專(zhuān)利名稱(chēng)：石油開(kāi)采射孔方位石英式定向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油開(kāi)采射孔定向技術(shù)領(lǐng)域。
在石油開(kāi)采作業(yè)中，當(dāng)完井下套管以后，應(yīng)向井壁發(fā)射射孔彈布孔，便于石油滲出，進(jìn)行采油。在常規(guī)技術(shù)中，常使用全方位射孔，會(huì)對(duì)套管造成較大的損傷，且針對(duì)性不強(qiáng)，效果不理想。在裂縫性油田藏油氣井中均有天然縫，對(duì)正縫進(jìn)行射孔，以溝通天然裂縫，可以顯著提高產(chǎn)油量。對(duì)于國(guó)內(nèi)、外采油業(yè)，對(duì)正井壁縫進(jìn)行射孔，均是一項(xiàng)新技術(shù)。已有的定向技術(shù)，如機(jī)械法、電磁法、放射性法、密度法和轉(zhuǎn)節(jié)偏心法等，雖有定向作用，均不能解決準(zhǔn)確對(duì)裂縫方向射孔的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用石英加速度計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)正裂縫方位射孔的定向裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種石油開(kāi)采射孔方位石英式定向裝置，包含殼體，自動(dòng)導(dǎo)向健，石英擺片，電極，放大電路，永久磁鋼，反饋線圈，負(fù)載電阻及直流穩(wěn)壓電源。殼體為一密封殼體，可放置于油管中，自動(dòng)導(dǎo)向健裝在殼體最下端，插入安裝在其上裝有射孔槍的末節(jié)油管中的自動(dòng)導(dǎo)向座中，將殼體與油管連接。放大電路、永久磁鋼、負(fù)載電阻及直流穩(wěn)壓電源均裝在殼體內(nèi)，石英擺片以支點(diǎn)支于殼體中，其下端可向左、向右擺動(dòng)，反饋線圈裝在石英擺片上，反饋線圈位于永久磁鋼的兩個(gè)磁極之間，石英擺片的上端接地，兩個(gè)電極緊貼石英擺片的左、右兩側(cè)，其中一個(gè)電極與放大電路的同相輸入端連接，另一電極與反相輸入端連接。放大電路由直流穩(wěn)壓電源供電，其輸出端與反饋線圈的輸入端連接，反饋線圈的輸出端連接負(fù)載電阻的一端，負(fù)載電阻另一端接地，取負(fù)載電阻兩端的電壓作為定向裝置的信號(hào)輸出電壓，便于檢測(cè)。自動(dòng)導(dǎo)向鍵插入自動(dòng)導(dǎo)向座后，即殼體與油管連接后，殼體中石英擺片的朝向與油管中射孔槍的朝向一致。
在定向作業(yè)中，首先將油管串下到已安裝好的油井套管中，套管具有一空的斜度和斜向方位A1，油管也就具有同樣的斜度和方位。油管串的末節(jié)油管的下段裝數(shù)發(fā)指向同一方向的射孔彈，射孔彈的上方油管上安裝自動(dòng)導(dǎo)向座，自動(dòng)導(dǎo)向座上有起爆裝置，并有導(dǎo)火索與各發(fā)射孔彈連接。將定向裝置連用測(cè)深儀一齊下到末節(jié)油管中，定向裝置殼體上的自動(dòng)導(dǎo)向鍵即插入油管上的自動(dòng)導(dǎo)向座中，將定向裝置與油管連接。此后，繼續(xù)下放油管串，直至定向裝置所在的末節(jié)油管達(dá)到天然裂縫所在的深度，此深度由深度儀測(cè)出，由于與本實(shí)用新型技術(shù)無(wú)關(guān)，故不贅述。
通電使定向裝置工作，并緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)油管串，石英擺片也隨同油管一起轉(zhuǎn)動(dòng)。石英擺片具有一定質(zhì)量m，在重力加速度a作用下，在石英擺片上即產(chǎn)生重力F，重力F可分解為垂直分量FY和水平分量Fx，水平分量Fx使石英擺片下端離開(kāi)原平衡位置而向左、右擺動(dòng)并產(chǎn)生電壓U1，電壓Ui輸入放大電路，放大電路輸出電流i，電流i輸入反饋線圈及負(fù)載電阻，電流i輸入反饋線圈時(shí)，產(chǎn)生反饋力Ff，使石英擺片恢復(fù)到原平衡位置，同時(shí)，負(fù)載電阻上產(chǎn)生信號(hào)輸出電壓Uo輸?shù)骄?。在平穩(wěn)狀態(tài)下，F(xiàn)x=Ff而Fx=max式中，ax為重力加速度a的水平分量，而反饋力Ff與永久磁鋼的磁感應(yīng)密度β、反饋線圈的導(dǎo)體總長(zhǎng)度L及電流i有關(guān)Ff=BLi在平衡條件下，max=BLi故i=mBL·ax]]>可見(jiàn)，電流i的大小，與作用在石英擺片上的重力加速度的水平分量ax成正比，而ax則與石英擺片在轉(zhuǎn)動(dòng)中所朝向的方位有關(guān)，也就是，負(fù)載電阻兩端輸出的信號(hào)電壓Uo的大小與石英擺片所朝向的方位有關(guān)。
當(dāng)石英擺片的朝向方位與油管即套管的朝向方位一致時(shí)，作用在石英擺片上的重力加速度的水平分量ax達(dá)到最大值，負(fù)載電阻輸出電壓Uo也達(dá)到最大值。反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)油管即石英擺片數(shù)次，即可確定輸出電壓Uo為最大值時(shí)石英擺片朝向的方位為套管朝向的方位A1。
根據(jù)預(yù)先測(cè)定的裂縫的方位A2，即可確定套管朝向方位A1與裂縫方位A2之差A(yù)2-A1=β?lián)耍瑢⒂凸軓姆轿粸锳1的位置，轉(zhuǎn)動(dòng)β角度，即可轉(zhuǎn)到與縫方位A2相對(duì)應(yīng)的位置上，此時(shí)射孔槍即正對(duì)裂縫。
將定位裝置從油管中起出后，往油管中放下引爆器，引爆自動(dòng)導(dǎo)向器上的起爆藥，通過(guò)導(dǎo)火索將射孔彈引爆發(fā)射，射入井壁裂縫部位。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是體積小，精度高，不需復(fù)雜的機(jī)械裝置，較好地解決了定向射孔問(wèn)題，在石油開(kāi)采中有很大的實(shí)用意義。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型在井下的應(yīng)用圖。對(duì)
圖1、圖2說(shuō)明如下1為殼體，2為自動(dòng)導(dǎo)向健，3為石英擺片，4為電極，5為放大電路，6為永久磁鋼，7為反饋線圈，8為負(fù)載電阻，9為直流穩(wěn)壓電源，10為套管，11為末節(jié)油管，12為自動(dòng)導(dǎo)向座，13為射孔槍。
權(quán)利要求1.一種石油開(kāi)采射孔方位石英式定向裝置，包含殼體(1)、自動(dòng)導(dǎo)向鏈(2)，其特征在于還包含石英擺片(3)、電極(4)、放大電路(5)、永久磁鋼(6)、反饋線圈(7)、負(fù)載電阻(8)和直流穩(wěn)壓電源(9)；殼體(1)為一密封殼體，作業(yè)時(shí)放置于油管中，自動(dòng)導(dǎo)向鍵(2)裝在殼體(1)的最下端，插入安裝在其上裝有射孔槍的末節(jié)油管上的自動(dòng)導(dǎo)向座(12)中，將殼體(1)與油管連接；放大電路(5)、永久磁鋼(6)、負(fù)載電阻(8)和直流穩(wěn)壓電源(9)裝在殼體(1)內(nèi)；石英擺片(3)以支點(diǎn)支于殼體(1)中，其下端可向左、向右擺動(dòng)，反饋線圈(7)裝在石英擺片(3)上，反饋線圈(7)位于永久磁鋼(6)的兩個(gè)磁極之間，石英擺片(3)的上端接地，兩個(gè)電極(4)緊貼石英擺片(3)下端的左、右兩側(cè)，其中一個(gè)電極與放大電路(5)的同相輸入端連接，另一電極與放大電路(5)的反相輸入端連接；放大電路(5)由直流穩(wěn)壓電源(9)供電，其輸出端與反饋線圈(7)的輸入端連接，反饋線圈(7)的輸出端與負(fù)載電阻(8)的一端連接，負(fù)載電阻(8)的另一端接地，取負(fù)載電阻(8)兩端的電壓作為定向裝置輸?shù)骄媳阌跈z測(cè)的信號(hào)輸出電壓；在自動(dòng)導(dǎo)向鍵(2)插入自動(dòng)導(dǎo)向座(12)后，即殼體(1)與油管連接后，殼體(1)中的石英擺片(3)的朝向與油管上的射孔槍的朝向一致；作業(yè)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)油管，殼體(1)和其中的石英擺片(3)隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力加速度作用下，石英擺片(3)會(huì)向左、向右擺動(dòng)并產(chǎn)生電壓，此電壓經(jīng)電極(4)輸入放大電路(5)，放大電路(5)輸出電流至反饋線圈(7)和負(fù)載電阻(8)，反饋線圈(7)即產(chǎn)生反饋力使石英擺片(3)恢復(fù)到原平衡位置，同時(shí)，負(fù)載電阻(8)上產(chǎn)生信號(hào)輸出電壓，此信號(hào)輸出電壓在石英擺片(3)的朝向方位與油管即套管的朝向方位一致時(shí)達(dá)到最大值，據(jù)此定出油管的初始方位即套管的朝向方位，然后根據(jù)預(yù)先測(cè)定的裂縫方位與套管朝向方位之差β角，再轉(zhuǎn)動(dòng)油管β角度，便可使射孔槍對(duì)正裂縫的方位。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型包含殼體、自動(dòng)導(dǎo)向鍵、石英擺片、電極、放大電路、永久磁鋼、反饋線圈、負(fù)載電阻和直流穩(wěn)壓電源。放大電路、永久磁鋼、負(fù)載電阻及直流穩(wěn)壓電源裝在殼體中。石英擺片以支點(diǎn)支于殼體中,反饋線圈裝在石英擺片上,反饋線圈位于永久磁鋼磁極之間,電極緊貼石英擺片下端的兩側(cè)。殼體下端裝自動(dòng)導(dǎo)向鍵,自動(dòng)導(dǎo)向鍵插入油管自動(dòng)導(dǎo)向座上使殼體與油管結(jié)合。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是可使射彈對(duì)正裂縫射孔,準(zhǔn)確性高。
文檔編號(hào)E21B43/11GK2321939SQ9822821
公開(kāi)日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月26日
發(fā)明者蒲鋒秀, 趙乃庚, 鄭國(guó)新, 袁吉成, 楊勇, 黃志 申請(qǐng)人:四川石油管理局測(cè)井公司