[實(shí)用新型]井下高壓水力射孔器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 97239623.3
• 申請日: 1997-05-20
• 公開（公告）號: CN2297538Y
• 公開（公告）日: 1998-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曦;張廷漢
• 申請（專利權(quán)）人: 西安市通源科技產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B43/11
• 分類號: E21B43/11
• 代理公司: 陜西師范大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 申忠才,高燕云

本實(shí)用新型屬于從井中開采油、氣、水；可溶解或溶化物質(zhì)或礦物泥漿的方法或設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

在地下開采石油和天然氣，傳統(tǒng)的工藝是在地面上打井，然后在井下用射孔彈射孔，來開采石油和天然氣。采用此工藝，成本高，射孔彈的射程不超過1米，所射的孔徑也很小，影響到油和天然氣的開采量，而且射孔彈在運(yùn)輸過程中很不安全。近年來有人發(fā)明高壓水力射孔器在井下巖石上射孔，由于射孔槍的噴咀不能隨動(dòng)，所射的孔仍然很淺。專利號為2203778A、發(fā)明名稱為《一種改進(jìn)的油井鉆孔裝置和方法》的英國專利，采用沖孔機(jī)構(gòu)在油、氣井內(nèi)的套管上沖孔，射孔槍的噴咀從沖孔器沖頭中伸出，噴射出高壓水流，在油、氣井套管外的巖石上邊前進(jìn)邊射孔，沖孔機(jī)構(gòu)和射孔槍由控制機(jī)構(gòu)來控制作業(yè)。該專利與其它相類似的水力射孔器相比，采用了隨動(dòng)射孔槍裝置，所射的孔深度有所增加，但結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，作業(yè)時(shí)很容易出故障，成本高，所射的孔徑小，孔的深度達(dá)不到高產(chǎn)要求。

上述英國專利的沖孔機(jī)構(gòu)，由高壓液體推動(dòng)活塞在缸體內(nèi)上、下移動(dòng)，活塞與連桿組件推動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)然后再推動(dòng)楔體運(yùn)動(dòng)來驅(qū)使沖頭在油、氣井套管壁上沖孔。該沖頭的結(jié)構(gòu)為：在圓柱體一端連有楔體、另一端通過螺紋聯(lián)接有圓柱底座。采用這種結(jié)構(gòu)以及聯(lián)接方式的沖頭，安裝沖頭時(shí)，沖頭楔體的刃部很難與油、氣井套管的軸線平行，一但沖頭刃部與油、氣井內(nèi)套管的軸線不平行時(shí)，沖頭需很大的力才能將油、氣井內(nèi)的套管沖裂，使力過大，沖頭很容易被損壞，又能將油、氣井內(nèi)的套管沖破，影響到油、氣井的安全生產(chǎn)。

上述英國專利射孔槍的噴咀，是在噴咀殼體內(nèi)裝有直的噴水管。采用這種結(jié)構(gòu)的噴咀在巖石上射孔，實(shí)際上所射的孔徑小，孔淺，不能實(shí)現(xiàn)油、氣井的高產(chǎn)要求。該噴咀的前端面與被侵徹的巖石面接觸，噴咀與巖石面之間的射距為零，高壓水流所射的孔徑小，孔淺，而且噴咀的前端面很容易被損壞，這種噴咀使用壽命短。此外，該噴咀在沖頭伸出的同時(shí)，從沖頭內(nèi)伸出，當(dāng)油、氣井的管壁比較厚時(shí)，在沖頭還設(shè)有把油、氣井的套管沖裂前，噴咀已移到油、氣井的套管壁上，很容易將噴咀撞壞。一但噴咀被損壞，需停止作業(yè)，將整個(gè)裝置從井下取出，更換噴咀，影響了作業(yè)進(jìn)程。

上述英國專利的控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)采用裝有增壓的氮?dú)馔苿?dòng)氣缸內(nèi)柱形活塞上的儲壓器活塞移動(dòng)，使柱形活塞移動(dòng)來控制高壓液體進(jìn)入射孔槍和沖孔機(jī)構(gòu)，沖孔機(jī)構(gòu)的活塞在沖孔缸體內(nèi)移動(dòng)、通過凸輪機(jī)構(gòu)來推動(dòng)沖頭移動(dòng)，在油、氣井套管壁上沖孔，同時(shí)，射孔槍的活塞移動(dòng)推動(dòng)射孔槍的噴咀從沖孔機(jī)構(gòu)的沖頭內(nèi)伸出，并噴出高壓水流，該控制機(jī)構(gòu)增加一套氣體推動(dòng)裝置，氣體推動(dòng)裝置很容易出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，給使用和維修增加了工作量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。

本實(shí)用新型的目的在于克服上述專利的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易將井下套管沖裂，所射的孔徑大且孔深、使用方便、維修簡單的井下高壓水力射孔器。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是：它包括設(shè)置在殼體內(nèi)下部的沖孔機(jī)構(gòu)、上部的控制機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置在控制機(jī)構(gòu)與沖孔機(jī)構(gòu)之間裝有噴咀的射孔槍，控制機(jī)構(gòu)通過進(jìn)程管和回程管與沖孔機(jī)構(gòu)和射孔槍相聯(lián)通。本實(shí)用新型的沖孔機(jī)構(gòu)：包括一端設(shè)有沖孔進(jìn)程管接頭或接孔、另一端設(shè)有沖孔端蓋以及沖孔回程管接頭或接孔的沖孔缸體，包括設(shè)置在沖孔缸體內(nèi)的沖孔活塞，也包括穿插出沖孔端蓋且一端與沖孔活塞聯(lián)接、另一端與楔體聯(lián)接的沖孔活塞桿，包括在楔體上放置的與沖頭安裝座聯(lián)接的沖頭。本實(shí)用新型射孔槍的噴咀為旋流噴咀，該旋流噴咀設(shè)置在沖孔機(jī)構(gòu)的沖頭內(nèi)，可在沖頭內(nèi)伸出或縮回。本實(shí)用新型的控制機(jī)構(gòu)：包括設(shè)有控制進(jìn)程管接頭或接孔和控制回程管接頭或接孔的控制缸體，包括設(shè)置在控制缸體內(nèi)一側(cè)的閥芯、以及另一側(cè)能使閥芯改變位移的彈性體，在閥芯中部徑向設(shè)有閥芯上活塞和閥芯下活塞將閥芯與控制缸體內(nèi)壁之間分割成進(jìn)程腔、回程腔和控制腔，在閥芯軸向加工有與閥芯徑向孔相聯(lián)通的閥芯軸向孔，包括設(shè)有進(jìn)水管接頭或接孔且與控制缸體聯(lián)接的控制端蓋。本實(shí)用新型還包括設(shè)置在殼體內(nèi)回程管與射孔槍之間的單向閥和穩(wěn)壓器，該單向閥和穩(wěn)壓器能使沖孔機(jī)構(gòu)的沖頭先沖孔，然后射孔槍的噴咀從沖頭的孔中伸出同時(shí)噴射出高壓旋轉(zhuǎn)水流。

本實(shí)用新型沖孔機(jī)構(gòu)的沖頭為：在柱體的一端設(shè)有與柱體連為一體的沖頭楔體、另一端設(shè)有至少為三棱柱的多棱柱底座且與柱體連為一體。

本實(shí)用新型沖孔機(jī)構(gòu)沖頭的柱體可以是矩形柱體、可以是階梯形柱體、也可以是圓柱體。