CN2270115Y - 油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置 - Google Patents

Abstract

一种油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置，它包括至少1米长内套装有筒形火药柱或筒形推进剂柱的射孔枪，在射孔枪上设有10～20对盲孔，在筒形火药柱或筒形推进剂柱内套装有防爆筒，在防爆筒内装有固弹架，在固弹架上装外设有弹壳外套的10～20个射孔弹，射孔弹之间用导爆索相连。该装置增加了装火药或推进剂量和布设射孔弹数量，使得油气层的压裂效果显著提高，实现了产油和天然气高产，可在油气井的压裂生产过程中推广使用。

Description

油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置

本实用新型属于从井中开采油、气、水；可溶解或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4391337、发明名称为《用于油气井的高速喷射和推进剂压裂装置》的美国专利，在射孔枪内布有射孔弹，在射孔弹之间装有改性火药或推进剂，射孔弹的布弹与装药的矛盾较为突出，若增加火药的装药量，则射孔弹的安装数量应减少，不能满足采油的需要，若增加射孔弹的安装量，则火药的装药量减少，而且射孔弹先安装在射孔枪内后再安装火药柱，安装时非常困难。另外，该装置的射孔枪上没有设置对称的盲孔，使得射孔弹和火药柱爆燃后所产生的高温高压气体不能得到及时泄压。以上原因，直接影响到地下油气层的压裂效果，以及产油、气量。此外，该装置没有设置减震防爆设施，只能采取减少装火药量，导致射孔压裂效果降低。由于该装置的上述缺点，使得它推广应用受到限制。

本实用新型的目的在于克服上述装置的缺点，提供一种压裂效果显著、安装方便、安全可靠、产油和气高产的油气井复合射孔压裂装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：它包括至少1米长的射孔枪，在射孔枪沿其长度方向的径向设有10～20对盲孔。它包括设置在射孔枪内的筒形火药柱或筒形推进剂柱，在该筒形火药柱或筒形推进剂柱内套装有防爆筒。它还包括设置在防爆筒内的固弹架，在沿固弹架长度方向的不同相位设有10～20个弹孔，在每一个弹孔上设置一个外部设有弹壳外套的射孔弹，并将喷射布置呈径向向外与盲孔对应，一个射孔弹与相邻一个射孔弹用导爆索相连接。

本实用新型射孔枪上的盲孔排列次序为：在同一长度方向的径向对称地设有两个盲孔，在不同长度方向相邻两个盲孔呈交错排列。本实用新型固弹架上的弹孔设置在沿其长度方向不同的相位，每相邻两个弹孔在不同长度方向交错排列。本实用新型设置在弹孔上的射孔弹的口部与射孔枪上同一长度方向上的一个盲孔相对应、尾部与射孔枪上同一长度方向上的另一个盲孔相对应。本实用新型筒形火药柱或筒形推进剂柱内套装的防爆筒用非金属材料制成。本实用新型射孔弹外设的弹壳外套用非金属材料制成。

本实用新型筒形火药柱或筒形推进剂柱所用的非金属材料为纸质、或胶木、或橡胶。本实用新型射孔弹外设的弹壳外套所用的非金属材料为纸质、或橡胶、或塑料。

本实用新型的筒形火药柱或筒形推进剂柱为圆筒形。

本实用新型与《用于油气井的高速喷射和推进剂压裂装置》的美国专利相比，具有系统可控、安装操作方便、安全可靠、能量被充分利用、压裂效果显著等优点，可在油气井的压裂生产过程中广泛推广使用。

图1是本实用新型的一个实施例安置在油气井的剖视图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是图1的B-B剖面图。

图4是图1中固弹架的结构示意图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

在图1、2、3、4中，本实用新型是由射孔枪4、圆筒形火药柱5、防爆筒6、固弹架8、射孔弹9、弹壳外套10、导爆索7联接构成单元弹体。本实施例的射孔枪4、圆筒形火药柱5、防爆筒6、固弹架8的长度选用1米，射孔枪4两端加工有外螺纹。使用时，根据需要选用几节单元弹体，将一节一节的单元弹体用联接管联接，最上一节射孔枪4的上端用联接管联接有枪头，在枪头内装有雷管引爆器与射孔弹9连接的导爆索7相连，最下一节射孔枪4的下端联接有枪尾12。将联接起来的单元弹体装入油气井的套管3内的环空，在套管3与岩层1之间还灌注有水泥环2。

本实用新型射孔枪4的外表面径向加工有盲孔11，本实施例1米长的射孔枪4的外表面径向加工有12对盲孔11，盲孔11的孔径根据泄压要求而定，每一对盲孔11在同一长度方向的径向与中心轴对称地排列，不同长度方向、相邻两个盲孔11沿周向相位角为90°排列。盲孔11主要用于射孔弹9被引爆后，所产生的金属射流很快从盲孔11穿出，以保证金属射流及时泄压，并迅速穿过油气井的套管3、水泥环2，射向岩层1的深处。

在本实用新型射孔枪4内装有圆筒形火药柱5，也可装圆筒形推进剂柱，在射孔弹9引爆后迅速产生爆轰，与此同时，在高温高压下该火药柱随之爆燃，获得复合射孔压裂所需的大功率，可有效地实现复合射孔压裂成缝目的。本实用新型的火药柱制成圆筒形套装在射孔枪4内，解决了火药柱安装在射孔弹9之间装火药柱困难的突出问题，可增加布射孔弹9的密度，增加火药柱的重量，以实现复合射孔压裂时获得较好的效果，来提高产油、气量。

在圆筒形火药柱5内套装有用纸与胶卷压制成的防爆筒6，该防爆筒6也可采用塑料、胶木、橡胶或其它非金属材料制成。

在本实用新型防爆筒6内装有固弹架8，该固弹架8由金属材料制成，固弹架8上有12个弹孔8-1，每一个弹孔8-1上安装一个射孔弹9，一个弹孔8-1的中心线与相邻一个弹孔的中心线在不同长度方向的相位角为90°。本实用新型采用固弹架8，保证了现场实际射孔的需求，成功地解决了在射孔枪4内装火药量与布设射孔弹9数量的突出矛盾。本实施例的固弹架8上安装有12个射孔弹9，图中所示，每四个射孔弹9沿周向相位角为90°排列，每一个射孔弹9的口部与射孔枪4上同一长度方向的一个盲孔11相对应、尾部与射孔枪4上同一长度方向的另一个盲孔11相对应。在射孔弹9的外部套有弹壳外套10，在射孔弹9的弹壳13内装有炸药14，弹壳外套10用非金属材料制成，可选用纸质、橡胶、塑料等，本实施例的弹壳外套10选用纸与胶贴接制成。一个射孔弹9内的炸药14与相邻一个射孔弹9内的炸药14通过导爆索7相连，当射孔弹9引爆后，所产生的金属射流从射孔枪4的盲孔11穿出，并穿过油气井的套管3和水泥环2，从四个不同方向射入产层，随即圆筒形火药柱5爆燃，所产生的高能高压气流进入产层的孔内，将产层形成许多裂缝，提高导流能力，石油或天然气从产层裂缝内流出，实现进一步增产。

Claims (5)

1、一种油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置，其特征在于它包括：

至少1米长的射孔枪[4]，在射孔枪[4]沿其长度方向的径向设有10～20对盲孔[11]；

设置在射孔枪[4]内的筒形火药柱或筒形推进剂柱，在该筒形火药柱或筒形推进剂柱内套装有防爆筒[6]；

它还包括设置在防爆筒[6]内的固弹架[8]，在沿固弹架[8]长度方向的不同相位设有10～20个弹孔[8-1]，在每一个弹孔[8-1]上设置一个外部设有弹壳外套[10]的射孔弹[9]，并将喷射方向布置呈径向向外与盲孔[11]对应，一个射孔弹[9]与相邻一个射孔弹[9]用导爆索[7]相连接。

2、按照权利要求1所述的油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置，其特征在于所说设置在射孔枪[4]上的盲孔[11]排列次序为：在同一长度方向的径向对称地设有两个盲孔[11]，在不同长度方向上相邻两个盲孔[11]呈交错排列；所说固弹架[8]上的弹孔[8-1]设置在沿其长度方向不同的相位，每相邻两个弹孔[8-1]在不同长度方向交错排列；所说设置在弹孔[8-1]上的射孔弹[9]的口部与射孔枪[4]上同一长度方向的一个盲孔[11]相对应、尾部与射孔枪[4]上同一长度方向上的另一个盲孔[11]相对应；所说筒形火药柱或筒形推进剂柱内套装的防爆筒[6]用非金属材料制成；所说射孔弹[9]外设的弹壳外壳[10]用非金属材料制成。

3、按照权利要求1或2所述的油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置，其特征在于：所说筒形火药柱或筒形推进剂柱内套装的防爆筒[6]所用的非金属材料为纸质、或胶木、或橡胶；所说射孔弹[9]外所设的弹壳外套[10]所用的非金属材料为纸质、或橡胶、或塑料。

4、按照权利要求1或2所述的油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置，其特征在于：所说的筒形火药柱或筒形推进剂柱为圆筒形。

5、按照权利要求3所述的油气井圆筒形装药复合射孔压裂装置，其特征在于：所说的筒形火药柱或筒形推进剂柱为圆筒形。

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