一种管缆输送激光的井下激光射孔装置的制作方法

本发明涉及一种井下射孔装置，具体涉及一种管缆输送激光的井下激光射孔装置。

背景技术：

射孔工艺作为完井技术的主要环节，与油气井产能有着直接关系。目前射孔技术输送方式主要分为：电缆输送射孔、管柱传输射孔、挠性管输送射孔。而射孔器分类为：常规射孔器、超深穿透射孔器、大孔径射孔器、高孔密射孔器（20孔/米）、防砂射孔、复合射孔器等多种形式。射孔的最终目的是为油气产层与井筒之间建立可靠、有效的通道，从而提高油气的产出效果。射孔是利用机械、化学或者其他能量打开套管、水泥环和地层，沟通油气藏通道的井下作业。常规聚能射孔是利用射孔弹爆破形成的高速金属粒子流，形成一个很高温度和压力的脉冲载荷（冲击波），撞击靶板（套管、水泥环、岩石），将其运动轨迹中的所有物质都挤开，在岩石靶中形成一个孔洞或孔道。岩石颗粒受到破坏而不能回复到初始状态，产生物理变形或次生裂缝，从而产生典型的射孔损害区岩石组织结构，孔道周围有一个射孔压实区域，该区域内颗粒破碎，大颗粒数量减少，小颗粒数量增多，颗粒之间接触致密。

现有技术中，射孔枪弹孔技术，爆炸物品管理要求苛刻，射孔弹工作可靠性低，施工过程经常发生未爆现象，射孔分布固定，不能灵活调整，且只能形成圆形孔洞，工作过程机械冲击较大，对管串及固井有很大伤害，射孔枪本体重复使用率低等一系列问题，并且不能有效解决目前射孔参数问题，例如穿深、孔径。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种配合连续管使用的高效、环保的管缆输送激光的井下激光射孔装置，该装置利用激光的高能射线进行射孔作业，能有效避免传统射孔导致的套管在射孔处破裂漏失，以及孔眼周围岩石因破裂而堵塞孔眼，同时，利用激光的热效应能在一定程度上提高岩层的油气渗透效率，进而提高油井的采收率。

本发明的技术方案是：

一种管缆输送激光的井下激光射孔装置，它由中心管、上接头、下接头、管缆接头、聚焦器和支撑套构成，中心管的一端螺纹安装有上接头，中心管的另一端螺纹安装有下接头；其特征在于：中心管内通过内凸台安装有聚焦器，聚焦器一端通过固定端盖安装有管缆接头，管缆接头的一端与聚焦器接触连接；聚焦器另一端通过固紧螺钉安装有支撑套，支撑套内装有反射镜。

所述的聚焦器由壳体、限位套、安装架、装配架、上校直镜、下校直镜和聚焦镜构成；所述壳体为变径圆筒状，壳体内通过限位套固装有安装架；安装架通过限位环间隔安装有上校直镜、下校直镜和聚焦镜；聚焦镜一侧的壳体内通过装配架固装有增透镜。

所述的上校直镜为双面凸镜，下校直镜和聚焦镜分别为单面凸镜。

所述的支撑套和上接头分别为杯状体，反射镜对应的支撑套圆周上呈120度均布有反射孔。

所述的反射镜为锥形三棱体。

所述的中心管圆周上呈120度均布有装配孔，装配孔内装有防尘增透镜。

所述的装配孔与反射孔呈对应状设置。

所述的限位套为变径体，限位套上设置有喇叭状的通孔。

所述的壳体由上壳体、中壳体和下壳体构成，上壳体、中壳体和下壳体之间通过固紧螺栓相互固定，上壳体的内壁上设置有限位凸肩；上壳体与限位套之间设置有密封环。

所述的管缆接头上设置有中心孔；

所述的固定端盖呈碗状，固定端盖底部中心设置有通孔。

本发明的有益效果在于：

该管缆输送激光的井下激光射孔装置利用激光的高能射线进行射孔作业，能有效避免传统射孔导致的套管在射孔处破裂漏失，以及孔眼周围岩石因破裂而堵塞孔眼，同时激光的热效应能一定程度的提高岩层的油气渗透效率，提高油井采收率。解决了现有射孔弹工作可靠性低，施工过程经常发生未爆现象，射孔分布固定，不能灵活调整的问题，特别适用于射孔作业使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的反射镜的俯视结构示意图；

图3为本发明的工作状态示意图。

图中：1、中心管，2、上接头，3、下接头，4、管缆接头，5、支撑套，6、内凸台，7、限位套，8、安装架，9、装配架，10、上校直镜，11、下校直镜，12、聚焦镜，13、上壳体，14、中壳体，15、下壳体，16、限位环，17、增透镜，18、固定端盖，19、固紧螺钉，20、反射镜，21、反射孔，22、装配孔，23、防尘增透镜，24、进出口。

具体实施方式

该管缆输送激光的井下激光射孔装置由中心管1、上接头2、下接头3、管缆接头4、聚焦器和支撑套5构成，中心管1的一端螺纹安装有上接头2，上接头2为杯状体，以对中心管1一端形成封堵，中心管1的另一端螺纹安装有下接头3；中心管1内设置有内凸台6，内凸台6上设置有通孔，中心管1内通过内凸台6安装有聚焦器。聚焦器由壳体、限位套7、安装架8、装配架9、上校直镜10、下校直镜11和聚焦镜12构成。壳体为变径圆筒状，壳体由上壳体13、中壳体14和下壳体15构成，上壳体13、中壳体14和下壳体15之间通过固紧螺栓相互固定，其目的是便于壳体内各零部件的装配；上壳体13的内壁上设置有限位凸肩。

上壳体13内通过限位凸肩装有限位套7，限位套7为变径体，限位套上设置有喇叭状的通孔；上壳体13与限位套7之间设置有密封环。限位套7一侧的中壳体14内固装有安装架8；安装架8上通过限位环16间隔安装有上校直镜10、下校直镜11和聚焦镜12；上校直镜10为双面凸镜，下校直镜11和聚焦镜12分别为单面凸镜。聚焦镜12一侧的壳体内通过装配架9固装有增透镜17。

聚焦器的上壳体13一端通过固定端盖18安装有管缆接头4，管缆接头4的一端与聚焦器的限位套7接触连接；管缆接头4上设置有中心孔；固定端盖18呈碗状，固定端盖18底部中心设置有通孔，以便于光缆的穿入；装配时，通过下接头3的端面、固定端盖18和内凸台6的配合，实现管缆接头4和聚焦器在中心管1内的轴向定位。

聚焦器另一端的下壳体15上通过固紧螺钉19安装有支撑套5，下壳体15圆周上设置由轴线方向的凹槽，下壳体15通过固紧螺钉19与凹槽的配合滑动连接，通过固紧螺钉19的松紧调节可使支撑套5在下壳体15上滑动，以调整支撑套5装配的轴向距离。支撑套5内装有反射镜20；反射镜20为锥形三棱体。

该激光射孔装置的支撑套5和上接头2分别为杯状体，反射镜20对应的支撑套5圆周上呈120度均布有反射孔21。中心管1圆周上呈120度均布有装配孔22，装配孔22与反射孔21呈对应状设置；装配孔22内装有防尘增透镜23。

该激光射孔装置的限位套7与上壳体13之间和中壳体14与安装架8之间分别设置有环空，环空的气体可以通过上壳体13和中壳体14上设置的进出口24进出；以对环空内部进行降温。

该激光射孔装置工作时，上接头2用于连接安装下稳定器，下接头3用于连接安装上稳定器，光缆接头下端经上稳定器延伸至管缆接头4的中心孔并与管缆接头4螺纹连接；该激光射孔装置进入井下作业区域后，由井口激光发生器产生的激光经由管缆与该激光射孔装置联接，激光在通过下准直镜11和上准直镜20校准过滤后，在聚焦镜12的作用下聚焦并沿轴向入射，同时，通过增透镜17增加聚焦以加强激光的能量，轴向射入的激光照射在反射镜20上形成反射，沿径向各120°方向射出，然后透过防尘增透镜23作用在套管或地层上，从而进行第一次射孔，第一次射孔完成后，通过调控井口的连续管作业车，控制连续管上提一定距离，可进行第二次射孔，如此循环实现连续高效的射孔作业。

该井下激光射孔装置利用激光的高能射线进行射孔作业，能有效避免传统射孔导致的套管在射孔处破裂漏失，以及孔眼周围岩石因破裂而堵塞孔眼，同时激光的热效应能一定程度的提高岩层的油气渗透效率，提高油井采收率。解决了现有射孔弹工作可靠性低，施工过程经常发生未爆现象，射孔分布固定，不能灵活调整的问题，特别适用于射孔作业使用。