CN104154564A - 气井点火装置和点火弹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气井点火装置和点火弹。该气井点火装置，包括：接触室，其用于容纳点火弹的燃烧室，与接触室的末端相连的点火单元，与接触室的前端能打开地相连的筒体，在使用状态中，发射筒与接触室同轴式相连且点火单元与点火弹的燃烧室接触，接触室、点火单元和发射筒形成一杆状整体。点火弹包括燃烧室、设置在燃烧室前方的星体室和将燃烧室和星体室相连的延期体，在燃烧室的底座上贯穿式设置点火头，在燃烧室内设置有发射药，在星体室内填充有星体和燃烧药，延期体的两端分别于发射药和燃烧药相接触。这种气井点火装置的尺寸较小而易于移动，并且适合于远距离点火。

Description

气井点火装置和点火弹

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发领域，特别涉及一种气井点火装置。本发明还涉及用于这种气井点火装置的点火弹。

背景技术

随着经济的快速发展，我国对天然气的安全开采与利用迫在眉睫。然而在高含硫油气田的开发构成中，容易发生意外井喷，并且在石油或天然气的运输与储存过程中，容易发生气体泄漏。如不能及时点燃这些天然气含硫气体，易造成人员伤亡或中毒，危及人民群众的生命安全和健康。

目前，点火方式主要包括火焰喷射点火、礼花炮点火等。这些点火方式各自都有缺点，例如火焰喷射点火的射程有限(一般小于50m)，对于硫化氢气体含量较高的天然气点火时，点火作业人员存在很大的危险性。礼花炮具有较大的炮座，使得其移动不方便，难以适合需快速调整的非固定点点火的情况。

因此，需要一种适用于远距离点火并且移动方便的气井点火装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种气井点火装置。这种气井点火装置的尺寸较小而易于移动，并且适合于远距离点火。本发明还涉及用于这种气井点火装置的点火弹。

根据本发明的第一方面，提出了一种气井点火装置，包括：接触室，其用于容纳点火弹的燃烧室，与接触室的末端相连的点火单元，与接触室的前端能打开地相连的发射筒，其中，在使用状态中，发射筒与接触室同轴式相连且点火单元与点火弹的燃烧室接触，并且接触室、点火单元和发射筒形成一杆状整体。

根据本发明的气井点火装置，在使用状态中，甚至在携带状态中，其都可以为一杆状，尺寸较小，方便了使用者的携带。在进行点火时，发射筒会对点火弹的飞行轨迹产生引导作用使之能较为准确地飞向待点火处，提高了点火准确度，适用于远距离点火。

在一个实施例中，在发射筒外表面上设置有测角仪、测距仪和水平仪中的一个或多个。通过设置测角仪、测距仪和水平仪，使用者能够及时调整自身的姿态，从而调整点火弹的发射角，进一步提高点火准确度。

在一个实施例中，点火单元包括电源、和与电源电连接并延伸到接触室内的电极，和用于切断电源和电极之间的电连接的电源开关。电极用于给设置在接触室内的点火弹点火发射，这种电点火方式可使气井点火装置的尺寸更小，更加轻便，方便了携带。

在一个实施例中，点火单元还包括与电极并联的保险开关，电极所在的线路形成点火支路，保险开关所在的线路形成保险支路，电源开关设置在将点火支路和保险支路与电源相连的干路上；在保险开关闭合时，保险支路上的电阻小于点火支路上的电阻；在向接触室内装入点火弹后，保险开关闭合，电源开关打开；在发射时，关闭电源开关后，保险开关自动打开。通过设置保险开关和保险支路，在装入点火弹之后，即使干路意外连通，由于保险开关处于闭合状态，因此电流仅从保险支路上流过而不从点火支路流过，从而不给电极供电而不能发射点火弹，从而提高了气井点火装置的安全程度。

在一个实施例中，发射筒与接触室为铰接，以能够将接触室打开而安装点火弹，在发射筒和接触室中的一个上设置有卡块，在发射筒和接触室中的另一个上设置有能与卡块接合的锁定装置，在使用状态中，锁定装置与卡块接合，使得发射筒与接触室同轴。这种结构的发射筒和接触室结构使得使用者可以快速向气井点火装置内安装点火弹或更换点火弹，从而能快速点火。

在一个优选的实施例中，在发射筒和接触室之间还设置有定位槽。该定位槽可确保点火弹处于气井点火装置内，而不会掉出来。

根据本发明的第二方面，提出了一种用于上文所述的气井点火装置的点火弹，点火弹包括燃烧室、设置在燃烧室前方的星体室和将燃烧室和星体室相连的延期体，在燃烧室的底座上贯穿式设置有能与点火单元接触的点火头，燃烧室内设置有发射药，在星体室内填充有星体和燃烧药，延期体的两端分别于发射药和燃烧药相接触，在使用状态中，燃烧室容纳于接触室内，星体室和延期体容纳于发射筒内。

根据本发明的点火弹，在点燃发射药而将点火弹射出之后，延期体会保持点火弹在飞行期间不炸开，而是到达待点火处再炸开而使星体对气井点火。通过设置延期体，大大提高了点火弹或气井点火装置远程点火的成功率。

在一个实施例中，发射药包含有氧化剂。这样即使点火弹处于缺氧或潮湿的情况下，发射药仍然能够实现良好的燃烧并实现。在大雨天气下，仍然能够使用这种点火弹进行点火，方便了使用。

在一个实施例中，燃烧室的筒体和星体室的筒体均由纸筒构成。这种类型的点火弹对人和动物没有任何杀伤力，提高了点火弹的安全程度。此外，由纸筒制成的星体室易于被炸开，从而提高了点火成功率。

在一个实施例中，燃烧室的底座以与燃烧室的筒体能分离的方式相连。在将点火弹发出后，底座会留在气井点火装置内，而燃烧室的筒体随着星体室和延期体一起飞出。在点火弹飞行过程中，燃烧室的筒体会保持点火弹的飞行路径，防止点火弹被风吹走，从而提高了点火成功率。在另一个优选的实施例中，在气井点火装置的发射筒和接触室之间还设置有定位槽，燃烧室的底座的直径大于燃烧室的筒体的直径，燃烧室的底座的处于燃烧室的筒体之外的区域形成能与定位槽配合的安装台阶。在使用点火弹时，安装台阶会与与定位槽配合在一起，防止点火弹从气井点火装置或发射筒中掉出来。

在一个实施例中，燃烧药包裹了星体。这种结构比较紧凑，有助于减小点火弹的体积，方便携带。在另一个实施例中，在星体室内设置有中心管，燃烧药填充在中心管内，星体填充在中心管和星体室的筒体之间的空间内。在这种点火弹中可容纳很多星体，在点火弹或星体室炸开后，星体的散落面积更大，从而有助于提高点火成功率。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明的气井点火装置为一个杆状，尺寸较小，方便了使用者的携带。(2)在进行点火时，筒体会对点火弹的飞行轨迹产生引导作用使之能较为准确地飞向待点火处，提高了点火准确度，适用于远距离点火。(3)根据本发明的点火弹对于远程点火具有较高的成功率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1以三维视图示意性地显示了根据本发明的气井点火装置。

图2示意性地显示了根据本发明的气井点火装置的结构。

图3示意性地显示了根据本发明的点火单元中的保险开关和电源开关。

图4示意性地显示了根据本发明的点火弹的第一实施例的结构。

图5示意性地显示了根据本发明的点火弹的第二实施例的结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1显示了根据本发明的气井点火装置10。如图1所示，气井点火装置10包括接触室20、点火单元30和发射筒40。接触室20用于容纳点火弹的燃烧室，点火弹元30与接触室20的末端相连，发射筒40与接触室20的前端能打开地相连。在使用时，点火单元30与点火弹的燃烧室接触以将点火弹点燃以发射出去，而发射筒40则对点火弹的飞行轨迹产生引导作用使之能较为准确地飞向待点火处，提高了点火准确度，适用于远距离点火。优选地，接触室20、点火单元30和发射筒40三者为圆柱状，并且同轴。在使用状态中，发射筒40与接触室20同轴。从整体来看，接触室20、点火单元30和发射筒40形成一个杆状整体，这方便了使用者的携带。下面对接触室20、点火单元30和发射筒40分别进行详细描述。

如图2所示，发射筒40与接触室20为通过铰链96活动式连接。在发射筒40的外表面上还设置有卡块90，在接触室20的外表面上设置有能与卡块90接合的锁定装置。锁定装置包括固定安装在接触室20的外表面上的扭簧92和由扭簧92驱动的钳柄93。在钳柄93的前端形成与卡块90接合的拉钩94，后端为操作端95。应注意地是，还可以将卡块90设置在接触室20上，而将锁定装置91设置在发射筒40上。

在向气井点火装置10内安装点火弹60(如图4所示)或点火弹80(如图5所示)时，压下操作端95，则拉钩94会与卡块90分开。发射筒40以铰链96为中心转动，从而使发射筒40的开口完全暴露，这样可以向发射筒40内装入点火弹60。点火弹60的燃烧室61留在发射筒40的外部。将发射筒40抬起，并且将拉钩94与卡块90接合在一起，这时燃烧室61就进入到接触室20内并且与点火单元30接触，如图2所示。

在发射筒40和接触室20之间还设置有定位槽97。定位槽97会与点火弹60相配合，见下文描述。

如图1和3所示，点火单元30包括电源31、延伸到接触室20内的电极32和用于切断电源31和电极32之间的电连接的电源开关34。

如图3所示，点火单元30包括与电极32并联的保险开关33。这样，电极32所在的线路形成点火支路51，保险开关32所在的线路形成保险支路52，电源开关34设置在将点火支路51和保险支路52与电源31相连的干路53上。在点火单元30的壳体上设置有操作电源开关34的发射按钮35(如图1所示)。在保险开关33闭合时，保险支路52上的电阻小于点火支路51上的电阻。这样，在向接触室20内装入点火弹之后，发射点火弹之前，即使干路53意外而连通，而保险开关33会处于闭合状态。由于保险支路52上的电阻小于点火支路51上的电阻，因此电流仅从保险支路52上流过而不从点火支路51流过，从而不给电极32供电而不能发射点火弹，提高了气井点火装置10的安全程度。在发射点火弹时，将电源开关34关闭，这时保险开关33会自动打开，电流会流过电极32，以实现点燃或发射点火弹。

还如图1和2所示，在发射筒40的外表面上设置有测角仪41、测距仪42和水平仪43。使用者能够根据这些仪表的指示，及时调整自身的姿态，从而调整点火弹的发射角，提高点火准确度。在发射筒40上还设置有活动提手45，以便于携带。

图4示意性地显示了根据本发明第一实施例的点火弹60。如图4所示，点火弹60包括燃烧室61、延期体62和星体室63。延期体62处于燃烧室61和星体室63之间，并且将燃烧室61和星体室63联系起来。

燃烧室61包括纸筒构成的筒体64和铝制底座65，在燃烧室61内填充有发射药67。筒体64和底座65以能分开的方式相连，例如两者通过铆钉相连。在底座65上贯穿式设置有点火头66。底座65的直径大于筒体64的直径，从而底座65的处于64筒体之外的区域形成安装台阶68。

在将点火弹60安装到气井点火装置10内后，燃烧室61容纳于接触室20内，星体室63和延期体62容纳于发射筒40内。点火头66会与电极32接触，以实现对点火弹20的电点火。安装台阶68会与定位槽97接合在一起，使得点火弹60能稳定地处于气井点火装置10内，直到点火弹60被发射出去。

筒体64和底座65以能分开的方式相连，可使得在将点火弹60发射出去之后，底座65保留在气井点火装置10中，而筒体64随着点火弹60的其余部分飞出。在点火弹60飞行过程中，筒体64会保持点火弹60的飞行路径，相当于飞行舵，防止点火弹60被风吹走，从而提高了点火成功率。

为了避免大雨等潮湿、潮湿等恶劣天气使燃烧的发射药67熄灭，在发射药67内设置有氧化剂。这样即使点火弹处于缺氧或潮湿的情况下，发射药仍然能够使用氧化剂代替氧气而实现良好的燃烧，这扩大了点火弹60的适用范围。

延期体62包括铝制壳体69，在壳体69内填充有燃烧体70。筒体64与壳体69固定连接。应注意地是，壳体69的两端开口，使得燃烧体70直接与发射药67和处于星体室63内的燃烧药71相接触，以能顺利地引燃燃烧药71。延期体62保持点火弹60在飞行期间不炸开，而是到达待点火处再炸开而使星体实现点火，这大大提高了点火弹或气井点火装置远程点火的成功率。

星体室63包括纸筒构成的筒体72和铝制堵头73，在星体室63内填充有星体74和燃烧药71。筒体72与壳体69固定连接。在图4所示的实施例中，星体74的数量较少，一般在4到6个，燃烧药71则包裹住星体74。当燃烧药71内引燃后，会炸开筒体72并且点燃星体74，通过燃烧的星体74实现点火。

图5显示了根据本发明第二实施例的点火弹80。点火弹80与点火弹60大体相同，下面仅描述两者的不同之处。点火弹80包含更多的星体74，星体74的数量通常在80到100个。在星体室63内设置有纸质的中心管81，燃烧药71填充在中心管81内。星体74制作成圆柱形，并且密集填充在中心管81和筒体72之间的空间内。在这种点火弹80中可容纳很多星体，在点火弹或星体室炸开后，星体的散落面积更大，从而有助于提高点火成功率。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种气井点火装置，包括：

接触室，其用于容纳点火弹的燃烧室，

与所述接触室的末端相连的点火单元，

与所述接触室的前端能打开地相连的发射筒，

其中，在使用状态中，所述发射筒与接触室同轴式相连且点火单元与点火弹的燃烧室接触，所述接触室、点火单元和发射筒形成一杆状整体。

2.根据权利要求1所述的气井点火装置，其特征在于，所述点火单元包括电源、与所述电源电连接并延伸到所述接触室内的电极，和用于切断所述电源和电极之间的电连接的电源开关。

3.根据权利要求2所述的气井点火装置，其特征在于，所述点火单元还包括与所述电极并联的保险开关，

其中，所述电极所在的线路形成点火支路，所述保险开关所在的线路形成保险支路，所述电源开关设置在将所述点火支路和保险支路与所述电源相连的干路上，在所述保险开关闭合时，所述保险支路上的电阻小于所述点火支路上的电阻；

在向所述接触室内装入点火弹后，所述保险开关闭合，所述电源开关打开；在发射时，关闭所述电源开关后，所述保险开关自动打开。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的气井点火装置，其特征在于，所述发射筒与接触室为铰接，以能够将接触室打开而安装点火弹，

在所述发射筒和接触室中的一个上设置有卡块，在所述发射筒和接触室中的另一个上设置有能与所述卡块接合的锁定装置，在使用状态中，所述锁定装置与所述卡块接合，使得所述发射筒与接触室保持同轴。

5.根据权利要求4所述的气井点火装置，其特征在于，在所述发射筒和接触室之间还设置有定位槽。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的气井点火装置，其特征在于，在所述发射筒外表面上设置有测角仪、测距仪和水平仪中的一个或多个。

7.一种用于根据权利要求1到6中任一项所述的气井点火装置的点火弹，所述点火弹包括燃烧室、设置在所述燃烧室前方的星体室和将所述燃烧室和星体室相连的延期体，

在所述燃烧室的底座上贯穿式设置有能与所述点火单元接触的点火头，在所述燃烧室内设置有发射药，在所述星体室内填充有星体和燃烧药，所述延期体的两端分别于所述发射药和所述燃烧药相接触，

其中，在使用状态中，所述燃烧室容纳于所述接触室内，所述星体室和延期体容纳于所述发射筒内。

8.根据权利要求7所述的点火弹，其特征在于，所述燃烧室的筒体和所述星体室的筒体均由纸筒构成。

9.根据权利要求8所述的点火弹，其特征在于，所述燃烧室的底座以能与所述燃烧室的筒体分离的方式相连。

10.根据权利要求9所述的点火弹，其特征在于，在所述气井点火装置的发射筒和接触室之间还设置有定位槽，

所述燃烧室的底座的直径大于所述燃烧室的筒体的直径，所述燃烧室的底座的处于所述燃烧室的筒体之外的区域形成能与所述定位槽配合的安装台阶。

11.根据权利要求7或10任一项中所述的点火弹，其特征在于，所述发射药包含氧化剂。

12.根据权利要求7到11中任一项所述的点火弹，其特征在于，所述燃烧药包裹了所述星体。

13.据权利要求7到11中任一项所述的点火弹，其特征在于，在所述星体室内设置有中心管，所述燃烧药填充在所述中心管内，所述星体填充在所述中心管和所述星体室的筒体之间的空间内。