[实用新型]装有复合防砂材料的射孔压裂控砂装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及油井使用的一种完井装置，具体地说是一种装有复合防砂材料的射孔压裂控砂装置。 

二、背景技术

在松散岩层的完井过程中，必须考虑油井作业中可能出现的砂子问题。岩层中的细砂迁移可以用防砂方法加以控制，而所有这些方法都是建立一个隔砂区。隔砂区可用机械方法(如衬套、滤网、砾石滤层)提供，也可以通过注入树脂以及塑料固结来实现。然而，后者需要复杂的“射孔-注入”工具和完备高超的塑料固结工艺技术，而这些在我国都很落后。 

上世纪九十年代，人们开始研究将射孔和防砂两项作业结合一起的射孔压裂防砂技术。该技术通过炸药爆炸驱动金属射流穿透套管、水泥环并在周围含油岩层中射出足够深的孔道，然后利用炸药爆轰和火药燃烧产生的高压将多孔材料推入这个孔道并留在那里，形成永久的流砂过滤塞。这样可以使射孔和防砂两项作业一次完成，与传统的射孔和防砂作业相比，省去了复杂的防砂作业工序，不仅可以节省大量的人力、物力和资金，而且作用持久，无需中途更换，降低了维持费用。 

然而由于缺乏实践经验，以往的设计还存在着一些明显的缺陷：首先是弹仓内装填的防砂材料均为松散的防砂材料，以不锈钢丝球和石英砂为主体。由于它们都是固体颗粒，相互之间没有联系和约束，进入油层孔道后形成的防砂塞就比较松散，很容易解体。特别是在孔道口附近，岩液的流动很容易将其带出，个别防砂材料的流动通常会导致整体防砂塞的松动，日久天长整个防砂塞就会慢慢解体，逐渐失去防砂功能......，这个不足和缺陷不仅影响了射孔压裂控砂 技术的作业效果，而且给该技术的大面积推广带来了困难。 

三、发明内容

本实用新型就是针对以上问题，提供一种装有复合防砂材料的射孔压裂控砂装置。这种装有复合防砂材料的射孔压裂控砂装置，在前仓内加入了由不锈钢丝网加工成的整体防砂材料环，这种防砂材料放在松散防砂材料的外侧。作业时由于这种整体防砂材料环重量较大，又放在松散防砂材料的外侧，因此走在防砂材料充添队伍的最后，进入油层孔道后正好堵在孔道口部，在孔道口部形成了又重又结实的整体防砂塞。此设计不仅使作业成功率大大提高，而且延长了防砂作业的有效期、增加了油气产量。 

本实用新型是这样实现的：一种装有复合防砂材料的射孔压裂控砂装置，包括石油射孔器、导爆索、助推药饼、整体防砂材料环、松散防砂材料、助推药环前仓和压盖，其特征是前仓内部自外向内依次装有助推药环、整体防砂材料环、松散防砂材料，整体防砂材料环、防砂材料和助推药环上面装有助推药饼，助推药饼上面中心部位装有射孔器，周围是压盖，导爆索在射孔器后面起爆孔附近穿过。 

前仓外型为沿高度方向切去一片的大半圆柱，切口平面为矩形，且与圆柱主轴平行，圆柱高度为10±2厘米、直径10-12厘米，切口平面为前仓的上表面，中心部分挖出一个直径为9.0-10厘米的圆柱型空腔，圆柱高度2.5-4.5厘米，圆柱空腔前端为一圆台型空腔，圆台前方顶部开一个直径大于2.0厘米的圆形通孔，前仓两侧都是平面且平行，一侧面中线底部开一圆孔，直径6-12毫米，深度大于5毫米；另一侧面水平直径方向留两个突出圆柱，圆柱直径6-12毫米，高度大于5毫米，前仓为塑料或其它可浇注或压制成型的材料制成。 

压盖为矩形片状结构，外侧表面为矩形，内侧为中心对称的圆通孔，通孔 直径5.0-7.0厘米，通孔底大上小呈圆台状，起固定射孔弹作用，压盖厚度2-10毫米，4个角对称留有4个圆孔，在4个圆孔中上4个螺丝，固定射孔器用前仓，在压盖的一侧伸出一连接块，连接块上部居中开一圆通孔，圆孔直径大于6毫米，压盖为塑料、钢板或其它固体材料制成。 

相邻两前仓侧向旋转90°连接，前仓侧面突出的两个圆柱，一个插在另一前仓中线底部的圆孔内，另一个插在压盖上连接块的圆孔中。 

前仓内部表面紧贴轴向助推药环，助推药环为火药或推进剂组成，重量25-40克，为轴对称中空固体圆环，厚度5-8毫米，高度25-40毫米。 

前仓内部表面紧贴轴向助推药环是整体防砂材料环，整体防砂材料环取材于不锈钢丝网，在特制的模具中压制成型，重量为50-90克；它由整体防砂条和连接网两部分组成，整体防砂条呈条状对称放置，上表面为平面，底下为尖劈形，端面是尖的；它的横剖面为三角形、梯形或锥形，截面积为1.0-3.0平方厘米，高度为25-50毫米，每个整体防砂材料环含整体防砂条3-10条，整体防砂条之间用连接网连接，连接网由2-5层不锈钢丝网组成，成型后的厚度为1-3毫米，连接网的数量与整体防砂条相等。