專利名稱：采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油田完井技術領域，特別是一種套管井完井時定方位射孔的方法，是用于井斜角在15 30°之間的油井實現(xiàn)定向射孔的方法。
背景技術：
現(xiàn)有定向射孔工藝有二種全井最大井斜角小于15°時，通過油管傳輸、陀螺測斜儀測方位、地面轉動油管等實現(xiàn)定向射孔；油層段井斜角大于30°以上時，通過油管傳輸、偏心配重塊定向等實現(xiàn)定向射孔。直井定向射孔技術比較成熟，原理是通過陀螺測斜儀測量井下射孔槍方向，通過地面轉動油管帶動射孔槍轉到設計方位。主要是步驟①油管傳輸方法下入射孔槍；②伽瑪射線和磁性定位器校深，調(diào)節(jié)至設計深度；③陀螺測斜儀測量井下射孔槍方位；④如果與設計方位有差距，在井口轉動油管調(diào)節(jié)射孔槍方向；⑤陀螺測斜儀再次測量井下射孔槍方位；⑥如果與設計方位仍有差距，繼續(xù)轉動油管調(diào)節(jié)；如果與設計方位相符，引爆射孔； ⑦上提油管起出射孔槍。該定向射孔方法存在兩個缺點①井口轉動油管阻力較大，最大井斜角超過15°后不能應用；②油管傳輸工藝過于復雜，施工周期長、經(jīng)濟效益差。目前，斜井定向射孔有一種偏心配重塊定方位射孔技術，它是利用重力作用下偏心配重塊的方向垂直向下的原理定位，依此為基準通過井斜角、井斜方位等參數(shù)計算，地面調(diào)節(jié)好射孔槍與偏心配重塊的夾角，下入井中射孔槍方向剛好是設計方位。主要步驟①獲取射孔井段的井斜角、方位等參數(shù)；②根據(jù)設計要求，地面調(diào)節(jié)射孔槍方向與偏心配重塊方向夾角；③油管傳輸下井；④伽瑪+磁性定位器校深，調(diào)節(jié)至設計深度；⑤引爆射孔；⑥起出射孔槍。該定向射孔方法存在兩個缺點①井筒半徑小，偏靠器提供的扭矩較小，井斜角 30°以下，射孔槍連續(xù)長度IOm以上則無法實現(xiàn)定位；②油管傳輸工藝過于復雜，施工周期長、經(jīng)濟效益差。中國專利公開號CN101749000A，提供了 “一種聚能子彈爆破射孔工藝方法”。將全通徑射孔槍和井下定位器用油管傳輸至油氣井井下目的層，利用全通徑射孔槍起爆射孔后，采用電纜過油管射孔方式將爆破子彈射孔槍從油管內(nèi)送至全通徑射孔槍內(nèi)，通過井下特殊定位裝置及地面儀器的檢測完成子彈與射孔孔道的精確定位，并起爆爆破子彈射孔槍，二次爆破子彈打入對應的已射開射孔孔道，通過子彈的延時裝置，子彈到達孔道末端后引爆，使地層產(chǎn)生更多更長的裂縫，從而達到提高油氣井產(chǎn)量的目的。該方法仍然利用油管傳輸全通徑射孔槍和井下定位器。長慶油田開展體積壓裂試驗，需要定向射孔技術配合。長慶定向射孔井一般油層段井斜角10°以下，但全井最大井斜角一般在10 35°，且射孔槍連續(xù)長度一般12 20m,目前的轉動油管定向射孔、偏心配重塊定向射孔均不能滿足長慶油田定向射孔的需求。因此，需要開展新型定向射孔工藝研究
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法，采用電纜傳輸定向射孔，實現(xiàn)全井最大井斜角超過15°、射孔段井斜角小于30°的井進行定向射孔。本發(fā)明采用的技術方案是采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法步驟1、定位裝置下井坐封在定位裝置連接串的上部連接主電纜，將定位裝置連接串送入井下；定位裝置連接串的結構自上而下是主電纜連接魚雷連接附射孔電纜連接馬龍頭連接磁性定位器連接投放工具連接擠壓套筒連接定位裝置。當定位裝置7到達設計射孔位置(深度)時，利用磁性定位器依據(jù)《磁定位測井解釋成果表》數(shù)據(jù)，跟蹤測量井下射孔段上部的短套管接箍長度，以此判斷確定深度，再測量確定射孔段底部的第一個接箍做為標準接箍，以此標準接箍為基準，考慮定位裝置連接串的零長計算出上提數(shù)，當定位裝置連接串上提并跟蹤測量到上提數(shù)回零時停車，這時通電點燃投放工具中的火藥柱，火藥柱燃燒產(chǎn)生的高壓氣體推動投放工具的液壓缸，由動力轉換接頭實現(xiàn)中心活塞桿向上抽拉力和活塞筒包括擠壓套筒向下產(chǎn)生的擠壓力。此上抽和下擠壓力迫使定位裝置的中心管向上運行而鎖緊套向下運行，上、下楔體壓縮彈簧靠攏，使卡瓦向外張出錨定在套管內(nèi)壁上，起到定位支撐作用。此時鎖緊套內(nèi)的鋸齒扣行行到鎖舌的中部，起到鎖緊作用。當投放工具抽拉力高達50 80KN時，定位裝置的丟手活塞剪切銷被剪斷，這時完成定位裝置的坐封全過程。坐封后從井內(nèi)取出包括擠壓套筒6的以上部分。定位裝置承載負荷5 8噸。步驟2、陀螺測斜儀下井測量定位裝置內(nèi)上部導向鍵的準確方位在測量方位儀器連接串的上部連接測井電纜，將測量方位儀器連接串送入井下； 測量方位儀器連接串的結構自上而下是主電纜連接魚雷下端連接馬龍頭，魚雷與馬龍頭之間有電纜連通；在馬龍頭的下端連接磁性定位器，磁性定位器的下端連接電子短節(jié)，電子短節(jié)的下端連接陀螺測斜儀，陀螺測斜儀的下端連接減震器，減震器的下端連接導向定位頭。最后在馬龍頭與磁性定位器以及減震器的下端與導向定位頭外殼之間安裝扶正器，緊固好頂絲。陀螺測斜儀下井測量定位裝置內(nèi)的導向鍵方位。根據(jù)射孔設計要求方位，得出方位差值。此差值最后在地面調(diào)節(jié)射孔槍外盲孔與炮尾下接的導向槽的夾角(即方位差值)，從井內(nèi)取出測量方位儀器連接串。步驟3、射孔槍下井準確定向、射孔在射孔槍連接串的上部連接測井電纜，將射孔儀器連接串送入井下；測量方位管柱的結構自上而下是主電纜連接魚雷下端連接馬龍頭，魚雷與馬龍頭之間有電纜連通；在馬龍頭的下端連接磁性定位器，磁性定位器的下端連接轉換接頭，轉換接頭的下端連接炮頭，炮頭下端連接定位射孔槍，定位射孔槍的下端連接炮尾，炮尾下端連接定位導向捕撈頭。井下定向射孔深度確定是通過磁性定位器測量套管接箍深度進行校正深度，緩慢把定向射孔槍下放到位插入定位裝置上部，此時的射孔槍深度即為設計要求的射孔深度。井下定向射孔方位確定緩慢把定向射孔槍下放到位插入定位裝置上部時，定位射孔槍下端的定位導向捕撈頭即進入定位裝置，此時導向槽與定位裝置導向鍵對接后，捕撈頭已進入定位裝置的打撈頭，定位射孔槍的射孔彈方位為設計要求方位相對應。然后，給井下射孔槍通電點火起爆定向射孔彈穿孔，射穿套管進入地層一定深度。步驟4、定位裝置及射孔槍的起出定位射孔槍尾部的導向槽底部帶有一個提鉤，射孔槍入井坐到定位裝置后，提鉤插入定位裝置打撈頭中。定向射孔起爆時，槍身瞬間產(chǎn)生震動和上竄，定位裝置在提鉤的作用下解封。射孔后上提或下放定位射孔槍時，定位裝置隨定位射孔槍一起上行或下行。當射孔槍串下過射孔段上提測量完“射孔檢查驗證曲線”后，定位裝置隨射孔儀器連接串一起起出井筒。最終完成電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔施工。定位裝置7的結構定位裝置包括本體、擴張單元、鎖緊單元、釋放單元，其特征是鎖緊單元、擴張單元、釋放單元依次套接在本體外，鎖緊單元與釋放單元之間通過斜面與擴張單元活動連接。所述的本體是由扶正管、丟手活塞、導向鍵、鎖舌、鎖舌套、中心管構成，扶正管的上部內(nèi)側通過銷釘銷接有丟手活塞，扶正管的中部開有導向鍵，扶正管的下部外側螺紋連接有鎖舌套，鎖舌套內(nèi)固定有鎖舌，鎖舌套底部通過螺紋連接有中心管。所述的丟手活塞與扶正管之間通過四個剪切銷連接。所述的鎖緊單元是由鎖緊套和上楔體構成，上楔體的上端固定連接有鎖緊套，上楔體下端有斜面。所述的鎖緊套與本體的鎖舌套的接觸端有鋸齒狀卡槽，鎖舌套的鎖舌對應鋸齒狀卡槽的位置。所述的釋放單元是由打撈頭、下楔體、下心軸、托環(huán)、下堵頭、鎖爪構成，下楔體的上端有斜面，下楔體的下端固定連接有托環(huán)，托環(huán)內(nèi)側有凹槽，托環(huán)底部通過內(nèi)螺紋連接有下堵頭，本體的中心管下端有鎖爪，鎖爪的下端外側有凸起，本體的扶正管下部內(nèi)側置有打撈頭，打撈頭與扶正管之間無連接關系，打撈頭的上端有內(nèi)卡沿，打撈頭底部固定連接有下心軸，下心軸位于中心管及鎖爪的內(nèi)側，下心軸的底端通過下堵頭限位，下心軸將鎖爪外側的凸起卡接在托環(huán)內(nèi)側的凹槽內(nèi)。所述的中心管下端固定多個間隔分布的鎖爪，每個鎖爪的下端外側均有凸起，凸起對應的托環(huán)內(nèi)側有相匹配的凹槽。所述的擴張單元是由卡瓦、彈簧、彈簧鋼板構成，卡瓦位于鎖緊單元的上楔體和釋放單元的下楔體之間，上楔體和下楔體之間還壓接有彈簧，卡瓦是外側卡沿端大內(nèi)側小的梯形結構，卡瓦梯形兩側斜面與上楔體下端和下楔體上端的斜面接觸(吻合)。所述的卡瓦的背面通過螺栓固定連接有彈簧鋼板，彈簧鋼板兩端有限位槽口，彈簧鋼板通過兩端的限位槽口分別與上楔體及下楔體螺栓連接。定位裝置的組裝1、首先將鋼板由卡瓦背面的槽內(nèi)插入，使鋼板中部的兩個孔對準卡瓦上的兩個孔，然后將兩M8的固定螺絲緊固。2、四個鎖舌彈簧和四個鎖舌分別裝入鎖舌套，用手壓住鎖舌，然后將鎖舌套上壓帽對準鎖舌斜面端絲扣連入并擰緊，再將鎖舌套下壓帽對準鎖舌直面端絲扣連入并擰緊。3、將彈簧擋板和彈簧從中心管的鎖爪處裝入。
4、將下楔體從中心管的鎖爪處裝入。5、將托環(huán)從中心管的鎖爪處裝入。6、將上楔體從中心管的上端套入。7、將鎖舌套總成從鎖環(huán)套下端插入。8、將鎖緊機構總成與中心管上端連接并緊固。9、將下心軸從托環(huán)下端中心管鎖爪內(nèi)插入。將打撈器與下心軸連接。10、將組裝好的四片卡瓦機構，用八個M8的固定螺絲分別固定在鎖環(huán)套和托環(huán)的凹槽里。11、定位管與鎖舌套絲扣連接緊，再裝下堵頭。12、將鎖環(huán)套上、下調(diào)整，使四個剪切銷孔對準鎖舌套上壓帽的剪切槽，然后再分別裝入四個(四個/套)的剪切銷。13、剪切環(huán)插入定位管套，剪切槽對準剪切銷孔。14、將連接螺絲與剪切環(huán)裝配到位，然后將定位裝置整體調(diào)整。特別注意1、四個卡瓦后斜面必須與上、下楔體的斜面吻合；2、四個卡瓦的最大外徑不得超過116mm ；定位裝置的工作原理投放工具心軸產(chǎn)生的上拉力作用在定位裝置的丟手活塞上，它帶動定位鍵套、鎖舌套、中心管、托環(huán)、下楔體上行，投放工具擠壓筒產(chǎn)生的下推力下壓鎖緊套、上楔體下行， 這時上、下楔體壓縮彈簧，同時撐著卡瓦向外擴張緊貼在套管內(nèi)壁上，當四個卡瓦鑲嵌進套管內(nèi)壁一定深度后，鎖緊套不再下行時，鎖舌鎖住。此時投放工具剩余的高壓抽拉力剪斷丟手活塞上四個剪釘，完成投放工具與定位裝置脫手。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法，一是改變了傳輸方式，取消了起下油管，減輕了勞動強度；大大的縮短了占井時間；二是采用磁性定位器跟蹤控制，提高了定位裝置和射孔槍準確深度；三是射孔彈的方位取消了旋轉油管定位的方法，而是采用陀螺儀測量后，地面旋轉調(diào)節(jié)提高了方位的準確度；四是安全性、可靠性、射孔下井一次成功率得到提高；五是滿足定向井既不受井斜角限制，實現(xiàn)了全井最大井斜角超過15°、射孔段井斜角小于30°井的定向射孔；射孔施工周期由油管傳輸定向射孔的30小時減至目前的8小時，提高施工效率；電纜傳輸代替油管傳輸。


圖1是本發(fā)明采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法實施例流程示意圖。圖加是定位儀器連接串上半部分結構示意圖。圖2b是定位儀器連接串下半部分結構示意圖。圖3是測量方位儀器連接串結構示意圖。圖如是射孔儀器連接串上半部分結構示意圖。圖4b是射孔儀器連接串下半部分結構示意圖。圖5是定位裝置7的結構剖面示意圖。圖中，1-魚雷，2-電纜，3-馬籠頭，4-磁性定位器，5-投放工具，6_擠壓套筒，7_定位裝置，8-電子短節(jié)，9-陀螺測斜儀，10-減震器，11-導向定位頭，12-扶正器，13-轉換接頭，14-炮頭，15-定位射孔槍，16-炮尾，17-定位導向捕撈頭。701-扶正環(huán)，702-丟手活塞，703-導向鍵，704-打撈頭，705-鎖緊套，706-鎖舌， 707-鎖舌套，708-上楔體，709-中心管，710-卡瓦，711-彈簧，712-下楔體，713-彈簧鋼板， 714-下心軸，715-托環(huán)，716-下堵頭。
具體實施例方式實施例1 :以一口井采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法為例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。長慶油田A井定向射孔施工過程。—、首先，收集獲取井斜、射孔段等參數(shù)二、定方位射孔施工設計(1)定位支撐裝置采用51/2〃定位支撐裝置，最大外徑114mm，長度1000mm，丟手活塞剪切銷的剪斷力8T。(2)方位測量儀器采用HKTL-46型陀螺方位測量儀，最大外徑46mm，扶正環(huán)最大外徑102mm。(3)定方位射孔器 a.定方位射孔器外徑為102mm，接頭最大外徑104mm，長度2200mm。b.夾層槍外徑為73mm，中間接頭最大外徑75mm，長度(1000mm、2000mm、3000mm)可
以按設計要求組合。(4)具體設計數(shù)據(jù)如下a.設計定位裝置頂部深度油層底部深度+0. 25米。b.定位裝置上提數(shù)為標準接箍深度+1. 75米油層底部深度-0. 23米。注*-一指磁性定位器記錄點到定位裝置頂部之間的長度。三、定位裝置下井坐封在定位裝置連接串的上部連接主電纜，將定位裝置連接串送入井下；定位裝置連接串的結構自上而下是5500米7芯電纜連接直徑37mm的快接魚雷1再連接1. 5米附射孔電纜2再連接直徑73mm的馬龍頭3再連接直徑73mm的單芯磁性定位器4再連接直徑89mm的投放工具 5(內(nèi)裝藥柱和點火器)再連接直徑114mm的擠壓套筒6再連接定位裝置7。直徑37_的快接魚雷1型號FYYL_3A直徑73mm的馬龍頭3型號FYSKM_981A直徑73mm的單芯磁性定位器4型號FYCDW_01C直徑89mm的投放工具5型號FYQTG_1定位裝置7的型號=FYDZ-114以上產(chǎn)品均為“西安方元能源工程有限責任公司”生產(chǎn)。當定位裝置7到達設計射孔位置(深度)時，磁性定位器4跟蹤測量井下射孔段上部的短套管接箍長度，以此判斷確定深度，再測量確定射孔段底部的第一個接箍做為標
8準接箍，以此標準接箍為基準，考慮定位裝置連接串的零長計算出上提數(shù)，當定位裝置連接串上提并跟蹤測量到上提數(shù)回零時停車，這時通電點燃投放工具中的火藥柱，火藥柱燃燒產(chǎn)生的高壓氣體推動投放工具5的液壓缸，由動力轉換接頭實現(xiàn)中心活塞桿向上抽拉力和活塞筒包括擠壓套筒6向下產(chǎn)生的擠壓力。此上抽和下擠壓力迫使定位裝置7的中心管向上運行而鎖緊套向下運行，上、下楔體壓縮彈簧靠攏，使卡瓦向外張出錨定在套管內(nèi)壁上， 起到定位支撐作用。此時鎖緊套內(nèi)的鋸齒扣行行到鎖舌的中部，起到鎖緊作用。當投放工具抽拉力高達55KN時，定位裝置的丟手活塞剪切銷被剪斷，這時完成定位裝置的坐封全過程。然后停5分鐘待投放工具高壓氣體釋放完和井內(nèi)液體靜止后，再上提起出工具串。坐封后從井內(nèi)取出包括擠壓套筒6的以上部分。定位裝置7的承載負荷6. 5噸。四、陀螺測斜儀下井測量定位裝置內(nèi)上部導向鍵的準確方位在HKTL-46型陀螺方位測量儀連接串的上部連接測井電纜，將測量方位儀器連接串送入井下；(1)測量方位儀器連接串的結構自上而下是5500米7芯主電纜連接直徑37mm的魚雷1，下端連接直徑46mm的馬龍頭3，魚雷 1與馬龍頭3之間有電纜2連通；在馬龍頭3的下端連接直徑46mm的磁性定位器4，磁性定位器4的下端連接直徑46mm的電子短節(jié)8，電子短節(jié)8的下端連接直徑46mm的陀螺測斜儀9，陀螺測斜儀9的下端連接直徑46mm的減震器10，減震器10的下端連接直徑46mm的導向定位頭11。最后在馬龍頭3與磁性定位器4以及減震器10的下端與導向定位頭11外殼之間安裝直徑114mm的扶正器12，緊固好頂絲。(2)陀螺儀測量方位施工①陀螺測斜儀屬于嬌貴、精密的測量儀器，使用中的任何操作失誤都可能造成陀螺測斜的永久性損壞。儀器操作人員應經(jīng)過專門的培訓，方可上崗操作。為了保證陀螺測斜儀應有的測量精度和性能，使用中請您務必注意做到以下幾點a.運輸時陀螺一定要放在固定的專用包裝箱內(nèi)，并作適當保護；b.任何時候移動陀螺都要輕拿輕放，不可以有剛性碰撞；c.裝配陀螺時應斜使用相應有摩擦管鉗，卡緊位置應在螺紋外端，避免用管鉗上扣；d.裝配陀螺測斜儀，上扣需用摩擦管鉗，手感受上緊即可，不可用腳夫踩摩擦管鉗手柄上扣，并注意上扣過程中，裝有陀螺儀的高壓外殼不可有跳動，碰撞；e.使用電纜絞車起、下儀器時，每次電纜從靜止到運動、或相反，必須緩慢加速或緩慢停車，加速度應小于5cm/s2 ；f.陀螺儀在工作狀態(tài)下必須靜止姿態(tài)，禁止晃動陀螺測斜儀探管；g.控制測量溫度，不要超過規(guī)定范圍，否則會降低陀螺儀壽命，甚至導致測量失??；h.每次開機啟動陀螺測斜儀之前，保證儀器處于靜止狀態(tài)。陀螺測斜儀運行中的任何大幅度擺動(大于2度每秒)都可能造成儀器的性能下降，甚至造成陀螺體的永久性損壞；i.每次上井前應做精度測試，發(fā)現(xiàn)誤差偏大請進行維修；
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②測量之前先檢查好硬件電路，并保證全部設備已經(jīng)正常啟用。(從上之下)電纜小魚雷+陀螺儀馬龍頭+陀螺儀電子線路(長)+陀螺儀慣性體(短)+陀螺儀引斜(帶槽子和彈簧)必須按這一順序配接陀螺儀。配接時注意電子線路輕拿輕放及對接的準確和緊密。③在陀螺儀的引斜滑槽上放置水平測試模塊，調(diào)整陀螺儀器本身使測試模塊顯示水平。調(diào)整好陀螺儀供電后至供電結束后2MIN內(nèi)陀螺儀應保持相對靜止，絕不允許陀螺儀在地面和井下晃動或擺動。④用雙頭USB線連接手提電腦與陀螺儀地面供電面板，連接地面供電面板紅黑供電孔分別至大儀器電纜井下1，10線(如果陀螺儀馬龍頭聯(lián)通為1線則紅線接至1線，10線為地線)。打開手提電腦，進入陀螺儀軟件，打開陀螺儀地面電源。⑤在手提電腦的陀螺儀軟件中設置合適的井場及陀螺參數(shù)參數(shù)設置一常規(guī)信息設置一陀螺信息設置儀器編號69 ；儀器零長0 ；本地緯度根據(jù)當?shù)貙嶋H的緯度填，上井前應查詢；陀螺高邊0 ；高邊初始角0 ；高邊偏差0 ；高邊偏轉角3 ；⑥先按下陀螺儀地面控制面板上儀器啟動按鈕，等面板顯示電流為80左右時，將供電開關打到ON檔，等待電流稍稍穩(wěn)定后再次按下儀器啟動按鈕。這個過程中電壓大概會維持在160-180V左右⑦進行對下位機和井下儀器兩條通信鏈路的檢查。點擊主菜單中“陀螺測斜”項的“通信檢查”鍵，彈出對話框后分別對下位機和井下儀器進行通信檢查，一般檢查次數(shù)默認為10次即可。⑧采點后調(diào)整高邊初始角，使陀螺高邊接近零，范圍在0. 1以內(nèi)。⑨陀螺儀定方位及方位修正a.下放儀器到200m，采點，看儀器是否正常工作后繼續(xù)下放至快到射孔深度時換擋以500m/h以下速度下放，到射孔段上端時停車。b.定點測井，點擊菜單欄上面“陀螺測斜”下拉菜單中的“定點測井”即可測量數(shù)據(jù)。目前點測一次的時間為2* = 48S。測量的方位，高邊(陀螺高邊)，井斜等信息結果將顯示在原始數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)。同時在定向表盤和定向信息欄中也將顯示相應的實際方位信肩、ο陀螺測斜儀9下井測量定位裝置7內(nèi)的導向鍵方位。根據(jù)射孔設計要求方位，得出方位差值。然后從井內(nèi)取出測量方位儀器連接串。五、射孔槍下井準確定向、射孔(1)將陀螺測斜儀下井測量定位裝置內(nèi)的導向鍵方位與射孔設計要求方位的差值。地面調(diào)節(jié)組裝好的射孔槍外盲孔與炮尾下接的導向槽的夾角(即方位差值)，調(diào)節(jié)好后將頂絲緊固。(2)在射孔槍連接串的上部連接測井電纜，將射孔儀器連接串送入井下；測量方位管柱的結構自上而下是5500米7芯主電纜連接直徑46mm的魚雷1下端連接直徑73mm馬龍頭3，魚雷1 與馬龍頭3之間有電纜2連通；在馬龍頭3的下端連接直徑70mm的磁性定位器4，磁性定位器4的下端連接轉換接頭13，轉換接頭13的下端連接直徑102mm的炮頭14，炮頭14下端連接直徑102mm的定位射孔槍15，定位射孔槍15的下端連接直徑102mm的炮尾16，炮尾 16下端連接定位導向捕撈頭17。(3)井下定向射孔槍深度確定是通過磁性定位器測量套管接箍深度進行校正深度，緩慢把定向射孔槍下放到位插入定位裝置上部，此時的射孔槍深度即為設計要求的射孔深度。(4)井下定向射孔槍方位確定緩慢把定向射孔槍15下放到位插入定位裝置7上部時，定位射孔槍15下端的定位導向捕撈頭17即進入定位裝置7，此時導向槽與定位裝置 7導向鍵對接后，捕撈頭17已進入定位裝置7的打撈頭，定位射孔槍15的射孔彈方位為設計要求方位相對應。(5)最后給井下射孔槍通電點火起爆定向射孔彈穿孔，射穿套管進入地層一定深度。六、測量射孔檢查驗證曲線和定位裝置及射孔槍的起出定位射孔槍15尾部的導向槽底部帶有一個提鉤，射孔槍入井坐到定位裝置后，提鉤插入定位裝置打撈頭中。定向射孔起爆時，槍身瞬間產(chǎn)生震動和上竄，定位裝置在提鉤的作用下解封。射孔后上提或下放定位射孔槍15時，定位裝置7隨定位射孔槍15 —起上行或下行。當射孔槍串下過射孔段上提測量完“射孔檢查驗證曲線”后，定位裝置7隨射孔儀器連接串一起起出井筒。最終完成電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔施工。七、A井電纜定方位射孔現(xiàn)場實錄(示例)設計射孔井段(米)2727.0 27 . 0 NE25。2736. 5 2738. 5NE115。夾角 90°(1)定位裝置施工作業(yè)①設計定位裝置頂部深度2738. 50+0. 25 = 2738，75米。②標準接箍選2743. 41米，下井儀(投放工具)零長1. 75米，上提數(shù)為6. 43 米。(2743. 41+1. 75) (2738. 5-0. 23)之間的距離為 6. 43 米。③11:50定位裝置下井校深測量。④13:00點火釋放正常。⑤13:05帶投放工具下測探魚頂深度為2738. 71米。⑥13:40起出投放工具串。(2)陀螺儀測量方位施工作業(yè)，測量定位裝置內(nèi)鍵的準確方位①14:40陀螺方位測量儀器下井。②陀螺方位測量結果定位裝置內(nèi)鍵的準確方位為161度。③16:50起出方位測量儀器串。(3)電纜定方位射孔槍施工作業(yè)①地面調(diào)整射孔槍方位(設計要求射孔方位為120度)定位羅盤儀調(diào)出差值 41度。羅盤儀套在導向定位頭上，將射孔彈方位與導向頭鍵槽調(diào)41度后，緊固頂絲。射孔槍串零長12. 00米(磁性定位器記錄點至炮尾定位鍵槽的距離)。②17:40電纜定方位射孔槍串下井，下至短套管上部25米處停車，然后下測跟蹤監(jiān)視并記錄，測速為1200米/小時。③實測遇阻深度為2726. 5米停車校對深度為(標準接箍2721. 56+測量值4. 95+射孔槍串零長12. 00 =實射最低孔深度2738. 51米)，深度校對準確。④18:25點火射孔正常，2分鐘后上提電纜，絞車張力由21KN /26 KN\21 KN后正常(定位裝置解脫)，繼續(xù)上測2個單根，開始下測遇阻深度 2749. 00米。實際遇阻深度為:2749. 00+射孔槍零長12. 00+定位裝置1. 02 = 2762. 02米。⑤上提電纜測射孔檢查曲線進行射孔驗證。19:05起出射孔槍串施工完畢，20:20小隊離開井場。(4)射孔深度及槍管穿孔驗證表8-1槍管穿孔驗證記錄表
權利要求
1. 一種采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法，其特征在于 步驟1、定位裝置下井坐封在定位裝置連接串的上部連接主電纜，將定位裝置連接串送入井下；定位裝置連接串的結構自上而下是主電纜連接魚雷(1)連接附射孔電纜( 連接馬龍頭C3)連接磁性定位器(4)連接投放工具( 連接擠壓套筒(6)連接定位裝置(7)；當定位裝置(7)到達設計射孔深度位置時，利用磁性定位器⑷依據(jù)《磁定位測井解釋成果表》數(shù)據(jù)，跟蹤測量井下射孔段上部的短套管接箍長度，以此判斷確定深度，再測量確定射孔段底部的第一個接箍做為標準接箍，以此標準接箍為基準，考慮定位裝置連接串的零長計算出上提數(shù)，當定位裝置連接串上提并跟蹤測量到上提數(shù)回零時停車，這時通電點燃投放工具中的火藥柱，火藥柱燃燒產(chǎn)生的高壓氣體推動投放工具(5)的液壓缸，由動力轉換接頭實現(xiàn)中心活塞桿向上抽拉力和活塞筒包括擠壓套筒(6)向下產(chǎn)生的擠壓力；此上抽和下擠壓力迫使定位裝置(7)的中心管向上運行而鎖緊套向下運行，上、下楔體壓縮彈簧靠攏，使卡瓦向外張出錨定在套管內(nèi)壁上，起到定位支撐作用；此時鎖緊套內(nèi)的鋸齒扣行行到鎖舌的中部，起到鎖緊作用；當投放工具抽拉力高達50 80KN時，定位裝置的丟手活塞剪切銷被剪斷，這時完成定位裝置的坐封全過程；坐封后從井內(nèi)取出包括擠壓套筒(6)的以上部分；定位裝置(7)承載負荷5 8噸； 步驟2、陀螺測斜儀下井測量定位裝置內(nèi)上部導向鍵的準確方位 在測量方位儀器連接串的上部連接測井電纜，將測量方位儀器連接串送入井下；測量方位儀器連接串的結構自上而下是主電纜連接魚雷⑴下端連接馬龍頭(3)，魚雷⑴與馬龍頭(3)之間有電纜(2)連通；在馬龍頭(3)的下端連接磁性定位器G)，磁性定位器的下端連接電子短節(jié)(8)， 電子短節(jié)(8)的下端連接陀螺測斜儀(9)，陀螺測斜儀(9)的下端連接減震器(10)，減震器 (10)的下端連接導向定位頭(11)；最后在馬龍頭(3)與磁性定位器⑷以及減震器(10) 的下端與導向定位頭(11)外殼之間安裝扶正器(12)，緊固好頂絲；陀螺測斜儀(9)下井測量定位裝置(7)內(nèi)的導向鍵方位；根據(jù)射孔設計要求方位，得出方位差值；此差值最后在地面調(diào)節(jié)射孔槍外盲孔與炮尾下接的導向槽的夾角，從井內(nèi)取出測量方位儀器連接串；步驟3、射孔槍下井準確定向、射孔在射孔槍連接串的上部連接測井電纜，將射孔儀器連接串送入井下；測量方位管柱的結構自上而下是主電纜連接魚雷(1)下端連接馬龍頭(3)，魚雷(1)與馬龍頭C3)之間有電纜( 連通； 在馬龍頭(3)的下端連接磁性定位器G)，磁性定位器(4)的下端連接轉換接頭(13)，轉換接頭(1 的下端連接炮頭(14)，炮頭(14)下端連接定位射孔槍(15)，定位射孔槍(15)的下端連接炮尾(16)，炮尾(16)下端連接定位導向捕撈頭(17)；井下定向射孔深度確定是通過磁性定位器測量套管接箍深度進行校正深度，緩慢把定向射孔槍下放到位插入定位裝置上部，此時的射孔槍深度即為設計要求的射孔深度；井下定向射孔方位確定緩慢把定向射孔槍(1 下放到位插入定位裝置(7)上部時， 定位射孔槍(1 下端的定位導向捕撈頭(17)即進入定位裝置(7)，此時導向槽與定位裝置(7)導向鍵對接后，捕撈頭(17)已進入定位裝置(7)的打撈頭，定位射孔槍(15)的射孔彈方位為設計要求方位相對應；然后，給井下射孔槍通電點火起爆定向射孔彈穿孔，射穿套管進入地層一定深度； 步驟4、定位裝置及射孔槍的起出定位射孔槍(1 尾部的導向槽底部帶有一個提鉤，射孔槍入井坐到定位裝置后，提鉤插入定位裝置打撈頭中；定向射孔起爆時，槍身瞬間產(chǎn)生震動和上竄，定位裝置在提鉤的作用下解封；射孔后上提或下放定位射孔槍(15)時，定位裝置(7)隨定位射孔槍(15) —起上行或下行；當射孔槍串下過射孔段上提測量完“射孔檢查驗證曲線”后，定位裝置(7)隨射孔儀器連接串一起起出井筒；最終完成電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔施工。
2.根據(jù)權利要求1所述的采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法，其特征是定位裝置(7)包括本體、擴張單元、鎖緊單元、釋放單元，其特征是鎖緊單元、擴張單元、釋放單元依次套接在本體外，鎖緊單元與釋放單元之間通過斜面與擴張單元活動連接；所述的主體是由扶正管(701)、丟手活塞(702)、導向鍵(703)、鎖舌(706)、鎖舌套 (707)、中心管(709)構成，扶正管(701)的上部內(nèi)側通過銷釘銷接有丟手活塞(702)，扶正管(701)的中部開有導向鍵(703)，扶正管(701)的下部外側螺紋連接有鎖舌套(707)，鎖舌套(707)內(nèi)固定有鎖舌(706)，鎖舌套(707)底部通過螺紋連接有中心管(709)；所述的丟手活塞(702)與扶正管(701)之間通過四個剪切銷連接；所述的鎖緊單元是由鎖緊套(70 和上楔體(708)構成，上楔體(708)的上端固定連接有鎖緊套(705)，上楔體(708)下端有斜面；所述的鎖緊套(70 與本體的鎖舌套(707)的接觸端有鋸齒狀卡槽，鎖舌套(707)的鎖舌(706)對應鋸齒狀卡槽的位置；所述的釋放單元是由打撈頭(704)、下楔體(712)、下心軸(714)、托環(huán)(715)、下堵頭 (716)、鎖爪(717)構成，下楔體(712)的上端有斜面，下楔體(712)的下端固定連接有托環(huán) (715)，托環(huán)(715)內(nèi)側有凹槽，托環(huán)(715)底部通過內(nèi)螺紋連接有下堵頭(716)，本體的中心管(709)下端有鎖爪(717)，鎖爪(717)的下端外側有凸起，本體的扶正管(701)下部內(nèi)側置有打撈頭(704)，打撈頭(704)與扶正管(701)之間無連接關系，打撈頭(704)的上端有內(nèi)卡沿，打撈頭(704)底部固定連接有下心軸(714)，下心軸(714)位于中心管(709)及鎖爪(717)的內(nèi)側，下心軸(714)的底端通過下堵頭(716)限位，下心軸(714)將鎖爪(717) 外側的凸起卡接在托環(huán)(715)內(nèi)側的凹槽內(nèi)；所述的中心管(709)下端固定多個間隔分布的鎖爪(717)，每個鎖爪(717)的下端外側均有凸起，凸起對應的托環(huán)(715)內(nèi)側有相匹配的凹槽；所述的擴張單元是由卡瓦(710)、彈簧(711)、彈簧鋼板(713)構成，卡瓦(710)位于鎖緊單元的上楔體(708)和釋放單元的下楔體(71 之間，上楔體(708)和下楔體(712)之間還壓接有彈簧(711)，卡瓦(710)是外側卡沿端大內(nèi)側小的梯形結構，卡瓦(710)梯形兩側斜面與上楔體(708)下端和下楔體(71 上端的斜面接觸；所述的卡瓦(710)的背面通過螺栓固定連接有彈簧鋼板(713)，彈簧鋼板(713)兩端有限位槽口，彈簧鋼板(713)通過兩端的限位槽口分別與上楔體(708)及下楔體(71 螺栓連接。
全文摘要
采用電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔的方法，應用于油田套管井完井時定方位射孔。步驟包括定位裝置下井坐封；陀螺測斜儀下井測量定位裝置內(nèi)上部導向鍵的準確方位；射孔槍下井準確定向、射孔；定位裝置及射孔槍的起出。最終完成電纜傳輸實現(xiàn)精確定向射孔施工。效果是實現(xiàn)了全井最大井斜角超過15°、射孔段井斜角小于30°井的定向射孔；射孔施工周期由油管傳輸定向射孔的30小時減至目前的8小時，提高施工效率；電纜傳輸代替油管傳輸，降低了勞動強度。
文檔編號E21B43/116GK102278098SQ20111023202
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權日2011年8月12日
發(fā)明者唐梅榮, 李憲文, 李轉紅, 楊曉剛, 樊鳳玲, 王曉東, 王蓓, 趙振峰, 趙文, 馬兵 申請人:中國石油天然氣股份有限公司