[實(shí)用新型]帶延時(shí)調(diào)壓機(jī)構(gòu)的高效復(fù)合射孔裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620149078.0
• 申請(qǐng)日: 2006-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN200978656Y
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史慧生;張萬(wàn)忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院;營(yíng)口市石光石油機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21B43/00
• 分類號(hào): E21B43/00;E21B43/11;E21B43/26
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一.技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種油井用完井裝置，具體的說(shuō)是一種將射孔和壓裂兩項(xiàng)作業(yè)結(jié)合在一起的、帶延時(shí)調(diào)壓機(jī)構(gòu)的高效復(fù)合射孔裝置。

二.背景技術(shù)

在石油勘探和采油時(shí)，如圖1所示要對(duì)油田先進(jìn)行鉆井及下套管，再把套管與油層之間用水泥加固，然后把裝有射孔器的射孔槍下入套管內(nèi)適當(dāng)深度，起爆射孔器，使其在套管和油層之間打出一個(gè)通道。然而，由于含油結(jié)構(gòu)的差異，滲透能力不同，射孔之后通常不能立刻產(chǎn)油，或者不能得到滿意產(chǎn)量。因此還要進(jìn)行壓裂。即將含有壓裂砂的壓裂液注入套管中，封閉井口，用壓裂車給封閉在套管中的液體加壓至500個(gè)大氣壓甚至更高，這個(gè)壓力通過(guò)壓裂液作用在孔道周圍的油層上，使其產(chǎn)生新的更深的裂紋。裂紋壓開之后，壓裂砂隨著壓裂液進(jìn)入油層裂縫中，并留在那里，使之成為永久裂紋。這樣處理后的油井一般可在3-5年內(nèi)保持穩(wěn)定高產(chǎn)。目前的問(wèn)題是壓裂作業(yè)不僅工程浩瀚，耗資巨大，而且在惡劣的環(huán)境下如沙漠海洋及交通不便的山區(qū)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

三.發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型之目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種具備射孔和壓裂兩種功能的完井裝置，使射孔和壓裂兩項(xiàng)作業(yè)一次完成。這不僅節(jié)省一半以上的人力，物力和資金而且不受環(huán)境限制，在任何場(chǎng)合中都可以實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種完井裝置，特別是一種將射孔與壓裂兩項(xiàng)作業(yè)結(jié)合在一起多功能完井裝置，它包括普通的石油射孔器和具有壓裂功能的后效作用部分，具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在普通射孔器的前方和兩側(cè)置有后效作用部分，后者包含能在瞬間產(chǎn)生大量高溫高壓氣體的含能材料。這些含能材料分成兩部分：一部分包括隨進(jìn)含能材料，側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料，兩者均裝在前倉(cāng)內(nèi)，前倉(cāng)放在射孔器前方；另一部分裝在主藥盒之中置于射孔器兩側(cè)。

前倉(cāng)底部留有供射流，炸藥爆轟產(chǎn)物及含能材料通過(guò)的圓孔，內(nèi)表面為易于含能材料噴出的流線或折線表面。前倉(cāng)為金屬，粉末冶金或其它耐溫材料制成。

隨進(jìn)含能材料可以是火藥、炸藥、推進(jìn)劑以及它們的混合物，為高密度固體環(huán)形塊狀結(jié)構(gòu)，整體為軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體，內(nèi)表面留有可以讓射流及炸藥爆轟產(chǎn)物通過(guò)的圓孔，外表面為流線或折線旋轉(zhuǎn)體表面。

在隨進(jìn)含能材料的外側(cè)加一層側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料，其作用是利用射孔器裝藥產(chǎn)生的沖擊波及裝藥爆轟產(chǎn)物的沖擊引燃側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料，使其發(fā)生快速反應(yīng)，產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向推力，使主含能材料向軸心運(yùn)動(dòng)，最后從前倉(cāng)底部圓孔中噴出。側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料燃速高于隨進(jìn)含能材料，可以是火藥、炸藥、推進(jìn)劑以及它們的混合物。為塊狀固體環(huán)形的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體。

進(jìn)入孔道中的隨進(jìn)含能材料的點(diǎn)火采用自引燃。自引燃就是利用側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料的沖擊高溫(或在其中加少量敏化劑)，使進(jìn)入孔道后的主含能材料受沖擊壓縮升溫后自燃。

主含能藥塊放在主藥盒內(nèi)，上下表面蓋有延時(shí)調(diào)壓片。主含能藥塊放在射孔彈兩側(cè)它可以是火藥，推進(jìn)劑以及它們的產(chǎn)物。為高密度固體塊狀結(jié)構(gòu)，整體為圓柱型。

由于采用了上述方案，本實(shí)用新型具有射孔和壓裂兩種功能的完井裝置可通過(guò)在射孔器前方充添含能材料來(lái)實(shí)現(xiàn)：普通射孔器引爆后，沖擊波在裝藥中高速傳播，很快到達(dá)射孔彈與后效部分(即前倉(cāng))的邊界，并以數(shù)千米/秒的速度進(jìn)入側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料，同時(shí)攜帶部分藥型罩碎片和裝藥的爆轟產(chǎn)物，使側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料在這個(gè)沖擊作用下點(diǎn)火。側(cè)向驅(qū)動(dòng)含能材料點(diǎn)火后迅速膨脹，導(dǎo)致本完井裝置內(nèi)部壓力急劇升高，將隨進(jìn)含能材料從前倉(cāng)的孔中擠出，充添在射流打出的孔道內(nèi)，然后起爆孔道中的含能材料。隨進(jìn)含能材料點(diǎn)火后瞬間產(chǎn)生大量氣體，在孔道中產(chǎn)生幾百-----上千大氣壓的高壓，這個(gè)壓力遠(yuǎn)大于油層結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，結(jié)果油層被壓開，裂出新的更深的裂縫，為地層中石油的流出提供了通道。在這個(gè)過(guò)程中槍內(nèi)始終處于高壓狀態(tài)。但由于延時(shí)和調(diào)壓機(jī)構(gòu)的作用主含能藥塊滯后才點(diǎn)火。主含能藥塊點(diǎn)火后，產(chǎn)生更多的高能氣體，將前面作業(yè)產(chǎn)生的裂縫發(fā)展延伸。這使壓裂工藝大為簡(jiǎn)化，費(fèi)用節(jié)省，作用直接，瞬間壓力可為水壓裂1-2倍，而且在任何惡劣的環(huán)境中都可以實(shí)現(xiàn)。

四.附圖說(shuō)明

圖1是石油勘探和采油的油井射孔作業(yè)示意圖。

圖2是普通石油射孔器示意圖。

圖3是本實(shí)用新型帶延時(shí)調(diào)壓機(jī)構(gòu)的高效復(fù)合射孔裝置示意圖。

五.具體實(shí)施方式