專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于從井中開(kāi)采石油的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球。
背景技術(shù)：
隨著油田的注水開(kāi)發(fā)，近井油層堵塞已日趨嚴(yán)重。人們尋求高效經(jīng)濟(jì)的油層的同時(shí)，也在不斷地改造新工藝、新技術(shù)和新產(chǎn)品，以解決油層堵塞問(wèn)題，進(jìn)一步提高石油的產(chǎn)量。
目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的水力沖擊酸化技術(shù)、電脈沖技術(shù)、高能氣體壓裂以及對(duì)油層的爆炸松動(dòng)技術(shù)，均因自身功能與環(huán)境條件的差異，推廣應(yīng)用難度較大，實(shí)用性受到限制。以其中的水力沖擊酸化技術(shù)為例，隨著處理井段深度的加深回壓加大，配套設(shè)備要隨之增型，致使投入成本過(guò)大，經(jīng)濟(jì)效益下降。
而將空心鋼化玻璃球(簡(jiǎn)稱(chēng)空化球)用于油層內(nèi)爆沖擊壓裂工藝技術(shù)，可在近井油層形成正負(fù)水擊，有效的將油層壓開(kāi)多裂縫，清除井壁結(jié)垢堵塞，可實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)和水井增注的目的，是現(xiàn)有物理法振動(dòng)采油技術(shù)中最為先進(jìn)的。它是根據(jù)流體淹沒(méi)射流時(shí)內(nèi)部的空氣泡從產(chǎn)生到潰滅后引起空化效應(yīng)所形成的巨大水力沖擊現(xiàn)象，采用空化球人為制造出空泡形狀阻力，在設(shè)定的環(huán)境壓力下潰爆以獲得振蕩空化現(xiàn)象中空泡潰滅時(shí)的強(qiáng)大的瞬態(tài)動(dòng)壓沖擊能量，將近井油層壓開(kāi)多裂縫，實(shí)現(xiàn)油水井近井地帶的高效人工井下震動(dòng)，有效解除近井堵塞。它集振蕩空化、水力沖擊、壓裂于一體，可廣泛用于油水井的常規(guī)作業(yè)。應(yīng)用該工藝技術(shù)在很大程度上取決于空心鋼化玻璃球這種配套核心產(chǎn)品，而目前尚無(wú)其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的，是提供一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球，以便在油層內(nèi)爆沖擊壓裂解堵時(shí)產(chǎn)生所需的瞬態(tài)動(dòng)壓沖擊能量。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是空心球最大處的外徑范圍為ф20～70mm，空心球壁厚范圍為3～30mm.。
空心球由球冠和球塞兩部分組成，球塞置入球冠合成為一完整球體。
球冠的外輪廓呈上圓球面下圓錐面形狀，由等壁厚的上半圓球和內(nèi)空為相等直徑的圓錐筒合成一體構(gòu)成，球塞為等壁厚的半圓球，兩者組裝后形成兩頭圓球面中間圓錐面的球狀體；通過(guò)調(diào)整球冠的外輪廓形狀和尺寸，與球塞合為一體的完整球體的形狀也可以為圓球形或?qū)ΨQ(chēng)及不對(duì)稱(chēng)的蛋卵形。
在球塞壓入球冠的接口處，兩者的接觸面上有密封膠。
本實(shí)用新型的使用方法如下在采油井或注水井內(nèi)的油層井段，在內(nèi)爆沖擊壓裂工藝管柱底部安裝能量釋放器，依靠井口投擲裝置將本實(shí)用新型從井口自動(dòng)投入，待其坐封井下能量釋放器后，通過(guò)油管柱底部安裝的能量釋放器，經(jīng)地面泵車(chē)向油管內(nèi)泵注液體，向油管柱內(nèi)的液體加壓，集壓能于本實(shí)用新型上部，在壓力升到設(shè)定值時(shí)，本實(shí)用新型瞬間潰爆，潰爆后管內(nèi)壓力升高，將以高出油管內(nèi)液體兩倍以上的壓力，并通過(guò)管內(nèi)液柱將勢(shì)能突然轉(zhuǎn)化為動(dòng)能沖擊作用于油層，在目的油層激起強(qiáng)大的空化振蕩，理論計(jì)算的沖擊壓力將是普通滯止壓力的8.6～12.4倍，能有效的壓開(kāi)地層，解除近井油層堵塞。并可重復(fù)進(jìn)行，有利于多層作業(yè)需要。
通過(guò)物理鋼化或化學(xué)鋼化后的本實(shí)用新型，人工潰爆后碎成3mm以下的小顆粒及粉末，潰爆壓力不受井內(nèi)液柱回壓制約，爆碎的玻璃顆粒及粉末可通過(guò)洗井方式排至地面或由同一工藝管柱上的收集艙回收。
通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型樣品進(jìn)行的多次測(cè)試結(jié)果證明，用500型泵車(chē)做壓爆檢測(cè)，空化球潰爆壓力誤差為設(shè)定泵壓的±1Mpa，潰爆后形成直徑為3mm以下不等的小顆粒。本實(shí)用新型可在500-4000m井深、150℃高溫的井內(nèi)工作，內(nèi)爆沖擊壓力和沖壓次數(shù)可根據(jù)單井需要設(shè)定(沖壓次數(shù)不限)。
本實(shí)用新型的積極效果在于1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)用性強(qiáng)；2、不受深井井內(nèi)液柱的回壓制約；3、可采用同次管柱進(jìn)行多層段處理；4、處理水井時(shí)不受時(shí)間限制，可根據(jù)井況隨時(shí)處理(指單層注水井或混注井)；5、能有效降低油層門(mén)檻破裂壓力，伴隨水力壓裂工藝全過(guò)程實(shí)現(xiàn)內(nèi)爆沖擊壓裂。
本實(shí)用新型作為油田油層內(nèi)爆沖擊壓裂解堵工藝的配套核心產(chǎn)品，在采油井或注水井內(nèi)的油層井段，在其潰爆后以高出油管內(nèi)液體壓力兩倍以上的能量沖擊壓裂油層，產(chǎn)生所需的瞬態(tài)動(dòng)壓沖擊能量，解除近井油層堵塞，可經(jīng)濟(jì)、高效地提高油井產(chǎn)量，并降低注水井注入壓力。


圖1為本實(shí)用新型的仰視圖；圖2為本實(shí)用新型的主視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
在材質(zhì)上優(yōu)先選擇機(jī)械強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、潰爆后顆粒較小，可經(jīng)過(guò)淬火處理的鈉鈣玻璃為原料，其來(lái)源廣、成本低，潰爆后形成小的顆粒和碎沫，可滿足實(shí)現(xiàn)內(nèi)爆沖擊壓裂，空化振蕩油層的需要。
見(jiàn)圖1～2，通過(guò)模具壓制，加工出外輪廓呈上圓球面下圓錐面形狀的球冠1，它由等壁厚的上半圓球和內(nèi)空為相等直徑的圓錐筒合成一體構(gòu)成，再加工出等壁厚的半圓球狀的球塞2，兩者組裝后形成兩頭圓球面中間圓錐面的球狀體。通過(guò)變換模具，也可以加工成為圓球形或?qū)ΨQ(chēng)及不對(duì)稱(chēng)的蛋卵形的本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的具體尺寸為空心球最大處的外徑分別為常用的三種規(guī)格，即ф55mm、ф50mm和ф45mm；壁厚為8～14mm。
球冠1和球塞2組裝前，需經(jīng)過(guò)淬火作鋼化處理。
為增加球塞2壓入球冠1接口后的密閉能力，組裝時(shí)在球塞2壓入球冠1的接口處，兩者的接觸面3上涂有密封膠。
也可用現(xiàn)有常用的加工無(wú)縫玻璃空心球的生產(chǎn)工藝加工上述同規(guī)格的本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球，其特征是空心球最大處的外徑范圍為20～70mm，空心球壁厚范圍為3～30mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球，其特征是空心球由球冠(1)和球塞(2)兩部分組成，球塞(2)置入球冠(1)合成為一完整球體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球，其特征是球冠(1)的外輪廓呈上圓球面下圓錐面形狀，由等壁厚的上半圓球和內(nèi)空為相等直徑的圓錐筒合成一體構(gòu)成，球塞(2)為等壁厚的半圓球，兩者組裝后形成兩頭圓球面中間圓錐面的球狀體；通過(guò)調(diào)整球冠(1)的外輪廓形狀和尺寸，與球塞(2)合為一體的完整球體的形狀也可以為圓球形或?qū)ΨQ(chēng)及不對(duì)稱(chēng)的蛋卵形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、3任一項(xiàng)所述的一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球，其特征是在球塞(2)壓入球冠(1)的接口處，兩者的接觸面(3)上有密封膠。
專(zhuān)利摘要一種用于油田油層沖擊壓裂解堵的空心鋼化玻璃球，屬于從井中開(kāi)采石油的技術(shù)領(lǐng)域?？招那蜃畲筇幍耐鈴椒秶鸀棣?0～70mm，空心球壁厚范圍為3～30mm；空心球由球冠和球塞兩部分組成，球塞置入球冠合成為一完整球體；完整球體的形狀為兩頭圓球面中間圓錐面的球狀體，也可以為圓球形或?qū)ΨQ(chēng)及不對(duì)稱(chēng)的蛋卵形；在球塞壓入球冠的接口處，兩者的接觸面上有密封膠。本實(shí)用新型作為沖擊壓裂解堵工藝的配套核心產(chǎn)品，在采油井或注水井內(nèi)的油層井段，應(yīng)用其潰爆后以高出油管內(nèi)液體壓力兩倍以上的能量沖擊壓裂油層，產(chǎn)生所需的瞬態(tài)動(dòng)壓沖擊能量，解除近井油層堵塞，可經(jīng)濟(jì)、高效地提高油井產(chǎn)量。
文檔編號(hào)E21B43/26GK2804385SQ20052002868
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者張法, 王敬東 申請(qǐng)人:王敬東, 張法