专利名称：油井的射孔和酸化处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将射孔和酸化处理两项作业结合在一起的完井装置，具体地说是通过炸药爆炸驱动金属射流穿透油管、水泥层、并在周围含油岩层中射出足够深的孔道，然后再利用炸药爆轰产生的高压将酸性材料推入这个孔道，酸性材料在井下环境及井液的作用下形成液体酸，并与周围孔道壁发生反应，以完成酸化处理的完井装置，属于类。
在石油勘探和采油时，如
图1所示要对油田先进行钻井及下套管，再把套管与地层之间用水泥加固，然后把装有射孔器的射孔枪下入套管内适当深度，起爆射孔器，使其在套管和油层间打出一个通道。然而，由于射孔的压实作用，射孔污染和油层渗透能力的不同，射孔之后通常不能立即产油，或者不能得到满意的产量。因此还要进行图2所示的酸化处理，即将盐酸等液体酸注入套管中，封闭井口，用酸化车给封闭在套管中的液体酸加上一定的压力。液体酸进入射孔器射出的孔道后，与周围的岩层起反应，将射孔造成的压实层及污染层腐蚀掉，使孔道变得更粗更深，以利于岩液的顺利流出。这样处理后的油井，产量会明显增加。目前的问题是酸化处理作业消耗太大，工艺繁琐，而且对套管及井下设施有一定的腐蚀作用。
本发明之目的就是针对上述问题，提供一种具备射孔和酸化处理两种功能的完井装置，使射孔和酸化处理两项作业一次完成，这样不仅可以节省大量的人力、物力和资金，而且操作简单，对套管及井下设施无腐蚀作用。
本发明的目的是这样实现的一种具有射孔和酸化处理两种功能的完井装置，它包括普通的石油射孔器和能完成酸化处理的后效作用部分，其结构特征是在普通射孔器前方充添能在井下环境及井液作用下生成液体酸的酸性材料，以及盛装此酸性材料的前仓。
前仓底部有供射流、炸药爆轰产物及酸性材料通过的圆孔，内表面为易于酸性材料喷出的流线或折线型。前仓可为金属、粉未冶金及其它耐温材料制成。
酸性材料为在井下环境及井液作用下能生成(或形成)液体酸的材料，为低密度旋转对称块状结构，内表面留一可让射流及炸药爆轰产物通过的圆孔，外表面为流线或折线型旋转体。
或者在酸性材料外侧加一层侧向驱动隔板，侧向驱动隔板外侧与前仓内壁之间有一薄层空气间隙，其作用是让射孔器装药爆轰产生的高温高压产物先进入这层空间，使这个狭窄空间内压力急剧升高，进而推动侧向驱动隔板向内运动，而侧向驱动隔板又将这个作用传递给里面的酸性材料，使之加快向轴心运动。
另外还可以在酸性材料外侧加一薄层耐温含能材料，并安置一层薄的侧向驱动身隔板于酸性材料和含能材料之间。含能材料的作用是产生一个侧向推力，加快酸性材料向轴心运动，最后从前仓底部圆孔中喷出。
含能材料可以是耐热火药、炸药、推进剂及它们的混合物，低密度充添于前仓和惰性隔板之间。隔板可为轻金属板如铝板或其它耐温材料制成。
由于采用了上述方案，本发明具有射孔和酸化处理两项功能的完井装置，可通过在普通射孔器前方充添酸性材料来实现射孔器起爆后，驱动金属射流在油层中射孔，由于射流速度很高，它走过的途径周围(特别是酸性材料中心孔附近)就形成了一个低压区；另外射孔器中炸药的爆轰，爆轰产物迅速膨胀，导致完井装置内部压力急剧升高，这两者共同作用将酸性材料从前仓孔中挤出，充添在射流打出的孔道内。酸性材料进入孔道内后，在井下环境(高温高压)及井液的作用下，形成(或生成)液体酸，这些酸与孔道四壁作用，将射孔的污染层和压实层逐步腐蚀下来，使孔道变得更粗更深，渗透率大大提高，方便了油层中岩液的流出。这使酸化工艺大为简化，节省费用，又能避免无用酸对套管及井下设施的损害，在任何恶劣的环境中都可以轻松地实现。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是石油勘探和采油时油井射孔作业示意图。
图2是传统的酸化处理作业示意图。
图3是普通石油射孔器射孔示意图。
图4是本发明具有射孔和酸化处理两种功能的完井装置示意图。
图5是本发明带侧向驱动的完井装置示意图。
图6是本发明带侧向含能材料驱动的完井装置示意图。
图7是本发明用于完井作业的装配示意图。
图1所示，在石油采油时，要对油田钻井后下套管1，再把套管1与地层3之间用水泥层2加固，然后把射孔器5装入射孔枪4内，下插入套管1内适当深度。如图2所示，使装有炸药502的射孔器5在射孔枪4内引爆，并在管壁和油层之间射孔，射孔过程如图3所示。药型罩503被压垮，形成金属射流，穿过射孔枪4套管1及水泥层2一直深入到油层3中，打出孔道10。
图2是传统的酸化作业示意图。作业时要用封隔器8将套管封闭，将井内充满低浓度液体酸11，然后通过酸化车9向井内打压，液体酸11进入射好的孔道10中，直接与岩层3作用，将射孔的压实层和污染层腐蚀下来，使原来的孔道10不断扩大，孔道的渗透率大为改善。
图4是本发明实施例一，它包括射孔器5和后效作用部分6，其特点是在射孔器5前方装有酸性材料602和盛装此材料的前仓601，两者均为轴对称旋转体，并且同轴，中心留有圆孔，供射孔器5射流及装药502的爆轰产物通过。前仓601是轴对称旋转体，内表面为流线或折线型。酸性材料602外型也是轴对称旋转体，与前仓601同轴。
图5是本发明实施例二，其结构特点是酸性材料602置于射孔器5的前方中部，酸性材料602的外层四周置一圈薄的侧向驱动隔板6031。侧向驱动隔板6031也是轴对称的放置，并与前仓601、酸性材料602同轴。侧向驱动隔板6031外部为一层0--5毫米厚的空气隙，空气隙外罩有前仓601。当射孔器5引爆后，冲击波以8000米/秒的速度扫过射孔器5外边沿，进入前仓601和侧向驱动隔板6031之间的空气隙，并带有部分药型罩503的碎片及装药502的爆轰产物，这使前仓601和侧向驱动隔板6031之间的空间压力急剧升高，这个压力推动侧向驱动隔板6031向轴心运动，同时侧向驱动隔板6031又将这个运动传递给酸性材料602，使酸性材料602加快向轴心运动，最后从前仓601底部的圆孔中喷出。
图6是本发明实施例三，其结构特点是将酸性材料602置于射孔器5前方中部，在酸性材料602的外侧加一层薄的侧向驱动隔板6032，在侧向驱动隔板6032的外侧加一薄层侧向驱动含能材料604，侧向驱动隔板6032和侧向驱动含能材料604都是轴对称的放置，并且与前仓601、酸性材料602同轴。其作用是射孔器装药502被引爆后，冲击波在装药502中高速传播，很快到达射孔器5和侧向驱动含能材料604的边界，并以8000米/秒的速度进入侧向驱动含能材料604，同时携带部分药型罩503碎片及装药502的爆轰产物，使侧向驱动含能材料604在这个冲击作用下点火。含能材料604点火反应后，迅速膨胀，产生巨大压力，推动酸性材料602向轴心运动，最后从前仓601底部的圆孔喷出。
图7是本发明用于完井作业的装配示意图。将本发明完井装置7置入射孔枪4内，将射孔枪4放入套管1内适当深度。用封隔器8将套管密封，并用酸化车9向井内打压，以保证井筒中的压力大于岩层3中的压力(如果本来就是正压，或用其它方法可以实现正压，则密封和打压作业可以省略)。一切准备就绪，引爆完井装置7中的射孔器，开始作业。
权利要求
1.一种完井装置，包括普通射孔器5和后效作用部分6，后效作用部分6由前仓601和充添其中的酸性材料602组成，其特征是酸性材料602置于射孔器5的前方，酸性材料602外侧罩有前仓601。
2.根据权利要求1所述的完井装置，其特征是前仓601底部留一圆孔，内表面为流线或折线型，前仓601为金属材料、粉末冶金、或其它耐温材料制成。
3.根据权利要求1所述的完井装置，其特征是酸性材料602为在井下环境及井液的作用下可以生成(或形成)液体酸的材料，为低密度旋转对称块状结构，其中心留一圆孔。外表面为流线或折线型旋转体。
4.一种完井装置，包括普通射孔器5和后效作用部分6，后效作用部分6由前仓601和充添其中的酸性材料602组成，其特征是在前仓601内侧，酸性材料602外侧之间置一侧向驱动隔板6031。
5.根据权利要求4所述的完井装置，其特征是酸性材料602置于射孔器5前方中部，侧向驱动隔板6031内表面与酸性材料602外表面相贴，为流线或折线型；侧向驱动隔板6031外表面与前仓601内表面之间留有一层空气隙；侧向驱动隔板6031为轻金属板如铝板或其它耐温材料板。
6.一种完井装置，包括射孔器5和后效作用部分6，后效作用部分6由前仓601和充添其中的酸性材料602组成，其特征是在前仓601内侧和酸性材料602外侧之间加一层侧向驱动含能材料604和侧向驱动隔板6032；侧向驱动含能材料604外侧紧贴前仓601内壁，内侧与侧向驱动隔板6032外侧相贴，侧向驱动隔板6032内侧是酸性材料602 。
7.根据权利要求6所述的完井装置，其特征是侧向驱动含能材料604可以是耐温火药、炸药、推进剂及它们的混合物，侧向驱动隔板6032为轻金属板如铝板或其它耐温材料板，其内表面为流线或折线型。
全文摘要
一种可以完成射孔和酸化处理两项作业的完井装置，它包括普通射孔器和装有酸性材料的后效作用部分，其特点是将能在井下环境及井液作用下形成(或生成)液体酸的酸性材料置于射孔器的前方，利用射孔器装药爆轰产生的高压将其推入射流打出的孔道中。酸性材料在孔道中与井液反应形成液体酸，这些液体酸与孔道的污染层进行化学反应，完成酸化处理作业。本发明可以节省资金，提高作业效率，使酸化作业简单易行。
文档编号E21B43/11GK1147054SQ9511652
公开日1997年4月9日 申请日期1995年10月4日 优先权日1995年10月4日
发明者史慧生 申请人:史慧生