懸臂梁式套管定面射孔器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種懸臂梁式套管定面射孔器，包括射孔槍、彈架結(jié)構(gòu)和定面結(jié)構(gòu)，所述彈架結(jié)構(gòu)設(shè)置在射孔槍內(nèi)，彈架結(jié)構(gòu)包括懸掛環(huán)、彈架管和支撐環(huán)，彈架管一端與懸掛環(huán)固定連接，另一端與支撐環(huán)固定連接，彈架管上設(shè)置有大孔徑射孔彈和定面結(jié)構(gòu)安裝孔，定面結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)；定面結(jié)構(gòu)包括懸臂梁、上支撐板、下支撐板和射孔彈，所述上支撐板和下支撐板上均貫通設(shè)置有用于與射孔彈配合的圓孔，上支撐板和下支撐板分別與懸臂梁固定連接，射孔彈分別通過兩個圓孔套接固定在上支撐板和下支撐板上。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在套管軸向截面上孔眼落在同一環(huán)面上，制造儲層射孔孔道應(yīng)力集中，有利于控制后續(xù)儲層改造的裂縫走向。
【專利說明】懸臂梁式套管定面射孔器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種油氣井套管定面射孔裝置，尤其涉及一種懸臂梁式套管定面射孔器，主要適用于油氣井套管定面射孔。

【背景技術(shù)】
[0002]非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)進(jìn)入規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用，致密油、致密氣、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源開采需要配套一系列新工藝技術(shù)，儲層改造技術(shù)成為最有效手段之一，而體積壓裂技術(shù)成為非常規(guī)油氣資源開發(fā)的主要技術(shù)，定面射孔等新技術(shù)為體積壓裂提供引導(dǎo)孔道應(yīng)力集中的重要工藝，為后續(xù)儲層形成縫網(wǎng)奠定基礎(chǔ)，而常規(guī)的螺旋布孔射孔器作業(yè)，孔道分散，難以形成孔道應(yīng)力集中，導(dǎo)致儲層改造效果差，例如，中國專利號“201310431108.1”公開的一種油氣井用模塊彈托定面射孔器，
【公開日】為2013-12-18，包括彈架和安裝在彈架上的模塊彈托，所述模塊彈托的下部由四個傾斜設(shè)置的面圍攏形成，分別是兩個對稱設(shè)置的定位面、射孔彈穿出面和導(dǎo)爆索走位面，四個傾斜設(shè)置的面均與底面連接；模塊彈托中開有彈孔，彈孔的一端貫穿所述射孔彈穿出面，另一端貫穿模塊彈托的上部和頂面；所述彈孔的軸線與所述底面之間形成銳角。
[0003]總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)缺點如下:①常規(guī)螺旋布孔射孔器，無法實現(xiàn)引導(dǎo)孔道應(yīng)力集中，不利于控制后續(xù)改造裂縫走向。②垂直軸向的射孔彈無法調(diào)整傾斜射角，射流無法同時使三發(fā)射孔彈射流在套管軸向截面上穿出。③現(xiàn)有定面結(jié)構(gòu)存在著加工繁瑣、裝配工藝復(fù)雜的特點，而且限制了最新射孔彈技術(shù)的推廣應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種懸臂梁式套管定面射孔器。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在套管軸向截面上孔眼落在同一環(huán)面上，制造儲層射孔孔道應(yīng)力集中，有利于控制后續(xù)儲層改造的裂縫走向。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:包括射孔槍、彈架結(jié)構(gòu)和定面結(jié)構(gòu)，所述彈架結(jié)構(gòu)設(shè)置在射孔槍內(nèi)，彈架結(jié)構(gòu)包括懸掛環(huán)、彈架管和支撐環(huán)，彈架管一端與懸掛環(huán)固定連接，另一端與支撐環(huán)固定連接，彈架管上設(shè)置有大孔徑射孔彈和定面結(jié)構(gòu)安裝孔，定面結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)；定面結(jié)構(gòu)包括懸臂梁、上支撐板、下支撐板和射孔彈，所述上支撐板和下支撐板上均貫通設(shè)置有用于與射孔彈配合的圓孔，上支撐板和下支撐板分別與懸臂梁固定連接，射孔彈分別通過兩個圓孔套接固定在上支撐板和下支撐板上。
[0007]所述懸臂梁的頂面呈臺階狀結(jié)構(gòu)，在臺階狀結(jié)構(gòu)的低臺階面上設(shè)置有螺紋孔；懸臂梁的一側(cè)面上設(shè)置有連接槽，相對的另一側(cè)面為傾斜面，傾斜面上設(shè)置有向懸臂梁內(nèi)延伸的兩個傾斜槽，上支撐板和下支撐板分別卡入兩個傾斜槽內(nèi)且焊接固定。
[0008]所述上支撐板和下支撐板均呈橢圓狀結(jié)構(gòu)，在橢圓狀結(jié)構(gòu)的長軸一側(cè)為一平面，另一側(cè)設(shè)置有方形槽，中心設(shè)置為圓孔。
[0009]所述射孔彈包括圓柱體和與圓柱體呈一整體的錐面體，錐面體底部設(shè)置有臺階，臺階與頂部之間的錐面上設(shè)置有與下支撐板配合的卡槽，頂部設(shè)置有卡口。
[0010]所述射孔彈的圓柱體通過上支撐板上的圓孔套接在上支撐板上，錐面體通過下支撐板上的圓孔套接在下支撐板上，且下支撐板上的圓孔通過卡簧卡接在錐面體上的卡槽內(nèi)。
[0011]所述懸臂梁的連接槽限位在彈架管上，且通過螺釘與螺紋孔連接固定，射孔彈的卡口卡接在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)壁上。
[0012]采用本實用新型的優(yōu)點在于:
[0013]一、本實用新型主要適用于油氣井套管定面射孔，采用懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)在套管軸向截面上孔眼落在同一環(huán)面上，制造儲層射孔孔道應(yīng)力集中，有利于控制后續(xù)儲層改造的裂縫走向；采用懸臂梁式設(shè)計，懸臂梁具備足夠強度的同時，也設(shè)計套管定面的需要傾角，實現(xiàn)定面功能；懸臂梁卡在獨特設(shè)計的彈架管上實現(xiàn)鉚釘與固緊；懸臂梁式結(jié)構(gòu)能夠裝配最新技術(shù)的超深穿透射孔彈，牢靠限位；懸臂梁式套管定面射孔器使得大孔徑射孔彈與超深穿透射孔彈結(jié)合的方案最優(yōu)化，套管孔徑大，地層穿透深。
[0014]二、本實用新型采用懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)實現(xiàn)套管定面需要的傾角，而且能夠鎖緊射孔彈；彈架結(jié)構(gòu)設(shè)計獨特，能夠配合懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)，并放入其內(nèi)，而且通過連接槽和螺釘實現(xiàn)限位與鎖緊懸臂梁，也設(shè)計裝配大孔徑射孔彈；懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)上的射孔彈設(shè)計卡槽，用卡簧將其限位，用懸掛環(huán)、支撐環(huán)與彈架管連接定向；射孔槍包容整個射孔彈的彈架，射孔槍在套管內(nèi)進(jìn)行定面射孔作業(yè)；因此，本實用新型一是懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)解決套管軸向截面上同時有多個射孔孔眼，引導(dǎo)射孔孔道應(yīng)力集中，便于后續(xù)儲層改造；二是解決了傾斜裝配的射孔彈固定及鎖緊問題；三是解決套管大孔徑與儲層深穿透的裝配問題。
[0015]三、本實用新型定面結(jié)構(gòu)包括懸臂梁、上支撐板、下支撐板和射孔彈，所述上支撐板和下支撐板上均貫通設(shè)置有用于與射孔彈配合的圓孔，上支撐板和下支撐板分別與懸臂梁固定連接，射孔彈分別通過兩個圓孔套接固定在上支撐板和下支撐板上，采用此結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)在套管軸向截面上孔眼落在同一環(huán)面上，主要為儲層改造技術(shù)提供技術(shù)支撐，能夠引導(dǎo)射孔孔道應(yīng)力集中，便于儲層后續(xù)體積壓裂形成縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高油氣井單井產(chǎn)能。
[0016]四、本實用新型中，所述懸臂梁的頂面呈臺階狀結(jié)構(gòu)，在臺階狀結(jié)構(gòu)的低臺階面上設(shè)置有螺紋孔；懸臂梁的一側(cè)面上設(shè)置有連接槽，相對的另一側(cè)面為傾斜面，傾斜面上設(shè)置有向懸臂梁內(nèi)延伸的兩個傾斜槽，上支撐板和下支撐板分別卡入兩個傾斜槽內(nèi)且焊接固定，采和此結(jié)構(gòu)設(shè)計，不但能夠支撐與鎖緊射孔彈，懸臂梁上傾角設(shè)計能夠控制射孔孔射流在套管軸向截面上定面，實現(xiàn)弓I導(dǎo)孔道應(yīng)力集中，有利于控制后續(xù)改造裂縫走向。
[0017]五、本實用新型中，所述上支撐板和下支撐板均呈橢圓狀結(jié)構(gòu)，在橢圓狀結(jié)構(gòu)的長軸一側(cè)為一平面，另一側(cè)設(shè)置有方形槽，中心設(shè)置為圓孔，采用此結(jié)構(gòu)，上支撐板、下支撐板與懸臂梁和射孔彈的連接可靠性更高，裝配性更好。
[0018]六、本實用新型中，所述射孔彈包括圓柱體和與圓柱體呈一整體的錐面體，錐面體底部設(shè)置有臺階，臺階與頂部之間的錐面上設(shè)置有與下支撐板配合的卡槽，頂部設(shè)置有卡口，采用此結(jié)構(gòu)，解決了傾斜裝配的射孔彈固定及鎖緊問題。
[0019]七、本實用新型中，所述射孔彈的圓柱體通過上支撐板上的圓孔套接在上支撐板上，錐面體通過下支撐板上的圓孔套接在下支撐板上，且下支撐板上的圓孔通過卡簧卡接在錐面體上的卡槽內(nèi)，套管軸向截面上同時有多個射孔孔眼，便于后續(xù)儲層改造，且套管大孔徑與儲層深穿透的裝配性更好。
[0020]八、目前致密油、致密氣以及非常規(guī)油氣開發(fā)都需要進(jìn)行大型的儲層改造作業(yè)，本實用新型能夠為大型儲層改造技術(shù)提供技術(shù)支持，應(yīng)用前景較廣；主要適用于油管傳輸、電纜傳輸以及連續(xù)油管傳輸?shù)?，為非常?guī)油氣藏開發(fā)的后續(xù)儲層改造提供技術(shù)支撐。
[0021]九、與現(xiàn)有定面結(jié)構(gòu)技術(shù)相比，本實用新型由于采用了懸臂梁和支撐板的結(jié)構(gòu)方式，懸臂梁上設(shè)計了套管定面射孔的傾斜角度，角度調(diào)整靈活，且結(jié)構(gòu)強度高，射孔彈鎖緊穩(wěn)固；能夠裝配最新射孔彈技術(shù)，實現(xiàn)最大的定面射孔效果；加工簡單，可以批量生產(chǎn)，裝配簡易。
[0022]綜上，本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)套管定面功能，具備懸臂梁強度高及能夠提供套管定面需要的傾角，彈架結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，滿足了應(yīng)用最新射孔彈技術(shù)的大孔徑射孔彈和超深穿透射孔彈。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖2為本實用新型彈架結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖3為本實用新型彈架管360度展開圖
[0026]圖4為本實用新型定面結(jié)構(gòu)示意圖
[0027]圖5為本實用新型懸臂梁主視結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖6為圖5右視圖
[0029]圖7為圖5俯視圖
[0030]圖8為上支撐板結(jié)構(gòu)示意圖
[0031]圖9為下支撐板結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖10為射孔彈結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖中標(biāo)記為:1、懸臂梁；2、射孔彈；3、上支撐板；4、下支撐板；5、卡簧；6、圓孔；7、螺紋孔；8、連接槽；9、傾斜槽；10、平面；11、方形槽；12、圓柱體；13、錐面體；14、臺階；15、卡槽；16、射孔槍；17、懸掛環(huán)；18、彈架管；19、支撐環(huán)；20、螺釘；21、套管；22、大孔徑射孔彈。

【具體實施方式】
[0034]實施例1
[0035]一種懸臂梁式套管定面射孔器，包括射孔槍16、彈架結(jié)構(gòu)和定面結(jié)構(gòu)，所述彈架結(jié)構(gòu)設(shè)置在射孔槍16內(nèi)，彈架結(jié)構(gòu)包括懸掛環(huán)17、彈架管18和支撐環(huán)19，彈架管18 —端與懸掛環(huán)17固定連接，另一端與支撐環(huán)19固定連接，彈架管18上設(shè)置有大孔徑射孔彈22和定面結(jié)構(gòu)安裝孔，定面結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)；定面結(jié)構(gòu)包括懸臂梁1、上支撐板3、下支撐板4和射孔彈2，所述上支撐板3和下支撐板4上均貫通設(shè)置有用于與射孔彈2配合的圓孔6，上支撐板3和下支撐板4分別與懸臂梁I固定連接，射孔彈2分別通過兩個圓孔套接固定在上支撐板3和下支撐板4上。
[0036]本實用新型中，所述懸臂梁I的頂面呈臺階狀結(jié)構(gòu)，在臺階狀結(jié)構(gòu)的低臺階面上設(shè)置有螺紋孔7 ;懸臂梁I的一側(cè)面上設(shè)置有連接槽8，相對的另一側(cè)面為傾斜面，傾斜面上設(shè)置有向懸臂梁I內(nèi)延伸的兩個傾斜槽9，上支撐板3和下支撐板4分別卡入兩個傾斜槽9內(nèi)且焊接固定。
[0037]本實用新型中，所述上支撐板3和下支撐板4均呈橢圓狀結(jié)構(gòu)，在橢圓狀結(jié)構(gòu)的長軸一側(cè)為一平面10，另一側(cè)設(shè)置有方形槽11，中心設(shè)置為圓孔6。
[0038]本實用新型中，所述射孔彈2包括圓柱體12和與圓柱體12呈一整體的錐面體13，錐面體12底部設(shè)置有臺階14，臺階14與頂部之間的錐面上設(shè)置有與下支撐板4配合的卡槽15，錐面體12頂部設(shè)置有卡口。
[0039]本實用新型中，所述射孔彈2的圓柱體12通過上支撐板3上的圓孔6套接在上支撐板3上，錐面體13通過下支撐板4上的圓孔6套接在下支撐板4上，且下支撐板4上的圓孔6通過卡簧5卡接在錐面體13上的卡槽15內(nèi)。
[0040]本實用新型中，所述懸臂梁的連接槽8限位在彈架管18上，且通過螺釘20與螺紋孔7連接固定，射孔彈2的卡口卡接在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)壁上。
[0041]以下對本實用新型做進(jìn)一步說明:
[0042]懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)連接如下:將上支撐板3卡入懸臂梁I的傾斜槽內(nèi)，并焊接；將下支撐板4卡入懸臂梁2的傾斜槽內(nèi)，并焊接；將射孔彈2套入上支撐板3、下支撐板4內(nèi)，用卡簧5卡在射孔彈的卡槽內(nèi)。
[0043]彈架結(jié)構(gòu)連接如下:將懸掛環(huán)17按定向要求與彈架管18焊接；將彈架管18與支撐環(huán)19焊接。
[0044]懸臂梁式套管定面射孔器連接如下:
[0045]第一步，將裝有超深穿透射孔彈的懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)放入彈架結(jié)構(gòu)左邊的定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)并使懸臂梁卡入，用螺釘擰入懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)的螺紋孔內(nèi)；將大孔徑射孔彈裝入獨特設(shè)計的彈架結(jié)構(gòu)內(nèi)，并鎖緊；繼續(xù)將裝有超深穿透射孔彈的懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)放入彈架結(jié)構(gòu)右邊的孔內(nèi)并使懸臂梁卡入，用螺釘20擰入懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)的螺紋孔內(nèi)。
[0046]第二步，將裝配好懸臂梁式定面結(jié)構(gòu)和大孔徑射孔彈的獨特設(shè)計的彈架結(jié)構(gòu)整體放入射孔槍內(nèi)，并定向。
[0047]第三步，將裝配好的射孔槍通過電纜或油管等傳輸工具送入儲層套管21內(nèi)，點火射孔作業(yè)即可完成套管定面射孔。
[0048]實施例2
[0049]本實施例對本實用新型中的定面結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步說明:
[0050]懸臂梁是采用45#鋼加工而成。在方塊條上左側(cè)處切出一條長槽；在方塊頂面出切出一個臺階面；在臺階面上加工螺紋孔7 ;在方塊右面切出傾斜面；在傾斜面上切傾斜槽9。
[0051]上支撐板采用32#鋼板加工形成，具有對稱性。在方塊板上加工出橢圓邊；在橢圓的左邊去邊形成；在橢圓的右邊切出方形槽；在方塊板中心切出圓孔。
[0052]下支撐板采用32#鋼板加工形成。在方塊板上切割出橢圓邊；在橢圓邊左邊切去邊；在橢圓邊右側(cè)切出方形槽；在方塊板中心加工圓孔。
[0053]射孔彈采用45#圓鋼車削形成。在圓鋼上車削平兩端。在圓鋼上車出圓柱體；在圓柱體上端車出錐面體；在錐面體上車出臺階和卡槽。
【權(quán)利要求】
1.一種懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:包括射孔槍(16)、彈架結(jié)構(gòu)和定面結(jié)構(gòu)，所述彈架結(jié)構(gòu)設(shè)置在射孔槍(16)內(nèi)，彈架結(jié)構(gòu)包括懸掛環(huán)(17)、彈架管(18)和支撐環(huán)(19)，彈架管(18)—端與懸掛環(huán)(17)固定連接，另一端與支撐環(huán)(19)固定連接，彈架管(18)上設(shè)置有大孔徑射孔彈(22)和定面結(jié)構(gòu)安裝孔，定面結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)；定面結(jié)構(gòu)包括懸臂梁(I)、上支撐板(3)、下支撐板(4)和射孔彈(2)，所述上支撐板(3)和下支撐板(4)上均貫通設(shè)置有用于與射孔彈(2)配合的圓孔(6)，上支撐板(3)和下支撐板(4)分別與懸臂梁(I)固定連接，射孔彈(2)分別通過兩個圓孔(6)套接固定在上支撐板(3)和下支撐板(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:所述懸臂梁(I)的頂面呈臺階狀結(jié)構(gòu)，在臺階狀結(jié)構(gòu)的低臺階面上設(shè)置有螺紋孔(7);懸臂梁(I)的一側(cè)面上設(shè)置有連接槽(8)，相對的另一側(cè)面為傾斜面，傾斜面上設(shè)置有向懸臂梁(I)內(nèi)延伸的兩個傾斜槽(9 )，上支撐板(3 )和下支撐板(4 )分別卡入兩個傾斜槽內(nèi)且焊接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:所述上支撐板(3)和下支撐板(4)均呈橢圓狀結(jié)構(gòu)，在橢圓狀結(jié)構(gòu)的長軸一側(cè)為一平面(10)，另一側(cè)設(shè)置有方形槽(11)，中心設(shè)置為圓孔(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:所述射孔彈(2)包括圓柱體(12)和與圓柱體(12)呈一整體的錐面體(13)，錐面體(13)底部設(shè)置有臺階(14)，臺階(14)與頂部之間的錐面上設(shè)置有與下支撐板(4)配合的卡槽(15)，錐面體(13)頂部設(shè)置有卡口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:所述射孔彈(2)的圓柱體(12)通過上支撐板(3)上的圓孔(6)套接在上支撐板(3)上，錐面體(13)通過下支撐板(4)上的圓孔(6)套接在下支撐板(4)上，且下支撐板(4)上的圓孔(6)通過卡簧(5)卡接在錐面體(13)上的卡槽(15)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的懸臂梁式套管定面射孔器，其特征在于:所述懸臂梁的連接槽(8)限位在彈架管(18)上，且通過螺釘(20)與螺紋孔(7)連接固定，射孔彈(2)的卡口卡接在定面結(jié)構(gòu)安裝孔內(nèi)壁上。
【文檔編號】E21B43/116GK204186360SQ201420563296
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】唐凱, 陳華彬, 陳鋒, 郭曉燕, 陳建波, 歐躍強 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司