单能量源的射弹射孔系统技术方案

一种通过使用单一能量源将一个或多个射弹发射到套管和地层中来对钻井孔进行射孔的方法和设备。方法和设备。方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单能量源的射弹射孔系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年12月8日提交的美国临时申请No.63/122,872的优先权。

技术介绍

[0003]通常，当完成用于从地下储层生产流体、矿物或气体的地下井时，作为钻井、勘探和完井过程的一部分，将若干类型的管形件放置在井下。这些管形件可以包括套管、导管、管道、药型罩(liner)和通过各种类型的管形件向井下输送的装置。每个井都是唯一的，因此，出于多种目的，可以将不同管形件的组合放入到井中。
[0004]地表下或地下井穿过一个或多个地层。地层是包含一种或多种成分的岩石或地层的主体。地层被视为连续体。在地层中可能存在烃类沉积物。通常，将从地面位置钻出钻井孔(wellbore)，从而将孔放置到所关注的地层中。完井设备将被放入适当位置，包括套管、导管和其它需要的井下设备。用射孔枪对套管和地层进行射孔是本领域中公知的用于从钻井孔获取地层中的烃类沉积物的方法。
[0005]使用聚能装药(shaped charge)对地层进行爆炸性射孔是用于完成油井的公知方法。聚能装药是一种装置的技术术语，当其引爆时会产生聚焦输出、高能量输出和/或高速射流。这部分地通过炸药的几何形状结合相邻的药型罩来实现。通常，聚能装药包括金属外壳，该金属外壳包含具有凹形形状的爆炸材料，其内表面具有薄的金属药型罩。药型罩使用许多材料；一些较常见的金属包括黄铜、铜、钨和铅。当炸药引爆时，药型罩金属被压缩成能够穿透金属、混凝土和岩石的过热、超高压射流。射孔装药通常成组使用。这些射孔装药组通常在称为射孔枪的组件中保持在一起。射孔枪有许多款式，例如脱模枪、弹座式射孔枪、孔塞枪和消耗性的空心载体枪。
[0006]射孔装药通常由在每个装药盒的顶点处的起爆孔附近的导爆索引爆。通常，导爆索终止于射孔枪的末端附近。在这种布置中，在射孔枪一端的引爆器可以引爆枪中的所有射孔装药，并继续将弹道转移到枪的另一端。以这种方式，许多射孔枪可以端对端地连接，用单个引爆器引爆所有射孔枪。
[0007]导爆索通常由通过点火头触发的引爆器引爆。可以以多种方式致动点火头，包括但不限于电子、液压和机械方式。
[0008]消耗性的空心载体射孔枪通常由标准尺寸的钢管制成，其阴螺纹端部在每一端具有内螺纹/阴螺纹。具有阳/外螺纹的销端适配器(adapter)或接箍(sub)在枪的一端或两端都带有螺纹。这些接箍可以将射孔枪连接在一起，将射孔枪连接到其它工具，例如安装工具和接箍定位器，并且将点火头连接到射孔枪。接箍通常装有电子、机械或弹道部件，用于启动或以其它方式控制射孔枪和其它部件。
[0009]射孔枪通常具有圆柱形枪体和装填装药的装药管或装载管。枪体通常由金属构成并且为圆柱形。装药管可以形成为管、条或链。装药管将包含被称为装药孔的切口，以容纳聚能装药。
[0010]通常优选的是减小要引入钻井孔中的任何工具的总长度。除了其它潜在的益处之
外，减小的工具长度也减小了在压力下将工具引入钻井孔中所需的润滑器的长度。另外，为了适应高度偏斜的井或水平井中的转弯，也需要减小工具长度。通常还优选减少必须在井场执行的工具组装，因为井场通常是恶劣的环境，对现场工人产生许多干扰和要求。
[0011]电引爆器通常用于石油和天然气工业中，用于在井下引爆不同的高能装置。最通常地，使用50欧姆电阻器引爆器。其它引爆器和电子开关配置是常见的。
[0012]由于易于组装、提高效率和减少人为误差，模块化或“即插即用”射孔枪系统近年来变得越来越流行。大多数现有的即插即用系统或者(1)使用有线开关和/或雷管，或者(2)需要容纳雷管、开关、电触点和可能的压力舱壁的引爆“弹药筒”。有线连接的开关/雷管的选项是不太理想的，因为枪的组装者必须进行导线连接，这容易出现人为错误。引爆弹药筒的选项是不太理想的，因为引爆弹药筒可能是与标准雷管相比更大的爆炸装置，因此在用户设备处占用了额外的弹仓空间。因此需要一种模块化射孔系统，其中用户不需要进行导线连接，并且开关和压力舱壁预先组装在枪组件中而不是在引爆弹药筒中。用于所提出系统的雷管没有导线，并且允许由用户在现场简单地击发。

技术实现思路

[0013]示例性实施例可包括射孔枪系统，该射孔枪系统包括：圆柱形壳体，其具有中心轴线、外表面、内部压力腔室、从内部压力腔室轴向延伸并终止于圆柱形壳体的第一端的圆柱形通孔；设置在压力腔室内的能量源；多个圆柱形孔口，从通孔径向延伸到圆柱形壳体的外表面；多个射弹(projectile)，每个射弹设置在多个圆柱形孔口中的每一个中；多个压力密封件，每个压力密封件设置在多个圆柱形孔口中的每一个中；以及端盖压力密封件，该端盖压力密封件封盖圆柱形通孔的终止于所述第一端的端部，其中能量源产生气体，其压力足以推动多个射弹穿过压力密封件并进入围绕射孔枪系统的套管中。
[0014]示例性实施例的变型可包括：多个圆柱形孔口中的每一个与圆柱形壳体的中心轴线相切延伸。多个圆柱形孔口中的每一个可以与圆柱形壳体的中心轴线以不垂直的角度延伸。多个圆柱形孔口中的每一个可从圆柱形壳体的中心轴线非线性地延伸。多个圆柱形孔口可具有在每个圆柱形孔口之间围绕圆柱形壳体的中心轴线的相位角。多个圆柱形孔口可以处于单个相位。多个圆柱形孔口可以在单个平面中。多个圆柱形孔口可以在多个平面中。圆柱形壳体可以是包含压力腔室的第一圆柱形壳体，其联接到包含多个圆柱形孔口的第二圆柱形壳体。第一圆柱形壳体可以具有阳螺纹端，阳螺纹端接合到第二圆柱形壳体的阴螺纹端中。第一圆柱形壳体可具有内腔，该内腔接合到第二圆柱形壳体的插头端部中。
[0015]示例性实施例可包括射孔枪系统，该射孔枪系统包括：第一圆柱形壳体，其具有外表面、内部压力腔室、从内部压力腔室轴向延伸并终止于第一圆柱形壳体的第一端的圆柱形通孔；与第一圆柱形壳体串联联接的第二圆柱形壳体，该第二圆柱形壳体具有外表面、圆柱形通孔和从通孔径向延伸到第二圆柱形壳体的外表面的多个圆柱形孔口，其中第一圆柱形壳体和第二圆柱形壳体两者共享共同的中心轴线；设置在压力腔室内的能量源；多个射弹，每个射弹设置在多个圆柱形孔口中的每一个中；多个压力密封件，每个压力密封件设置在多个圆柱形孔口中的每一个中；以及端盖压力密封件，该端盖压力密封件封盖圆柱形通孔的终止于第二圆柱形壳体的端部处的端部，其中能量源产生气体，其压力足以推动多个射弹穿过压力密封件并进入围绕射孔枪系统的套管中。
[0016]示例性实施例的变型可包括：多个圆柱形孔口中的每一个与圆柱形壳体的中心轴线相切地延伸。多个圆柱形孔口中的每一个可以与第二圆柱形壳体的中心轴线以不垂直的角度延伸。多个圆柱形孔口中的每一个可从第二圆柱形壳体的中心轴线非线性地延伸。多个圆柱形孔口可具有在每个圆柱形孔口之间围绕第二圆柱形壳体的中心轴线的相位角。多个圆柱形孔口可以处于单个相位。多个圆柱形孔口可以在单个平面中。多个圆柱形孔口可以在多个平面中。圆柱形壳体可以包括第一圆柱形壳体，该第一圆柱形壳体具有阳螺纹端，该阳螺纹端接合到第二圆柱形壳体的阴螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种射孔枪系统，包括：圆柱形壳体，其具有外表面、中心轴线、内部压力腔室、从所述内部压力腔室轴向延伸并且终止于所述圆柱形壳体的第一端的圆柱形通孔；设置在所述压力腔室内的能量源；多个圆柱形孔口，所述多个圆柱形孔口从所述通孔径向延伸到所述圆柱形壳体的外表面；多个射弹，每个射弹设置在所述多个圆柱形孔口中的每一个中；多个压力密封件，每个压力密封件设置在所述多个圆柱形孔口中的每一个中；以及端盖压力密封件，所述端盖压力密封件封盖所述圆柱形通孔的终止于所述第一端的端部，其中能量源产生气体，其压力足以推动所述多个射弹穿过所述压力密封件并进入围绕所述射孔枪系统的套管中。2.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口中的每一个与所述圆柱形壳体的中心轴线相切地延伸。3.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口中的每一个与所述圆柱形壳体的中心轴线以不垂直的角度延伸。4.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口中的每一个从所述圆柱形壳体的中心轴线非线性地延伸。5.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口在每个圆柱形孔口之间具有围绕所述圆柱形壳体的中心轴线的相位角。6.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口处于单个相位。7.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口在单个平面中。8.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述多个圆柱形孔口在多个平面中。9.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述圆柱形壳体为包含所述压力腔室的第一圆柱形壳体，所述第一圆柱形壳体联接到包含所述多个圆柱形孔口的第二圆柱形壳体。10.根据权利要求9所述的射孔枪系统，还包括：所述第一圆柱形壳体具有阳螺纹端，所述阳螺纹端接合到所述第二圆柱形壳体的阴螺纹端中。11.一种射孔枪系统，包括：第一圆柱形壳体，其具有外表面、内部压力腔室、从所述内部压力腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：狩猎巨人公司，
类型：发明
国别省市：