[实用新型]缆输式全燃烧压裂弹

说明书

本实用新型属于一种解堵压裂装置，是用于油田井下油层改造、提高产能的缆输式全燃烧压裂弹。该弹由点火器、弹身和导向头等组成。

在原油开采中，提高低渗油田原油产量的有效措施是实施酸化解堵或水力压裂，以达到改善地层渗透性，提高导流能力的目的。

在现今的原油开采中，普遍使用的水力压裂和后来发展的爆炸压裂，都是由于水力压裂的局限性和爆炸压裂的危险性而被一种高能气体压裂弹所弥补。中国专利89208915.6报道了“套管井高能压裂弹”的结构和中国专利92224050.7报道了“缓冲压裂弹”的结构，都是钢质弹壳，采用油管输送，其弊端是单级装药量少，燃烧猛度过大，作用时间极短，压裂效果不够显著，有时易发生燃后弹壳鼓胀滑脱现象，点火位置无法任意改变，燃烧压力无法人为控制，压裂后金属残骸不能自燃自毁。因此，这种结构的压裂弹在应用中受到了一定程度的限制。

本实用新型的目的在于克服背景技术中的不足，设计一种用缆索输送、改变弹壳外径，既能穿过套管，又能穿过油管，点火位置可任意调节，压力可控，能够形成封闭体系的缆索式全燃烧压裂弹。

本实用新型的构思：要实现上述的目的，解决使用缆索输送必须克服二大难题，其一是封隔器的安装，在缆索上无法安装现有的金属封隔器，其二是缆索输送过程中弹体旋转，缆索扭缠造成堵塞。为了解决封隔器的安装问题，用气垫封隔器套在缆索上轴向固定，在缆索输送到位后，采用定时点火器引燃气体发生剂，产生的气体向胶囊充气，使套管或油管和缆索之间密封。为了解决扭缠堵塞问题，用定位阻尼器防止弹体旋转，在连接管的端部装上两个方向相反的叶轮，叶片间的液体阻止了弹体的旋转。为了解决封闭体系问题，在定位阻尼器下面，装上皮碗，在高压作用下，皮碗撑开紧贴管壁，开成封闭体系。为了解决压裂弹自燃自毁问题，把弹身、导向头使用的钢部件改换成能易燃易毁的材料。

本实用新型由气垫封隔器2－6、发火器7－10、弹身11－15、定位阻尼器16－17、皮碗18、导向头19组成。

气垫封隔器2－6：由点火剂2、定时点火器3、密封盖4、气体发生剂5和橡胶囊6构成。

点火剂2：为叠氮化钠或过氯酸钾。

定时点火器3：为FG－1型定时点火器。

密封盖4：是硬质硅橡胶。

气体发生剂5：是叠氮硝胺。

橡胶囊6：是一个全密封橡胶球柱形囊包，圆柱长400mm，外径40～100mm。

发火器7－10：由缆索接头7、定时点火器8、点火线9和外壳10构成。

缆索接头7：是45^＃钢制成，用于缆索1和外壳10的连接。

定时点火器8：是FG－1型定时点火器。

点火线9：是包有点火药的胶管，可向多个弹身中不同位置点火，即上端、两端、中端、中间、交叉点火和全点火，用于控制压力。

外壳10：45^＃钢制成用于缆索接头7和传火连接管11的连接，长500mm上半部外径40～90mm，内径30～80mm，下半部内径20～25mm。

弹身11－15：由传火连接管11、密封胶12、引燃药13、主装药14和包覆层15构成，用2－15个弹身连成一体。

传火连接管11：选用玻璃钢或低熔点铝合金或胶木纸管制成长800mm，外径20～25mm，内径7～12mm的管，一端有二个直径4mm的孔，两端有阴阳螺纹用于连接。

密封胶12：是环氧树脂胶粘剂。

引燃药13：是黑火药。

主装药14：是复合推进剂或双基火药。

包覆层15：用F－1橡胶或玻璃布、牛皮纸制成长800mm，外径40～110mm的可燃药筒。

定位阻尼器16－17：由上叶轮16和下叶轮17构成，每个叶轮是由三对曲面叶片构成，上叶轮和下叶轮叶片的曲面呈相反的方向，不管来自哪个方向的作用力都能起到阻尼作用。叶轮高1000mm，叶轮直径50～110mm，中心孔直径20～25mm，曲面的弦与直径夹角15°。

皮碗18：由硬橡胶制成，当皮碗受到压力时皮碗伸展紧贴管壁起到密封作用，皮碗直径50～120mm，碗的弧线的弦倾斜30°。

本实用新型的安装：将定时点火器3连上点火线9装入外壳10内，点火线9通过传火连接管11上端两个孔插入引燃药13中，外壳9与传火连接管11螺纹连接，传火连接管周围浇铸主装药14，涂上包覆层15、传火连接管下端套上定位阻尼器16－17、皮碗18和导向关19，使用时在缆索1端部套上气垫封隔器2－6后和缆索接头7螺纹连接。