[发明专利]基于高密度集束的射孔系统和方法

说明书

一种用于水平井套管中的射孔短枪。该枪包括枪架和用于携带聚能射孔弹的射孔弹保持件。射孔弹保持件插入枪架中，并且选定长度的枪架包括在枪架的内壁中在其内形成一定深度的内部特征部。内部特征部定位并配置为与聚能射孔弹对齐，以在聚能射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得在引爆射孔弹时，该射孔弹形成通过内部特征部的开口。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月1日提交的美国申请序列号16/052,101的优先权；所述申请要求于2017年8月2日提交的美国申请序列号62/540,369的优先权；其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

1、技术领域

本发明的技术总体上涉及一种用于油和气工业中对井套管和地下含烃地层进行爆炸性射孔的射孔枪，并且更具体地涉及一种利用加工有内部特征部的更短的枪进行基于高密度集束的射孔的改进的装置。

2、相关技术

在完井过程中，枪串组件定位在井眼套管中的隔离区域中。枪串组件包括通过中接单元或接头彼此耦接的多个射孔枪。然后射孔枪发射，形成通过套管和水泥并进入目标岩层的孔眼。这些射孔孔眼允许包含油和气的地层与井眼之间的流体连通。射孔枪的发射引爆了射孔枪中装载的射孔弹。通常，这些是聚能射孔弹，所述聚能射孔弹沿该射孔弹指向的选定方向形成爆炸形成的射孔射流。

射孔枪包括用于聚能射孔弹的例如中空架的运输工具(通常呈管形)、射孔弹保持件端板、聚能射孔弹、导爆索和雷管。通常，聚能高能射孔弹射穿射孔枪外部的盲孔。中空架射孔枪具有在枪体中途钻出的泄压口，以提供射孔弹的退出点，并提供凹入以使在射孔枪出口孔眼周围形成的毛刺所造成的损坏最小化。

典型的高射弹密度射孔枪采用沿射孔枪的长度方向以一定间隔隔开的聚能射孔弹阵列。每个阵列通常利用三个或四个聚能射孔弹，其中每个阵列间隔三到四英寸。尽管这些设计的高射弹密度射孔枪在较大直径枪中被证明是成功的，但其不适用于长度较短的较小直径枪。小直径(即外径为四英寸或更少)的射孔枪不适合使用聚能射孔弹阵列。为了采用这种阵列需要明显减小聚能射孔弹的尺寸和口径，从而明显减少炸药的量。预期这将对射孔的深度以及随后的生产具有有害影响。利用小直径的射孔枪来实现高射弹密度的另一个困难是射孔弹干扰。射孔弹干扰是由于引爆的射孔弹的爆炸扰乱了枪中未引爆的射孔弹的顺序。为了避免射孔弹干扰，导爆索必须在前一个射孔弹的爆炸干扰随后的射孔弹之前引爆射孔弹。

发明内容

示例性实施例提供了一种用于水平井套管中的射孔枪。该枪包括枪架和配置为携带聚能射孔弹射的射孔弹保持件。装载的射孔弹保持件插入枪架中，并且枪架内壁中的内部特征部(例如盲孔)与保持件的聚能射孔弹中的每一个对齐。内部特征部在与之对准的聚能射孔弹之间形成“炸高”(即，距离)，使得聚能射孔弹在被引爆时形成通过内部特征部的开口。

在示例性实施例中，提供了一种用于井套管中的射孔枪，在所述射孔枪中枪架内具有内壁，内壁具有延伸入内壁到一定深度的内部特征部。配置为携带射孔弹的射孔弹保持件插入枪架中。当装载有射孔弹的射孔弹保持件插入枪架中时，每个射孔弹都与内壁的内部特征部相邻。这在射孔弹与内部特征部之间形成炸高，使得每个射孔弹在被引爆时都形成通过内部特征部的开口。

枪架的长度可以为6英寸到11英寸，或者小于14英寸。枪架的直径可以为1到4英寸，或者4到8英寸。

导爆索可以沿射孔弹保持件的长度方向延伸并穿过聚能射孔弹中的每一个。

射孔弹与内部特征部之间的炸高可以为0.15到2.5英寸。

内部特征部可以是围绕枪架的内壁表面(至少部分地)沿周向延伸的细长形状的盲孔。盲孔可以在内壁中具有恒定厚度部分和围绕恒定厚度部分的外围可变厚度部分。

可以以超圆顶的形式添加内部特征部，例如从在枪架的外壁上的外部盲孔沿周向外延伸。