[发明专利]油气井用复合射孔动态降压装置

说明书

技术领域：

本发明是一种应用于油田射孔工艺技术领域中进行油气井射孔完井作业时协同使用的降压装置。 

背景技术：

油田上套管井必须进行射孔，流体才能从地层中流出或注入。复合射孔是射孔高能气体压裂复合工艺技术的简称。高能气体压裂技术是利用火药推进剂在井下燃烧产生的高能气体进入射孔孔眼，并对地层进行脉冲加载，对地层近井区域产生机械、物理、化学和热力学作用，使近井地层形成多条径向裂缝，从而有效解除近井地层污染，提高井筒附近导流能力。将射孔与高能气体压裂两项技术结合使用，效果明显。 

由于射孔弹在射孔造缝过程中，同时粉碎了地层中的岩石颗粒，破碎的岩石颗粒运移，就会造成近射孔孔道压实带的渗透率大大降低。为减小岩石碎屑及爆炸残留物对射孔造成的污染，提高射孔效果，油田多采用负压射孔技术来降低射孔造成的损害。 

负压射孔技术是人为的建立一个相邻地层与井筒内的静态压力差。采用降低井筒内液面高度的方法，使地层压力大于井筒内压力。射孔后近井眼空间压力降低导致发生泄流，将部分射孔残留物带出射孔孔道，从而减小射孔污染。 

通过实验表明，单纯的静态负压并不一定确保得到清洁的射孔孔眼，实际上控制射孔清洁程度的因素，是射孔弹起爆后随即引起的井眼内瞬间压力波动，而非初始压差，因此需研发动态负压工艺及配套装置。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种动态负压与复合射孔联合作业的配套装置。 

为解决现有技术中的技术问题，本发明的技术解决方案是该油气井用复合射孔动态降压装置由主接头、泄压腔、辅助接头及下接头依次连接组装而成， 其中的辅助接头和泄压腔数量分别为若干个，并交替连接。 

所述主接头由上接头、一级撞击杆、过渡接头、二级撞击杆、剪切环及剪切销装配而成，其中上接头的结构和形状呈上下开口的圆筒状，圆筒内部的中空部分从上到下为三阶圆柱状，外筒壁上部车有外螺纹、”O”圈槽，上接头通过外螺纹与射孔器尾端的内螺纹固定密封连接；内筒壁下部车有内螺纹，上接头通过该内螺纹与过渡接头上部的外螺纹固定连接。 

一级撞击杆包括头部和杆部，头部和杆部均呈圆柱状，其直径分别与上接头内部第一及第二阶圆柱孔的直径相应，在头部侧面设有“O”圈槽，一级撞击杆插入上接头内部，头顶部与上接头的顶部持平，杆底部插入第二撞击杆的盲孔内。 

过渡接头的结构和形状为内部有两阶通孔的圆柱状，外侧壁上下对称车有外螺纹及凹槽，外侧壁中部设有凸台，从上向下过渡接头内部的第一阶通孔的直径与剪切环的外径相应，第二阶通孔的直径与第二撞击杆的上部直径相等。 

二级撞击杆的结构和形状为二阶圆柱形结构，上部直径与过渡接头的第二阶通孔的内径相应，下部直径稍小；上端外侧壁上加工有销钉槽，上端表面中部加工有盲孔。 

剪切环的结构及形状为圆环形，在外环的侧壁上开有销钉槽，剪切环、二级撞击杆依次插入过渡接头内，用销钉将二者固定连接。 

所述第一辅助接头开孔中接、活塞、剪切环及剪切销装配而成，其余辅助接头由开孔中接、活塞、三级撞击杆、剪切环及剪切销、扶正盘装配而成； 

其中开孔中接的结构和形状呈上下开口的圆筒状，外筒壁上、下分别车有外螺纹及“O”圈槽，开孔中接与泄压腔螺纹固定密封连接；外筒壁中部沿圆周开有多个通孔，并且外筒壁中部向外方向壁厚加厚，形成凸台，“筒”内为三阶圆柱状，中部直径与活塞的外径相应，上、下部直径相等，与扶正盘或剪切环的外径相应。 

活塞的结构和形状为顶部敞口的二阶圆柱形：上部外径较小，与剪切环的内径相应，并在侧壁上设有销钉槽，活塞与剪切环通过销钉固定连接；下部外 径与开孔中接中部内径相应，侧壁上设有”O”圈槽，活塞插入开孔中接中，二者紧密配合。 

三级撞击杆为圆杆状，其直径与扶正盘的内径相应，位于两活塞之间；剪切环与剪切销的结构、形状及规格与剪切环、剪切销相同；扶正盘为环形结构，外侧面与开孔中接内壁配合，内侧面与三级撞击杆配合。 

所述泄压腔的结构和形状为圆筒状，筒内壁两端分别加工有内螺纹及密封面，两端的内螺纹分别与上下两个开孔中接的外螺纹固定连接。 

所述下接头的结构和形状为两阶圆柱形，上端加工有外螺纹及“O”圈槽，与泄压腔下部的内螺纹紧密固定连接，下端形成凸台结构。 

本发明的技术效果是：(1)动态负压工艺是复合射孔工艺的延伸与加强，该装置在复合射孔压裂弹产生的压力作用一定时间后打开泄压孔，实现动态负压；(2)有效配合了动态负压工艺与复合射孔技术的联合作业，提高了近射孔孔道区域渗透率。