专利名称：具有射孔和防砂两种功能的油井完井装置的制作方法
技术领域：
本实用新型的目的是提供一种具有射孔和防砂两种功能的油井完井装置，它能在射孔的同时将流砂过滤塞推入射孔弹打出的孔道中进而完成防砂作业，具体地说是通过炸药爆炸驱动金属射流穿透油管、水泥层、并在周围含油岩层射出足够深的孔道，然后再利用炸药爆轰和火药燃烧产生的高压将多孔材料推入这个孔道，并留在那里，形成永久的流砂过滤塞的完井装置。
在松散岩层的完井过程中，必须考虑油井作业中可能出现的砂子问题。岩石中的细砂迁移可以用防砂方法加以控制，而所有这些方法都是建立一个隔砂区。岩层液体流入井筒前，必须通过这个隔砂区。隔砂区可以用机械方法(如衬套、滤网、砾石滤层)提供，也可以通过注入塑料固结来实现。然而，前者工艺繁琐，投资大，而且寿命很短，维持费用较高；后者又需要复杂的＂射孔——注入＂具和完备高超的塑料固结工艺技术，而这些在我国又都很落后。
本实用新型之目的就是针对上述问题，提供一种具备射孔和防砂两种功能的完井装置，使射孔和防砂两项作业一次完成，并在孔道中形成永久性多孔过滤塞。与传统的射孔和防砂作业相比，省去了复杂的防砂作业工序，不仅可以节省大量的人力、物力和资金，而且作用持久，无需中途更换，降低了维持费用。
本实用新型的目的是这样实现的一种具有射孔和防砂两种功能的完井装置，它包括普通的石油射孔器和能完成防砂处理的后效作用部分，其结构特征是在普通射孔器前方充添可使岩液通过，又能挡住流砂的多孔材料和将多孔材料送入孔道的侧向驱动含能材料，以及盛装它们的前仓。
前仓底部有供射流、炸药爆轰产物及多孔材料通过的圆孔内表面为易于多孔材料喷出的流线或折线型。前仓可为金属、粉末冶金及其它耐温材料制成。
可使岩液通过的多孔材料由不锈钢丝球和起支撑作用的高强度惰性球组成，其中心留一可让射流及炸药爆轰产物通过的圆孔。
在多孔材料外侧加一薄层耐温含能材料，含能材料的作用是产生一个侧向推力，加快多孔材料向轴心运动，最后从前仓底部圆孔中喷出。
含能材料可以是耐热火药、炸药、推进剂及它们的混合物，低密度充添于前仓和多孔材料之间。
由于采用了上述方案，本实用新型具有射孔和防砂处理两项功能的完井装置，可通过在普通射孔器前方充添多孔材料来实现射孔器起爆后，冲击波在装药中高速传播，很快到达射孔弹与前仓内的侧向驱动含能材料的边界，并以7000米/秒的速度进入侧向驱动含能材料，同时携带部分药型罩碎片和装药的爆轰产物，使侧向驱动含能材料在这个冲击作用下点火。含能材料点火后，迅速膨胀，产生巨大压力，将多孔材料从前仓孔中推出，充添在射流打出的孔道内，并留在那里，形成永久的多孔过滤塞，它只通过岩液，挡住了砂。
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。
图1是石油勘探和采油时油井射孔作业示意图。
图2是普通石油射孔器示意图。
图3是普通石油射孔器射孔过程示意图。
图4是本实用新型具有射孔和防砂处理两种功能的完井装置示意图。
图1所示，在石油采油时，要对油田钻井后下套管1，再把套管1与地层3之间用水泥层2加固，然后把射孔器5装入射孔枪4内，下插入套管1内适当深度。如图2所示，使装有炸药502的射孔器5在射孔枪4内引爆，并在管壁和油层之间射孔，射孔过程如图3所示。药型罩503被压垮，形成金属射流，穿过射孔枪4套管1及水泥层2一直深入到油层3中。
图4为本实用新型实施例。其结构特点是在普通射孔弹5的前方，增加了后效作用部分6。后效作用部分由前仓601，多孔材料602及侧向驱动含能材料604组成。前仓601外表面为折线或流线型外表面，内表面为折线或流线型内表面，整体为中空轴对称旋转体，口部直径较大，与射孔器5相接，底部中心留一圆孔。前仓601的内部，中心部分装有多孔材料602。防砂作用由多孔材料602完成，多孔材料602由不锈钢丝球和起支撑作用的高强度惰性球组成，整体为轴对称旋转体，中心留一圆孔。在多孔材料602的外侧加一薄层侧向驱动含能材料604。侧向驱动含能材料604由耐温火药、炸药、推进剂及它们的混合物组成，为块状环形固体。侧向驱动含能材料604为轴对称旋转体，并且与前仓601、多孔材料602同轴。其作用是射孔器装药502被引爆后，冲击波在装药502中高速传播，很快到达射孔器5和侧向驱动含能材料604的边界，并以7000米/秒的速度进入侧向驱动含能材料604，同时携带部分药型罩503碎片及装药502的爆轰产物，使侧向驱动含能材料604在这个冲击作用下点火。含能材料604点火反应后，迅速膨胀，产生巨大压力，推动多孔材料602向轴心运动，最后从前仓601底部的圆孔喷出。
权利要求1.一种具有射孔和防砂两种功能的油井完井装置，包括普通射孔器(5)和后效作用部分(6)，后效作用部分(6)由前仓(601)、充添其中的多孔材料(602)和侧向驱支含能材料(604)组成，其特征是前仓(601)内外表面均为折线或漏线型内外表面，整体为中空轴对称旋转体，前仓(601)口部与射孔器(5)相接，底部留一圆孔，在前仓(601)空腔内部放置侧向驱动含能材料(604)与多孔材料(602)，两者均为轴对称旋转体，均为固体环状结构，其排列顺序为。多孔材料(602)放在内部中心部位，侧向驱动含能材料(604)放在多孔材料(602)外侧。
2.根据权利要求1所述的完井装置，其特征是多孔材料(602)置于前仓(601)内部空腔中心部位，它由不锈钢丝球和起支撑作用的高强度惰性球组成，其中心留一圆孔，为轴对称环状结构。
3.根据权利要求1所述的完井装置，具特征是在前仓(601)内多孔材料(602)的外侧装有侧向驱动含能材料(604)，侧向驱动含能材料(604)内表面与多孔材料(602)外表面相贴，为流线或折线型表面。
4.根据权利要求1所述的完井装置，其特征是侧向驱动含能材料(604)可以是耐温火药、炸药、推进剂以及它们的混合物组成，为块状环形固体。
专利摘要一种完井装置,特别是一种将射孔和向套管井周围岩层中安置流砂过滤塞两项作业结合在一起的完井装置,它包括普通射孔器和后效作用部分,其特点是将能让岩液通过,又能阻挡流砂的多孔材料置于射孔器前方,多孔材料周围装有侧向驱动含能材料。利用射孔弹爆轰产物点燃前仓内的侧向驱动含能材料,含能材料点火反应后,产生高压将多孔材料推入射孔弹打出的孔道中。本实用新型可以节省资金,提高作业效率。
文档编号E21B43/117GK2408235SQ99216998
公开日2000年11月29日 申请日期1999年7月20日 优先权日1999年7月20日
发明者史慧生, 胡永久, 袁新, 孙厚利, 刘向明, 赵平, 张建军, 贾庆仲 申请人:辽河石油勘探局钻采工艺研究院, 北京石油化工学院石光技术公司