CN104847316B - 桥塞火药驱动型多级射孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桥塞火药驱动型多级射孔方法，包括如下步骤：a、先将桥塞坐封联作管串通过电缆传输的方式下入目的层，管串结构为：多级点火装置、点火头、桥塞坐封工具、连杆组件和桥塞依次连接，桥塞坐封工具内设置桥塞火药；b、主线与桥塞火药线相通，主线与上级射孔枪线不通，通负电引燃桥塞火药；c、桥塞火药产生的气体压力使桥塞坐封，同时气体压力使多级点火装置的微动开关进行电路转换；d、电路转换后，主线与桥塞火药线不相通，主线与上级射孔枪线相通，通正电引爆上级射孔枪，实现多级射孔作业。本发明通过电缆传输的方式，一次下井可完成桥塞坐封和射孔联作，为后续压裂作业奠定基础。

Description

桥塞火药驱动型多级射孔方法
技术领域
本发明涉及一种桥塞火药驱动型多级射孔方法，属于油气井电缆多级射孔技术领域，适用于普通射孔作业，特别适用于页岩气开采的射孔作业，可用于直井或水平井。
背景技术
在油气井的多级射孔方法中，常规方法如下：（1）电子式多级射孔方法：当管串下入到预定位置，地面给电子开关输入正确的编码即可导通，供电即可引爆桥塞火药或射孔枪；例如，中国专利公开号 202628047U公开的一种编码式分级射孔仪器，公开日为2012-12-26。（2）爆轰式多级射孔方法：地面通正电引燃桥塞火药，通负电引爆射孔枪。例如，中国专利公开号102031952A公开的一种多级射孔增压方法，公开日为2011-04-27，包括如下工艺过程：将增压装置连接在上一级射孔枪枪尾，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，隔板点火器引燃增压火药机构，增压火药机构产生高压气体推动增压活塞运动剪断增压装置的剪切销，推动活塞挤压夹层油管内液体，使夹层油管内压力升高，剪断下一级压力起爆装置的剪切销，引爆下一级的压力起爆装置和射孔枪，完成下一层射孔作业。
但现有的油气井的多级射孔方法还存在如下不足：电子式多级射孔方法在下井的过程中会出现通讯不正常，这时会将射孔管串提出井口排查故障，重新装配管串后再下井，影响射孔作业的正常进行和耽搁作业进度；爆轰式多级射孔方法容易让人员误操作，一旦先通负电后通正电，即会出现误射孔，这时作业现场的设备将撤离，修井作业机将进入作业现场，耗费时间长、劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种桥塞火药驱动型多级射孔方法。本发明通过电缆传输的方式，一次下井可完成桥塞坐封和射孔联作，为后续压裂作业奠定基础。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、先将桥塞坐封联作管串通过电缆传输的方式下入目的层，管串结构为：多级点火装置、点火头、桥塞坐封工具、连杆组件和桥塞依次连接，桥塞坐封工具内设置桥塞火药；
b、主线与桥塞火药线相通，主线与上级射孔枪线不通，通负电引燃桥塞火药；
c、桥塞火药产生的气体压力使桥塞坐封，同时气体压力使多级点火装置的微动开关进行电路转换；
d、电路转换后，主线与桥塞火药线不相通，主线与上级射孔枪线相通，通正电引爆上级射孔枪，实现多级射孔作业。
所述多级点火装置包括上接头和与上接头密封固定连接的下接头，上接头内设置有多级点火结构，上接头和下接头内腔连通，下接头与点火头连接，下接头内设置有用于传输气体压力的通道，该通道分别与下接头内腔和桥塞坐封工具内腔连通。
所述多级点火结构包括第一点火头、第二点火头、微动开关和与微动开关配合用于电路转换的开关杆，微动开关设置在两个点火头之间，第一点火头和第二点火头分别与微动开关连接，主线与第一点火头连接，且第一点火头通过正二极管线与上级射孔枪线连接，第二点火头通过负二级管线与桥塞火药线连接。
所述上接头内腔中固定设置有套筒，且套筒外壁与上接头内壁密封配合，多级点火结构设置在套筒内。
所述套筒一端通过压塞封闭，另一端通过螺套封闭，开关杆设置在螺套内。
所述第一点火头和第二点火头固定设置在套筒内，第一点火头和第二点火头分别与套筒内壁密封配合。
所述上接头和下接头上分别开设有螺孔，且螺孔通过螺塞封闭。
所述步骤c中，桥塞火药燃烧产生的压力使连杆组件形成相对运动，从而使桥塞坐封。
所述步骤c中，桥塞火药产生的气体压力通过下接头上的通道进入下接头内腔，并推动多级点火装置的开关杆触动微动开关，实现电路转换。
采用本发明的优点在于：
一、本发明通过电缆传输的方式，一次下井可完成桥塞坐封和射孔联作，为后续压裂作业奠定基础；作业周期短，效率高，劳动成本低，适用于普通射孔作业，特别适用于页岩气开采的射孔作业，可用于直井或水平井。
二、本发明与现有的爆轰式多级射孔方法相比，虽然本发明同样是采用交叉电的方式，但本发明即使先通正电后通负电，也不会出现误射孔，原因在于，如果先通正电，由于微动开关还没有进行电路转换，此时主线与桥塞火药线相通，主线与上级射孔枪线不通，通正电时桥塞坐封联作管串不会工作，因而不会出现误射孔。
三、本发明与现有电子式多级射孔方法相比，本发明不需要输入编码即可导通供电即可引爆桥塞火药或射孔枪，不存在通讯不正常影响射孔作业的正常进行的问题。
四、采用本发明中的多级点火装置，本装置为机械结构，具有较好的抗冲击性能，通讯效果较好；主线路始终与一个雷管线路连通，并且依靠正、负电交叉点火，点火可靠性高，避免了误点火操作；桥塞三级火药燃烧产生的压力才能使多级点火装置实现电路转换，依照先坐封桥塞再点火射孔的工艺步骤，避免了误射孔。
五、本发明中，桥塞坐封联作管串结构为：多级点火装置、点火头、桥塞坐封工具、连杆组件和桥塞依次连接，桥塞坐封工具内设置桥塞火药，桥塞火药燃烧产生的气体压力使桥塞坐封，同时气体压力进入多级点火装置内，实现电路转换，主线路与射孔枪内电雷管连通，再次通电，可引爆射孔枪。
附图说明
图1为本发明多级点火装置结构示意图
图2为本发明桥塞坐封联作管串示意图
图中标记为：1、多级点火装置；2、点火头；3、桥塞火药；4、桥塞坐封工具；5、连杆组件；6、桥塞；7、桥塞火药线；8、主线，9、上级射孔枪线；10、微动开关；11、上接头；12、下接头；13、通道；14、第一点火头；15、第二点火头；16、开关杆；17、套筒；18、压塞；19、螺套；20、螺塞。
具体实施方式
一种桥塞火药驱动型多级射孔方法，包括如下步骤：
a、先将桥塞坐封联作管串通过电缆传输的方式下入目的层，管串结构为：多级点火装置1、点火头2、桥塞坐封工具4、连杆组件5和桥塞6依次连接，桥塞坐封工具4内设置桥塞火药3；
b、主线8与桥塞火药线7相通，主线8与上级射孔枪线9不通，通负电引燃桥塞火药3；
c、桥塞火药3产生的气体压力使桥塞6坐封，同时气体压力使多级点火装置1的微动开关10进行电路转换；
d、电路转换后，主线8与桥塞火药线7不相通，主线8与上级射孔枪线9相通，通正电引爆上级射孔枪，实现多级射孔作业。
本发明中，所述多级点火装置1包括上接头11和与上接头11密封固定连接的下接头12，可通过O形圈密封，上接头11内设置有多级点火结构，上接头11和下接头12内腔连通，下接头12与点火头2连接，下接头12内设置有用于传输气体压力的通道13，该通道13分别与下接头12内腔和桥塞坐封工具4内腔连通。
本发明中，所述多级点火结构包括第一点火头14、第二点火头15、微动开关10和与微动开关10配合用于电路转换的开关杆16，微动开关10设置在两个点火头之间，第一点火头14和第二点火头15分别与微动开关10连接，主线8与第一点火头14连接，且第一点火头14通过正二极管线与上级射孔枪线9连接，第二点火头15通过负二级管线与桥塞火药线7连接。
本发明中，所述上接头11内腔中固定设置有套筒17，且套筒17外壁与上接头内壁通过O形圈密封配合，多级点火结构设置在套筒17内。
本发明中，所述套筒17一端通过压塞18封闭，另一端通过螺套19封闭，开关杆16设置在螺套19内，并通过O形圈密封。
本发明中，所述第一点火头14和第二点火头15固定设置在套筒17内，第一点火头14和第二点火头15分别与套筒17内壁通过O形圈密封配合。
本发明中，所述上接头11和下接头12上分别开设有螺孔，且螺孔通过螺塞20封闭，并通过O形圈密封。螺孔主要用于将导线在上、下接头外部连接后，通过螺塞可以密封。
本发明中，所述步骤c中，桥塞火药3燃烧产生的压力使连杆组件形成相对运动，从而使桥塞6坐封。
本发明中，所述步骤c中，桥塞火药3产生的气体压力通过下接头12上的通道13进入下接头内腔，并推动多级点火装置的开关杆触动微动开关，实现电路转换。
本发明中，点火头、桥塞坐封工具、连杆组件和桥塞均采用现有设备，在此对其结构不做说明。

Claims (8)

1.一种桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、先将桥塞坐封联作管串通过电缆传输的方式下入目的层，管串结构为：多级点火装置、点火头、桥塞坐封工具、连杆组件和桥塞依次连接，桥塞坐封工具内设置桥塞火药；
b、主线与桥塞火药线相通，主线与上级射孔枪线不通，通负电引燃桥塞火药；
c、桥塞火药产生的气体压力使桥塞坐封，同时气体压力使多级点火装置的微动开关进行电路转换；
d、电路转换后，主线与桥塞火药线不相通，主线与上级射孔枪线相通，通正电引爆上级射孔枪，实现多级射孔作业；
所述多级点火装置包括上接头和与上接头密封固定连接的下接头，上接头内设置有多级点火结构，上接头和下接头内腔连通，下接头与点火头连接，下接头内设置有用于传输气体压力的通道，该通道分别与下接头内腔和桥塞坐封工具内腔连通。
2.根据权利要求1所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述多级点火结构包括第一点火头、第二点火头、微动开关和与微动开关配合用于电路转换的开关杆，微动开关设置在两个点火头之间，第一点火头和第二点火头分别与微动开关连接，主线与第一点火头连接，且第一点火头通过正二极管线与上级射孔枪线连接，第二点火头通过负二级管线与桥塞火药线连接。
3.根据权利要求2所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述上接头内腔中固定设置有套筒，且套筒外壁与上接头内壁密封配合，多级点火结构设置在套筒内。
4.根据权利要求3所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述套筒一端通过压塞封闭，另一端通过螺套封闭，开关杆设置在螺套内。
5.根据权利要求4所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述第一点火头和第二点火头固定设置在套筒内，第一点火头和第二点火头分别与套筒内壁密封配合。
6.根据权利要求5所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述上接头和下接头上分别开设有螺孔，且螺孔通过螺塞封闭。
7.根据权利要求1—6中任一项所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述步骤c中，桥塞火药燃烧产生的压力使连杆组件形成相对运动，从而使桥塞坐封。
8.根据权利要求2—6中任一项所述的桥塞火药驱动型多级射孔方法，其特征在于：所述步骤c中，桥塞火药产生的气体压力通过下接头上的通道进入下接头内腔，并推动多级点火装置的开关杆触动微动开关，实现电路转换。
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