專利名稱：零落物爆燃壓裂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種用于油、氣、水井增產(chǎn)措施改造的爆燃壓裂裝置，特別是一種能夠?qū)⒈級毫押蟮臍埡∪刻岢鼍?、不造成井筒落物污染的零落物爆燃壓裂裝置。
背景技術(shù)：
爆燃壓裂技術(shù)是針對油田產(chǎn)能降低的老井或者由于低孔低滲油藏產(chǎn)能達(dá)不到要求的新井進(jìn)行再度壓裂改造恢復(fù)產(chǎn)能所采取的一種有效的增產(chǎn)增注措施。該項技術(shù)是以火藥燃?xì)鈮毫ψ鳛閯恿Γ瑢Φ貙舆M(jìn)行壓裂做功，使近井帶形成多條不受地應(yīng)力影響的輻射狀裂縫，同時也可提高已有裂縫的開啟程度，從而改善地層的導(dǎo)流能力，達(dá)到油、氣、水井增產(chǎn)增注的目的。但是，目前國內(nèi)外使用的爆燃壓裂裝置大多采用具有一定厚度的中心鋁管作為壓裂火藥(壓裂彈)的載體，并將多節(jié)壓裂彈連接組成串，其中中心鋁管是封閉的。點火時由中心鋁管內(nèi)的點火藥爆燃所形成的高溫高壓氣體將中心管的管壁撐破,進(jìn)而對中心鋁管外的壓裂彈實施點火，而中心鋁管在燃燒過程中也被炸成若干碎片，當(dāng)壓裂彈燃燒后，大量的中心鋁管殘骸全部落入井筒內(nèi)，給油井造成污染，甚至造成搭橋堵塞事故，嚴(yán)重影響下一步工序的正常進(jìn)行。除此而外，這種結(jié)構(gòu)的爆燃壓裂裝置還存在以下缺陷:其一、由于中心鋁管內(nèi)點火能量分布不均或鋁管壁力學(xué)缺陷，會造成對壓裂彈點火強(qiáng)度不一致和點火位置不確定現(xiàn)象，使壓力上升速度和峰值壓力無法得到有效控制，達(dá)不到預(yù)期的壓裂效果；其二、壓裂彈和中心鋁管在燃燒過程中被炸碎，在井筒中處于自由燃燒狀態(tài)，分散了能量，降低了做功效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種零落物爆燃壓裂裝置，它能夠在爆燃壓裂作業(yè)后將管串殘骸全部隨電纜提出井口。解決上述問題所提供的零落物爆燃壓裂裝置包括防火筒體、點火組件和壓裂彈組件，其中防火筒體與點火組件通過連接部件連接，點火組件下端與壓裂彈組件連接，所說的壓裂彈組件包括中心管和設(shè)在中心管外圍的壓裂火藥柱，本實用新型的特殊之處在于:所說的中心管是用碳鋼或合金鋼制成的，中心管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)爆索，中心管管壁上設(shè)有多個點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔，貼片采用可被導(dǎo)爆索爆炸氣體熔化的材料制成。當(dāng)然，中心管也可以采用其它強(qiáng)度相當(dāng)于或高于碳鋼或合金鋼的材料，但成本很高。進(jìn)行壓裂作業(yè)時，通過電纜引爆爆燃壓裂裝置的點火組件中的雷管，隨后雷管引爆安裝在壓裂彈組件的中心管內(nèi)的導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體射穿設(shè)置在中心管管壁通孔上的貼片或外盲孔，進(jìn)而對環(huán)繞在中心管外部的壓裂火藥柱直接點火，從而對地層實施壓裂。壓裂火藥柱迅速燃燒，并在井筒中建立起高壓，進(jìn)而對地層進(jìn)行壓裂做功。由于中心管采用碳鋼或合金鋼制成，在整個燃燒過程中中心管不會被炸斷或被炸成若干碎片，因此可以在作業(yè)完成后通過電纜將燃燒后的中心管組件殘骸全部提出井口，從而實現(xiàn)了爆燃壓裂后無任何殘骸滯留井內(nèi)的目的，即實現(xiàn)了零落物的目的。通常情況下，壓裂彈組件有多個，各壓裂彈組件串聯(lián)在一起，各壓裂彈組件的中心管之間通過碳鋼或合金鋼管接頭連接。一般情況下，壓裂彈組件的中心管的外徑為25 51毫米，中心管管壁厚度為
2.5 8毫米，中心管外徑較小時，其壁厚較小，反之相反。根據(jù)壓裂要求，壓裂彈組件的中心管管壁上的點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔可以有多種分布情況，譬如:中心管管壁上的點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔可以按直線排列，且相對于中心管軸線對稱分布。中心管管壁上的點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔可以按螺旋狀分布；此種情況下，進(jìn)一步的選擇是:相鄰兩個點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔的相位夾角為 90°、60° 或 45°。壓裂彈組件的中心管管壁上的相鄰兩個點火用的外盲孔或臺階通孔的間距可為15 100毫米，其中，被貼片覆蓋的臺階通孔的小孔孔徑為3 8毫米，大孔孔徑為5 12毫米，外盲孔的孔徑為5 12毫米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不但解決了傳統(tǒng)爆燃壓裂技術(shù)因中心鋁管殘骸落入井中所帶來的污染及搭橋堵塞問題，而且還具有以下優(yōu)點:1、由于中心管管壁上設(shè)有點火用的臺階通孔或外盲孔，實現(xiàn)了由導(dǎo)爆索直接定點點火，且點火能量一致；2、壓裂作業(yè)過程中管串的整體性保證了爆燃能量不分散，提高了壓裂效果；3、壓裂作業(yè)后管串的整體可隨電纜提出井口，使井中無殘骸落物。另外，本實用新型的爆燃壓裂裝置還具有加工工藝簡單、安裝快捷、使用安全可靠、壓裂效果好、增產(chǎn)增注效果顯著、便于推廣等優(yōu)點。本實用新型的零落物爆燃壓裂裝置還可以與射孔器進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，實現(xiàn)射孔、壓裂一次完成。

圖1為本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為圖1中壓裂彈組件的結(jié)構(gòu)簡圖。圖3為本實用新型另一各實施例的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的內(nèi)容作詳細(xì)的說明。實施例1如圖1、圖2所示:本實用新型的零落物爆燃壓裂裝置主要由防火筒體1、連接部件
11、點火組件2和多個壓裂彈組件3組成，其中多個壓裂彈組件3串聯(lián)成串。第一個壓裂彈組件3通過點火組件2和連接部件11與防火筒體I連接；和現(xiàn)有的壓裂裝置一樣，防火筒體I通過相應(yīng)的零部件與電纜連接，最末尾的壓裂彈組件的中心管下端用尾堵5密封，上述各組件間的連接均采用螺紋連接方式。壓裂彈組件3由筒體34、筒體端蓋32、位于筒體中心的中心管31、位于中心管31內(nèi)的導(dǎo)爆索35和位于筒體與中心管31間的壓裂火藥柱33組成，其中中心管31的管壁上設(shè)有多個點火用的臺階通孔36 ;筒體可采用紙質(zhì)、橡膠或樹脂材料，筒體端蓋可采用樹脂或橡膠材料，保護(hù)壓裂火藥柱在下井過程中不被碰撞損壞，它們在爆燃壓裂后被完全燒毀。另外，筒體端蓋外徑最好大于筒體的外徑，即:筒體端蓋還兼作耐磨體，因此在施工中不用另外安裝其它耐磨體。從圖1可知，實際上是各壓裂彈組件的中心管31之間通過中空的管接頭4連成串，導(dǎo)爆索35貫穿在中心管31和管接頭4內(nèi)。本實例的中心管31選用外徑為25.4毫米(即I英寸)的45號鋼管，其壁厚為3毫米，中心管31的管壁上開有兩列按直線排列的點火用臺階通孔36，這兩列點火用通孔互成180度，每一列包括8個點火用臺階通孔36，臺階通孔上設(shè)有貼片37，相鄰兩個點火用臺階通孔36的間距為50毫米。貼片37采用可熔性材料鋁制成，遇到高溫立即熔化。管接頭4和尾堵5采用碳鋼。作業(yè)時，電纜將爆燃壓裂裝置送入油井的壓裂層位置，點火組件2中的雷管引爆安裝在壓裂彈組件的中心管31內(nèi)的導(dǎo)爆索35，導(dǎo)爆索35爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體射穿設(shè)置在中心管管壁臺階通孔36上的貼片37，進(jìn)而對環(huán)繞在中心管外部的壓裂火藥柱33直接點火，對油氣層進(jìn)行壓裂，而爆燃壓裂后的中心管等殘骸被全部可提出井口。實施例2如圖3所示:壓裂彈組件的中心管31的管壁上開有多個點火用的外盲孔38，它們按螺旋狀分布，相鄰兩個點火用外盲孔38的相位夾角為45°，相鄰兩個點火用外盲孔38的間距為70毫米，鋼質(zhì)中心管31外徑為50.8毫米，壁厚為5毫米，其它結(jié)構(gòu)及作業(yè)方式與實施例I相同。
權(quán)利要求1.一種零落物爆燃壓裂裝置，包括防火筒體、點火組件和壓裂彈組件，其中防火筒體與點火組件通過連接部件連接，點火組件下端與壓裂彈組件連接，所說的壓裂彈組件包括中心管和設(shè)在中心管外圍的壓裂火藥柱，其特征是所說的中心管是用碳鋼或合金鋼制成的，中心管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)爆索，中心管管壁上設(shè)有多個點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔，貼片采用可被導(dǎo)爆索爆炸氣體熔化的材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆燃壓裂裝置，其特征是:壓裂彈組件有多個，各壓裂彈組件串聯(lián)在一起，各壓裂彈組件的中心管之間通過碳鋼或合金鋼管接頭連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件由筒體、筒體端蓋、位于筒體中心的中心管、位于中心管(31)內(nèi)的導(dǎo)爆索和位于筒體與中心管間的壓裂火藥柱組成，筒體采用紙質(zhì)、橡膠或樹脂材料，筒體端蓋采用樹脂或橡膠材料，筒體端蓋外徑大于筒體的外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件的中心管的外徑為25 51毫米，中心管管壁厚度為2.5 8毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爆燃壓裂裝置，其特征是中心管管壁上的點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔按直線排列，且相對于中心管軸線對稱分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爆燃壓裂裝置，其特征是中心管管壁上的點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔按螺旋狀分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爆燃壓裂裝置，其特征是壓裂彈組件的中心管管壁上的相鄰兩個點火用的外盲孔或臺階通孔的間距為15 100毫米，其中，被貼片覆蓋的臺階通孔的小孔孔徑為3 8毫米，大孔孔徑為5 12毫米，外盲孔的孔徑為5 12毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爆燃壓裂裝置，其特征是相鄰兩個點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔的相位夾角為90°、60°或45°。
專利摘要本實用新型是一種能夠?qū)⒈級毫押蟮臍埡∪刻岢鼍病⒉辉斐删猜湮镂廴镜牧懵湮锉級毫蜒b置。該爆燃壓裂裝置包括依次連接的防火筒體、連接部件、點火組件和壓裂彈組件，所說的壓裂彈組件包括中心管和設(shè)在中心管外圍的壓裂火藥柱，中心管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)爆索，所說的中心管是用碳鋼或合金鋼制成的，中心管內(nèi)設(shè)有導(dǎo)爆索，中心管管壁上設(shè)有多個點火用的外盲孔或被貼片覆蓋的臺階通孔，貼片采用可被導(dǎo)爆索爆炸氣體熔化的材料制成。作業(yè)時，導(dǎo)爆索爆轟后產(chǎn)生的爆炸氣體射穿設(shè)置在中心管管壁臺階通孔上的貼片或管壁上的外盲孔，進(jìn)而對環(huán)繞在中心管外部的壓裂火藥柱直接點火，進(jìn)而對地層進(jìn)行壓裂做功。
文檔編號E21B43/263GK203050665SQ20122074741
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者張國桉, 成建龍, 李元宏 申請人:西安通源石油科技股份有限公司