[发明专利]射孔装置以及使用其射孔的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气井完井装置，特别是一种射孔装置。本发明还涉及使用这种射孔装置射孔的方法。

背景技术

在油气井完井过程中，采用射孔完成的油气井中，射孔孔眼是沟通产层和井筒的唯一通道。针对适当的储层，采用适当的射孔装置能够提高射孔质量，并且对储层的伤害降低到最小。

目前常用的油气井连续油管分段压裂方法主要有分层水力喷砂射孔后进行压裂，以及连续油管带跨隔封隔器进行卡封压裂。使用水力喷砂射孔时，在一段设计层位射孔、压裂完成之后，需要向井内填砂形成砂塞以封堵施工层位，然后再上提管柱至第二设计层位，继续进行下段施工作业，如此反复，直至施工结束。该种方法存在填砂砂面控制难度大，导致反复填砂、冲砂作业，导致施工不连续，施工时间长的问题，这种施工方法对水平井尤其不适应。

连续油管带跨隔封隔器进行卡封压裂则是首先按照设计要求位置把所需压裂层段全部进行射孔作业，然后用连续油管带跨隔封隔器逐层进行压裂施工，一段施工完毕后，上提管柱对准下一层段再次坐封封隔器进行压裂作业，如此反复，直至施工结束。该方法需要先进行射孔作业，施工不方便。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种射孔装置，其使用桥塞进行封堵，塞面控制准确。此外，这种射孔装置通过液压力实现射孔，提高了施工的安全性。本发明还涉及使用这种射孔装置射孔的方法。

根据本发明的第一方面，提出了一种射孔装置，包括与油管贯通式相连的射孔器、固定安装在射孔器下游的桥塞坐封工具以及通过第一剪钉与桥塞坐封工具相连的桥塞，其中，桥塞坐封工具包括与射孔器的下游固定连接的中心管，在中心管的下游端部设置有径向向外凸出的环状接合块，由环状接合块引导而滑动式套在中心管外侧的活塞筒，在活塞筒的下游部分设置有与环状接合块配合的径向向里凸出的定位环并且活塞筒的下游端部与桥塞相接触，设置在中心管和活塞筒之间的间隙内的活塞，活塞与环状接合块间隔式设置并且能沿中心管滑动，活塞通过第二剪钉与活塞筒和中心管相连，在射孔时，桥塞坐封工具能在外部的液力作用下带动活塞筒朝向下游运动而实现桥塞坐封，之后射孔器能够将注入到其内部的射孔液射出而实现射孔。

根据本发明的射孔装置，仅通过液压力就能实现桥塞坐封，避免了使用火药等手段坐封，大大提高了坐封施工的安全性，同时降低了施工难度。此外，本发明的射孔装置使用了桥塞进行封堵，避免了在射孔期间反复填砂、冲砂作业，降低了施工成本。

在一个实施例中，射孔器为在侧壁上设置有喷嘴的管状体。这种射孔器的结构简单，而且便于使用，降低了施工成本。

在一个实施例中，在射孔器和桥塞坐封工具之间还固定设置有用于使射孔器定位的定位器。在一个具体的实施例中，定位器包括管状的主体，在主体的周向侧壁上的构造有凹槽，通过弹性件和安装在凹槽边缘的压块以能弹性凸出主体的外表面和缩回的方式设置在凹槽内的定位块。在将射孔装置下入到套管内部的过程中，这种定位器的定位块能够与套管接箍相结合，从而方便地控制射孔装置在井下所处的位置。在一个优选的实施例中，在定位块的外表面上设置有径向向外凸出的凸起，凸起与定位块的上游端部形成台阶并且与定位块的下游端部斜面连接。斜面连接能够方便将射孔器下入到井内，而台阶则使得定位块能与套管接箍相结合，从而方便了射孔器的定位。

在一个实施例中，桥塞坐封工具还包括与中心管固定连接的调节环，活塞筒滑动式处于调节环和中心管之间。通过设置调节环，可防止活塞筒在活动过程中发生偏离，从而保证了桥塞坐封的稳定进行。在一个优选的实施例中，活塞筒的上游部分构造成外径减小的并且处于调节环和中心管之间的台阶部分。这种结构使得桥塞坐封工具的整体结构更加紧凑，方便了使用。

在一个实施例中，中心管、活塞筒和活塞围成密封的空腔。由于空腔内的压力远小于液压力，因此活塞能够顺畅地沿着中心管朝向下游滑动，即挤压空腔，从而带动活塞筒朝向下游运动以使桥塞坐封。在一个优选的实施例中，空腔的轴向长度小于台阶部分的轴向长度。这意味着活塞筒朝向下游运动的行程小于台阶部分的长度，使得活塞在运动过程中活塞不会从调节环中脱出，保证了活塞筒运动的稳定性。

在一个实施例中，桥塞坐封工具的数量为多个，并且上游的桥塞坐封工具的活塞筒顶靠下游桥塞坐封工具的活塞，最下游的桥塞坐封工具的活塞筒顶靠桥塞。通过设置多个桥塞坐封工具，桥塞坐封装置可实现比单个桥塞坐封工具更大的坐封力，从而有助于桥塞坐封。

根据本发明的第二方面，提出了使用根据上文所述的射孔装置进行射孔的方法，包括以下步骤：