專利名稱：油氣井用分體式動態(tài)降壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于油田射孔工藝技術(shù)領(lǐng)域中進行油氣井射孔完井作業(yè)時協(xié)同 使用的降壓裝置。
背景技術(shù)：
油田上套管井必須進行射孔，流體才能從地層中流出或注入。由于射孔彈在射孔 造縫過程中，同時粉碎了地層中的巖石顆粒，破碎的巖石顆粒運移，就會造成近射孔孔道壓 實帶的滲透率大大降低。為減小巖石碎屑及爆炸殘留物對射孔造成的污染，提高射孔效果， 油田多采用負壓射孔技術(shù)來降低射孔造成的損害。負壓射孔技術(shù)是人為的建立一個相鄰地層與井筒內(nèi)的靜態(tài)壓力差。采用降低井筒 內(nèi)液面高度的方法，使地層壓力大于井筒內(nèi)壓力。射孔后近井眼空間壓力降低導(dǎo)致發(fā)生泄 流，將部分射孔殘留物帶出射孔孔道，從而減小射孔污染。通過實驗表明，單純的靜態(tài)負壓并不一定確保得到清潔的射孔孔眼，實際上控制 射孔清潔程度的因素，是射孔彈起爆后隨即引起的井眼內(nèi)瞬間壓力波動，而非初始壓差，因 此需研發(fā)動態(tài)負壓工藝及配套裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可實現(xiàn)動態(tài)負壓射孔的輔助裝置。為解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該油氣井用分體式動態(tài) 降壓裝置由一個主接頭、若干個輔助接頭、若干個泄壓腔及一個下接頭依次組裝而成，其中 的輔助接頭與泄壓腔交替連接；所述主接頭包括上接頭和主撞擊桿，其中上接頭呈上下開口的圓筒狀，圓筒內(nèi)部 的中空部分從上到下為三階圓柱狀，第一階圓柱孔的直徑與主撞擊桿頭部的直徑相應(yīng)，第 二階圓柱孔的直徑與主撞擊桿桿部直徑相應(yīng)，第三階圓柱孔直徑與開孔中接上部分直徑相 應(yīng)；上接頭外筒壁上部車有外螺紋，外螺紋下方設(shè)有” 0”圈槽，上接頭通過外螺紋與射孔器 尾端的內(nèi)螺紋固定密封連接，內(nèi)筒壁下部車有內(nèi)螺紋。主撞擊桿包括頭部和桿部，頭部和桿部均呈圓柱狀，其直徑分別與上接頭內(nèi)部第 一及第二階圓柱孔的直徑相應(yīng)，在頭部側(cè)面設(shè)有“0”圈槽，主撞擊桿插入上接頭內(nèi)部，與上 接頭內(nèi)部緊密配合，主撞擊桿的頭頂部與上接頭的頂部持平，桿底部與活塞頂部接觸。所述輔助接頭包括開孔中接、活塞、剪切環(huán)與剪切銷、輔撞擊桿、扶正盤；其中開孔 中接呈上下開口的圓筒狀，外筒壁上、下分別車有外螺紋、“0”圈槽；第一個開孔中接上部外 螺紋與上接頭下部內(nèi)螺紋固定密封連接，以后的若干個開孔中接上部外螺紋與泄壓腔下部 內(nèi)螺紋密封固定連接；開孔中接外筒壁中部環(huán)向開有多個通孔，并且外筒壁中部形成凸臺， 圓筒內(nèi)部中空部分從上向下依次為三階圓柱孔，第一階圓柱孔直徑與剪切環(huán)的外徑相應(yīng)， 第二階圓柱孔直徑與活塞的外徑相應(yīng)，第三階圓柱孔的直徑與活塞的內(nèi)徑相應(yīng)，并在內(nèi)部 形成凸臺。
活塞呈倒置圓柱“杯”型，“杯底”的側(cè)面設(shè)有銷釘孔，活塞通過剪切銷與剪切環(huán)固 定連接；“杯壁”處的直徑與開孔中接第二階圓柱孔內(nèi)徑相應(yīng)，“杯壁”上設(shè)有三組“0”圈槽， 在一、二組“0”圈槽中間位置環(huán)向開有多個通孔，該通孔與開孔中接上的通孔相對應(yīng)，活塞 插入開孔中接內(nèi)部與之緊密配合。剪切環(huán)為圓環(huán)形，在外環(huán)的側(cè)壁上開有銷釘孔，外側(cè)面與開孔中接內(nèi)部第一圓柱 孔孔壁緊密接觸。輔撞擊桿為圓桿狀，其直徑與扶正盤的內(nèi)徑相應(yīng)，輔撞擊桿的一端插入活塞內(nèi)部 “杯底”部并與其緊密接觸，另一端插入扶正盤中并與下一級活塞的頂部接觸。扶正盤為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外壁與泄壓腔配合，內(nèi)壁與輔助撞擊桿配合。所述泄壓腔為圓筒狀，筒內(nèi)壁兩端分別加工有內(nèi)螺紋及密封面，兩端的內(nèi)螺紋分 別與上下兩個開孔中接的外螺紋固定連接。所述下接頭是兩階圓柱形，上端加工有外螺紋及“0”圈槽，與泄壓腔下部的內(nèi)螺紋 緊密固定連接，下端形成凸臺結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)效果是(1)實現(xiàn)射孔后快速開孔，產(chǎn)生動態(tài)負壓；(2)利用射孔后 的瞬時沖擊回流沖洗射孔壓實帶及射孔孔道，提高近射孔孔道區(qū)域滲透率。


圖1是本發(fā)明中上接頭的剖視圖；圖2是本發(fā)明中主撞擊桿的剖視圖；圖3是本發(fā)明中開孔中接的剖視圖；圖4是本發(fā)明中活塞的剖視圖；圖5是本發(fā)明中泄壓腔的剖視圖；圖6是本發(fā)明中剪切環(huán)與剪切銷裝配圖；圖7是本發(fā)明中下接頭的剖視圖；圖8是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中10上接頭，11上接頭的第一階圓柱孔，12上接頭的第二圓柱孔，13上接頭的 第三圓柱孔，14上接頭上部外螺紋，15上接頭外側(cè)壁上的凹槽，16上接頭下部內(nèi)螺紋；20主撞擊桿，21主撞擊桿的頭部，22主撞擊桿的桿部，23主撞擊桿頭部側(cè)面的凹 槽；30開孔中接，31開孔中接上部外螺紋，32開孔中接下部外螺紋，33開孔中接側(cè)壁 凹槽，34開孔中接側(cè)壁上的通孔，35開孔中接外壁上凸臺，36開孔中接內(nèi)部第一階圓柱孔， 37開孔中接內(nèi)部第二階圓柱孔，38開孔中接內(nèi)部第三階圓柱孔，39開孔中接內(nèi)部凸臺；40活塞，41活塞外壁上的銷釘孔，42活塞壁上的凹槽，43活塞壁上的通孔；50剪切環(huán)，51剪切銷，60輔撞擊桿，70扶正盤；80泄壓腔，81泄壓腔內(nèi)壁上內(nèi)螺紋，82泄壓腔內(nèi)壁密封面；90下接頭，91下接頭外螺紋，92泄壓腔側(cè)壁上凹槽，93泄壓腔側(cè)壁上凸臺。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
圖8為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，該油氣井用分體式動態(tài)降壓裝置由一個 主接頭、若干個輔助接頭、若干個泄壓腔3及一個下接頭4依次組裝而成，其中的輔助接頭 和泄壓腔交替連接。所述主接頭包括上接頭10和主撞擊桿20 ；其中上接頭10的結(jié)構(gòu)和形狀如圖1所示呈上下開口的圓筒狀，圓筒內(nèi)部的中空部 分從上到下為三階圓柱狀，結(jié)合圖8所示，其中第一階圓柱孔11的直徑與主撞擊桿20頭部 21的直徑相應(yīng)，第二階圓柱孔12的直徑與主撞擊桿20的桿部21直徑相應(yīng)，第三階圓柱孔 13直徑與開孔中接30上部分直徑相應(yīng)；外筒壁上部車有外螺紋14，外螺紋14下方設(shè)有”0” 圈槽15，套上“0”形圈后，上接頭10通過外螺紋14與射孔器尾端的內(nèi)螺紋固定密封連接， 內(nèi)筒壁下部車有內(nèi)螺紋16，該內(nèi)螺紋16與開孔中接30上部的外螺紋31固定連接。主撞擊桿20的結(jié)構(gòu)和形狀如圖2所示包括頭部21和桿部22，頭部21和桿部22 均呈圓柱狀，其直徑分別與上接頭內(nèi)部第一及第二階圓柱孔的直徑相應(yīng)，在頭部21側(cè)面設(shè) 有“0”圈槽23，結(jié)合圖8所示，“0”圈槽內(nèi)部套上“0”形圈后，將主撞擊桿20插入上接頭10 內(nèi)部，因為有“0”形圈的作用，主撞擊桿頭部21與上接頭10內(nèi)部緊密配合，主撞擊桿20的 頭頂部與上接頭10的頂部持平，撞擊桿的桿底部與活塞40頂部接觸。所述輔助接頭包括開孔中接30、活塞40、剪切環(huán)與剪切銷50、51、輔撞擊桿60、扶 正盤70 ；其中開孔中接30的結(jié)構(gòu)和形狀如圖3所示呈上下開口的圓筒狀，外筒壁上、下分 別車有外螺紋31、32 “0”圈槽33，套上“0”形圈后第一個開孔中接的外筒壁上部外螺紋31 與上接頭10下部內(nèi)螺紋1固定密封連接，以后的若干個開孔中接的外筒壁上部外螺紋31 與泄壓腔80下部內(nèi)螺紋密封固定連接；外筒壁中部沿圓周開有多個通孔34，并且外筒壁中 部向外方向壁厚加厚，形成凸臺35，該凸臺35用于支撐上接頭10或泄壓腔90的筒壁；圓 筒內(nèi)部中空部分從上向下依次為三階圓柱孔，結(jié)合圖8所示，開孔中接30的第一階圓柱孔 36直徑與剪切環(huán)50的外徑相應(yīng)，第二階圓柱孔37直徑與活塞的外徑相應(yīng)，第三階圓柱孔 38的直徑與活塞40的內(nèi)徑相應(yīng)，即第三階圓柱孔38的直徑略小，形成凸臺39，該凸臺是活 塞40下行的極限，即起到對活塞40的限位作用?；钊?0的結(jié)構(gòu)和形狀如圖4所示呈倒置圓柱“杯”型，“杯底”的側(cè)面設(shè)有銷釘孔 41，活塞40通過剪切銷51與剪切環(huán)50固定連接；“杯壁”處的直徑與開孔中接第二階圓柱 孔37內(nèi)徑相應(yīng)，“杯壁”上設(shè)有三組“0”圈槽42，在一、二組“0”圈槽中間位置環(huán)向開有四 個通孔43，該通孔43與開孔中接上的通孔34相對應(yīng)，結(jié)合圖8所示，所有“0”形圈套好后， 將該活塞40插入開孔中接30內(nèi)部，使活塞40緊密與開孔中接30配合，活塞40依據(jù)其所 處位置不同，活塞40頂部與主撞擊桿20或輔撞擊桿60接觸。剪切環(huán)50與剪切銷51的結(jié)構(gòu)及形狀見圖5，剪切環(huán)50為圓環(huán)形，在外環(huán)的側(cè)壁上 開有銷釘孔，插入剪切銷釘51后與活塞40固定連接。如圖8所示，輔撞擊桿60為圓桿狀，其直徑與扶正盤70的內(nèi)徑相應(yīng)，輔助撞擊桿 60的一端插入活塞40內(nèi)部并與其底部緊密接觸，另一端插入扶正盤70中并與下一級活塞 40的頂部接觸。起到傳遞主撞擊桿20所傳導(dǎo)下來的力的作用。扶正盤70為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外壁與泄壓腔80配合，內(nèi)壁與輔助撞擊桿60配合。目的 是固定撞擊桿60的位置，起到穩(wěn)定撞擊桿60的作用。
所述泄壓腔80的結(jié)構(gòu)和形狀見圖6為圓筒狀，筒內(nèi)壁兩端分別加工有內(nèi)螺紋81 及密封面82，兩端的內(nèi)螺紋81分別與上下兩個開孔中接30的外螺紋31、32固定連接，起到 提供泄壓空間、吸收能量的作用。所述下接頭90的結(jié)構(gòu)和形狀如圖7所示為兩階圓柱形，上端加工有外螺紋91及 “0”圈槽92，套上“0”形圈后與泄壓腔下部的內(nèi)螺紋81緊密固定連接，下端形成凸臺93結(jié) 構(gòu)，該凸臺93可支撐泄壓腔的筒壁。第一個輔助接頭不安裝輔撞擊桿、扶正盤。該裝置安裝在射孔器下端，射孔器爆轟壓力推動主撞擊桿20，撞擊桿20推動活塞 40，活塞40、輔撞擊桿60下行，活塞40運動至開孔中接30限位臺階處停止。此時活塞40 側(cè)向通孔43與開孔中接側(cè)向通孔34對位，輔助接頭內(nèi)外聯(lián)通，井筒內(nèi)液體通過開孔中接 中部的通孔34進入泄壓腔80內(nèi)部。使井筒內(nèi)壓力瞬時降低，從而實現(xiàn)動態(tài)負壓，更進一步 提高了近射孔孔道區(qū)域內(nèi)壓實帶的滲透率。
權(quán)利要求
1.一種油氣井用分體式動態(tài)降壓裝置由一個主接頭、若干個輔助接頭、若干個泄壓腔 (80)及一個下接頭(90)依次組裝而成，其中的輔助接頭與泄壓腔交替連接；所述主接頭包括上接頭(10)和主撞擊桿(20)，其中上接頭(10)呈上下開口的圓筒狀， 圓筒內(nèi)部的中空部分從上到下為三階圓柱狀(11、12、13)，上接頭外筒壁上部車有外螺紋 (14)，外螺紋(14)下方設(shè)有”0”圈槽(15)，上接頭(10)通過外螺紋(14)與射孔器尾端的 內(nèi)螺紋固定密封連接，內(nèi)筒壁下部車有內(nèi)螺紋(16)；主撞擊桿(20)包括頭部(21)和桿部(22)，頭部和桿部均呈圓柱狀，其直徑分別與上接 頭內(nèi)部第一及第二階圓柱孔(11、12)的直徑相應(yīng)，在頭部側(cè)面設(shè)有“0”圈槽(23)，主撞擊桿 (20)插入上接頭內(nèi)部，與上接頭內(nèi)部緊密配合，主撞擊桿的頭頂部與上接頭的頂部持平，桿 底部與活塞(40)頂部接觸；所述輔助接頭包括開孔中接(30)、活塞(40)、剪切環(huán)(50)與剪切銷(51)、輔撞擊桿 (60)、扶正盤(70)；其中開孔中接(30)呈上下開口的圓筒狀，外筒壁上、下分別車有外螺紋 (31、32)、“0”圈槽(33)；開孔中接(30)上部外螺紋(31)與上接頭下部內(nèi)螺紋(16)或泄 壓腔(80)下部內(nèi)螺紋(81)固定密封連接；開孔中接(30)外筒壁中部環(huán)向開有多個通孔 (34)，并且外筒壁中部形成凸臺(35)，圓筒內(nèi)部中空部分從上向下依次為三階圓柱孔(36、 37、38)，并在內(nèi)部形成凸臺(39)；活塞(40)呈倒置圓柱“杯”型，“杯底”的側(cè)面設(shè)有銷釘孔(41)，活塞(40)通過剪切銷 (51)與剪切環(huán)(50)固定連接；“杯子”的外徑與開孔中接第二階圓柱孔內(nèi)徑(37)相應(yīng)，“杯 壁”上設(shè)有多組“0”圈槽(42)，并環(huán)向開有多個通孔(43)，該通孔(43)與開孔中接上的通 孔(34)相對應(yīng)，活塞(40)插入開孔中接(30)內(nèi)部與之緊密配合；剪切環(huán)(50)為圓環(huán)形，在外環(huán)的側(cè)壁上開有銷釘孔，外側(cè)面與開孔中接內(nèi)部第一圓柱 孔(36)孔壁緊密接觸；輔撞擊桿(60)為圓桿狀，其直徑與扶正盤(70)的內(nèi)徑相應(yīng)，輔撞擊桿(70)的一端插 入活塞內(nèi)部“杯底”部并與其緊密接觸，另一端插入扶正盤(70)中并與下一級活塞(40)的 頂部接觸；扶正盤(70)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外壁與泄壓腔(80)配合；所述泄壓腔(80)為圓筒狀，筒內(nèi)壁兩端分別加工有內(nèi)螺紋(81)及密封面(82)，兩端的 內(nèi)螺紋分別與上下兩個開孔中接的外螺紋(31、32)固定連接；所述下接頭(90)是兩階圓柱形，上端加工有外螺紋(91)及“0”圈槽(92)，與泄壓腔下 部的內(nèi)螺紋(81)緊密固定連接，下端形成凸臺(93)結(jié)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求1所述的油氣井用分體式動態(tài)降壓裝置，其特征在于，所述開孔中接 (30)外筒壁中部環(huán)向開有四個通孔(34)，活塞上通孔(43)的數(shù)量亦為四個。
3.按照權(quán)利要求1所述的油氣井用分體式動態(tài)降壓裝置，其特征在于，所述活塞“杯 壁”上設(shè)有三組“0”圈槽(42)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣井用分體式動態(tài)降壓裝置，由一個主接頭、若干個輔助接頭、若干個泄壓腔(80)及一個下接頭(90)依次組裝而成，其中的輔助接頭與泄壓腔交替連接；所述主接頭包括上接頭(10)和主撞擊桿(20)，輔助接頭包括開孔中接(30)、活塞(40)、剪切環(huán)(50)與剪切銷(51)、輔撞擊桿(60)、扶正盤(70)；射孔器爆轟壓力推動活塞運動，其上的側(cè)向通孔與開孔中接側(cè)向通孔對位，內(nèi)外聯(lián)通，井筒內(nèi)液體通過通孔進入泄壓腔內(nèi)部，使井筒內(nèi)壓力瞬時降低，從而實現(xiàn)動態(tài)負壓，更進一步提高了近射孔孔道區(qū)域內(nèi)壓實帶的滲透率。
文檔編號E21B21/08GK101994494SQ200910163130
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者于開勛, 劉橋, 康柒虎, 王軍, 蔡山, 郭景學(xué) 申請人:大慶油田有限責任公司