一种射孔枪及其枪体的加工方法技术

本发明专利技术涉及油气田开发工程领域，具体涉及一种射孔枪及其枪体的加工方法。本发明专利技术解决了射孔枪下入地层后，无法保证射孔弹射入方向的问题。本发明专利技术射孔枪包括枪体、弹架和射孔弹，弹架上设有多个切口，射孔弹一一对应地安装在切口上；三个切口为一组，三个切口螺旋地分布在金属管上；在每组切口的中间安装的射孔弹垂直于金属管的轴线，安装在每组切口两端的射孔弹斜向安装，保证每组射孔弹射在套管上的三个点形成的面垂直于套管；枪体为金属管；枪体外表面设有与射孔弹一一对应的外盲孔；还包括定向定向环，定向环为偏心圆环，定向环的数量为两个，两个定向环分别套设、固定在枪体的两端，两个定向环的方位相同。

Perforating gun and processing method thereof

The invention relates to the field of oil and gas field development engineering, in particular to a perforating gun and a processing method of the gun body. The invention solves the problem that the perforating gun can not enter the direction after perforating the stratum. The perforating gun comprises a gun body, a cartridge rack and a perforating bullet. A plurality of notches are arranged on the cartridge rack, and the perforating bullets are arranged one by one on the notch; the three notches are in one group, and the three notches are spirally distributed on the metal tube; the perforating bullets installed in the middle of each group of notches are perpendicular to the axis of the metal tube and are installed at both ends of each group of not The oblique installation of the perforating projectile ensures that the surface formed by the three points of each group of perforating projectiles on the casing is perpendicular to the casing; the gun body is a metal tube; the outer surface of the gun is provided with an external blind hole one-to-one corresponding to the perforating projectile; the directional directional ring is also included; the directional ring is an eccentric ring; the number of directional rings is two; and the two directional rings are respectively sleeved. It is fixed at both ends of the gun body, and the orientation of the two orientations is the same.

【技术实现步骤摘要】
一种射孔枪及其枪体的加工方法
本专利技术涉及油气田开发工程领域，具体涉及一种射孔枪及其枪体的加工方法。
技术介绍
水平井因其能增大油气层的裸露面积，增加油气产量，近年来在各大油气田已有较多应用，截止2013年，不包括中石化、中海油和延长石油的水平井数量，仅中石油水平井的数量就接近6000口，水平井适用于薄油层和裂缝性油藏，特别是对于近几年发展较快的页岩油、页岩气，更为适用。钻水平井的技术难度较大，投产前的射孔难度更大。对于普通直井的射孔，利用油管将射孔枪放入射孔段即可，但是对于水平井射孔，利用油管输送射孔枪下入水平段难度较大，目前采用泵送方式将电缆和射孔枪送入水平射孔段，泵送方式是在井口利用高压泵向井里打压液体，最后将射孔枪推入到水平射孔段。在各个水平射孔段，射孔弹的射孔方向应朝向油藏较厚方向，因其油藏对应井筒的方位不同，射孔弹射入的方向也不同，射孔段油层的方位可根据测井数据得出，射孔枪射孔弹射出方位可在工厂提前加工好，但是，射孔枪下入地层后，因射孔枪在套管内转动，无法保证射孔弹射进欲射的油藏；另外，传统的射孔枪内的弹架孔采用螺旋分布，射孔弹射出方向垂直于射孔枪轴线，这导致设在套管上两个同相位的孔间距较大，压裂时，必须要比岩层破裂压力足够大的压力才能在岩层产生裂缝，其结果导致井口压力必须非常大，而高压作业不仅成本高，而且施工过程中的安全隐患较大，同时，火药爆炸气体产生的裂缝受地层压力的作用有闭合倾向，会影响后续压裂施工。射孔枪枪体外侧的盲孔和弹架孔对应，也采取螺旋式分布，并且根据测井数据严格控制各盲孔在枪体上的相对位置(射孔弹需穿过盲孔进入测井数据计算出的油藏方位)，这就要求在加工枪体上的盲孔时需要精准定位，而目前用的加工方法很难对圆管式的枪体进行精准定位，导致成品率非常低，毛坯管材浪费严重。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供了一种射孔枪，该射孔枪增加了定位装置，以保证射孔弹射进目标靶位，且每组射孔弹能射进垂直于套管的一个面内，有利于对含油储层压裂时裂缝沿周向扩张，提高油气产量。本专利技术解决上述问题的技术方案是，一种射孔枪，包括枪体，枪体内设有弹架，弹架上固定射孔弹，其特殊之处在于：所述弹架为一金属管，金属管上设有多个切口，射孔弹一一对应地安装在切口上；三个切口为一组，三个切口螺旋地分布在金属管上；在每组切口的中间安装的射孔弹垂直于金属管的轴线，安装在每组切口两端的射孔弹斜向安装，保证每组射孔弹射在套管上的三个点形成的面垂直于套管；所述枪体为金属管；所述枪体外表面设有与射孔弹一一对应的外盲孔；还包括定向装置，所述定向装置包括定向环，所述定向环为偏心圆环，所述定向环的数量为两个，所述两个定向环分别套设、固定在枪体的两端，两个定向环的方位相同；定向环上其内圆圆心和外圆圆心的连线与射孔方向之间的夹角满足预定要求。以上为本专利技术的基本结构，基于该基本结构，本专利技术还做出以下优化改进：进一步地，上述定向环内壁上设有第一键槽，枪体外壁上设有与第一键槽对应的第二键槽，第一键槽和第二键槽之间设有第一定位键。进一步地，上述外盲孔的底面为光滑的球面。进一步地，上述外盲孔的底部至枪体外表面的距离为1-5mm。进一步地，上述枪体的钢材强度为API标准的130-150钢级。进一步地，上述枪体的钢材强度为API标准的150钢级。另外，本专利技术还提出一种上述射孔枪枪体的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取一段金属管，在金属管一端的内壁上加工螺纹；2)在金属管加工螺纹端的内壁上铣削定位键槽；3)利用夹具对金属管两端进行定位并加紧，再用铣床在金属管加工有螺纹端的外壁上铣削一个第二键槽；所述夹具包括一个定位芯轴，定位芯轴一端的外表面固设有一个与定位键槽配合的加工用定位键。4)在金属管外表面铣削外盲孔；5)根据需要的长度，将金属管已加工部分进行截断；6)用铣床在金属管被截断端的外壁上铣削另一个第二键槽；7)在金属管被截断端的内壁上加工螺纹，加工完成。本专利技术的优点：1、本专利技术一种射孔枪，其枪体两端设置了偏心的定向环，利用射孔枪自身的重力，使射孔枪始终保持在定向环的最低处，保证射孔方向达到预设的方向；2、本专利技术一种射孔枪，射孔弹采用螺旋分布，且每组射孔弹要求在套管上形成一个与套管垂直的射孔面，有利于对含油储层压裂时裂缝最大限度地沿周向扩张，提高油气产量；3、本专利技术一种射孔枪，其枪体结构简单，在枪体外表面铣削盲孔，易加工，其减小了枪体对射孔弹阻力，增加了射孔弹穿透油层的深度，有利于油气增产；4、本专利技术一种射孔枪，外盲孔底面为光滑球面，利用拱形面受压力强的特点，在承受相同井底压力的基础上，尽可能减小枪体壁厚，减小枪体对射孔弹阻力；5、本专利技术一种射孔枪，高强度的枪体不仅支撑作用好，而且内部耐高压，使得射孔后枪体胀大较小，降低了因枪身胀大而发生卡井事故的可能性；6、枪体由金属毛坯管加工而成，金属毛坯管一般长5-8米，枪体在0.5米-2米，一般是需要先对金属管进行截断，再进行加工，而且，螺旋分布在枪体上的盲孔，在加工时需要对金属管进行多次旋转，机床上的三抓卡盘很难对其定位，特别是不规则螺旋分布的盲孔，更是困难，任何一个盲孔出现问题，将导致整段枪体报废，在加工车间，报废的毛坯管材触目惊心，造成很大的成本浪费；本专利技术枪体加工方法先在金属管一端加工，再从前往后依次加工盲孔，如果某个盲孔出现问题，就在出现问题的盲孔处进行截断，避免了整个枪体的报废，从而减少了管材的浪费，另外，本专利技术的夹具可对金属管进行精准的定位，保证加工盲孔的加工质量，提高了工人效率，提高了成品率，进一步地减少了毛坯管材的浪费；7、本专利技术枪体加工方法使用的夹具结构简单，易实施，且性能可靠，大大提高了枪体加工的成品率，避免了毛坯管材的浪费。附图说明图1是本专利技术定向环的正视图；图2是图1中A-A处剖视图；图3是本专利技术射孔枪的装配图；图4是图3中的B-B处剖视图；图5是本专利技术在水平井中的状态图；图6是本专利技术弹架的立体图；图7是本专利技术射孔弹射出时的路径示意图；图8是本专利技术枪体加工方法中夹具的剖视图；图9是图8中C-C方向剖视图；图10是本专利技术枪体加工方法的示意图。其中，1-枪体；2-弹架；21-切口；3-射孔弹；4-外盲孔；5-定向环；6-第一键槽；8-第一定位键；9-电缆；10-套管；12-定位芯轴；13-加工用定位键；14-三抓卡盘；15-卡抓。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图3、图4和图6，一种射孔枪，包括枪体1，枪体1内设有弹架2，弹架2上固定射孔弹3。所述弹架2为一金属管，该金属管上设有多个切口21，射孔弹一一对应地安装在切口21上；三个切口21为一组，三个切口21螺旋地分布在该金属管上；在每组切口中间安装的射孔弹，垂直于该金属管的轴线，安装在每组切口两端的射孔弹3斜向安装，保证每组射孔弹3射在套管10上的三个点形成的面垂直于套管10。所述枪体1为金属管；所述枪体1外表面设有与射孔弹3一一对应的外盲孔4，所述外盲孔4数量为多个；外盲孔4的底面为光滑的球面。外盲孔4的底部至枪体1内表面的距离为1-5mm。枪体1的钢材强度为API标准的130-150钢级。枪体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射孔枪，包括枪体(1)，枪体(1)内设有弹架(2)，弹架(2)上固定射孔弹(3)，其特征在于：所述弹架(2)为一金属管，金属管上设有多个切口(21)，射孔弹一一对应地安装在切口(21)上；三个切口(21)为一组，三个切口(21)螺旋地分布在金属管上；在每组切口中间安装的射孔弹垂直于金属管的轴线，安装在每组切口两端的射孔弹(3)斜向安装，保证每组射孔弹(3)射在套管(10)上的三个点形成的面垂直于套管(10)；所述枪体(1)为金属管；所述枪体(1)外表面设有与射孔弹(3)一一对应的外盲孔(4)；还包括定向装置，所述定向装置包括定向环(5)，所述定向环(5)为偏心圆环，所述定向环(5)的数量为两个，两个定向环(5)分别套设、固定在枪体(1)的两端，两个定向环(5)的方位相同；定向环(5)上其内圆圆心和外圆圆心的连线与射孔方向之间的夹角满足预定要求。

【技术特征摘要】
1.一种射孔枪，包括枪体(1)，枪体(1)内设有弹架(2)，弹架(2)上固定射孔弹(3)，其特征在于：所述弹架(2)为一金属管，金属管上设有多个切口(21)，射孔弹一一对应地安装在切口(21)上；三个切口(21)为一组，三个切口(21)螺旋地分布在金属管上；在每组切口中间安装的射孔弹垂直于金属管的轴线，安装在每组切口两端的射孔弹(3)斜向安装，保证每组射孔弹(3)射在套管(10)上的三个点形成的面垂直于套管(10)；所述枪体(1)为金属管；所述枪体(1)外表面设有与射孔弹(3)一一对应的外盲孔(4)；还包括定向装置，所述定向装置包括定向环(5)，所述定向环(5)为偏心圆环，所述定向环(5)的数量为两个，两个定向环(5)分别套设、固定在枪体(1)的两端，两个定向环(5)的方位相同；定向环(5)上其内圆圆心和外圆圆心的连线与射孔方向之间的夹角满足预定要求。2.根据权利要求1所述的一种射孔枪，其特征在于：所述定向环(5)内壁上设有第一键槽(6)，枪体(1)外壁上设有与第一键槽(6)对应的第二键槽，第一键槽(6)和第二键槽之间设有第一定位键...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚强，
申请(专利权)人：宝鸡通源石油钻采工具有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61