一种模拟射孔弹轨迹的激光射孔装置的制作方法

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种模拟射孔弹在井下发射轨迹和发射模式的激光射孔装置。

背景技术：

在油气田开发过程中，射孔是指打通井管、水泥层和地层，建立地层与井管之间的流动通道的作业过程。目前，射孔作业主要是用子弹或聚能炸药的方法，将硬质金属颗粒向井壁高速撞击出一条80-200cm的缝隙，形成孔道，但采用这种方法射孔深度浅、射孔方向不可控，且金属碎片残留在地层中，容易堵塞部分流道。同时射孔用炸药强度极大，属于高危物品，管控十分严格，需要特别安排人手进行严格管理。也有部分射孔作业采用冲砂射孔，能在一定程度上解决前述问题，但这种方式速度慢，耗能高，依然存在很多新的问题。

近年来，国内外专家提出采用激光进行射孔，申请号为201110034472.5的中国专利提出一种石油井下多束激光射孔装置，能很好的解决上述问题，但其结构复杂，其排布方式在井下局促的空间难以实现，只能用于部分浅层直径大的井段，申请号为201621087533.9的中国专利提出一种激光射孔装置，采用单激光的方式，其能够满足空间的需求，但单激光射孔效率低下，每打一个孔都需要调整下方钻杆，对于井下作业的时间浪费较大。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种模拟射孔弹轨迹的激光射孔装置，采用多组激光发射头和反射镜组合的方式，能模拟射孔弹的发射轨迹，完成射孔作业，同时施工作业中无需进行起下钻作业，节约施工时间。

本实用新型的技术方案是：

一种模拟射孔弹轨迹的激光射孔装置，包括激光发射器、激光发射头、滑动杆、反射镜、反射镜安装杆、底部固定盘；所述激光发射器为圆形筒体，上部设有母螺纹，下部设有三个轴向阵列的激光发射头，激光发射器侧面设有三个滑槽，滑槽中分别安装有滑动杆，所述滑动杆下方连接有底部固定盘，其直径与激光发射器相同，底部固定盘中心安装有反射镜安装杆，反射镜安装杆上设有三个轴向阵列的反射镜，所述反射镜为三角体结构，侧面为直角三角形结构，底面为120°等腰三角形结构；

所述三个轴向阵列的激光发射头分别为1#激光发射头、2#激光发射头、3#激光发射头，所述三个轴向阵列的反射镜分别为1#反射镜、2#反射镜、3#反射镜，每个激光发射头与其下方对应的反射镜轴向保持一致。确保激光发射头发出的激光能被反射镜垂直反射出去，使垂直照射的激光能够水平反射到井壁上。

进一步的，所述反射镜的上斜面表面为抗高温反射层。以满足对激光的反射需求。

进一步的，所述反射镜安装杆为柱状金属，上部设有三个槽体，槽体在轴向上的角度为120°，与反射镜相对应。如此设计，可以让反射镜卡入槽体。

进一步的，所述反射镜安装杆上的三个槽体设置于同一水平线，每个槽体之间设有间隔板。如此设计，可以让每个槽体之间通过粘贴安装反射镜。

进一步的，所述反射金安装杆上的三个槽体分别设置于上、中、下三个位置，每个槽体的高度差间隔相同。如此设计，可以让每个槽体之间通过粘贴安装反射镜，并形成螺旋状效果。

进一步的，所述滑槽中设有电动滑轨，与滑动杆相连。电动滑轨能带动滑动杆在上下方向移动，三个滑槽的移动速度保持一致。

电动滑轨的电路，以及激光发射器的电路，均通过井下电缆，穿过钻杆连接到井口的配电室。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用三个激光发射头，配合三个反射镜，能够同时对井壁进行三个射孔作业，模拟射孔弹的方式，在统一地层达到更好的射孔的效果；

2、根据三个反射镜而设计的反射镜安装杆，能够满足反射镜的平面安装和错层安装两种模式，更好的适应不同地层的要求；

3、通过设置滑槽、滑动杆，并设置内部的电动滑轨，能够在不起下钻杆的情况下，直接调整射孔的位置，模拟射孔弹的方式实现多层射孔。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1结构示意图；

图2为本实用新型的实施例2结构示意图；

图3为本实用新型的下段俯视图；

图4为反射镜结构示意图；

图5为实施例1的反射镜安装杆结构示意图；

图6为实施例2的反射镜安装杆结构示意图；

图7为实施例2的反射镜安装杆上装配反射镜后的结构示意图。

图中所示：

1为井壁、2为激光发射器、3为1#激光发射头、4为2#激光发射头、5为3#激光发射头、6为滑动杆、7为1#反射镜、8为2#反射镜、9为3#反射镜、10为底部固定盘、11为反射镜安装杆、12为滑槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1～5所示，一种模拟射孔弹轨迹的激光射孔装置，包括激光发射器2、激光发射头、滑动杆6、反射镜、反射镜安装杆11、底部固定盘10；所述激光发射器2为圆形筒体，上部设有母螺纹，下部设有三个轴向阵列的激光发射头，激光发射器2侧面设有三个滑槽12，滑槽12中分别安装有滑动杆6，所述滑动杆6下方连接有底部固定盘10，其直径与激光发射器2相同，底部固定盘10中心安装有反射镜安装杆11，所述反射镜安装杆11为柱状金属，上部设有三个槽体，槽体在轴向上的角度为120°，所述反射镜安装杆11上的三个槽体设置于同一水平线，每个槽体之间设有间隔板；反射镜安装杆11上设有三个轴向阵列的反射镜，与反射镜相对应，所述反射镜为三角体结构，侧面为直角三角形结构，底面为120°等腰三角形结构，反射镜的上斜面表面为抗高温反射层；所述滑槽12中设有电动滑轨，与滑动杆6相连；

所述三个轴向阵列的激光发射头分别为1#激光发射头3、2#激光发射头4、3#激光发射头5，所述三个轴向阵列的反射镜分别为1#反射镜7、2#反射镜8、3#反射镜9，每个激光发射头与其下方对应的反射镜轴向保持一致，确保激光发射头发出的激光能被反射镜垂直反射出去，使垂直照射的激光能够水平反射到井壁1上。

实施例2：

如图1～4、6、7所示，一种模拟射孔弹轨迹的激光射孔装置，包括激光发射器2、激光发射头、滑动杆6、反射镜、反射镜安装杆11、底部固定盘10；所述激光发射器2为圆形筒体，上部设有母螺纹，下部设有三个轴向阵列的激光发射头，激光发射器2侧面设有三个滑槽12，滑槽12中分别安装有滑动杆6，所述滑动杆6下方连接有底部固定盘10，其直径与激光发射器2相同，底部固定盘10中心安装有反射镜安装杆11，所述反射镜安装杆11为柱状金属，上部设有三个槽体，槽体在轴向上的角度为120°，所述反射金安装杆上的三个槽体分别设置于上、中、下三个位置，每个槽体的高度差间隔相同；反射镜安装杆11上的槽体内设有三个轴向阵列的反射镜，与反射镜相对应，所述反射镜为三角体结构，侧面为直角三角形结构，底面为120°等腰三角形结构，反射镜的上斜面表面为抗高温反射层；所述滑槽12中设有电动滑轨，与滑动杆6相连；

所述三个轴向阵列的激光发射头分别为1#激光发射头3、2#激光发射头4、3#激光发射头5，所述三个轴向阵列的反射镜分别为1#反射镜7、2#反射镜8、3#反射镜9，每个激光发射头与其下方对应的反射镜轴向保持一致，确保激光发射头发出的激光能被反射镜垂直反射出去，使垂直照射的激光能够水平反射到井壁1上。

本实用新型的工作方式如下：

将激光发射器2上端通过母螺纹连接到钻杆下端的公螺纹上，并通过下钻杆的方式送入到射孔井段，打开激光发射器2，所述激光发射器2内设置有三个微型高功率激光器，分别对应下方的三个激光发射头，激光发射器2发射高能激光束，经过激光发射头将高能激光束进行聚焦后，发射到各自对应的反射镜上，高能激光束从垂直状态变为水平状态，先后射穿井管壁、水泥层和地层，从而打通油气储层与井管之间流动通道的目的。

在射孔的时候，操作电动滑轨使其把滑动杆6下放到最底部，开始射孔，射完这一层，调整电动滑轨上移，射下一层，以此类推直到完成最上层射孔。

如图1和图3所示(图中虚线为高能激光束)，在水平井射孔时，采用实施例1的方案，能更好的完成每一层致密油藏的射孔，更密集的采出油气资源。

如图2和图3所示(图中虚线为高能激光束)，在垂直井射孔时，采用实施例2的方案，能更快的完成每一层的油藏射孔，更密集的采出油气资源。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。