射孔裝置以及使用其射孔的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井完井裝置，特別是一種射孔裝置。本發(fā)明還涉及使用這種射孔裝置射孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在頁巖氣藏水平井的增產(chǎn)改造中，依靠電力而坐封的橋塞和電纜射孔的聯(lián)作是一種的方法。在這種方法中，首先需要將橋塞、電力橋塞坐封工具和電纜射孔槍連到管串上并一起入井中。當管串進入水平段后借助向井內(nèi)泵送的液體，將橋塞坐封工具及橋塞、射孔槍送至目的層段，然后電纜通電，啟動橋塞坐封工具。橋塞坐封后丟手并且上提射孔槍至射孔位置，電纜再次通電進行射孔，然后再進行壓裂施工。
[0003]在這種方法中，需要使用電力實現(xiàn)橋塞坐封，這給施工的帶來一定的不確定行。此夕卜，這種方法所使用的裝置也比較復雜，造成施工成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種射孔裝置，其使用橋塞進行封堵，塞面控制準確。本發(fā)明還涉及使用這種射孔裝置射孔的方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種射孔裝置，包括與電力射孔器、固定安裝在射孔器下游的橋塞坐封工具以及通過第一剪釘與橋塞坐封工具相連的橋塞，其中，橋塞坐封工具包括與射孔器的下游固定連接的中心管，在中心管的下游端部設置有徑向向外凸出的環(huán)狀接合塊，由環(huán)狀接合塊引導而滑動式套在中心管外側(cè)的活塞筒，在活塞筒的下游部分設置有與環(huán)狀接合塊配合的徑向向里凸出的定位環(huán)并且活塞筒的下游端部與橋塞相接觸，設置在中心管和活塞筒之間的間隙內(nèi)的活塞，活塞與環(huán)狀接合塊間隔式設置并且能沿中心管滑動，活塞通過第二剪釘與活塞筒和中心管相連，在射孔時，橋塞坐封工具能在外部的液力作用下帶動活塞筒朝向下游運動而實現(xiàn)橋塞坐封，之后給射孔器通電而進行射孔。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的射孔裝置，僅通過液壓力就能實現(xiàn)橋塞坐封，避免了使用火藥等手段坐封，大大提高了坐封施工的安全性，同時降低了施工難度。此外，本發(fā)明的射孔裝置使用了橋塞進行封堵，避免了在射孔期間反復填砂、沖砂作業(yè)，降低了施工成本。
[0007]在一個實施例中，射孔器包括設置在上游部分的電纜接頭和設置在電纜接頭下游的射孔槍。在一個優(yōu)選的實施例中，射孔器包括串聯(lián)設置的多個射孔槍，并且相鄰的射孔槍通過轉(zhuǎn)換短節(jié)相連。通過設置多個射孔槍，能夠提高射孔效率，從而縮短施工時間。轉(zhuǎn)換短節(jié)能夠方便地將多個射孔槍首尾串聯(lián)起來，從而能夠根據(jù)實際工況調(diào)整射孔槍的數(shù)量。
[0008]在一個實施例中，在電纜接頭和射孔槍之間還設置有用于確定射孔裝置的井下位置的定位器。在一個優(yōu)選的實施例中，定位器為磁定位器。在射孔裝置下入井內(nèi)的過程中，磁定位器能夠識別套管接箍的位置，并且能夠?qū)⒃撐恢脗鬏斀o地面控制器，從而方便地確定射孔裝置的井下位置。
[0009]在一個實施例中，橋塞坐封工具還包括與中心管固定連接的調(diào)節(jié)環(huán)，活塞筒滑動式處于調(diào)節(jié)環(huán)和中心管之間。通過設置調(diào)節(jié)環(huán)，可防止活塞筒在活動過程中發(fā)生偏離，從而保證了橋塞坐封的穩(wěn)定進行。在一個優(yōu)選的實施例中，活塞筒的上游部分構(gòu)造成外徑減小的并且處于調(diào)節(jié)環(huán)和中心管之間的臺階部分。這種結(jié)構(gòu)使得橋塞坐封工具的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，方便了使用。
[0010]在一個實施例中，中心管、活塞筒和活塞圍成密封的空腔。由于空腔內(nèi)的壓力遠小于周圍井筒的液壓力，因此活塞能夠順暢地沿著中心管朝向下游滑動，即擠壓空腔，從而帶動活塞筒朝向下游運動以使橋塞坐封。在一個優(yōu)選的實施例中，空腔的軸向長度小于臺階部分的軸向長度。這意味著活塞筒朝向下游運動的行程小于臺階部分的長度，使得活塞在運動過程中活塞不會從調(diào)節(jié)環(huán)中脫出，保證了活塞筒運動的穩(wěn)定性。
[0011]在一個實施例中，橋塞坐封工具的數(shù)量為多個，并且上游的橋塞坐封工具的活塞筒頂靠下游橋塞坐封工具的活塞，最下游的橋塞坐封工具的活塞筒頂靠橋塞。通過設置多個橋塞坐封工具,橋塞坐封裝置可實現(xiàn)比單個橋塞坐封工具更大的坐封力，從而有助于橋塞坐封。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了使用根據(jù)上文所述的射孔裝置進行射孔的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一:將所述射孔裝置下入套管內(nèi)到預定位置；
[0014]步驟二:向油套環(huán)空內(nèi)注入液體并坐封橋塞，剪斷第一剪釘并將射孔器上提至射孔位置；
[0015]步驟三:給射孔器通電，進行射孔；
[0016]步驟四:射孔結(jié)束后，將所述射孔裝置提出井口 ；
[0017]步驟五:重復步驟一到四，完成射孔施工。
[0018]在一個實施例中，在步驟一中，通過磁定位器確定在射孔裝置下入過程中所經(jīng)過的套管接箍的位置來實現(xiàn)射孔裝置的定位。
[0019]在本申請中，用語“上游”是指朝向地面的方向，用語“下游”是指與上游相反的方向。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明的射孔裝置使用液力實現(xiàn)橋塞坐封、丟手，不再使用雷管、火藥等火工品，大大提高了施工的安全性，降低了施工組織難度及施工成本。此外，本發(fā)明使用了橋塞進行封堵，機械封堵可靠性好，有利于降低施工成本。在射孔裝置上設置定位器能夠準確控制射孔裝置的井下位置，以對所希望的地層進行射孔。
【附圖說明】
[0021]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的射孔裝置的整體示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的射孔器第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的射孔器第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的橋塞坐封工具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是圖4中的A部分的放大視圖。
[0027]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0028]下面將接合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0029]圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的射孔裝置100。在該實施例中，射孔裝置100包括與通過電纜I1相連的電力射孔器102、橋塞坐封工具200以及由橋塞坐封工具200驅(qū)動的橋塞50。射孔器102、橋塞坐封工具200以及橋塞50依照從上游到下游的順序依次裝配，并且射孔器102和橋塞坐封工具200之間通過螺紋連接，方便射孔裝置100的裝配。在橋塞坐封工具200和橋塞50通過第一剪釘103 (如圖4所示)將兩者相連。
[0030]圖2顯示了本發(fā)明的射孔器102的第一實施例。射孔器102包括設置在上游部分的電纜接頭111和設置在電纜接頭111下游的射孔槍112。射孔槍112使用電力引爆而實現(xiàn)射孔。在一個優(yōu)選的實施例中，如圖3所示，為了提高射孔效率，射孔器102包括串聯(lián)設置的多個射孔槍(例如兩個射孔槍112、112’)，并且相鄰的射孔槍通過轉(zhuǎn)換短節(jié)113相連。轉(zhuǎn)換短節(jié)113能夠方便地將多個射孔槍首尾串聯(lián)起來，從而能夠根據(jù)實際工況調(diào)整射孔槍的數(shù)量。下游的轉(zhuǎn)換短節(jié)113’可用于與橋塞坐封工具200相連。
[0031]為了能精確控制射孔裝置100在井下為位置，在射孔器102上電纜接頭111和射孔槍112之間還設置有定位器104，如圖2和3所示。在一個優(yōu)選的實施例中，定位器104為磁定位器。磁定位器通常由裝在銅質(zhì)外殼內(nèi)的永久磁鐵和線圈組成。在將射孔裝置100下入井內(nèi)的過程中，磁定位在井中移動經(jīng)過套管接箍時，由于接箍處套管加厚，改變了磁鐵周圍磁場的分布，使穿過線圈的磁通量變化而產(chǎn)生感應電動勢。記錄感應電流的大小，將得到一條套管接箍曲線。根據(jù)套管接箍曲線，配合放射性測井曲線可以準確確定井中射孔位置。應注意地是，雖然圖2和圖3中顯示為，定位器104設置在射孔器102上，但是實際上定位器104可以設置在射孔裝置100的任何適當?shù)奈恢锰帯?br>[0032]圖4示意性地顯示了串聯(lián)設置的兩個橋塞坐封工具20和40。這兩個橋塞坐封工具的結(jié)構(gòu)大體相同，下面僅以上游的橋塞坐封工具20為例進行描述。
[0033]橋塞坐封工具20包括固定設置的中心管21，套接在中心管21外的活塞筒22。在中心管21