一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置、设备、方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于一种井下打孔装置，针对现有技术中的油田生产管道，采用机械穿孔的方法无法垂直打孔，采用射孔技术，会降低套管的使用寿命、容易造成堵塞导致无法进行正常生产，以及对于裂缝性油气藏，孔眼与裂缝是否相遇难以控制的技术问题，本发明专利技术提供一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置、设备、方法，利用牵引机构将整个装置送达需要打孔的位置，然后通过动力执行机构，使得主电极探针和辅助电极探针与待打孔壁面相接触，再通过改变主电极探针和辅助电极探针接触点的电位，利用电位差对难以利用机械打孔的深埋井下狭窄管道进行腐蚀诱导打孔。打孔的深埋井下狭窄管道进行腐蚀诱导打孔。打孔的深埋井下狭窄管道进行腐蚀诱导打孔。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置、设备、方法


[0001]本专利技术属于一种井下打孔装置，涉及一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置、设备、方法。

技术介绍

[0002]在油田开采过程中，井下管道多为套管的形式，即井筒与地层之间隔着一层套管和水泥环，还有一部分受泥浆污染的近井地带，射孔的主要目的是穿透套管和水泥环，打开储层，建立地层与井筒之间的连通，使流体能够进入井筒，从而实现油气井的正常生产。但是，射孔技术只针对于套管和水泥环，对于生产管道无法进行穿孔。
[0003]由于生产管道比较深，管径比较狭窄，进行机械穿孔时，受齿轮大等一系列原因的影响，无法进行垂直打孔。
[0004]如果采用射孔技术对生产管道进行穿孔，一方面，由于套管已经被穿孔，再次穿孔会降低套管的使用寿命；另一方面，射孔可能会由于能量不足导致子弹或其他杂物掉落至套管与生产管道之间的环形空间，造成堵塞，导致无法进行正常生产。另外，由于射孔技术还存在于钻井和固井过程中，产层受泥浆和水泥浆浸泡时间较长，油层易受污染，射孔完井时水动力学性质不完善，产层的渗流面积小，孔眼附近产生附加渗流阻力，对井深和射孔穿透深度要求严格，固井质量要求高。对于裂缝性油气藏，由于裂缝发育的不均匀性，孔眼与裂缝相遇的机会难以控制。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的油田生产管道，采用机械穿孔的方法无法垂直打孔，采用射孔技术，会降低套管的使用寿命、容易造成堵塞导致无法进行正常生产，以及对于裂缝性油气藏，孔眼与裂缝是否相遇难以控制的技术问题，本专利技术提供一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置、设备、方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置，包括壳体、牵引机构、主电极探针、至少两个辅助电极探针、动力单元、控制单元、压力检测单元和供电单元；
[0008]所述牵引机构的输出端与壳体相连，用于驱动壳体直线运动；
[0009]所述主电极探针和辅助电极探针均安装于壳体内，且壳体上开设有通孔，用于主电极探针和辅助电极探针通过；动力单元的输出端连接主电极探针和辅助电极探针，用于驱动主电极探针和辅助电极探针直线运动；辅助电极探针位于主电极探针外围，且沿圆周均匀布置；
[0010]所述压力检测单元，用于检测主电极探针和辅助电极探针受到的压力；
[0011]所述控制单元分别连接动力单元、压力检测单元和供电单元，所述供电单元分别连接主电极探针和辅助电极探针；控制单元用于向动力单元发送动力设定值信号、接收压力检测单元的压力检测信号，并根据接收到的压力检测信号控制供电单元向主电极探针和
辅助电极探针施加电流信号。
[0012]进一步地，还包括安装在壳体上的定位器，定位器的检测端朝向壳体外部；
[0013]所述控制单元与定位器相连，用于接收定位器的位置检测信号。
[0014]进一步地，所述动力单元和压力检测单元的数量均为两个，动力单元包括一个主电极动力单元和一个辅助电极动力单元，压力检测单元包括主电极探针压力传感器和辅助电极探针压力传感器；
[0015]所述主电极动力单元的输出端连接主电极探针，用于驱动主电极探针直线运动，所述辅助电极动力单元的输出端分别连接各辅助电极探针，用于驱动各辅助电极探针同步直线运动；
[0016]所述控制单元分别连接主电极动力单元、辅助电极动力单元、主电极探针压力传感器和辅助电极探针压力传感器，用于向主电极动力单元和辅助电极动力单元发送动力设定值信号，并分别接收主电极探针压力传感器和辅助电极探针压力传感器的压力检测信号。
[0017]进一步地，还包括安装在壳体内的第一安装座；
[0018]所述第一安装座上开设有n个第一安装沉孔，n等于主电极探针和辅助电极探针的数量之和，第一安装沉孔均位于所述通孔范围内；主电极探针和辅助电极探针分别沿第一安装沉孔轴向安装于各第一安装沉孔内，且主电极探针和辅助电极探针的尖端均朝向第一安装沉孔开口端；
[0019]所述第一安装座位于第一安装沉孔开口处的端面与壳体侧壁平齐。
[0020]进一步地，所述主电极动力单元和辅助电极动力单元均采用活塞运动副；主电极动力单元和辅助电极动力单元均安装在第一安装座上，且位于壳体内；
[0021]所述控制单元和主电极动力单元之间依次通过主电极探针动力设定值信号线和主电极信号转换器相连，控制单元和辅助电极动力单元之间依次通过辅助电极探针动力设定值信号线和辅助电极信号转换器相连；
[0022]所述控制单元和主电极探针压力传感器之间通过主电极探针压力反馈信号线相连，和辅助电极探针压力传感器之间通过辅助电极探针压力反馈信号线相连；
[0023]所述供电单元和主电极探针之间通过主电极探针引线相连，和辅助电极探针之间通过辅助电极探针引线相连；
[0024]所述主电极探针动力设定值信号线、辅助电极探针动力设定值信号线、主电极探针压力反馈信号线、辅助电极探针压力反馈信号线、主电极探针引线和辅助电极探针引线位于壳体外部的部分均安装于导线管内，所述导线管安装在壳体上；
[0025]所述第一安装沉孔的内径，从第一安装沉孔的开口处至第一安装沉孔的底部逐渐增大，第一安装沉孔内壁与主电极探针之间、第一安装沉孔内壁与辅助电极探针之间均设有密封件。
[0026]进一步地，所述动力单元的数量为一个，动力单元驱动主电极探针和各辅助电极探针同步直线运动。
[0027]进一步地，还包括安装在壳体内的第二安装座；
[0028]所述动力单元的输出端与第二安装座相连，用于驱动第二安装座直线运动；
[0029]所述第二安装座上开设有n个第二安装沉孔，n等于主电极探针和辅助电极探针的
数量之和，第二安装沉孔均位于所述通孔范围内；主电极探针和辅助电极探针分别沿第二安装沉孔轴向安装于各第二安装沉孔内，且主电极探针和辅助电极探针的尖端均朝向第二安装沉孔开口端；
[0030]所述第二安装座由第二安装沉孔开口处至第二安装沉孔底部采用弹性材质，形成弹性保护部，弹性保护部位于第二安装沉孔开口处的端面与壳体侧壁平齐。
[0031]进一步地，所述动力单元采用活塞运动副，动力单元安装在第二安装座上，且位于壳体内；
[0032]所述控制单元和动力单元之间依次通过动力设定值信号线和信号转换器相连；
[0033]所述控制单元和压力检测单元之间通过压力反馈信号线相连；
[0034]所述供电单元和主电极探针之间通过主电极探针引线相连，和辅助电极探针之间通过辅助电极探针引线相连；
[0035]所述动力设定值信号线、压力反馈信号线、主电极探针引线和辅助电极探针引线位于壳体外部的部分均安装于导线管内，所述导线管安装在壳体上；
[0036]所述第二安装沉孔的内径，从第二安装沉孔的开口处至第二安装沉孔的底部逐渐增大，所述弹性保护部内壁设有支架，支架与主电极探针之间、支架与辅助电极探针之间均设有密封件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置，其特征在于：包括壳体(10)、牵引机构(1)、主电极探针(19)、至少两个辅助电极探针(21)、动力单元、控制单元、压力检测单元和供电单元；所述牵引机构(1)的输出端与壳体(10)相连，用于驱动壳体(10)直线运动；所述主电极探针(19)和辅助电极探针(21)均安装于壳体(10)内，且壳体(10)上开设有通孔，用于主电极探针(19)和辅助电极探针(21)通过；动力单元的输出端连接主电极探针(19)和辅助电极探针(21)，用于驱动主电极探针(19)和辅助电极探针(21)直线运动；辅助电极探针(21)位于主电极探针(19)外围，且沿圆周均匀布置；所述压力检测单元，用于检测主电极探针(19)和辅助电极探针(21)受到的压力；所述控制单元分别连接动力单元、压力检测单元和供电单元，所述供电单元分别连接主电极探针(19)和辅助电极探针(21)；控制单元用于向动力单元发送动力设定值信号、接收压力检测单元的压力检测信号，并根据接收到的压力检测信号控制供电单元向主电极探针(19)和辅助电极探针(21)施加电流信号。2.根据权利要求1所述一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置，其特征在于：还包括安装在壳体(10)上的定位器(20)，定位器(20)的检测端朝向壳体(10)外部；所述控制单元与定位器(20)相连，用于接收定位器(20)的位置检测信号。3.根据权利要求1或2所述一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置，其特征在于：所述动力单元和压力检测单元的数量均为两个，动力单元包括一个主电极动力单元(16)和一个辅助电极动力单元(17)，压力检测单元包括主电极探针压力传感器(14)和辅助电极探针压力传感器(12)；所述主电极动力单元(16)的输出端连接主电极探针(19)，用于驱动主电极探针(19)直线运动，所述辅助电极动力单元(17)的输出端分别连接各辅助电极探针(21)，用于驱动各辅助电极探针(21)同步直线运动；所述控制单元分别连接主电极动力单元(16)、辅助电极动力单元(17)、主电极探针压力传感器(14)和辅助电极探针压力传感器(12)，用于向主电极动力单元(16)和辅助电极动力单元(17)发送动力设定值信号，并分别接收主电极探针压力传感器(14)和辅助电极探针压力传感器(12)的压力检测信号。4.根据权利要求3所述一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置，其特征在于：还包括安装在壳体(10)内的第一安装座(11)；所述第一安装座(11)上开设有n个第一安装沉孔(23)，n等于主电极探针(19)和辅助电极探针(21)的数量之和，第一安装沉孔(23)均位于所述通孔范围内；主电极探针(19)和辅助电极探针(21)分别沿第一安装沉孔(23)轴向安装于各第一安装沉孔(23)内，且主电极探针(19)和辅助电极探针(21)的尖端均朝向第一安装沉孔(23)开口端；所述第一安装座(11)位于第一安装沉孔(23)开口处的端面与壳体(10)侧壁平齐。5.根据权利要求4所述一种基于电化学腐蚀的井下打孔装置，其特征在于：所述主电极动力单元(16)和辅助电极动力单元(17)均采用活塞运动副；主电极动力单元(16)和辅助电极动力单元(17)均安装在第一安装座(11)上，且位于壳体(10)内；所述控制单元和主电极动力单元(16)之间依次通过主电极探针动力设定值信号线(5)和主电极信号转换器(15)相连，控制单元和辅助电极动力单元(17)之间依次通过辅助电极
探针动力设定值信号线(2)和辅助电极信号转换器(13)相连；所述控制单元和主电极探针压力传感器(14)之间通过主电极探针压力反馈信号线(6)相连，和辅助电极探针压力传感器(12)之间通过辅助电极探针压力反馈信号线(2)相连；所述供电单元和主电极探针(19)之间通过主电极探针引线(7)相连，和辅助电极探针(21)之间通过辅助电极探针引线(4)相连；所述主电极探针动力设定值信号线(5)、辅助电极探针动力设定值信号线(2)、主电极探针压力反馈信号线(6)、辅助电极探针压力反馈信号线(2)、主电极探针引线(7)和辅助电极探针引线(4)位于壳体(10)外部的部分均安装于导线管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳辉，于智红，白周央，丁邵明，张一楠，邢利梅，高鹏飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：