专利名称：装药外置的油气井高能复合射孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于从井中开采油、气、水；可溶解可溶化物质或矿物的方法或设备，具体涉及到聚能喷流射孔器。
专利号为97242235.8、发明名称为《油气井高能复合正压高孔密双射流射孔装置》的中国实用新型专利，采用一根圆柱形火药柱或固体推进剂柱，在火药柱或固体推进剂柱的不同长度不同相位上设置有弹穴孔，中心有穿插导爆索的导爆索孔，射孔弹安装在弹穴孔内。这种火药柱或固体推进剂柱在制造工艺上难以实现，而且也大幅度提高了生产成本，在油田现场井下作业过程中，需要在现场截取复合固体推进剂柱，调整装药量，因此降低了施工作业工作效率，增加了现场安全隐患。
上述专利在射孔枪身上泄压通孔的密封是由一块圆钢片，上面覆盖一层橡胶构成密封堵盖，镶嵌在泄压通孔来实现密封的，由于油气井深度不同，压力变化较大，圆钢片很容易变形，失去密封效果，使水流入到射孔枪内，导致导爆索熄爆或出现其它不安全事故。
上述专利弹架与射孔枪身之间的定位机构只能使弹架在射孔枪身内径向定位，不能轴向定位，影响到传爆，而且射孔弹与射孔枪身上的盲孔或泄压通孔不能准确对位，射孔弹爆燃气产生的射流射偏，影响到射孔质量和压裂造缝效果。
上述专利一节射孔枪与相邻一节射孔枪的联接头内导爆索的外围装有由橡胶材料制成的扶正器，在装配过程中，扶正器经常从安装槽内脱出，上联接头和下联接头内的导爆索不能准确定位，影响到传爆的可靠性。
本实用新型的目的在于克服上述专利的缺点，提供一种设计更加合理、装配方便、安全可靠、油层地段射孔造缝效果好、成本低的装药外置的油气井高能复合射孔装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是它包括一节或多节射孔枪、设置在最上一节射孔枪上端的枪头、设置在最下一节射孔枪下端的枪尾。它还包括设置在枪头内或枪头外的引爆装置。上述的射孔枪为在射孔枪身内的弹架内设置装有射孔弹的弹盒，一个弹盒与相邻一个弹盒之间设置有固体高能燃料，一根导爆索与每个射孔弹相连，在弹架的上下两端与射孔枪身之间设置有定位机构。
本实用新型的多节射孔枪为上面一节射孔枪下端设置内装有与导爆索相连接的导爆管的下联接头，下面相邻一节射孔枪上端设置内装有与导爆索相连接的导爆管的上联接头，上面一节射孔枪与下面相邻一节射孔枪通过上联接头和下联接头相联接。
本实用新型射孔枪身的同一轴向长度径向设置有一个盲孔和一个与盲孔反向的泄压通孔，不同轴向长度不同相位相邻的盲孔和泄压通孔按同一旋转方向交错排列，在泄压通孔上盖有密封堵盖。本实用新型的弹架为在一个管状体的同一轴向长度径向设置一对关于对称中心轴线相对称的弹穴孔，不同轴向长度不同相位相邻两个弹穴孔交错排列、且与射孔枪身上的盲孔或泄压通孔一一对应，在管状体的两端侧壁设有弹架定位孔。
本实用新型射孔枪身泄压通孔上的密封堵盖为拱形堵盖。
本实用新型的拱形堵盖为在一个拱形圆钢片的上表面联接圆锥面夹角α为15°～45°的橡胶密封垫。
本实用新型的密封堵盖也可以为在上表面加工或制作有倒角β为30°～60°圆钢片的上表面设置有橡胶密封垫，该橡胶密封垫的圆锥面夹角α为15°～45°。
本实用新型的1米长射孔枪身内的弹架内设置有10～20个弹盒，弹盒内设置有射孔弹，每个射孔弹的口部与弹架上的弹穴孔以及与射孔枪身上的盲孔一一对应排列，每个射孔弹的尾部与弹架上的弹穴孔以及与射孔枪身上的泄压通孔一一对应排列。
本实用新型的固体高能燃料为复合固体推进剂片或复合固体推进剂柱，在复合固体推进剂片或复合固体推进剂柱的轴向设置有导爆索孔，导爆索设置在导爆索孔内，与射孔弹尾部搭接。
本实用新型的定位机构包括设置在射孔枪身内两端与弹架之间通过联接件与弹架固定联接的定位环，以及一端固定在定位环上、另一端设置在射孔枪身内枪身定位槽内的联接件。
本实用新型与97242235.8中国专利相比，将射孔枪身上同一轴向长度的两个泄压通孔中的一个通孔改为盲孔，泄压通孔上所盖的堵盖的圆形钢片改为拱形圆钢片或带导角的圆钢片，在拱形圆钢片上表面硫化橡胶垫片或在带导角的圆钢片上表面硫化橡胶垫片，使得射孔枪在井下有较好的密封性。弹架两端的定位机构使得弹架在射孔枪身内能轴向和径向定位，保证了射孔弹与射孔枪身上的盲孔和泄压通孔一一对应，以及导爆索传爆的可靠性，将射孔弹设置在复合固体推进剂柱上，改为射孔弹设置在弹盒内，弹盒与弹盒之间设置有固体高能燃料。解决了固体推进剂柱的制造工艺问题和现场使用过程中高能燃料量的调整问题。因此，本实用新型具有设计合理、结构紧凑、装配方便、安全可靠、射孔造缝效果好等优点，可在地下开采油、气中广泛推广使用。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是
图1中一节射孔枪的结构示意图。
图3是图2中弹架的结构示意图。
图4是图2中密封堵盖的结构示意图。
图5是图2中定位环18的结构示意图。
图6是本实用新型第四个实施例密封堵盖的结构示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
图1～5给出了本实用新型第一个实施例的结构示意图。
在
图1，2中，本实施例由1米长的两节射孔枪1、枪头2、雷管引爆器3、橡胶密封圈4、上联接头5、下联接头6、枪尾7、导爆管8联接构成，雷管引爆器3为引爆装置的一个实施例。最上面一节射孔枪1的上端与枪头2联接、下端通过下联接头6和上联接头5与下面一节射孔枪1的上端联接，橡胶密封圈4安装在上联接头5和下联接头6以及枪头2与射孔枪1之间，最下面一节射孔枪1的下端与枪尾7联接，在枪头2内装有雷管引爆器3，通过电缆与地面电源相连接，在上联接头5和下联接头6内装有导爆管8。本实施例的两节射孔枪1也可以是不同长度。本实施例还可选用2米长的一节射孔枪1，在该节射孔枪1的上端与枪头2联接、下端与枪尾7联接。本实用新型的一节射孔枪1在0.5～4米长度范围内有多种规格，在生产实践中根据油层厚度，可在多种规格的射孔枪1中任意选取，用上联接头5和下联接头6联接起来，在最上面一节射孔枪1的上端与枪头2联接，最下一节射孔枪1的下端与枪尾7联接。如油层10.5米厚，可选用4米长的两节射孔枪1和2.5米长的一节射孔枪1组装成本实用新型另一个具体的实施例。再如上面油层8米厚，下面油层7米厚，上下油层之间无油层的厚度为5米，上下油层的厚度范围内可在多种规格的射孔枪1中任意选取，用上联接头5和下联接头6联接起来，中间无油层可联接夹层枪来实现在产层射孔压裂目的。
图2给出了本实施例一节射孔枪1的结构示意图。在
图1、2中，本实施例的一节射孔枪1由射孔枪身9、弹架10、弹盒11、弹套12、射孔弹13、复合固体推进剂片14、导爆索15、拱形圆钢片16、橡胶密封垫17、定位环18、螺钉19联接构成，拱形圆钢片16、橡胶密封垫17联接成本实施例的密封堵盖。定位环18、螺钉19联接成本实施例的定位机构。
在射孔枪身9的同一轴向长度径向加工有一个盲孔2′和一个与盲孔2′反向的泄压通孔1′，泄压通孔1′用于泄压，本实施例1米长的射孔枪身9的不同轴向长度不同相位加工有16个盲孔2′和16泄压通孔1′，不同轴向长度不同相位的一个盲孔2′与相邻一个盲孔2′按同一旋转方向交错排列，其相位角为90°。在泄压通孔1′上盖有密封堵盖，本实施例的密封堵盖是在拱形圆钢片16的上面硫化有橡胶密封垫17构成，橡胶密封垫17的圆锥面夹角α为30°。
弹架10安装在射孔枪身9内，本实施例的弹架10为两端开口的圆桶形弹架，在弹架10的同一轴向长度径向加工有一对关于对称中心轴线相对称的弹穴孔6′，其中一个弹穴孔6′与射孔枪身9上的盲孔2′相对应，另一个弹穴孔6′与射孔枪身9上同一轴向长度上的泄压通孔1′相对应，不同轴向长度不同相位相邻两个弹穴孔6′按同一旋转方向交错排列，其相位角为90°，在弹架10两端加工有弹架定位孔5′，本实施例1米长的射孔枪身9内的弹架10上加工有16对不同轴向长度不同相位的弹穴孔6′，射孔枪1的长度增加或减少，弹架10的长度按比例增加或减少，弹架10上的弹穴孔6′也按比例增加或减少。
在弹架10内安装有16个弹盒11，在弹盒11的径向与弹盒11连为一体有弹套12，射孔弹13安装在弹套12内，射孔弹13的口部正对着射孔枪身9上的盲孔2′、尾部正对着射孔枪身9上与盲孔2′同一轴向长度上相对应的泄压通孔1′。在弹盒11与弹盒11之间放置有复合固体推进剂片14，也可安装复合固体推进剂柱。在复合固体推进剂片14的中心有导爆索孔3′，一根导爆索15穿入每个复合固体推进剂片14的导爆索孔3′内，用固定在射孔弹13尾部的固定卡13-1将导爆索15固定在射孔弹13尾部，由于本实用新型采用弹盒11以及弹盒11之间安装有复合固体推进剂片14，从工艺上解决了制作0.5～4米长的复合固体推进剂柱的问题，保证复合固体推进剂的装药量，提高了油层的压裂效果。用本实用新型在井下射孔压裂，当油层的厚度小于几节射孔枪1的总长度，在无油层地段不需要射孔压裂时，可在射孔枪1内少装几个弹盒11和复合固体推进剂片14，具体数字应根据无油层地段的厚度来确定，从工艺上解决了在施工现场截一段复合固体推进剂柱的难题。
在弹架10的两端与射孔枪身9之间各安装一个定位机构。本实施例的定位机构由定位环18、螺钉19联接构成。定位环18的侧壁径向加工有2个定位环定位孔7′，定位环定位孔7′为螺孔，用螺钉穿入弹架定位孔5′内，再拧入定位环定位孔7′内，定位环18与弹架10不能相对径向转动，在定位环圆环面加工有螺孔8′，斜置螺钉19拧入定位圆环面上的螺孔8′内。另一端正好进入射孔枪身9的枪身定位槽4′内，使得弹架10与射孔枪身9不能相对轴向移动。由于本实施例采用了上述定位机构，弹架10不能相对于射孔枪身9径向转动和轴向移动，保证了安全装载运行以及在井下作业的可靠性。
设计人给出了本实用新型第二个实施例。在本实施例中，在1米长的射孔枪身9不同轴向长度不同相位加工有10个盲孔2′和10个与盲孔2′反向的泄压通孔1′，不同轴向长度一个盲孔2′与相邻一个盲孔2′或泄压通孔1′按同一旋转方向交错排列，其相位角为90°，在泄压通孔1′上盖有密封堵盖，密封堵盖的拱形圆钢片16上面粘接有橡胶密封垫17，橡胶密封垫17的圆锥面夹角α为15°。射孔枪身9内弹架10上的弹穴孔6′与射孔枪身9上的盲孔2′或泄压通孔1′相对应。在弹架10内安装有10个弹盒11，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型第三个实施例。在本实施例中，在射孔枪身9的同一轴向长度加工有一个盲孔2′和一个与盲孔2′反向的泄压通孔1′，在1米长的射孔枪身9不同轴向长度不同相位加工有20个盲孔2′和20个与盲孔2′反向的泄压通孔1′，不同轴向长度一个盲孔2′与相邻一个盲孔2′或泄压通孔1′交错排列，其相位角为90°，在泄压通孔1′上盖有密封堵盖，密封堵盖的拱形圆钢片16上面粘接有橡胶密封垫17，橡胶密封垫17的圆锥面夹角α为45°。射孔枪身9内弹架10上的弹穴孔6′与射孔枪身9上的盲孔2′或泄压通孔1′相对应。在弹架10内安装有20个弹盒11，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型第四个实施例。在图2、6中，射孔枪身9泄压通孔1′上所盖的密封堵盖是由圆钢片20和橡胶密封垫21联接构成，圆钢片20上表面的倒角β为30°，在圆钢片20的上面硫化有橡胶密封垫21，橡胶密封垫21的形状与第一个实施例或第二个实施例或第三个实施例中的橡胶密封垫17完全相同，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型第五个实施例。在本实施例中，密封堵盖的圆钢片20上表面的倒角β为60°，在圆钢片20的上面硫化有橡胶密封垫21，橡胶密封垫21的形状与第一个实施例或第二个实施例或第三个实施例中的橡胶密封垫17完全相同，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型第六个实施例。在本实施例中，密封堵盖的圆钢片20上表面的倒角β为45°，在圆钢片20的上面硫化有橡胶密封垫21，橡胶密封垫21的形状与第一个实施例或第二个实施例或第三个实施例中的橡胶密封垫17完全相同，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
根据上述原理，还可设计出另外一种具体结构的装药外置的油气井高能复合射孔装置。
权利要求1.一种装药外置的油气井高能复合射孔装置，它包括一节或多节射孔枪[1]、设置在最上一节射孔枪[1]上端的枪头[2]、设置在最下一节射孔枪[1]下端的枪尾[7]，它还包括设置在枪头[2]内或枪头[2]外的引爆装置，其特征在于上述的射孔枪[1]为在射孔枪身[9]内的弹架[10]内设置装有射孔弹[13]的弹盒[11]，一个弹盒[11]与相邻一个弹盒[11]之间设置有固体高能燃料，一根导爆索[15]与每个射孔弹[13]相连，在弹架[10]的上下两端与射孔枪身[9]之间设置有定位机构。
2.按照权利要求1所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说的多节射孔枪[1]为上面一节射孔枪[1]下端设置内装有与导爆索[15]相连接的导爆管[8]的下联接头[6]，下面相邻一节射孔枪[1]上端设置内装有与导爆索[15]相连接的导爆管[8]的上联接头[5]，上面一节射孔枪[1]与下面相邻一节射孔枪[1]通过上联接头[5]和下联接头[6]相联接。
3.按照权利要求1所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说射孔枪身[9]的同一轴向长度径向设置有一个盲孔[2′]和一个与盲孔[2′]反向的泄压通孔[1′]，不同轴向长度不同相位相邻的盲孔[2′]和泄压通孔[1′]按同一旋转方向交错排列，在泄压通孔[1′]上盖有密封堵盖；所说的弹架[10]为在一个管状体的同一轴向长度径向设置一对关于对称中心轴线相对称的弹穴孔[6′]，不同轴向长度不同相位相邻两个弹穴孔[6′]交错排列、且与射孔枪身[9]上的盲孔[2′]或泄压通孔[1′]一一对应，在管状体的两端侧壁设有弹架定位孔[5′]。
4.按照权利要求3所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说射孔枪身[9]泄压通孔[1′]上的密封堵盖为拱形堵盖。
5.按照权利要求4所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说的拱形堵盖为在一个拱形圆钢片[16]的上表面联接圆锥面夹角α为15°～45°的橡胶密封垫[17]。
6.按照权利要求4所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说的密封堵盖也可以为在上表面加工或制作有倒角β为30°～60°圆钢片[20]的上表面设置有橡胶密封垫[21]，该橡胶密封垫[21]的圆锥面夹角α为15°～45°。
7.按照权利要求1所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说的1米长射孔枪身[9]内的弹架[10]内设置有10～20个弹盒[11]，弹盒[11]内设置有射孔弹[13]，每个射孔弹[13]的口部与弹架[10]上的弹穴孔[6′]以及与射孔枪身[9]上的盲孔[2′]一一对应排列，每个射孔弹[13]的尾部与弹架[10]上的弹穴孔[6′]以及与射孔枪身[9]上的泄压通孔[1′]一一对应排列。
8.按照权利要求1所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说的固体高能燃料为复合固体推进剂片[14]或复合固体推进剂柱，在复合固体推进剂片[14]或复合固体推进剂柱的轴向设置有导爆索孔[3′]，导爆索[15]设置在导爆索孔[3′]内，与射孔弹[13]尾部搭接。
9.按照权利要求1所述的装药外置的油气井高能复合射孔装置，其特征在于所说的定位机构包括设置在射孔枪身[9]内两端与弹架[10]之间通过联接件与弹架[10]固定联接的定位环[8]，以及一端固定在定位环[18]上、另一端设置在射孔枪身[9]内枪身定位槽[4′]内的联接件。
专利摘要一种装药外置的油气井高能复合射孔装置,它包括一节或多节射孔枪、设置在最上一节射孔枪上端的枪头、设置在最下一节射孔枪下端的枪尾、设置在枪头内或枪头外的引爆装置。上述的射孔枪为:在射孔枪身内设置有弹架,在弹架内设置有弹盒,弹盒内装有射孔弹,一个弹盒与相邻一个弹盒之间设置有固体高能燃料,一根导爆索与每个射孔弹相连,在弹架的上下两端与射孔枪身之间设置有可使弹架不能相对于射孔枪身转动和轴向移动的定位机构。
文档编号E21B43/11GK2485422SQ0121298
公开日2002年4月10日 申请日期2001年2月6日 优先权日2001年2月6日
发明者张曦, 张廷汉 申请人:西安通源石油科技产业有限责任公司