本发明专利技术公开了一种油气井高能气体压裂增产装置，包括封隔器、减震器、油管、点火装置、泄压和传火组件、第一燃气发生器、第二燃气发生器、延时传火装置和射孔压力计。该装置中燃气发生器快慢燃速搭配串接，且在两者之间安装延时传火装置。燃烧过程中产生的气体峰值压力不大于100MPa，单级燃气发生器燃烧时间不小于10s，且可产生压力可控的多级脉冲。泄压和传火组件保证了燃气发生器燃烧产生的高能气体能够从筛管中径向喷入井筒中，对准目的地层精准压裂，并能够长时间有效作用，可在岩层上形成多条宽而深的辐射状裂纹，有效地解除了地层孔道堵塞和污染，改善了油层的渗透性，扩大了井筒周边采油半径，达到提高油水井产量的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田开采领域，主要涉及一种采用燃气发生器对油层改造和增产的高能气体压裂装置。
技术介绍
高能气体压裂(HighEnergyGasFracture,简称HEGF)是利用发射药或火箭推进剂在井筒中快速燃烧产生大量的高温高压气体，在目标产层上压出辐射状多裂缝体系，改善近井地带的渗透性能，从而增加油气井产量和注水井注入量的一项增产措施。由于在使用过程中能够产生压力脉冲、酸化、机械以及热化学等作用，可有效清除近井带由于钻井、射孔等施工措施所造成的污染和堵塞，同时，由于相比水力压裂具有成本低、施工工艺简单、对环境适应性强，且增产效果显著等特点，越来越受到重视。当前该技术现场应用的较多，但是由于现有技术的产品在施工过程中燃烧时间极短，基本为几十至几百毫秒，产气峰值压力过高且难以控制，不但作用效果较差或不明显，而且极容易造成事故。因此，为满足当前高能气体压裂对精准压裂的要求，需研制出一套燃烧时间长(几十秒至数分钟)，并能产生可控压力多级脉冲，且能够对准目的层精准压裂的油藏采收增产装置。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种油气井高能气体压裂增产装置。该装置具有结构简单、安装操作方便、不受施工场地限制、施工效果佳和安全性能好等特点。本专利技术的技术方案是：一种油气井高能气体压裂增产装置，包括封隔器、减震器2、油管3、点火装置3、泄压和传火组件5、第一燃气发生器6、第二燃气发生器9、延时传火装置7和射孔压力计8；减震器、油管、点火装置、泄压传火组件至上而下串接在一起、泄压和传火组件(5)、第一燃气发生器(6)依次串接；第一燃气发生器(6)与第二燃气发生器(9)燃速不同，若干所述第一燃气发生器(6)与若干所述第二燃气发生器(9)相互交替通过延时传火装置(7)串接；射孔压力计(8)位于最后一节燃气发生器下方，用于测量井筒内压力变化，两个封隔器均位于井筒套管内壁和油管外壁之间，分别坐封减震器(2)上方的油管和射孔压力计(8)下方的油管。本专利技术的进一步技术方案是：所述第一燃气发生器(6)为两端开口的金属圆管，内部空腔为柱状体，且空腔内装有复合固体推进剂；管体外壁径向开有若干盲孔，燃速为25mm/s≥V1≥7mm/s。本专利技术的进一步技术方案是：所述第二燃气发生器(9)为两端开口的金属圆管，内部空腔为柱状体，且空腔内装有复合固体推进剂；管体外壁径向开有若干盲孔，燃速为V2<7mm/s。本专利技术的进一步技术方案是：所述泄压和传火组件(5)包括传火管(17)、筛管(18)、第一传火接头(16)和第二传火接头(20)、滑套(21)；第一传火接头(16)和第二传火接头(20)均为阶梯状空腔柱状体；筛管(18)为两端开口的空腔柱状体，管体外壁径向开有若干通孔；筛管(18)两端分别与第一传火接头(16)和第二传火接头(20)相互连接，形成内部贯通的空腔体；传火管(17)位于该贯通的空腔体内，一端伸入第一传火接头(16)的阶梯状空腔内，且与第一传火接头(16)连接并通过密封结构密封；传火管(17)另一端伸入第二传火接头(20)阶梯状空腔内，在该空腔内传火管(17)和第二传火接头(20)之间设有滑套(21)，且滑套(21)与第二传火接头(20)之间、滑套(21)与传火管(17)之间均通过密封结构进行密封；筛管(18)内空腔内径大于第二传火接头(20)阶梯状空腔的最大阶梯内径；传火管(17)内装有传火药(19)；外部高压气体从第二传火接头(20)的空腔内进入，推动滑套(21)单向轴向滑动，单向推动滑套(21)沿着传火管(17)向第一传火接头(16)方向滑动，使得高压气体随滑套(21)进入筛管(18)空腔内，通过筛管(18)上的通孔释放排出。本专利技术的进一步技术方案是：所述延时传火装置(7)包括延时隔板点火具(23)、本体(24)、活塞(22)；所述本体(25)轴向开有若干通孔，其中一个通孔过轴心，其余通孔围绕轴心通孔周向均布；隔板点火具(23)密封装配于轴心开有的通孔中；若干活塞(25)密封装配于其余通孔中。专利技术效果本专利技术的技术效果在于：通过两种燃气发生器搭配串接，且在燃气发生器之间装配延时传火装置，能够有效控制增压速度和产气的峰值压力，并能够产生压力可控的多级脉冲效应。同时燃气发生器燃烧过程中燃面变化具有端面燃烧的特征,提高了燃烧的稳定性和极大地延长了燃烧时间。该增产装置燃烧过程中产生的气体峰值压力不大于100MPa，单级燃气发生器6燃烧时间不小于10s，且泄压和传火组件5保证了燃气发生器6燃烧产生的高能气体仅能够从筛管18中有效径向喷入到井筒中，对准目的地层精准压裂，并能够长时间有效作用，在岩层上产生多条宽而深的辐射状裂纹，有效地解除了地层孔道堵塞和污染，改善了油层的渗透性，扩大了井筒周边采油半径，达到提高油水井产量的目的。同时，该装置施工后井下无任何落物，不污染油气层。附图说明图1为本装置结构示意图图2为本实施例中燃气发生器结构示意图图3为泄压和传火组件结构示意图图4为延时传火装置结构示意图附图标记说明：1-第一封隔器；2-减震器；3-油管；4-点火装置；5-泄压和传火组件；6-第一燃气发生器；7-延时传火装置；8-射孔压力计；9-第二燃气发生器；10-第二封隔器；11-复合固体推进剂；12-壳体；13-泄压盲孔；14-密封面；15-连接螺纹；16-第一传火接头；17-中心传火管；18-筛管；19-传火药；20-第二传火接头；21-滑套；22-活塞；23-延时隔板点火具；24-本体。具体实施方式参见图1-图4，本专利技术通过油管3将减震器2、点火装置4、泄压和传火组件5、燃气发生器和射孔压力计8下入目的层，并使用双封隔器封堵油套压裂作用空间，由井口投棒或井口油管内加压的方法起爆点火装置，点火装置点火引燃泄压和传火组件5中的传火药19，传火并点燃燃气发生器中装药，燃烧产生大量的高温、高压气体推开第二传火接头20中的滑套21释放到筛管18中，并顺着筛管18的孔眼径向喷入到套管中，对目的地层做功。燃气发生器分为第一燃气发生器6和第二燃气发生器9两种类型，两种类型可以两者相互搭配串接，同样也可使用其中一种燃气发生器，其余的用另外一种燃气发生器。在本实施例中，采用第二种工艺结构连接方式，并在燃气发生器与燃气发生器之间安装延时传火装置7，有效控制了产气的增压速度和峰值压力，并能够产生压力可控的多级脉冲效应。在燃气发生器壳体12上设置有泄压盲孔13结构，当燃气发生器在燃烧过程中产生压力过大而来不及释放到筛管18中，则泄压盲孔13打开将压力释放到套管中，防止发生爆轰现象，破坏套管和井下工具。减震器2连接在点火装置4的上段，并与点火装置4之间连接油管3，当井下的燃气发生器发生爆燃时，其受力后由于缓冲胶皮筒和弹簧的设置能伸缩可以减减小油管管柱和井口的压力，避免油管管柱和井口遭受剧烈震动和冲顶而损坏。将高速射孔压力计8连接在最后一节燃气发生器的下端，可以采集施工过程中燃气发生器燃烧过程井筒内压力变化曲线，根据采样的数据，可评价本次施工效果。同时，与预测的数据进行对比，对数据进行修正，存入数据库，指导以后同区块施工。油管管串以下结构包括第一封隔器1、减震器2、油管3、点火装置4、泄压和传火组件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种油气井高能气体压裂增产装置，其特征在于，包括封隔器、减震器(2)、油管(3)、点火装置(3)、泄压和传火组件(5)、第一燃气发生器(6)、第二燃气发生器(9)、延时传火装置(7)和射孔压力计(8)；减震器、油管、点火装置、泄压传火组件至上而下串接在一起，泄压和传火组件(5)、第一燃气发生器(6)依次串接；第一燃气发生器(6)与第二燃气发生器(9)燃速不同，若干所述第一燃气发生器(6)与若干所述第二燃气发生器(9)相互交替通过延时传火装置(7)串接；射孔压力计(8)位于最后一节燃气发生器下方，用于测量井筒内压力变化，两个封隔器均位于井筒套管内壁和油管外壁之间，分别坐封减震器(2)上方的油管和射孔压力计(8)下方的油管。
【技术特征摘要】
1.一种油气井高能气体压裂增产装置，其特征在于，包括封隔器、减震器(2)、油管(3)、点火装置(3)、泄压和传火组件(5)、第一燃气发生器(6)、第二燃气发生器(9)、延时传火装置(7)和射孔压力计(8)；减震器、油管、点火装置、泄压传火组件至上而下串接在一起，泄压和传火组件(5)、第一燃气发生器(6)依次串接；第一燃气发生器(6)与第二燃气发生器(9)燃速不同，若干所述第一燃气发生器(6)与若干所述第二燃气发生器(9)相互交替通过延时传火装置(7)串接；射孔压力计(8)位于最后一节燃气发生器下方，用于测量井筒内压力变化，两个封隔器均位于井筒套管内壁和油管外壁之间，分别坐封减震器(2)上方的油管和射孔压力计(8)下方的油管。2.如权利要求1所述的一种油气井高能气体压裂增产装置，其特征在于，所述第一燃气发生器(6)为两端开口的金属圆管，内部空腔为柱状体，且空腔内装有复合固体推进剂；管体外壁径向开有若干盲孔，燃速为25mm/s≥V1≥7mm/s。3.如权利要求1所述的一种油气井高能气体压裂增产装置，其特征在于，所述第二燃气发生器(9)为两端开口的金属圆管，内部空腔为柱状体，且空腔内装有复合固体推进剂；管体外壁径向开有若干盲孔，燃速为V2<7mm/s。4.如权利要求1所述的一种油气井高能气体压裂增产装置，其特征在于，所述泄压和传火组件(5)包括传火管(17)、筛管(18)、第一传火接头(16)和第二传火接头(20)...
【专利技术属性】
技术研发人员：周曌，鲁坤，马涛，张东翔，杨伟，任维刚，张建峰，任重，
申请(专利权)人：西安物华巨能爆破器材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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