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[摘 要]随着科技的飞速发展，油管传输射孔在油田中开始被广泛应用，在一些水平井，大斜度井和侧钻井的射孔中，该工艺具有电缆射孔不具备的优点。对于大间距，多层射孔，特别是要求负压射孔，保护射开的油气通道等方面具备其他方法不可替代的优势。本文就油管传输射孔多级起爆技术的理论知识进行深入研究，对几种目前常用的多级起爆技术进行讨论。
[关键词]油管传输射孔；多级起爆技术；方法
中图分类号：TEl22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0190-01
多级射孔技术指在下一次管串的情况下，一次性射开多个油气层的射孔工艺技术。在油井开发的过程中，使用油管传输射孔多级起爆技术，能够提高射孔的成功率。开采人员需要充分了解不同的多级起爆技术原理，同时，根据现场的井况进行分析，从而保证射孔的成功。油管输送射孔具有许多优点，如能够有效减小对油气层的损害。这种方法是在采油树全部装好后进行射孔，因此具有安全可靠的特点。
1.油管传输射孔多级起爆技术简介
在油气井的勘探过程中，常见的使用方法是通过电缆输送射孔。但是这种工艺技术具有几点劣势：①由于携带射孔器长度有限，所以下井次数会相应地增多；②在施工过程时，需要对井进行动密封，如果发生井喷，不易控制；③对于一些补孔井而言，由于井内结蜡或油稠，该技术下井较为困难。针对这些现象，相关人员在原有技术上进行分析，研究出油管传输射孔技术，这种工艺能够有效克服电缆输送射孔的缺点，其优越性表现为：①能够实现一次多层起爆，射孔井段长；②可与生产管柱（下抽油泵、配水管柱）进行联合作业，从而减少作业次数③全井负压射孔适应于高压气井、超深井、侧钻井、斜直井、、水平井以及稠油井和海上作业等特殊井射孔
2.几种常见的多级起爆技术
2.1 多级投棒技术
2.1.1基本原理
投棒起爆器下端和射孔枪直接相连，上端和油管连接。管柱配平后，用重力棒自井口释放，利用其所产生的动能，直接冲击雷管发火，引起射孔器起爆，完成射孔。一般应用于直井或斜度小于17°的油气井射孔，适用于夹层段较小的情况，当夹层段较长时，需要使用大量夹层枪来解决大段距夹层问题，这对导爆索、传爆管可靠性要求极高。在这种情况下，发展了多级投棒技术，是将多级投棒起爆装置以及油管、撞击起爆器作为夹层枪使用。具体
工艺措施是，在每个层的尾部加一投棒起爆装置，当上一级射孔枪射孔后，与该装置相连的导爆索同时引爆火工装置，尾部机关在爆轰作用下，打掉下一级重力棒（可自行销毁），该重力棒激发下一级投棒起爆器，起爆第二层射孔器，依次类推。起爆装置在抛射投棒时，其延时自毁机构开始自动进入倒计时装置。延迟时间大约为60s，一般情况下，投棒可以通过150m的夹层，延迟时间结束以后，复合投棒进入自动销毁的状态，爆炸后的产生的碎片会从撞击起爆器的排砂口排出。在开采过程中，如果遇见井液较脏或者稠油井的情况，相同的延期时间内投棒通过的夹层长度会大幅度减少，所以，在施工方案设计过程中，就必须考虑该因素所造成的影响。由于井液过脏，容易导致防沙撞击起爆器的防沙口出现堵实的情况，首先应该先洗井，才能保证正常施工。
2.1.2 优点：
在直井和或斜度小于17°井中，夹层长度20-300（夹层如果太长、超过重力棒延迟时间，重力棒将自动销毁）米之间，无论打开新层或补孔作业都可以完成。且管柱结构简单。
2.1.3 缺点：
不能应用在大斜度或水平井中；二级重力棒，一旦投棒失效，无法捞出重力棒。虽然现在已经研究出二级自毁重力棒，一旦失效，仍然存在无法消除的安全隐患。由于该装置一般应用于多级补孔作业中，压力起爆失效，一旦动作失误，很难采取有效措施。所以必须慎重使用。
2.2 多级增压起爆技术
2.2.1基本原理
鉴于多级投棒很难克服的缺点，又发展了多级增压起爆装置，在上一级射孔枪尾部连接增压装置，再连接夹层油管、下一级压力起爆装置与射孔枪。作业时，工作时根据压力开孔起爆装置所处的井压选择剪切销的数量。增压装置采用隔板起爆、火工作动、液体压缩增压原理，起爆时，先井口投棒或加压，引爆第一级起爆装置，增压装置连接在上一级射孔枪枪尾，下接夹层油管、下一级压力起爆装置、下一级射孔枪。上一级射孔枪起爆后，射孔枪将爆轰波传递至增压装置，引爆增压装置的隔板点火器，隔板点火器引燃慢燃引燃二级点火药、三级增压火药。增压火药燃烧在增压腔内产生高压气体，使活塞对密闭在夹层油管内的液体增压100Mpa以上的压力推动活塞，剪断剪切销，推动活塞挤压夹层油管内液体，使夹层油管内压力升高，剪断压力起爆装置的剪切销，引爆下一级压力起爆装置，最后引爆下一级射孔枪，同时泄放夹层油管压力以保证管柱安全，完成下一层射孔作业。
2.2.2增压装置的结构：
1）采用隔板组件，把上一级射孔枪的爆轰转化为燃烧，又使射孔枪与夹层保持隔离状态，避免相互干扰，以保证火药燃烧产生压力的稳定性。
2）采用慢燃增压火药，燃烧速度较慢，燃速稳定，燃烧时间控制在10—30S，产生的峰值压力在150MPa内，使增压活塞运动平稳，燃烧产物较少，工具容易清洗 。
3）在下一级起爆装置上设计流通孔，射孔后打开泄压通道，泄放夹层段油管压力，避免拆卸油管时油管内井液在高压下喷出，提高井口操作的安全性。
4）在装置上设计流通槽、流通孔。流通孔在油管下井时，井液进入夹层段油管，自动灌满油管。
1- 隔板组件 2- 增压火药 3- 增压腔 4- 增压活塞 5- 推杆 6- 增压壳体 7- 中间接头 8- 剪切销 9- 活塞 10- 壳体 11- 下接头
2.2.3优点：
适合任何井型（直、斜、水平井），一旦第二级没有能够正常起爆，爆燃药或者销毁，或者失去了燃烧条件，所以克服了多级投棒的中途误爆和地面爆炸的可能性，就压力起爆器讲，随着管柱的起出，井筒压力下降。也消除了第二级起爆的条件。第一级可以采用压力或投棒方式起爆。
2.2.4缺点：
增压组件体积大，成本较高。劳动强度较大。
3.总结
采用多级起爆技术，既解决了地质上要求的多个目的层负压射孔且要求同时射开的目的；较好的消除地层污染。也防止了井喷、卡井、不能射孔测试联作、工期长、效率低、高射孔成本等问题；同时为射孔作业执行多层气井射孔，多层稠油井补孔提供了有利条件。
参考文献
[1] 赵士华，刁林涛.大斜度井、水平井再射孔起爆技术及应用[J].石油仪器，2010，05（01）：46.
[2] 乔金中，李志广，刘长军，等.射孔与下泵生产一次完成工艺[J].石油钻采工艺，2011，06（01）：79.
[3] 张凯，裴东兴，崔春生，等.油井射孔压力测试系统采样策略的设计[J].计量与测试技术，2010，03（02）：59.
[4] 侯卫东，葛磊，刘伟，等.油气井射孔安全型增能连枪接头的研制及应用[J].石油仪器， 2011，08（04）：46.
[关键词]油管传输射孔；多级起爆技术；方法
中图分类号：TEl22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0190-01
多级射孔技术指在下一次管串的情况下，一次性射开多个油气层的射孔工艺技术。在油井开发的过程中，使用油管传输射孔多级起爆技术，能够提高射孔的成功率。开采人员需要充分了解不同的多级起爆技术原理，同时，根据现场的井况进行分析，从而保证射孔的成功。油管输送射孔具有许多优点，如能够有效减小对油气层的损害。这种方法是在采油树全部装好后进行射孔，因此具有安全可靠的特点。
1.油管传输射孔多级起爆技术简介
在油气井的勘探过程中，常见的使用方法是通过电缆输送射孔。但是这种工艺技术具有几点劣势：①由于携带射孔器长度有限，所以下井次数会相应地增多；②在施工过程时，需要对井进行动密封，如果发生井喷，不易控制；③对于一些补孔井而言，由于井内结蜡或油稠，该技术下井较为困难。针对这些现象，相关人员在原有技术上进行分析，研究出油管传输射孔技术，这种工艺能够有效克服电缆输送射孔的缺点，其优越性表现为：①能够实现一次多层起爆，射孔井段长；②可与生产管柱（下抽油泵、配水管柱）进行联合作业，从而减少作业次数③全井负压射孔适应于高压气井、超深井、侧钻井、斜直井、、水平井以及稠油井和海上作业等特殊井射孔
2.几种常见的多级起爆技术
2.1 多级投棒技术
2.1.1基本原理
投棒起爆器下端和射孔枪直接相连，上端和油管连接。管柱配平后，用重力棒自井口释放，利用其所产生的动能，直接冲击雷管发火，引起射孔器起爆，完成射孔。一般应用于直井或斜度小于17°的油气井射孔，适用于夹层段较小的情况，当夹层段较长时，需要使用大量夹层枪来解决大段距夹层问题，这对导爆索、传爆管可靠性要求极高。在这种情况下，发展了多级投棒技术，是将多级投棒起爆装置以及油管、撞击起爆器作为夹层枪使用。具体
工艺措施是，在每个层的尾部加一投棒起爆装置，当上一级射孔枪射孔后，与该装置相连的导爆索同时引爆火工装置，尾部机关在爆轰作用下，打掉下一级重力棒（可自行销毁），该重力棒激发下一级投棒起爆器，起爆第二层射孔器，依次类推。起爆装置在抛射投棒时，其延时自毁机构开始自动进入倒计时装置。延迟时间大约为60s，一般情况下，投棒可以通过150m的夹层，延迟时间结束以后，复合投棒进入自动销毁的状态，爆炸后的产生的碎片会从撞击起爆器的排砂口排出。在开采过程中，如果遇见井液较脏或者稠油井的情况，相同的延期时间内投棒通过的夹层长度会大幅度减少，所以，在施工方案设计过程中，就必须考虑该因素所造成的影响。由于井液过脏，容易导致防沙撞击起爆器的防沙口出现堵实的情况，首先应该先洗井，才能保证正常施工。
2.1.2 优点：
在直井和或斜度小于17°井中，夹层长度20-300（夹层如果太长、超过重力棒延迟时间，重力棒将自动销毁）米之间，无论打开新层或补孔作业都可以完成。且管柱结构简单。
2.1.3 缺点：
不能应用在大斜度或水平井中；二级重力棒，一旦投棒失效，无法捞出重力棒。虽然现在已经研究出二级自毁重力棒，一旦失效，仍然存在无法消除的安全隐患。由于该装置一般应用于多级补孔作业中，压力起爆失效，一旦动作失误，很难采取有效措施。所以必须慎重使用。
2.2 多级增压起爆技术
2.2.1基本原理
鉴于多级投棒很难克服的缺点，又发展了多级增压起爆装置，在上一级射孔枪尾部连接增压装置，再连接夹层油管、下一级压力起爆装置与射孔枪。作业时，工作时根据压力开孔起爆装置所处的井压选择剪切销的数量。增压装置采用隔板起爆、火工作动、液体压缩增压原理，起爆时，先井口投棒或加压，引爆第一级起爆装置，增压装置连接在上一级射孔枪枪尾，下接夹层油管、下一级压力起爆装置、下一级射孔枪。上一级射孔枪起爆后，射孔枪将爆轰波传递至增压装置，引爆增压装置的隔板点火器，隔板点火器引燃慢燃引燃二级点火药、三级增压火药。增压火药燃烧在增压腔内产生高压气体，使活塞对密闭在夹层油管内的液体增压100Mpa以上的压力推动活塞，剪断剪切销，推动活塞挤压夹层油管内液体，使夹层油管内压力升高，剪断压力起爆装置的剪切销，引爆下一级压力起爆装置，最后引爆下一级射孔枪，同时泄放夹层油管压力以保证管柱安全，完成下一层射孔作业。
2.2.2增压装置的结构：
1）采用隔板组件，把上一级射孔枪的爆轰转化为燃烧，又使射孔枪与夹层保持隔离状态，避免相互干扰，以保证火药燃烧产生压力的稳定性。
2）采用慢燃增压火药，燃烧速度较慢，燃速稳定，燃烧时间控制在10—30S，产生的峰值压力在150MPa内，使增压活塞运动平稳，燃烧产物较少，工具容易清洗 。
3）在下一级起爆装置上设计流通孔，射孔后打开泄压通道，泄放夹层段油管压力，避免拆卸油管时油管内井液在高压下喷出，提高井口操作的安全性。
4）在装置上设计流通槽、流通孔。流通孔在油管下井时，井液进入夹层段油管，自动灌满油管。
1- 隔板组件 2- 增压火药 3- 增压腔 4- 增压活塞 5- 推杆 6- 增压壳体 7- 中间接头 8- 剪切销 9- 活塞 10- 壳体 11- 下接头
2.2.3优点：
适合任何井型（直、斜、水平井），一旦第二级没有能够正常起爆，爆燃药或者销毁，或者失去了燃烧条件，所以克服了多级投棒的中途误爆和地面爆炸的可能性，就压力起爆器讲，随着管柱的起出，井筒压力下降。也消除了第二级起爆的条件。第一级可以采用压力或投棒方式起爆。
2.2.4缺点：
增压组件体积大，成本较高。劳动强度较大。
3.总结
采用多级起爆技术，既解决了地质上要求的多个目的层负压射孔且要求同时射开的目的；较好的消除地层污染。也防止了井喷、卡井、不能射孔测试联作、工期长、效率低、高射孔成本等问题；同时为射孔作业执行多层气井射孔，多层稠油井补孔提供了有利条件。
参考文献
[1] 赵士华，刁林涛.大斜度井、水平井再射孔起爆技术及应用[J].石油仪器，2010，05（01）：46.
[2] 乔金中，李志广，刘长军，等.射孔与下泵生产一次完成工艺[J].石油钻采工艺，2011，06（01）：79.
[3] 张凯，裴东兴，崔春生，等.油井射孔压力测试系统采样策略的设计[J].计量与测试技术，2010，03（02）：59.
[4] 侯卫东，葛磊，刘伟，等.油气井射孔安全型增能连枪接头的研制及应用[J].石油仪器， 2011，08（04）：46.