專利名稱：具有射孔和防砂兩種功能的油井完井裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的目的是提供一種具有射孔和防砂兩種功能的油井完井裝置，它能在射孔的同時將流砂過濾塞推入射孔彈打出的孔道中進而完成防砂作業(yè)，具體地說是通過炸藥爆炸驅(qū)動金屬射流穿透油管、水泥層、并在周圍含油巖層射出足夠深的孔道，然后再利用炸藥爆轟和火藥燃燒產(chǎn)生的高壓將多孔材料推入這個孔道，并留在那里，形成永久的流砂過濾塞的完井裝置。
在松散巖層的完井過程中，必須考慮油井作業(yè)中可能出現(xiàn)的砂子問題。巖石中的細砂遷移可以用防砂方法加以控制，而所有這些方法都是建立一個隔砂區(qū)。巖層液體流入井筒前，必須通過這個隔砂區(qū)。隔砂區(qū)可以用機械方法(如襯套、濾網(wǎng)、礫石濾層)提供，也可以通過注入塑料固結(jié)來實現(xiàn)。然而，前者工藝繁瑣，投資大，而且壽命很短，維持費用較高；后者又需要復(fù)雜的＂射孔——注入＂具和完備高超的塑料固結(jié)工藝技術(shù)，而這些在我國又都很落后。
本實用新型之目的就是針對上述問題，提供一種具備射孔和防砂兩種功能的完井裝置，使射孔和防砂兩項作業(yè)一次完成，并在孔道中形成永久性多孔過濾塞。與傳統(tǒng)的射孔和防砂作業(yè)相比，省去了復(fù)雜的防砂作業(yè)工序，不僅可以節(jié)省大量的人力、物力和資金，而且作用持久，無需中途更換，降低了維持費用。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種具有射孔和防砂兩種功能的完井裝置，它包括普通的石油射孔器和能完成防砂處理的后效作用部分，其結(jié)構(gòu)特征是在普通射孔器前方充添可使巖液通過，又能擋住流砂的多孔材料和將多孔材料送入孔道的側(cè)向驅(qū)動含能材料，以及盛裝它們的前倉。
前倉底部有供射流、炸藥爆轟產(chǎn)物及多孔材料通過的圓孔內(nèi)表面為易于多孔材料噴出的流線或折線型。前倉可為金屬、粉末冶金及其它耐溫材料制成。
可使巖液通過的多孔材料由不銹鋼絲球和起支撐作用的高強度惰性球組成，其中心留一可讓射流及炸藥爆轟產(chǎn)物通過的圓孔。
在多孔材料外側(cè)加一薄層耐溫含能材料，含能材料的作用是產(chǎn)生一個側(cè)向推力，加快多孔材料向軸心運動，最后從前倉底部圓孔中噴出。
含能材料可以是耐熱火藥、炸藥、推進劑及它們的混合物，低密度充添于前倉和多孔材料之間。
由于采用了上述方案，本實用新型具有射孔和防砂處理兩項功能的完井裝置，可通過在普通射孔器前方充添多孔材料來實現(xiàn)射孔器起爆后，沖擊波在裝藥中高速傳播，很快到達射孔彈與前倉內(nèi)的側(cè)向驅(qū)動含能材料的邊界，并以7000米/秒的速度進入側(cè)向驅(qū)動含能材料，同時攜帶部分藥型罩碎片和裝藥的爆轟產(chǎn)物，使側(cè)向驅(qū)動含能材料在這個沖擊作用下點火。含能材料點火后，迅速膨脹，產(chǎn)生巨大壓力，將多孔材料從前倉孔中推出，充添在射流打出的孔道內(nèi)，并留在那里，形成永久的多孔過濾塞，它只通過巖液，擋住了砂。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。


圖1是石油勘探和采油時油井射孔作業(yè)示意圖。
圖2是普通石油射孔器示意圖。
圖3是普通石油射孔器射孔過程示意圖。
圖4是本實用新型具有射孔和防砂處理兩種功能的完井裝置示意圖。
圖1所示，在石油采油時，要對油田鉆井后下套管1，再把套管1與地層3之間用水泥層2加固，然后把射孔器5裝入射孔槍4內(nèi)，下插入套管1內(nèi)適當(dāng)深度。如圖2所示，使裝有炸藥502的射孔器5在射孔槍4內(nèi)引爆，并在管壁和油層之間射孔，射孔過程如圖3所示。藥型罩503被壓垮，形成金屬射流，穿過射孔槍4套管1及水泥層2一直深入到油層3中。
圖4為本實用新型實施例。其結(jié)構(gòu)特點是在普通射孔彈5的前方，增加了后效作用部分6。后效作用部分由前倉601，多孔材料602及側(cè)向驅(qū)動含能材料604組成。前倉601外表面為折線或流線型外表面，內(nèi)表面為折線或流線型內(nèi)表面，整體為中空軸對稱旋轉(zhuǎn)體，口部直徑較大，與射孔器5相接，底部中心留一圓孔。前倉601的內(nèi)部，中心部分裝有多孔材料602。防砂作用由多孔材料602完成，多孔材料602由不銹鋼絲球和起支撐作用的高強度惰性球組成，整體為軸對稱旋轉(zhuǎn)體，中心留一圓孔。在多孔材料602的外側(cè)加一薄層側(cè)向驅(qū)動含能材料604。側(cè)向驅(qū)動含能材料604由耐溫火藥、炸藥、推進劑及它們的混合物組成，為塊狀環(huán)形固體。側(cè)向驅(qū)動含能材料604為軸對稱旋轉(zhuǎn)體，并且與前倉601、多孔材料602同軸。其作用是射孔器裝藥502被引爆后，沖擊波在裝藥502中高速傳播，很快到達射孔器5和側(cè)向驅(qū)動含能材料604的邊界，并以7000米/秒的速度進入側(cè)向驅(qū)動含能材料604，同時攜帶部分藥型罩503碎片及裝藥502的爆轟產(chǎn)物，使側(cè)向驅(qū)動含能材料604在這個沖擊作用下點火。含能材料604點火反應(yīng)后，迅速膨脹，產(chǎn)生巨大壓力，推動多孔材料602向軸心運動，最后從前倉601底部的圓孔噴出。
權(quán)利要求1.一種具有射孔和防砂兩種功能的油井完井裝置，包括普通射孔器(5)和后效作用部分(6)，后效作用部分(6)由前倉(601)、充添其中的多孔材料(602)和側(cè)向驅(qū)支含能材料(604)組成，其特征是前倉(601)內(nèi)外表面均為折線或漏線型內(nèi)外表面，整體為中空軸對稱旋轉(zhuǎn)體，前倉(601)口部與射孔器(5)相接，底部留一圓孔，在前倉(601)空腔內(nèi)部放置側(cè)向驅(qū)動含能材料(604)與多孔材料(602)，兩者均為軸對稱旋轉(zhuǎn)體，均為固體環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其排列順序為。多孔材料(602)放在內(nèi)部中心部位，側(cè)向驅(qū)動含能材料(604)放在多孔材料(602)外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完井裝置，其特征是多孔材料(602)置于前倉(601)內(nèi)部空腔中心部位，它由不銹鋼絲球和起支撐作用的高強度惰性球組成，其中心留一圓孔，為軸對稱環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完井裝置，具特征是在前倉(601)內(nèi)多孔材料(602)的外側(cè)裝有側(cè)向驅(qū)動含能材料(604)，側(cè)向驅(qū)動含能材料(604)內(nèi)表面與多孔材料(602)外表面相貼，為流線或折線型表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的完井裝置，其特征是側(cè)向驅(qū)動含能材料(604)可以是耐溫火藥、炸藥、推進劑以及它們的混合物組成，為塊狀環(huán)形固體。
專利摘要一種完井裝置,特別是一種將射孔和向套管井周圍巖層中安置流砂過濾塞兩項作業(yè)結(jié)合在一起的完井裝置,它包括普通射孔器和后效作用部分,其特點是將能讓巖液通過,又能阻擋流砂的多孔材料置于射孔器前方,多孔材料周圍裝有側(cè)向驅(qū)動含能材料。利用射孔彈爆轟產(chǎn)物點燃前倉內(nèi)的側(cè)向驅(qū)動含能材料,含能材料點火反應(yīng)后,產(chǎn)生高壓將多孔材料推入射孔彈打出的孔道中。本實用新型可以節(jié)省資金,提高作業(yè)效率。
文檔編號E21B43/117GK2408235SQ99216998
公開日2000年11月29日 申請日期1999年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月20日
發(fā)明者史慧生, 胡永久, 袁新, 孫厚利, 劉向明, 趙平, 張建軍, 賈慶仲 申請人:遼河石油勘探局鉆采工藝研究院, 北京石油化工學(xué)院石光技術(shù)公司