一种新型射孔装置的制作方法

本实用新型涉及油田天然气开采领域，是一种解决油气井生产管柱堵埋的射孔装置。

背景技术：

目前国内多数油气田的气井采用Φ139.7mm套管完井，利用Φ73油管方式采气。这种采气方式经过一段时间生产后经常发生油管采气节流阀堵塞或产气井段及附近砂埋现象，造成油管采气通道堵塞无法正常工作从而影响气产量。针对这种情况，大多采用两种方式解决问题：

1、采用套管采气方式，套管采气存在以下缺陷：

1)由于套管与油管之间环形空间大造成井下压力小，天然气采集效率低；

2)由于产层出水，采气时因压力低导致向上携水能力不够，液柱因积水升高，井下液柱压力增加，引起产层水淹问题；

2、带压作业起出油管重新安装节流阀，或者带压冲砂作业，存在安全隐患大、效率低和成本过高的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对气井采气时因采气管柱内节流阀堵塞或产气井段结蜡、砂埋导致釆气油管堵塞被迫采用套管采气或带压起下油管作业所带来的产量下降、产层水淹、成本增加和存在安全隐患的技术问题，本实用新型提供一种在气井采气管柱发生堵塞或产层砂埋时能够给油管射孔提供产气通道的装置。

本实用新型的技术解决方案：

一种新型射孔装置，其不同之处在于：包括探测工具串以及射孔工具串，所述校深探液面和砂埋工具串包括测井电缆一，以及与测井电缆一连接的声波变密度仪一、自然伽马仪一和磁性定位测井仪器一；

所述射孔工具串包括测井电缆二、设置在测井电缆二上的电缆保护装置以及依次连接的测井仪器串、射孔器和至少一节加重杆，所述测井仪器串包括均与测井电缆二连接的磁性定位测井仪器二和马笼头，所述射孔器位于马笼头的下方，所述加重杆位于射孔器的下端。所述射孔工具串依据探测工具串的探测结果工作。

进一步的，所述射孔器包括射孔枪、弹架和射孔弹，所述射孔枪为Φ51mm的常规射孔枪。这种结构在井斜小于20°时使用。

进一步的，所述射孔器包括射孔枪、弹架和射孔弹，所述射孔枪与弹架通过轴承连接，所述弹架上设置有弹孔和偏心配重块，所述偏心配重块的方向与弹孔方向相反或垂直，所述射孔弹安装在弹孔内。所述射孔枪一端与加重杆连接，所述射孔枪的另一端与马笼头连接。这种结构在井斜大于20°时使用。

进一步的，上述两种结构中，每米弹架上设置有2-3个弹孔。

进一步的，测井电缆一和测井电缆二的直径为8mm。避免射孔时电缆被挤压在射孔工具与油管间隙内导致电缆遇卡、或解卡时造成电缆断丝等损伤。

进一步的，加重杆的材料为钨钢，加重杆的尺寸为Φ51mm*500mm。加重杆可以是一节、两节或三节。既保证射孔器尺寸短，重量足顺利起下井，又有足够重量避免射孔瞬间枪身上窜过大。

进一步的，射孔弹的直径为5-8mm，实现在射孔过程不伤害套管。

本实用新型所具有的效果：

1、本实用新型利用电缆高压密闭防喷装置实现带压作业，通过精准定位对油管进行射孔，连通油管与地层之间的采气通道，既不需要带压作业起出油管又能实现利用油管采气提高气井产能。

2、本实用新型通过建立油管与套管环空的通道，在射孔过程不伤害套管。

附图说明

图1为本实用新型射孔工具串的结构示意图；

图2为本实用新型校深探液面和砂埋工具串的结构示意图；

图3、图4为本实用新型射孔器的结构示意图；

图5、图6为当井斜大于20°时，射孔器在油管内的结构示意图。

其中附图标记为：1-测井电缆二，2-电缆保护装置，3-测井仪器串，4-射孔器，5-加重杆，6-测井电缆一，7-磁性定位测井仪器一，8-自然伽马仪一，9-声波变密度仪一，14-油管，41-射孔枪，42-弹架，43-弹孔，44-轴承，45-偏心配重块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

一种新型射孔装置，包括校深探液面和砂埋工具串(即探测工具串)以及射孔工具串，如图1所示，校深探液面和砂埋工具串包括测井电缆一6，以及与测井电缆连接的声波变密度仪一9、自然伽马仪一8和磁性定位测井仪器一7；

如图2所示，射孔工具串包括测井电缆二1、设置在测井电缆二1上的电缆保护装置2以及依次连接的测井仪器串3、射孔器4和加重杆5，测井仪器串3包括均与测井电缆二连接的磁性定位测井仪器二和马笼头。

实施例2：

如图3、图4所示，射孔器包括射孔枪41、弹架42和射孔弹。弹架上设置有弹孔43和偏心配重块45，偏心配重块45的方向与弹孔43方向相反或垂直，射孔弹安装在弹孔内。射孔弹的直径为5-8mm。射孔枪和弹架之间用轴承44连接，使二者可以进行轴向相对转动，弹架内部安装偏心配重块，在重力作用下，装有偏心配重块的一边自然向下转动，偏心配重块方向与弹孔方向相反或垂直，即可避开射孔器与油管间隙最大和最小的方向实现定位。

优选的，每米弹架上设置有2-3个弹孔。

实施例3：

采用51mm射孔枪，适合于在内径62mm油管内顺利下井，同时不影响射孔效果，匹配对应的射孔弹、弹架尺寸。

射孔器与8mm测井电缆二组合。射孔工具与油管间隙为5.5mm，远小于8mm，避免射孔时电缆被挤压在射孔工具与油管间隙内导致电缆遇卡、或解卡时造成电缆断丝等损伤。

电缆保护装置，防止起爆瞬间枪身上窜造成电缆挤入枪与油管间空隙。加重杆采用钨钢，尺寸为Φ51mm*500mm，一般选用三节，可根据井下压力适当增减。既保证射孔器尺寸短，重量足顺利起下井，又有足够重量避免射孔瞬间枪身上窜过大。

实施例4：

两种射孔枪串结构，井斜小于20°时采用普通枪身结构正常射孔，井斜大于20°时采用内定向射孔器材，如图5、图6所示，避开射孔器与油管间隙最大和最小的方向射孔，防止射穿油管的效果不好或损伤套管。

校深探液面及砂埋工具串，尺寸为外径51mm声波变密度仪二、自然伽马仪二、磁性定位组合测井。电缆防喷器适用于8mm电缆防喷。

本实用新型的一种施工环境：施工井应具备采用Φ139.7mm套管完井、采气管柱Φ73油管和节流阀(也可不带节流阀)生产方式、油管内径62mm、壁厚5.51mm、油管内液柱高度不低于500m、砂埋不超过30m、井口压力小于35MPa的条件。

实施例5：

1)准备阶段：

1.1)施工井应具备采用Φ139.7mm套管完井、采气管柱Φ73油管和节流阀(也可不带节流阀)生产方式、油管内径62mm、壁厚5.51mm、油管内液柱高度不低于500m、砂埋不超过30m、井口压力小于35MPa的条件。

1.2)施工应具备测井车、Φ8mm单芯测井电缆、电缆保护装置、Φ51mm变密度测井仪器、自然伽玛仪、磁性定位仪器和马笼头组成的测井仪器串、耐压大于35MPa适合于5-8mm电缆的电缆射孔防喷装置、电缆射孔防喷器、Φ51射孔枪、射孔弹、加重杆、泵车、水罐车、吊车等设备仪器。电缆射孔防喷装置包括控制头、防喷管、电缆防喷器以及钻井防喷器。天滑轮固定在提升大钩上，测井电缆绕过天滑轮，测井电缆的一端通过控制头与防喷管内的测量仪器相连，另一端拴在测井车上。

1.3)施工前应查阅施工井的固井质量资料，确保固井质量完好，本井没有经过大的改造，以免固井不能保持原始状态造成气窜。

1.4)关闭井口闸门后安装耐压大于35MPa电缆射孔防喷装置。

1.5)将测井电缆穿过控制头和防喷管。

2)将测井电缆一与声波变密度一、自然伽马仪一、磁性定位测井仪器一连接，上提测井电缆一，将声波变密度仪一、自然伽马仪一、磁性定位测井仪器一提入防喷管内，将防喷管与电缆防喷器的一端连接，电缆防喷器的另一端与钻井防喷器相连。缓慢打开井口闸门，当井口压力与防喷管内压力平衡后开始下放测井电缆，将声波变密度仪一、自然伽马仪一、磁性定位测井仪器一等测井仪下放到井下油管内进行测量。

3)根据声波变密度仪一、自然伽马仪一、磁性定位测井仪器一等测井仪所测曲线判断液面高度及砂埋深度。如果液面高度不足500米，通过泵车加压注水至500米液面。

3)测量完毕后上提测井电缆，将声波变密度仪一、自然伽马仪一、磁性定位一等测井仪提入防喷管内，关闭井口闸门，释放防喷管内压力。

4)打开防喷管，将声波变密度仪、自然伽马仪、磁性定位测井仪从测井电缆头上拆下。同时将射孔弹按每米2-3发与射孔枪进行组装。

5)将射孔器、马笼头、电缆保护装置、测井仪器串和加重杆与射孔电缆连接。上提射孔电缆，将射孔器、测井仪器串、电缆保护装置、加重杆提入防喷管内。测井仪器串包括磁性定位测井仪器二和马笼头；

6)将防喷管与电缆防喷器相连，电缆防喷器与钻井防喷器相连；

7)缓慢打开井口闸门，当井口压力与防喷管内压力平衡后开始下放测井电缆，将射孔器、加重杆下放到井下油管内。

8)射孔器、测井仪器串到达预定位置后进行深度校正，深度确定原则一是避开油管、套管接箍，二是避开砂埋位置，在砂埋位置上部，三是选择固井质量好的井段。在上述三点同时满足后，射孔位置尽量靠下，接近气层位置射孔。

9)射孔前观察油压、套压数据，点火射孔，地面根据电缆抖动和点火后油压、套压的数值变化情况判断起爆是否正常，如果电缆抖动明显、压力表数值在点火前后短时间内变化明显，证明射孔正常。

10)起出射孔器及其辅助工具串。

11)采集天然气。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。