CN103089202B - 拉力棒式压力起爆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油勘探开发领域，是一种安全可靠、不仅能用于常规油气井而且还适用于高压或超高压油气井的拉力棒式压力起爆装置，它包括壳体、拉力棒组件和下接头，拉力棒组件固定在壳体的内腔，下接头与壳体密封连接。拉力棒组件由固定体、拉力棒、活塞和撞针依次连接而成；其中，活塞与下接头内腔配合，壳体连接油管的端口通过固定体的通道与活塞端面前的空腔连通，撞针正对下接头内的起爆器。本发明用准确可靠的拉力棒取代了剪切强度并不十分准确的起爆器销钉，可根据不同的压力要求选择不同强度极限的拉力棒。
Description
技术领域
本发明属于石油勘探开发领域，尤其是油气井射孔作业中用于引爆射孔枪的一种拉力棒式压力起爆装置。
背景技术
目前，油气井射孔作业中应用的压力射孔起爆装置均采用剪切销钉固定撞针在起爆装置的位置，引爆作业时，通过施加一定的压力使销钉剪断，从而释放撞针撞击起爆器，进而引爆射孔枪进行射孔作业。中国专利CN202300348公开了一种压力起爆装置，当井筒内压力大于起爆装置中剪切销钉预先设定的剪断值时，剪切销钉被剪断，释放撞针撞击起爆器，进而引爆射孔枪。
现有压力起爆装置主要有以下两种缺陷：（1）对销钉的加工精度要求比较高。压力起爆装置使用中受温度和环境的影响较大，且受加工精度的影响，多个销钉往往不能同时受力，因而常会出现起爆压力与理论计算偏差较大的情况，从而影响了正常的射孔作业；（2）当井液压力较大时，对起爆装置壳体强度的要求较高，但是起爆装置中安装的剪切销钉限制了壳体的结构尺寸。因而，现有压力起爆装置不能适用于高压和超高压的井下工作环境，具有一定的局限性。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种安全可靠、不仅能用于常规油气井而且还适用于高压或超高压油气井的拉力棒式压力起爆装置。
本发明解决上述问题的技术方案是：所提供的拉力棒式压力起爆装置包括壳体、拉力棒组件和下接头，拉力棒组件固定在壳体的内腔，下接头与壳体密封连接；所述拉力棒组件由固定在壳体内的固定体、拉力棒、活塞和撞针依次连接而成，其中，活塞与下接头内腔配合，壳体连接油管的端口通过固定体的通道与活塞端面前的空腔连通，撞针正对下接头内的起爆器。
工作时，井液通过固定体的通道作用在活塞上，当井液压力大于拉力棒的强度极限时，拉力棒就会被拉断，此时活塞就会带动撞针撞击起爆器，实现起爆。
有些油井的井液含有大颗粒物，为了防止井液中的大颗粒物进入起爆装置，可以在壳体连接油管的端口与拉力棒组件间设置挡砂板。
为了防止井液中的大颗粒物进入起爆装置，本发明也可以在拉力棒组件的前端设有挡砂板。挡砂板和拉力棒组件分别位于壳体内腔所设置凸台的两侧。
本发明的优点在于：用准确可靠的拉力棒取代剪切强度并不十分准确的起爆器销钉，可根据不同的压力要求选择不同强度极限的拉力棒。该起爆装置适用范围比较广泛，不仅可以用于常规油气井，而且还用于高压或超高压油气井的起爆作业。本发明的拉力棒式压力起爆装置，其精度仅受拉力棒一种因素的影响，因此与现有技术的起爆装置相比，精度较高。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构图。
图2是图1中拉力棒组件的结构图。
图3是图1中下接头的结构图。
图中标号：1-壳体，2-挡砂板，3-拉力棒组件，31-固定体，32-拉力棒，33-活塞，34-撞针，4-下接头，41-下接头内腔，42-起爆孔，5-活塞密封圈，6-下接头密封圈，7-起爆器，8-底托板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的内容加以详细说明。
如图1、图2和图3所示，拉力棒式压力起爆装置包括壳体1、拉力棒组件3和下接头4，壳体1的一端连接下接头4，它们之间设有下接头密封圈6，壳体另一端连接油管。
拉力棒组件3由固定体31、拉力棒32、活塞33和固定在活塞上的撞针34组成，其中固定体被固定在壳体内台阶和下接头4的端头之间，拉力棒32的两端分别固定在固定体和活塞上，在拉力棒周围形成一个空腔（即活塞端面前的空腔），活塞33置于下接头内腔41中并可相对内腔41滑动（即下接头相当于一个缸体），它们之间设有活塞密封圈5，撞针34正对下接头4内的起爆器7。
下接头4的内部沿轴线开有阶梯通孔，其中，直径较大的孔构成缸体内腔——下接头内腔41，直径较小的孔构成起爆孔42，起爆器7装在下接头的起爆孔42内，在下接头的下端装有用于固定起爆器7的底托板8。
本实例中挡砂板2设在固定体31的前端，固定在壳体1内腔所设置凸台的两侧，挡砂板2是一个带孔的平板，孔径小于大颗粒物得直径。
本起爆装置安装方法为：将挡砂板2从壳体1接油管的一端装入，利用凸台定位；接着，将固定体31、拉力棒32、活塞33、撞针34依次连接成拉力棒组件3，从壳体1连接下接头4的一端装入，利用凸台进行定位；再将下接头4旋入到壳体1的内腔，使下接头4通过密封圈5与活塞33密封连接，同时通过密封圈6与壳体1密封连接；最后将起爆器7装入起爆孔42，连接好导爆索后，用底托板8将起爆器7固定，完成起爆装置的安装。压力起爆装置中壳体的一个开口端与油管连接，下接头带起爆孔的一端与射孔器连接，形成整个射孔管柱的装配。
本实施例的拉力棒式压力起爆装置工作时，井液通过挡砂板2和固定体31后作用在活塞33上，当井液压力大于拉力棒32的强度极限时，拉力棒32就会被拉断，此时活塞33就会带动撞针34撞击起爆器7，实现起爆。
Claims (4)
1.一种拉力棒式压力起爆装置，其特征在于：包括壳体、拉力棒组件和下接头，拉力棒组件固定在壳体的内腔，下接头与壳体密封连接；所述拉力棒组件由固定在壳体内的固定体、拉力棒、活塞和撞针依次连接而成，其中，活塞与下接头内腔配合，壳体连接油管的端口通过固定体的通道与活塞端面前的空腔连通，撞针正对下接头内的起爆器。
2.根据权利要求1所述的拉力棒式压力起爆装置，其特征在于：在壳体连接油管的端口与拉力棒组件间设置挡砂板。
3.根据权利要求2所述的拉力棒式压力起爆装置，其特征在于：挡砂板设在固定体的前端，固定在壳体内腔所设置凸台的两侧。
4.根据权利要求1或2所述的拉力棒式压力起爆装置，其特征在于：起爆器装在下接头的起爆孔内，在下接头的下端装有用于固定起爆器的底托板。
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