一种致密储层垂直井体积压裂二次造缝射孔枪制造技术

一种致密储层垂直井体积压裂二次造缝射孔枪，属于油气储层压裂技术领域，包括上部电缆提拉装置、点火引爆装置、射孔装置、转接装置、桥塞装置及定位装置，上部电缆提拉装置、点火引爆装置、射孔装置、转接装置、桥塞装置及定位装置相互协调配合工作，本发明专利技术可以根据不同的常规与非常规储层特征，对射孔枪进行改造，通过在一级射孔弹内部设置二级射孔弹，二级射孔弹和一级射孔弹呈一定角度设置，将一级射孔弹内原先的火药内置于射孔枪内部，通过不同地层条件控制火药用量来控制射孔施工效果，并通过延时火药控制内部二级射孔弹二次射孔时间，在已射入地层的一级射孔弹基础上进行二次射孔，从而达到形成体积预制缝的效果，利于后期体积压裂实现。

【技术实现步骤摘要】
一种致密储层垂直井体积压裂二次造缝射孔枪
本专利技术涉及一种体积压裂二次射孔枪，属于油气储层压裂

技术介绍
随着社会经济的持续发展，能源的消耗也与日俱增，常规的煤、石油、天然气资源储量开采逐渐乏力，从剩余可开采储量方面来看，常规能源的供给已经无法支撑现代工业要求，而非常规油气资源如油页岩、油砂以及页岩气等储量巨大，具有广阔的应用前景，但是常规油气与非常规油气在开采过程中效率都很难达到可开采储量的20％，开采效率较为低下，而开采过程中压裂施工是否能够形成相互连通的体积通道对于整个区块油气开采起着极大的影响，因此，怎样对储层进行高效经济的改造是国内外压裂行业一直在探讨的焦点。目前国内外常规与非常规储层压裂施工主要有以下几种施工工艺，分别是：水力压裂、泡沫压裂、超临界二氧化碳以及新兴的LPG压裂技术，这些压裂技术都需要进行预制缝处理使井筒周围产生特定的裂缝才能将这些介质注入地层达到改造的效果，而特定裂缝的产生主要由以下两种设计思路：一种是通过水力射流技术，另一种是射孔技术。水力射流技术就是通过将地面泵送的高压动力流体通过喷嘴装置以很高的流速对套管及水泥环进行切割，使射孔枪能够延伸进地层并对地层进行前置缝的处理工作，然后对地层进行压裂施工改造的过程。射孔是通过将射孔弹置于射孔枪内部，下放至井内目的层段，射孔弹射穿套管与水泥环，在岩体内部产生预制裂缝，再进行后续压裂施工。现阶段水力射流与射孔技术都应用比较广泛，但是受地形及其他因素影响，水力射流技术受到诸多限制，因此射孔技术的应用在未来很长一段时间仍有很好的应用前景。油气开采主要分为垂直井与水平井两类，美国页岩气革命中水平井的技术应用是其突破开采瓶颈的关键技术之一，但国内储层沉积环境与北美地区有着很大的差异，加上水平井施工成本比垂直井要高很多，因此，水平井在我国非常规储层的开采受很大的制约。
技术实现思路
针对上述现有技术不足，本专利技术的目的是提供一种结构简单、容易实现、可靠性高，施工效果好以及施工成本理想的垂直井二次造缝射孔枪，用于提高致密非常规油气储层油气资源开采效率。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种致密储层垂直井体积压裂二次造缝射孔枪，其特征在于，包括上部电缆提拉装置、点火引爆装置、射孔装置、转接装置、桥塞装置及定位装置，所述上部电缆提拉装置包括电缆、钢丝绳缆、卡座及上部卡槽，所述电缆通过钢丝绳缆与上部卡槽静压接触；所述上部卡槽设置在卡座的外侧壁上；所述卡座与位于其下部的内压空腔接头螺纹连接，同时在卡座上沿竖向开设有贯穿的进液口，进液口与内压空腔接头内部腔体联通；所述点火引爆装置包括剪切销钉、点火棒中杆、点火头、击电片、击电片空腔接头、固线弹簧、第一O型密封圈、密封座、电缆外接头、集成引爆芯片、集成电缆线、线径密封圈、引爆线分接球及引爆线分接球支座，所述击电片空腔接头的上部与内压空腔接头螺纹连接，击电片空腔接头的下部与集成空腔螺纹连接；所述剪切销钉设置在内压空腔接头内部；所述点火棒中杆的上部穿过内压空腔接头与剪切销钉螺纹连接，点火棒中杆的下部与点火头螺纹连接；所述点火头与击电片空腔接头之间螺纹连接；所述击电片设置在点火头下方，击电片与击电片空腔接头螺纹连接，击电片通过接头插拔装置与集成电缆线电连接；所述集成电缆线通过线径密封圈固定在射孔枪的中心通道内，集成电缆线包括射孔枪引爆线缆、连续油管启动线缆及电动液压缸座封启动线缆；所述密封座设置在集成空腔上部，用于将击电片空腔接头内部空腔与集成空腔内部空腔隔开；所述固线弹簧设置在击电片与集成电缆线连接处，固线弹簧与密封座之间设置有第一O型密封圈；所述电缆外接头设置在集成空腔外壁上且与其螺纹连接，电缆外接头用于连接上部电缆提拉装置中的电缆与集成电缆线；所述集成引爆芯片点焊于集成空腔内部，集成引爆芯片与集成电缆线电连接，集成引爆芯片用于将电缆外接头输出的电信号以及上部击电片的电信号进行汇总，当两者信号汇总时，集成引爆芯片开启向集成电缆线输送电信号；所述引爆分接球支座与上圆盘螺纹连接固定于上圆盘底部，引爆线分接球与引爆线分接球支座静压接触，引爆线分接球将集成电缆线中的射孔枪引爆线缆与其余线缆分离，射孔枪引爆线缆与一级射孔弹的点火装置电连接；所述转接装置包括第一扶正器、转换短接头、第二O型密封圈、上短接、座封轴承座、座封轴承、下短接、保径短接、悬挂轴承及枪尾连接接头，第一扶正器的上部与集成空腔螺纹连接，第一扶正器的下部与转换短接头螺纹连接；转换短接头与位于其下部的上短接螺纹连接，并在转换短接头与上短接连接处设置有第二O型密封圈；上短接与座封轴承座进行静压铰接；座封轴承与座封轴承座静压接触；下短接的上部与上短接螺纹连接，下短接的下部与保径短接螺纹连接，悬挂轴承同时与下短接及上圆盘进行静压接触；枪尾连接接头的上部与射孔器尾螺纹连接，枪尾连接接头的下部与连续定位油管螺纹连接；所述射孔装置包括第三O型密封圈、上圆盘、一级射孔弹、射孔器外腔、二级射孔弹及射孔器尾，其中上圆盘与保径短接通过螺纹进行连接，一级射孔弹通过射孔器外腔外壁上的开口内置于射孔枪内，一级射孔弹包括高强锰合金弹头、内高温缓冲垫、防护塞、延时芯片、内管线通道、孔内密封塞及高强镍钢合金外壳，高强锰合金弹头和高强镍钢合金外壳同轴设置，且二者之间螺纹螺纹连接后氩弧焊点焊接，内高温缓冲垫设置在高强锰合金弹头的内部和一级射孔弹尾部，二级射孔弹置于一级射孔弹的内置枪膛内且其底部与一级射孔弹卡扣连接，同时每个二级射孔弹的中心线与一级射孔弹的中心线呈直角或锐角设置；防护塞与二级射孔弹静压接触，同时其与高强镍钢合金外壳螺纹连接；延时芯片置于内管线通道内并与二级射孔弹底部通过电插拔接头电连接；内管线通道内设置有孔内密封塞，孔内密封塞与内管线通道螺纹连接；所述桥塞装置包括液压机构以及桥塞下切机构，液压机构包括电控液压缸、胶皮密封垫及液压行程杆，桥塞下切机构包括密封球、桥塞主杆连接件、桥塞内行程杆、剪切受力杆、桥塞外行程杆、第二扶正器、内弹簧固定杆、剪切环、桥塞内弹簧、上卡瓦、密封胶筒、下卡瓦、下支撑座、定位桥接杆以及定位上挂接头，电控液压缸同时与胶皮密封垫和液压行程杆静压接触；桥塞主杆连接件与液压行程杆螺纹连接；液压行程杆与密封球静压接触；密封球与剪切受力杆静压接触；桥塞内行程杆与剪切受力杆螺纹连接，同时桥塞内行程杆与桥塞外行程杆静压接触；剪切环与桥塞内行程杆螺纹连接，且分别与剪切受力杆以及桥塞内弹簧静压接触，桥塞内弹簧的上部与桥塞内行程杆静压接触，桥塞内弹簧的下部与定位上挂接头静压接触，上卡瓦和下卡瓦均与桥塞外行程杆螺纹连接，且上卡瓦和下卡瓦分别与桥塞内行程杆静压接触，密封胶筒与桥塞内行程杆静压接触并固定于桥塞内行程杆外壁上，下支撑座与桥塞外行程杆螺纹连接，并与桥塞内行程杆静压接触；第二扶正器与桥塞外行程杆螺纹连接；定位桥接杆分别与桥塞内弹簧以及下支撑座静压接触，定位桥接杆的上部与桥塞内行程杆螺纹连接，定位桥接杆的下部与定位上挂接头螺纹连接，同时与桥塞主杆连接件静压接触；下支撑座与定位桥接杆螺纹连接；所述定位装置包括连续定位油管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致密储层垂直井体积压裂二次造缝射孔枪，其特征在于，包括上部电缆提拉装置、点火引爆装置、射孔装置、转接装置、桥塞装置及定位装置，/n所述上部电缆提拉装置包括电缆、钢丝绳缆、卡座及上部卡槽，所述电缆通过钢丝绳缆与上部卡槽静压接触；所述上部卡槽设置在卡座的外侧壁上；所述卡座与位于其下部的内压空腔接头螺纹连接，同时在卡座上沿竖向开设有贯穿的进液口，进液口与内压空腔接头内部腔体联通；/n所述点火引爆装置包括剪切销钉、点火棒中杆、点火头、击电片、击电片空腔接头、固线弹簧、第一O型密封圈、密封座、电缆外接头、集成引爆芯片、集成电缆线、线径密封圈、引爆线分接球及引爆线分接球支座，所述击电片空腔接头的上部与内压空腔接头螺纹连接，击电片空腔接头的下部与集成空腔螺纹连接；所述剪切销钉设置在内压空腔接头内部；所述点火棒中杆的上部穿过内压空腔接头与剪切销钉螺纹连接，点火棒中杆的下部与点火头螺纹连接；所述点火头与击电片空腔接头之间螺纹连接；所述击电片设置在点火头下方，击电片与击电片空腔接头螺纹连接，击电片通过接头插拔装置与集成电缆线电连接；所述集成电缆线通过线径密封圈固定在射孔枪的中心通道内，集成电缆线包括射孔枪引爆线缆、连续油管启动线缆及电动液压缸座封启动线缆；所述密封座设置在集成空腔上部，用于将击电片空腔接头内部空腔与集成空腔内部空腔隔开；所述固线弹簧设置在击电片与集成电缆线连接处，固线弹簧与密封座之间设置有第一O型密封圈；所述电缆外接头设置在集成空腔外壁上且与其螺纹连接，电缆外接头用于连接上部电缆提拉装置中的电缆与集成电缆线；所述集成引爆芯片点焊于集成空腔内部，集成引爆芯片与集成电缆线电连接，集成引爆芯片用于将电缆外接头输出的电信号以及上部击电片的电信号进行汇总，当两者信号汇总时，集成引爆芯片开启向集成电缆线输送电信号；所述引爆分接球支座与上圆盘螺纹连接固定于上圆盘底部，引爆线分接球与引爆线分接球支座静压接触，引爆线分接球将集成电缆线中的射孔枪引爆线缆与其余线缆分离，射孔枪引爆线缆与一级射孔弹的点火装置电连接；/n所述转接装置包括第一扶正器、转换短接头、第二O型密封圈、上短接、座封轴承座、座封轴承、下短接、保径短接、悬挂轴承及枪尾连接接头，第一扶正器的上部与集成空腔螺纹连接，第一扶正器的下部与转换短接头螺纹连接；转换短接头与位于其下部的上短接螺纹连接，并在转换短接头与上短接连接处设置有第二O型密封圈；上短接与座封轴承座进行静压铰接；座封轴承与座封轴承座静压接触；下短接的上部与上短接螺纹连接，下短接的下部与保径短接螺纹连接，悬挂轴承同时与下短接及上圆盘进行静压接触；枪尾连接接头的上部与射孔器尾螺纹连接，枪尾连接接头的下部与连续定位油管螺纹连接；/n所述射孔装置包括第三O型密封圈、上圆盘、一级射孔弹、射孔器外腔、二级射孔弹及射孔器尾，其中上圆盘与保径短接通过螺纹进行连接，一级射孔弹通过射孔器外腔外壁上的开口内置于射孔枪内，一级射孔弹包括高强锰合金弹头、内高温缓冲垫、防护塞、延时芯片、内管线通道、孔内密封塞及高强镍钢合金外壳，高强锰合金弹头和高强镍钢合金外壳同轴设置，且二者之间螺纹螺纹连接后氩弧焊点焊接，内高温缓冲垫设置在高强锰合金弹头的内部和一级射孔弹尾部，二级射孔弹置于一级射孔弹的内置枪膛内且其底部与一级射孔弹卡扣连接，同时每个二级射孔弹的中心线与一级射孔弹的中心线呈直角或锐角设置；防护塞与二级射孔弹静压接触，同时其与高强镍钢合金外壳螺纹连接；延时芯片置于内管线通道内并与二级射孔弹底部通过电插拔接头电连接；内管线通道内设置有孔内密封塞，孔内密封塞与内管线通道螺纹连接；/n所述桥塞装置包括液压机构以及桥塞下切机构，液压机构包括电控液压缸、胶皮密封垫及液压行程杆，桥塞下切机构包括密封球、桥塞主杆连接件、桥塞内行程杆、剪切受力杆、桥塞外行程杆、第二扶正器、内弹簧固定杆、剪切环、桥塞内弹簧、上卡瓦、密封胶筒、下卡瓦、下支撑座、定位桥接杆以及定位上挂接头，电控液压缸同时与胶皮密封垫和液压行程杆静压接触；桥塞主杆连接件与液压行程杆螺纹连接；液压行程杆与密封球静压接触；密封球与剪切受力杆静压接触；桥塞内行程杆与剪切受力杆螺纹连接，同时桥塞内行程杆与桥塞外行程杆静压接触；剪切环与桥塞内行程杆螺纹连接，且分别与剪切受力杆以及桥塞内弹簧静压接触，桥塞内弹簧的上部与桥塞内行程杆静压接触，桥塞内弹簧的下部与定位上挂接头静压接触，上卡瓦和下卡瓦均与桥塞外行程杆螺纹连接，且上卡瓦和下卡瓦分别与桥塞内行程杆静压接触，密封胶筒与桥塞内行程杆静压接触并固定于桥塞内行程杆外壁上，下支撑座与桥塞外行程杆螺纹连接，并与桥塞内行程杆静压接触；第二扶正器与桥塞外行程杆螺纹连接；定位桥接杆分别与桥塞内弹簧以及下支撑座静压接触，定位桥接杆的上部与桥塞内行程杆螺纹连接，定位桥接杆的下部与定位...

【技术特征摘要】
1.一种致密储层垂直井体积压裂二次造缝射孔枪，其特征在于，包括上部电缆提拉装置、点火引爆装置、射孔装置、转接装置、桥塞装置及定位装置，
所述上部电缆提拉装置包括电缆、钢丝绳缆、卡座及上部卡槽，所述电缆通过钢丝绳缆与上部卡槽静压接触；所述上部卡槽设置在卡座的外侧壁上；所述卡座与位于其下部的内压空腔接头螺纹连接，同时在卡座上沿竖向开设有贯穿的进液口，进液口与内压空腔接头内部腔体联通；
所述点火引爆装置包括剪切销钉、点火棒中杆、点火头、击电片、击电片空腔接头、固线弹簧、第一O型密封圈、密封座、电缆外接头、集成引爆芯片、集成电缆线、线径密封圈、引爆线分接球及引爆线分接球支座，所述击电片空腔接头的上部与内压空腔接头螺纹连接，击电片空腔接头的下部与集成空腔螺纹连接；所述剪切销钉设置在内压空腔接头内部；所述点火棒中杆的上部穿过内压空腔接头与剪切销钉螺纹连接，点火棒中杆的下部与点火头螺纹连接；所述点火头与击电片空腔接头之间螺纹连接；所述击电片设置在点火头下方，击电片与击电片空腔接头螺纹连接，击电片通过接头插拔装置与集成电缆线电连接；所述集成电缆线通过线径密封圈固定在射孔枪的中心通道内，集成电缆线包括射孔枪引爆线缆、连续油管启动线缆及电动液压缸座封启动线缆；所述密封座设置在集成空腔上部，用于将击电片空腔接头内部空腔与集成空腔内部空腔隔开；所述固线弹簧设置在击电片与集成电缆线连接处，固线弹簧与密封座之间设置有第一O型密封圈；所述电缆外接头设置在集成空腔外壁上且与其螺纹连接，电缆外接头用于连接上部电缆提拉装置中的电缆与集成电缆线；所述集成引爆芯片点焊于集成空腔内部，集成引爆芯片与集成电缆线电连接，集成引爆芯片用于将电缆外接头输出的电信号以及上部击电片的电信号进行汇总，当两者信号汇总时，集成引爆芯片开启向集成电缆线输送电信号；所述引爆分接球支座与上圆盘螺纹连接固定于上圆盘底部，引爆线分接球与引爆线分接球支座静压接触，引爆线分接球将集成电缆线中的射孔枪引爆线缆与其余线缆分离，射孔枪引爆线缆与一级射孔弹的点火装置电连接；
所述转接装置包括第一扶正器、转换短接头、第二O型密封圈、上短接、座封轴承座、座封轴承、下短接、保径短接、悬挂轴承及枪尾连接接头，第一扶正器的上部与集成空腔螺纹连接，第一扶正器的下部与转换短接头螺纹连接；转换短接头与位于其下部的上短接螺纹连接，并在转换短接头与上短接连接处设置有第二O型密封圈；上短接与座封轴承座进行静压铰接；座封轴承与座封轴承座静压接触；下短接的上部与上短接螺纹连接，下短接的下部与保径短接螺纹连接，悬挂轴承同时与下短接及上圆盘进行静压接触；枪尾连接接头的上部与射孔器尾螺纹连接，枪尾连接接头的下部与连续定位油管螺纹连接；
所述射孔装置包括第三O型密封圈、上圆盘、一级射孔弹、射孔器外腔、二级射孔弹及射孔器尾，其中上圆盘与保径短接通过螺纹进行连接，一级射孔弹通过射孔器外腔外壁上的开口内置于射孔枪内，一级射孔弹包括高强锰合金弹头、内高温缓冲垫、防护塞、延时芯片、...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭威，朱斌，李强，王元，朱宽兴，张旭，康家浩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22