CN2698971Y - 一种射孔防砂装置 - Google Patents

Abstract

一种射孔防砂装置，它包括有一端封闭一端开口的圆柱形外壳，在外壳封闭端中央外侧设有起爆点，该外壳所围设的容置空间内设有药罩，药罩与外壳封闭端围设而成的那部分容置空间内设有主***，外壳外侧设置起爆点的部位开设有通孔并设有引爆药与外壳内部的主***相连，在外壳开放端上，沿其内壁环设弯折板，与外壳内壁所围设的容置空间为防砂材料室，其内部设有充填物，其后设有推进药室，主***与推进药之间设置导爆索。本实用新型防止地层中形成空穴和坍塌出砂，由于金属颗粒或陶粒或石英砂粒之间的空隙形成很好的流动通道，既能够防止地层产砂，又不影响石油或天然气的生产，提高了有效工作时间，降低了其它措施的费用。

Description

一种射孔防砂装置

技术领域

本实用新型涉及一种射孔防砂装置，尤其是一种用于石油天然气开采过程中，油井、水井或气井的先期防砂装置，属于石油化工技术领域。

背景技术

在石油天然气开采过程中，油井、水井或气井的先期防砂非常重要，先期防砂，也可以称为主动防砂，是指对有可能出砂的地层，在其还没有出砂时就主动采取防砂措施的一种防砂办法。

目前油层防砂的方法很多，主要包括：机械防砂和化学防砂两大类。机械防砂有砾石充填防砂、筛管防砂等方法。最常用的方法是一种钢丝球射孔防砂技术，该防砂方法是在射孔的同时向弹孔中射入钢丝球团，钢丝球团具有一定的孔隙性，能够在孔道中防止出砂。

现有的钢丝球射孔防砂，存在下列问题：

1、射入前，钢丝球体积大，射入过程中由于孔眼不对中、毛边拖拽、发射散射等原因，进入孔道的几率低，不能全部进入孔道，即充填效率低。

2、即使进入孔道，孔道内的分布也不均匀，出现漏洞，即防砂效率低。

3、由于钢丝细，射入过程中部分钢丝破碎，导致渗透率下降，影响产油或产气。

4、长期工作后，钢丝团可能被油流冲出，冲出后仍为一个整体，为毛毛丝丝的球团，容易造成卡泵，损坏井下设备，影响正常生产。

为了在石油天然气的开采过程中保证正常的生产，射孔防砂中存在的诸多问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种射孔防砂装置，采用颗粒性填充物，在高压下气体推动下球形颗粒易于进入射孔孔道中，形成填充均匀、渗透性好的防砂层，在孔内胶结成型，提高了填充效率和防砂效果。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种射孔防砂装置，它包括有一端封闭一端开口的圆柱形外壳，在外壳封闭端中央外侧设有起爆点，该外壳所围设的容置空间内设有药罩，将外壳内的容置空间分割成两部分，药罩与外壳封闭端围设而成的那部分容置空间内设有主***，外壳外侧设置起爆点的部位开设有通孔并设有引爆药与外壳内部的主***相连，在外壳开放端上，沿其内壁环设弯折板，该弯折板的一端固定在外壳的开放端口处，弯折端沿外壳内壁伸入其内腔并固定在外壳内壁上，该弯折板与外壳内壁所围设的容置空间为防砂材料室，其截面形状为三角形，该防砂材料室内设有充填物，在防砂材料室的后部设有推进药室，推进药室与防砂材料室为一体设置的，推进药室内设有推进药，主***与推进药之间设置导爆索。

弯折端与外壳内壁所形成的夹角为30°-45°。

充填物为颗粒物，该颗粒物胶结体的孔隙度为25％-30％，渗透率1-9μm²。颗粒物为球形颗粒，粒径从20目-80目。

上述的颗粒物可以采用能够在高温下局部溶化、降温后胶结的金属颗粒；也可以为陶粒或砂粒，其外部预先涂覆能够在高温时溶化、冷却后胶结的树脂固结剂层。

综上所述，本实用新型具有如下优点：

1、采用球形颗粒，提高了整体射入效率；

2、颗粒在孔道内堆积均匀，不会出现空洞，填充效率提高；

3、一旦失效，将破碎为颗粒，不会形成大块整体，不造成泵的破坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型在套管内的示意图；

图3为采用本实用新型射孔防砂装置形成的防砂层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步地说明。

如图1所示，为本实用新型的结构示意图。从图1中可知，本实用新型为一种射孔防砂装置，它包括有一端封闭一端开口的圆柱形外壳1，在外壳1封闭端11中央外侧设有起爆点12，该外壳1所围设的容置空间内设有药罩13，将外壳1内的容置空间分割成两部分，药罩13与外壳1的封闭端11围设而成的那部分容置空间内设有主***14，外壳1外侧设置起爆点12的部位开设有通孔15并设有引爆药16与外壳1内部的主***14相连。在外壳1开放端17上，沿其内壁环设弯折板2，该弯折板2的一端21固定在外壳1的开放端17口处，弯折端22沿外壳1内壁伸入其内腔并固定在外壳1内壁上，该弯折板22与外壳1内壁所围设的容置空间为防砂材料室23，其截面形状为三角形，该防砂材料室23内设有充填物231，在防砂材料室23的后部设有推进药室24，推进药室24与防砂材料室23为一体设置的，推进药室24内设有推进药241，主***14与推进药241之间设置导爆索3。

弯折端与外壳内壁所形成的夹角α为30°-45°。

充填物231为颗粒物，该颗粒物胶结体的孔隙度为25％-30％，渗透率1-9μm²。

为了使颗粒物在孔道内胶结成具有一定强度、有一定渗透率的防砂层，该颗粒物为球形颗粒，粒径从20目-80目。可以采用金属颗粒，能够在高温下局部溶化、降温后胶结；还可以采用陶粒或砂粒，其外部预先涂覆树脂作为固结剂层，该树脂能够在高温时溶化、冷却后胶结。

如图2所示，为本实用新型在套管内的示意图。从图2中可知，将该装置在射孔枪4的携带下，置入井下套管300内，结合图1中所示的结构，其射孔防砂过程如下：

首先，在引爆点12处将引爆药引燃，进而将主***14点燃，主***14产生的冲击波热流冲破套管300在水泥环200和油层100中形成弹孔400。

其次，在主***14点燃射出的同时延迟1、2毫秒，导爆索3引燃推进药241，引燃后将填充物231推出，经外壳1的半圆底反射，气流逆转，则填充物241被推入弹孔400中。

在填充物241进入弹孔400的过程中受热而使表面溶化，积聚后降温，凝固成型，形成孔隙介质，其结构如图3所示，起到地层中的防砂作用。

填充物241可以采用金属颗粒，比如：表面带铅锡合金涂层的钢珠，钢珠的直径非常小，约为0.5mm，也可以是铜粉，颗粒直径0.5mm，或者采用带树脂涂层的陶粒、石英砂粒，放置于射孔药包的后端，射孔完成后，立即引爆推进剂，形成高能气流，将颗粒物射入孔道中，并在高温和热量的作用下固结成一个整体，与地层砂紧密接触，防止地层中形成空穴和坍塌出砂，由于金属颗粒或陶粒或石英砂粒之间的空隙形成很好的流动通道，所以既能够防止地层产砂，又不会影响石油或天然气的生产。由于油井或气井不出砂，所以提高了有效工作时间，降低了其它措施的费用。

如图1所示，弯折板22与外壳1形成一个30°-45°的夹角α，由于该倾角α的存在，在射孔过程中，有利于主***聚能，使高能气体形成一束超高速射流。倾角不能太小，在填充阶段，有利于多装防砂材料，且利于材料的产出和填入、反弹。同时，也易于将射流拉长和射流头部速度的提高。

该射孔防砂装置利用了******直接作用的聚能效应，使***的能量在一定的方向集中起来，从而极大地增强***的局部破坏，在地层中形成防砂孔眼。本实用新型所提供的射孔防砂装置形成孔眼深，防砂材料颗粒分布和堆积均匀且填充量大，防砂效果好。

最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1、一种射孔防砂装置，它包括有一端封闭一端开口的圆柱形外壳，在外壳封闭端中央外侧设有起爆点，该外壳所围设的容置空间内设有药罩，将外壳内的容置空间分割成两部分，药罩与外壳封闭端围设而成的那部分容置空间内设有主***，外壳外侧设置起爆点的部位开设有通孔并设有引爆药与外壳内部的主***相连，其特征在于：在外壳开放端上，沿其内壁环设弯折板，该弯折板的一端固定在外壳的开放端口处，弯折端沿外壳内壁伸入其内腔并固定在外壳内壁上，该弯折板与外壳内壁所围设的容置空间为防砂材料室，其截面形状为三角形，该防砂材料室内设有充填物，在防砂材料室的后部设有推进药室，推进药室与防砂材料室一体设置，推进药室内设有推进药，主***与推进药之间设置导爆索。

2、根据权利要求1所述的射孔防砂装置，其特征在于：所述的弯折端与外壳内壁所形成的夹角为30°-45°。

3、根据权利要求1所述的射孔防砂装置，其特征在于：所述的充填物为颗粒物，该颗粒物胶结体的孔隙度为25％-30％，渗透率1-9μm2。

4、根据权利要求3所述的射孔防砂装置，其特征在于：所述的颗粒物为球形颗粒，粒径从20目-80目。

5、根据权利要求3或4所述的射孔防砂装置，其特征在于：所述的颗粒物为能够在高温下局部溶化、降温后胶结的金属颗粒。

6、根据权利要求3或4所述的射孔防砂装置，其特征在于：所述的颗粒物为陶粒或砂粒，其外部预先涂覆能够在高温时溶化、冷却后胶结的树脂固结剂层。

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