專利名稱：油井用對稱式復(fù)合射孔－防砂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田使用的一種完井裝置，具體地說是一種油井用對稱式復(fù)合射孔——防沙裝置。
在松散巖層的完井過程中，必須考慮油井作業(yè)中可能出現(xiàn)的砂子問題。巖層中的細砂遷移可以用防砂方法加以控制，而所有這些方法都是建立一個隔砂區(qū)。巖層液體流入井筒前，必須通過隔砂區(qū)。隔砂區(qū)可用機械方法(如襯套、濾網(wǎng)、礫石濾層)提供，也可以通過注入塑料固結(jié)來實現(xiàn)。然而，前者工藝繁瑣，投資大，而且壽命很短，，維持費用較高；后者又需要復(fù)雜的“射孔——注入”具和完備高超的塑料固結(jié)工藝技術(shù)，而這些在我國都很落后。
本實用新型的目的是提供一種油井用對稱式復(fù)合射孔一防砂裝置，它能在油井中射孔作業(yè)的同時將流砂過濾塞推入射孔彈打出的孔道中進而完成防砂作業(yè)，具體地說是通過炸藥爆炸驅(qū)動金屬射流穿透油管、水泥層、并在周圍含油巖層中射出足夠深的孔道，然后在利用炸藥爆轟和火藥燃燒產(chǎn)生的高壓將多孔材料推入這個孔道，并留在那里，形成永久的流砂過濾塞的完井裝置。它使射孔和防砂兩項作業(yè)一次完成，與傳統(tǒng)的射孔和防砂作業(yè)相比，省去了復(fù)雜的防砂作業(yè)工序，不僅可以節(jié)省大量的人力、物力和資金，而且作用持久，無需中途更換，降低了維持費用。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種具有射孔和防砂兩種功能的完井裝置，它包括裝有兩個聚能單元的對稱式石油射孔器和能完成防砂處理的后效作用部分，其結(jié)構(gòu)特征是在對稱式射孔器四周充添可使巖液通過，又能擋住流砂的多孔材料和將多孔材料送入孔道的側(cè)向驅(qū)動含能材料，以及盛裝它們的助推倉。
助推倉外表面為圓柱型，內(nèi)表面為易于多孔材料噴出的流線或折線型，整體為軸對稱中空旋轉(zhuǎn)體，中部直徑較大，與射孔器軸線相對的位置上留有供射流、炸藥爆轟產(chǎn)物及多孔材料通過的圓孔，在中部圓孔兩側(cè)助推倉呈對稱形，助推倉可為金屬、粉末冶金及其它耐溫材料制成。
可使巖液通過的多孔材料由不銹鋼絲球和起支撐作用的高強度惰性球組成。
在多孔材料外側(cè)加一層助推含能材料。助推含能材料由高感度點火劑環(huán)點燃，高感度點火劑環(huán)由導(dǎo)爆索點燃，三者的排列是導(dǎo)爆索在最里邊，外邊包有高感度點火劑環(huán)，最外側(cè)是助推含能材料。高感度點火劑環(huán)可以是高感度炸藥、多孔火藥等，含能材料的作用是產(chǎn)生一個側(cè)向推力，加快多孔材料向軸心運動，最后從助推倉中部圓孔中噴出。
含能材料可以是耐熱火藥、炸藥、推進劑及它們的混合物，低密度充添于助推倉兩側(cè)，為塊狀固體。
由于采用了上述方案，本實用新型具有射孔和防砂處理兩項功能的完井裝置，可通過在對稱式射孔器周圍充添多孔材料來實現(xiàn)射孔器起爆后，沖擊波在裝藥中高速傳播，壓垮藥型罩，形成金屬射流在巖層中射孔；同時導(dǎo)爆索中的裝藥也以7000米/秒的速度向前傳播，點燃導(dǎo)爆索外側(cè)的高感度點火劑環(huán)，高感度點火劑環(huán)點火后產(chǎn)生瞬間高溫高壓，使側(cè)向驅(qū)動含能材料在這個高溫高壓作用下點火。含能材料點火后，迅速膨脹，產(chǎn)生巨大壓力，將多孔材料從助推倉孔中推出，充添在射流打出的孔道內(nèi)，并留在那里，形成永久的多孔過濾塞，它只通過巖液，擋住了砂。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。


圖1是石油勘探和采油時油井射孔作業(yè)示意圖。
圖2是普通石油射孔器示意圖。
圖3是本實用新型采用的含有兩個聚能單元的對稱式射孔器示意圖。
圖4是本實用新型具有射孔和防砂處理兩種功能的完井裝置示意圖。
圖1所示，在石油采油時，要對油田鉆井后下套管1，再把套管1與地層3之間用水泥層2加固，然后把射孔器5裝入射孔槍4內(nèi)，下插入套管1內(nèi)適當深度。如圖2所示，使裝有炸藥502的射孔器5在射孔槍4內(nèi)引爆，并在管壁和油層之間射孔。
圖3為本實用新型采用的含有兩個聚能單元的對稱式石油射孔器。其特點是在通常放置普通射孔器的位置上放上兩個射孔單元，兩者背向放置，呈180°角，導(dǎo)爆索(7)從對稱式射孔器中間的起爆孔中通過。
圖4為本實用新型實施例。其結(jié)構(gòu)特點是在普通射孔彈5的周圍，增加了后效作用部分。后效作用部分由助推倉10，導(dǎo)爆索7，多孔材料6，高感度點火劑環(huán)8及側(cè)向驅(qū)動含能材料9組成。助推倉10外表面為圓柱型，內(nèi)表面為折線或流線型內(nèi)表面，整體為中空軸對稱旋轉(zhuǎn)體，中部直徑較大，與射孔器5相接，兩者軸線相差90°，中部中心在射孔器5軸線方向上留有兩個圓孔。助推倉10的內(nèi)部，中心部分裝有射孔器5，射孔器5周圍充填多孔材料6。防砂作用由多孔材料6完成，多孔材料6由不銹鋼絲球和起支撐作用的高強度惰性球組成，外表為折線型或流線型外表面。導(dǎo)爆索7在側(cè)向驅(qū)動含能材料9，高感度點火劑環(huán)8多孔材料6及射孔5中間穿過，與助推倉10軸線同軸。側(cè)向驅(qū)動含能材料9內(nèi)部裝高感度點火劑環(huán)8，高感度點火劑環(huán)8由高感度炸藥，易燃火藥及其它易燃材料組成，為塊狀環(huán)形固體，纏繞在導(dǎo)爆索7上。其工作原理是射孔槍4引爆后，導(dǎo)爆索7將爆轟逐級傳播。在引爆射孔器5，使其在套管1，及油層3中射孔的同時，將纏在其上的高感度點火劑環(huán)8點燃。高感度點火劑環(huán)8點火后，在助推倉中產(chǎn)生高溫高壓，進而點燃側(cè)向驅(qū)動含能材料9。側(cè)向驅(qū)動含能材料9點火反應(yīng)后，迅速膨脹，產(chǎn)生巨大壓力，推動多孔材料6向軸心運動，最后從助推倉10中部的圓孔噴出。
權(quán)利要求1.一種油井用對稱式復(fù)合射孔—防砂裝置，包括裝有兩個聚能單元的對稱式射孔器(5)、多孔材料(6)、導(dǎo)爆索(7)、高感度點火劑環(huán)(8)，側(cè)向驅(qū)動含能材料(9)以及助推倉(10)，其特征是助推倉(10)外表面為圓柱型，內(nèi)表面為折線或流線型內(nèi)表面，整體為中空軸對稱旋轉(zhuǎn)體，中部直徑大，與對稱式射孔器(5)相接，兩者軸線成90°，助推倉(10)中部在射孔器(5)軸線方向上留兩個圓孔，助推倉(10)內(nèi)裝有射孔器(5)，多孔材料(6)，側(cè)向驅(qū)動含能材料(9)，高感度點火劑環(huán)(8)以及導(dǎo)爆索(7)，其排列順序為對稱式射孔器(5)居中，兩側(cè)依次是多孔材料(6)，側(cè)向驅(qū)動含能材料(9)和高感度點火劑環(huán)(8)，導(dǎo)爆索(7)在助推倉(10)的軸線方向上穿過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱式復(fù)合射孔—防砂裝置，其特征是射孔采用具有兩個射孔單元的對稱式石油射孔器(5)，兩個射孔單元背向放置，呈180°角，導(dǎo)爆索(7)從兩單元中間的起爆孔穿過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱式復(fù)合射孔—防砂裝置，其特征是多孔材料(6)置于對稱式射孔器(5)兩側(cè)，它由不銹鋼絲及起支撐作用的高強度惰性顆粒組成，外表面為折線型或流線型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱式復(fù)合射孔—防砂裝置，其特征是在助推倉(10)兩端裝有側(cè)向驅(qū)動含能材料(9)，側(cè)向驅(qū)動含能材料(9)可以是火藥、炸藥、推進劑以及它們的混合物，為塊狀固體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱式復(fù)合射孔—防砂裝置，其特征是在側(cè)向驅(qū)動含能材料(9)的內(nèi)部，裝有高感度點火劑環(huán)(8)，高感度點火劑環(huán)(8)可以是高感度炸藥，易燃火藥以及它們的混合物，為塊狀環(huán)形固體，高感度點火劑環(huán)(8)纏繞在導(dǎo)爆索(7)周圍。
專利摘要一種可以完成射孔和防砂處理兩項作業(yè)的完井裝置,它包括裝有兩個聚能單元的對稱式射孔器和裝有多孔材料及助推火藥的后效作用部分,其特點是將能讓巖液通過,又能阻擋流砂的多孔材料置于射孔器的周圍,利用射孔器裝藥爆轟以及助推火藥的燃燒產(chǎn)生的高壓將其推入射流打出的孔道中,并留在其中,形成永久的過濾塞。本實用新型可以節(jié)省資金,提高作業(yè)效率,且壽命長,無需中途更換,降低了維持費用。
文檔編號E21B43/11GK2495808SQ0024312
公開日2002年6月19日 申請日期2000年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月18日
發(fā)明者史慧生 申請人:史慧生