CN213627539U - 一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，其施工作业管柱包含油管、减震器、起爆装置、射孔器、双公接头、第一延时传爆装置、高能气体发生装置和动态负压装置等组成。首先对储层进行射孔，然后高能推进剂在井下对准储层燃烧产生高温高压气体，在射孔孔道周围形成微裂缝，沟通天然地层，最后按设计时间错开高能推进剂燃烧峰值压力，开孔弹射孔打开负压仓，在射孔段形成动态负压，使得井筒压力不断振荡强力冲洗清洁地层岩隙和孔道周围的污染物，解除污染。

Description

一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置

技术领域

本实用新型涉及一种油气井用油气增产技术，属于石油完井领域，尤其涉及一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置。

背景技术

目前在中国陆地油田和海洋油田有许多老井，因为开采时间长，储层射孔孔道和天然裂缝堵塞，严重影响油井产能正常发挥。另外，受国际低油价的影响，中国大部分油田减少开钻新井的数量，通过采用新工艺和新技术提高老井产量，达到降本增效和稳产的目的。高能气体压裂技术和动态负压技术均为现有油气田广泛使用的增产技术，且取得了一定的效果。高能气体压裂技术是在射孔弹射孔后，燃烧产生高温高压气体对地层做功，在射孔孔道周围形成微裂缝，并沟通地层天然裂缝，增加油气导流能力。其缺点是对地层作用时间过短，无法彻底解除射孔孔道压实带。动态负压射孔技术是在射孔弹射孔后，通过机械开孔或是开孔弹开孔方式，产生空腔使得井筒和地层液体回流，强力冲洗清洁射孔孔道岩隙和孔道周围的污染物和压实带，改善地层表皮系数，提高渗透率。其缺点是无法对地层造缝和沟通地层天然裂缝，增产效果有限。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：为了提高石油开采增产技术能力，研究者发明了一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，采用油管输送的方式，将作业管柱输送至施工目的层，采用投棒(直井)或加压(斜井)的方式点火，起爆装置将射孔枪引爆射孔，在延时传爆装置的作用下延时数百毫秒后压裂弹依次逐级燃烧，产生压力脉冲，对储层孔道进行压裂改造。最后延时传爆装置在延时数百毫秒后引爆开孔弹开孔，瞬间使得枪管上形成多个不小于20mm的孔眼，产生空腔使得井筒和地层液体回流，在射孔段形成动态负压，使得井筒压力不断振荡强力冲洗清洁射孔孔道岩隙和孔道周围的污染物和压实带。

本实用新型的技术方案是：一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，包括油管、减震器、起爆装置、射孔器、第一延时传爆装置、高能气体发生装置和动态负压装置，其中油管、起爆装置、射孔器、第一延时传爆装置、高能气体发生装置依次连接；高能气体发生装置通过第二延时传爆装置与动态负压装置连接；减震器位于起爆装置上端的油管上方，射孔器内装有若干射孔弹；

所述动态负压装置包括定位盘、枪管、弹架、导爆索、传爆管和枪尾；枪管为两端开口的空腔柱状体，一端与公母接头固连，另一端与枪尾固连；弹架位于空腔体内，弹架两端安装定位盘；弹架上开有装弹孔，开孔弹安装在弹孔内；导爆索缠绕在动态负压装置中开孔弹的导爆索槽上后，经公母接头中心孔穿出，在导爆索端面上连接传爆管；

所述高能气体发生装置包含筛管、上连接件、高能推进剂、中间连接件、下连接件、导爆索和传爆管；筛管为两端开口的空腔柱状体，两端分别与第二公母接头和第二双公接头连接；管壁上开有若干通孔，通孔轴线相互平行，且与筛管轴线相互垂直；三个连接件均为两端开口的空腔柱状体，自筛管一端起，上连接件、中间连接件和下连接件依次在筛管内同轴布置且相互存在间距不接触；高能推进剂位于筛管中部且与筛管管壁不接触，沿轴线开有通孔，并通过连接件与筛管同轴放置；导爆索依次穿入高能气体发生装置中的上连接件、高能推进剂、中间连接件、下连接件的通孔中，两端分别连接传爆管。

本实用新型的进一步技术方案是：所述高能推进剂包括第一高能推进剂和第二高能推进剂，两个位于筛管内相互不接触；第一高能推进剂中心通孔内一端连接上连接件，另一端插入连接中间连接件的一端；第二高能推进剂中心通孔内一端连接下连接件，另一端连接中间连接件的另一端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述起爆装置参考授权专利ZL201420464502.5中的装置。

本实用新型的进一步技术方案是：所述延时传爆装置参考授权专利ZL201220535887.0中的结构。

本实用新型的进一步技术方案是：所述延时传爆装置延期时间大于100ms。

本实用新型的进一步技术方案是：所述连接件材料为钢件材料或铝件材料制成。

发明效果

本发明的技术效果在于：本装置结合高能气体压裂技术和动态负压技术并与射孔和延时点火技术进行结合，形成了新的石油开采技术，能够形成更好地增产效果。首先对储层进行射孔，然后高能推进剂在井下对准储层燃烧产生高温高压气体，在射孔孔道周围产生冲击作用形成微裂缝，沟通天然地层，并产生水力振荡，清除孔道周围污垢等堵塞物，改善油流通，最后按设计时间错开高能推进剂燃烧峰值压力，开孔弹射孔打开负压仓，液体急速充填入负压仓内，目的层段产生瞬间压力波动，地层压力迅速下降，产生从射孔孔道向井内产生液体高速回流现象，在这个过程中，回流液体强力冲洗清洁地层岩隙和孔道周围的污染物，达到解除污染、疏通孔道的效果。本装置创新性的将高能气体压裂技术、动态负压技术、射孔技术、延迟点火技术结合在一起，改造储层能力相较于单一技术更强，增产效果更好。同时，该技术成熟度高，施工时风险可控，安全性好。可适用于直井、斜井和水平井，工艺结构形式多样，施工时可根据井况选择，结构简单，现场操作方便。本实用新型中延迟点火技术的应用，能够合理地错开射孔、高能气体压裂产生峰值压力和动态负压作用的时间段，不仅能够实现很好的作业效果，而且能够增加施工的安全性。

附图说明

图1.一种油气井射孔孔道压裂清洁增产施工工艺作业示意图。

附图标记说明：1-油管；2-减震器；3-起爆装置；4-公母接头；5-射孔器；6-双公接头；7-第一延时传爆装置；8-高能气体发生装置；9-动态负压装置；22—第二延时起爆装置

图2.高能气体发生装置结构示意图。

附图标记说明：10-筛管；11-上连接件；12-第一高能推进剂；13-中间连接件；14-下连接件；15-导爆索；16-传爆管；23—第二高能推进剂

图3.动态负压装置结构示意图。

附图标记说明：17-定位盘；18-枪管；19-弹架；20-开孔弹；21-枪尾

具体实施方式

参见图1—图3，本实用新型的技术方案是：一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，其施工作业管柱包含油管、减震器、起爆装置、公母接头、射孔器、双公接头、延时传爆装置、高能气体发生装置、动态负压装置。射孔器安装有若干射孔弹，上端与起爆装置通过公母接头螺纹连接，下端与延时传爆装置通过双公接头螺纹连接。减震器安装在起爆装置的上端1～2支油管处，延时传爆装置下端顺序螺纹连接高能气体发生装置、延时传爆装置和动态负压装置。所述公母接头所述公母接头整体为圆柱体，外壁为多阶状，直径为73mm～127mm，沿轴线开有多阶状通孔，且大径端孔内设有内螺纹和密封面。所述双公接头整体为圆柱体，外壁为多阶状，且直径为73mm～127mm，外壁上设有外螺纹和密封面；沿轴线开有多阶状通孔，且大径端孔内设有内螺纹和密封面。

所述高能气体发生装置，包含由筛管、上连接件、高能推进剂、中间连接件、下连接件、公母接头、双公接头、导爆索和传爆管组成。所述筛管外径为73mm～127mm的圆柱形管体，在管体上螺旋分布多排通孔，孔径不小于18mm。所述高能推进剂若干通过中间连接件连接完成后，两端分别连接上连接件和下连接件最后在高能推进剂中心孔内穿过导爆索，并在导爆索两端安装传爆管。最后放入筛管中，在筛管两端分别螺纹安装公母接头和双公接头。

所述动态负压装置，包含由定位盘、枪管、弹架、开孔弹、导爆索、传爆管、公母接头和枪尾组成。所述弹架两端安装定位盘。在弹架上设有装弹孔，开孔弹安装在弹孔内，然后将导爆索安装在开孔弹导爆索槽中，并在导爆索一端安装传爆管，完成后将弹架放置在枪管中，在枪管靠近传爆管一端螺纹安装公母接头，另一端螺纹安装枪尾。所述枪管外径为73mm～127mm的圆柱形管体，外表面设有盲孔，盲孔直径为18～32mm。所述延时传爆装置(7)延期时间为100ms以上。

在井下作业时，通过环空或油管内加液压方式激发起爆装置起爆，传爆管和导爆索传爆引爆射孔器中的射孔弹射孔，经延时传爆装置延时大于100ms后，通过传爆管和导爆索传爆引燃高能气体发生装置中的高能推进剂，燃烧产生大量的高温高压气体对地层造缝，再次经延时传爆装置延时大于100ms后，通过传爆管和导爆索传爆引爆动态负压装置中的开孔弹在枪体上开孔，形成动态负压。

一种油气井射孔孔道压裂清洁增产施工工艺，包括以下步骤：

步骤1、根据压裂施工段要求，选取所需要的起爆装置、射孔弹、压裂弹数量(两节)、延时传爆装置(延时时间≥100ms)、开孔弹、导爆索、传爆管、射孔枪、减震器、油管、筛管、上连接件、中间连接件、下连接件、公母接头、双公接头、枪尾、密封圈、动态负压装置用枪管、弹架等。

步骤2、起爆装置、延时传爆装置、上连接件、中间连接件、下连接件、公母接头、双公接头、枪尾全部装配密封圈，放置待用；

步骤3、将射孔弹和导爆索装配到射孔枪中，在导爆索两端分别安装传爆管，然后射孔枪两端螺纹安装公母接头和双公接头，射孔器装配完成，放置待用；

步骤4、将两节高能推进剂通过中间连接件连接在一起，完成后，在两端分别连接上连接件和下连接件，最后在压裂弹中心孔内穿过导爆索，并在导爆索两端安装传爆管，然后放入筛管中，在筛管两端分别螺纹安装公母接头和双公接头，高能气体发生装置按图2所示的结构完成装配，放置待用；

步骤5、将开孔弹装入动态负压装置弹架中，然后将导爆索安装在开孔弹导爆索槽中，完成后将弹架放置在枪管中，并在导爆索一端安装传爆管，在枪管靠近传爆管一端螺纹安装公母接头，另一端螺纹安装枪尾，动态负压装置按图3所示的结构完成装配，放置待用；

步骤6、将步骤1～步骤5准备好和安装好的零部件按照图1所示的作业管柱在井口进行连接和装配；

步骤7、用油管输送方式，将图1作业管柱输送至压裂目的层，坐好井口后，用投棒(直井情况)或加压(斜井或水平井)方式进行起爆，对地层进行射孔、高能气体脉冲压裂和动态负压连续作业，施工完成后，提出管柱。

Claims (4)

1.一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，其特征在于，包括油管(1)、减震器(2)、起爆装置(3)、射孔器(5)、第一延时传爆装置(7)、高能气体发生装置(8)和动态负压装置(9)，其中油管(1)、起爆装置(3)、射孔器(5)、第一延时传爆装置(7)、高能气体发生装置(8)依次连接；高能气体发生装置(8)通过第二延时传爆装置(22)与动态负压装置(9)连接；减震器(2)位于起爆装置(3)上端的油管(1)上方，射孔器(5)内装有若干射孔弹；

所述动态负压装置(9)包括定位盘(17)、枪管(18)、弹架(19)、导爆索(15)、传爆管(16)和枪尾(21)；枪管(18)为两端开口的空腔柱状体，一端与公母接头(4)固连，另一端与枪尾(21)固连；弹架(19)位于空腔体内，弹架(19)两端安装定位盘(17)；弹架(19)上开有装弹孔，开孔弹安装在弹孔内；导爆索(15)缠绕在动态负压装置(9)中开孔弹的导爆索槽上后，经公母接头(4)中心孔穿出，在导爆索(15)端面上连接传爆管(16)；

所述高能气体发生装置(8)包含筛管(10)、上连接件(11)、高能推进剂、中间连接件(13)、下连接件(14)、导爆索(15)和传爆管(16)；筛管(10)为两端开口的空腔柱状体，两端分别与第二公母接头(4)和第二双公接头(6)连接；管壁上开有若干通孔，通孔轴线相互平行，且与筛管(10)轴线相互垂直；三个连接件均为两端开口的空腔柱状体，自筛管(10)一端起，上连接件(11)、中间连接件(13)和下连接件(14)依次在筛管(10)内同轴布置且相互存在间距不接触；高能推进剂位于筛管(10)中部且与筛管(10)管壁不接触，沿轴线开有通孔，并通过连接件与筛管(10)同轴放置；导爆索(15)依次穿入高能气体发生装置(8)中的上连接件(11)、高能推进剂、中间连接件(13)、下连接件(14)的通孔中，两端分别连接传爆管(16)。

2.如权利要求1所述的一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，其特征在于，所述高能推进剂包括第一高能推进剂(12)和第二高能推进剂(23)，两个位于筛管(10)内相互不接触；第一高能推进剂(12)中心通孔内一端连接上连接件(11)，另一端插入连接中间连接件(13)的一端；第二高能推进剂(23)中心通孔内一端连接下连接件(14)，另一端连接中间连接件(13)的另一端。

3.如权利要求1所述的一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，其特征在于，所述延时传爆装置(7)延期时间大于100ms。

4.如权利要求1所述的一种油气井射孔孔道压裂清洁增产装置，其特征在于，所述连接件材料为钢件材料或铝件材料制成。

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