专利名称：整体封口射孔防砂装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气井射孔器领域，具体而言，涉及一种将防砂塞射入到射孔孔道中并定位在套管的孔道周围实现防砂的射孔防砂装置，即防砂塞整体封在射孔孔道出口处的整体封口射孔防砂装置。
背景技术：
石油天然气开采过程中，通常要注意出砂问题。目前，防砂方法有采用机械防砂井筒、化学防砂、砂拱防砂等，但上述方法要么成本高、过程复杂，要么有效期短、污染大，近来出现了射孔防砂的方法。现有的射孔防砂装置是孔道充填式射孔防砂，在射孔同时将防砂材料充填于射孔孔道内，实现防砂的目的。通常，采用防砂材料为零散的，但是零散的防砂材料堆积后容易产生脱落，防砂的效果不长久。另外，也有现有技术采用不锈钢丝团和多角状不规则颗粒物，通过射孔推进来填到孔道口部，但这种做法的问题是不能保证不锈钢丝团能够相互勾连在一起而且能够成为一个整体防砂结构。而且不锈钢丝团的行程主要取决于推力和射孔孔道的阻力，不锈钢丝团的难以按照要求定位在孔道口部，而且不锈钢丝团容易变形。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种整体封口射孔防砂装置，以解决现有的射孔防砂装置防砂时间短、效果差的问题。为此，本实用新型提出一种整体封口射孔防砂装置，其中，所述射孔防砂装置包括射孔弹；前仓，与所述射孔弹对接，所述前仓内具有助推火药部；防砂塞，设置在所述前仓中，所述前仓中设有所述防砂塞射出的出口 ；所述防砂塞具有沿射孔方向的通孔，所述防砂塞由过滤性金属材质制成并在常态下具有刚性形状。进--步地，所述防砂iI由金属纤维制成。[0008]进--步地，所述防砂i■头部外轮廓小，尾部外轮廓大。[0009]进--步地，所述防砂iI为锥形或锥台形。[0010]进--步地，所述防砂iI的通孔为齿状直孔。[0011]进--步地，所述助推火药部为助推火药环，所述助推火药环套设在所述防砂塞外。[0012]进--步地，所述防砂_安装于射孔枪的枪管内靠近射孔孔道处，所述射孔弹安装
于射孔枪的枪管内远离所述射孔孔道处。 由于本实用新型的射孔防砂装置的前仓内设有防砂塞，防砂塞由过滤性金属材质制成并在常态下具有刚性形状，射孔弹射出后，防砂塞填充在射孔弹形成的射孔孔道内形成常态下具有刚性形状的过滤网，克服了现有技术的防砂材料由于零散容易产生脱落，防砂的效果不长久的问题，还克服了由柔性材料制成的防砂材料无固定形状容易被液体或地下油层改变整体外形、丧失塞堵和过滤功能的问题。
图1为根据本实用新型实施例的射孔防砂装置的剖视结构的示意图；图2为根据本实用新型实施例的防砂塞的左视结构；图3为图2的A-A方向剖视结构；图4为射孔孔道的结构。附图标号说明1、前仓 2、助推火药部 3、防砂塞 4、射孔弹5、射孔枪管31、防砂塞通孔33、防砂塞壁体7、套管 8、射孔孔道 11、出口
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。图1为根据本实用新型实施例的射孔防砂装置的剖视结构的示意图，如图1所示， 根据本实用新型实施例的射孔防砂装置包括射孔弹4 ；前仓1，与所述射孔弹4对接，所述前仓内1具有助推火药部2 ；防砂塞3，设置在所述前仓1中，所述前仓1中设有所述防砂塞射出的出口 11 ；所述防砂塞3具有沿射孔方向的通孔，所述防砂塞3由过滤性金属材质制成并在常态下具有刚性形状。所述防砂塞3安装于射孔枪的枪管5内靠近射孔孔道处，所述射孔弹安装于射孔枪内远离所述射孔孔道处。如图4所示，射孔弹4中设有导爆索等引爆装置和/或炸药以穿透套管7形成射孔孔道8。前仓1通常为罩状，主要起到保护助推火药部2和防砂塞3的作用。助推火药部2含有助推火药，当射孔弹4射出时，助推火药被射孔弹4引爆，从而推动防砂塞3射入到射孔孔道中。其中，射孔弹4、前仓1以及助推火药部2的主要结构可以参照现有技术。如图3所示，防砂塞3的中心设有通孔31，以便射孔弹4从中射出形成爆炸流以形成射孔孔道。防砂塞3随后填充在射孔弹4射出的射孔孔道内，带有通孔31的锥形防砂塞在火药的爆轰压力推动下以及孔道的巨大压力之下形成了一个整体防砂塞填充于射孔孔道，在此过程中，原先的防砂塞具有通孔31的锥形形状已完全消失，射孔完成后的结果是， 射孔枪内的防砂塞被完全的挤压致密地推入到射孔孔道内及套管壁内。防砂塞3在高温高压下被挤压，防砂塞壁体33内缩，通孔31消失，最后形成网塞。通孔31的形状和大小要与射孔弹4的射孔能力相适应以便最后消失形成网塞。一旦防砂塞3形成网塞后，防砂塞3 则不会轻易变形，不会丧失塞堵和过滤功能。所述防砂塞3由过滤性金属材质制成，过滤性金属材质要能够过滤液体，例如过滤石油或水的金属材质，过滤性金属材质同时阻止砂石等通过，以起到防砂作用。所述防砂塞3在常态下具有刚性形状，这样，在射入到射孔孔道中并固定于其中后，防砂塞3不会轻易形变，不会被液体(例如石油或水)或地下油层改变整体外形不会丧失塞堵和过滤功能， 因而克服了由柔性材料(例如不锈钢丝球等)制成的防砂材料无固定形状容易被液体或地下油层改变整体外形、丧失塞堵和过滤功能的问题，避免了以往射孔防砂材料断条、不足，防砂塞位置超前或拖后，以致脱落等弊病。防砂后井筒能够保持原有井筒状态，为后期作业施工奠定基础。本实用新型讨论在相同的射孔弹4射出的射孔孔道8的情况下，相对于现有技术的防砂装置，防砂塞3的结构和效果。如果本实用新型采用改进的射孔弹4，本实用新型的防砂装置有可能达到更好的效果。进一步地，所述防砂塞由金属纤维制成。这种由金属纤维制成的防砂塞具有合适的渗透率，能够实现理想的防砂效果，具有抗高温、抗酸、碱介质腐蚀的能力(可长期在 PH2 11介质中使用)。所述防砂塞例如由奥氏体型不锈钢丝制成，可满足长期连续注汽的技术要求，又不妨碍油井进行酸化、碱洗等措施。而且由于防砂塞由金属纤维制成，金属纤维形成一个立体防砂网络，相对于现有的平面防砂方式，本实用新型的防砂塞挡砂与滤砂能力强，流动阻力小，对油井正常生产无影响。与其它防砂措施相比，其防砂性能更佳，有效期更长。为油井的稳定高产开采创造了条件，也有利于水平井、侧钻井的射孔防砂施工作业。进一步地，如图1和图3所示，所述防砂塞3头部外轮廓小，尾部外轮廓大，这样，有利于减小填入射孔孔道中的阻力，有利于封堵射孔孔道，而且形成了立体防砂网。进一步地， 所述防砂塞3为锥形或锥台形。这样，便于加工，便于封堵射孔孔道。所述防砂塞的通孔31例如可以为圆形通孔。进一步地，如图2和图3所示，所述防砂塞的通孔31为齿状直孔。防砂塞是中空的是为了给射流运动留出足够的通道，整体防砂塞是在运动的过程中被挤压成圆锥体的，因此整体防砂塞的齿状设计有利于其在运动中自由变形，不仅使防砂塞3的外表面受到孔道的巨大压力，而且有利于使防砂塞3在通孔31 处从内部也受到孔道的巨大压力，防砂塞3在受到内外巨大压力的同时，变形更加充分，更容易在射孔过程中消除通孔31从而形成内部致密的整体防砂塞。防砂塞的通孔31为齿状直孔相对于圆形通孔，更有利于防砂塞的致密。进一步地，如图1所示，所述助推火药部2为助推火药环，所述助推火药环套设在所述防砂塞3外，这样，能够充分推动防砂塞3射入到射孔孔道中。下面介绍一下本实用新型的使用过程如图1所示，将射孔防砂装置安装在射孔枪的枪管5内，其中，所述防砂塞3安装于射孔枪的枪管5内靠近射孔孔道处，所述射孔弹安装于射孔枪内远离所述射孔孔道处，按一定设计要求下入井筒内并进行射孔。射孔时该防砂塞3，填到射孔打出的射孔孔道8中。防砂塞3在高温高压下被挤压，防砂塞壁体33内缩，通孔31消失，最后形成网塞。一旦防砂塞3形成网塞后，防砂塞3则不会轻易变形，不会丧失塞堵和过滤功能，从而形成稳定的立体防砂结构。本实用新型的射孔防砂装置，设计新颖，结构简单紧凑，性能可靠，加工方便。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员， 在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述整体封口射孔防砂装置包括射孔弹；前仓，与所述射孔弹对接，所述前仓内具有助推火药部；防砂塞，设置在所述前仓中，所述前仓中设有所述防砂塞射出的出口；所述防砂塞具有沿射孔方向的通孔，所述防砂塞由过滤性金属材质制成并在常态下具有刚性形状。
2.如权利要求1所述的整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述防砂塞由金属纤维制成。
3.如权利要求2所述的整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述防砂塞头部外轮廓小，尾部外轮廓大。
4.如权利要求2所述的整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述防砂塞为锥形或锥台形。
5.如权利要求1所述的整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述防砂塞的通孔为齿状直孔。
6.如权利要求1所述的整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述助推火药部为助推火药环，所述助推火药环套设在所述防砂塞外。
7.如权利要求1所述的整体封口射孔防砂装置，其特征在于，所述防砂塞安装于射孔枪的枪管内靠近射孔孔道处，所述射孔弹安装于射孔枪的枪管内远离所述射孔孔道处。
专利摘要本实用新型提出一种整体封口射孔防砂装置，其中，所述射孔防砂装置包括射孔弹；前仓，与所述射孔弹对接，所述前仓内具有助推火药部；防砂塞，设置在所述前仓中，所述前仓中设有所述防砂塞射出的出口；所述防砂塞具有沿射孔方向的通孔，所述防砂塞由过滤性金属材质制成并在常态下具有刚性形状。本实用新型的射孔防砂装置，设计新颖，结构简单紧凑，性能可靠，加工方便。
文档编号E21B43/116GK202012336SQ20112012824
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者丛志新, 仲景儒, 史慧生, 吕民, 吴志勇, 孙厚利, 左秀石, 张军, 张建军, 张鑫, 李学良, 陈大钊 申请人:中国石油天然气股份有限公司