用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，導(dǎo)向套是撞擊起爆裝置的上端一部分，方位鍵通過(guò)焊接固定在導(dǎo)向套上，撞擊起爆裝置下端與定向連接管通過(guò)螺紋連接，起爆器置于撞擊起爆裝置下端內(nèi)部，定向連接管再通過(guò)連接由壬與連槍接頭連接，定位盤(pán)固定在定向連接管內(nèi)部，通過(guò)定位鍵方式與定向連接管以及導(dǎo)向套上的方位鍵保持同一軸向方向，以上裝配組件放置在外筒內(nèi)部，通過(guò)各軸承扶正支撐。該起爆裝置實(shí)現(xiàn)了由射孔槍串的起爆部分上端進(jìn)行射孔方位的測(cè)量，有效地提高內(nèi)定向定方位射孔的準(zhǔn)確性。基于該起爆裝置的定向測(cè)量方法，解決了內(nèi)定向定方位射孔測(cè)量的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣井完井領(lǐng)域的射孔起爆裝置，具體涉及一種可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部定向測(cè)量且起爆裝置與以下連接的射孔槍內(nèi)彈架自旋轉(zhuǎn)的撞擊起爆裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)，油氣儲(chǔ)層的開(kāi)采需要精細(xì)化射孔工藝的要求越來(lái)越普遍，決定了油管輸送射孔工藝技術(shù)需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展。射孔工藝的不斷發(fā)展，主要基于油氣資源儲(chǔ)層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，地層本身由于風(fēng)化、沉積、地殼運(yùn)動(dòng)等所產(chǎn)生的各種應(yīng)力稱(chēng)為地層應(yīng)力。如地層自重應(yīng)力、地層擠壓應(yīng)力、褶皺應(yīng)力、錯(cuò)位應(yīng)力等。地層被施加的各種應(yīng)力矢量之和即為它的最大應(yīng)力，也稱(chēng)主應(yīng)力，地層主應(yīng)力具有方向性。由于應(yīng)力集中，地層主應(yīng)力方向的巖體靜力學(xué)載荷小于地層的其他方向，也可理解為地層主應(yīng)力方向破碎巖體所需的外力將遠(yuǎn)小于其他方向。因此，進(jìn)行射孔作業(yè)時(shí)，射孔彈射向地層主應(yīng)力方向時(shí)穿深將比其他方向要大得多。而且，沿主應(yīng)力方向射孔，射流更容易破碎地層的巖體，改善孔眼周?chē)臐B透性，方能能提高射孔效率，獲得較高的產(chǎn)能。
[0003]而現(xiàn)有技術(shù)的定方位射孔槍串分為外定向、內(nèi)定向兩種，兩種槍串結(jié)構(gòu)在連接中，起爆裝置上端連接油管，起爆裝置下端連接定方位射孔槍?zhuān)纱嗽斐闪硕ǚ轿簧淇讟屍鸨?，射流方向無(wú)法測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種油氣井用內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，針對(duì)目前現(xiàn)有的內(nèi)定向定方位射孔槍串，在起爆射孔前，對(duì)射孔槍內(nèi)彈架自旋轉(zhuǎn)確定的射孔方位，也就是射流方向，進(jìn)行有效測(cè)量。解決內(nèi)定向定方位射孔時(shí)射孔彈的射流方位無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題。
[0006]技術(shù)方案
[0007]—種用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，包括撞擊起爆裝置5、起爆器
6、固定軸承9、連槍接頭10、第二支撐軸承15，偏重彈架13，槍尾14和槍管17 ;其特征在于還包括外筒1、導(dǎo)向套3、扶正軸承4、定向連接管7、連接由壬8、定位盤(pán)11和第一支撐軸承12 ;在起爆器6和偏重彈架13的軸心之間，穿過(guò)連槍接頭10依次連接定向連接管7和定位盤(pán)11，其中:定向連接管7的上端與撞擊起爆裝置5下端實(shí)現(xiàn)螺紋連接，定向連接管7的下端套接在連槍接頭10上端的凹槽內(nèi)，定向連接管7的外部通過(guò)連接由壬8與連槍接頭10實(shí)現(xiàn)連接，內(nèi)部通過(guò)固定軸承9支撐在連槍接頭10上端的凹槽上，實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)；另外定位盤(pán)11穿過(guò)連槍接頭10,其上端與定向連接管7下端實(shí)現(xiàn)插入式連接,下端通過(guò)第一支撐軸承12固定于連槍接頭10下端內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)向套3為撞擊起爆裝置5上端的延伸段，在導(dǎo)向套3外部設(shè)有外筒1，外筒1上端連接外部油管，下端連接連槍接頭10，外筒1內(nèi)部與導(dǎo)向套3之間設(shè)有扶正軸承4。
[0008]所述導(dǎo)向套3延伸段的起始設(shè)為錐度結(jié)構(gòu)，上端內(nèi)部具有用于導(dǎo)向的圓錐形曲面。
[0009]所述外筒1與連槍接頭10通過(guò)密封圈實(shí)現(xiàn)密封隔離，保證了射孔槍串的安全。
[0010]所述導(dǎo)向套3的上端設(shè)有方位鍵2，與方位鍵2相吻合的外筒1的部位設(shè)有盲孔。
[0011]所述定位盤(pán)11的上端與定向連接管7下端的插入式連接方式為:定位盤(pán)11上端設(shè)有定位鍵結(jié)構(gòu)，定向連接管7下端內(nèi)孔設(shè)有定位鍵槽，定位盤(pán)11上端插入定向連接管7下端內(nèi)孔定位鍵槽，兩者通過(guò)定位鍵實(shí)現(xiàn)定位盤(pán)11與定向連接管7的固定連接，且能夠同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]所述定向連接管7的上端與起爆器6下端的連接結(jié)構(gòu)為:定向連接管7插入起爆器6內(nèi)，連接處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明提出的一種油氣井用內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，導(dǎo)向套是撞擊起爆裝置的上端一部分，方位鍵通過(guò)焊接固定在導(dǎo)向套上，撞擊起爆裝置下端與定向連接管通過(guò)螺紋連接，起爆器置于撞擊起爆裝置下端內(nèi)部，定向連接管再通過(guò)連接由壬與連槍接頭連接，定位盤(pán)固定在定向連接管內(nèi)部，通過(guò)定位鍵方式與定向連接管以及導(dǎo)向套上的方位鍵保持同一軸向方向，以上裝配組件放置在外筒內(nèi)部，通過(guò)各軸承扶正支撐。該起爆裝置實(shí)現(xiàn)了由射孔槍串的起爆部分上端進(jìn)行射孔方位的測(cè)量，有效地提高內(nèi)定向定方位射孔的準(zhǔn)確性?；谠撈鸨b置的定向測(cè)量方法，解決了內(nèi)定向定方位射孔測(cè)量的問(wèn)題。
[0015]本發(fā)明通過(guò)定方位射孔的方法,射開(kāi)油氣儲(chǔ)層的主應(yīng)力方向，提高產(chǎn)能。定方位的研究著重解決在油氣井中射孔彈射向的定方位問(wèn)題即如何使射流方向?qū)?zhǔn)主應(yīng)力方向或者按指定方位射孔。
[0016]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0017]一通過(guò)將起爆裝置與自旋轉(zhuǎn)進(jìn)行定方位的彈架硬連接，保證起爆裝置的方位鍵與彈架的偏重方向始終保持在同一軸向的固定方向上，實(shí)現(xiàn)彈架旋轉(zhuǎn)一定角度，帶動(dòng)起爆裝置旋轉(zhuǎn)一定角度。此種方法是通過(guò)內(nèi)部定向的方式進(jìn)行測(cè)量，所以稱(chēng)作內(nèi)定向，另一方面，由于起爆裝置與彈架是靠偏重彈架自動(dòng)進(jìn)行定方位旋轉(zhuǎn)，也叫做自旋轉(zhuǎn)起爆裝置。
[0018]二利用將小直徑的起爆裝置通過(guò)軸承支撐，放置在外筒內(nèi)，同時(shí)起爆裝置與彈架利用定位鍵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)硬連接，保證整體在外筒內(nèi)部進(jìn)行自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，偏重力矩由偏重彈架提供，實(shí)現(xiàn)射孔方向的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)正。
[0019]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了起爆裝置與彈架的密封隔離，而且在一定壓力的條件下，仍然可實(shí)現(xiàn)自旋轉(zhuǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為油氣井用內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖2為圖1旋轉(zhuǎn)90度的部分剖視圖

【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0023]如圖1?2所示，本發(fā)明提出的油氣井用內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，由外筒1，方位鍵2，導(dǎo)向套3，扶正軸承4，撞擊起爆裝置5，起爆器6，定向連接管7，連接由壬8，固定軸承9，連槍接頭10，定位盤(pán)11，支撐軸承12，偏重彈架13，槍尾14組成。方位鍵2通過(guò)焊接固定在導(dǎo)向套3上端，導(dǎo)向套3是撞擊起爆裝置5的上端部分，起爆器6放置于撞擊起爆裝置5的下端內(nèi)部，同時(shí)撞擊起爆裝置5下端連接定向連接管7，導(dǎo)向套3外部上端通過(guò)扶正軸承4放置于外筒1，定向連接管7再通過(guò)連接由壬8與連槍接頭10連接，偏重彈架13在連槍接頭10與槍尾14內(nèi)支撐軸承12的支撐下自由旋轉(zhuǎn)，定位盤(pán)11固定在定向連接管7內(nèi)部，通過(guò)定位鍵方式與定向連接管7以及導(dǎo)向套3上的方位鍵2保持同一軸向方向，以上裝配組件放置在外筒1內(nèi)部，通過(guò)各軸承扶正支撐。
[0024]所述導(dǎo)向套3延伸段的起始設(shè)為錐度結(jié)構(gòu)，上端內(nèi)部具有用于導(dǎo)向的圓錐形曲面。
[0025]所述外筒1實(shí)現(xiàn)上端連接油管，下端連接連槍接頭10，實(shí)現(xiàn)定方位射孔槍串的連接，外筒1內(nèi)部同時(shí)實(shí)現(xiàn)支撐起爆裝置。
[0026]所述方位鍵2放置在導(dǎo)向套3上端內(nèi)部，通過(guò)陀螺儀進(jìn)行方位測(cè)量。
[0027]所述導(dǎo)向套3上端內(nèi)部具有圓錐形曲面用于導(dǎo)向，導(dǎo)向套3是撞擊起爆裝置5的上端部分，起爆器6放置于撞擊起爆裝置5的下端內(nèi)部，同時(shí)撞擊起爆裝置5下端連接定向連接管7，導(dǎo)向套3外部上端通過(guò)扶正軸承4放置于外筒1。
[0028]定向連接管7下端外部通過(guò)連接由壬8與連槍接頭10實(shí)現(xiàn)連接，同時(shí)定向連接管7在連槍接頭10上端內(nèi)部通過(guò)固定軸承9支撐，實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)。
[0029]所述定位盤(pán)11上端具有定位鍵結(jié)構(gòu)，定位盤(pán)11上端插入定向連接管7下端內(nèi)孔定位鍵槽，兩者通過(guò)定位鍵實(shí)現(xiàn)定位盤(pán)11與定向連接管7同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證定位鍵與導(dǎo)向套3上端內(nèi)部的方位鍵2在同一軸向，實(shí)現(xiàn)定位一致,定位盤(pán)11下端通過(guò)支撐軸承12固定于連槍接頭10下端內(nèi)部，也實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]所述偏重彈架13上端與定位盤(pán)11固定連接，偏重彈架13下端通過(guò)支撐軸承12固定于槍尾14，保證自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)提供撞擊起爆裝置5隨著偏重彈架13轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩。
[0031]所述外筒1內(nèi)部機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)保證導(dǎo)向套3上端內(nèi)部的方位鍵2與整個(gè)連槍接頭10以下連接的射孔槍串內(nèi)偏重彈架13保持固定的同一方向。
[0032]所述外筒1內(nèi)部機(jī)構(gòu)與連槍接頭12以下部分通過(guò)密封圈實(shí)現(xiàn)密封隔離，保證了射孔槍串的安全。
[0033]使用時(shí)，外筒1上端連接油田使用的油管，在使用時(shí)，定方位射孔槍串下到預(yù)定深度，射孔槍串內(nèi)的撞擊起爆裝置5由于偏重彈架13的重力作用，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)保證射孔彈射孔方向與地層主應(yīng)力方向一致，在射孔方位確定以后，由于內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)起爆裝置的定位盤(pán)11與射孔槍串內(nèi)的偏重彈架13固定連接，同時(shí)是隨著彈架一起旋轉(zhuǎn)，保證了彈架偏轉(zhuǎn)的角度就是定位盤(pán)偏轉(zhuǎn)的角度。定位盤(pán)11與連槍接頭12上端連接的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)起爆裝置連接在一起，并可以隨著一起自由轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了彈架偏轉(zhuǎn)帶動(dòng)起爆裝置偏轉(zhuǎn)，始終保持方向一致。
[0034]為了確定定方位射孔的射流方向是否按照預(yù)定的方位進(jìn)行射孔，通過(guò)油管內(nèi)下入陀螺儀，陀螺儀下入到外筒位置，其定位鍵槽自動(dòng)與導(dǎo)向套3的方位鍵(2)配對(duì)連接，從而在地面實(shí)現(xiàn)彈架偏轉(zhuǎn)角度的測(cè)量，確定射孔彈射流方向是預(yù)定的方位射孔。
【權(quán)利要求】
1.一種用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，包括撞擊起爆裝置(5)、起爆器(6)、固定軸承(9)、連槍接頭(10)、第二支撐軸承(15)，偏重彈架(13)，槍尾(14)和槍管(17);其特征在于還包括外筒(I)、導(dǎo)向套(3)、扶正軸承(4)、定向連接管(7)、連接由壬(8)、定位盤(pán)(11)和第一支撐軸承(12);在起爆器(6)和偏重彈架(13)的軸心之間，穿過(guò)連槍接頭(10)依次連接定向連接管(7)和定位盤(pán)(11)，其中:定向連接管(7)的上端與撞擊起爆裝置(5)下端實(shí)現(xiàn)螺紋連接，定向連接管(7)的下端套接在連槍接頭(10)上端的凹槽內(nèi)，定向連接管(7)的外部通過(guò)連接由壬(8)與連槍接頭(10)實(shí)現(xiàn)連接，內(nèi)部通過(guò)固定軸承(9)支撐在連槍接頭(10)上端的凹槽上，實(shí)現(xiàn)自由旋轉(zhuǎn)；另外定位盤(pán)(11)穿過(guò)連槍接頭(10)，其上端與定向連接管(7)下端實(shí)現(xiàn)插入式連接，下端通過(guò)第一支撐軸承(12)固定于連槍接頭(10)下端內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；導(dǎo)向套(3)為撞擊起爆裝置(5)上端的延伸段，在導(dǎo)向套(3)外部設(shè)有外筒(1)，外筒(I)上端連接外部油管，下端連接連槍接頭(10)，夕卜筒⑴內(nèi)部與導(dǎo)向套⑶之間設(shè)有扶正軸承(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向套(3)延伸段的起始設(shè)為錐度結(jié)構(gòu)，上端內(nèi)部具有用于導(dǎo)向的圓錐形曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，其特征在于:所述外筒(I)與連槍接頭(10)通過(guò)密封圈實(shí)現(xiàn)密封隔離，保證了射孔槍串的安全。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，其特征在于:所述導(dǎo)向套(3)的上端設(shè)有方位鍵(2)，與方位鍵(2)相吻合的外筒(I)的部位設(shè)有盲孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，其特征在于:所述定位盤(pán)(11)的上端與定向連接管(7)下端的插入式連接方式為:定位盤(pán)(11)上端設(shè)有定位鍵結(jié)構(gòu)，定向連接管(7)下端內(nèi)孔設(shè)有定位鍵槽，定位盤(pán)(11)上端插入定向連接管(7)下端內(nèi)孔定位鍵槽，兩者通過(guò)定位鍵實(shí)現(xiàn)定位盤(pán)(11)與定向連接管(7)的固定連接，且能夠同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于油氣井完井的內(nèi)定向自旋轉(zhuǎn)撞擊起爆裝置，其特征在于:所述定向連接管(7)的上端與起爆器(6)下端的連接結(jié)構(gòu)為:定向連接管(7)插入起爆器(6)內(nèi)，連接處設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】E21B43/1185GK104314529SQ201410497753
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】章松橋, 周曌, 王峰, 肖勇, 黎濤, 劉正彥, 同劍 申請(qǐng)人:西安物華巨能爆破器材有限責(zé)任公司