高射孔密度射孔枪的制作方法

本发明涉及用于对地层射孔的装置以及方法。

背景技术：

从与地层中的一个或多个油气层相交的下套管的井筒生产比如油和天然气的碳氢化合物。这些碳氢化合物通过下套管的井筒中的射孔流动至井筒中。通常使用射孔枪构成射孔，所述射孔枪通常包括钢管“承载件”，挂靠在所述承载件的内部上的装药管，并且具有设置于所述装药管中的聚能装药。在电线、钢丝、油管、挠性油管、或者其它输送装置上使射孔枪下降至井筒中直至它邻近于碳氢化合物生产层。此后，地表信号启动与射孔枪相关联的发火头，其接着引爆聚能装药。聚能装药的爆炸所形成的射流或者喷射流穿透套管，从而容许地层流体流动通过射孔并且流动至采油管柱中。

在某些情况下，在产油层内形成相对大量的射孔可能是可取的。更一般地说，可能存在需要能够提供高密度的射孔喷射流的工具的活动，比如与井报废有关。本发明致力于解决对可提供高射孔密度的射孔枪的需要。

技术实现要素：

在多个方面中，本发明提供一种具有高射孔密度特征的射孔枪。所述射孔枪可包括：承载件；设置于所述承载件内部的装药管；沿所述装药管以及起爆管轴向地分布的多组聚能装药，这些聚能装药中的每一聚能装药都被支撑于所述装药管中的开口处；以及多个引爆索，所述多个引爆索中的每一引爆索连接至每一组聚能装药中的一个聚能装药。

应当理解的是，已经相当概括地总结了本发明的某些特征，以便使得可更好地理解本发明的以下具体描述，以及以便使得可理解对现有技术的贡献。当然存在本发明的另外的特征，其将在下文中被描述并且其将在某些情况下形成所附权利要求的主题。

附图说明

为了对本发明的具体的理解，应当结合附图参考以下具体描述，其中相同的元件被赋予相同的编号，其中：

图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的射孔枪的端视图；

图2示意性地示出图1的实施例的剖视图；

图3示意性地示出现有技术的射孔枪的侧视图；

图4示意性地示出根据本发明的一个实施例的射孔枪的等距视图；以及

图5示意性地示出包括根据本发明的射孔工具的完井系统。

具体实施方式

本发明涉及用于对与井筒相交的地层射孔的装置以及方法。本发明可以具有不同形式的实施例。在附图中示出并且将在本文中具体地描述本发明的特定的实施例，应当理解的是，本发明将被认为是本发明的原则的示例，并且并不用来将本发明限于在本文中所示出和描述的。

现在参考图1和2，示出根据本发明的射孔枪100的一个实施例。射孔枪100可包括承载件102，其具有用于容置装药管104以及起爆管106的孔103。装药管104以及起爆管106各自可分别包括用于支撑聚能装药112的开口108和110。在一个实施例中，承载件102、装药管104、以及起爆管106可被形成为由合适的材料(比如金属)所构成的同心管状件。然而，应当理解的是，还可使用其它构造，比如条带。

如在图2中最好地看到的，聚能装药112可具有传统设计并且包括具有敞开的端部118以及封闭的端部120的外壳116。柱122可形成于封闭的端部120处并且被形成为与引爆索124(图1)连接。装药管开口108在敞开的端部118处支撑聚能装药112。聚能装药112的敞开的端部118可用夹子固定、用螺钉固定、或者以其它方式固定于装药管开口108内。

起爆管开口110在封闭的端部120处容置聚能装药112并且支撑柱122与引爆索124(图1)之间的连接。在某些实施例中，起爆管开口110具有合适的大小以容置柱122，柱122可使用比如一个或多个可弯曲的接片或者装药夹等部件固定至起爆管110。

在所示实施例中，六组聚能装药112沿装药管104轴向地分布。每一组具有五个聚能装药112，这五个聚能装药112沿横向于射孔枪100或者射孔枪100的一个构件(例如，承载件102)的纵向轴线128的平面126按周向分布。相邻组的聚能装药112的角位置具有相位移。即，相邻组的聚能装药112径向地指向不同的方向。该角度偏置使得一个组的两个聚能装药112之间的空间能够被相邻组的一个聚能装药112部分地占据。按照此方式按周向偏置聚能装药112的角位置增加了可被封装于射孔枪100的内部体积内的聚能装药112的数量。当然，可根据射孔枪100的大小以及构造在每一平面126处使用更多组或者更少组的聚能装药112。同样地，在每一组内可使用更多的或更少的数量的聚能装药112。

如在图1中更好地看到的，在实施例中，独立地引爆预定组的各聚能装药112。例如，一个组的每一聚能装药112连接至单独的引爆索124。在所示实施例中，存在五个引爆索124，其以平行方式穿过起爆管106的内孔130。每一引爆索124按照弹道学原理连接至每一组聚能装药112中的一个聚能装药112，以使得引爆索124所释放的能量被传递至聚能装药112并且引爆聚能装药112。引爆索124可成波浪形或者弯曲，以便适应相继的聚能装药112的相位移。

在其它实施例中，可通过共同的引爆索124引爆给定组的聚能装药112。更一般地，可使用能使聚能装药112远离工具轴线、径向地向外移动的任何引爆机构。

参考图3，传统的聚能装药20倾向于更靠近于射孔枪24的中心线或者工具轴线22布置。靠近于工具轴线22定位这些聚能装药20使得单个引爆索26能够引爆所有聚能装药20。这种定位减小了聚能装药20可沿其布置的周向面积并且因此限制可被封装至射孔枪的给定的体积中的聚能装药的总数量。

如图4中所示，本发明的实施例从工具轴线128(图2)进一步径向地向外定位聚能装药112，这增加了周向面积的量，聚能装药112可沿所述周向面积分布以及布置于一横向平面上。因此，增加可被封装至射孔枪100的给定的体积中的聚能装药112的数量。

参考图5，示出设置于目标地层32之上的井构造和/或油气开采设备30。设备30可为适于钻井、完井或者检修井筒12的陆基钻机或者海上钻机。设备30可包括已知的装备和结构，比如在地面42处的平台40、井口装置44、以及套管46。悬挂于井筒12内的工作管柱48被用来将工具输送至井筒12中以及输送离开井筒12。工作管柱48可包括通过挠性油管注入器(未示出)注入的挠性油管50。其它工作管柱可包括油管、钻杆、钢丝绳、钢丝、或者其它任何已知的运输装置。工作管柱48可包括遥测线路或者其它信号/电力传输介质，其建立从地面至连接至工作管柱48的一个端部的工具的单向或双向遥测通信。合适的遥测系统(未示出)可为已知类型，如泥浆脉冲、电信号、声系统、或者其它合适的系统。表面控制单元(例如，电源和/或发射电路开关)54可用来监测和/或操作连接至工作管柱48的工具。射孔枪100联接至工作管柱48的一个端部。射孔枪100可包括引爆所述引爆索124(图1)的一个或多个引爆装置60。

在一个使用模式中，射孔枪100可被输送至井筒12中并且被定位于所期望的深度处。此后，传输合适的信号来启动一个或多个引爆装置60，其接着点燃射孔枪100。聚能装药112所形成的射流可执行许多功能，包括，但不限于，对地层或者井筒管状件(比如套管或者衬管)射孔。这些射流还可用来切断井筒管状件，以使得可将管状件从井筒12抽出。

为了示例说明以及解释说明的目的，以上描述涉及本发明的特定实施例。然而，对于本发明所属领域的技术人员而言，显而易见的是，以上所阐述的实施例的很多修改以及改变为可能的，而不脱离本发明的范围。以下权利要求应当被解释为包含所有这样的修改以及改变。