[实用新型]石油开采射孔方位石英式定向装置

说明书

本实用新型属于石油开采射孔定向技术领域。

在石油开采作业中，当完井下套管以后，应向井壁发射射孔弹布孔，便于石油渗出，进行采油。在常规技术中，常使用全方位射孔，会对套管造成较大的损伤，且针对性不强，效果不理想。在裂缝性油田藏油气井中均有天然缝，对正缝进行射孔，以沟通天然裂缝，可以显著提高产油量。对于国内、外采油业，对正井壁缝进行射孔，均是一项新技术。已有的定向技术，如机械法、电磁法、放射性法、密度法和转节偏心法等，虽有定向作用，均不能解决准确对裂缝方向射孔的问题。

本实用新型的目的在于提供一种采用石英加速度计进行准确对正裂缝方位射孔的定向装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种石油开采射孔方位石英式定向装置，包含壳体，自动导向健，石英摆片，电极，放大电路，永久磁钢，反馈线圈，负载电阻及直流稳压电源。壳体为一密封壳体，可放置于油管中，自动导向健装在壳体最下端，插入安装在其上装有射孔枪的末节油管中的自动导向座中，将壳体与油管连接。放大电路、永久磁钢、负载电阻及直流稳压电源均装在壳体内，石英摆片以支点支于壳体中，其下端可向左、向右摆动，反馈线圈装在石英摆片上，反馈线圈位于永久磁钢的两个磁极之间，石英摆片的上端接地，两个电极紧贴石英摆片的左、右两侧，其中一个电极与放大电路的同相输入端连接，另一电极与反相输入端连接。放大电路由直流稳压电源供电，其输出端与反馈线圈的输入端连接，反馈线圈的输出端连接负载电阻的一端，负载电阻另一端接地，取负载电阻两端的电压作为定向装置的信号输出电压，便于检测。自动导向键插入自动导向座后，即壳体与油管连接后，壳体中石英摆片的朝向与油管中射孔枪的朝向一致。

在定向作业中，首先将油管串下到已安装好的油井套管中，套管具有一空的斜度和斜向方位A₁，油管也就具有同样的斜度和方位。油管串的末节油管的下段装数发指向同一方向的射孔弹，射孔弹的上方油管上安装自动导向座，自动导向座上有起爆装置，并有导火索与各发射孔弹连接。将定向装置连用测深仪一齐下到末节油管中，定向装置壳体上的自动导向键即插入油管上的自动导向座中，将定向装置与油管连接。此后，继续下放油管串，直至定向装置所在的末节油管达到天然裂缝所在的深度，此深度由深度仪测出，由于与本实用新型技术无关，故不赘述。

通电使定向装置工作，并缓慢转动油管串，石英摆片也随同油管一起转动。石英摆片具有一定质量m，在重力加速度a作用下，在石英摆片上即产生重力F，重力F可分解为垂直分量F_Y和水平分量F_x，水平分量F_x使石英摆片下端离开原平衡位置而向左、右摆动并产生电压U₁，电压Ui输入放大电路，放大电路输出电流i，电流i输入反馈线圈及负载电阻，电流i输入反馈线圈时，产生反馈力F_f，使石英摆片恢复到原平衡位置，同时，负载电阻上产生信号输出电压U_o输到井上。在平稳状态下，

F_x=F_f

而F_x=ma_x

式中，a_x为重力加速度a的水平分量，而反馈力F_f与永久磁钢的磁感应密度β、反馈线圈的导体总长度L及电流i有关

F_f=BL_i

在平衡条件下，ma_x=BL_i故 i = m BL · a x ]]>

可见，电流i的大小，与作用在石英摆片上的重力加速度的水平分量a_x成正比，而a_x则与石英摆片在转动中所朝向的方位有关，也就是，负载电阻两端输出的信号电压Uo的大小与石英摆片所朝向的方位有关。

当石英摆片的朝向方位与油管即套管的朝向方位一致时，作用在石英摆片上的重力加速度的水平分量a_x达到最大值，负载电阻输出电压Uo也达到最大值。反复转动油管即石英摆片数次，即可确定输出电压Uo为最大值时石英摆片朝向的方位为套管朝向的方位A₁。