專利名稱：零落物爆燃壓裂方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種用于油、氣、水井增產(chǎn)措施改造的爆燃壓 裂方法及裝置，特別是一種能夠?qū)⒈級毫押蟮臍埡∪刻岢鼍?、不造成井筒落物污?的零落物爆燃壓裂方法及裝置。
背景技術(shù)：
爆燃壓裂技術(shù)是針對油田產(chǎn)能降低的老井或者由于低孔低滲油藏產(chǎn)能達(dá)不到要 求的新井進(jìn)行再度壓裂改造恢復(fù)產(chǎn)能所采取的一種有效的增產(chǎn)增注措施。該項技術(shù)是以火 藥燃?xì)鈮毫ψ鳛閯恿Γ瑢Φ貙舆M(jìn)行壓裂做功，使近井帶形成多條不受地應(yīng)力影響的輻射狀 裂縫，同時也可提高已有裂縫的開啟程度，從而降改善地層的導(dǎo)流能力，達(dá)到油、氣、水井增 產(chǎn)增注的目的。但是，目前國內(nèi)外使用的爆燃壓裂裝置大多采用具有一定厚度的中心鋁管 作為壓裂火藥(壓裂彈)的載體，并將多節(jié)壓裂彈連接組成串，其中中心鋁管是封閉的。點 火時由中心鋁管內(nèi)的點火藥爆燃所形成的高溫高壓氣體將中心管的管壁撐破，進(jìn)而對中心 鋁管外的壓裂彈實施點火，而中心鋁管在燃燒過程中也被炸成若干碎片，當(dāng)壓裂彈燃燒后， 大量的中心鋁管殘骸全部落入井筒內(nèi)，給油井造成污染，甚至造成搭橋堵塞事故，嚴(yán)重影響 下一步工序的正常進(jìn)行。除此而外，這種結(jié)構(gòu)的爆燃壓裂裝置還存在以下缺陷其一、由于 中心鋁管內(nèi)點火能量分布不均或鋁管壁力學(xué)缺陷，會造成對壓裂彈點火強(qiáng)度不一致和點火 位置不確定現(xiàn)象，使壓力上升速度和峰值壓力無法得到有效控制，達(dá)不到預(yù)期的壓裂效果； 其二、壓裂彈和中心鋁管在燃燒過程中被炸碎，在井筒中處于自由燃燒狀態(tài)，分散了能量， 降低了做功效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種零落物爆燃壓裂方法及裝置，它能夠在 爆燃壓裂作業(yè)后將管串殘骸全部隨電纜提出井口。本發(fā)明為解決上述問題所提供的零落物爆燃壓裂方法是首先用電纜將爆燃壓裂 裝置送入油氣井中并定位，再通過電纜引爆爆燃壓裂裝置點火組件中的雷管，由雷管引爆 壓裂彈組件的中心管內(nèi)的導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體通過中心管管壁上的通孔 對環(huán)繞在中心管外部的壓裂火藥柱直接點火，使壓裂火藥柱迅速燃燒，并在井筒中建立起 高壓，進(jìn)而對地層進(jìn)行壓裂做功，最后通過電纜將爆燃壓裂裝置殘骸提出井口，所說的壓裂 彈組件的中心管是用碳素鋼或合金鋼制成的。當(dāng)然，中心管也可以采用其它強(qiáng)度相當(dāng)于或 高于碳鋼或合金鋼的材料，但成本很高。由于采用的是鋼質(zhì)中心管，在整個燃燒過程中中心管不會被炸斷或被炸成若干碎 片，因此可以在作業(yè)完成后通過電纜將燃燒后的中心管組件殘骸全部提出井口，從而實現(xiàn) 了爆燃壓裂后無任何殘骸滯留井內(nèi)的目的，即實現(xiàn)了零落物的目的。本發(fā)明為解決上述問題所提供的零落物爆燃壓裂裝置包括電纜護(hù)管組件、點火組 件和壓裂彈組件，其中電纜護(hù)管組件與點火組件通過連接部件連接，點火組件下端與壓裂彈組件連接，所說的壓裂彈組件包括中心管和設(shè)在中心管外圍的壓裂火藥柱，本發(fā)明的特 殊之處在于所說的中心管是用碳鋼或合金鋼制成的，中心管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)爆索，中心管管壁上 設(shè)有多個點火用的通孔。進(jìn)行壓裂作業(yè)時，由點火組件中的雷管引爆壓裂彈組件的中心管 內(nèi)的導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體通過中心管管壁上的通孔對環(huán)繞在中心管外部 的壓裂火藥柱直接點火，從而對地層實施壓裂。通常情況下，壓裂彈組件有多個，各壓裂彈組件串聯(lián)在一起，各壓裂彈組件的中心 管之間通過碳鋼或合金鋼管接頭連接。一般情況下，壓裂彈組件的中心管的外徑為25 51毫米，中心管管壁厚度為 2. 5 8毫米，中心管外徑較小時，其壁厚較小，反之相反。根據(jù)壓裂要求，壓裂彈組件的中心管管壁上的點火用的通孔可以有多種分布情 況，譬如中心管管壁上的點火用的通孔可以按列排列，且相對于中心管軸線對稱分布。中心管管壁上的點火用的通孔可以按螺旋狀分布；此種情況下，進(jìn)一步的選擇是 相鄰兩個點火用的通孔的相位夾角為90°、60°或45°。壓裂彈組件的中心管管壁上的相鄰兩個點火用的通孔間距可為15 100毫米，點 火用的通孔孔徑可為3 8毫米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不但解決了傳統(tǒng)爆燃壓裂技術(shù)因中心鋁管殘骸落入井中 所帶來的污染及搭橋堵塞問題，而且還具有以下優(yōu)點1、由于中心管管壁上設(shè)有點火用的 通孔，實現(xiàn)了由導(dǎo)爆索直接定點點火，且點火能量一致；2、壓裂作業(yè)過程中管串的整體性保 證了爆燃能量不分散，提高了壓裂效果；3、壓裂作業(yè)后管串的整體可隨電纜提出井口，使井 中無殘骸落物。另外，本發(fā)明提供的爆燃壓裂裝置還具有加工工藝簡單、安裝快捷、使用安 全可靠、壓裂效果好、增產(chǎn)增注效果顯著、便于推廣等優(yōu)點。本發(fā)明的零落物爆燃壓裂裝置還可以與射孔器進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)射孔、壓裂一 次完成。


圖1為本發(fā)明零落物爆燃壓裂裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為零落物爆燃壓裂裝置中壓裂彈組件的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作詳細(xì)的說明。如圖1、圖2所示本發(fā)明的零落物爆燃壓裂裝置主要由依次連接的電纜護(hù)管組件 1、連接部件11、點火組件2和多個壓裂彈組件3組成，其中多個壓裂彈組件3串聯(lián)成串，第 一個壓裂彈組件3與電纜護(hù)管組件1連接；和現(xiàn)有的壓裂裝置一樣，電纜護(hù)管組件1通過相 應(yīng)的零部件與電纜連接，最末尾的壓裂彈組件的中心管下端用尾堵5密封，上述各組件間 的連接均采用螺紋連接方式。壓裂彈組件3由筒體34、筒體端蓋32、位于筒體中心的中心 管31、位于中心管31內(nèi)的導(dǎo)爆索35和位于筒體與中心管31間的壓裂火藥柱33組成，其中 中心管31的管壁上設(shè)有多個點火用的通孔36 ；筒體可采用紙質(zhì)、橡膠或樹脂材料，筒體端 蓋可采用樹脂或橡膠材料，保護(hù)壓裂火藥柱在下井過程中不被碰撞損壞，它們在爆燃壓裂后被完全燒毀。另外，筒體端蓋外徑最好大于筒體的外徑，即筒體端蓋還兼作耐磨體，因此 在施工中不用另外安裝其它耐磨體。從圖1可知，實際上是各壓裂彈組件的中心管31之間 通過中空的管接頭4連成串，導(dǎo)爆索35貫穿在中心管31和管接頭4內(nèi)。實施例1零落物爆燃壓裂裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。中心管31選用外徑為25. 4 毫米(即1英寸)的45號鋼管，其壁厚為3毫米，中心管31的管壁上開有兩列按直線排列 的點火用通孔36，這兩列點火用通孔互成180度，每一列包括8個點火用通孔，點火用通孔 的孔徑為4毫米，相鄰兩個點火用通孔36的間距為50毫米。管接頭4和尾堵5采用碳鋼。作業(yè)時，電纜將爆燃壓裂裝置送入油井的壓裂層位置，由起爆裝置通過電纜引爆 點火組件2中的磁電雷管，再由導(dǎo)爆索通過中心管31內(nèi)的點火用通孔36引燃壓裂火藥柱 33，對油氣層進(jìn)行壓裂，而爆燃壓裂后的中心管等殘骸被全部提出井口。實施例2鋼質(zhì)中心管31外徑為50. 8毫米，壁厚為5毫米，中心管31的管壁上開有按螺旋 狀分布的點火用通孔36，相鄰兩個點火用通孔的相位夾角為45°，點火用通孔的孔徑為6 毫米，相鄰兩個點火用通孔的間距為70毫米，其它結(jié)構(gòu)與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種零落物爆燃壓裂方法，其特征是首先用電纜將爆燃壓裂裝置送入油氣井中并 定位，再通過電纜引爆爆燃壓裂裝置點火組件中的雷管，由雷管引爆壓裂彈組件的中心管 內(nèi)的導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體通過中心管管壁上的通孔對環(huán)繞在中心管外部 的壓裂火藥柱直接點火，使壓裂火藥柱迅速燃燒，并在井筒中建立起高壓，進(jìn)而對地層進(jìn)行 壓裂做功，最后通過電纜將爆燃壓裂裝置殘骸提出井口，所說的壓裂彈組件的中心管是用 碳素鋼或合金鋼制成的。
2.一種零落物爆燃壓裂裝置，包括電纜護(hù)管組件(1)、點火組件( 和壓裂彈組件(3)， 其中電纜護(hù)管組件⑴與點火組件⑵通過連接部件(11)連接，點火組件⑵下端與壓 裂彈組件C3)連接，所說的壓裂彈組件包括中心管(31)和設(shè)在中心管外圍的壓裂火藥柱 (33)，其特征是所說的中心管(31)是用碳鋼或合金鋼制成的，中心管內(nèi)(31)設(shè)有導(dǎo)爆索 (35)，中心管管壁上設(shè)有多個點火用的通孔(36)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件C3)有多個，各壓裂彈組 件串聯(lián)在一起，各壓裂彈組件的中心管之間通過碳鋼或合金鋼管接頭(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件的中心管(31)的外徑為 25 51毫米，中心管管壁厚度為2. 5 8毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爆燃壓裂裝置，其特征是中心管管壁上的點火用的通孔(36) 按列排列，且相對于中心管軸線對稱分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爆燃壓裂裝置，其特征是中心管管壁上的點火用的通孔(36) 按螺旋狀分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爆燃壓裂裝置，其特征是相鄰兩個點火用的通孔(36)的相位 夾角為90°、60°或45°。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7任一項所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件的中心管管 壁上的相鄰兩個點火用的通孔(36)間距為15 100毫米，點火用的通孔(36)孔徑為3 8毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件(3)由筒體(34)、筒體 端蓋(32)、位于筒體中心的中心管(31)、位于中心管內(nèi)的導(dǎo)爆索(35)和位于筒體與中心管 1間的壓裂火藥柱(3 組成，其中中心管的管壁上設(shè)有多個點火用的通孔(36)；筒體采用 紙質(zhì)、橡膠或樹脂材料，筒體端蓋采用樹脂或橡膠材料，筒體端蓋外徑大于筒體的外徑。
全文摘要
本發(fā)明屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，是一種能夠?qū)⒈級毫押蟮臍埡∪刻岢鼍?、不造成井筒落物污染的零落物爆燃壓裂方法及裝置。該爆燃壓裂裝置包括依次連接的電纜護(hù)管組件、點火組件和壓裂彈組件，所說的壓裂彈組件包括用碳鋼或合金鋼制成的中心管和設(shè)在中心管外圍的壓裂火藥柱，中心管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)爆索，中心管管壁上設(shè)有多個點火用的通孔。作業(yè)時首先用電纜將爆燃壓裂裝置送入油氣井中并定位，再通過電纜引爆爆燃壓裂裝置點火組件中的雷管，由雷管引爆壓裂彈組件的中心管內(nèi)的導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體通過中心管管壁上的通孔對環(huán)繞在中心管外部的壓裂火藥柱直接點火，使壓裂火藥柱迅速燃燒，并在井筒中建立起高壓，進(jìn)而對地層進(jìn)行壓裂做功。
文檔編號E21B43/263GK102080527SQ20101061234
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者張國桉, 成建龍, 李元宏 申請人:西安通源石油科技股份有限公司