一种用于对页岩层岩石初步造缝的电缆射孔器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种页岩气层开采时初步造缝装置，特别设及一种用于对页岩层 岩石初步造缝的电缆射孔器。
【背景技术】
[0002] 页岩气是指赋存于富有机质泥岩及其夹层中，W吸附或游离状态为主要存在方式 的非常规天然气，成分W甲烧为主。近几年来，美国页岩气勘探开发技术突破，产量快速增 长，实现其"天然气革命"，对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响，极大的改写了 世界能源格局。但是页岩层岩石具有结构致密、坚硬、超低渗透率等特性，因而页岩气开发 非常困难。
[0003]目前世界上开发页岩气井初步造缝较为成熟的技术方案是在铺设的水平油管井 中用聚能射孔器作为初步造缝的装置来击穿油管和岩石，形成页岩层岩石的初步造缝。其 原理是用电缆将射孔器送到套管要射孔的部位，由电雷管引爆射孔子弹。子弹是高效火药 压制成聚能的致密锥形体，外包W铜皮。火药爆燃沿锥形面的中屯、，瞬间W每秒8000米的 高速和2000°CW上高溫的喷射流，射穿套管壁和水泥层，在地层中再穿透300~500毫米。 每个射孔枪向四周沿螺旋线装置多发子弹，每米长度射孔密度不少于15~20个孔，W保证 出油的裸露面积。高效力的射孔，有时再加上油层的压裂措施，使射孔完井在完井方法中占 主导地位。现在已发展到过油管和接油管射孔。但是采用聚能射孔器装置初步造缝还是存 在W下不足：
[0004] 1、该装置射孔原理属于火药引爆，是化学剂，在储存和运输上存在不安全和有污 染的影响。
[0005] 2、聚能射孔弹的成形药柱爆炸后，产生出高溫、高压的冲击波，使凹槽内、紫铜金 属罩的部分微粒变为速度达lOOOm/s的微粒金属流。运股高速的金属流遇到障碍物时，击 穿套管、水泥环及油气层岩石，形成一个孔眼，同时在孔眼周围形成一个渗透率极低的压实 带，将极大地降低射孔井的差能，常规射孔工艺技术尚无法消除它的影响。此外，若射孔弹 的性能不良，还将形成巧堵。 【实用新型内容】
[0006] 针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够适应各类页岩 层、能够替代聚能射孔弹的用于页岩气初步造缝用的电缆射孔器。该电缆射孔器可W根据 不同地区的页岩气层岩石的致密程度调节岩石欲裂时爆破压力和爆破速度、提高了页岩气 层的开采率、安全可靠特点。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于对页岩层岩石初步造 缝的电缆射孔器，包括套管、释能装置、充排液阀内电极和外电极；
[0008] 所述充排液阀和释能装置分别连接在套管的左右两端；
[0009] 所述套管沿其径向由内而外具有独立的内腔和外腔，所述内腔和外腔沿套管轴向 巧女 巧牙；
[0010] 所述充排液阀包括阀体和化学热反应装置，所述阀体上具有电极引入结构W及向 内腔和外腔充液的充液结构；化学热反应装置与阀体连接，且位于外腔内；
[0011] 所述释能装置包括释能本体，所述释能本体上具有通孔和泄能孔，该通孔与内腔 连通，泄能孔与释能装置轴线具有30° -120°的夹角，并且泄能孔与通孔连通；
[0012] 所述外电级用于给电缆射孔器接电，内电极用于将外电引入化学热反应装置内。
[0013] 作为优化，所述电极引入结构包括外电极安装孔、内电极安装孔和内电极安装体； 所述外电极安装孔与阀体轴线垂直，外电极安装孔的两端分别安装有外电极引出体，内电 极安装孔与外电极安装孔连通，内电极安装体固定在内电极安装孔的端部。
[0014] 作为优化，所述充液结构包括内腔充液孔、外腔充液孔和用于封堵内腔充液孔、外 腔充液孔的压紧密封螺钉；内腔充液孔与内腔连通，外腔充液孔与外腔连通。
[0015] 作为优化，所述阀体为圆柱形结构，其两端分别具有内螺纹，阀体与套管的左端螺 纹连接。
[0016] 作为优化，所述化学热反应装置包括金属网孔管，该金属网孔管内设有化学反应 料隔水袋，该反应料隔水袋内设有发火头；所述内电极与发火头连接。
[0017] 作为优化，所述释能本体为圆柱形凸台结构，其左端具有与套管连接的套管连接 体，右端具有与充排液阀阀体连接的阀体连接体；套管连接体上内螺纹，用于与套管的右侧 螺纹连接，阀体连接体上具有与阀体上的内螺纹配合的外螺纹。
[0018] 作为优化，所述套管的右侧具有凹腔，套管连接体位于凹腔内。
[0019] 作为优化，所述内腔与释能本体上的通孔通过过渡管连通，所述过渡管内设有定 压泄能片。
[0020] 作为优化，在凹腔与套管连接体之间设有切割圈。
[0021] 作为优化，所述切割圈为凸台形结构，其内部具有工艺凸点。
[0022] 相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：电缆射孔器具有安全可靠、操作简单 的特点。由于爆破原理属于物理变化又称为物理爆破师是理想、高效率的安全性爆破。其 一、安全可靠。其二、利用了工业废气C〇2代替炸药不仅节约化工原料，而且具有环保价值； 其=、可根据不同地形，控制相应的爆破压力。
【附图说明】
[0023] 图1为电缆射孔器的结构示意图。
[0024] 图2为套管的结构示意图。
[00巧]图3为充排液阀的结构示意图。
[0026] 图4为压紧密封螺钉的结构示意图。
[0027] 图5为释能装置的结构示意图。
[0028] 图6为内电极安装体的结构示意图。
[0029] 图7为外电极引出体的结构示意图。
[0030] 图8为切割圈的结构示意图。
[0031] 图9为外电极保护盖的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[003引在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中屯、V纵向V横向"、"上V吓"、 "前"、"后"、"左"、"右"、呵页"、"底""内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型 的限制。
[0034] 参见图1-图9, 一种用于对页岩层岩石初步造缝的电缆射孔器，包括套管20、释能 装置、充排液阀内电极和外电极。
[0035] 充排液阀和释能装置分别连接在套管20的左右两端；
[0036] 套管20沿其径向由内而外具有独立的内腔21和外腔23,所述内腔21和外腔23 沿套管20轴向贯穿。内腔21用于盛放混合液态临界C〇2,混合液态临界C〇2包括临界液态 C〇2与射流用的磨料相互混合得到混合流体，磨料优选细度为60目-120目的石恼石砂磨料 的添加量可W控制为占混合流体重量的5-8wt% ;外腔23用于盛放易在电极条件产生热化 学反应的液体。
[0037] 充排液阀包括阀体10和化学热反应装置，阀体10上具有电极引入结构W及向内 腔21和外腔23充液的充液结构；化学热反应装置与阀体连接，且位于外腔23内。
[003引阀体10优选圆柱形结构，其两端分别具有内螺纹12,阀体10与套管20的左端螺 纹连接。两端内螺纹的设置一方面方便将其与套管20连接，另一方面可方便地与释能装置 (W下详述）连接，从而可W多个独立的电缆射孔器可W首尾相连，组成多段式的造缝放射 器，运样可W-次性进行多段岩石欲裂爆破。
[0039] 化学热反应装置包括金属网孔管14,该金属网孔管14内设有化学反应料隔水袋 16,该反应料隔水袋16内设有发火头；内电极与发火头连接。金属网孔管14可W是环形金 属网孔管，在环形金属网孔管内，上下对称的位置分别设置一个化学反应料隔水袋16,当其 发热反应时，能更迅速加热位于内腔21内的液态C〇2。金属网孔管优选采用螺栓连接在阀 体上，运种连接方便连接和拆卸都很方便，从而便于检查和更换化学热反应装置内的化学 反应料隔水袋16。
[0040] 化学反应料隔水袋16中装有的化学药剂在电火花的催化下，剧烈反应放出热量 散发到主体外腔的化学液体；外腔的化学液体受热发生化学反应进一步散发热量使得内腔 的液态C〇2迅速汽化。
[0041] 电极引入结构可W采用任何方便将电极引入，给化学热反应装置通电的结构，优 选采用如下结构：电极引入结构包括外电极安装孔11、内电极安装孔13和内电极安装体 15 ;
[0042] 外电极安装孔11与阀体10轴线垂直，具体实施时，外电极安装孔11设置在阀体 的中部，外电极安装孔11的两端分别各安装一个外电极引出体11a，外电极引出体11a与电 缆线的接线相连接。
[0043] 外电极引出体11a结构形态是一种高强螺栓结构，在螺帽上的部位开有双向卿趴 口用来接入引线，使用时把引线从任一卿趴口穿过，然后将引线头折成双股后再往回拉使 引线头在双向卿趴口的瓶颈处悠紧卡死，然后引线接入螺杆内通道中，进入阀体与内电极 相连接，在螺杆个外电极引出体孔中放置垫化然后扭紧螺栓。
[0044] 阀体10的外电极引出体处有外电极护盖60,用来保护外电极的使用，也可W用来 放水、防潮。
[0045] 内电极安装孔13与外电极安装孔11连通，内电极安装体15固定在内电极安装孔 13的端部，内电极安装孔可与阀体轴向平行。
[0046] 向内腔21和外腔23充液的充液结构可W采用任何方便将液体注入内腔21和外 腔23的结构，优选采用如下结构，充液结构包括内腔充液孔17、外腔充液孔19和用于封堵 内腔充液孔17、外腔充液孔19的压紧密封螺钉18 ;内腔充液孔17与内腔21连通，外腔充 液孔19与外腔23连通。压紧密封螺钉18用来封堵注内腔充液孔17和外腔充液孔19主 要是为了防止注入内腔21和外腔23的液体泄漏。
[0047] 释能装置包括释能本体30,所述释能本体30上具有通孔31