专利名称：一种低温燃气压裂装置的制作方法
技术领域：
本发明属于油田开发领域，涉及一种用于在中低渗透油气层进行燃气压裂，或者用于近井带解堵的装置。
背景技术：
燃气压裂装置(技术)以其施工简便、增产增注效果明显已经在油田推广应用，其基本组成为点火系统、有壳或无壳的燃气压裂药柱、连接扶正系统。其工作原理为通过电缆或油管将整体装置传输到油层施工段，点火引发药柱产生大量高温高压气体，沿射孔进入地层，在地层中产生大量不受地应力约束的随机裂缝，连通地层原始孔隙，提高近井带渗流能力或解堵的目的。现有燃气压裂装置的缺陷为1.所用装药燃烧温度大于2500°C，对油套管会造成烧熔，在高压下发生变形；2.现有无壳燃气压裂装置药柱直接与套管内壁接触，无遮挡，燃烧高温直接作用于套管内壁，对套管尤其是射孔段烧蚀严重；3.有壳燃气压裂装置考虑到装置内火药密封防水，在装置外壳开有很多泄气小孔。泄气过程长，影响对地层的压力加载时间，地层岩石压力加载时间长则产生的新生裂缝少，并且影响形成裂缝的随机性。
发明内容为克服现有技术中存在的推进剂药柱对油套管会造成烧熔、无壳推进剂药柱直接与套管内壁接触使得套管尤其是射孔段烧蚀变形严重，以及在有壳燃气压裂装置上的泄气孔不合理的不足，本发明提出了一种低温燃气压裂装置。本发明包括转换接头、低温推进剂药柱、中心连接管、封堵头、壳体、泄压孔、引鞋及点火药。在壳体上有两个对称分布的泄压孔，所述泄压孔的长度略小于低温推进剂药柱的长度。中心连接管位于壳体内，并且该中心连接管上端与位于壳体顶端的转换接头连接，该中心连接管下端与封堵头连接。引鞋固定在壳体下端。低温推进剂药柱位于壳体内并浇注在中心连接管上。点火药位于中心连接管内。所述低温推进剂药柱的燃烧温度为600 800。。。低温推进剂药柱的外径与壳体的内径相同，当低温推进剂药柱装入壳体后，两者之间间隙配合。所述壳体的上端有连接转换接头的内螺纹，所述壳体的下端有连接引鞋的外螺纹。所述转换接头的小直径端位于中心连接管内，并与该中心连接管通过螺纹连接。所述转换接头的大直径端有与壳体配合的外螺纹。本发明中，推进剂药柱采用燃烧温度为600 800°C的低温推进剂，从根本上解决了燃烧温度高的问题。同时，本发明从装置结构上将有壳装置及无壳装置巧妙的结合，利用大的泄气孔使高压气体无障碍排出，不影响地层压力加载时间。壳体部分可以有效减少低温推进剂燃烧对套管产生的短暂烧蚀，最大限度减少了燃烧热对套管强度的影响。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果1.使用的低温推进剂从根本上解决燃烧温度高的问题。2.将有壳装置及无壳装置相结合，利用大的泄气孔使高压气体无障碍排出，不影响地层压力加载时间。壳体部分能够有效减少低温推进剂燃烧对套管产生的短暂烧蚀，最大限度减少了燃烧热对套管强度的影响。
图1是低温燃气压裂装置的结构示意图；图2是壳体的结构示意图。图中1.转换接头 2.低温推进剂药柱 3.中心连接管4.密封槽 5.封堵头6.壳体7.泄压孔8.弓丨鞋9.外丝 10.内丝11.点火药
具体实施方式
本实施例是一种低温燃气压裂装置，包括转换接头1、低温推进剂药柱2、中心连接管3、封堵头5、壳体6、泄压孔7、引鞋8、外丝9、内丝10及点火药11。中心连接管3位于壳体6内，并与所述壳体6同轴。中心连接管3上端的内螺纹与位于壳体6顶端的转换接头I的外螺纹配合；中心连接管3的下端的内螺纹与封堵头5的外螺纹配合。转换接头I的上端与标准的撞击点火器通过螺纹相连。引鞋8位于壳体6下端，并通过螺纹套装在壳体6上。低温推进剂药柱2位于壳体6内并浇注在中心连接管3上。点火药11位于中心连接管3内。壳体6采用钢管制成，在6钢管壳体上切割出的两个对称分布的泄压孔7，该泄压孔的长度略小于低温推进剂药柱2的长度，本实施例中，泄压孔的尺寸为40 X 5800mm。所述壳体6的上端有连接转换接头的内螺纹，所述壳体6的下端有连接引鞋的外螺纹。转换接头I采用现有技术，其外形为阶梯状。所述转换接头I的小直径端位于中心连接管3内，并与该中心连接管3通过螺纹连接；所述转换接头I的大直径有与壳体6配合的外螺纹。所述低温推进剂药柱2采用西安航天化学动力厂生产的低温复合固体推进剂制成，其燃烧温度为600 800°C。所述低温推进剂药柱的用量根据低温燃气压裂装置的设计要求确定，一般为40 50公斤，本实施例中，所述低温复合固体推进剂的装填量为40公斤，低温推进剂药柱2的直径为90_，长度为6000_。所述低温推进剂药柱2的外径与壳体6的内径相同，当低温推进剂药柱2装入壳体6后，两者之间间隙配合。所述中心连接管3采用不锈钢管制成，两端有内螺纹。所述中心连接管3的长度与低温推进剂药柱2的长度相同。所述的封堵头5为钢制实心件，在该封堵头5的顶端刻有外螺纹及密封槽4。所述引鞋8的结构形状与现有技术相同。该引鞋8被套装在壳体6上，并通过螺纹固定。[0029]所述点火药11采用高热推进剂制成，其外径为15mm，长度为5000mm。工作时，点 火器引发后喷火点燃点火药，进一步引发整个低温推进剂药柱。[0030]使用时，将本实施例通过油管或电缆传输到设计施工层射孔段，通过投棒或供电 引发点火器，点火器喷火沿I转换接头中孔进入2低温推进剂药柱的3中心连接管内，点燃 11点火药，进一步逐级引发2低温推进剂药柱，产生大量高压气体由6钢管壳体上的7泄压 孔脉冲式排出，再沿射孔进入地层，压力对地层瞬间脉冲式加载，在地层中形成随机新生裂 缝，改善中低渗油层渗流条件，达到增产增注的目的。
权利要求1.一种低温燃气压裂装置，其特征在于，包括转换接头、低温推进剂药柱、中心连接管、封堵头、壳体、泄压孔、引鞋及点火药；在壳体上有两个对称分布的泄压孔；中心连接管位于壳体内，并且该中心连接管上端与位于壳体顶端的转换接头连接，该中心连接管下端与封堵头连接；引鞋固定在壳体下端；低温推进剂药柱位于壳体内并浇注在中心连接管上；点火药位于中心连接管内；所述低温推进剂药柱的燃烧温度为600 800°C。
2.如权利要求1所述低温燃气压裂装置，其特征在于，低温推进剂药柱的外径与壳体的内径相同，当低温推进剂药柱装入壳体后，两者之间间隙配合。
3.如权利要求1所述低温燃气压裂装置，其特征在于，所述泄压孔的长度略小于低温推进剂药柱的长度。
4.如权利要求1所述低温燃气压裂装置，其特征在于，所述壳体的上端有连接转换接头的内螺纹，所述壳体的下端有连接引鞋的外螺纹。
5.如权利要求1所述低温燃气压裂装置，其特征在于，所述转换接头的小直径端位于中心连接管内，并与该中心连接管通过螺纹连接；所述转换接头的大直径端有与壳体配合的外螺纹。
专利摘要一种低温燃气压裂装置，在壳体上有两个对称分布的泄压孔，所述泄压孔的长度略小于低温推进剂药柱的长度。中心连接管位于壳体内，并且该中心连接管上端与位于壳体顶端的转换接头连接，该中心连接管下端与封堵头连接。引鞋固定在壳体下端。低温推进剂药柱位于壳体内并浇注在中心连接管上。点火药位于中心连接管内。低温推进剂药柱的燃烧温度为600～800℃。本实用新型采用低温推进剂，从根本上解决了燃烧温度高的问题。同时，本实用新型从装置结构上将有壳装置及无壳装置相结合，利用大的泄气孔使高压气体无障碍排出，不影响地层压力加载时间。壳体部分可以有效减少低温推进剂燃烧对套管产生的短暂烧蚀，最大限度减少了燃烧热对套管强度的影响。
文档编号E21B43/263GK202832459SQ20122046630
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者李伟翰, 刘巧, 常海江, 薛元利 申请人:西安航天化学动力厂