專利名稱：一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油開采技術領域，涉及ー種脈沖爆燃壓裂裝置，特別是一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置。
背景技術：
目前針對5000米以內淺井的壓裂措施國內外均擁有成熟的技術。美國專利(USP5775426)公開了ー種在射孔器外側套裝復合火藥筒針對油氣井實施射孔壓裂造縫的裝置，此裝置在射孔彈穿透射孔槍及套管的同時引燃槍外的火藥，由于下井時火藥裝在射孔槍夕卜，僅用扶正環(huán)扶正，對于深井、大斜度井易于發(fā)生井壁與火藥摩擦自燃事故。中國專利申請(申請?zhí)?00910023430. 4)公開了ー種水平井脈沖壓裂加砂裝置，采用將復合火藥裝在篩管內，用中心管內的線性點火具點火引燃中心管外的火藥。此裝置解決了火藥下井時直 接與管壁摩擦的問題，但中心管壁薄，耐不了高壓，當采用厚壁中心管時，線性點火具又無法正常點火，因此，此裝置耐高壓有限。隨著石油天然氣開采深度的増加，對現(xiàn)有壓裂裝置的承壓指標和耐溫性能提出了更高的要求。綜上所述，目前的壓裂裝置因結構設計存在的缺陷，還無法滿足70MPa，180°C以上的技術指標。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提出ー種適用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置。為了實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明采取如下的技術解決方案予以實現(xiàn)一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，包括高溫高壓點火器、壓裂槍管、耐高溫防水火藥、中心槍管系統(tǒng)及槍尾或連接接頭。其中，所述的壓裂槍管開有泄壓孔，耐高溫防水火藥和中心槍管系統(tǒng)位于壓裂槍管內，中心槍管系統(tǒng)是承壓主體，由厚壁槍管、開孔彈、導爆索及彈架管組成。中心槍管系統(tǒng)既能夠承受井內的高溫高壓壞境，又能夠可靠點燃耐高溫防水火藥。該裝置利用厚壁槍管支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈在厚壁槍管上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥，引燃后的火藥燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體對目的層實施壓裂改造，達到解堵，除污染的效果。使用時耐高溫防水火藥裝在壓裂槍管內，可避免下井火藥與井壁摩擦，用于井深超過5000米，井壓大于70MPa以上的高溫高壓井，具有增產(chǎn)效果顯著，使用安全可靠的特點。此裝置采用連接接頭可串接成若干長度的壓裂管串用于長井段、大跨度或水平井的壓裂解堵增產(chǎn)。本發(fā)明的另ー種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的替代結構A，包括高溫高壓點火器、壓裂槍管、耐高溫火藥、開孔彈、導爆索及彈架管及槍尾或連接接頭。其中，耐高溫火藥位于壓裂槍管內，壓裂槍管無需開有泄壓孔，也無需厚壁槍管。井下高壓由無孔的壓裂槍管承受。高溫高壓點火器起爆導爆索后，開孔彈在壓裂槍管開出孔眼，同時開孔彈爆轟波及碎片引燃壓裂槍管內的耐高溫火藥，此耐高溫火藥引燃前裝在密閉空間內，可不要求防水。引燃后的耐高溫火藥燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈產(chǎn)生的孔眼對目的層實施壓裂改造，達到解堵，除污染的效果。此裝置采用公母連接接頭也可串接成若干長度的壓裂槍管串用于長井段、大跨度或水平井的壓裂解堵增產(chǎn)。本發(fā)明的又一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的替代結構B包括高溫高壓點火器、非金屬殼體、耐高溫防水火藥、中心槍管系統(tǒng)及槍尾或連接接頭。耐高溫防水火藥和中心槍管系統(tǒng)位于非金屬殼體內，中心槍管系統(tǒng)是承壓主體，由厚壁槍管、開孔弾、導爆索及彈架管組成。中心槍管系統(tǒng)既能夠承受井內的高溫高壓壞境，又能夠可靠點燃耐高溫防水火藥。該裝置利用厚壁槍管支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈在厚壁槍管上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥，使用時，耐高溫防水火藥外有非金屬殼體，將耐高溫防水火藥與井壁有效隔開，可避免下井時耐高溫防水火藥與井壁摩擦，用于井深超過5000米，井壓大于70MPa以上的高溫高壓井，具有增產(chǎn)效果顯著，使用安全可靠的特點。此裝置采用公母連接接頭可串接成若干長度的壓裂槍管串用于長井段、大跨度或水平井的壓裂解堵增產(chǎn)。
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本發(fā)明的再一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的替代結構C，包括高溫高壓點火器、耐高溫防水火藥、中心槍管系統(tǒng)及槍尾或連接接頭。中心槍管系統(tǒng)是承壓主體，由厚壁槍管、開孔彈、導爆索及彈架管組成。耐高溫防水火藥的形狀是藥柱，直接套接高溫高壓點火器與中心槍管系統(tǒng)之間，中心槍管系統(tǒng)直接連接槍尾或連接接頭。高溫高壓點火器、連接接頭或槍尾的直徑均大于藥柱的直徑，將耐高溫防水火藥與井壁隔開；中心槍管系統(tǒng)既能夠承受井內的高溫高壓壞境，又能夠可靠點燃耐高溫防水火藥。該裝置利用厚壁槍管支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈在厚壁槍管上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥，引燃后的耐高溫防水火藥燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈產(chǎn)生的孔眼對目的層實施壓裂改造。由于高溫高壓點火器、連接接頭或槍尾的直徑均大于耐高溫防水火藥的直徑，可將耐高溫防水火藥與井壁隔開，避免下井時耐高溫防水火藥與井壁摩擦，該裝置可串接成若干長度的管串用于長井段、大跨度或水平井的壓裂解堵增產(chǎn)。本發(fā)明的用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置或其替代結構A、B、C中，耐高溫防水火藥或耐高溫火藥內可以均勻添加強度較高的固體顆粒物如陶粒、石英砂、金屬球顆粒等，火藥燃燒后的氣體可攜帶此固體顆粒物通過射孔孔眼進入裂縫，用于支撐高壓氣體在地層壓開的新裂縫，從而避免裂縫閉合，具有壓裂加砂雙重作用。


圖I是ー種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置結構示意圖；圖2是圖I的截面結構示意圖；圖3是本裝置的另ー種替代結構A ；以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步的詳細說明。
具體實施例方式需要說明的是，以下的實施例只是用于理解本發(fā)明，本發(fā)明不限于這些實施例，因此，本領域一般技術人員在本申請的技術方案中的技術特征所作的添加或替代，均應視為在本發(fā)明的保護范圍之內。
另外，實施例中的耐高溫防水火藥或者耐高溫火藥均為本領域公知的，具體制備可按照以下參考文獻(I)周起槐.火藥物理化學性能[M].北京國防エ業(yè)出版社，1983。(2)劉繼華.火藥物理化學性能[M].北京北京理工大學出版社，1997。(3)張雙計，油氣井燃燒爆破技術[M].西安陜西科學技術出版社，2003。如圖I、圖2所示，本實施例給出ー種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的具體結構，包括高溫高壓點火器I、壓裂槍管2、耐高溫防水火藥3、中心槍管系統(tǒng)4及槍尾或連接接頭5。其中，壓裂槍管2開有泄壓孔21。中心槍管系統(tǒng)4由厚壁槍管41、開孔彈42、導爆索43及彈架管44組成。該裝置利用厚壁槍管41支撐井內的超高壓環(huán)境，耐高溫防水火藥3裝在壓裂槍管2內，可避免下井時耐高溫防水火藥3與井壁產(chǎn)生摩擦。高溫高壓點火器I起爆后，經(jīng)導爆索43傳爆并起爆開孔彈42，開孔彈42在厚壁槍管41上開出孔眼，爆轟產(chǎn)物從孔眼噴射出來，點燃耐高溫防水火藥3，引燃后的耐高溫防水火藥3燃燒產(chǎn)生高溫高 壓氣體對目的層實施壓裂改造，達到解堵，除污染的效果。如圖3所示，本實施例給出另一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的替代結構A，包括高溫高壓點火器I、壓裂槍管2'、耐高溫火藥3'、開孔彈42、導爆索43及彈架管44及槍尾或連接接頭5。其中，壓裂槍管2,無需開泄壓孔，也無需安裝厚壁槍管41。井下高壓由無孔的壓裂槍管2，承受，耐高溫防水火藥3裝在沒有開泄壓孔的壓裂槍管2內，耐高溫火藥3'可不要求防水。高溫高壓點火器I起爆后，經(jīng)導爆索43傳爆并起爆開孔彈42，開孔彈42在壓裂槍管2'開出孔眼，同時開孔彈爆轟波及碎片引燃壓裂槍管內的耐高溫火藥3'，引燃后的火藥燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈產(chǎn)生的孔眼對目的層實施壓裂改造，達到解堵，除污染的效果。本實施例給出又一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的替代結構B，包括高溫高壓點火器I、非金屬殼體2"、耐高溫防水火藥3、中心槍管系統(tǒng)4及槍尾或連接接頭
5。中心槍管系統(tǒng)4由厚壁槍管41、開孔彈42、導爆索43及彈架管44組成。其中，耐高溫防水火藥3和中心槍管系統(tǒng)4位于非金屬殼體2"內，中心槍管系統(tǒng)4是承壓主體，由厚壁槍管41、開孔彈42、導爆索43及彈架管44組成；該裝置利用厚壁槍管41支撐井內的超高壓環(huán)境，耐高溫防水火藥3外有非金屬殼體2"，將耐高溫防水火藥3與井壁隔開，可避免下井時耐高溫防水火藥3與井壁摩擦。高溫高壓點火器I起爆后，經(jīng)導爆索43傳爆并起爆開孔彈42，開孔彈42在厚壁槍管41上開出孔眼，爆轟產(chǎn)物從孔眼噴射出來，點燃耐高溫防水火藥3，引燃后的耐高溫防水火藥3燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體對目的層實施壓裂改造，達到解堵，除污染的效果。本實施例給出再一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置的替代結構C，包括高溫高壓點火器I、耐高溫防水火藥3、中心槍管系統(tǒng)4及槍尾或連接接頭5。耐高溫防水火藥3的形狀是藥柱，直接套接高溫高壓點火器I與中心槍管系統(tǒng)4之間，中心槍管系統(tǒng)4直接連接槍尾或連接接頭5 ;中心槍管系統(tǒng)4是由厚壁槍管41、開孔彈42、導爆索43及彈架管44組成。該裝置利用厚壁槍管41支撐井內的超高壓環(huán)境，制作吋，高溫高壓點火器I、連接接頭或槍尾5的直徑均大于耐高溫防水火藥3直徑，可將耐高溫防水火藥3與井壁隔開，避免耐高溫防水火藥3下井時與井壁產(chǎn)生摩擦。當高溫高壓點火器I起爆后，經(jīng)導爆索43傳爆并起爆開孔彈42，開孔彈42在厚壁槍管41上開出孔眼，爆轟產(chǎn)物從孔眼噴射出來，點燃耐高溫防水火藥3，引燃后的耐高溫防水火藥3燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體對目的層實施壓裂改造，達到解堵，除污染的效果。上述用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置或其替代裝置A、B、C均可采用連接接頭串接成若干長度的壓裂管串，用于長井段、大跨度或水平井的壓裂解堵增產(chǎn)。本發(fā)明的用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置施工時，依據(jù)處理地層長度和夾層要求裝配各組件，然后在地面或吊于井口將各組件連接起來。采用油管傳輸或電纜傳輸方式將該裝置送入井下目的層段，經(jīng)校深定位后，油管傳輸方式采用井口投棒或加壓起爆。 電纜傳輸方式采用電纜通電起爆。點火后的30min以內，為能量釋放時間，剰余能量通過井ロ管線釋放，待30min后并且井ロ井液喂漏結束后，關閉井ロ觀察井壓，待井壓穩(wěn)定后再回收下井裝置。
權利要求
1.一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，包括高溫高壓點火器(1)、壓裂槍管(2)、耐高溫防水火藥(3)、中心槍管系統(tǒng)(4)及槍尾或連接接頭(5);其中，所述的壓裂槍管(2)開有泄壓孔(21)，耐高溫防水火藥(3)和中心槍管系統(tǒng)(4)位于壓裂槍管(2)內；所述的中心槍管系統(tǒng)(4)是承壓主體，由厚壁槍管(41)、開孔彈(42)、導爆索(43)及彈架管(44)組成；所述的厚壁槍管(41)用于支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈(42)在厚壁槍管(41)上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥(3)，引燃后的耐高溫防水火藥(3)燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈(42)產(chǎn)生的孔眼對目的層實施壓裂改造。
2.一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，包括高溫高壓點火器(I)、壓裂槍管(2')、耐高溫火藥(3')及槍尾或連接接頭(5)，其中，所述的耐高溫火藥(3')位于壓裂槍管(2')內，壓裂槍管(2')不開泄壓孔，直接承受井下高壓，并且裝有開孔彈(42)、導爆索(43)及彈架管(44);高溫高壓點火器(I)起爆導爆索(43)后，開孔彈(42)在壓裂槍管(2')開出孔眼，同時開孔彈爆轟波及碎片引燃壓裂槍管內的耐高溫火藥(3')，該耐高溫火藥(3')引燃前裝在密閉空間內，不要求防水；引燃后的耐高溫火藥(3')燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈產(chǎn)生(42)的孔眼對目的層實施壓裂改造。
3.一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，包括高溫高壓點火器(I)、非金屬殼體(2〃)、耐高溫防水火藥(3)、中心槍管系統(tǒng)(4)及槍尾或連接接頭(5);其中，所述的耐高溫防水火藥(3)和中心槍管系統(tǒng)(4)位于非金屬殼體(2")內，所述的中心槍管系統(tǒng)(4)是承壓主體，由厚壁槍管(41)、開孔彈(42)、導爆索(43)及彈架管(44)組成；其中，厚壁槍管(41)用于支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈(42)在厚壁槍管(41)上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥(3)，引燃后的耐高溫防水火藥(3)燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈(42)產(chǎn)生的孔眼對目的層實施壓裂改造。
4.一種用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，包括高溫高壓點火器(I)、耐高溫防水火藥(3)、中心槍管系統(tǒng)(4)及槍尾或連接接頭(5);其中，所述的耐高溫防水火藥(3)的形狀是藥柱，直接套接高溫高壓點火器(I)與中心槍管系統(tǒng)(4)之間，中心槍管系統(tǒng)(4)直接連接槍尾或連接接頭(5);高溫高壓點火器(I)、連接接頭或槍尾(5)的直徑均大于藥柱的直徑，將耐高溫防水火藥(3)與井壁隔開；所述的中心槍管系統(tǒng)(4)是承壓主體，由厚壁槍管(41)、開孔彈(42)、導爆索(43)及彈架管(44)組成；其中，厚壁槍管(41)用于支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈(42)在厚壁槍管(41)上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥(3)，引燃后的耐高溫防水火藥(3)燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體通過開孔彈(42)產(chǎn)生的孔眼對目的層實施壓裂改造。
5.如權利要求1、3或4所述的用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，所述的耐高溫防水火藥(3)內添加有固體顆粒物，火藥燃燒后的氣體可攜帯固體顆粒物通過射孔孔眼進入裂縫。
6.如權利要求2所述的用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，所述的耐高溫火藥(3')內均勻添加有固體顆粒物，火藥燃燒后的氣體可攜帯固體顆粒物通過射孔孔眼進入裂縫。
7.如權利要求6或7所述的用于超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，其特征在于，所述的固體顆粒物是陶粒、石英砂或金屬球顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠適應超高溫高壓井的脈沖爆燃壓裂裝置，包括高溫高壓點火器、壓裂槍管、耐高溫防水火藥、中心槍管系統(tǒng)及槍尾或連接接頭，壓裂槍管開有泄壓孔。中心槍管系統(tǒng)是承壓主體，由厚壁槍管、開孔彈、導爆索及彈架管組成。中心槍管系統(tǒng)既能夠承受井內的高溫高壓壞境，又能夠可靠點燃耐高溫防水火藥。該裝置利用厚壁槍管支撐井內的超高壓環(huán)境，利用開孔彈在厚壁槍管上開孔產(chǎn)生的爆轟波點燃耐高溫防水火藥，耐高溫防水火藥裝在壓裂槍管內，用于井深超過5000m，井壓大于70MPa的高溫高壓井。該裝置采用連接接頭可串接成壓裂管串用于長井段、大跨度或水平井的壓裂解堵增產(chǎn)。
文檔編號E21B43/267GK102839957SQ201210327368
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權日2012年9月6日
發(fā)明者汪長栓, 姚元文, 李森元, 馮國富, 韓成華, 王寶興, 王 鋒 申請人:北方斯倫貝謝油田技術(西安)有限公司