具有密封的点火系统的增产装置的利记博彩app

专利名称：具有密封的点火系统的增产装置的利记博彩app
具有密封的点火系统的增产装置技术领域本申请涉及一种用于使地下地层增产的方法和装置，所述地下地 层由井筒所穿过，尤其是，本发明涉及一种使用燃烧体和点火系统的 装置，以及一种使用所述装置使地下地层增产并增强射孔孔眼有效性 的方法，所述射孔孔眼在井筒与地层之间提供流体连通。
背景技术：
通过将各种长度的较大直径的金属管(称作套管)连接在一起使 得穿透地下地层的井筒的完整性得到加强，从而形成井筒内的套管柱。 通常用水泥将所述套管柱胶结在井筒表面并在随后通过点燃其内的聚 能炸药在井筒的开采段进行射孔。所形成的射孔孔眼穿过套管和水泥 一小段距离进入地层。除了增加井筒的完整性，已射孔的套管柱提供 了用于使流体穿过井筒而被开采到地面的管道。在特定情况下，需要在使井筒压力保持在相对于地层压力的过平 衡状态的情况下进行射孔作业。过平衡的井筒压力常常会超过地层的 破裂压力，所述破裂压力会在射孔孔眼附近引起水力压裂。这种在射 孔孔眼处的地层内蓄意产生裂缝的方式通常被称作增产措施，射孔孔 眼一般仅可延伸入地层几英寸，而裂缝网可延伸入地层几英尺。所述 裂缝网提供了使流体从地层进入井筒的增大了的流道并可显著地增加 井的产能。作为替代的增产技术，产生气体的推进剂己被用于替换水力压裂 以在地下地层内产生并延伸裂缝。根据常规的推进剂增产技术，推进 剂被就地点燃以产生气体，所述气体在进行射孔工艺时或之后使井筒 的开采段增压。所产生的气体在井筒的开采段处的地层内产生并延伸 裂缝。 常规的推进式增产装置包括推进体和点火系统，所迷推进体由固 体火箭推进剂材料铸造而成，所述点火系统包括启动器组件和连接到 启动器组件上的点火传播器。启动器组件通常包括雷管，点火传播器 通常是雷管导火索。点火传播器选择地包括设置在雷管导火索周围的 薄壁铝制套筒或硬纸板套筒，该套筒有助于将雷管导火索放置在所述 装置内。已经发现，将井筒流体引入点火系统(例如引入启动器组件与点 火传播器之间的连接件)可降低点火系统的功能。即使提供一种用于 雷管导火索的套筒，所述套筒的端部敞口，并且所述套筒缺乏使点火 系统有效密封以阻止周围环境中的流体进入其内的足够的结构完整 性。 一种用于降低点火系统与井筒流体之间接触的普通技术为将启动 器组件与点火传播器之间的连接缠绕在抵抗流体的带子上。在任何情况下，上述的推进式增产装置不是普遍地适于用在所有 类型的井筒内，这是因为所述装置缺乏承受在许多种类型的井筒内所 遇到的过大力的足够的机械强度。例如，由于存在过大的力，该推进 式增产装置一般不适于用在小直径井筒、倾斜井筒和/或温度超过约275EF的井筒中。通过将推进体插入到可重复利用的金属托架中可增加上述推进式 增产装置的结构完整性，所述托架在放置入井筒内和随后点燃推进剂 的期间支承着推进体。可选择地是，推进体的尺寸可膨胀并紧紧装配 在支承推进体的可重复利用的金属托架周围。美国专利US6， 082， 450 公开了一种这样的推进式增产装置，其中推进体内部可重复利用的金 属托架支承着推进体，该篇专利被这里引用作为参考。US6， 082， 450 专利中的推进式增产装置能够用于变直径和方位的井筒内。受到支承 的推进式增产装置一般提供一种可重复利用的、可靠的推进剂燃烧， 在点燃推进剂时所述燃烧以不连续的或可控的方式进行。尽管其具有有益的性能特征，US6, 082， 450专利中的推进式增产装置并不能完全密封所述装置内部以阻止井筒流体。所述装置可以 使井简流体流入或渗入所述装置内部，从而所述流体接触点火系统。
像其它现有的装置一样，依靠带子的缠绕来使点火系统与井筒流体之 间的接触最小。不幸地是，所述带子的缠绕并不能总使点火系统同井 筒流体完全隔离。当带子的缠绕不能令人满意地保护点火系统以阻止 井筒流体时，雷管导火索正确地传播推进剂爆炸的能力就会打折扣， 这将降低推进剂燃烧的重复性和可靠性，因而降低推进式增产装置的 总体性能。因此，需要推进式增产装置保持点火系统在大范围的井筒 环境中足够干燥。因此，本发明的目的在于提供一种用于地下地层的增产装置，该 增产装置利用由点火系统点燃的燃烧材料，如推进剂，其中所述装置 保持点火系统与井筒流体基本流体隔离。本发明的另一目的在于提供 一种用于地下地层的增产装置，该增产装置利用由点火系统点燃的燃 烧材料，其中所述燃烧材料处于固体燃烧体的形式，该燃烧体保持在 固定架上，该固定架也将点火传播器支承在装置中。本发明的又一目 的在于提供这样一种增产装置，其中通过合适地确定所述装置的特定 物理参数来精心控制燃烧材料的点燃，以便获得燃烧材料的大致可靠 的和可重复的燃烧。根据下述的本发明可实现这些目的和其它目的。发明内容本发明为 一种用于使地下地层增产的装置。所述装置包括第 一管、 燃烧体和点火传播器。第 一管包括第 一管内部和具有一定长度的第一 管壁。优选的第一管还包括敞口的第一和第二端部。第一管壁在第一 管壁长度上具有至少一个孔眼。优选的孔眼为敞口的孔眼，其允许第 一管内部和周围环境之间流体连通，所述周围环境在第 一管壁的外部。 优选第 一管的材料和结构使得在点燃燃烧体或燃烧体燃烧期间第 一管 基本不会分解或分裂。第二管位于第一管内部内，并具有第二管内部、具有一定长度的 第二管壁、第一敞口端部和第二敞口端部。第二管内部与第一管内部 密封隔离以基本防止第一管内部与第二管内部之间的流体连通。优选
第二管的材料和结构使得在点燃点火传播器期间第二管大致分解或分 裂。燃烧体优选为一种可燃材料，其从由推进剂、炸药和固体形式的 聚能炸药构成的组中选择。燃烧体位于第一管内部内，并在第二内部 的外部。点火传播器优选包括雷管导火索，雷管导火索位于第二管内 部。点火传播器基本上不与周围环境内的流体接触，所述周围环境在 第一管壁的外部。一种优选的装置还包括第一连接器部件、第二连接器部件、第一 密封组件和第二密封组件。第一连接器部件连接到第一管的第一端部 并具有第 一连接器内部。第二连接器部件连接到第 一管的第二端部并具有第二连接器内部，以便第一管串联地(serially)位于第一和第二 连接器部件之间。第一密封组件接合第二管，以便基本防止第一管内 部与第一连接器内部之间的流体连通。第二密封组件接合第二管，以 便基本防止第 一管内部与第二连接器内部之间的流体连通。 一种优选 的点火传播器从第 一管内部延伸到第 一和第二连接器内部，并类似地 从第二管内部延伸到第一和第二连接器内部。所述优选的装置还包括第三连接器部件，该第三连接器部件具有 第三连接器内部。第三连接器部件将第二连接器部件连接到第一管的 笫二端部，并串联地定位在第一管与第二连接器部件之间。第二管位 于第三连接器内部内。一种替换的优选装置包括第一连接器部件、第二连接器部件、第 三连接器部件和第四连接器部件。第一和第二连接器部件连接到第一 管的第一端部，第二连接器部件串联地位于第一管和第一连接器部件 之间。第三和第四连接器部件连接到第一管的第二端部，并且第三连 接器部件串联地位于第一管和第四连接器部件之间。第一、第二、第三和第四连接器部件分别具有第一、第二、第三和第四连接器内部。所述替换的优选装置还包括第一密封组件和第二密封组件，第一 密封组件接合第二管以便基本防止第 一管内部与第 一连接器内部之间 的流体连通，第二密封组件接合第二管以便基本防止第 一管内部与第
四连接器内部之间的流体连通。 一种优选的点火传播器从第 一管内部 延伸到第一、第二、第三和第四连接器内部，并类似地从第二管内部 延伸到第一和第四连接器内部。根据本发明的另一特征，所述装置包括第一管、第二管、第一燃 烧体和点火传播器。第一管具有第一管内部和第一管壁。第一管壁具 有内表面、外表面、 一定长度和在第一管壁长度上的至少一个孔眼。 第二管位于第一管内部内，并具有第二管内部和第二管壁。第二管壁 具有内表面、外表面和一定长度。第二管壁的外表面和第一管壁的内 表面限定了一个环空。优选的第二管内部同第一管内部密封隔离，以 基本防止第一管内部与第二管内部之间流体连通。优选的点火传播器 包括雷管导火索，该雷管导火索位于第二管内部内，其与周围环境内 的流体基本不接触，所述周围环境在第一管壁的外部。第一燃烧体优选为由固体推进剂构成的第一推进部件，所述推进 部件具有纵向开口和部件壁。所述部件壁具有内表面、外表面和一定 长度。第一燃烧体位于第一管内部，并且第一燃烧体的纵向开口容纳 第二管，优选可滑动地容纳第二管。第一燃烧体基本上不伸出所述环 空。优选的第一燃烧体的部件壁的长度充分地小于第二管壁的长度。 点火传播器位于第二管内部内。一种优选的装置还包括第一燃烧体的部件壁的外表面与第一管壁 的内表面之间的空隙。所述优选的装置进一步包括第二燃烧体，该第 二燃烧体具有纵向开口和部件壁。第二燃烧体的部件壁具有内表面、 外表面和一定长度。优选的第二燃烧体的部件壁的长度大致等于第一 燃烧体的部件壁的长度。第二燃烧体位于第一管内部内，并且第二燃 烧体的纵向开口容纳第二管，优选可滑动地容纳第二管，以便第二燃 烧体安装在大致相邻于第一燃烧体的第二管上。所述优选的装置还包括第二燃烧体的部件壁的外表面与第一管壁 的内表面之间的空隙。所述优选的装置进一步包括第三燃烧体，该第 三燃烧体具有纵向开口和部件壁。第三燃烧体的部件壁具有内表面、外表面和一定长度。第三燃烧体位于第一管内部内，并且第三燃烧体 的纵向开口容纳第二管，以便第三燃烧体安装在大致相邻于第一或第 二燃烧体的第二管上。本发明的另一特征为一种用于使地下地层增产的方法，该地层由 与所述地层流体连通的井筒所穿透。所述方法包括将增产装置在地下 地层附近定位在井筒内。所述增产装置包括第一管、第二管、燃烧体 和点火传播器。第一管具有第一管内部、具有一定长度的第一管壁和在第一管壁长度上的至少一个孔眼。所述第二管位于第一管内部内。 第二管具有第二管内部和具有一定长度的第二管壁。燃烧体位于第一管内部内，并在第二管内部的外部。点火传播器位于第二管内部内。所述的方法还包括通过点火传播器点燃燃烧体，并以可控的燃烧 速度使点燃的燃烧体燃烧。燃烧的燃烧体形成了燃烧气体，该燃烧气 体扩展了地层与井筒之间的流体连通。通过确定增产装置的一个或多 个参数的数值来确定可控的燃烧速度，所述的参数从由第二管和燃烧 体的相对几何形状、点火传播器的密度、点火传播器的爆炸荷载、第 二管的材料组分和第二管壁的厚度、以及第二管内部的直径所构成的 组中选择。本发明的另一特征为一种限定增产装置的操作性能的方法。所述 方法包括选择增产装置的一个或多个参数的第一数值。所述增产装置 包括第一管、第二管、第一燃烧体和点火传播器。第一管具有第一管 内部、具有一定长度的第一管壁、在第一管壁长度上的至少一个孔眼。 第二管位于第一管内部内。笫二管具有第二管内部和具有一定长度的 第二管壁。燃烧体位于第一管内部内，并在第二管内部的外部。点火 传播器位于第二管内部内。所述一个或多个参数从由第二管和燃烧体 的相对几何形状、点火传播器的厚度、点火传播器的密度、点火传播 器的爆炸荷载、第二管的材料组分和第二管壁的厚度、第二管内部的 直径、孔眼的尺寸、孔眼的数量和沿第一管壁长度的孔眼排列方式所 构成的组中选择。所述方法还包括将多个过程情况监测器定位在井筒内，将增产装 置定位在井筒内并进行增产装置的第一次试运行。第一次试运行包括
利用点火传播器点燃燃烧体并使点燃的燃烧体燃烧，从而形成燃烧气 体。利用过程情况监测器获得与燃烧气体相关的第 一次试运行数据(优 选压力数据)。响应于第一次试运行数据将一个或多个参数的第一数 值改变为一个或多个参数的第二数值。进行第二次试运行，笫二次试 运行与第一次试运行基本相同，利用过程情况监测器获得与燃烧气体相关的第二次试运行数据。 一种优选的方法还包括确定一个或多个参 数的第二数值，或者响应于第二次试运行数据将一个或多个参数的第 二数值改变为一个或多个参数的第三数值。根据附图和下面的详细描述可以进一步理解本发明。


图1为本发明增产装置的概念性视图，所述增产装置定位在穿透地层的井筒内；图2为用于图l所示增产装置的增产模块的纵向剖面图；图3为图2所示增产模块的横向剖面视图；图4为适配接头的局部切开纵向剖面视图，所述适配接头装有启 动器组件，该启动器组件可用于图l所示的增产装置；图5为替换的启动器组件的局部切开纵向剖面视图，该启动器组 件可用于本发明的增产装置；图6为增产模块的替换实施例的纵向剖面图，该增产模块可用于图l所示增产装置。
具体实施方式
先参看图l，井筒IO从地面12穿过土层14而延伸入地下地层16。为了示出的目的，井筒IO为基本垂直的井筒。然而，本发明在偏离垂直方向的井筒中具有特定的用途，所述偏离垂直方向的井筒包括水平 井筒和其它相对于垂直方向具有大的倾斜角度的井筒。井筒io的表面具有沿其长度设置的套管18，所述套管通过水泥20被固定到所述表面。 根据图1所示的实施例，其设置有钢缆22，并且电缆头24固定 到钢缆22的端部。测井仪器26、适配接头(adaptor sub) 28和本发 明的增产装置由电缆头24通过任意合适的方式(如螺紋)依次首尾连 接。 一种典型的测井仪器26为接箍测井仪器。为了示出的目的，图l 所示的本发明的增产装置具有两个增产模块30a， 30b，这两个模块依 次首尾连接。然而，这一示出并不用于限制本发明的范围。本发明的 增产装置大致包括具有至少一个增产模块30a的任意增产装置，并且 任选具有任意数量的另外增产模块30b, 30c， 30d等(未示出)，这 些另外的增产模块与第 一增产模块30a依次首尾连接。在该实施例中， 所述增产装置还包括流体密封盖32，所述密封盖通过任意合适的方式 (如螺紋)连接到系列模块30a, 30b中的最后一个增产模块30b上， 并且其终止了所述增产装置。可选择地是，所述增产装置的终端可为 系列模块的最后增产模块30b，其可以流体密封的方式与其它井下装 置或其它井下设备(未示出)连接。在任意情况下，钢缆22具有依次连接到其上的电缆头24、测井 仪器26、适配接头28和增产装置，在所述增产装置位于地下地层16 的特定深度之前将所述钢缆下入井筒10中。如果需要，任意合适的装 置(如封隔器和油管(未示出))可用于在增产装置的上方和下方使 井筒IO的几个部分相互隔离。根据可替换的实施例(未示出)，本领 域技术人员能够通过钢丝、挠性管、油管柱或任意其它合适的方式将 增产装置选择地定位并支承在井筒10内。在增产装置处于地下地层的 特定深度之前，将可替换的支承装置和增产装置以大致与图l所示相 同的方式下入到井筒10中。同样，如果需要，可通过任意合适的装置 来影响井筒隔离。参看图2和3，其中示出了并在下面进行描述的用于本发明的增 产装置的增产模块的细节。图2和3的增产模块被标记为30，其一般 适用于图1所标记的增产模块30a和30b,只要增产模块30a和30b 彼此基本相同并与图2和3中的增产模块30基本相同。下面的描述中 所应用的术语"上部"和"下部"用于相互区别才莫块30的各个元件，但是
不用于限制本发明的范围。术语"上部"和"下部"描述了增产模块30的 给定元件的相对位置，当将所述模块30下入到垂直井筒10中时，要 么在模块30的另一元件的上方要么在其下方。增产模块30包括托架34、上部连接器部件36、第一下部连接器 部件38、第二下部连接器部件40和隔离部件42。托架34和隔离部件 42中的每一个优选具有特征为中空筒的管状结构，该管状结构的两端 为开口。隔离部件42的外径远远小于托架34的内径。隔离部件42和 托架34在纵向上相互对齐，并且所述隔离部件位于托架34内，优选 同心地位于托架34内，以便限定托架环空44,所述托架环空44从托 架34的内表面和隔离部件42的外表面延伸。同样，托架34为使托架 环空44同托架34外部的周围环境46隔开的壳体。当增产模块30位 于井筒10内时，如图1所示，所述周围环境46为井筒10，其内通常 含有地层流体。托架34优选由高完整性的金属(high-integrity metal)制成，如 高质钢，其可重复利用，也就是其可在增产装置的通常作业中抵抗大 部分的破坏和毁损。托架34的上端和下端48， 50都是敞开的，并且 每一个都分別具有与上部连接器部件36和第一下部连接器部件38连 接的合适装置。尤其是，托架34的上端48具有上部阴螺紋51，该上 部阴螺紋与上部连接器部件36的下端53上的阳螺紋52协同接合。托 架34的下端50具有下部阴螺紋54，该下部阴螺紋与第一下部连接器 部件38上端56上的上部阳螺紋55协同接合。另外，固定螺钉57用 于进一步确保托架34分别与上部和第一下部连接器部件36， 38之间 的连接。O形环58位于托架34分别与上部和第一下部连接器部件36， 38的交接处，以便在它们之间提供流体密封。虽然托架34优选基本是直的并沿其整个长度具有基本一致的圆 形横截面，但是，托架34可交替地均匀逐渐变细或者在其长度的一个 或多个位置膨胀或收缩，或者可具有交替的横截面结构，如正方形或 椭圆形。根据给定井筒的特征和/或应用，可选择托架34的这种交替 结构，这对本领域技术人员来说是显而易见的。在任意情况下，托架 34的长度通常可达到约20英尺或更高，并且托架34的横截面直径通 常可达到约4英寸或更高。托架34的典型尺寸为约21英尺的长度、 约2.875英寸的外径、约2.35英寸的内径和0.2625英寸的壁厚。托架34中具有一个或多个孔眼60。在具有多个孔眼60的情况下， 孔眼60可沿托架34均匀或随意间隔设置。孑L目艮60仅仅沿着托架34 的一部分长度延伸或基本沿着托架34的整个长度延伸。孔眼的可替换 实施例在下面描述，所有这些实施例都可用在本发明中。虽然对于每 一实施例仅仅描述了一个孔眼，但是，应当理解，对于一个孔眼的描 述同样可用于多个孔眼。这里应用的术语"孔眼(aperture)"—般指的是"敞口孑L目艮(open aperture)"或"可-皮裂的孔眼(rapturable aperture)"。优选敞口孔 目艮60，如图2和3所示。敞口孔眼60在这里,皮限定为敞口的，如孔、 口或类似的形式，所述孔眼60完全穿过托架34的壁厚并允许在托架 环空44与周围环境46之间流体连通。为了示出的目的，孔眼60—般 具有环形的外围结构。然而，孔眼60可基本具有任意其它合适的外围 结构。例如，孔眼60具有如星形、十字形等的外围结构，这对本领域 技术人员来说是显而易见的。可破裂的孔眼(未示出)在这里被限定为托架34的相对较小的一 段，其与托架34的其它部分相关联，开始连续关闭托架环空44并使 托架环空44同周围环境46流体隔离。然而，可破裂的孔眼在点燃燃 烧体时破裂，这在后面进行描述，以便提供完全穿过托架34的壁厚而 延伸的开口 ，并且能够在托架环空44与周围环境46之间建立流体连 通。可破裂的孔眼和托架34的其它部分能够整体由一种普通的连续 材料(如上述的高质钢)制成。可破裂的孔眼的厚度相对于托架34的 其它部分大大降低。因此，降低了厚度的可破裂的孔眼在点燃燃烧体 时易于破开。然而，托架34的其它部分的厚度足以承受燃烧体的燃烧 力而不会破开。可选择地是，可破裂的孔眼开始就被制作为穿过托架 34的开口。然而，由与托架34相同或不同的材料制成的塞子可移除
地固定在开口上，以便选择性地密封所述开口。在点燃燃烧体时，所述塞子易于从开口中吹出，而托架34的其它部分承受燃烧体的点燃力 而不会;皮开。在隔离部件42的整个长度上，隔离部件42优选完全包围隔离部 件内部62，即隔离部件42的整个长度上是没有孔眼的。同样，在隔 离部件42的整个长度上，隔离部件42防止了托架环空44与内部62 之间的流体连通。然而，隔离部件42具有敞口的上端和下端64， 66。隔离部件42优选由在整个长度上壁厚均匀的均匀材料制成。可优 选地是，选择隔离部件42的材料和壁厚，以便隔离部件42具有承受 周围环境46的围压的足够结构完整性而不致破裂，或者允许在托架环 空44与内部62之间建立流体连通。然而，选择所述隔离部件42的材 料和壁厚，以便在点燃传播器(如炸药)爆炸时隔离部件42易于破裂 或破开或分离，所述传播器位于内部62内。因此，例如，隔离部件 42的材料为易碎的金属、塑料或复合材料。 一种优选的隔离部件42 由 一 种本领域称作"控制线"的管制成。隔离部件42可均匀地逐渐变细或者在其长度上的一个或多个位 置膨胀或收缩。然而，隔离部件42优选基本上是直的，沿其整个长度 具有基本一致的横截面。隔离部件42的横截面直径优选小于约1英寸。 隔离部件42的典型尺寸为约0.375英寸的外径、约0.277英寸的内径 和约0.049英寸的壁厚。隔离部件42的长度优选至少约等于托架34 的长度，以便隔离部件42从托架34的上端48附近连续延伸到托架 34的下端50附近。隔离部件42的长度更加优选为远远大于托架34 的长度，以便隔离部件42的上端64大致向上延伸经过托架34的上端 48和/或隔离部件42的下端66大致向下延伸经过托架34的下端50。点火传播器定位在隔离部件42的内部62。点火传播器优选为点 火系统的部件，其示例在下面进行描述。点火传播器优选包括炸药并 在内部62的整个长度上大致连续延伸。 一种优选的点火传播器包括雷 管导火索段68，例如，具有炸药的40格令(grain)的雷管导火索段。 雷管导火索段68被拧入隔离部件42的敞口的上端或下端64， 66，并
且基本在内部62的整个长度上从上端64延伸到下端66。雷管导火索 段68优选具有约等于或略小于隔离部件42的内径的截面直径，以便 使雷管导火索段68与隔离部件42的内表面紧密配合。虽然通过任意 合适的方式可将雷管导火索段68物理地粘结到隔离部件42的内表面 上，但是，雷管导火索段68优选非固定地悬挂在内部62内。尽管未 示出，但是，点火传播器可选择地具有一种爆燃材料或索。例如，点 火传播器可选择性地应用黑色火药而不使用雷管导火索来点燃增产模 块30内的燃烧体，这在后面进行描述。燃烧体位于托架34的内表面与隔离部件42的外表面之间的托架 环空44内。燃烧体优选为固体结构的可燃材料。所述可燃材料从由推 进剂、炸药和聚能炸药构成的组中选择。燃烧体优选为形成为一个或 多个推进部件70的固体推进剂，每一推进部件具有端部敞口的中空筒 形管状结构。每一推进部件70具有纵向的开口 72，所述开口优选与 推进部件70的中心纵向轴线同心并在所述轴线的整个长度上延伸。推 进部件70优选在其整个长度上完全包围纵向开口 72，但具有敞口的 上端和下端74, 76。隔离部件42优选用作用于推进部件70的固定架。 特别是，隔离部件42在纵向开口 72的长度上延伸并伸出推进部件70 的敞口的上端和下端74， 76，从而在保持推进部件70与隔离部件42 的外表面可滑动的环形结合时支承推进部件70。由上可看出，推进部件70具有不大于托架34内径的外径，但是 远远大于隔离部件42的外径。如果需要，推进部件70的外径可远远 小于托架34的内径，以便在推进部件70的外表面与托架34的内表面 之间保持间隙。推进部件70的纵向开口 70具有约等于或大于隔离部 件42外径的横截面直径，以便使推进部件70的内表面与隔离部件42 的外表面可滑动地接合。构造推进部件70，以便如果操作者需要推进 部件70与隔离部件42紧密接合，纵向开口 72的直径则可基本接近隔 离部件42的外径。可选择地是，构造推进部件70，以便如果操作者 需要推进部件70与隔离部件42松散接合，纵向开口 72的直径则可基 本不同于隔离部件42的外径。
推进部件70内的推进剂的量为推进部件70的长度、纵向开口 72 的直径和推进部件70的外径的函数。纵向开口 72的直径确定了推进 部件70的内表面的位置，并且推进部件70的外径确定了推进部件70 的外表面的位置。推进部件70的内表面和外表面相应地限定了推进剂 环空78，该环空代表推进部件70内推进剂的量。如果操作者需要增 加推进部件70内推进剂的量，推进部件70被构造成具有减小直径的 纵向开口 72，和/或对于给定长度的推进部件70的外径增加。反之， 如果操作者需要降低推进部件70内推进剂的量，推进部件70被构造 成具有增加直径的纵向开口 72，和/或对于给定长度的推进部件70的 外径减小。推进部件70的长度通常会达到约2英尺或更高，并且推进部件 70的横截面直径通常会达到约2英寸或更高。推进部件70的典型尺 寸为约2英尺的长度、约2.25英寸的外径和约0.4375英寸的纵向开口 直径。虽然推进部件70的长度可大致等于托架34和/或隔离部件42 的长度，但是推进部件70的长度显然能够选择性地远远小于托架34 或隔离部件42的长度。在这种情况下，将多个推进部件70定位在托 架环空44内在本发明的范围内。特别是，推进部件70以上述的方式 依次保持在隔离部件42上。推进部件70可沿着隔离部件42的长度依次首尾堆叠，直到堆叠 的推进部件70的数量足以基本占据隔离部件42的整个长度，所述隔 离部件42在具有推进部件70的托架环空44内。在这种情况下，托架 环空44内隔离部件42的外表面完全由推进部件70所覆盖。可选择地 是，较少数量的推进部件70或相同数量的推进部件70可依次设置在 隔离部件42上，但是每一推进部件70具有较短的长度，其中推进部 件70的数量小于基本占据托架环空44整个长度所需的数量。在该情 况下，托架环空44内隔离部件42的外表面上具有未由推进部件70覆 盖的空间。如果需要，推进部件70可通过任意合适的装置固定在隔离 部件42的特定位置上(例如与托架34上的孔眼60对齐)，以在增产 模块30作业期间防止推进部件70相对于托架34滑移。
图2和3所示的推进部件70 —般优选为管状结构，其在这里被称 作"推进剂棒(propellant stick)"。在本发明的范围内除了推进剂棒 结构之外，推进部件还可具有其它合适的结构。例如，推进部件的结 构可为螺旋形、线形或曲线形条带，或者一般为环形的圏。当使用一 般不太优选的推进部件的交替构造时，有必要通过将推进剂材料模制 在隔离部件42的外表面上或通过任意其它合适的方式，而将交替构造 的推进部件固定到隔离部件42的外表面上。在使用优选的管形结构 时， 一个或多个交替结构的推进部件可在托架环空44内的隔离部件 42外表面的整个长度上延伸，或者仅在其一部分长度上延伸。此外， 一个或多个交替构造的推进部件可围绕托架环空44内的隔离部件42 外表面的整个圆周延伸，或者仅围绕其一部分圆周延伸。无论推进部 件的构造如何，推进部件优选被定位在隔离部件42上，以便托架34 的至少一个孔眼60的至少一部分与推进部件70对齐。每一推进部件70优选由憎水或防水推进剂材料制成，该种材料在完井或开采作业期间不受井筒10内的流体静压力的物理影响。所述推进剂材料优选对于几乎所有流体，尤其是对于在井筒10内通常遇到的流体，表现为非活性或惰性。 一种优选的推进剂材料为其内合成有氧化剂的固化环氧树脂或塑料，如可由Coeur d，Alene Idaho的HTHTechical Service公司和Fort Worth, Texas的Owen Oil Tools公司商业获得的推进剂材料。所述推进剂材料必须承受较高的压力，如至少约500psi的压力，并且点火传播器必须被点燃。推进部件70优选通 过将其内合成有氧化剂的环氧树脂或塑料推进剂材料浇入或注入模具(未示出)中制成，并在推进剂材料固化成模具的形状之前允许在环境 温度或升高了的温度下在模具中进行固化。如上所述，托架34的上端48螺紋连接到上部连接器部件36的下 端53上，并且托架34的下端48螺紋连接到第一下部连接器部件38 的上端56上。上部连接器部件36还在其上端82上具有阴螺紋80， 并且第一下部连接器部件38在其下端86上具有下部阳螺紋84。第二 下部连接器部件40在其上端90上具有阴螺紋88并在其下端94上具 有阳螺紋92。第二下部连接器部件40的阴螺紋88与第一下部连接器 部件38的下部阳螺紋84协同接合，以便使第二下部连接器部件40的 上端卯与第一下部连接器部件38的下端86螺紋连接。O形环58也 定位在第一和第二下部连接器部件38, 40的交接处以在它们之间提供 流体密封。因此，第一下部连接器部件38串联地定位在托架34和第 二下部连接器部件40之间。上部连接器部件36、第一下部连接器部件38和第二下部连接器 部件40都优选由同托架34基本相同或类似的可重复利用材料制成， 并且每一部件36, 38， 40优选具有大致管状或端部敞开的中空筒状结 构。上部连接器部件36具有纵向开口 96，该开口优选与上部连接器 部件36的中心纵向轴线同心并在所述轴线的整个长度上延伸。上部连 接器部件36优选在其整个长度上完全包围纵向开口 96。然而，纵向 开口 96分别在上部连接器部件36的上端和下端82， 53处具有上段和 下段98, 100，所述上段和下段是敞口的并具有相对于纵向开口 96的 中间段102胀大的直径。上部助爆件(booster fitting ) 104具有包括 纵向开口 106的管状结构，并且所述助爆件螺紋连接或以其他方式保 持在纵向开口 96的胀大的上段98内。上部密封保持插入件108同样 包括具有纵向开口 110的管状结构，其包括密封座，所述上部密封保 持插入件108可螺紋连接地保持在纵向开口 96的胀大的下段100内。 O形环58定位在上部密封保持插入件108与上部连接器部件36的交 接处以在它们之间提供流体密封。上部密封组件112具有纵向开口 114，该上部密封组件112座落 在并螺紋连接地保持在上部密封保持插入件108下端116的纵向开口 110内。上部密封组件112优选为常规的流体面密封件，如可由Solon， Ohio的Swagelock Company商业获得的密封件。上部密封保持插入 件108和上部密封组件112优选由与托架34大致相同或类似的可重复 利用的材料制成，而上部助爆件104可由易碎的或以其他方式可消耗 的塑料制成。类似于上部连接器部件36，第一下部连接器部件38具有纵向开 口 118。纵向开口 118在其中心纵向轴线上延伸并具有胀大的上段和 下段120， 122和中间段124。下部密封保持插入件126基本上与上部 密封保持插入件108相同，其具有纵向开口 128,该纵向开口 128包 括密封座，所述下部密封保持插入件126螺紋连接地保持在纵向开口 118的胀大的下段122内。下部密封组件130基本上与上部密封组件 112相同，所述下部密封组件130具有纵向开口 132并座落在和螺紋 连接地保持在下部密封保持插入件126下端134的纵向开口 128内。 第二下部连接器部件40具有在其中心纵向轴线延伸的纵向开口 136， 该纵向开口具有胀大的上段和下段138， 140和中间段142。下部助爆 件144基本上与上部助爆件104相同，所述下部助爆件144具有纵向 开口 146并螺紋连接地保持在或以其它方式保持在纵向开口 136的胀 大的下段140内。相互连接的上部连接器部件36、第一下部连接器部件38、第二下 部连接器部件40和托架34互相配合，以便在托架34内使隔离部件 42 (和相应的相关雷管导火索段68和推进部件70)保持在所需的位 置。特别是，隔离部件42顺序地定位(以降序)在上部密封保持插入 件108的纵向开口 110、上部密封组件112的纵向开口 114、推进部件 70的纵向开口 72、第一下部连接器部件38的纵向开口 118、下部密 封保持插入件126的纵向开口 128、下部密封组件130的纵向开口 132 内。上部和下部密封组件112， 130被分别固定密封到隔离部件42、 上部和下部密封保持插入件108， 126上，以便使隔离部件42可固定 地保持在上述位置并分别在托架环空44与上部和第二下部连接器部 件36， 40的纵向开口96， 136之间提供流体密封。雷管导火索段68在隔离部件内部62的整个长度上延伸，所述隔 离部件内部62使雷管导火索段68同周围环境46保持流体隔离。雷管 导火索段68的上端148向上延伸经过隔离部件42的上端64、穿过上 部连接器部件36的纵向开口 96并伸入上部助爆件104的纵向开口 106，雷管导火索段68在这里不再由隔离部件42所包围。上部助爆传 送件(upper booster transfer ) l50为点火传播器的另外部件，其优选 比雷管导火索段68含有更加高质的炸药，所述上部助爆传送件150定 位在上部助爆件104的纵向开口 106内，并由雷管导火索段68的上端 148接合。上部密封组件112防止了流体侵入纵向开口 96， 106并保 持了雷管导火索段68、上部助爆件104以及它们的连接基本不与流体 接触从而保持其内的干燥。雷管导火索段68的下端152向下延伸经过隔离部件42的下端66， 穿过第二下部连接件40的纵向开口 136并伸入下部助爆件144的纵向 开口 146,雷管导火索段68在这里同样也不再由隔离部件42所包围。 下部助爆传送件154基本上与上部助爆传送件150相同，其同样为点 火传播器的另外部件，所述下部助爆传送件154定位在下部助推助爆 件144的纵向开口 146内，并由雷管导火索段68的下端152接合。下 部密封组件130防止了流体侵入纵向开口 136， 146并保持了雷管导火 索段68、下部助爆件144和它们的连接基本不与流体接触从而保持其 内的干燥。显然，优选与上述的增产模块30基本相同的另外增产模块能够与 增产模块30的端部82或94螺紋地接合，以便提供图1中的增产装置， 该增产装置具有多个依次连接的增产模块30。特别是，增产模块30 上端82上的阴螺紋80与相邻的增产模块30下端94上的阳螺紋92接 合。O形环58定位在增产模块30.的上部连接器部件36和相邻的增产 模块30的第二下部连接器部件40的交接处，以便在它们之间提供流 体密封并防止流体侵入纵向开口 96， 106， 136， 146。当两个增产才莫 块30首尾螺紋连接完成时，上部增产模块(如图1中的增产模块30a) 的下部助爆传送件154优选接合下部增产模块(如图2中的增产模块 30b)的上部助爆传送件150。如果增产模块30为增产装置的唯一模块，或者增产模块30定位 在多个依次连接的增产模块30的下终端，那么，增产模块30的下端 94仅用图1所示的螺紋流体密封盖32密封，或者以流体密封的方式 连接到另一井下装置或其它井下设备(未示出)。如果增产模块30为 增产装置的唯一模块，或者增产模块30定位在多个依次连接的增产模 块30的上终端，那么，增产模块30的上端82以流体密封的方式仅连 接到另一井下装置，如图1所示的适配接头28。除了 一个或多个增产模块30之外，本发明的增产装置优选还包括 用于启动点燃点火传播器的启动器组件，即雷管导火索段68和助爆传 送件150、 154,它们定位在每一增产模块30内。启动器组件和点火 传播器一起在这里称作点燃系统。参看图4，典型的启动器组件在图 中示出并在后面进行描述，其不用于限制本发明的范围。该示例的启 动器组件为装在图l所示适配接头28内的电雷管400。电缆402具有 两个端部， 一个端部(未示出)连接到电缆头24(同样在图1中示出)。 电缆402的另一端连接到电雷管400。雷管400通过地线404接到金 属适配接头28上，所述地线404通过任意合适的装置(如螺紋406) 固连到适配接头28上。启动器雷管导火索段408固定到雷管400上并 伸入图1和2所示的相邻增产模块30，启动器雷管导火索段408在这 里接合点火传播器的上部助爆传送件150。相邻的增产模块30的上端 82处的阴螺紋80以流体密封的方式与适配接头28的阳螺紋410螺紋 接合。根据可选择的实施例，本发明为一种用于操作上述增产装置的方 法。参看图1和4， 一旦增产装置适宜地定位在井筒10中就可对其进 行操作了。从地面12上的合适电源经过钢缆22和电缆402传输电流 以便点燃雷管400，这样就可以开始作业了。雷管400反过来又点燃 适配接头28和助爆传送件150、 154内的启动器雷管导火索段408以 及相邻增产模块30内的雷管导火索段68。由点燃包围在相邻增产模 块30的隔离部件42内的雷管导火索段68所产生的温度和压力易于使 隔离部件42分解，并会点燃与隔离部件42相邻的增产模块30内的一 个或多个推进部件70。每一被点燃的推进部件70以可控的燃烧速度 燃烧。燃烧每一推进部件70而产生的高压气体排出托架34的孔眼60并 通过套管18上的射孔孔眼进入地下地层16，从而清除射孔孔眼内任 意残余的碎屑。通过扩展地层16与井筒10的连通性，尤其是通过压
裂地层16，推进剂气体的压力也使地层16增产。增产模块70不会在 作业期间受到任何显著的损坏。因此，增产模块70可以通过钢缆22 从井筒10中取出，如果必要还可重新整修并进行再次利用。
撞击雷管可用作上述点燃系统内的替换启动器组件。撞击雷管优 选用于该增产装置中，通过管子(如常规的油管柱或挠性管)将所述 增产装置下入到井筒内。参看图5，替换的启动器组件具有撞击雷管， 该启动器组件包括能够固连到油管柱511或钢缆(未示出)端部上的 开孔外壳510。开孔512固连到开孔外壳510内的连接杆514上，并 密封流体通道516。连接杆514与活塞518接触。活塞518与开孔外 壳510的内壁之间的环形腔520充满压力为大气压的空气。在活塞518 底部的附近，剪切销钉522安装在剪切套(shear set) 524内，并且撞 针(firing pin ) 526由活塞518的底部向下延伸。保持器528连接开 孔外壳510和串联接头530。撞击雷管532通过保持器528安装在发 火头534内，所述保持器528固连到开孔外壳510上并能够固连到串 联接头530上。串联接头530固连到增产模块60。串联接头530顶部 的点火传送件536与启动器雷管导火索段538接触，如上所述，启动 器雷管导火索段538穿过中心通道540并进入增产模块30。
当向活塞518的顶部施加足够的液压力时，开孔512和活塞518 同时向下移动，打开流体通道516并使撞针526接触撞击雷管532。 撞击雷管532的点燃在点火传送件536内产生二级爆炸，这又接着点 燃启动器雷管导火索段538。启动器雷管导火索段538延伸入相邻的 增产模块30内并点燃助爆传送件和雷管导火索段，从而点燃其内的推 进部件70。
虽然未示出，省却增产模块30的点火传播器中的一个或多个助爆 传送件150， 154在本发明的范围内。在省却助爆传送件150或154的 情况下，相邻的雷管导火索段68， 408或538仅仅延伸以占据纵向开 口 106或146内的空隙，该空隙是由缺省助爆传送件150或154而产 生的。因此，例如，如果相邻的下部和上部助爆传送件154、 1S0被从 两个串联的增产模块(如30a和30b)中移除，上部增产模块30a的
雷管导火索段68就会延长，以便连续向下延伸并同样穿过相邻的下部 增产模块30b。根据所省却的助爆传送件的数量，雷管导火索段68能 够大致以任意程度延长，以便其连续穿过任意数量的增产模块30。同 样，如果上部助爆传送件150被从增产模块30中移除，该增产模块连 接到启动器组件上，那么启动器组件的启动器雷管导火索段408或538 就会延长，以便其连续向下延伸并穿过相邻的增产模块30，替代增产 模块30的雷管导火索段68。
本领域技术人员可以理解，应用本发明的技术，推进部件70的燃 烧速度为该增产装置的物理参数数量的函数。例如，推进部件70的燃 烧速度为隔离部件42和推进部件70的相对几何形状的函数。影响推 进部件70的燃烧速度的其它参数为雷管导火索段68的厚度、密度和 爆炸荷载，隔离部件42的材料和壁厚，以及隔离部件42的内部62的 直径。因此，本发明的一个方面就是通过正确地选择上述推进部件、 隔离部件和雷管导火索段参数的数值以设定推进部件70的燃烧速度。
在点火传播器爆炸时有利于隔离部件42和相应的推进部件70分 解成较小的碎片的情况一般有利于推进部件70以较快的速度燃烧，而 有利于隔离部件42和相应的推进部件70分解成较大的碎块的情况一 般有利于推进部件70以较慢的速度燃烧。因此，雷管导火索段68的 厚度、密度和/或爆炸荷栽的增加会使推进部件70的燃烧速度增加。
il择i有较高J度的材料用于J离部件42或-增加隔离^件42的曰壁厚 会降低推进部件70的燃烧速度。选择隔离部件42和推进部件70的相 对几何形状以便使推进部件70与隔离部件42紧密接合，这将增加推 进部件70的燃烧速度，而选择隔离部件42和推进部件70的相对几何 形状以便使推进部件70与隔离部件42松散接合，这将降低推进部件 70的燃烧速度。
本领域的技术人员还可理解，通过选择孔眼60的尺寸、孔眼60 的数量和孔眼60在托架34上的排列方式，应用本发明的技术可控制 高压燃烧气体从托架中的排出和相应地控制燃烧气体进入地下地层16
的压力。因此，本发明的一个方面是通过正确地选择上述孔眼参数的 数值来设定燃烧气体从增产装置中排出的速度。
一般来说，降低孔眼
60的尺寸和/或数量会降低气体的排出速度，并增加排出托架34的燃 烧气体的压力。可选择孔眼60在托架34上的排列方式，以便根据所 选择的特定排列方式增加或降低气体的排出速度，这对本领域技术人 员来说同样是可理解的。
根据另一替换实施例，本发明为一种用于优化上述增产装置操作 或限定上述增产装置操作性能的方法。根据该实施例，由操作者选择 适于一个或多个用于增产装置的上述推进部件、隔离部件、雷管导火 索段和孔眼的参数的数值，优选利用使用特定模拟软件的计算机进行 选择。所述数值优选根据模拟软件的预测进行选择以便获得所需的结 果。用于监测压力或其它过程情况的多个高速仪表(未示出)定位在 井筒10和/或增产装置内的选择位置处。如上所述，增产装置在井筒 IO内进行第一次试运行，并从所述仪表采集第一次试运行数据，如燃 烧气体压力。对第一次试运行数据进行分析以便确定第一次试运行的 第一真实结果是否与所需的结果匹配或接近。如果不匹配或接近，或
者操作者希望获得不同于第一真实结果的结果，那么操作者就会改变 增产装置的所选择的参数数值和/或模拟软件的预测函数。进行第二次 试运行并对第二次试运行数据进行分析，以便确定第二真实数据是否 与所需的结果匹配或接近。可进行任意次数的试运行，改变所选择参 数的数值和/或模拟软件的预测函数，直到获得所需的结果为止。
参考图6，其中示出了标记为600的替换的增产模块的细节，这 在后面进行描述，该增产^^莫块可用于本发明的增产装置。与上述增产 模块30相同的增产模块600的元件由相同的参考标记标识。除了第二 上部连接器部件602依次定位在增产模块600的上部连接器部件36与 托架34之间之外，增产模块600基本上与增产模块30相同。第二上 部连接器部件602基本上与两个增产模块600和30的第一下部连接器 部件38相同。增产模块600的操作基本与增产模块30的操作相同。
如上所述，本增产装置可与油管或钢缆一起使用。超越钢缆的增
加了强度的油管提供特定的优点。例如，使用油管来将所述装置传送
到井筒中使得可以使用更长的增产模块和/或更大数量的增产模块来
依次固定连接在一起，从而通过一次将管柱下入到井筒中进行更长时
间间隔的增产。油管的使用还可与封隔器一同使用，以便封隔与地层
的一个或多个间隔相邻的一个或多个井筒部分。可使用该装置来限制 井筒其它部分的压力，例如，已经完成井筒的一个或多个区的地方。
此外，如果井筒具有偏离垂直方向的高倾斜角度或者是水平的，所述
油管可用于将所述装置推入井筒中。
尽管托架34和增产装置的其它部件在上面进行了描述，这些部件 优选由高完整性的并可重复利用的金属制成，但是由不能重复利用的 材料(即在通常的作业期间(也就是在推进部件70爆炸时)基本完全 破碎或分解的材料)来制造这些部件也在本发明的范围之内。典型的 材料包括聚酯纤维、环氧化合物等。
虽然已经描述和示出了本发明的前述优选实施例，但是可以理解， 可对上述实施例进行替换和改进(如所建议的和其它实施例)都落在 本发明的范围之内。
权利要求
1.一种用于使地下地层增产的装置，其包括第一管，其包括第一管内部和具有一定长度的第一管壁，所述第一管壁具有在所述第一管壁所述长度上的至少一个孔眼；第二管，其位于所述第一管内部内，所述第二管具有第二管内部、具有一定长度的第二管壁、第一敞口端和第二敞口端，其中所述第二管内部与第一管内部密封隔离以基本防止所述第一管内部与所述第二管内部之间的流体连通；燃烧体，其位于所述第一管内部内，并在所述第二内部的外部；以及点火传播器，其位于所述第二管内部，并且基本上不与周围环境内的流体接触，所述周围环境在所述第一管壁的外部。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述孔眼为敞口的孔 眼，其允许所述第一管内部和所述外部周围环境之间流体连通。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一管具有敞口 的第一端部，所述装置还包括第一连接器部件，该第一连接器部件连 接到所述第一管的所述第一端部并具有第一连接器内部。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于所述点火传播器由所 述第一管内部延伸到所述第一连接器内部内。
5. 如权利要求4所述的装置，其特征在于还包括第一密封组件， 所述第 一密封组件接合第二管，以便基本防止所述第一管内部与所述 第 一连接器内部之间的流体连通。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于所述点火传播器从所 述第二管内部延伸到所述第 一连接器内部内。
7. 如权利要求3所述的装置，其特征在于所述第一管具有敞口 的第二端部，所述装置还包括第二连接器部件，该第二连接器部件连 接到所述第一管的所述第二端部并具有第二连接器内部，其中所述第 一管串联地定位在所述第 一和第二连接器部件之间。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于所述点火传播器从所 述第一管内部延伸到所述第二连接器内部内。
9. 如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括第二密封组件， 该第二密封组件接合所述第二管，以便基本防止所述第一管内部与所 述第二连接器内部之间的流体连通。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于所述点火传播器从 所述第二管内部延伸到所述第二连接器内部内。
11. 如权利要求7所述的装置，其特征在于还包括第三连接器 部件，该第三连接器部件具有第三连接器内部，所述第三连接器部件 将所述第二连接器部件连接到所述第一管的所述第二端部，并且所述 笫三连接器部件串联地定位在所述第一管与所述第二连接器部件之 间，另外，所述第二管位于所述第三连接器内部内。
12. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述第一管具有敞 口的第一端部和敞口的第二端部，所述装置还包括连接到所述第一管 的所述第一端部的第一连接器部件和第二连接器部件以及连接到所述 第一管的所述第二端部的第三连接器部件和第四连接器部件，所述第 二连接器部件串联地定位在所述第一管与所述第一连接器部件之间， 所述第三连接器部件串联地定位在所述第一管与所述第四连接器部件之间，其中所述第一连接器部件具有第一连接器内部，所述第二连接 器部件具有第二连接器内部，所述第三连接器部件具有第三连接器内部，并且所述第四连接器部件具有第四连接器内部。
13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于所述点火传播器从 所述第一管内部延伸到所述第一、第二、第三和第四连接器内部内。
14. 如权利要求12所述的装置，其特征在于还包括第一密封组 件和第二密封组件，所述第一密封组件接合所述第二管以便基本防止 所述第 一管内部与所述第 一连接器内部之间的流体连通，所述第二密 封组件接合所述第二管以便基本防止所述第一管内部与所述第四连接 器内部之间的流体连通。
15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于所述点火传播器从 所述第二管内部延伸到所述第 一和第四连接器内部内。
16. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述第一管的材料 和结构使得在所述燃烧体燃烧期间所述第 一管基本不会分解或分裂。
17. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述第二管的材料 和结构使得在点燃所述点火传播器时所述第二管大致分解或分裂。
18. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述燃烧体为推进 部件。
19. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述点火传播器包 括雷管导火索。
20. 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述点火传播器包 括助爆传送件。
21. 如权利要求l所述的装置，其特征在于还包括连接到所述 点火传播器上的启动器组件以及所述启动器组件与所述点火传播器之 间的流体密封连接。
22. —种用于使地下地层增产的装置，其包括第一管，其包括笫一管内部和第一管壁，所述第一管壁具有内表 面、外表面和一定长度，所述第一管壁具有在所述第一管壁所述长度 上的至少一个孔眼；第二管，其位于所述第一管内部内，并具有第二管内部和第二管 壁，所述第二管壁具有内表面、外表面和一定长度，所述第二管壁的 所述外表面和所述第一管壁的所述内表面限定了一个环空；推进部件，其具有纵向开口和部件壁，所述部件壁具有内表面、 外表面和一定长度，所迷推进部件位于所述第一管内部内，所述纵向 开口容纳所述第二管，其中所述推进部件基本不会延伸超出所述环空； 以及点火传播器，其位于所述第二管内部内。
23. 如权利要求22所述的装置，其特征在于还包括所述部件壁 的外表面与所述第一管壁的内表面之间的空隙。
24. 如权利要求22所述的装置，其特征在于所迷纵向开口可滑 动地容纳所述第二管。
25. 如权利要求22所述的装置，其特征在于所述推进部件的部 件壁的所述长度充分地低于所述第二管壁的长度。
26. 如权利要求22所述的装置，其特征在于所述推进部件为第 一推进部件，所述装置还包括第二推进部件，该第二推进部件具有纵 向开口和部件壁，所述第二推进部件的部件壁具有内表面、外表面和一定长度，所述第二推进部件位于所述第一管内部内，所述第二推进 部件的纵向开口容纳所述第二管，以便所述第二推进部件与所述第一 推进部件大致相邻地安装在所述第二管上。
27. 如权利要求26所述的装置，其特征在于所述第一推进部件 的部件壁的长度基本上等于所述第二推进部件的部件壁的长度。
28. 如权利要求26所述的装置，其特征在于还包括所述第二推 进部件的部件壁的外表面与所述第一管壁的内表面之间的空隙。
29. 如权利要求26所述的装置，其特征在于所述第二推进部件 的纵向开口可滑动地容纳所述第二管。
30. 如权利要求26所述的装置，其特征在于其包括第三推进部 件，该第三推进部件具有纵向开口和部件壁，所述第三推进部件的部 件壁具有内表面、外表面和一定长度，所述第三推进部件位于所述第 一管内部内，所述第三推进部件的纵向开口容纳所述第二管，以便所 述第三推进部件与所述第 一或第二推进部件大致相邻地安装在所述第 二管上。
31. 如权利要求26所述的装置，其特征在于所述第二管内部同 所述第一管内部密封隔离，以便基本上防止所述第 一管内部与所述第 二管内部之间的流体连通，位于所述第二管内部内的所述点火传播器 基本上不与周围环境内的流体接触，所述周围环境在所述第 一管壁的 外部。
32. —种用于使地下地层增产的方法，所述地层由井筒穿透，所 述井筒与地层流体连通，所述方法包括将增产装置在地下地层附近定位在井筒内，所述增产装置包括第一管，其具有第一管内部、具有一定长度的第一管壁，所述第 一管壁在第一管壁的所述长度上具有至少一个孔眼，第二管，其位于第一管内部内，所述第二管具有第二管内部和具 有一定长度的第二管壁，燃烧体，其位于第一管内部内，并在所述第二管内部的外部，点火传播器，其位于第二管内部内；利用所述点火传播器点燃所述燃烧体；以及以可控的燃烧速度使所述点燃的燃烧体燃烧，从而形成燃烧气体， 该燃烧气体扩展了所述地层与所述井筒之间的流体连通，通过确定所 述增产装置的一个或多个参数的数值来确定所述可控的燃烧速度，所 述的参数从由所述第二管和所述燃烧体的相对几何形状、所述点火传 播器的厚度、所述点火传播器的密度、所述点火传播器的爆炸荷载、 所述第二管的材料组分、所述第二管壁的厚度、以及所述第二管内部 的直径所构成的组中选择。
33. 如权利要求32所述的方法，其特征在于所述燃烧体为推进 部件。
34. 如权利要求32所述的方法，其特征在于所述点火传播器包 括雷管导火索。
35. —种用于限定增产装置的操作性能的方法，其包括 选择增产装置的一个或多个参数的第一数值，所述增产装置包括， 第一管，其具有第一管内部和具有一定长度的第一管壁，所迷第一管壁具有在所述第 一管壁的所述长度上的多个孔眼，第二管，其位于所迷第一管内部内，所述第二管具有第二管内部和具有一定长度的第二管壁，燃烧体，其位于所述第一管内部内，并在所述第二管内部的外部， 点火传播器，其位于所述第二管内部内，其中所述一个或多个参数从由所述第二管和所述燃烧体的相对几 何形状、所述点火传播器的厚度、所述点火传播器的密度、所述点火 传播器的爆炸荷载、所述第二管的材料组分、所述第二管壁的厚度、所述第二管内部的直径、所述孔眼的尺寸、所述孔眼的数量和沿所述第一管壁长度上的所述孔眼排列方式所构成的组中选择； 将多个过程情况监测器定位在井筒内； 将所述增产装置定位在井筒内；进行所述增产装置的第一次试运行，其中所述第一次试运行包括 利用所述点火传播器点燃所述燃烧体并使所述点燃的燃烧体燃烧，从 而形成燃烧气体；利用所述过程情况监测器获得与所述燃烧气体相关的第一次试运 行数据；响应于所述第 一次试运行数据将一个或多个参数的所述第 一数值 改变为所述一个或多个参数的第二数值；进行所述增产装置的第二次试运行，其中所述第二次试运行与所 述第一次试运行基本相同；以及利用所述过程情况监测器获得与所述燃烧气体相关的第二次试运 行数据。
36. 如权利要求35所述的方法，其特征在于还包括确定所述一 个或多个参数的所述第二数值，或者响应于所述第二次试运行数据将 所述一个或多个参数的所述第二数值改变为所述一个或多个参数的第 三数值。
37. 如权利要求35所述的方法，其特征在于所迷第一次试运行 数据为压力数据。
全文摘要
一种用于使地下地层增产的方法包括第一管、第二管、燃烧体和点火传播器。所述第二管位于第一管内部内，并且第二管内部同第一管内部密封隔离以基本防止第一管内部与第二管内部之间的流体连通。所述燃烧体由固体推进剂构成，位于第一管内部内并在第二管内部的外部。点火传播器位于第二管内部内，并且基本上不与和周围环境内的流体接触，所述周围环境在第一管壁的外部。
文档编号E21B21/00GK101166886SQ200680014050
公开日2008年4月23日 申请日期2006年4月21日 优先权日2005年4月25日
发明者D·S·韦森, J·P·黑尼, K·R·乔治, P·M·斯奈德 申请人:马拉索恩石油公司