[发明专利]模块化射孔工具

说明书

本文描述了一种用于井筒中的射孔工具。所述射孔工具包括壳体；多个框架，所述多个框架装配在所述壳体内部，每个框架具有带有中心轴线的圆柱形形状和多个衬套，每个衬套具有垂直于所述中心轴线的轴线，其中每个框架的所述衬套的所述轴线设置在垂直于所述中心轴线的平面中，并且所述框架能够轴向堆叠；电导体，所述电导体沿每个框架的中心通道设置；多个聚能射孔弹，所述多个聚能射孔弹固定在所述框架的所述衬套中；隔板构件，所述隔板构件设置在所述壳体中并且与所述壳体形成密封；以及起爆器模块，所述起爆器模块设置在所述壳体中，其中所述隔板构件位于所述起爆器模块与所述多个框架之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月16日提交的美国临时专利申请序列号62/848,856和于2020年4月16日提交的美国临时专利申请序列号63/011,082的权益，这些文献的内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明的实施方案整体涉及油气回收中的井射孔。具体地，本文描述了模块化射孔工具的实施方案。

背景技术

油井是钻入地下的孔，有时在水下。这些孔可基本上笔直地下降到地下，或者可以以一定角度前进，或者甚至侧向前进。该井为石油和天然气或实际上任何可流动资源提供了一条导管，以从地质地层流出，进入孔中并且到达地面。该孔通常衬有支撑材料，以在流体流入导管时保持流动路径打开。支撑材料可以是管道、混凝土衬套或其他支撑物。在地层与孔之间的压降的影响下，石油和天然气流过地质地层中的微小裂隙、裂缝和毛细管。当流体移动通过地层时，固体可被夹带在流体运动中，该固体可卡在裂缝和裂隙中，从而减慢流体从地层中的回收。当流体从地层产出时，地层的压力会下降，从而降低导致流体流动的压降。

在一些情况下，可通过形成从井壁进入地层的导管来增强来自地质地层的流动。这些是从井壁延伸至地层中的开口，提供了基本上不受固体堵塞影响的开口通道，以促进石油和天然气从地层自由流入井中。这些导管通常通过将射孔工具插入井中以点燃射孔弹来形成，该射孔弹成形为以期望图案将爆炸力推向井壁，通常通过井套管和/或衬套。聚焦的爆破力在井壁和从井壁到地层的径向距离(有时高达60英寸)处粉碎并移除地质、岩石或其他地质的一部分，以形成导管。在大多数情况下，根据井的生产需要，在井壁中以不同的方位角和深度形成一个以上的这种管道。

射孔工具(有时称为射孔枪)是复杂的工具，其将点火脉冲传递至由射孔枪定位的一个或多个射孔弹，以将来自聚能射孔弹的爆炸引导至期望方向。射孔弹由笼容纳并保持在适当位置，并且点火电路电连接至聚能射孔弹。由于容易引发爆炸，此类组件的运输在全球范围内受到严格监管。在大多数情况下，点火脉冲子组件必须与炸药子组件分开运输，并且在现场组装工具。这种限制使得将射孔工具递送至钻孔部位变得复杂。另外，将聚能射孔弹固定在射孔枪中的期望位置是有挑战性的。通常，聚能射孔弹必须安装在射孔枪的特定位置处，限制了应用爆炸的灵活性。在工业中需要一种可运输并且操作更灵活的射孔枪。

发明内容

本文所述的实施方案提供了一种设备，所述设备包括：壳体；多个框架，所述多个框架装配在所述壳体内部，每个框架具有带有中心轴线的圆柱形形状和多个衬套，每个衬套具有垂直于所述中心轴线的轴线，其中每个框架的所述衬套的所述轴线设置在垂直于所述中心轴线的平面中，并且所述框架能够轴向堆叠；电导体，所述电导体沿每个框架的中心通道设置；多个聚能射孔弹，所述多个聚能射孔弹固定在所述框架的所述衬套中；隔板构件，所述隔板构件设置在所述壳体中并且与所述壳体形成密封；以及起爆器模块，所述起爆器模块设置在所述壳体中，其中所述隔板构件位于所述起爆器模块与所述多个框架之间。