[实用新型]限流可控峰压高能气体发生器

说明书

本实用新型涉及一种油田油气层高能气体压裂用的井下工具。

中国专利局于94年在专利公报上公开了“一种油气层高能气体压裂方法”，申请号为93103293.8，该技术主要通过火药在井下瞬间引燃后，产生大量高温、高压气体，以冲击波的形态作用在油气层上，使近井地带形成微裂纹网络，以解除堵塞，并沟通天然裂缝，提高近井地带的导流能力。该方法中介绍了高能气体压裂用的气体发生器存在以下不足之处：

1、它的最上部的提升堵头内孔大，无压力控制系统。该工具不能将大部分高温、高压气体控制在予压裂层断内，高温、高压气体可向纵向、径向流动，且纵向的气体流量大，作用在油气层上的能量小、时间短。

2、发生器的泄气管内径相同，药柱为同一规格，不能产生多级脉冲的压力，影响压裂效果。

本实用新型的目的在于避免上述已有技术中的不足之处而提供一种限流可控峰压高能气体发生器。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

本实用新型具有限流和可控峰压结构，限流结构由提开堵头和接箍组成，提升堵头上部与电缆相连，下部中心开有3mm以下细孔，并与接箍丝扣相连、接箍外径大于泄气管小于定位引鞋的外径；可控峰压结构分外套和芯子，两者靠剪切销相连，当剪切销被剪断时，芯子在外套内下滑，芯子由悬挂头、内伸缩管、剪切体、定位引鞋丝扣连接而成，外套由外伸缩管、连通接箍、悬挂体丝扣连接而成，接箍与外伸管丝扣相连。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型具有限流结构，药柱引燃后，可强迫高压气体产生径向流，对着套管上的射孔炮眼，并控制在该工具对准的套管内，使高压气体对油气层作用时间长，利用率高，节约药量，降低成本，压裂效果好，还可以使发生器外的压力较低，减少对套管、水泥环损坏。

2、本实用新型具有可控峰压结构，发生器内、外部压力之差超过设计值时，可将剪断销剪断，悬挂头下滑至悬挂体上使发生器伸长，降低内部压力，有利于保护套管、水泥环，并有利于安全施工。

附图的图面说明如下：

图1是本实用新型内装药结构示意图；

图2是本实用新型外装药结构示意图；

图3是图2中的点火器结构放大图；

图4是多级脉冲装药示意图。

下面将结合附图对本实用新型作进一步详述：

本实用新型自上而下分限流、装药和可控峰压三大部件。

图1所示：限流部件由提升堵头1、接箍2组成，装药部件由泄气管3、接箍4组成；可控峰压部件由悬挂头5、外伸缩管6、内伸缩管7、连通接箍8、悬挂体9、剪切体10、剪切销11、定位引鞋12组成，三大部件丝扣连接为一体。

提升堵头1上部与电缆相连，下部中心开有3mm以下细孔，并与接箍2丝扣相连。

接箍2外径大于泄气管3、小于定位引鞋12的外径对于内径为Φ124mm套管，接箍外径为110mm，定位引鞋12外径为115mm，应根据套管内径大小确定封堵接箍2和定位引鞋12的外径。

装药部件中的泄气管3管壁上开有泄气槽，泄气管3的总长度根据油层厚度确定，用接箍4将其连接，一般情况下为内装药，药柱14装在泄气管3内，并用螺套16顶紧，点火包15密封在药柱14内，点火包15上接有电源线13将其从提升堵头1的细孔中穿出和电缆相连。

装药部件中的最下面一个接箍4与可控峰压结构丝扣连接，可控峰压结构分外套和芯子，两者靠剪切销11相连，当剪切销11被剪断时，芯子可沿外套下滑，芯子由悬挂头5、内伸缩管7、剪切体10、定位引鞋12丝扣相连接而成，外套由外伸缩管6、连通接箍8、悬挂体9丝扣连接而成，悬挂体9有一台阶，连通接箍8有泄气孔。

现场使用时，将工具连好，用电缆携磁性定位器和本发生器下井，用磁性定位器准确校高能气体发生器下井深度，使其对准压裂层段，电缆通电后，点燃药柱，由于限流结构的作用迫使高压气体产生径向流，并使高能气体控制在发生器对准的套管内，对油气层高压作用时间长，高能气体利用率高，且节省药量降低成本，并且对套管、水泥环损坏程度小。当发生器内部压力与发生器外压力之差，超过设计值时，将剪切销11剪断，悬挂头5下滑落到悬挂体9的台阶上，使工具伸长、降低内部压力，有利于安全生产。

如图2所示，对于需药量大的井可采用外装药结构。

将药柱套在中心管17外，中心管17下部与可控峰压部件丝扣连接，中心管17中间接有点火器18，通电点火后，可产生高温、高压气体。