射孔裝置以及使用其射孔的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井完井裝置，特別是一種射孔裝置。本發(fā)明還涉及使用這種射孔裝置射孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在頁(yè)巖氣藏水平井的增產(chǎn)改造中，依靠電力而坐封的橋塞和電纜射孔的聯(lián)作是一種的方法。在這種方法中，首先需要將橋塞、電力橋塞坐封工具和電纜射孔槍連到管串上并一起入井中。當(dāng)管串進(jìn)入水平段后借助向井內(nèi)泵送的液體，將橋塞坐封工具及橋塞、射孔槍送至目的層段，然后電纜通電，啟動(dòng)橋塞坐封工具。橋塞坐封后丟手并且上提射孔槍至射孔位置，電纜再次通電進(jìn)行射孔，然后再進(jìn)行壓裂施工。
[0003]在這種方法中，需要使用電力實(shí)現(xiàn)橋塞坐封，這給施工的帶來(lái)一定的不確定行。此夕卜，這種方法所使用的裝置也比較復(fù)雜，造成施工成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種射孔裝置，其使用橋塞進(jìn)行封堵，塞面控制準(zhǔn)確。本發(fā)明還涉及使用這種射孔裝置射孔的方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種射孔裝置，包括與電力射孔器、固定安裝在射孔器下游的橋塞坐封工具以及通過(guò)第一剪釘與橋塞坐封工具相連的橋塞，其中，橋塞坐封工具包括與射孔器的下游固定連接的中心管，在中心管的下游端部設(shè)置有徑向向外凸出的環(huán)狀接合塊，由環(huán)狀接合塊引導(dǎo)而滑動(dòng)式套在中心管外側(cè)的活塞筒，在活塞筒的下游部分設(shè)置有與環(huán)狀接合塊配合的徑向向里凸出的定位環(huán)并且活塞筒的下游端部與橋塞相接觸，設(shè)置在中心管和活塞筒之間的間隙內(nèi)的活塞，活塞與環(huán)狀接合塊間隔式設(shè)置并且能沿中心管滑動(dòng)，活塞通過(guò)第二剪釘與活塞筒和中心管相連，在射孔時(shí)，橋塞坐封工具能在外部的液力作用下帶動(dòng)活塞筒朝向下游運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)橋塞坐封，之后給射孔器通電而進(jìn)行射孔。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的射孔裝置，僅通過(guò)液壓力就能實(shí)現(xiàn)橋塞坐封，避免了使用火藥等手段坐封，大大提高了坐封施工的安全性，同時(shí)降低了施工難度。此外，本發(fā)明的射孔裝置使用了橋塞進(jìn)行封堵，避免了在射孔期間反復(fù)填砂、沖砂作業(yè)，降低了施工成本。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，射孔器包括設(shè)置在上游部分的電纜接頭和設(shè)置在電纜接頭下游的射孔槍。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，射孔器包括串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)射孔槍，并且相鄰的射孔槍通過(guò)轉(zhuǎn)換短節(jié)相連。通過(guò)設(shè)置多個(gè)射孔槍，能夠提高射孔效率，從而縮短施工時(shí)間。轉(zhuǎn)換短節(jié)能夠方便地將多個(gè)射孔槍首尾串聯(lián)起來(lái)，從而能夠根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整射孔槍的數(shù)量。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，在電纜接頭和射孔槍之間還設(shè)置有用于確定射孔裝置的井下位置的定位器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，定位器為磁定位器。在射孔裝置下入井內(nèi)的過(guò)程中，磁定位器能夠識(shí)別套管接箍的位置，并且能夠?qū)⒃撐恢脗鬏斀o地面控制器，從而方便地確定射孔裝置的井下位置。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，橋塞坐封工具還包括與中心管固定連接的調(diào)節(jié)環(huán)，活塞筒滑動(dòng)式處于調(diào)節(jié)環(huán)和中心管之間。通過(guò)設(shè)置調(diào)節(jié)環(huán)，可防止活塞筒在活動(dòng)過(guò)程中發(fā)生偏離，從而保證了橋塞坐封的穩(wěn)定進(jìn)行。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，活塞筒的上游部分構(gòu)造成外徑減小的并且處于調(diào)節(jié)環(huán)和中心管之間的臺(tái)階部分。這種結(jié)構(gòu)使得橋塞坐封工具的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，方便了使用。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，中心管、活塞筒和活塞圍成密封的空腔。由于空腔內(nèi)的壓力遠(yuǎn)小于周圍井筒的液壓力，因此活塞能夠順暢地沿著中心管朝向下游滑動(dòng)，即擠壓空腔，從而帶動(dòng)活塞筒朝向下游運(yùn)動(dòng)以使橋塞坐封。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，空腔的軸向長(zhǎng)度小于臺(tái)階部分的軸向長(zhǎng)度。這意味著活塞筒朝向下游運(yùn)動(dòng)的行程小于臺(tái)階部分的長(zhǎng)度，使得活塞在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中活塞不會(huì)從調(diào)節(jié)環(huán)中脫出，保證了活塞筒運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，橋塞坐封工具的數(shù)量為多個(gè)，并且上游的橋塞坐封工具的活塞筒頂靠下游橋塞坐封工具的活塞，最下游的橋塞坐封工具的活塞筒頂靠橋塞。通過(guò)設(shè)置多個(gè)橋塞坐封工具,橋塞坐封裝置可實(shí)現(xiàn)比單個(gè)橋塞坐封工具更大的坐封力，從而有助于橋塞坐封。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了使用根據(jù)上文所述的射孔裝置進(jìn)行射孔的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一:將所述射孔裝置下入套管內(nèi)到預(yù)定位置；
[0014]步驟二:向油套環(huán)空內(nèi)注入液體并坐封橋塞，剪斷第一剪釘并將射孔器上提至射孔位置；
[0015]步驟三:給射孔器通電，進(jìn)行射孔；
[0016]步驟四:射孔結(jié)束后，將所述射孔裝置提出井口 ；
[0017]步驟五:重復(fù)步驟一到四，完成射孔施工。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟一中，通過(guò)磁定位器確定在射孔裝置下入過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的套管接箍的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)射孔裝置的定位。
[0019]在本申請(qǐng)中，用語(yǔ)“上游”是指朝向地面的方向，用語(yǔ)“下游”是指與上游相反的方向。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明的射孔裝置使用液力實(shí)現(xiàn)橋塞坐封、丟手，不再使用雷管、火藥等火工品，大大提高了施工的安全性，降低了施工組織難度及施工成本。此外，本發(fā)明使用了橋塞進(jìn)行封堵，機(jī)械封堵可靠性好，有利于降低施工成本。在射孔裝置上設(shè)置定位器能夠準(zhǔn)確控制射孔裝置的井下位置，以對(duì)所希望的地層進(jìn)行射孔。
【附圖說(shuō)明】
[0021]在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的射孔裝置的整體示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的射孔器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的射孔器第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的橋塞坐封工具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是圖4中的A部分的放大視圖。
[0027]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將接合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的射孔裝置100。在該實(shí)施例中，射孔裝置100包括與通過(guò)電纜I1相連的電力射孔器102、橋塞坐封工具200以及由橋塞坐封工具200驅(qū)動(dòng)的橋塞50。射孔器102、橋塞坐封工具200以及橋塞50依照從上游到下游的順序依次裝配，并且射孔器102和橋塞坐封工具200之間通過(guò)螺紋連接，方便射孔裝置100的裝配。在橋塞坐封工具200和橋塞50通過(guò)第一剪釘103 (如圖4所示)將兩者相連。
[0030]圖2顯示了本發(fā)明的射孔器102的第一實(shí)施例。射孔器102包括設(shè)置在上游部分的電纜接頭111和設(shè)置在電纜接頭111下游的射孔槍112。射孔槍112使用電力引爆而實(shí)現(xiàn)射孔。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖3所示，為了提高射孔效率，射孔器102包括串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)射孔槍(例如兩個(gè)射孔槍112、112’)，并且相鄰的射孔槍通過(guò)轉(zhuǎn)換短節(jié)113相連。轉(zhuǎn)換短節(jié)113能夠方便地將多個(gè)射孔槍首尾串聯(lián)起來(lái)，從而能夠根據(jù)實(shí)際工況調(diào)整射孔槍的數(shù)量。下游的轉(zhuǎn)換短節(jié)113’可用于與橋塞坐封工具200相連。
[0031]為了能精確控制射孔裝置100在井下為位置，在射孔器102上電纜接頭111和射孔槍112之間還設(shè)置有定位器104，如圖2和3所示。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，定位器104為磁定位器。磁定位器通常由裝在銅質(zhì)外殼內(nèi)的永久磁鐵和線圈組成。在將射孔裝置100下入井內(nèi)的過(guò)程中，磁定位在井中移動(dòng)經(jīng)過(guò)套管接箍時(shí)，由于接箍處套管加厚，改變了磁鐵周圍磁場(chǎng)的分布，使穿過(guò)線圈的磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。記錄感應(yīng)電流的大小，將得到一條套管接箍曲線。根據(jù)套管接箍曲線，配合放射性測(cè)井曲線可以準(zhǔn)確確定井中射孔位置。應(yīng)注意地是，雖然圖2和圖3中顯示為，定位器104設(shè)置在射孔器102上，但是實(shí)際上定位器104可以設(shè)置在射孔裝置100的任何適當(dāng)?shù)奈恢锰帯?br>[0032]圖4示意性地顯示了串聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)橋塞坐封工具20和40。這兩個(gè)橋塞坐封工具的結(jié)構(gòu)大體相同，下面僅以上游的橋塞坐封工具20為例進(jìn)行描述。
[0033]橋塞坐封工具20包括固定設(shè)置的中心管21，套接在中心管21外的活塞筒22。在中心管21