油氣井用射面定向射孔器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種射孔面與套管軸線垂直的油氣井用射面定向射孔器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著科技的進(jìn)步，油氣射孔完井技術(shù)得到了較快發(fā)展，尤其是開(kāi)發(fā)了各種新結(jié)構(gòu)射孔器，有效打通了地層和油井的通道。但射孔彈的排布方式仍已單螺旋、多螺旋和縱向?yàn)橹?，射孔孔道也是如此排列。在進(jìn)行分段壓裂時(shí)，在地層內(nèi)，以單個(gè)射孔孔道為軸線形成了較為分散、方向不一的縫網(wǎng)系統(tǒng)，存在以下兩點(diǎn)不足:一是射孔孔道在地層空間是均勻排布，不能形成與射孔器軸線相對(duì)垂直的射孔面，壓裂時(shí)不能引導(dǎo)裂縫趨向應(yīng)力集中方向，壓裂困難，壓裂后泄流面積??；二是壓裂時(shí)容易產(chǎn)生縱向裂縫，對(duì)于厚度小于20米的儲(chǔ)集層，在某些情況下可能引起相鄰地層壓裂裂縫交叉串通，對(duì)后續(xù)開(kāi)采產(chǎn)生不利影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)射孔器的射孔彈排布方式有缺陷，在進(jìn)行分段壓裂時(shí)不能引導(dǎo)裂縫趨向應(yīng)力集中方向，壓裂困難，壓裂后泄流面積小，壓裂時(shí)容易產(chǎn)生縱向裂縫的缺陷，提供一種油氣井用射面定向射孔器，采用本實(shí)用新型進(jìn)行射孔作業(yè)時(shí)，射孔單元的3發(fā)射孔彈射孔孔道能夠形成扇形射孔面，射孔面主體部分與套管中心軸線成90°夾角。在進(jìn)行水力壓裂時(shí)，扇形射孔面能夠引導(dǎo)裂縫走向，降低破裂壓力，產(chǎn)生多個(gè)與井筒垂直的徑向壓裂面，完善地層縫網(wǎng)系統(tǒng)，增加泄流面積，提高油氣產(chǎn)量。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]即一種油氣井用射面定向射孔器，包括槍體，其特征在于槍體內(nèi)設(shè)有2?8個(gè)射孔單元，相鄰射孔單元徑向夾角為180°或135°，所述每個(gè)射孔單元由一段彈架和3發(fā)射孔彈組成，彈架上開(kāi)設(shè)有3個(gè)彈孔，射孔彈安裝在彈孔上，射孔彈在彈架上為右螺旋排布，相位角為60°，單元內(nèi)射孔彈射流在地層內(nèi)形成垂直于井套管軸線的扇形射孔面，導(dǎo)爆索依次連接所有射孔單元的射孔彈。
[0006]本實(shí)用新型的每個(gè)射孔單元里，中間為I發(fā)M型射孔彈，兩側(cè)各為I發(fā)L型射孔彈。
[0007]本實(shí)用新型的M型射孔彈與彈架軸線垂直，兩側(cè)L型射孔彈開(kāi)口方向均向中間M型射孔彈傾斜，L型射孔彈軸線與彈架軸線傾角為60°?85°。
[0008]上述傾角￠0°?85° )，最優(yōu)方案為78°，可根據(jù)彈間距、射流在地層穿透深度等計(jì)算得出。平均穿透深度大的彈型夾角小，平均穿透深度小的彈型夾角大，以實(shí)現(xiàn)射孔孔道終點(diǎn)在同一個(gè)橫截面上，該橫截面和套管軸線垂直。作為一個(gè)整體，3發(fā)射孔彈射流形成一個(gè)扇形射孔面，以此為基礎(chǔ)，在進(jìn)行水力壓裂時(shí)形成與套管軸線垂直的壓裂面。
[0009]本實(shí)用新型的每個(gè)彈架上的彈孔由裝彈孔、定位孔和壓彈棱邊組成，M型射孔彈對(duì)應(yīng)的彈孔為M型彈孔，M型彈孔的裝彈孔為M型裝彈孔，M型裝彈孔為圓形，直徑與M型射孔彈外徑吻合，M型裝彈孔兩側(cè)切弧形槽，形成壓彈棱邊，M型裝彈孔對(duì)應(yīng)的M型定位孔為圓形。L型射孔彈對(duì)應(yīng)的裝彈孔為L(zhǎng)型裝彈孔，L型裝彈孔的形狀為裝配時(shí)射孔彈外圓和彈架斜交的相貫線，每個(gè)L型裝彈孔靠近M型裝彈孔那一側(cè)切弧形槽，形成壓彈棱邊，L型裝彈孔對(duì)應(yīng)的L型定位孔形狀為裝配時(shí)射孔彈小端圓柱面和彈架斜交的相貫線，壓彈棱邊與對(duì)應(yīng)的裝彈孔同心。
[0010]本實(shí)用新型的裝彈孔、定位孔尺寸根據(jù)射孔彈外形尺寸及裝彈方位設(shè)置，孔間距、相位角和傾角根據(jù)射孔作業(yè)要求設(shè)計(jì)。中間M型彈孔和彈架軸線垂直，兩側(cè)L型彈孔和彈架軸線斜交，夾角為60°?85°，兩夾角相等，方向相對(duì)。在裝彈孔正上方徑向觀察，中間M型裝彈孔為圓形，直徑與彈體外徑吻合；兩側(cè)L型裝彈孔為非圓形，其形狀為裝配時(shí)射孔彈外圓和彈架斜交的相貫線，中間M型定位孔為圓形，兩側(cè)L型裝彈孔對(duì)應(yīng)的L型定位孔為非圓形，其形狀為裝配時(shí)射孔彈小端圓柱面和彈架斜交的相貫線，中間M型裝彈孔兩側(cè)開(kāi)槽形成壓彈棱邊，兩側(cè)L型裝彈孔僅在靠近M型裝彈孔一側(cè)開(kāi)槽形成壓彈棱邊，壓彈棱邊與對(duì)應(yīng)的裝彈孔同心。每個(gè)彈架上的三個(gè)裝彈孔相位角為60°，按右螺旋順序排列。
[0011]本實(shí)用新型的射孔彈優(yōu)選但不限于大孔徑深穿透射孔彈。
[0012]使用大孔徑深穿透射孔彈既可以在套管上形成較大孔徑，同時(shí)在地層也具有較深的穿透深度，在進(jìn)行水力壓裂時(shí)，能夠降低破裂壓力，延伸裂縫長(zhǎng)度。所用射孔彈通常為同型號(hào)產(chǎn)品，僅彈體外形尺寸不同。裝配時(shí)，M型射孔彈軸線與彈架軸線垂直，故較短；L型射孔彈軸線與彈架軸線傾斜，故較長(zhǎng)。彈型可根據(jù)套管孔徑、穿透深度等射孔要求確定。
[0013]本實(shí)用新型的槍體上設(shè)有外盲孔，外盲孔設(shè)置在槍體上射流出口位置，M型射孔彈對(duì)應(yīng)的外盲孔為圓孔，L型射孔彈對(duì)應(yīng)的外盲孔為長(zhǎng)圓孔。
[0014]設(shè)置外盲孔的目的是減小介質(zhì)阻力，降低射孔外毛刺對(duì)后續(xù)作業(yè)影響，提高射流在地層穿透深度。
[0015]本實(shí)用新型所涉及射孔器其他結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有射孔器相同，不再贅述。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果表現(xiàn)在:
[0017]I)采用本實(shí)用新型進(jìn)行射孔，能夠得到多個(gè)和套管軸線垂直的射孔面。在進(jìn)行水力壓裂時(shí)，能夠降低破裂壓力，形成多個(gè)和套管軸線垂直的壓裂面，完善地層縫網(wǎng)系統(tǒng)，增加泄流面積，提高油氣產(chǎn)量。
[0018]2)采用本實(shí)用新型進(jìn)行射孔壓裂時(shí)，射孔面能夠引導(dǎo)裂縫走向，有效避免相鄰地層壓裂裂縫交叉串通。
[0019]3)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，簡(jiǎn)單實(shí)用，通過(guò)對(duì)射孔單元、彈架和射孔彈結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，未增加其他定位裝置，達(dá)到了施工方便、安全可靠的效果。
[0020]本實(shí)用新型尤其適用于油氣和頁(yè)巖氣水平井的射孔壓裂作業(yè)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及效果示意圖；
[0022]圖2為圖1的立體圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型兩個(gè)射孔單元射孔彈排布示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型射孔單元射孔效果圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型射孔單元中彈架和裝彈結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型射孔單元相位分布圖；
[0027]圖7為本實(shí)用新型水平井應(yīng)用壓裂效果示意圖。
[0028]如圖中所示:1_L型射孔彈；2_M型射孔彈；3_L型射孔彈；4-彈架；5_導(dǎo)爆索；
6-索卡；7-槍體；8_油氣井套管；9_射孔面；10_射孔面；11_油氣水平井；12_壓裂面；101-射孔孔道；201_射孔孔道；301_射孔孔道；102_套管射孔孔眼；202_套管射孔孔眼；302_套管射孔孔眼；401-M型裝彈孔；402_壓彈棱邊；403_定位孔，404-L型裝彈孔；701-盲孔；702_盲孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面以相鄰射孔單元徑向夾角為180°為例，結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型。
[0030]如圖1所示，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及其作用原理。圖2為圖1的立體圖，為顯示射孔彈排列和射孔面的關(guān)系，未畫(huà)出射孔槍。槍體7內(nèi)包含兩個(gè)射孔單元，射孔單元徑向夾角為180°，每個(gè)射孔單元內(nèi)，3發(fā)射孔彈(中間M型射孔彈2，彈體較短，與彈架4軸線垂直；兩側(cè)為L(zhǎng)型射孔彈1、L型射孔彈3，彈體較長(zhǎng)，與彈架4軸線成78°夾角)按右螺旋裝入彈架4，采用索卡將射孔彈和導(dǎo)爆索5連接壓緊。其中一