專利名稱：新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，適合于油、氣射孔開采或再次開采，特別適用于貧油井、油氣層為堅(jiān)硬介質(zhì)油井。
背景技術(shù)：
在油井的開采作業(yè)中，一般都是先在含油區(qū)上方打一口油井，然后將內(nèi)設(shè)射孔彈的射孔槍管放于油井內(nèi)，校準(zhǔn)位置后并固定，最后引爆射孔槍管內(nèi)的射孔彈，射孔彈爆炸后形成高溫高速金屬流，金屬流穿過射孔槍管后，在周圍地層射出孔道，這樣地層中的油氣就能通過孔道進(jìn)入到射孔槍管內(nèi)，就可進(jìn)行采油、采氣工作。但是該方法不但在地層中射的孔道口徑小、深度淺，而且周圍地層也幾乎無裂紋出現(xiàn)，所以致使地層的出油、出氣量較少，工作效率低下。為了提高開采效率，國內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究工作，研究出了出油、出氣量更大， 開采效率更高的增效射孔開采方法，例如公開號為101349149，名為氣體推進(jìn)成縫射孔工藝的發(fā)明專利，該工藝選用常規(guī)的射孔槍，在槍身外圍套有袖套式推進(jìn)劑藥柱，然后將槍身送到油井下目的層，引爆槍身內(nèi)的射孔彈，射孔彈引爆后產(chǎn)生的金屬流穿過槍身側(cè)壁和袖套式推進(jìn)劑藥柱后進(jìn)入地層，金屬流在穿過推進(jìn)劑藥柱時(shí)會(huì)引燃推進(jìn)劑藥柱，藥柱燃燒后會(huì)產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，對之前的射孔產(chǎn)生較強(qiáng)沖刷，并對地層產(chǎn)生壓裂，使地層出現(xiàn)裂縫。該工藝的不足之處在于當(dāng)若干個(gè)射孔彈引爆后形成高溫高壓金屬流，金屬流穿過推進(jìn)劑藥柱時(shí)，整個(gè)推進(jìn)劑藥柱都會(huì)被同時(shí)引燃，由于藥柱藥量大又同時(shí)被引燃，燃燒后產(chǎn)生的氣體量會(huì)非常大、氣體壓力也非常大，在井下空間一定的情況下，過量的高溫高壓氣體可能會(huì)對油井及槍管造成損害，影響正常的生產(chǎn)秩序，另一方面，整個(gè)藥柱同時(shí)引燃，使產(chǎn)生的大量高溫高壓氣體得不到合理、充分、有效的利用，對能源是一種浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，而提供了一種新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，本發(fā)明將射孔槍管外圍的袖套式裝藥藥柱分成若干級，然后通過延時(shí)雷管將其串聯(lián)起來，使本發(fā)明在射孔增效時(shí)可以分級延時(shí)爆燃增效，使增效震裂可以合理、有效、循序漸進(jìn)的進(jìn)行，這樣不僅大大提高了油井的出油、出氣量，而且還很好的保護(hù)了油井和射孔槍管。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，包括射孔槍管，射孔槍管內(nèi)由上而下、按周向均勻布置有若干射孔彈，射孔槍管外圍固套有袖套式的裝藥藥柱；所述的裝藥藥柱上均勻設(shè)有若干圈隔爆墊，隔爆墊將裝藥藥柱由上而下分成若干級，并且每級裝藥藥柱之間通過貫穿固插于隔爆墊上的延時(shí)導(dǎo)爆管串聯(lián)，其中，最頂端的一級裝藥藥柱為特殊級裝藥，之后的各級裝藥藥柱為一般級裝藥，在一般級裝藥部分，正對射孔彈射流方向的裝藥藥柱上還設(shè)有防爆材料板。
本發(fā)明裝置的工作過程描述如下
第一步是安裝本發(fā)明裝置，先在含油區(qū)上鉆好油井，然后根據(jù)油井的具體尺寸、位置等來選取適合該油井的本發(fā)明裝置(包括射孔槍管和裝藥藥柱的尺寸、射孔彈的數(shù)量、裝藥藥柱的藥量和級數(shù)等)，本發(fā)明裝置在油井中的位置校準(zhǔn)以后，固定本發(fā)明裝置；第二步就進(jìn)行射孔和增效震裂作業(yè)，引爆射孔槍管中的射孔彈，其中處于特殊級(即最頂一級)裝藥部分的射孔彈爆炸后，產(chǎn)生的高溫金屬流會(huì)依次穿過射孔槍管壁和套袖式裝藥藥柱后進(jìn)入地層，形成出油孔，在穿過裝藥藥柱的同時(shí)，射孔彈爆炸形成的高溫金屬流會(huì)引燃套固在射孔槍管外、處于特殊級的裝藥藥柱，特殊級的裝藥藥柱爆燃并產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，高溫高壓氣體進(jìn)入到地層，對地層產(chǎn)生壓裂，使地層形成更多的裂縫，同時(shí)對射孔孔道也產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊，使孔道更深、孔內(nèi)裂縫更多更長；而處于一般級(即最頂一級以下各級)部分的射孔彈爆炸后，產(chǎn)生的高溫金屬流會(huì)依次穿過射孔槍管壁和正對射流方向的裝藥藥柱上的防爆材料板后進(jìn)入地層，形成出油孔，由于射孔彈爆炸形成的高溫金屬流是通過設(shè)在裝藥藥柱上的防爆材料板而進(jìn)入地層的，并沒有和裝藥藥柱直接接觸，所以不會(huì)引爆裝藥藥柱，使一般級部分的射孔操作和裝藥藥柱爆燃壓裂分步進(jìn)行；特殊級的裝藥藥柱被引爆后，同時(shí)穿固插于隔爆墊上的延時(shí)導(dǎo)爆管也被引燃，通過延時(shí)導(dǎo)爆管的傳導(dǎo)，又引爆了一般級部分的第1級裝藥藥柱，以此類推，一般級部分的第2級、第3級…第η級裝藥藥柱通過隔爆墊上的延時(shí)導(dǎo)爆管被依次串聯(lián)引爆，依次完成一般級部分裝藥藥柱的增效震裂作業(yè)，一般級部分的各級裝藥藥柱爆燃產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體進(jìn)入到地層，對地層產(chǎn)生壓裂，并對先前形成的射孔孔道產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊，使孔道更深、裂縫更多更長。簡而言之，本發(fā)明裝置原理為射孔槍管內(nèi)設(shè)射孔彈、外設(shè)被隔爆墊分成若干級的袖套式裝藥藥柱，特殊級的裝藥藥柱，無論射孔彈的射流擊中哪個(gè)位置，其都能被立刻引爆，而一般級裝藥藥柱，則不允許被射孔彈射流引爆，所以在一般級部分的裝藥藥柱能被射流擊中的部位都設(shè)有防爆材料板，以達(dá)到只射孔不引爆的目的，使射孔和引爆分步進(jìn)行，而各級裝藥藥柱是通過隔爆墊上的延時(shí)導(dǎo)爆管一級接著一級串聯(lián)式引爆的，本發(fā)明裝置的這種分級依次延遲起爆增效方式是合理、有效、循序漸進(jìn)的，所以油井和射孔槍管不會(huì)因?yàn)楸己蟮臍怏w量過大、氣體壓力過強(qiáng)而遭到損壞，很好地保護(hù)了油井和槍管，同時(shí)爆炸后產(chǎn)生的氣體能量也能夠更加充分有效的被利用。進(jìn)一步地，所述的裝藥藥柱是由低爆速高鈍感炸藥制成的，其最高爆速為5000m/ s。本發(fā)明中的裝藥藥柱是由炸藥制成，而不是現(xiàn)有的火藥制成，同等條件下炸藥的爆破力更強(qiáng)，爆炸后產(chǎn)生的氣體能量更足，對地層的震裂、孔道的延伸效果更好；低爆速是指炸藥的能量釋放緩慢、能量作用時(shí)間長，而高鈍感則提高了炸藥的安全性。所述的防爆材料板由惰性防爆材料制成，其尺寸大小為射孔彈射流直徑的80倍以上，厚度與裝藥藥柱厚度一致。惰性防爆材料和大尺寸可以確保射孔彈爆炸后形成的金屬流能夠全部打在防爆材料板上，而不會(huì)引爆裝藥藥柱，確保作業(yè)的順利進(jìn)行。所述的隔爆墊的高度大于3倍的裝藥藥柱厚度。高度大于3倍裝藥藥柱厚度的隔爆墊可以確保各級裝藥藥柱之間不會(huì)被引爆，確保作業(yè)的安全進(jìn)行。所述的射孔槍管與裝藥藥柱之間還設(shè)有一層厚度小于0.2mm的浸油紙。在裝藥藥柱爆燃的時(shí)候，浸油紙對射孔槍管可以起到很好地保護(hù)作用，防止射孔槍管被裝藥藥柱的爆燃而損壞。
所述的延時(shí)導(dǎo)爆管為8#導(dǎo)爆管延時(shí)雷管，其延時(shí)爆炸時(shí)間大于30ms。8#導(dǎo)爆管延時(shí)雷管的延爆時(shí)間長，可以很好的控制各級裝藥藥柱的爆燃時(shí)間，使裝藥藥柱的爆燃更加的合理、有效、循序漸進(jìn)。所述的射孔彈、射孔槍管都可采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的射孔彈和射孔槍管。而對于不同的油井，本發(fā)明裝置的選用可以根據(jù)油井的具體實(shí)際情況而定，包括射孔槍管的尺寸， 射孔彈的數(shù)量，裝藥藥柱的長度、厚度、裝藥量，裝藥藥柱的級數(shù)等等。本發(fā)明的有益效果是
1、套袖式的裝藥藥柱被隔爆墊分級設(shè)置，使裝藥藥柱可以一級一級的按
串聯(lián)方式依次引爆，一方面這種方式可以令爆炸增效更加合理、有效、循序漸進(jìn)的進(jìn)行，以確保油井和射孔槍管不會(huì)因?yàn)楸己蟮臍怏w量過大、氣體壓力過強(qiáng)而遭到損壞，有效地保護(hù)了油井和射孔槍管。另一方面這種方式也可以使爆炸后產(chǎn)生的大量的高溫高壓氣體得到更加合理、充分、有效地利用，其增效時(shí)間由原來的毫秒級增長至秒級，節(jié)約了能源，降低了成本、增強(qiáng)了震裂效果；
2、本發(fā)明裝置的裝藥藥柱使用的是炸藥而非傳統(tǒng)的火藥，所以在同等條
件下炸藥的作用壓力更大大，包括沖擊波壓力和爆炸地震波壓力，可大大提高橫向和縱向較大的裂隙效應(yīng)，避免以往增效射孔高效氣體在較軟油層介質(zhì)中形成的壓死球殼效應(yīng)，而且巨大的沖擊力使射孔彈打下的孔更深，裂縫更多、更長，以此增加更多的出油、出氣量；
3、射孔槍管內(nèi)設(shè)射孔彈、外設(shè)套袖式的裝藥藥柱，射孔和增效震裂一體化進(jìn)行，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，大大的提高了開采效率。


圖1為本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的剖視圖。圖3為本發(fā)明中隔爆墊的剖視圖。圖中1-射孔槍管、2-射孔彈、3-裝藥藥柱、3-1-特殊級裝藥、3-2- —般級裝藥、 4-隔爆墊、5-延時(shí)導(dǎo)爆管、6-防爆材料板。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明裝置做進(jìn)一步地描述
如圖1、2、3所示，一種新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，包括射孔槍管1， 射孔槍管1內(nèi)由上而下、按周向均勻布置有若干射孔彈2，射孔槍管1外圍固套有袖套式的裝藥藥柱3 ；所述的裝藥藥柱3上均勻設(shè)有若干圈隔爆墊4，隔爆墊4將裝藥藥柱3由上而下分成若干級，并且每級裝藥藥柱之間通過貫穿固插于隔爆墊4上的延時(shí)導(dǎo)爆管5串聯(lián)， 其中，最頂端的一級裝藥藥柱為特殊級裝藥3-1，之后的各級裝藥藥柱為一般級裝藥3-2， 在一般級裝藥3-2部分，正對射孔彈2射流方向的裝藥藥柱3上還設(shè)有防爆材料板6。具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明裝置的射孔槍(即由射孔槍管和射孔彈組成)可配用102、127 等射孔槍。射孔槍體采用127射孔槍；用黑索金炸藥為主體，加工低爆速高鈍感的袖套式裝藥藥柱3，其爆速在3000-5000m/s ；利用可揮發(fā)性聚苯乙烯浸漬粒子，在高溫下用模具制造隔爆墊4，該隔爆墊4高度為袖套式裝藥藥柱3厚度的4倍；處于一般級裝藥3-2的、且正對射孔彈2射流方向的裝藥藥柱3上，還設(shè)有尺寸為金屬射流直徑85倍的防爆材料板6 ； 串聯(lián)延時(shí)導(dǎo)爆管5采用工業(yè)8#導(dǎo)爆延時(shí)雷管，其延時(shí)爆炸時(shí)間為3 ；將加工好的袖套式裝藥藥柱3和隔爆墊4設(shè)于127射孔槍的槍管1外表，安裝時(shí)在槍管的外表涂均勻黃油并加一層厚度為0. Imm的浸油紙，浸油紙可用來保護(hù)射孔槍管1不被損壞。
將該裝置放入油井中，調(diào)整好位置后固定，就可進(jìn)行打孔增效震裂作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，包括射孔槍管(1)，射孔槍管(1)內(nèi)由上而下、按周向均勻布置有若干射孔彈(2)，射孔槍管(1)外圍固套有袖套式的裝藥藥柱(3)，其特征在于所述裝藥藥柱(3)上均勻設(shè)有若干圈隔爆墊(4)，隔爆墊(4)將袖套式裝藥藥柱(3) 由上而下分成若干級，并且每級裝藥藥柱之間通過貫穿固插于隔爆墊(4)上的延時(shí)導(dǎo)爆管 (5)串聯(lián)，其中，最頂端的一級裝藥藥柱為特殊級裝藥(3-1)，之后的各級裝藥藥柱為一般級裝藥(3-2 )，在一般級裝藥(3-2 )部分，正對射孔彈(2 )射流方向的裝藥藥柱(3 )上還設(shè)有防爆材料板(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的裝藥藥柱 (3)是由低爆速高鈍感炸藥制成的，其最高爆速為5000m/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的防爆材料板(6)由惰性防爆材料制成，其尺寸大小為射孔彈(2)射流直徑的80倍以上，厚度與裝藥藥柱(3)厚度一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的隔爆墊(4)的高度大于3倍的裝藥藥柱(3)厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的隔爆墊(4) 的高度大于3倍的裝藥藥柱(3)厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的射孔槍管(1)與裝藥藥柱(3)之間還設(shè)有一層厚度小于0. 2mm的浸油紙。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的射孔槍管 (1)與裝藥藥柱(3)之間還設(shè)有一層厚度小于0. 2mm的浸油紙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的延時(shí)導(dǎo)爆管(5)為8#導(dǎo)爆管延時(shí)雷管，其延時(shí)爆炸時(shí)間大于30ms。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的延時(shí)導(dǎo)爆管(5)為8#導(dǎo)爆管延時(shí)雷管，其延時(shí)爆炸時(shí)間大于30ms。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，其特征在于所述的延時(shí)導(dǎo)爆管(5)為8#導(dǎo)爆管延時(shí)雷管，其延時(shí)爆炸時(shí)間大于30ms。
全文摘要
本發(fā)明為一種新型增效震裂射孔串聯(lián)裝藥，解決了現(xiàn)有增效射孔裝置由于藥柱是同時(shí)整體爆燃，產(chǎn)生的氣體量和壓力都很大而損壞油井和射孔槍管等問題。該串聯(lián)裝藥包括內(nèi)設(shè)射孔彈、外套裝藥藥柱的射孔槍管，裝藥藥柱上均勻設(shè)有若干隔爆墊，隔爆墊將裝藥藥柱分成若干級，每級裝藥藥柱之間通過設(shè)于隔爆墊上的延時(shí)導(dǎo)爆管串聯(lián)，其中最頂端的一級裝藥藥柱為特殊級裝藥，之后的各級裝藥藥柱為一般級裝藥，在一般級裝藥部分，正對射孔彈射流方向的裝藥藥柱上還設(shè)有防爆材料板。本發(fā)明串聯(lián)裝藥的裝藥藥柱是著級爆燃，增效震裂更加合理、有效、循序漸進(jìn)，使油井和槍管免受損壞，此外該裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，大大的增加了出油、出氣量，提高了開采效率。
文檔編號E21B43/263GK102305058SQ201110231509
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者劉天生, 劉迎彬, 張晉紅, 李如江, 王鳳英, 胡曉艷, 陶志龍, 高永宏 申請人:中北大學(xué)