CN2321939Y - 石油开采射孔方位石英式定向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型包含壳体、自动导向键、石英摆片、电极、放大电路、永久磁钢、反馈线圈、负载电阻和直流稳压电源。放大电路、永久磁钢、负载电阻及直流稳压电源装在壳体中。石英摆片以支点支于壳体中,反馈线圈装在石英摆片上,反馈线圈位于永久磁钢磁极之间,电极紧贴石英摆片下端的两侧。壳体下端装自动导向键,自动导向键插入油管自动导向座上使壳体与油管结合。本实用新型优点是可使射弹对正裂缝射孔,准确性高。

Description

石油开采射孔方位石英式定向装置

本实用新型属于石油开采射孔定向技术领域。

在石油开采作业中，当完井下套管以后，应向井壁发射射孔弹布孔，便于石油渗出，进行采油。在常规技术中，常使用全方位射孔，会对套管造成较大的损伤，且针对性不强，效果不理想。在裂缝性油田藏油气井中均有天然缝，对正缝进行射孔，以沟通天然裂缝，可以显著提高产油量。对于国内、外采油业，对正井壁缝进行射孔，均是一项新技术。已有的定向技术，如机械法、电磁法、放射性法、密度法和转节偏心法等，虽有定向作用，均不能解决准确对裂缝方向射孔的问题。

本实用新型的目的在于提供一种采用石英加速度计进行准确对正裂缝方位射孔的定向装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种石油开采射孔方位石英式定向装置，包含壳体，自动导向健，石英摆片，电极，放大电路，永久磁钢，反馈线圈，负载电阻及直流稳压电源。壳体为一密封壳体，可放置于油管中，自动导向健装在壳体最下端，插入安装在其上装有射孔枪的末节油管中的自动导向座中，将壳体与油管连接。放大电路、永久磁钢、负载电阻及直流稳压电源均装在壳体内，石英摆片以支点支于壳体中，其下端可向左、向右摆动，反馈线圈装在石英摆片上，反馈线圈位于永久磁钢的两个磁极之间，石英摆片的上端接地，两个电极紧贴石英摆片的左、右两侧，其中一个电极与放大电路的同相输入端连接，另一电极与反相输入端连接。放大电路由直流稳压电源供电，其输出端与反馈线圈的输入端连接，反馈线圈的输出端连接负载电阻的一端，负载电阻另一端接地，取负载电阻两端的电压作为定向装置的信号输出电压，便于检测。自动导向键插入自动导向座后，即壳体与油管连接后，壳体中石英摆片的朝向与油管中射孔枪的朝向一致。

在定向作业中，首先将油管串下到已安装好的油井套管中，套管具有一空的斜度和斜向方位A₁，油管也就具有同样的斜度和方位。油管串的末节油管的下段装数发指向同一方向的射孔弹，射孔弹的上方油管上安装自动导向座，自动导向座上有起爆装置，并有导火索与各发射孔弹连接。将定向装置连用测深仪一齐下到末节油管中，定向装置壳体上的自动导向键即插入油管上的自动导向座中，将定向装置与油管连接。此后，继续下放油管串，直至定向装置所在的末节油管达到天然裂缝所在的深度，此深度由深度仪测出，由于与本实用新型技术无关，故不赘述。

通电使定向装置工作，并缓慢转动油管串，石英摆片也随同油管一起转动。石英摆片具有一定质量m，在重力加速度a作用下，在石英摆片上即产生重力F，重力F可分解为垂直分量F_Y和水平分量F_x，水平分量F_x使石英摆片下端离开原平衡位置而向左、右摆动并产生电压U₁，电压Ui输入放大电路，放大电路输出电流i，电流i输入反馈线圈及负载电阻，电流i输入反馈线圈时，产生反馈力F_f，使石英摆片恢复到原平衡位置，同时，负载电阻上产生信号输出电压U_o输到井上。在平稳状态下，

F_x=F_f

而F_x=ma_x

式中，a_x为重力加速度a的水平分量，而反馈力F_f与永久磁钢的磁感应密度β、反馈线圈的导体总长度L及电流i有关

F_f=BL_i

在平衡条件下，ma_x=BL_i故 $i=\frac{m}{\mathrm{BL}}\·a_x$

可见，电流i的大小，与作用在石英摆片上的重力加速度的水平分量a_x成正比，而a_x则与石英摆片在转动中所朝向的方位有关，也就是，负载电阻两端输出的信号电压Uo的大小与石英摆片所朝向的方位有关。

当石英摆片的朝向方位与油管即套管的朝向方位一致时，作用在石英摆片上的重力加速度的水平分量a_x达到最大值，负载电阻输出电压Uo也达到最大值。反复转动油管即石英摆片数次，即可确定输出电压Uo为最大值时石英摆片朝向的方位为套管朝向的方位A₁。

根据预先测定的裂缝的方位A₂，即可确定套管朝向方位A₁与裂缝方位A₂之差

A₂-A₁=β据此，将油管从方位为A₁的位置，转动β角度，即可转到与缝方位A₂相对应的位置上，此时射孔枪即正对裂缝。

将定位装置从油管中起出后，往油管中放下引爆器，引爆自动导向器上的起爆药，通过导火索将射孔弹引爆发射，射入井壁裂缝部位。

本实用新型的优点是体积小，精度高，不需复杂的机械装置，较好地解决了定向射孔问题，在石油开采中有很大的实用意义。

图1为本实用新型的结构图。图2为本实用新型在井下的应用图。对图1、图2说明如下：1为壳体，2为自动导向健，3为石英摆片，4为电极，5为放大电路，6为永久磁钢，7为反馈线圈，8为负载电阻，9为直流稳压电源，10为套管，11为末节油管，12为自动导向座，13为射孔枪。

Claims (1)

1、一种石油开采射孔方位石英式定向装置，包含壳体(1)、自动导向链(2)，其特征在于还包含石英摆片(3)、电极(4)、放大电路(5)、永久磁钢(6)、反馈线圈(7)、负载电阻(8)和直流稳压电源(9)；壳体(1)为一密封壳体，作业时放置于油管中，自动导向键(2)装在壳体(1)的最下端，插入安装在其上装有射孔枪的末节油管上的自动导向座(12)中，将壳体(1)与油管连接；放大电路(5)、永久磁钢(6)、负载电阻(8)和直流稳压电源(9)装在壳体(1)内；石英摆片(3)以支点支于壳体(1)中，其下端可向左、向右摆动，反馈线圈(7)装在石英摆片(3)上，反馈线圈(7)位于永久磁钢(6)的两个磁极之间，石英摆片(3)的上端接地，两个电极(4)紧贴石英摆片(3)下端的左、右两侧，其中一个电极与放大电路(5)的同相输入端连接，另一电极与放大电路(5)的反相输入端连接；放大电路(5)由直流稳压电源(9)供电，其输出端与反馈线圈(7)的输入端连接，反馈线圈(7)的输出端与负载电阻(8)的一端连接，负载电阻(8)的另一端接地，取负载电阻(8)两端的电压作为定向装置输到井上便于检测的信号输出电压；在自动导向键(2)插入自动导向座(12)后，即壳体(1)与油管连接后，壳体(1)中的石英摆片(3)的朝向与油管上的射孔枪的朝向一致；作业时，转动油管，壳体(1)和其中的石英摆片(3)随之一起转动，在重力加速度作用下，石英摆片(3)会向左、向右摆动并产生电压，此电压经电极(4)输入放大电路(5)，放大电路(5)输出电流至反馈线圈(7)和负载电阻(8)，反馈线圈(7)即产生反馈力使石英摆片(3)恢复到原平衡位置，同时，负载电阻(8)上产生信号输出电压，此信号输出电压在石英摆片(3)的朝向方位与油管即套管的朝向方位一致时达到最大值，据此定出油管的初始方位即套管的朝向方位，然后根据预先测定的裂缝方位与套管朝向方位之差β角，再转动油管β角度，便可使射孔枪对正裂缝的方位。

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