专利名称：聚能复合射孔压裂管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气井射孔领域，特别涉及一种适用于厚油层跨度大的油层的聚 能复合射孔压裂管柱。
背景技术：
在油气井生产过程中，新井的射孔投产、老井的调补层射孔以及老井解堵等作业 均会用到射孔装置。目前较常使用的油气井射孔装置包括射孔枪、射孔枪上端设有枪头、射孔枪下端 设有枪尾、枪头内或枪头外设有引爆装置。在上述的射孔枪的枪身内设有弹架，在弹架的上 下两端与射孔枪身之间设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。射 孔时通过引爆引爆装置点燃导火索，导火索引爆枪身内的火药实现射孔作业。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题随着油田 开发进入中后期，受采油、钻井作业及各种措施的影响，油层污染程度加剧，单一射孔技术 作用距离有限，达不到理想的增产效果，满足不了现场应用需求，射孔后往往需要再进行高 能气体压裂或多脉冲加载压裂，对近井地带重复作业，施工过程复杂。
实用新型内容本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种聚能复合射孔压裂管 柱，该管柱通过传爆方式的改进及传爆结构的设计将射孔和压裂相结合，通过多级火工药 剂分段燃烧，形成两个以上脉冲波峰，对完成的射孔地层反复压裂，大大提高了造缝效果， 无需另外进行压裂工作，施工过程简单、安全，降低了施工成本。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是—种聚能复合射孔压裂管柱，包括聚能复合射孔枪，所述聚能复合射孔枪下部与 爆轰转燃烧装置连接，所述爆轰转燃烧装置包括主体、击针、剪断销钉、击针座、垫片及底火 台，所述主体为空心结构，所述击针座与所述空心结构的内壁连接，所述击针与所述击针座 通过所述剪切销钉固定，所述垫片位于所述底火台与所述击针座之间，所述爆轰转燃烧装 置通过所述主体与造缝药段连接，所述造缝药段包括造缝药段枪身，所述造缝药段枪身内 装有压裂弹，所述造缝药段枪身上设有盲孔。所述聚能复合射孔枪包括自上而下依次连接的压力平衡通道、安全起爆器、上部 聚能射孔压裂装置、夹层上定位装置、夹层枪身、夹层下定位装置及下部聚能射孔压裂装 置，所述上部聚能射孔压裂装置及所述下部聚能射孔压裂装置均包括枪身，所述枪身上设 有盲孔，所述枪身内设有弹架，所述弹架内设有射孔弹及复合固体推进剂。所述夹层上定位装置包括定位装置主体、固定销钉、定位块及定位销钉，所述定位 块为空心结构，通过所述固定销钉固定在所述主体上，所述定位块与所述主体的连接方式 是过盈配合，所述定位块的侧面设有螺孔，所述定位销钉设在所述螺孔内，所述夹层下定位 装置为带有通孔的定位胶塞[0010]本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是通过传爆方式的改进及传爆结 构的设计将射孔和压裂相结合，通过多级火工药剂分段燃烧，形成两个以上脉冲波峰，对完 成的射孔地层反复压裂，大大提高了造缝效果，采用爆轰转燃烧装置燃烧，有效的控制了多 级装药升压速率和峰值压力，保证射孔器和套管不受意外损伤，无需另外进行压裂工作，施 工过程简单、安全，降低了施工成本。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图 作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的聚能复合射孔压裂管柱示意图；图2是本实用新型实施例提供的聚能复合射孔压裂管柱上部局部图；图3是本实用新型实施例提供的聚能复合射孔压裂管柱中部局部图；图4是本实用新型实施例提供的聚能复合射孔压裂管柱下部局部图。各标号所代表的组件列表如下1、撞击棒，2、套管，3、油管，4、压力平衡通道，5、安全起爆器，6、上部聚能射孔压裂 装置，7、夹层上定位装置，8、夹层枪身，9、夹层下定位装置，10、下部聚能射孔压裂装置；11、爆轰转燃烧装置，12、造缝药段，13、引鞋，14、击针，15、剪断销钉，16、击针座， 17、垫片，18、底火台。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。实施例1参见图1，本实施例提供了一种聚能复合射孔压裂管柱，包括聚能复合射孔枪，所 述聚能复合射孔枪下部与爆轰转燃烧装置11连接，参见图4，爆轰转燃烧装置11包括主体、 击针14、剪断销钉15、击针座16、垫片17及底火台18，所述主体为空心结构，击针座16与 所述空心结构的内壁连接，击针14与击针座16通过剪切销钉15固定，垫片17位于底火台 18与击针座16之间起到密封作用，爆轰转燃烧装置11通过所述主体与造缝药段12连接， 造缝药段12包括造缝药段枪身，所述造缝药段枪身内装有压裂弹，所述造缝药段枪身上设 有盲孔。上部的所述复合聚能射孔枪引燃后产生的聚能压力向下传导，传导下来的聚能压 力撞击爆轰转燃烧装置11的击针14，同时剪断销钉15在冲击力作用下被剪断，击针座16 与击针14脱离，击针14下移撞击下面的底火台18引燃底火，底火引燃后产生爆轰波，点燃 下面的造逢药段12中的压裂弹。工作时通过油管3传输把整趟聚能复合射孔压裂管柱传输到油井的目的层位，通 过地面撞击棒1撞击安全起爆器5引燃导爆索，导爆索几乎同时引燃复合聚能射孔枪内的 射孔弹，射孔弹聚能后射穿枪身、套管2及地层。爆轰波产生的高温引燃管柱内药剂，药剂 在较高环境压力下迅速燃烧，管柱内燃气聚集，压力迅速升高从射孔孔眼外喷入地层，射流 速度可达1500-2000m/s。设计导爆索以6000/秒的速度自上而下产生爆轰波。利用爆轰转燃烧装置11将爆轰波传递给下挂的造缝药段12，使造缝药段12的压裂弹燃烧，产生脉冲气 体，延伸射孔孔道，进一步扩展复合射孔形成的裂缝。本实用新型实施例提供的聚能复合射孔压裂管柱通过爆轰转燃烧装置11的设 计，改进了传爆方式，将射孔和压裂相结合，减少了常规复合射孔过多的传爆点及密封环 节，更增加了施工的安全性能；通过多级火工药剂分段燃烧，形成两个以上脉冲波峰，对完 成的射孔地层反复压裂，大大提高了造缝效果，采用爆轰转燃烧装置燃烧，有效的控制了多 级装药升压速率和峰值压力，保证射孔器和套管不受意外损伤，无需另外进行压裂工作，施 工过程简单、安全，降低了施工成本。参照图2和图3，在本实施例中所述聚能复合射孔枪包括自上而下依次连接的压 力平衡通道4、安全起爆器5、上部聚能射孔压裂装置6、夹层上定位装置7、夹层枪身8、夹 层下定位装置9及下部聚能射孔压裂装置10。压力平衡通道4上部与油管3通过油管扣 连接，下部与安全起爆器5通过M64平扣连接，安全起爆器5、上部聚能射孔压裂装置6、夹 层上定位装置7、夹层枪身8、夹层下定位装置9以及下部聚能射孔压裂装置10之间均通过 Φ 79偏梯扣连接，下部聚能射孔压裂装置10与爆轰转燃烧装置11通过Μ64平扣连接，爆轰 转燃烧装置11、造逢药段12及引鞋16之间均通过Φ79偏梯扣连接。上部聚能射孔压裂装 置6及下部聚能射孔压裂装置10均包括枪身，所述枪身上设有盲孔，所述枪身内设有弹架， 弹架内设有射孔弹和压裂弹，弹架内外均设有复合固体推进剂。本实施例提供的聚能复合射孔枪通过上部聚能射孔压裂装置6和下部聚能射孔 压裂装置10能同时给两个层段射孔压裂，参照图1中的层段I和层段II，两个射孔压裂层 段之间通过无射孔段的夹层枪身8连接，同时利用夹层上、下定位装置将爆轰波通过夹层 枪身8传递到下部层段的聚能射孔装置，完成下部层位的射孔及压裂，使夹层跨度大的油 井实现了一次性施工，减少了常规复合射孔过多的传爆点和密封环节，增加了施工的安全 性能。本实施例中所述聚能复合射孔枪各部分采用的构件及其连接方式并不用于限制 本实用新型，本实用新型还可以根据实际情况选择其他现有构件进行组合，同时本实用新 型实施例可以通过调整压裂装置及夹层枪身的数目实现两个及两个以上层段同时射孔。参照图3，为了更好的固定导爆索，防止导爆索上下移动，本实用新型实施例的夹 层上定位装置7包括定位装置主体、固定销钉19、定位块20及定位销钉21，定位块20为空 心结构，通过固定销钉19固定在所述主体上，定位块20与所述主体的连接方式是过盈配 合，定位块20的侧面设有螺孔，定位销钉21设在所述螺孔内，夹层下定位装置9包括定位 装置主体，所述主体上设有带通孔的定位胶塞。枪身内的导爆索穿过定位块20，通过定位销 钉21穿过定位块20侧边的螺孔进行固定，防止导爆索上下移动，导火索穿过夹层下定位装 置9的定位胶塞，所述定位胶塞对通过的导爆索起居中扶正作用。定位装置主体的主要作 用是固定其他定位固件及与连接与定位装置相邻的构件。造缝药段12与引鞋13连接。造缝药段与引鞋是Φ79偏梯扣连接，引鞋13的作 用是导引管柱下井，减少管柱与井壁碰撞的。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求1.一种聚能复合射孔压裂管柱，包括聚能复合射孔枪，其特征在于，所述聚能复合射孔 枪下部与爆轰转燃烧装置连接，所述爆轰转燃烧装置包括主体、击针、剪断销钉、击针座、垫 片及底火台，所述主体为空心结构，所述击针座与所述空心结构的内壁连接，所述击针与所 述击针座通过所述剪切销钉固定，所述垫片位于所述底火台与所述击针座之间，所述爆轰 转燃烧装置通过所述主体与造缝药段连接，所述造缝药段包括造缝药段枪身，所述造缝药 段枪身内装有压裂弹，所述造缝药段枪身上设有盲孔。
2.根据权利要求1所述的聚能复合射孔压裂管柱，其特征在于，所述聚能复合射孔枪 包括自上而下依次连接的压力平衡通道、安全起爆器、上部聚能射孔压裂装置、夹层上定位 装置、夹层枪身、夹层下定位装置及下部聚能射孔压裂装置，所述上部聚能射孔压裂装置及 所述下部聚能射孔压裂装置均包括枪身，所述枪身上设有盲孔，所述枪身内设有弹架，所述 弹架内设有射孔弹及复合固体推进剂。
3.根据权利要求2所述的聚能复合射孔压裂管柱，其特征在于，所述夹层上定位装置 包括定位装置主体、固定销钉、定位块及定位销钉，所述定位块为空心结构，通过所述固定 销钉固定在所述主体上，所述定位块与所述主体的连接方式是过盈配合，所述定位块的侧 面设有螺孔，所述定位销钉设在所述螺孔内，所述夹层下定位装置包括定位装置主体，所述 主体上设有带通孔的定位胶塞。
专利摘要本实用新型公开了一种聚能复合射孔压裂管柱，属于油气井射孔领域。该聚能复合射孔压裂管柱，包括聚能复合射孔枪，聚能复合射孔枪下部与爆轰转燃烧装置连接，爆轰转燃烧装置包括主体、击针、剪断销钉、击针座、垫片及底火台，爆轰转燃烧装置通过所述主体与造缝药段连接，造缝药段包括造缝药段枪身，造缝药段枪身内装有压裂弹，造缝药段枪身上设有盲孔。本实用新型通过传爆方式的改进及传爆结构的设计将射孔和压裂相结合，通过多级火工药剂分段燃烧，形成两个以上脉冲波峰，对完成的射孔地层反复压裂，大大提高了造缝效果，无需另外进行压裂工作，施工过程简单、安全，降低了施工成本。
文档编号E21B43/26GK201884019SQ20102065586
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘玉, 孙香秋, 张晓文, 李广辉, 王丽莉, 王斌, 王显荣 申请人:中国石油天然气股份有限公司