CN109813192A - 一种射孔安全避爆装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油勘探射孔技术领域，尤其涉及一种射孔安全避爆装置。该射孔安全避爆装置，解决了现有投棒撞击式起爆以及加压冲击式起爆可靠性不足，存在安全隐患的缺陷。其具体包括有开关外壳以及雷管壳体，开关外壳与雷管壳体接连形成一体结构；开关外壳内设置有第一腔室，雷管壳体内设置有第二腔室；第一腔室呈两端开口状，第二腔室呈靠近开关外壳一端开口状；第一腔室与第二腔室相互导通且第一腔室的内径大于第二腔室的内径；第一腔室内活动安装有活塞，活塞的中轴贯穿设置有单芯塞以及导电杆；自靠近第一腔室方向侧至背离第一腔室方向侧的第二腔室内设置有顺次接连的短路开关、雷管桥丝、雷管点火头以及起爆炸药。

Description

一种射孔安全避爆装置

技术领域

本发明属于石油勘探射孔技术领域，尤其涉及一种射孔安全避爆装置。

背景技术

作为油田勘探开采过程中一种常用的起爆设备，撞击式起爆设备依靠投放的金属棒为激发源，依靠棒体自由下落产生的能量冲击撞针，引发雷管起爆，然后起爆传爆管和导爆索、射孔弹等火工品，完成射孔工作。根据起爆方式的不同，撞击式起爆又进一步可分为投棒起爆和压力起爆两种。其中，投棒起爆是油管输送射孔作业常用的起爆方法，由油管将射孔枪输送到井内预定深度层位，在井口投下金属棒，利用金属棒自由落体撞击起爆器击针完成起爆，这种方法适用于井斜度数小于30度的井内施工。而压力起爆由井口对油管或环套进行加压；当所加压力与井液压力之和大于安全销的强度极限时，安全销被剪断，击针下行撞击引发雷管起爆，大斜度井只能采用压力起爆方式。

然而发明人发现，虽然上述两种起爆方式均采取了相应的安全措施，但其可靠性依然存在不足。具体而言，投棒撞击式起爆以及加压冲击式起爆存在有如下问题：一是可能受井下落物影响而引发误爆；二是可能受礅钻影响而引发误爆；三是施工失败起爆药在井下长时间受到温度压力作用后提升到地面拆卸时有自爆的安全风险。因此，亟待本领域技术人员提供一种可靠性更高的安全射孔技术。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种射孔安全避爆装置。

具体的，本发明在解决现有技术缺陷的过程中采用了如下的技术方案：

一种射孔安全避爆装置，包括有：开关外壳以及雷管壳体，开关外壳与雷管壳体接连形成一体结构；

开关外壳内设置有第一腔室，雷管壳体内设置有第二腔室；第一腔室呈两端开口状，第二腔室呈靠近开关外壳一端开口状；第一腔室与第二腔室相互导通且第一腔室的内径大于第二腔室的内径；第一腔室内活动安装有活塞，活塞的中轴贯穿设置有单芯塞以及导电杆；自靠近第一腔室方向侧至背离第一腔室方向侧的第二腔室内设置有顺次接连的短路开关、雷管桥丝、雷管点火头以及起爆炸药。

优选的，所述活塞为由活塞头与活塞杆两部分构成的不导电活塞，其横截面呈“T”字型形状。

优选的，开关外壳内设置有第一阶梯以及第二阶梯；其中，第一阶梯的凸出部与活塞的活塞头相配合，第二阶梯的凸出部与活塞的活塞杆之间设置有弹簧。

较为优选的，活塞的活塞头与开关外壳的内壁之间还设置有O型密封圈。

较为优选的，短路开关上还设置有与导电杆的末端相配合的防脱扣。

进一步可选择的，第二腔室中还安装有短路点壳体；短路开关与雷管桥丝一体封装在短路点壳体的内部。

与现有技术相比，本发明具有如下特点:

1、在地面环境或者外界压力不大的环境中时，短路开关、雷管桥丝与单芯塞、导电杆之间处于高阻态的断路状态，因此保证了雷管处于无法起爆的安全状态。

2、单芯塞、导电杆被封装于开关外壳内，雷管桥丝、雷管点火头被封装于雷管壳体内，此时雷管以及导电杆均处于金属壳体的屏蔽状态下。外界干扰电位或者静电均无法传递到雷管引信，因此保证了雷管处于无法起爆的安全状态。

附图说明

图1为本发明射孔安全避爆装置的结构示意图；

附图标示：1、单芯塞；2、O型密封圈；3、开关外壳；4、活塞；5、弹簧；6、导电杆；7、雷管壳体；8、短路开关；9、雷管桥丝；10、雷管点火头；11、起爆炸药。

具体实施方式

本发明提供了一种射孔安全避爆装置，以解决现有投棒撞击式起爆以及加压冲击式起爆可靠性不足，存在安全隐患的缺陷。

如图1所示，该射孔安全避爆装置包括有开关外壳以及雷管壳体两部分结构单元，开关外壳与雷管壳体相互接连从而形成一体结构。其中，在开关外壳内设置有第一腔室，在雷管壳体内设置有第二腔室。第一腔室呈两端开口状，第二腔室呈靠近开关外壳一端开口状；第一腔室与第二腔室相互导通且第一腔室的内径大于第二腔室的内径；第一腔室内活动安装有活塞，活塞的中轴贯穿设置有单芯塞以及导电杆；自靠近第一腔室方向侧至背离第一腔室方向侧的第二腔室内设置有顺次接连的短路开关、雷管桥丝、雷管点火头以及起爆炸药。

较为优选的，活塞为由活塞头与活塞杆两部分构成的不导电活塞，其横截面呈“T”字型形状。而作为本发明一种较为优选的实施方式，开关外壳内设置有第一阶梯以及第二阶梯；其中，第一阶梯的凸出部与活塞的活塞头相配合，第二阶梯的凸出部与活塞的活塞杆之间设置有弹簧。

进一步结合本射孔安全避爆装置的结构对其工作方式做出简要说明。在射孔施工过程中，首先将本射孔安全避爆装置由油管下放到预定深度；而后自井口投入电源棒到达射孔器上部矛头，并与单芯塞（8mm）完成对接；电源棒输出直流电后，由单芯塞传递到导电杆处。需要说明的是，在地面或者井深较浅深度时，活塞在弹簧的作用下保持常态；而随着井深的增加，井下压力逐步上升，活塞开始突破弹簧的弹力，带动导电杆向前位移，直至导电杆到达短路开关处，并导通短路开关；在导电杆的作用下，短路开关控制雷管桥丝由短路状态转换为导通状态，并且与导电杆相连构成直流供电回路，进而引爆雷管点火头以及起爆炸药，完成射孔起爆工作。

最后，作为本发明一种较为优选的实施方式，如图1所示，在活塞的活塞头与开关外壳的内壁之间还设置有O型密封圈，O型密封圈用于密封活塞的活塞头，防止活塞脱落；短路开关上还设置有与导电杆的末端相配合的防脱扣，从而确保导电杆与短路开关导通后防止两者之间的接连发生松动。此外优选的，在第二腔室中还安装有短路点壳体；短路开关与雷管桥丝一体封装在短路点壳体的内部，从而进一步提高短路开关、雷管桥丝的安全稳定性。

与现有技术相比，本发明具有如下特点:

1、在地面环境或者外界压力不大的环境中时，短路开关、雷管桥丝与单芯塞、导电杆之间处于高阻态的断路状态，因此保证了雷管处于无法起爆的安全状态。

2、单芯塞、导电杆被封装于开关外壳内，雷管桥丝、雷管点火头被封装于雷管壳体内，此时雷管以及导电杆均处于金属壳体的屏蔽状态下。外界干扰电位或者静电均无法传递到雷管引信，因此保证了雷管处于无法起爆的安全状态。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种射孔安全避爆装置，其特征在于，包括有：开关外壳以及雷管壳体，开关外壳与雷管壳体接连形成一体结构；

开关外壳内设置有第一腔室，雷管壳体内设置有第二腔室；第一腔室呈两端开口状，第二腔室呈靠近开关外壳一端开口状；第一腔室与第二腔室相互导通且第一腔室的内径大于第二腔室的内径；第一腔室内活动安装有活塞，活塞的中轴贯穿设置有单芯塞以及导电杆；自靠近第一腔室方向侧至背离第一腔室方向侧的第二腔室内设置有顺次接连的短路开关、雷管桥丝、雷管点火头以及起爆炸药。

2.根据权利要求1所述的一种射孔安全避爆装置，其特征在于，所述活塞为由活塞头与活塞杆两部分构成的不导电活塞，其横截面呈“T”字型形状。

3.根据权利要求2所述的一种射孔安全避爆装置，其特征在于，开关外壳内设置有第一阶梯以及第二阶梯；其中，第一阶梯的凸出部与活塞的活塞头相配合，第二阶梯的凸出部与活塞的活塞杆之间设置有弹簧。

4.根据权利要求2所述的一种射孔安全避爆装置，其特征在于，活塞的活塞头与开关外壳的内壁之间还设置有O型密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种射孔安全避爆装置，其特征在于，短路开关上还设置有与导电杆的末端相配合的防脱扣。

6.根据权利要求1所述的一种射孔安全避爆装置，其特征在于，第二腔室中还安装有短路点壳体；短路开关与雷管桥丝一体封装在短路点壳体的内部。