一種零落物壓裂彈裝置的製作方法

2023-06-15 19:04:26

專利名稱：一種零落物壓裂彈裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田開採中用的壓裂彈裝置，具體是一種適用於在較深井下作業、且能夠將爆燃壓裂後的殘骸全部提出井筒、不會造成任何井筒落物的零落物壓裂彈裝置。
背景技術：
申請公布號為CN102080527，名稱為「零落物爆燃壓裂方法及裝置」的專利申請中公開了一種能夠將爆燃壓裂後的殘骸全部提出井筒、不造成井筒落物汙染的零落物爆炸壓裂裝置，裝置中的核心組件壓裂彈組件是有碳鋼或合金鋼製成的中心管、設在中心管外圍的壓裂火藥柱和設在中心管內的導爆索組成，所用的中心管上加工了一定數量且排列有序的通孔，導爆索燃燒後產生的氣體通過中心管管壁上的通孔對環繞在中心管外部的壓裂火藥柱直接點火，同時保證中心管在爆燃時不被炸成碎片，進而保持裝置結構上的完整，以便施工後提出中心管。該裝置只適用於在一定深度的井下作業，且其壓裂彈組件上使用了紙質、橡膠或樹脂材料等難燃材料做為筒體材料和筒體端蓋材料，這些材料在井下缺氧環境下很難完全燒毀。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種適合在較深井下作業、能夠在爆燃壓裂施工後將管串殘骸全部順利提出井口，不在井下遺留任何落物的零落物壓裂彈裝置。為此，本發明提供的零落物壓裂彈裝置包括依次連接的點火組件、壓裂彈組件和彈尾，所述壓裂彈組件包括中心管和設在中心管外圍的外裝藥柱，所述的中心管管壁上開設有多個通孔，其特徵在於，所述的壓裂彈組件進一步還包括設在中心管內的內裝藥柱和軸向穿設在內裝藥柱中的導爆索，所述中心管上的未敷藥區設有洩壓口，所述導爆索與點火組件連接。所述壓裂彈組件為多個，各壓裂彈組件串聯在一起，相鄰壓裂彈組件的中心管之間通過中間接頭連接。所述中心管上兩端部的未敷藥區均設有洩壓口。所述的中心管的材質為碳素鋼、不鏽鋼或合金鋼。所述中心管的外徑為25mm 51mm,壁厚為2. 5mm 8mm,所述中心管上的通孔直徑為5mm IOmm,所述中心管上的通孔密度為20個孔/米 40個孔/米。所述中心管、外裝藥柱和內裝藥柱通過澆注固化為一體。所述導爆索的下端部用耐高溫高壓的自粘膠帶纏繞封閉或用鋁帽模壓封。所述外裝藥柱為本質耐水型複合火藥柱或包覆防水型複合火藥柱。所述內裝藥柱為本質耐水型複合火藥柱或包覆防水型複合火藥柱。本發明裝置在爆炸後不會產生殘留物，同時中心管兩端的未敷藥區所設的洩壓口可用於平衡中心管內外靜壓力，使得中心管內部為開放結構，點火時採用開放式點火，導爆索和井液相接觸，提高了整個裝置的承壓水平，使得裝置適合在較深井下作業；此外，洩壓口可洩放導爆索爆炸時中心管內形成的壓力，這樣可以更好的保證中心管在裝置爆炸時不斷裂、不嚴重變形。本發明的裝置進一步還包括以下優點(I)中心管內裝有藥，裝置在傳爆時更可靠。(2)中心管的內徑、管壁厚度、中心管上通孔的直徑和分布密度採用優化後的參數，可保證中心管在爆炸時不斷裂、不嚴重變形，(3)裝置中的中心管、壓裂彈外裝藥柱和壓裂彈內裝藥柱通過澆注工藝固化在一起，這樣僅僅憑藉中心管的就可形成壓裂彈裝置的骨架，無需加設傳統壓裂彈設計中起支撐作用的端蓋，不但簡化了結構，且減少了殘留物來源。(4)導爆索末端採用耐高溫高壓的自粘膠帶纏繞封閉，以免井液滲入導爆索內部影響起爆。(5)壓裂彈裝藥為本質耐水型複合火藥或包覆防水型複合火藥，擯棄了傳統壓裂彈殼體，不但簡化了結構，而且避免了殼體材料帶來的井下落物。
以下結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。

圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的零落物壓裂彈裝置包括一個或多個串聯的壓裂彈組件2，一個壓裂彈組件2或串聯後的多個壓裂彈組件2 —端連接有常規的點火組件1，另一端連接有彈尾3 ;每個壓裂彈組件3由中心管4、設在中心管4內部的內裝藥柱6和設在中心管4外圍的外裝藥柱5組成，所述的中心管4管壁上開設有若干個通孔，中心管4上敷有外裝藥柱5的部分為敷藥區，未敷有外裝藥柱5的部分為未敷藥區，一般中心管4上的兩個端部的區域為未敷藥區，在該兩個未敷藥區均設有洩壓口 8 ;各內裝藥柱6中內預留OSmm的軸向通孔，點火用的導爆索7依次穿過各內裝藥柱6中的軸向通孔，導爆索7的一端與點火組件I連接，多個壓裂彈組件2串聯時，相鄰壓裂彈組件2的中心管4之間通過中間接頭9連接，中間接頭9與中心管4之間通過絲扣和2 4顆螺釘相連。中心管4為具有適當機械強度的金屬篩管，保證壓裂彈爆燃時中心管不斷裂，不嚴重變形，能保證中心管順利提出井口，不卡井。出於成本考慮，中心管4 一般採用碳素鋼，也可使用不鏽鋼或其他合金鋼。中心管4的優化後尺寸為夕卜徑25mm 51mm,壁厚2. 5mm 8mm,通孔尺寸5mm IOmm,孔密20孔/米 40孔/米，通孔排列方式為直排式或螺旋式。導爆索7可採用塑料導爆索04mm 06mm,或鉛皮導爆索04mm 06mm。裝置中的外裝藥柱和內裝藥柱可選用本質耐水型複合火藥柱或包覆防水型複合火藥柱。一具體本質耐水的複合火藥的配方見表I。表I
權利要求
1.一種零落物壓裂彈裝置，包括依次連接的點火組件(I)、壓裂彈組件(2)和彈尾(3)， 所述壓裂彈組件(2)包括中心管(4)和設在中心管(4)外圍的外裝藥柱(5)，所述的中心管 (4)管壁上開設有多個通孔，其特徵在於，所述的壓裂彈組件(2)進一步還包括設在中心管 (4)內的內裝藥柱(6)和軸向穿設在內裝藥柱(6)中的導爆索(7)，所述中心管(4)上的未敷藥區設有洩壓口(8)，所述導爆索(7)與點火組件(I)連接。
2.如權利要求1所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述壓裂彈組件(2)為多個， 各壓裂彈組件(2)串聯在一起，相鄰壓裂彈組件(2)的中心管(4)之間通過中間接頭(9)連接。
3.如權利要求1所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述中心管(4)上兩端部的未敷藥區均設有洩壓口(8)。
4.如權利要求1至3任一權利要求所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述的中心管(4)的材質為碳素鋼、不鏽鋼或合金鋼。
5.如權利要求1至3任一權利要求所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述中心管 (4)的外徑為25mm 51mm,壁厚為'2. 5mm 8mm,所述中心管(4)上的通孔直徑為5mm IOmm,所述中心管(4)上的通孔密度為20個孔/米 40個孔/米。
6.如權利要求1至3任一權利要求所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述中心管 (4)、外裝藥柱(5)和內裝藥柱(6)通過澆注固化為一體。
7.如權利要求1至3任一權利要求所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述導爆索(7)的下端部用耐高溫高壓的自粘膠帶纏繞封閉或用鋁帽模壓封。
8.如權利要求1至3任一權利要求所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述外裝藥柱(5)為本質耐水型複合火藥柱或包覆防水型複合火藥柱。
9.如權利要求1至3任一權利要求所述的零落物壓裂彈裝置，其特徵在於，所述內裝藥柱(6)為本質耐水型複合火藥柱或包覆防水型複合火藥柱。
全文摘要
本發明公開了一種零落物壓裂彈裝置。裝置包括依次連接的點火組件、壓裂彈組件和彈尾，所述壓裂彈組件包括中心管、設在中心管外圍的外裝藥柱、在中心管內的內裝藥柱和軸向穿設在內裝藥柱中的導爆索，中心管管壁上開設有多個通孔，中心管上的未敷藥區設有洩壓口。工作時，導爆索先引燃內裝藥柱，該火藥再通過通孔引燃外裝藥柱，最終使整個火藥迅速燃燒，在預定層位產生高壓氣體脈衝，高壓氣體脈衝使井周形成多裂縫，最後通過電纜將裝置殘骸提出井口，不會在井內遺留落物，同時洩壓口可平衡中心管內外靜壓力，使得裝置適合在較深井下作業；此外，洩壓口可洩放工作時中心管內形成的壓力，這樣可以更好的保證中心管在裝置爆炸時不斷裂、不嚴重變形。
文檔編號E21B31/00GK103015936SQ20121052111
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者馮國富, 邱石異, 謝明召, 汪長栓, 王寶興 申請人:北方斯倫貝謝油田技術(西安)有限公司