[实用新型]直井定向射孔装置及定角度工具

说明书

技术领域

本实用新型涉及在石油勘探开发时使用的直井定向射孔装置及定角度工具。

背景技术

近年来，页岩气、煤层气、致密气、致密油等非常规油气资源已成为全球石油天然气勘探开发的重点领域，非常规油气无法用常规的射孔、压裂方法和技术手段进行开发。从目前国外开发页岩气的经验来看，主要依靠钻水平井及采用大液量多段压裂完井方式来开发此类储层。水平井多数为套管井，而且都要采用水力压裂才能获得产能，套管井必须通过射孔形成压裂液进入地层的通道后才能实施水力压裂。水力压裂作业后所形成缝网系统的完善程度，决定了在储层中是否能够获得最大的泄油面积，进而获得产能。

目前在直井钻井过程中，大多数情况下井眼轨迹都不会正好垂直于储层的裂隙方向、节理方向或最大主应力方向。而常规射孔一般采用螺旋布孔方式，射孔孔眼只能垂直于井筒轴线并在井壁上按相位均布排列，孔眼无法指向较易压开的储层的裂隙方向、节理方向或主应力的方向，不仅造成后续的压裂作业实施难度大，而且影响产能。

实用新型内容

本实用新型正是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供一种直井定向射孔装置及定角度工具，其能够在井筒与储层存在一定夹角的情况下，通过调整射孔装置内射孔弹的夹角和转动射孔管柱，使射孔方向指向较易压开储层的裂隙方向、节理方向或主应力的方向进行射孔，以降低压裂实施难度，加大储层有效泄流面积。

本实用新型的直井定向射孔装置具备由至少一支射孔枪组成的射孔枪组，在射孔枪组的两端分别安装有起爆器接头和枪尾，在射孔枪组中利用连接装置将射孔枪首尾连接，其特征在于，在射孔枪的枪身上形成有长条形盲孔，枪身内安装有沿轴向设置的弹架，放置有射孔弹的弹套以摆转的方式安装于弹架中。

弹架为中空管状，在与弹架延伸方向垂直的方向开设有贯穿弹架横向的摆转轴孔，弹套的通过摆转轴枢轴安装于摆转轴孔中，并且弹套在弹架内绕摆转轴摆转，在弹架上对应的位置开设有两个贯通孔，这两个贯通孔分别配置于射孔弹的前后侧。

通过将弹架设置成中空管状，并在弹架上开设摆转轴孔，能够以简单的结构实现弹套的摆转。从而能够根据需要对射孔弹的射孔方向进行调整，使射孔方向指向较易压开储层的裂隙方向、节理方向或主应力的方向并进行射孔，以降低压裂实施难度，加大储层有效泄流面积。此外，弹架上的两个贯通孔分别用于供射孔弹的射流通过和方便安装导爆索。

另外，在本实用新型的直井定向射孔装置中，弹架截面呈矩形，两个贯通孔为矩形孔，并分别设在弹架的两个宽面，摆转轴孔贯穿设在弹架的两个窄面，在一侧的窄面上的摆转轴孔的对称侧设有螺纹孔，螺纹孔中设有对弹套进行夹紧固定的顶紧螺钉。

弹套的轴向长度大于弹架的厚度，并且弹套两端分别从贯通孔突出，弹套的突出部与贯通孔的孔沿的抵接将弹套的摆转限制在预定的摆转范围内。

相邻的两个射孔弹的射孔方向相反。

预定的摆转范围是夹角为0度～40度的范围，所述夹角是指与弹架延伸方向垂直的方向与射孔弹的射孔方向之间的夹角。

利用弹套的突出部与贯通孔的孔沿的抵接能够将弹套的摆转限制在预定的摆转范围内。此外，利用顶紧螺钉就能够简单地对调整好角度的弹套进行固定，该结构简单，容易制造而且便于操作。通过将相邻的两个射孔弹的射孔方向设置成相反，能够在直井定向射孔装置的两侧同时沿着储层的裂隙方向、节理方向或主应力的方向进行射孔，从而提高了作业效率。

弹套由弹性材料制成，在弹套径向两侧设有与弹架内表面接触的端平面。

由弹性材料制成弹套，更容易将弹套安装到弹架上。利用在弹套径向两侧设置的端面与弹架内表面的接触，能够使弹套在摆转时不会发生偏移，并且在利用顶紧螺钉进行固定时，能够更稳定且牢固的固定住弹套。

本实用新型还提供一种定角度工具，其用于调整上述直井定向射孔装置的射孔方向，其特征在于，所述定角度工具由定位杆和主体部构成，定位杆的一端形成有能够卡合于弹套外壁的卡合盘，另一端形成凸伸的杆状体，主体部卡装在弹架上，在主体部的一侧枢设一与杆状体抵靠的L形指针，在主体部上设有一与指针摆转角度相对应的刻度部。

定位杆的摆转中心、弹套的摆转中心以及指针的摆转中心相同，指针与定位杆平行。

利用上述结构的定角度工具，能够容易且准确地设定直井定向射孔装置的射孔角度。从而能够使射孔方向准确地指向较易压开储层的裂隙方向、节理方向或主应力的方向进行射孔，以降低压裂实施难度，加大储层有效泄流面积。

另外，在本实用新型的定角度工具中，在主体部设有与弹架上的螺纹孔对应的通孔。