采用45#钢车出圆柱形，然后再铣出台阶31，再铣出凹槽41，最后在两块固定板39上分别钻出两个销孔40。

如图16-18所示，垫环6采用45#钢车出圆柱形，然后再铣出台阶，再铣出凹槽41，最后在两块固定板39分别钻出两个销孔40。

定向钢构3连接如下：将两块定向方构33对位固定环1和垫环6，然后通过八颗固定销5连接，并固紧。

Claims (7)

1.一种可变射角射孔器，其特征在于：包括模块化弹托装置（2）和与模块化弹托装置（2）配合的定向钢构(3)，模块化弹托装置(2)中安装有射孔弹(7)；

所述模块化弹托装置(2)包括上弹托板(13)、下弹托板(9)和两个弹托支板(10)，所述上弹托板(13)和下弹托板(9)上开有用于与射孔弹(7)外径相匹配的弹孔(17)，上弹托板(13)和下弹托板(9)之间依靠所述弹托支板(10)连接固定，所述弹托支板(10)上连接有铰轴(4)和滑槽销(11)，在弹托支板(10)上还加工有至少一个分度固定孔(12)，铰轴(4)位于靠近下弹托板(9)的弹托支板(10)上，分度固定孔(12)位于靠近上弹托板(13)的弹托支板(10)上，滑槽销(11)位于铰轴(4)和分度固定孔(12)之间；

所述定向钢构(3)包括两个定向方构(33)、固定环(1)和垫环(6)，两定向方构(33)平行布置，两定向方构(33)的一端均与固定环(1)连接，另一端均与垫环(6)连接；在定向方构(33)上加工有铰轴孔(36)、调节滑槽(35)和呈弧状分布的多个分度孔(37)，调节滑槽(35)位于所述分度孔(37)和铰轴孔(36)之间；

所述模块化弹托装置(2)安装于两定向方构(33)之间，模块化弹托装置(2)的铰轴(4)与所述定向方构(33)上的铰轴孔(36)配合，滑槽销(11)与调节滑槽(35)配合，分度固定孔(12)与分度孔(37)配合。

2.根据权利要求1所述的可变射角射孔器，其特征在于：所述弹托支板(10)上的分度固定孔(12)为两个。

3.根据权利要求2所述的可变射角射孔器，其特征在于：在定向方构(33)上设置的分度孔(37)为两排。

4.根据权利要求1所述的可变射角射孔器，其特征在于：所述射孔弹(7)的上部为圆柱状，下部为倒圆锥台状，在圆锥台状的射孔弹(7)下部设置有台阶(31)和限位槽(32)，下弹托板(9)嵌入所述限位槽(32)内。

5.根据权利要求1所述的可变射角射孔器，其特征在于：所述定向方构(33)为板材状。

6.根据权利要求1所述的可变射角射孔器，其特征在于：所述固定环(1)包括圆形的头部(38)，在圆形的头部(38)上设置有两块平行布置的固定板(39)，两块固定板(39)与头部(38)垂直且一体成型，两块固定板(39)上加工有销孔(40)，两固定板(39)经固定销(5)分别于两定向方构(33)固定，在圆形的头部(38)上设置有台阶。

7.根据权利要求1所述的可变射角射孔器，其特征在于：所述垫环(6)包括圆形的头部(38)，在圆形的头部(38)上设置有两块平行布置的固定板(39)，两块固定板(39)与头部(38)垂直且一体成型，两块固定板(39)上加工有销孔(40)，两固定板(39)经固定销(5)分别于两定向方构(33)固定。

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