首页 专利交易 科技果 科技人才 科技服务 商标交易 会员权益 IP管家助手 需求市场 关于龙图腾
 /  免费注册
到顶部 到底部
清空 搜索

【发明授权】用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置_屈波_201910663040.7 

申请/专利权人:屈波

申请日:2019-07-22

公开(公告)日:2024-06-21

公开(公告)号:CN110306966B

主分类号:E21B43/263

分类号:E21B43/263

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.06.21#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.08#公开

摘要:本发明公开了一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,包括第一圆柱形筒体、圆柱形联接器、第二圆柱形筒体、环形密封组件、启爆组件;所述第一圆柱形筒体通过圆柱形联接器与第二圆柱形筒体连接;所述环形密封组件套设在圆柱形联接器、第二圆柱形筒体外;所述启爆组件固定设置在圆柱形联接器内;所述第一圆柱形筒体内依次设置有第一活塞、第二活塞;所述第二活塞上设置有推杆,所述推杆的一端贯穿设置在第二活塞的中心孔内,并且突出到中心孔外的第一活塞和第二活塞之间的区域,所述推杆的另一端贯穿设置在圆柱形联接器内;所述推杆和圆柱形联接器上配合设置有液体炸药注入通道。本发明能够安全、可控、可靠实现这一系列过程。

主权项:1.一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,该装置包括第一圆柱形筒体、圆柱形联接器、第二圆柱形筒体、环形密封组件、启爆组件;所述第一圆柱形筒体通过圆柱形联接器与第二圆柱形筒体连接;所述环形密封组件套设在圆柱形联接器、第二圆柱形筒体外;所述启爆组件固定设置在圆柱形联接器内;所述第一圆柱形筒体内依次设置有第一活塞、第二活塞,所述第一圆柱形筒体的端部和第一活塞之间形成第一压力液仓,所述第一活塞和第二活塞之间形成液体炸药仓,所述第二活塞与圆柱形联接器之间形成第二压力液仓;所述第二圆柱形筒体的端部与圆柱形联接器之间形成第三压力液仓;所述第二压力液仓和第三压力液仓通过圆柱形联接器上的压力液注入通道连通;所述第二活塞上设置有推杆,所述推杆的一端贯穿设置在第二活塞的中心孔内,并且突出到中心孔外的第一活塞和第二活塞之间的区域,所述推杆的另一端贯穿设置在圆柱形联接器内;所述推杆和圆柱形联接器上配合设置有液体炸药注入通道;所述环形密封组件包括第一环形活塞、第一弹性密封圈、支撑套筒、第二弹性密封圈、第二环形活塞;所述第一环形活塞、第一弹性密封圈、支撑套筒、第二弹性密封圈、第二环形活塞从左到右依次套设在圆柱形联接器和第二圆柱形筒体外;所述支撑套筒上设置有液体炸药注入孔道;所述支撑套筒为一弹性套筒,该弹性套筒的外壁表面上沿轴向设置若干个环形槽,每个环形槽内设置有直径与环形槽宽度相同的环形弹簧;所有环形槽在相同的相位点上设置有径向通孔,所述径向通孔内设置有直径与径向通孔直径相同的径向弹簧;所述推杆的轴向上设置有第一液体炸药注入孔道,所述圆柱形联接器的径向上设置有第二液体炸药注入孔道,所述第一液体炸药注入孔道和第二液体炸药注入孔道匹配后构成液体炸药注入通道;所述圆柱形联接器的轴向上分别设置有用于将第二压力液仓内压力液注入的第一压力液注入孔道和第二压力液注入孔道,所述第二压力液注入孔道与第三压力液仓连通;所述圆柱形联接器的外壁沿轴向还设置有流液槽,所述流液槽用于连通第二液体炸药注入孔道和支撑套筒的径向通孔,所有环形槽上的径向通孔在轴向形成一排与流液槽正对;所述启爆组件包括包括外壳、雷管、导向钢柱、导爆索、射孔弹,所述外壳的腔体内设置雷管,并且通过定位销固定在外壳内;所述导向钢柱通过剪切销固定在外壳的左侧,并且所述导向钢柱上面向雷管的一侧设置有撞针,所述雷管通过导爆索与射孔弹连接;所述雷管的外部套设有保护套,用于装载和固定雷管。

全文数据:用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置技术领域本发明属于油气田完井技术领域,具体涉及一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置。背景技术目前,在石油天然气非常规页岩储藏开采以及其它常规高质密低渗透油气田的开采作业中,在完井过程中,水力压裂成为获得工业流量的关键手段。然而水力压裂费用高昂,其费用已占到整个完井费用的50%以上,而在缺水油田压裂费用更高,加之水力压裂对水资源的大量耗费和对环境污染,造成很多负面社会影响;而在一些地形复杂的油气田,大型水力压裂车位移困难,也限制了这些地区油气的开发。油气储层爆炸压裂是最具潜力替代水力压裂的技术方案。发明内容有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置。为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:本发明实施例提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,该装置包括第一圆柱形筒体、圆柱形联接器、第二圆柱形筒体、环形密封组件、启爆组件;所述第一圆柱形筒体通过圆柱形联接器与第二圆柱形筒体连接;所述环形密封组件套设在圆柱形联接器、第二圆柱形筒体外;所述启爆组件固定设置在圆柱形联接器内;所述第一圆柱形筒体内依次设置有第一活塞、第二活塞,所述第一圆柱形筒体的端部和第一活塞之间形成第一压力液仓,所述第一活塞和第二活塞之间形成液体炸药仓,所述第二活塞与圆柱形联接器之间形成第二压力液仓;所述第二圆柱形筒体的端部与圆柱形联接器之间形成第三压力液仓;所述第二压力液仓和第三压力液仓通过圆柱形联接器上的压力液注入通道连通;所述第二活塞上设置有推杆,所述推杆的一端贯穿设置在第二活塞的中心孔内,并且突出到中心孔外的第一活塞和第二活塞之间的区域,所述推杆的另一端贯穿设置在圆柱形联接器内;所述推杆和圆柱形联接器上配合设置有液体炸药注入通道。上述方案中,所述推杆的轴向上设置有第一液体炸药注入孔道,所述圆柱形联接器的径向上设置有第二液体炸药注入孔道,所述第一液体炸药注入孔道和第二液体炸药注入孔道匹配后构成液体炸药注入通道。上述方案中,所述圆柱形联接器的轴向上分别设置有用于将第二压力液仓内压力液注入的第一压力液注入孔道和第二压力液注入孔道,所述第二压力液注入孔道与第三压力液仓连通。上述方案中,所述环形密封组件靠近第一圆柱形筒体的一端设置有与第一压力液注入孔道连通的第一间隙,靠近第二圆柱形筒体的一端设置有与第三压力液仓连通的第二间隙。上述方案中,所述环形密封组件包括第一环形活塞、第一弹性密封圈、支撑套筒、第二弹性密封圈、第二环形活塞;所述第一环形活塞、第一弹性密封圈、支撑套筒、第二弹性密封圈、第二环形活塞从左到右依次套设在圆柱形联接器和第二圆柱形筒体外;所述支撑套筒上设置有液体炸药注入孔道。上述方案中,所述支撑套筒为一弹性套筒,该弹性套筒的外壁表面上沿轴向设置若干个环形槽,每个环形槽内设置有直径与环形槽宽度相同的环形弹簧;所有环形槽在相同的相位点上设置有径向通孔,所述径向通孔内设置有直径与径向通孔直径相同的径向弹簧。上述方案中,所述圆柱形联接器的外壁沿轴向还设置有流液槽,所述流液槽用于连通第二液体炸药注入孔道和支撑套筒的径向通孔,所有环形槽上的径向通孔在轴向形成一排与流液槽正对。上述方案中,所述圆柱形联接器上还设置有与第一压力液注入孔道连通的泄压阀。上述方案中,所述第二圆柱形筒体内设置顶杆,所述顶杆的一端与圆柱形联接器通过螺纹连接,另一端贯穿第二圆柱形筒体并且与其端部中心孔配合设置。上述方案中,所述启爆组件包括包括外壳、雷管、导向钢柱、导爆索、射孔弹,所述外壳的腔体内设置雷管,并且通过定位销固定在外壳内;所述导向钢柱通过剪切销固定在外壳的左侧,并且所述导向钢柱上面向雷管的一侧设置有撞针,所述雷管通过导爆索与射孔弹连接。与现有技术相比,本发明实现了在液体炸药高压注入地层过程中,先以液体炸药为压裂液,对地层进行预压裂造缝,将液体炸药注入地层裂缝之中,完成注入并在保持高压注入的工况条件下此时地层裂缝未复合自动启爆,完成对地层的爆炸压裂;本发明能够安全、可控、可靠实现这一系列过程。附图说明图1为本发明实施例提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置的结构示意图;图2为本发明实施例提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置中支撑套筒的剖视图;图3为本发明实施例提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置中支撑套筒的立体图;图4为本发明实施例提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置中起爆组件的结构示意图;图5为本发明实施例提供另一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置的结构示意图;其中,1-第一圆柱形筒体、2-圆柱形联接器、3-第二圆柱形筒体、4-环形密封组件、5-启爆组件、6-上接头、7-引向头、11-第一活塞、12-第四活塞、13-第一压力液仓、14-液体炸药仓、15-第二压力液仓、16-缸筒、21-第二液体炸药注入孔道、22-第一压力液注入孔道、23-第二压力液注入孔道、24-第一间隙、25-中间接头、26-第一空心钢柱、27-第二空心钢柱、28-第三空心钢柱、29-流液槽、31-第三压力液仓、32-第二间隙、33-顶杆、41-第一环形活塞、42-第一弹性密封圈、43-支撑套筒、44-第二弹性密封圈、45-第二环形活塞、51-外壳、52-雷管、53-导向钢柱、54-导爆索、55-射孔弹、71-压紧螺栓、221-泄压阀、261-第三压力液注入孔道、271-第四压力液注入孔道、431-环形槽、432-径向通孔、511-定位销、521-保护套、531-剪切销、532-撞针、12111-径向孔、4311-环形弹簧、4321-径向弹簧。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。需要理解的是,本发明的以下实施方式中所提及的“左”、“右”均以各图所示的方向为基准,这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明,并不代表对本发明具体技术方案的限制。本发明实施例提供一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,如图1-4所示,该装置包括第一圆柱形筒体1、圆柱形联接器2、第二圆柱形筒体3、环形密封组件4、启爆组件5;所述第一圆柱形筒体1通过圆柱形联接器2与第二圆柱形筒体3连接;所述环形密封组件4套设在圆柱形联接器2、第二圆柱形筒体3外;所述启爆组件5固定设置在圆柱形联接器2内;所述第一圆柱形筒体1内依次设置有第一活塞11、第二活塞12,所述第一圆柱形筒体1的端部和第一活塞11之间形成第一压力液仓13,所述第一活塞11和第二活塞12之间形成液体炸药仓14,所述第二活塞12与圆柱形联接器2之间形成第二压力液仓15;所述第二圆柱形筒体3的端部与圆柱形联接器2之间形成第三压力液仓31;所述第二压力液仓15和第三压力液仓31通过圆柱形联接器2上的压力液注入通道连通;所述第二活塞12上设置有推杆121,所述推杆121的一端贯穿设置在第二活塞12的中心孔内,并且突出到中心孔外的第一活塞11和第二活塞12之间的区域,所述推杆121的另一端贯穿设置在圆柱形联接器2内;所述推杆121和圆柱形联接器2上配合设置有液体炸药注入通道。通过对所述第一压力液仓13内不断高压注入压力液,产生驱动压力,驱动第一活塞11向右位移;通过所述液体炸药仓14内存储的液体炸药,传递驱动压力,推动第二活塞12向右位移;同时,驱动压力通过所述第二压力液仓15内存储的压力液,驱动环形密封组件4位移。所述推杆121的轴向上设置有第一液体炸药注入孔道1211,所述圆柱形联接器2的径向上设置有第二液体炸药注入孔道21,所述第一液体炸药注入孔道1211和第二液体炸药注入孔道21匹配后构成液体炸药注入通道。在所述第一活塞11向右位移的过程中,对液体炸药仓14内的液体炸药施加压力,液体炸药通过推杆121的第一液体炸药注入孔道1211注入,只有在第一液体炸药注入孔道1211与第二液体炸药注入孔道21导通时,液体炸药才从第一液体炸药注入孔道1211注入到第二液体炸药注入孔道21。所述推杆121内的第一液体炸药注入孔道1211的右端设置有径向孔12111,所述径向孔12111与第一液体炸药注入孔道1211连通,当所述第二活塞12携带推杆121向右位移至径向孔12111与圆柱形联接器2上的第二液体炸药注入孔道21对准后,所述第一液体炸药注入孔道121、径向孔12111和第二液体炸药注入孔道21完全连通时,整个液体炸药注入通道才完全导通。所述圆柱形联接器2的轴向上分别设置有用于将第二压力液仓15内压力液注入的第一压力液注入孔道22和第二压力液注入孔道23,所述第二压力液注入孔道23与第三压力液仓31连通。在所述第二活塞12向右位移的过程中,对第二压力液仓15内的压力液施加压力,压力液一部分通过第一压力液注入孔道22注入对环形密封组件4的左端施加压力,一部分通过第二压力液注入孔道23注入到第三压力液仓31内,并且在持续压力作用下,所述第三压力液仓31内的压力液对环形密封组件4的右端施加压力。所述第一压力液仓13在持续注入压力液下,推动第一活塞11向右位移,所述第一活塞11向右位移的过程对液体炸药仓14内的液体炸药施加压力,这时,一部分液体炸药通过推杆121的第一液体炸药注入孔道1211注入,但是由于液体炸药注入通道未被导通,液体炸药只能高压注入到第一液体炸药注入孔道1211内,液体炸药仓14内的液体炸药只能推动第二活塞12向右位移,对位于第二压力液仓15内的压力液施加压力;所述第二压力液仓15内的压力液一部分从第一压力液注入孔道22注入,并且推动环形密封组件4向右位移,还有一部分压力液通过第二压力液注入孔道23注入到第三压力液仓31,并且推动环形密封组件4向左位移。所述环形密封组件4靠近第一圆柱形筒体1的一端设置有与第一压力液注入孔道22连通的第一间隙24,靠近第二圆柱形筒体3的一端设置有与第三压力液仓31连通的第二间隙32。所述第一压力液注入孔道22内的压力液注入到第一间隙24对环形密封组件4的左端施加压力,所述第三压力液仓31内的压力液注入到第二间隙32对环形密封组件4的右端施加压力。所述环形密封组件4包括第一环形活塞41、第一弹性密封圈42、支撑套筒43、第二弹性密封圈44、第二环形活塞45;所述第一环形活塞41、第一弹性密封圈42、支撑套筒43、第二弹性密封圈44、第二环形活塞45从左到右依次套设在圆柱形联接器2和第二圆柱形筒体3外;所述支撑套筒43上设置有液体炸药注入孔道。所述第一环形活塞41在压力液的压力下向右位移,对第一弹性密封圈42传递向右的压力,所述第二环形活塞45在压力液的压力下向左位移,对第二弹性密封圈44传递向左的压力,由于支撑套筒43位于第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44中间,所以所述第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44受到压力后产生轴向压缩和径向膨胀,最终,实现对射孔段的密封。所述支撑套筒43为一弹性套筒,该弹性套筒的外壁表面上沿轴向设置若干个环形槽431,每个环形槽431内设置有直径与环形槽431宽度相同的环形弹簧4311;所有环形槽431在相同的相位点上设置有径向通孔432,所述径向通孔432内设置有直径与径向通孔432直径相同的径向弹簧4321。所述弹性套筒上设置的环形槽431和径向通孔432就是液体炸药注入孔道,将液体炸药注入到油气储层。所述弹性套筒的两端在受到来自第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44的压力后,产生轴向压缩和径向膨胀,弹性套筒的外壁径向膨胀后,抵接井筒套管的内壁。所述弹性套筒的两端设置有限位环,阻止弹性套筒被无限轴向挤压。所述圆柱形联接器2的外壁沿轴向还设置有流液槽29,所述流液槽29用于连通第二液体炸药注入孔道21和支撑套筒43的径向通孔432,所有环形槽431内的径向通孔432在轴向形成一排与流液槽29正对。当所述第一液体炸药注入孔道1211右端的径向孔12111和第二液体炸药注入孔道21对准并且导通后,液体炸药通过第二液体炸药注入孔道21注入到流液槽29内,再通过弹性套筒上的径向通孔432、环形槽431和井筒套管上的射孔孔眼注入到油气储层。所述圆柱形联接器2上还设置有与第一压力液注入孔道22连通的泄压阀221,在环形密封组件4达到设定压力后,多余的压力液经过泄压阀221泄出,维持设定压力。所述第二圆柱形筒体3内设置顶杆33,所述顶杆33的一端与圆柱形联接器2通过螺纹连接,另一端贯穿第二圆柱形筒体3并且与其端部中心孔配合设置。当本发明将液体炸药注入并且起爆后,所述顶杆33受到液体炸药的爆炸冲力后,与圆柱形联接器2的连接断开,并且从第二圆柱形筒体3的端部滑出,这样,本发明内部处于完全泄压状态。所述启爆组件5包括包括外壳51、雷管52、导向钢柱53、导爆索54、射孔弹55,所述外壳51的腔体内设置雷管52,并且通过定位销511固定在外壳51内;所述导向钢柱53通过剪切销531固定在外壳51的左侧,并且所述导向钢柱53上面向雷管52的一侧设置有撞针532,所述雷管52通过导爆索54与射孔弹55连接。所述雷管52的外部套设有保护套521,用于装载和固定雷管52。所述第一液体炸药注入孔道1211和第二液体炸药注入孔道21导通,并且所述第一活塞11持续向右位移直至液体炸药仓14内的液体炸药全部压出后,即所述第一活塞11的右端面与推杆121突出的左端面接触,在所述第一压力液仓13内的压力液持续作用下,所述推杆121向右位移,并且其右端对导向钢柱53施加压力,在压力超过剪切销531的承载压力时,所述剪切销531断开,所述导向钢柱53向右位移,当所述导向钢柱53上的撞针532撞击到雷管52后,所述雷管52起爆,并且通过导爆索54引爆射孔弹55,所述射孔弹55起爆后产生高速高温射流,高速高温射流射穿圆柱形联接器2的筒壁并射入流液槽29,引爆流液槽29内存留的液体炸药,并通过弹性套筒的径向通孔432、环形槽431内存留的液体炸药传爆至地层,从而引爆地层裂缝中的液体炸药。在本发明的应用过程中,所述第一圆柱形筒体1、圆柱形联接器2、第二圆柱形筒体3可以采用本领域技术人员常规选择的套筒、缸筒、空心钢柱、中心钢柱等等同的部件使用。以所述第一圆柱形筒体1采用缸筒,所述圆柱形联接器2和第二圆柱形筒体3采用空心钢柱为例,本发明实施例提供另一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,如图5所示,该装置包括第一圆柱形筒体1、圆柱形联接器2、第二圆柱形筒体3、环形密封组件4、启爆组件5;所述第一圆柱形筒体1为缸筒16;所述圆柱形联接器2包括中间接头25、第一空心钢柱26、第二空心钢柱27,所述第二圆柱形筒体3为第三空心钢柱28;所述缸筒16、第一空心钢柱26、第二空心钢柱27、第三空心钢柱28从左到右依次连接,所述中间接头25设置在缸筒16和第一空心钢柱26的连接处所述环形密封组件4套设在第一空心钢柱26、第二空心钢柱27、第三空心钢柱28外;所述启爆组件5设置在第二空心钢柱27内;所述缸筒16内依次设置有上接头6、第一活塞11、第二活塞12,所述上接头6和第一活塞11之间形成第一压力液仓13,所述第一活塞11和第二活塞12之间形成液体炸药仓14,所述第二活塞12与第二空心钢柱27的左端面之间形成第二压力液仓15;所述第三空心钢柱28的端部设置引向头7。在第三空心钢柱28内所述引向头7与第二空心钢柱27的右端面之间形成第三压力液仓31;所述第二压力液仓15和第三压力液仓31通过第一空心钢柱26和第二空心钢柱27上的压力液注入通道连通;所述第二活塞12上设置有推杆121,所述推杆121的一端贯穿设置在第二活塞12的中心孔内,并且突出到中心孔外的第一活塞11和第二活塞12之间的区域,所述推杆121的另一端贯穿设置在第一空心钢柱26内;所述推杆121、第一空心钢柱26上配合设置有液体炸药注入通道。所述推杆121内的第一液体炸药注入孔道1211的右端设置有径向孔12111,所述径向孔12111与第一液体炸药注入孔道1211连通,当所述第二活塞12携带推杆121向右位移至径向孔12111与第一空心钢柱26上的第二液体炸药注入孔道21对准后,所述第一液体炸药注入孔道1211、径向孔12111和第二液体炸药注入孔道21完全连通,连通时整个液体炸药注入通道才完全导通。所述中间接头25的轴向上设置用于将第二压力液仓31内压力液注入的第一压力液注入孔道22。所述第一空心钢柱26的轴向上设置有用于将第二压力液仓31内压力液注入的第三压力液孔道261,所述第三压力液孔道261通过第二空心钢柱27上设置的第四压力液孔道271与与第三压力液仓31连通。所述第二压力液注入孔道23由设置在第一空心钢柱26的轴向上的第三压力液注入孔道261和第二空心钢柱27的轴向上的第四压力液注入孔道271组成。所述第二中心钢柱27的左右端面分别与第一中心钢柱26、第三中心钢柱28之间设置有压力液通道间隙。一部分压力液通过第三压力液注入孔道261注入到压力液通道间隙,再经过压力液通道间隙注入到第四压力液注入孔道271,最后经过第四压力液注入孔道271注入到第三压力液仓31。所述环形密封组件4与中间接头25之间设置有与第一压力液注入孔道22连通的第一间隙24,所述环形密封组件4与引向头7之间设置有与第三压力液仓31连通的第二间隙32。所述第二压力液仓15内的压力液通过第一压力液注入孔道22注入到第一间隙24对环形密封组件4的左端施加压力,所述第三压力液仓31内的压力液注入到第二间隙32对环形密封组件4的右端施加压力。所述环形密封组件4包括第一环形活塞41、第一弹性密封圈42、支撑套筒43、第二弹性密封圈44、第二环形活塞45;所述第一环形活塞41、第一弹性密封圈42、支撑套筒43、第二弹性密封圈44、第二环形活塞45从左到右依次套设在圆柱形联接器2和第二圆柱形筒体3外;所述支撑套筒43上设置有液体炸药注入孔道。所述支撑套筒43为一弹性套筒,该弹性套筒的外壁表面上沿轴向设置若干个环形槽431,每个环形槽431内设置有直径与环形槽431宽度相同的环形弹簧4311;所有环形槽431在相同的相位点上设置有径向通孔432,所述径向通孔432内设置有直径与径向通孔432直径相同的径向弹簧4321。所述弹性套筒上设置的环形槽431和径向通孔432就是液体炸药注入孔道,将液体炸药注入到油气储层。所述第二空心钢柱27的外壁沿轴向还设置有流液槽29,所述流液槽29用于连通第二液体炸药注入孔道21和支撑套筒43的径向通孔432,所有环形槽431内的径向通孔432在轴向形成一排与流液槽29正对。所述中心钢柱25上还设置有与第一压力液注入孔道22连通的泄压阀221,在环形密封组件4达到设定压力后,多余的压力液经过泄压阀221泄出,维持设定压力。所述第三空心钢柱28内设置顶杆33,所述顶杆33的一端与第二空心钢柱27通过螺纹连接,另一端贯穿引向头7的压紧螺母71。所述启爆组件5包括包括外壳51、雷管52、导向钢柱53、导爆索54、射孔弹55,所述外壳51的腔体内设置雷管52,并且通过定位销511固定在外壳51内;所述导向钢柱53通过剪切销531固定在外壳51的左侧,并且所述导向钢柱53上面向雷管52的一侧设置有撞针532,所述雷管52通过导爆索54与射孔弹55连接。所述雷管52的外部套设有保护套521。本发明实施例的各个单元自动启动先后顺序的工作过程如下:1驱动压力的产生:井上设备通过上接头6向第一压力液仓13注入压力液,推动第一活塞11向右位移,产生驱动压力F,对液体炸药仓14内的液体炸药产生压力;所述液体炸药仓14内的液体炸药对第二活塞12传递压力,位于第二压力液仓15内的压力液一方面通过第一压力液注入孔道22注入第一间隙24,对第一环形活塞41传递压力,使得第一环形活塞41向右位移;另一方面通过第三压力液注入孔道261、压力液通道间隙、第四压力液注入孔道271、压力液通道间隙、第三压力液仓31注入第二间隙32内,对第二环形活塞45传递压力,使得第二环形活塞45向左位移,此时本发明开启工作。2射孔段的密封过程启动:本发明的驱动压力产生后,所述液体炸药注入通道未导通,在此工况下,用于密封目标射孔段两侧的环形密封组件4优先自动启动。随着所述第一环形活塞41向右位移,将压力传递给第一弹性密封圈42,所述第二环形活塞45向左位移,将压力传递给第二弹性密封圈44;由于支撑套筒43位于第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44中间,在驱动压力F的持续作用下,所述第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44的轴向宽度变小,第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44向径向膨胀,直到紧密挤压到井筒套管内壁,实现对射孔段两端的耐高压密封,而且当第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44的轴向压缩变形达到设计要求的变形量时,也即保证了设计要求的密封耐压水平;所述支撑套筒43的两端在受到来自第一弹性密封圈42和第二弹性密封圈44的压力后,产生轴向压缩和径向膨胀,支撑套筒43的外壁径向膨胀后,抵接井筒套管的内壁。所述支撑套筒43的两端设置有限位环,阻止弹性套筒被无限轴向挤压。所述第二活塞12在驱动压力的持续作用下向右位移,并且直至所述第二活塞12的右端面与第一空心钢柱26的左端面接触,此时,第一液体炸药注入孔道1211上的径向孔12111与第二液体炸药注入孔道21对准并连通,此时,射孔段密封完成,液体炸药注入通道打开,液体炸药注入开始自动启动。3液体炸药注入油气储层过程的自动启动:射孔段密封完成后,液体炸药注入通道连通,这时,在所述第一活塞11的推动下,所述液体炸药仓14内的液体炸药通过推杆121内的第一液体炸药注入孔道1211、径向孔12111注入到第一空心钢柱26上的第二液体炸药注入孔道21,在驱动压力F的作用下,所述第一活塞11继续向右位移,液体炸药仓14内的液体炸药开始注入油气储层。4即时压力启爆、传爆、爆炸压裂过程的自动启动:所述第一活塞11持续向右位移直至液体炸药仓14内的液体炸药全部压出后,即所述第一活塞11的右端面与推杆121突出的左端面接触,在所述第一压力液仓13内的压力液持续作用下,所述推杆121向右位移,并且其右端对导向钢柱53施加压力,在压力超过剪切销531的承载压力时,所述剪切销531断开,所述导向钢柱53向右位移,当所述导向钢柱53上的撞针532撞击到雷管52后,所述雷管52起爆,并且通过导爆索54引爆射孔弹55,所述射孔弹55起爆后产生高速高温射流,高速高温射流射穿第二空心钢柱27的筒壁并射入流液槽29,引爆流液槽29内存留的液体炸药,并通过弹性套筒的径向通孔432、环形槽431内存留的液体炸药传爆至地层,从而引爆地层裂缝中的液体炸药。如表1所示,本发明的初步试验表明层内爆炸压裂明显好于水力压裂,层内爆炸压裂可以大幅度提高油气储层的泄流面积,显著提升油气储层与井筒之间的沟通水平,并大幅提升油气储层的采收率和单井产量。表1以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

权利要求:1.一种用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,该装置包括第一圆柱形筒体、圆柱形联接器、第二圆柱形筒体、环形密封组件、启爆组件;所述第一圆柱形筒体通过圆柱形联接器与第二圆柱形筒体连接;所述环形密封组件套设在圆柱形联接器、第二圆柱形筒体外;所述启爆组件固定设置在圆柱形联接器内;所述第一圆柱形筒体内依次设置有第一活塞、第二活塞,所述第一圆柱形筒体的端部和第一活塞之间形成第一压力液仓,所述第一活塞和第二活塞之间形成液体炸药仓,所述第二活塞与圆柱形联接器之间形成第二压力液仓;所述第二圆柱形筒体的端部与圆柱形联接器之间形成第三压力液仓;所述第二压力液仓和第三压力液仓通过圆柱形联接器上的压力液注入通道连通;所述第二活塞上设置有推杆,所述推杆的一端贯穿设置在第二活塞的中心孔内,并且突出到中心孔外的第一活塞和第二活塞之间的区域,所述推杆的另一端贯穿设置在圆柱形联接器内;所述推杆和圆柱形联接器上配合设置有液体炸药注入通道。2.根据权利要求1所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述推杆的轴向上设置有第一液体炸药注入孔道,所述圆柱形联接器的径向上设置有第二液体炸药注入孔道,所述第一液体炸药注入孔道和第二液体炸药注入孔道匹配后构成液体炸药注入通道。3.根据权利要求1或2所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述圆柱形联接器的轴向上分别设置有用于将第二压力液仓内压力液注入的第一压力液注入孔道和第二压力液注入孔道,所述第二压力液注入孔道与第三压力液仓连通。4.根据权利要求3所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述环形密封组件靠近第一圆柱形筒体的一端设置有与第一压力液注入孔道连通的第一间隙,靠近第二圆柱形筒体的一端设置有与第三压力液仓连通的第二间隙。5.根据权利要求4所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述环形密封组件包括第一环形活塞、第一弹性密封圈、支撑套筒、第二弹性密封圈、第二环形活塞;所述第一环形活塞、第一弹性密封圈、支撑套筒、第二弹性密封圈、第二环形活塞从左到右依次套设在圆柱形联接器和第二圆柱形筒体外;所述支撑套筒上设置有液体炸药注入孔道。6.根据权利要求5所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述支撑套筒为一弹性套筒,该弹性套筒的外壁表面上沿轴向设置若干个环形槽,每个环形槽内设置有直径与环形槽宽度相同的环形弹簧;所有环形槽在相同的相位点上设置有径向通孔,所述径向通孔内设置有直径与径向通孔直径相同的径向弹簧。7.根据权利要求6所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述圆柱形联接器的外壁沿轴向还设置有流液槽,所述流液槽用于连通第二液体炸药注入孔道和支撑套筒的径向通孔,所有环形槽上的径向通孔在轴向形成一排与流液槽正对。8.根据权利要求7所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述圆柱形联接器上还设置有与第一压力液注入孔道连通的泄压阀。9.根据权利要求8所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述第二圆柱形筒体内设置顶杆,所述顶杆的一端与圆柱形联接器通过螺纹连接,另一端贯穿第二圆柱形筒体并且与其端部中心孔配合设置。10.根据权利要求9所述的用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置,其特征在于,所述启爆组件包括包括外壳、雷管、导向钢柱、导爆索、射孔弹,所述外壳的腔体内设置雷管,并且通过定位销固定在外壳内;所述导向钢柱通过剪切销固定在外壳的左侧,并且所述导向钢柱上面向雷管的一侧设置有撞针,所述雷管通过导爆索与射孔弹连接。

百度查询: 屈波 用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息,力求客观、公正,但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解,仅供参考使用,不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。