射孔装置以及使用其射孔的方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]在页岩气藏水平井的增产改造中，依靠电力而坐封的桥塞和电缆射孔的联作是一种的方法。在这种方法中，首先需要将桥塞、电力桥塞坐封工具和电缆射孔枪连到管串上并一起入井中。当管串进入水平段后借助向井内泵送的液体，将桥塞坐封工具及桥塞、射孔枪送至目的层段，然后电缆通电，启动桥塞坐封工具。桥塞坐封后丢手并且上提射孔枪至射孔位置，电缆再次通电进行射孔，然后再进行压裂施工。
[0003]在这种方法中，需要使用电力实现桥塞坐封，这给施工的带来一定的不确定行。此夕卜，这种方法所使用的装置也比较复杂，造成施工成本较高。
【发明内容】
[0004]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。本发明还涉及使用这种射孔装置射孔的方法。
[0005]根据本发明的第一方面，提出了一种射孔装置，包括与电力射孔器、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，之后给射孔器通电而进行射孔。
[0006]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。
[0007]在一个实施例中，射孔器包括设置在上游部分的电缆接头和设置在电缆接头下游的射孔枪。在一个优选的实施例中，射孔器包括串联设置的多个射孔枪，并且相邻的射孔枪通过转换短节相连。通过设置多个射孔枪，能够提高射孔效率，从而缩短施工时间。转换短节能够方便地将多个射孔枪首尾串联起来，从而能够根据实际工况调整射孔枪的数量。
[0008]在一个实施例中，在电缆接头和射孔枪之间还设置有用于确定射孔装置的井下位置的定位器。在一个优选的实施例中，定位器为磁定位器。在射孔装置下入井内的过程中，磁定位器能够识别套管接箍的位置，并且能够将该位置传输给地面控制器，从而方便地确定射孔装置的井下位置。
[0009]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。
[0010]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周围井筒的液压力，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。
[0011]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。
[0012]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:
[0013]步骤一:将所述射孔装置下入套管内到预定位置；
[0014]步骤二:向油套环空内注入液体并坐封桥塞，剪断第一剪钉并将射孔器上提至射孔位置；
[0015]步骤三:给射孔器通电，进行射孔；
[0016]步骤四:射孔结束后，将所述射孔装置提出井口 ；
[0017]步骤五:重复步骤一到四，完成射孔施工。
[0018]在一个实施例中，在步骤一中，通过磁定位器确定在射孔装置下入过程中所经过的套管接箍的位置来实现射孔装置的定位。
[0019]在本申请中，用语“上游”是指朝向地面的方向，用语“下游”是指与上游相反的方向。
[0020]与现有技术相比，本发明的优点在于，本发明的射孔装置使用液力实现桥塞坐封、丢手，不再使用雷管、火药等火工品，大大提高了施工的安全性，降低了施工组织难度及施工成本。此外，本发明使用了桥塞进行封堵，机械封堵可靠性好，有利于降低施工成本。在射孔装置上设置定位器能够准确控制射孔装置的井下位置，以对所希望的地层进行射孔。
【附图说明】
[0021]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0022]图1是根据本发明的射孔装置的整体示意图；
[0023]图2是根据本发明的射孔器第一实施例的结构示意图；
[0024]图3是根据本发明的射孔器第二实施例的结构示意图；
[0025]图4是根据本发明的桥塞坐封工具的结构示意图；
[0026]图5是图4中的A部分的放大视图。
[0027]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0028]下面将接合附图对本发明作进一步说明。
[0029]图1示意性地显示了根据本发明的射孔装置100。在该实施例中，射孔装置100包括与通过电缆I1相连的电力射孔器102、桥塞坐封工具200以及由桥塞坐封工具200驱动的桥塞50。射孔器102、桥塞坐封工具200以及桥塞50依照从上游到下游的顺序依次装配，并且射孔器102和桥塞坐封工具200之间通过螺纹连接，方便射孔装置100的装配。在桥塞坐封工具200和桥塞50通过第一剪钉103 (如图4所示)将两者相连。
[0030]图2显示了本发明的射孔器102的第一实施例。射孔器102包括设置在上游部分的电缆接头111和设置在电缆接头111下游的射孔枪112。射孔枪112使用电力引爆而实现射孔。在一个优选的实施例中，如图3所示，为了提高射孔效率，射孔器102包括串联设置的多个射孔枪(例如两个射孔枪112、112’)，并且相邻的射孔枪通过转换短节113相连。转换短节113能够方便地将多个射孔枪首尾串联起来，从而能够根据实际工况调整射孔枪的数量。下游的转换短节113’可用于与桥塞坐封工具200相连。
[0031]为了能精确控制射孔装置100在井下为位置，在射孔器102上电缆接头111和射孔枪112之间还设置有定位器104，如图2和3所示。在一个优选的实施例中，定位器104为磁定位器。磁定位器通常由装在铜质外壳内的永久磁铁和线圈组成。在将射孔装置100下入井内的过程中，磁定位在井中移动经过套管接箍时，由于接箍处套管加厚，改变了磁铁周围磁场的分布，使穿过线圈的磁通量变化而产生感应电动势。记录感应电流的大小，将得到一条套管接箍曲线。根据套管接箍曲线，配合放射性测井曲线可以准确确定井中射孔位置。应注意地是，虽然图2和图3中显示为，定位器104设置在射孔器102上，但是实际上定位器104可以设置在射孔装置100的任何适当的位置处。
[0032]图4示意性地显示了串联设置的两个桥塞坐封工具20和40。这两个桥塞坐封工具的结构大体相同，下面仅以上游的桥塞坐封工具20为例进行描述。
[0033]桥塞坐封工具20包括固定设置的中心管21，套接在中心管21外的活塞筒22。在中心管21