專利名稱：雙層槍高效射孔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣井射孔所使用的射孔器。
背景技術(shù)：
在石油開(kāi)采過(guò)程中，有一重要環(huán)節(jié)就是要對(duì)含油氣井段進(jìn)行有效射孔。目前，采用的聚能增效射孔器，其結(jié)構(gòu)為射孔彈和增效火藥疊放在射孔器的內(nèi)支架上，外部為槍體。射孔效率僅為20％～50％。其主要原因，一是射孔器槍體上盲孔直徑較大，壁較厚，要先射開(kāi)這一層耗去較多能量。二是射孔器內(nèi)的射孔彈支架壁較薄，且在射孔彈的兩端均加工有孔，所以引爆時(shí)會(huì)將支架粉碎，在這里射孔彈底部的孔散失了一部分能量。三是射孔彈和增效藥疊放在支架上，這樣當(dāng)引爆時(shí)極易造成爆轟，所以，易造成炸槍和射孔器脹徑，如果此時(shí)射孔槍直徑脹大，就會(huì)造成射孔槍卡死在套管中，因此往往將射孔槍直徑設(shè)計(jì)的較小，但這樣就會(huì)制約射孔彈的大小，限制了射孔彈炸高，所以射孔彈的穿透力降低了。從目前國(guó)內(nèi)外射孔情況來(lái)看，“射孔--燃?xì)饷}沖法”經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，效果較好，但一體式增效射孔器的孔密受到限制，尤其是潛伏著燃燒轉(zhuǎn)爆轟的危險(xiǎn)。專利99219533.0《油氣井增效射孔槍》主要涉及泄壓孔的密封問(wèn)題，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；專利99221047.X《一種油氣井增效射孔槍》主要涉及在盲孔上加裝橡膠塞以增強(qiáng)盲孔的耐壓性能；專利00250400.6《油井射孔槍泄壓接頭》涉及一種泄壓接頭；專利98238258.8《油、氣井重復(fù)使用射孔槍》采取在穿甲彈射流通過(guò)的射孔槍壁上加工螺紋孔，再用密封圈和絲堵密封，以減少射流通過(guò)槍壁時(shí)的能量損耗。上述專利，在降低射孔彈擊穿槍壁能量損失方面均采取了一定措施，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，均未涉及雙層槍，以及改進(jìn)射孔彈和增效頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)增強(qiáng)爆炸穿透力和造縫能力，更未涉及通過(guò)小直徑深盲孔和通過(guò)增加內(nèi)槍有利于射孔彈最優(yōu)爆炸沖擊力的聚集和形成，以及減小能量損耗、避免炸槍和脹徑問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題包括，一是減小盲孔的直徑和壁厚，既能有效抵抗欲射開(kāi)井段液體壓力，又能使射孔彈輕易穿透，并盡可能減小能量損耗。二是盡可能增加射孔器的外徑，為射孔彈能量的充分利用提供條件。三是擴(kuò)大孔容和造縫。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，雙層槍高效射孔器，包括外槍、內(nèi)槍、射孔彈、起爆器、導(dǎo)爆索等組成，射孔彈由肩臺(tái)式藥形罩、肩臺(tái)式聚能裝藥和彈殼組成；在射孔彈的前端聯(lián)接有增效頭，增效頭由截錐空腔、截錐聚能裝藥、傘形隨進(jìn)火藥和增效頭本體組成，粘結(jié)劑把射孔彈與增效頭固結(jié)在一起。截錐空腔為一環(huán)形空間。在射孔器的外槍上加工有盲孔，盲孔為小直徑深盲孔，盲孔的直徑在26～28mm，深度在4～6mm，射孔彈的軸心垂直對(duì)準(zhǔn)盲孔的中心。射孔器的內(nèi)槍為厚壁優(yōu)質(zhì)鋼管，壁厚在3～4mm，在增效頭一端加工有孔，以固定射孔彈。
作為對(duì)現(xiàn)有帶有內(nèi)支架的射孔槍進(jìn)行技術(shù)改造，將射孔槍的內(nèi)支架用內(nèi)槍代替，內(nèi)槍也為一厚壁鋼管，壁厚在2～4mm，內(nèi)槍只在射孔彈彈頭一端加工有孔，以固定彈頭，射孔彈和導(dǎo)爆索全部封裝在內(nèi)槍中，這樣原有射孔彈可以充分利用；外槍的盲孔也為小直徑深盲孔，盲孔的直徑在10～28mm，盲孔底部厚度為2～3.5mm。


附圖1為本發(fā)明的縱向剖面示意圖；附圖2為本發(fā)明的橫向剖面示意圖。
在圖中1套管、2外槍、3內(nèi)槍、4傘形隨進(jìn)火藥、5增效頭本體、6截錐聚能裝藥、7截錐空腔、8粘結(jié)劑、9肩臺(tái)式藥形罩、10肩臺(tái)式聚能裝藥、11彈殼、12導(dǎo)爆索、13盲孔具體實(shí)施方式
參照附圖，射孔彈與增效頭由粘結(jié)劑聯(lián)接在一起，并通過(guò)增效頭固定在內(nèi)槍的孔中，射孔彈與增效頭的軸心垂直指向外槍的盲孔中心，射孔彈的外殼與肩臺(tái)式藥形罩之間裝有肩臺(tái)式聚能炸藥，該結(jié)構(gòu)能保證聚能炸藥引爆時(shí)實(shí)現(xiàn)能量沿射孔彈的軸心輻射出去，盡可能深的穿透地層。在增效頭底部有截錐聚能裝藥，在傘形隨進(jìn)火藥下側(cè)有一截錐，截錐空腔為一環(huán)形空間，以使截錐聚能裝藥與傘形隨進(jìn)火藥之間有一定距離，該環(huán)形空間保證了截錐聚能裝藥的最大爆炸能量的形成和釋放。射孔器內(nèi)槍選擇厚壁鋼管2.6mm，以保證不被炸碎，并使爆炸能量盡可能的沿著射孔爆破的方向反射；在射孔器的外槍上加工有直徑為27mm，深5mm的盲孔，該盲孔既能抵住井下液柱的壓力，同時(shí)又使射孔彈輕易的擊穿。當(dāng)實(shí)施射孔作業(yè)時(shí)，先將射孔器定位于要求射孔的套管中，然后由起爆器引發(fā)導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索將內(nèi)槍中的射孔彈逐一引爆，射孔彈爆炸形成的高溫高壓沖擊波及射流再引爆截錐裝藥和引燃傘形增效火藥。燃燒著的火藥粒及燃?xì)庠谏淇仔纬傻牡蛪簠^(qū)隨行于炮眼，增強(qiáng)了射孔的效能，使地層產(chǎn)生更多偏軸方向裂縫。
就5.5英寸套管而言，本發(fā)明射孔器的外槍直徑為105～108mm。就7英寸套管而言，本發(fā)明射孔器的外槍直徑為130～140mm。就9.625英寸套管而言，本發(fā)明射孔器的外槍直徑為140～200mm。
同102射孔器在5.5英寸套管井中的使用效果相比，本發(fā)明雙層槍高效射孔器的穿深提高了15％，炮眼孔容增大了30～40％，并消除了地層傷害，形成了多條具有偏軸效應(yīng)的裂縫，提高了射孔效率、地層滲透率和油氣采收率。
由于本發(fā)明采用了小直徑深盲孔，減少了射孔彈射流穿過(guò)時(shí)造成的能量損耗；它采用的大直徑射孔槍，保證了射孔彈射流在遭遇盲孔障礙前，實(shí)現(xiàn)最大能量的形成和聚積，為最大限度的穿透地層提供了有效低損耗保證。它采用的厚壁內(nèi)槍和取消原有射孔槍內(nèi)支架過(guò)多的孔，使其不會(huì)因爆炸而炸碎，且將爆炸沖擊波朝著有利于穿透地層的方向反射；它采用的射孔彈與增效頭粘接成一體的方式，避免了爆轟，實(shí)現(xiàn)了高效射孔，同時(shí)射孔槍也不會(huì)被炸脹卡在套管中。本發(fā)明在反復(fù)實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算基礎(chǔ)上研制而成，相信它的推廣應(yīng)用，將為石油和天然氣的高效開(kāi)采注入活力。
權(quán)利要求
1.雙層槍高效射孔器，包括外槍、射孔彈、起爆器、導(dǎo)爆索等組成，其特征是還包括內(nèi)槍，內(nèi)槍套在外槍中，構(gòu)成雙層槍結(jié)構(gòu)，射孔彈、增效頭和導(dǎo)爆索全部封裝在內(nèi)槍里；射孔彈由肩臺(tái)式藥形罩(9)、肩臺(tái)式聚能裝藥(10)和彈殼(11)組成；在射孔彈的前端聯(lián)接有增效頭，增效頭由截錐空腔(7)、截錐聚能裝藥(6)、傘形隨進(jìn)火藥(4)和增效頭本體(5)組成，粘結(jié)劑(8)把射孔彈與增效頭固結(jié)在一起。
2.雙層槍高效射孔器，包括外槍、射孔彈、起爆器、導(dǎo)爆索等組成，其特征是還包括內(nèi)槍，內(nèi)槍套在外槍中，構(gòu)成雙層槍結(jié)構(gòu)，射孔彈和導(dǎo)爆索全部封裝在內(nèi)槍中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層槍高效射孔器，其特征是截錐空腔(7)為一環(huán)形空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的雙層槍高效射孔器，其特征是所述的外槍上加工有盲孔(13)，盲孔為小直徑深盲孔，盲孔的直徑在10～28mm，盲孔底部厚度2～3.5mm，射孔彈的軸心垂直對(duì)準(zhǔn)盲孔的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層槍高效射孔器，其特征是所述的內(nèi)槍為厚壁鋼管，壁厚在2～4mm，只在增效頭一端加工有孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層槍高效射孔器，其特征是所述的內(nèi)槍為厚壁鋼管，壁厚在2～4mm，只在射孔彈彈頭一端加工有孔。
全文摘要
雙層槍高效射孔器，它包括外槍、內(nèi)槍、射孔彈、起爆器、導(dǎo)爆索等組成，射孔彈由肩臺(tái)式藥形罩、肩臺(tái)式聚能裝藥和彈殼組成，射孔彈與增效頭粘接在一起，增效頭由截錐空腔、截錐聚能裝藥、傘形隨進(jìn)火藥和增效頭本體組成，外槍上加工有小直徑深盲孔，內(nèi)槍僅在增效頭一端加工有固定孔。本發(fā)明能有效避免爆轟、射孔內(nèi)槍爆碎和外槍爆脹卡阻，能實(shí)現(xiàn)射孔彈爆炸能量的最大化形成和聚積，最大限度的穿透地層，同時(shí)火藥又能使地層產(chǎn)生較多的偏軸裂縫，為高效采油開(kāi)辟了有效空間和通道，它的推廣應(yīng)用對(duì)提高油氣采收率提供了技術(shù)保障。
文檔編號(hào)E21B43/11GK1443925SQ02110108
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者王志信, 張國(guó)棟, 郭景才, 周茂企, 趙敦璽, 陶志龍 申請(qǐng)人:東營(yíng)市萬(wàn)通勝利測(cè)井技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司, 王志信