個射孔單元的三發(fā)射孔彈組成射孔單元1，其射流經(jīng)過射孔孔道101、射孔孔道201、射孔孔道301形成射孔面9 ;另外一個射孔單元的3發(fā)射孔彈其射流形成射孔面10。射孔面9、射孔面10均呈扇形，如圖2:射孔面主體部分和射孔槍7軸線垂直，如圖1:兩射孔面方向相反，共同覆蓋了以彈架4軸線為中心的圓形區(qū)域。
[0031]如圖3所示，為相鄰兩個射孔單元射孔彈聯(lián)炮方式，為便于觀察，隱去彈架。射孔彈用導爆索5順次連接，排布走向為右螺旋，相位角為60°，兩射孔單元形成的射孔面為180°反向，同樣適用于三組及以上各射孔單元的連接。
[0032]如圖4所示，為射孔單元射孔效果圖。7為槍體，在槍體上射流出口位置設置外盲孔，8為油氣井套管。為便于觀察，槍體7和油氣井套管8進行了 210°旋轉(zhuǎn)剖。套管射孔孔眼102、套管射孔孔眼202、套管射孔孔眼302為L型射孔彈1、M型射孔彈2、L型射孔彈3射孔時在油氣井套管8上形成的孔眼，套管射孔孔眼102、套管射孔孔眼202、套管射孔孔眼302在油氣井套管8上螺旋分布。3發(fā)射孔彈的射孔孔道終點位于和油氣井套管8軸線垂直的同一橫截面上，實現(xiàn)了射孔單元形成的射孔面主體部分與井筒垂直。在進行水力壓裂時，壓裂面沿射孔面延伸，降低了破裂壓力，形成了和井筒垂直的橫向縫網(wǎng)系統(tǒng)，避免了層與層之間的交叉串通。
[0033]如圖5所示，為彈架和裝彈結(jié)構(gòu)圖。彈架4為管式，以一個射孔單元為例，每個彈架上設有3個彈孔，三個彈孔相位角為60°，按右螺旋順次排列。中間為M型彈孔，裝M型射孔彈2，兩側(cè)為L型彈孔，分別裝L型射孔彈1、L型射孔彈3，中間M型彈孔和彈架4軸線垂直，兩側(cè)L型彈孔和彈架軸線斜交，夾角為78°，兩夾角相等，方向相對，其射流均向中間M型射孔彈2軸線所在橫截面靠攏。在裝彈孔正上方徑向觀察，中間M型裝彈孔401為圓形，直徑與彈體外徑吻合；兩側(cè)L型裝彈孔404為非圓形，其形狀為裝配時射孔彈外圓和彈架斜交的相貫線。中間M型裝彈孔對應的定位孔為圓形，兩側(cè)L型裝彈孔對應的L型定位孔為非圓形，其形狀為裝配時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)開槽形成壓彈棱邊402，兩側(cè)的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402，壓彈棱邊402與對應的裝彈孔同心。
[0034]在進行射孔器裝配時，順次取出與裝彈孔匹配的射孔彈，一般裝在端部的為L型射孔彈I。將L型射孔彈I小端朝下裝入彈架4的對應裝彈孔內(nèi)，小端柱頭裝入定位孔403內(nèi)。旋轉(zhuǎn)射孔彈，調(diào)整射孔彈導爆索槽與導爆索5走向吻合，將導爆索5裝入導爆索槽內(nèi)。將索卡6扣在彈體小端柱頭上，用專用工具壓緊索卡6，使索卡6卡入小端柱頭的凹槽內(nèi)，將導爆索5固定牢固。旋轉(zhuǎn)彈架4，使射孔彈口部朝上。將專用工具或螺絲刀刃部插入裝彈孔一側(cè)的切槽內(nèi)，向彈體一側(cè)扳壓壓彈棱邊402，使壓彈棱邊402壓緊射孔彈。裝好的射孔彈應不能轉(zhuǎn)動或軸向運動。同樣地，依次裝入其他射孔彈。安裝M型射孔彈2時，需將兩側(cè)的壓彈棱邊402都壓緊。通過彈架4上的裝彈孔401、壓彈棱邊402、定位孔403對射孔彈的雙向固定，提高了射孔單元定位定向精度，簡化了裝配步驟，提高了可靠性。裝槍中與現(xiàn)有技術(shù)相同部分不再贅述。
[0035]如圖6所示，為本實用新型射孔單元相位分布圖。如圖所示，單元內(nèi)射孔彈的相位角優(yōu)選為60°。與最常用的90°四相位和135°八相位射孔器相比，60°六相位具有如下優(yōu)點:相鄰兩發(fā)射孔彈夾角小，孔道距離較近，在進行水力壓裂時，易于形成以射孔面為基礎的壓裂面；6發(fā)射孔彈組成兩個射孔單元，作業(yè)時形成兩個射孔面即能覆蓋以井筒為中心的整個圓面。
[0036]如圖7所示，為本實用新型水平井應用壓裂效果示意圖。例如，在油氣水平井射孔壓裂作業(yè)中，應用本實用新型，每支射孔槍包含2?4個射孔單元，采用大孔徑深穿透射孔彈，進行定面射孔，形成與水平井軸線垂直的多個扇形射孔面。利用水平井分段壓裂技術(shù)，每個壓裂段包括2?6支射孔槍。在進行水力壓裂時，以扇形射孔面為基礎，形成了多個與水平井軸線垂直的壓裂面12，縫網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋了與水平井同軸，以有效壓裂半徑為半徑的整個圓柱區(qū)域，增加了泄流面積，提高了滲流效率。
[0037]本實用新型不局限于以上實施例，如相鄰射孔單元徑向夾角還可以是135°。
【主權(quán)項】
1.一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)設有2?8個射孔單元，相鄰射孔單元徑向夾角為180°或135°，射孔單元以導爆索右螺旋順次連接，所述每個射孔單元由一段彈架和3發(fā)射孔彈組成，彈架上開設有3個彈孔，射孔彈安裝在彈孔中，射孔彈在彈架上為右螺旋排布，相位角為60°，射孔單元內(nèi)射孔彈射流在地層內(nèi)形成垂直于油氣井套管軸線的扇形射孔面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井用射面定向射孔器，其特征在于每個射孔單元里，中間為I發(fā)M型射孔彈，兩側(cè)各為I發(fā)L型射孔彈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣井用射面定向射孔器，其特征在于M型射孔彈與彈架軸線垂直，兩側(cè)L型射孔彈開口方向均向中間M型射孔彈傾斜，L型射孔彈軸線與彈架軸線傾角為60。?85。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣井用射面定向射孔器，其特征在于每個彈架上的彈孔由裝彈孔、定位孔和壓彈棱邊組成，M型射孔彈對應的彈孔為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型裝彈孔對應的M型定位孔為圓形，L型射孔彈對應的裝彈孔為L型裝彈孔，L型裝彈孔的形狀為裝配時射孔彈外圓和彈架斜交的相貫線，每個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型裝彈孔對應的L型定位孔形狀為裝配時射孔彈小端圓柱面和彈架斜交的相貫線，壓彈棱邊與對應的裝彈孔同心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣井用射面定向射孔器，其特征在于射孔彈為大孔徑深穿透射孔彈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣井用射面定向射孔器，其特征在于槍體上設有外盲孔，外盲孔設置在槍體上射流出口位置，M型射孔彈對應的外盲孔為圓孔，L型射孔彈對應的外盲孔為長圓孔。
【專利摘要】本實用新型屬于油氣勘探開發(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，包括槍體，其特征在于槍體內(nèi)設有2～8個射孔單元，相鄰射孔單元徑向夾角為180°或135°，射孔單元以導爆索右螺旋順次連接，所述每個射孔單元由一段彈架和3發(fā)射孔彈組成，彈架上開設有3個彈孔，射孔彈安裝在彈孔中，射孔彈在彈架上為右螺旋排布，相位角為60°，射孔單元內(nèi)射孔彈射流在地層內(nèi)形成垂直于油氣井套管軸線的扇形射孔面。本實用新型所達到的有益效果是：1)能夠降低破裂壓力，完善地層縫網(wǎng)系統(tǒng)，增加泄流面積，提高油氣產(chǎn)量。2)有效避免相鄰地層壓裂裂縫交叉串通。3)設計合理，簡單實用，達到了施工方便、安全可靠的效果。
【IPC分類】E21B43-26, E21B43-116
【公開號】CN204267003
【申請?zhí)枴緾N201420717288
【發(fā)明人】張會之, 盧朝喜, 翟玉蘭, 周京風, 朱曉晨, 盧現(xiàn)飛, 曹海霞, 楊陽, 肖冰, 石國富
【申請人】山東北方民爆器材有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年11月14日