专利名称：油管传输复合射孔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油、天然气勘探和开采作业中的复合射孔器，尤其是涉及一种将复合火药推进剂外装的复合射孔器。
背景技术：
复合射孔技术是近几年发展起来的一种可以将常规射孔与高能气体压裂两种工艺一次进行的新型射孔方式，主要用于低孔隙度、低渗透率地层的射孔作业，其主要原理是在常规射孔器上增加高能复合火药组成复合射孔器，利用油管或者电缆将复合射孔器输送到油层位置并引爆，在聚能射孔弹穿孔的同时，所产生金属射流或高温质点点燃复合火药， 复合火药燃烧产生大量气体，形成较高的压力脉冲，通过射孔孔道对地层进行压裂作业，可以破坏射孔造成的压实带，在岩石中形成一定长度的裂纹，改善油气流动通道，提高油气井的出油率。目前国内常用的复合射孔器根据复合火药装配位置的不同分为内置式复合射孔器和下挂式复合射孔器。内置式复合射孔器是将高能复合火药装填于射孔枪枪管内部，通过射孔弹爆炸时产生的爆轰能量点燃复合火药，产生高能气体，对地层进行压裂。内置式复合射孔器又分为两种实现方式一种是将复合火药药片装于射孔枪弹架管内射孔弹与射孔弹之间的空隙处，另一种是将与弹架管相同形状而内径稍大的复合火药筒套于弹架管外侧。内置式复合射孔器的缺陷在于高能复合火药置于射孔枪管之内，能量被约束，对地层的压裂造缝能力不足；而且复合火药被引燃后，产生的能量容易产生聚集，如果射孔枪强度不够会产生炸枪事故，使枪身卡在作业井套管处，为油田带来巨大损失。另外，内置式复合射孔器中装药量和射孔弹的孔密也受到限制。另外一种复合射孔器是下挂式复合射孔器，它通过将复合火药药柱悬挂连接在射孔枪尾部来实现射孔与压裂联作的目的。尽管这种下挂式的复合射孔器克服了内置式复合射孔器容易产生炸枪事故以及装药量和射孔弹孔密受限制的缺陷，但在实际使用中其射孔段和压裂段不是同一层位，只能起到隔层压裂的作用，故能量利用率低，压裂造缝效果有限，而且现场装配不方便。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有复合射孔器存在的问题，提供一种油管传输复合射孔器，本实用新型将复合火药推进剂外装，装药量大，对地层压裂效果好，置火药筒的能量直接释放到井筒中，对射孔枪的冲击较小，不会产生炸枪事故，具有较高的安全性。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种油管传输复合射孔器，包括射孔枪，其特征在于还包括套在射孔枪管上且由复合火药浇铸固化而成的外置压裂筒，所述外置压裂筒两端通过两个固定在射孔枪管上的保护环限位在射孔枪管上。[0010] 所述外置压裂筒呈圆筒状。 所述外置压裂筒为一节或多节。所述保护环包括呈环状的限位圈，所述限位圈上开有螺钉孔，螺钉孔内设置有限位螺钉。所述射孔枪管上开有与限位螺钉配合固定的盲孔。所述限位圈的外径大于外置压裂筒的外径。所述射孔枪管包括一节或多节射孔枪单管，射孔枪管连接有保护接头。所述保护接头包括枪头、中间接头和枪尾，所述枪头与射孔枪管一端连接，枪尾与射孔枪管另一端连接，中间接头与枪头连接将相邻两节射孔枪单管连接成一整体，所述保护接头上均设置有纵向溢流槽，所述纵向溢流槽沿保护接头轴线环形阵列分布。所述纵向溢流槽的数量为4一6个。所述保护接头的外径大于外置压裂筒的外径。所述枪头一端设置有与射孔枪管螺纹配套的外螺纹，另一端设置有与起爆装置配套的内螺纹。所述中间接头两端均为外螺纹，且两端螺纹相同。所述枪尾两端均为外螺纹，一端螺纹与射孔枪管螺纹配套，另一端连接有井下压力-时间曲线采集仪。本实用新型的优点在于一、本实用新型还包括套在射孔枪管上且由复合火药浇铸固化而成的外置压裂筒，所述外置压裂筒两端通过两个固定在射孔枪管上的保护环限位在射孔枪管上，外置压裂筒燃烧性能稳定，可进行优化设计，可模拟出其在井内特定条件下的燃烧过程及结果，生成燃气的压力-时间曲线等，为合理选择药量及装配位置提供参考依据，可以避免地面设计失误造成事故。二、本实用新型所用外置压裂筒为复合火药，具有耐温、耐蚀性能好、高能钝感的优点，对井下流体具有很好的相容性，机械强度高，对静电、撞击、摩擦、火焰钝感，具有极高的安全使用性的优点。三、本实用新型采用将外置压裂筒套于射孔枪管外部的装配方式，相对于常规的内置式复合射孔器和下挂式复合射孔器的火药装配方式，具有装药量大，配套射孔枪孔密不受限制，火药燃烧能量直接释放到井筒中，对射孔枪冲击小，不易产生炸枪事故，压裂造缝效果好的优点。四、本实用新型中外置压裂筒为固定长度单层环状圆筒，这种结构具有易于与射孔枪进行装配，现场使用方便，作业效率高的特点。五、本实用新型外置压裂筒两端采用保护环进行固定，保护环中的限位圈外径大于外置压裂筒外径，限位圈上开有与限位螺钉配套的螺钉孔，装配时限位螺钉穿过限位圈螺钉孔并固定与射孔枪管上的盲孔内，这种结构具有定位准确可靠，保护外置压裂筒下井过程中不受损坏的优点。六、本实用新型中，射孔枪管为一节或者多节，外置压裂筒为一节或者多节，这种结构具有下井作业时，射孔及压裂联作长度可调，即可用于长井段作业，也可用于短井段作业的优点。[0029]七、本实用新型中设置有保护接头，保护接头外径大于外置压裂筒的外径，这种结构具有可有效避免外置压裂筒与井壁碰撞受损以及保证作业时射孔枪管柱不发生偏心的优点。八、本实用新型中保护接头均沿其轴线环形阵列排布有4一6个纵向溢流槽，这种结构的接头具有提高井筒中压力传递速度，有效降低保护接头所受纵向冲击的优点。九、本实用新型下端可连接井下压力-时间曲线采集仪，具有实时记录射孔枪发射及药剂燃烧过程中井筒内压力随时间变化的曲线，可对施工效果进行监测和评价的优
点ο
图1为本实用新型结构示意图图2为本实用新型保护环结构示意图图3为本实用新型枪头主视半剖面结构示意图图4为图3的A— A剖面结构示意图图5为本实用新型中间接头主视半剖面结构示意图图6为图5的A— A剖面结构示意图图7为本实用新型枪尾主视半剖面结构示意图图8为图7的A— A剖面结构示意图图中标记为1、枪头，2、射孔枪管，3、弹架管，4、射孔弹，5、限位圈，6、限位螺钉，7、 外置压裂筒，8、导爆索，9、中间接头，10、枪尾，11、井下压力-时间曲线采集仪，12、保护环， 13、纵向溢流槽。
具体实施方式
一种油管传输复合射孔器，包括射孔枪，还包括套在射孔枪管2上且由复合火药浇铸固化而成的外置压裂筒7，所述外置压裂筒7两端通过两个固定在射孔枪管2上的保护环12限位在射孔枪管2上。本实用新型中，所述外置压裂筒7呈圆筒状。并且所述外置压裂筒7可以根据实际需要设置为一节或多节。所述保护环12包括呈环状的限位圈5，所述限位圈5上开有螺钉孔，螺钉孔内设置有限位螺钉6。本实用新型中，所述射孔枪管2上开有与限位螺钉6配合固定的盲孔。本实用新型中，所述限位圈5的外径大于外置压裂筒7的外径。本实用新型中，所述射孔枪管2包括一节或多节射孔枪单管，射孔枪管2连接有保护接头，射孔枪管2可根据实际需要选择一节或多节。本实用新型中，所述保护接头包括枪头1、中间接头9和枪尾10，所述枪头1与射孔枪管2 —端连接，枪尾10与射孔枪管2另一端连接，中间接头9与枪头1连接将相邻两节射孔枪单管连接成一整体，也即是，相邻两节射孔枪单管中，其中一节上连接有中间接头 9，另一节上连接有枪头1，中间接头9与枪头1连接后即可将相邻两节射孔枪单管连接成一整体。所述保护接头上均设置有纵向溢流槽13，所述纵向溢流槽13沿保护接头轴线环形阵列分布。所述纵向溢流槽13的数量为4一6个。所述保护接头的外径大于外置压裂筒7的外径。进一步地，所述枪头1 一端设置有与射孔枪管2螺纹配套的外螺纹，另一端设置有与起爆装置配套的内螺纹。所述中间接头9两端均为外螺纹，且两端螺纹相同。所述枪尾 10两端均为外螺纹，一端螺纹与射孔枪管2螺纹配套，另一端连接有井下压力-时间曲线采集仪11。以下对本实用新型作进一步说明首先将具体作业井的井况和地质参数输入地面模拟软件，模拟计算出外置压裂筒 7的装载量及其排布位置和方式。本实用新型装配中以单根射孔枪管为基本单元进行装配。每个单元独立装配后， 在下井过程中，通过中间接头9进行连接。参考常规射孔器的装配方法，将射孔弹4、导爆索8装入弹架管3上，再一起装入射孔枪管2并定位。按照预先设计好的排布方式将外置压裂筒7套于射孔枪管2外指定位置，限位圈 5装在外置压裂筒7两端，限位螺钉6穿过限位圈5的螺钉孔固定于射孔枪管2的盲孔内， 再将指定规格的标准螺钉安装在限位圈6上。按照以上所述方法将一节或多节外置压裂筒7安装于射孔枪管2外部指定位置处。将保护接头，包括枪头1、中间接头9、以及枪尾10按照常规射孔枪的装配方法安装于射孔枪管2预定位置，其中，枪头1应安装于下井射孔枪管最上部一根射孔枪单管的上部，枪尾应安装于下井射孔枪单管最下部一根射孔枪的尾部将井下压力-时间曲线采集仪 11安装在枪尾10下部。最后利用油管传输方式将连接好的复合射孔器下放至套管的油层位置，校准深度后，引爆导爆索8，导爆索再依次引爆射孔弹4，射孔弹4输出高温金属射流，一方面将套管、 混凝土层、含油气岩层射出孔道，另一方面引燃套在射孔枪管2外的外置压裂筒7，外置压裂筒7燃烧产生高温高压气体进入射孔孔道，并在射孔孔眼周围形成多径向裂缝，从而达到破坏射孔压实带，沟通地层的天然裂缝，提高渗透率，降低表皮系数，改善油气流动通道的目的。射孔作业完成后，起出作业管柱，读取井下压力-时间曲线采集仪11记录的数据， 对作业过程进行评价。
权利要求1.一种油管传输复合射孔器，包括射孔枪，其特征在于还包括套在射孔枪管(2)上且由复合火药浇铸固化而成的外置压裂筒(7)，所述外置压裂筒(7)两端通过两个固定在射孔枪管(2)上的保护环(12)限位在射孔枪管(2)上。
2.根据权利要求1所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述外置压裂筒(7)为一节或多节。
3.根据权利要求1或2所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述保护环(12)包括呈环状的限位圈(5)，所述限位圈(5)上开有螺钉孔，螺钉孔内设置有限位螺钉(6)。
4.根据权利要求3所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述限位圈(5)的外径大于外置压裂筒(7)的外径。
5.根据权利要求1、2或4所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述射孔枪管(2) 包括一节或多节射孔枪单管，射孔枪管(2 )连接有保护接头。
6.根据权利要求5所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述保护接头包括枪头(I)、中间接头(9)和枪尾(10)，所述枪头(1)与射孔枪管(2)—端连接，枪尾(10)与射孔枪管(2)另一端连接，中间接头(9)与相邻两节射孔枪单管连接，所述保护接头上均设置有纵向溢流槽(13)，所述纵向溢流槽(13)沿保护接头轴线环形阵列分布。
7.根据权利要求6所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述纵向溢流槽(13)的数量为4一6个。
8.根据权利要求6或7所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述保护接头的外径大于外置压裂筒(7)的外径。
9.根据权利要求8所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述枪头(1)一端设置有与射孔枪管(2)螺纹配套的外螺纹，另一端设置有与起爆装置配套的内螺纹。
10.根据权利要求9所述的油管传输复合射孔器，其特征在于所述枪尾(10)两端均为外螺纹，一端螺纹与射孔枪管(2)螺纹配套，另一端连接有井下压力-时间曲线采集仪(II)。
专利摘要本实用新型公开了一种油管传输复合射孔器，包括射孔枪，还包括套在射孔枪管上且由复合火药浇铸固化而成的外置压裂筒，所述外置压裂筒两端通过两个固定在射孔枪管上的保护环限位在射孔枪管上。本实用新型将复合火药推进剂外装，装药量大，对地层压裂效果好，置火药筒的能量直接释放到井筒中，对射孔枪的冲击较小，不会产生炸枪事故，具有较高的安全性。
文档编号E21B43/119GK202284464SQ201120432279
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者冯启先, 吴木旺, 吴治华, 吴泽林, 徐德昭, 李三喜, 杨仁元, 蔡军, 蚁步钺, 重成兴, 高永强 申请人:中国航天科技集团公司川南机械厂