专利名称：油井用对称式复合射孔－防砂装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田使用的一种完井装置，具体地说是一种油井用对称式复合射孔——防沙装置。
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。岩层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，必须通过隔砂区。隔砂区可用机械方法(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，而这些在我国都很落后。
本实用新型的目的是提供一种油井用对称式复合射孔一防砂装置，它能在油井中射孔作业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、并在周围含油岩层中射出足够深的孔道，然后在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。它使射孔和防砂两项作业一次完成，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，它包括装有两个聚能单元的对称式石油射孔器和能完成防砂处理的后效作用部分，其结构特征是在对称式射孔器四周充添可使岩液通过，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，以及盛装它们的助推仓。
助推仓外表面为圆柱型，内表面为易于多孔材料喷出的流线或折线型，整体为轴对称中空旋转体，中部直径较大，与射孔器轴线相对的位置上留有供射流、炸药爆轰产物及多孔材料通过的圆孔，在中部圆孔两侧助推仓呈对称形，助推仓可为金属、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。
在多孔材料外侧加一层助推含能材料。助推含能材料由高感度点火剂环点燃，高感度点火剂环由导爆索点燃，三者的排列是导爆索在最里边，外边包有高感度点火剂环，最外侧是助推含能材料。高感度点火剂环可以是高感度炸药、多孔火药等，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，最后从助推仓中部圆孔中喷出。
含能材料可以是耐热火药、炸药、推进剂及它们的混合物，低密度充添于助推仓两侧，为块状固体。
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，可通过在对称式射孔器周围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，压垮药型罩，形成金属射流在岩层中射孔；同时导爆索中的装药也以7000米/秒的速度向前传播，点燃导爆索外侧的高感度点火剂环，高感度点火剂环点火后产生瞬间高温高压，使侧向驱动含能材料在这个高温高压作用下点火。含能材料点火后，迅速膨胀，产生巨大压力，将多孔材料从助推仓孔中推出，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是本实用新型采用的含有两个聚能单元的对称式射孔器示意图。
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。
图3为本实用新型采用的含有两个聚能单元的对称式石油射孔器。其特点是在通常放置普通射孔器的位置上放上两个射孔单元，两者背向放置，呈180°角，导爆索(7)从对称式射孔器中间的起爆孔中通过。
图4为本实用新型实施例。其结构特点是在普通射孔弹5的周围，增加了后效作用部分。后效作用部分由助推仓10，导爆索7，多孔材料6，高感度点火剂环8及侧向驱动含能材料9组成。助推仓10外表面为圆柱型，内表面为折线或流线型内表面，整体为中空轴对称旋转体，中部直径较大，与射孔器5相接，两者轴线相差90°，中部中心在射孔器5轴线方向上留有两个圆孔。助推仓10的内部，中心部分装有射孔器5，射孔器5周围充填多孔材料6。防砂作用由多孔材料6完成，多孔材料6由不锈钢丝球和起支撑作用的高强度惰性球组成，外表为折线型或流线型外表面。导爆索7在侧向驱动含能材料9，高感度点火剂环8多孔材料6及射孔5中间穿过，与助推仓10轴线同轴。侧向驱动含能材料9内部装高感度点火剂环8，高感度点火剂环8由高感度炸药，易燃火药及其它易燃材料组成，为块状环形固体，缠绕在导爆索7上。其工作原理是射孔枪4引爆后，导爆索7将爆轰逐级传播。在引爆射孔器5，使其在套管1，及油层3中射孔的同时，将缠在其上的高感度点火剂环8点燃。高感度点火剂环8点火后，在助推仓中产生高温高压，进而点燃侧向驱动含能材料9。侧向驱动含能材料9点火反应后，迅速膨胀，产生巨大压力，推动多孔材料6向轴心运动，最后从助推仓10中部的圆孔喷出。
权利要求1.一种油井用对称式复合射孔—防砂装置，包括装有两个聚能单元的对称式射孔器(5)、多孔材料(6)、导爆索(7)、高感度点火剂环(8)，侧向驱动含能材料(9)以及助推仓(10)，其特征是助推仓(10)外表面为圆柱型，内表面为折线或流线型内表面，整体为中空轴对称旋转体，中部直径大，与对称式射孔器(5)相接，两者轴线成90°，助推仓(10)中部在射孔器(5)轴线方向上留两个圆孔，助推仓(10)内装有射孔器(5)，多孔材料(6)，侧向驱动含能材料(9)，高感度点火剂环(8)以及导爆索(7)，其排列顺序为对称式射孔器(5)居中，两侧依次是多孔材料(6)，侧向驱动含能材料(9)和高感度点火剂环(8)，导爆索(7)在助推仓(10)的轴线方向上穿过。
2.根据权利要求1所述的对称式复合射孔—防砂装置，其特征是射孔采用具有两个射孔单元的对称式石油射孔器(5)，两个射孔单元背向放置，呈180°角，导爆索(7)从两单元中间的起爆孔穿过。
3.根据权利要求1所述的对称式复合射孔—防砂装置，其特征是多孔材料(6)置于对称式射孔器(5)两侧，它由不锈钢丝及起支撑作用的高强度惰性颗粒组成，外表面为折线型或流线型。
4.根据权利要求1所述的对称式复合射孔—防砂装置，其特征是在助推仓(10)两端装有侧向驱动含能材料(9)，侧向驱动含能材料(9)可以是火药、炸药、推进剂以及它们的混合物，为块状固体。
5.根据权利要求1所述的对称式复合射孔—防砂装置，其特征是在侧向驱动含能材料(9)的内部，装有高感度点火剂环(8)，高感度点火剂环(8)可以是高感度炸药，易燃火药以及它们的混合物，为块状环形固体，高感度点火剂环(8)缠绕在导爆索(7)周围。
专利摘要一种可以完成射孔和防砂处理两项作业的完井装置,它包括装有两个聚能单元的对称式射孔器和装有多孔材料及助推火药的后效作用部分,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的周围,利用射孔器装药爆轰以及助推火药的燃烧产生的高压将其推入射流打出的孔道中,并留在其中,形成永久的过滤塞。本实用新型可以节省资金,提高作业效率,且寿命长,无需中途更换,降低了维持费用。
文档编号E21B43/11GK2495808SQ0024312
公开日2002年6月19日 申请日期2000年7月18日 优先权日2000年7月18日
发明者史慧生 申请人:史慧生