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水平井射孔技术
一、水平井射孔
由于油层是在水平段。该工艺采用了管柱输送射孔器,加压引***孔弹的方法。在定向射孔输送管柱与枪身之间装配活络接头、方向监测装置,在射孔枪上还增加了偏重心结构。
国外的水平井完井方法采用了裸眼完井、割缝钢管完井和套管固井完井。套客固井需进行射孔。国外一般采用挠性盘管输送、油管(或钻杆)输送射孔枪,在岩性疏松的储集层中采用了定向射孔。其引爆方式是加压引爆。
1990年底国内在胜利油田完成了第一口水平井。虽然我国水平井射孔技术起步较晚,但发展很快。
二、水平井射孔器材
水平井射孔枪可分为非定向和定向射孔枪两种基本类型。
1、非定向射孔器
非定向射孔所用的射孔器与普通油管输送射孔器基本相同,由于油管接头直径大于枪身直径,为了防止起下枪身时接头在套管内的阻或卡的现象,在射孔枪身上加了可滑动的防卡套。
2、向定射孔器
在定向射孔中,为了保证射孔方位符合设计要求,一种是靠枪身定向,另一种是用弹架定向。不管哪种定向都是向下射孔,三排或四排孔,弹孔之间夹角90°~120°,孔密16~20孔/m。
1)外定向射孔器
外定向射孔器主要结构是两定向:弹架与枪的定向用键槽控制;枪与枪的控制用定位销固定。另外该枪是配合引向器使用。
2)内定向射孔器
内定向射孔器的结构与油管输送射孔器基本相同,该射孔器定向射孔是靠射孔弹架控制定向的。弹架是偏重心的,其两端及中间均用弹子轴承支持。一支弹架为3m长。
3、定向射孔器枪头、枪尾及弹架
内定向所用的枪尾和普通油管输送射孔所用的枪尾相同;外定向所用的枪尾是偏重心结构同时带有定位孔,与枪身连接时必须定好位。
定向射孔使用的枪头,外定向和内定向都是一样的,一端是丝扣与枪身连接,另一端设计为内外扣结构,外扣与筛管连接,其内扣和压力起爆器连接。
水平井定向射孔用的弹架基本结构是圆筒钢弹架。外定向弹架的特殊结构是将射孔弹布在夹角70°~180°向下射孔三排孔或四排孔,孔密16~20孔/m,两端有定向盘。内定向弹架的特殊构造:一是偏重心,即是装配好的射孔弹的弹架重心点偏在下面底部;二是该弹架的两端和中间支支撑着滚珠轴承,弹架能自由转动,又因为它是偏重心,偏向射孔弹的部位,故其转动后只有一个稳定状态。这样就能实现了定向射孔的目的。另外这种弹架要求壁厚一点,不能变形,不能弯曲。
4、引向器
引向器有两种:一种是把引向器焊在射孔枪上,造成射孔枪身偏重心只能有一个稳定状态,达到定向的目的。另一种是将引向器焊在枪身的中间接头上,通过多个带有引向器的中间接头与射孔枪身的定位销连接,同样造成了射孔器枪身只有一个稳定的状态,达到了定向的目的。当射孔顺的枪身在有液体的水平井内向前移动时,由于引向器的作用,使枪身保持在预定射孔方向上。
5、定向监测装置
定向监测装置是由外壳、偏心重锤、可活动阀瓣、回位弹簧、螺杆、挡板等组成。其工作原理是利用偏心原理制成的。方向监测装置中的自由重锤和它连接在一起的阀瓣始终保持垂直方向。当射孔枪在预定方向上时,方向监测装置外壳的泄压孔对正阀瓣,当给油管内加压力液,油管内压力上升,阀瓣即封闭泄压孔,油管内加压升至起爆器剪切销的切断压力时,起爆器引爆,射孔弹发射穿孔。当射孔枪的方位不在预定方向时,阀瓣不能封闭泄压孔,油管进入的压力液经过泄压孔从环形空间返出井口,起爆器剪切