[发明专利]多脉冲增效射孔装置

说明书

技术领域

本发明属于石油开采领域，涉及一种用于对油井射孔后的压裂增效装置，具体是一种多脉冲增效射孔装置。

背景技术

随着石油、天然气开发技术的深入发展，新勘探油气层的质量不断下降，油气层类型更加复杂，低渗透、致密砂岩油层在油气储量中占较大的比例。为了提高油气井产能，就必须进一步沟通油层和套管之间的通道，提高射孔技术水平。

增效射孔装置就是在聚能射孔技术的基础上，增加了高压气体压裂技术。利用炸药的爆速和火药的燃速差来实现射孔后气体压裂，并控制压力上升速度，使迅速释放的高温高压气体通过聚能射孔形成通道，在井筒附近压开多方位裂缝，从而提高完井作用半径，部分解除钻井固井射孔等作业过程对地层的污染，改善近井地层导流能力同时使射孔通道以裂缝的形式延伸扩展，在致密地层中产生造缝作用，提高射孔完井效果，达到增加产能的目的。

增效射孔装置的应用可以使聚能射孔与火药燃气压裂工艺一次完成，简化了工序，缩短了施工周期，提高射孔完井效率，进而提高了油层开发效率，能够解除常规聚能射孔产生的压实带，消除泥浆污染，可以显著降低油层表皮系数，对油田后期改造具有重要作用。

目前，常用的增效射孔装置大都采用单种增效火药，装药结构比较单一，例如公开号为CN102337870公开的发明专利中使用的二次爆炸复合增效射孔器就是仅采用了铝粉与火药的混合物。在增效火药作用之后，由于脉冲压力大，持续时间短，造成射孔枪身膨胀，易发生卡枪事故。增效部分的外壳材料通常为铝壳或钢壳，在作用之后会留下大的破片，沉积在井底，增加了钻井成本。公开号为CN 102287170A公开了一种变燃速的增效射孔装药结构，装药前仓内部由周缘到射流通道之间从高至低设置有点火、延时、增速和爆燃等四个药圈组成，尽管可实现变燃速的目的，但是加工工艺较复杂，费时费力。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的缺点，而提供一种多脉冲增效射孔装置。该装置在射孔的同时，能够在孔道内产生多次脉冲作用压力，延长了作用时间，在井筒附近压开多方位裂缝，从而提高了射孔后孔道的渗流能力，可有效增加油井的产能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多脉冲增效射孔装置，包括射孔弹和增效前仓，射孔弹包括顶部设有导爆索的弹壳、设于弹壳内部的药型罩以及填装于弹壳和药型罩之间的高能炸药；增效前仓包括前仓壳体，前仓壳体的顶部为仓口、底部为凹形底板，凹形底板的中心处开设有射流通孔；增效前仓还包括环状密封圈和增效药体，环状密封圈安置于前仓壳体的仓口内，射孔弹的口部插设在环状密封圈内；增效药体填装于前仓壳体内，增效药体的中心处开设有与射孔弹内腔及射流通孔相通的射流通道；射孔弹和前仓壳体同轴设置；增效药体分为上、中、下三层，上层为引燃药、中层为扩燃药、下层为爆燃药，其中，引燃药占增效药体总重的10%-20%，爆燃药占增效药体总重的30%-50%，剩余为扩燃药，引燃药层、扩燃药层、爆燃药层的填装密度依次增大；引燃药层中心处的射流通道的竖直截面为倒锥形（即：顶部直径大、底部直径小的锥形）；引燃药由高氯酸盐、木粉和粘结剂组成，其含量范围按质量百分比计为：高氯酸盐50%-70%、木粉25%-40%、粘结剂5%-10%；扩燃药由高氯酸盐、活性金属粉末和粘结剂组成，其含量范围按质量百分比计为：高氯酸盐60%-70%、活性金属粉末10%-30%、粘结剂10%-20%；爆燃药由高氯酸盐、活性金属粉末、黑索今和粘结剂组成，其含量范围按质量百分比计为：高氯酸盐30%-60%、活性金属粉末10%-30%、黑索今5%-40%、粘结剂5%；前仓壳体和环状密封圈都是采用PTFE、活性金属粉末和氧化铁粉末为原料，经混合、压制成毛坯后，放入温度为270℃-310℃且具有惰性气体保护气氛的烧结炉中烧结而成，其中，各原料含量范围按质量百分比计为：PTFE50%-80%、活性金属粉末17%-47%、氧化铁粉末3%。

本发明多脉冲增效射孔装置的工作原理如下：