CN112727410A - 复合射孔电子电路延时负压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合射孔电子电路延时负压装置，包括射孔枪、负压装置和负压枪，负压装置内装有负压活塞，负压活塞和负压装置之间通过销钉连接，负压装置通过螺纹与负压枪连接；射孔枪和负压装置之间还装有电子延时装置，电子延时装置包括主体、电池、激发活塞、延时电路板、雷管和滑套，主体一端通过螺纹连接射孔枪，另一端通过滑套和负压装置连接，主体内设有激发活塞，激发活塞正好位于雷管上游，电池置于激发活塞内，电池的负极连接延时电路板正极，延时电路板的负极通过导线连接雷管正极，雷管的负极游离且正对电池的正极，雷管下游为负压活塞。本发明利用电子电路对电能输出的时间设置控制所需延时时间，延时精准，整体结构设计紧凑。
Description
技术领域
本发明属于油田机械领域，涉及一种复合射孔电子电路延时负压装置。
背景技术
油田射孔为了提高产能，现今已开始广泛使用复合动态负压射孔，利用高能火药的增效作用，通过对射孔段近井地质岩层进行高能气体压裂、对射孔后的射孔孔道及近井地质岩层清除污染。来提高射孔的完井效果，提高油气井的采收率。复合动态负压射孔时，射孔是在微秒级完成，而复合火药固体推进剂的燃烧是在毫秒级完成。随带施工的动态负压装置是在射孔枪射完孔、复合火药固体推进剂的燃烧产生压力峰值后，负压装置机械动能或其它动能的作用下打开装置上的开孔，利用射孔枪下所携带负压枪的枪内空间，让井液通过开孔快速涌入负压枪内，瞬间造成射孔井段的井液失量，随之瞬间降低射孔井段井液压力产生负压，产生的负压直接作用于射孔孔道，利用孔道壁内外的压差破碎由射流造成的孔道壁上的压实带。同时，孔道内的液体在孔壁内外压差的作用下向外流淌，将破碎下来的岩石碎屑裹带出孔道，恢复射孔孔道的原始渗透率和孔道的清洁。
在复合动态负压射孔的整体技术上，动态负压的作用时间是复合射孔的工艺关键技术点。当射孔弹的爆轰能量击发固体推进剂燃烧后，固体推进剂需要在20毫秒左右后才能在射孔井段产生压力峰值。如果动态负压作用于压力峰值前则会减弱复合火药压力对井段的作用，让复合射孔失效。如果动态负压作用相对于压力峰值时刻太滞后，则又会使动态负压效果降低。所以射孔后准确控制负压相对于压力峰值的延时时间，是复合动态负压射孔的核心技术。
现有的复合动态负压射孔上所用的延时技术，采用负压装置部件的机械行程方式进行延时，利用部件的移动下落行程确定复合动态负压射孔所需的延时时间。这种延时技术局限于负压枪的尺寸，而为了保证整体装置能提供足够的延时时间，负压枪被设计为两个部分，负压枪的上半段是提供延时部件下落行程的空间，开孔装置则设计在整个负压枪的中段。射孔时，射孔枪的爆轰能量激发延时部件，延时部件在动能的作用下向下加速坠落，撞击开孔装置的活塞，打开负压枪。由于负压装置在结构上设计分散，且均在井场施工现场装配，两节负压枪装配负压装置后再对接，致使工人的劳动强度非常大。因此，需要对延时负压装置做进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合射孔电子电路延时负压装置，解决现有的复合动态负压射孔上所用的延时技术，都是采用机械行程方式进行延时，设计分散，体积过大，装配困难的问题。
本发明通过以下技术方案来实现：一种复合射孔电子电路延时负压装置，包括射孔枪、负压装置和负压枪，负压装置内装有负压活塞，负压装置侧壁上开有进液孔，负压活塞和负压装置之间通过销钉连接，负压装置通过螺纹与负压枪连接；所述的射孔枪和负压装置之间还装有电子延时装置，所述的电子延时装置包括主体、电池、激发活塞、延时电路板、雷管和滑套，主体一端通过螺纹连接射孔枪，另一端通过滑套和负压装置连接，主体内设有激发活塞，激发活塞正好位于雷管上游，电池置于激发活塞内，电池的负极连接延时电路板正极，延时电路板的负极通过导线连接雷管正极，雷管的负极游离且正对电池的正极，雷管下游为负压活塞。
进一步的，所述的连接滑套基部还装有防倒扣挡环。
采用上述技术方案的积极效果：本发明利用电子电路对电能输出的时间设置控制所需延时时间，由于延时电路板设计在射孔枪负压枪的中间接头的内腔里，加之动态负压装置也设计在射孔枪与负压枪的中间连接处，延时装置和动态负压装置可以通过滑套装配在一起，整体装置的体积略大于射孔枪中间接头，由于采用便于操作的滑套方式与负压装置进行相互连接，因此，延时动态负压装置从延时机构到负压开孔装置整体结构设计紧凑，便于施工现场使用安装，大幅度地降低了作业工人的劳动强度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中电子延时装置的放大图。
图3是图1中负压装置的放大图。
图4是本发明的电路示意图。
图中，1射孔枪，2负压装置，3负压枪，4负压活塞，5销钉，6主体，7电池，8激发活塞，9延时电路板，10雷管，11滑套，12防倒扣挡环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明，但不应理解为对本发明的限制：
图1是本发明的结构示意图，图2是图1中电子延时装置的放大图，图3是图1中负压装置的放大图，如图所示，一种复合射孔电子电路延时负压装置，包括射孔枪1、负压装置2和负压枪3，负压装置2内装有负压活塞4，负压装置2侧壁上开有进液孔，负压活塞4和负压装置2之间通过销钉5连接，负压装置2通过螺纹与负压枪3连接。所述的射孔枪1和负压装置2之间还装有电子延时装置，所述的电子延时装置包括主体6、电池7、激发活塞8、延时电路板9、雷管10和滑套11，主体6一端通过螺纹连接射孔枪1，另一端通过滑套11和负压装置2连接，主体6内设有激发活塞8，激发活塞8正好位于雷管10上游，电池7置于激发活塞8内，电池7的负极连接延时电路板9正极，延时电路板9的负极通过导线连接雷管10正极，雷管10的负极游离且正对电池7的正极，雷管10下游为负压活塞4。当激发活塞向前滑动，就会导致电池的正极接触雷管的负极，从此打通延时电路，延时电路再去触发雷管。本装置有效地利用了电子电路可延时输出的特性，通过对延时电路板的延时输出时间准确控制，实现复合射孔动态负压所需的延时时间。延时电路板为定制产品，可以精确设定所需要的延时时间，可以采用lM431延时电路，延时时间直接设计在30ms，电路中的电容采用钽电容，电路的工作温度范围为－40～+121℃，可以满足油气井井下的工况要求。
激发活塞具有密封作用，即可激发雷管同时又可阻止射孔枪产生的压力传入负压枪内，削除射孔产生的压力能量对负压枪空间的占用，保证动态负压的制造效果。同时激发活塞通过密封胶圈的密封，可防止万一出现负压枪密封不严，井液串入射孔枪内出现炸枪事故。雷管被激发后产生爆轰能量，向下推动负压装置活塞，剪断负压装置销钉，负压装置活塞在火药作用力的推动下，脱离负压装置，打开负压装置的进液孔，井液从进液孔涌入负压枪，瞬间造成射孔井段的井液失量，随之瞬间降低射孔井段井液压力产生负压，产生的负压直接作用于射孔孔道，利用孔道壁内外的压差破碎由射流造成的孔道壁上的压实带。同时，孔道内的液体在孔壁内外压差的作用下向外流淌，将破碎下来的岩石碎屑裹带出孔道，恢复射孔孔道的原始渗透率和孔道的清洁。
负压装置内装有负压活塞，负压装置侧壁上开有进液孔，负压活塞和负压装置之间通过销钉连接。进液孔用于在负压装置活塞从负压装置主体上脱落后为井液进入负压枪内提供通道。负压活塞在火药产生的压力作用下，会剪断销钉然后滑落到负压枪内，负压装置的进液孔打开，井液快速涌入负压枪内，油气井射孔井段的负压产生。
复合射孔施工时，按图1所示的顺序组装，先将电子电路延时装置的Tr90×4螺纹端连接在复合射孔枪的下端；再把负压装置的Tr90×4螺纹端连接在负压枪的上端。然后再把装配好的电子电路延时装置和负压装置对接连接好，用电缆将复合动态负压射孔的器材管柱输送至射孔井的射孔层段进行射孔。射孔的同时，射孔枪的爆轰能量直接作用在激发活塞上，激发活塞向前滑动接通电路，触发延时电路开关，电流经过延时20Ms左右后输出触发雷管，雷管爆轰能量向下推动负压活塞剪断销钉然后负压活塞滑落到负压枪内，负压装置的进液孔打开，井液快速涌入负压枪内，瞬间造成射孔井段的井液失量，随之瞬间降低射孔井段井液压力产生负压，产生的负压直接作用于射孔孔道，利用孔道壁内外的压差破碎由射流造成的孔道壁上的压实带。同时，孔道内的液体在孔壁内外压差的作用下向外流淌，将破碎下来的岩石碎屑裹带出孔道，恢复射孔孔道的原始渗透率和孔道的清洁。
为了防止滑套倒扣，所述的连接滑套11基部还装有防倒扣挡环12。
本发明利用电子电路对电能输出的时间设置控制所需延时时间，由于延时电路板设计在射孔枪负压枪的中间接头的内腔里，加之动态负压装置也设计在射孔枪与负压枪的中间连接处，延时装置和动态负压装置可以通过滑套装配在一起，整体装置的体积略大于射孔枪中间接头，由于采用便于操作的滑套方式与负压装置进行相互连接，因此，延时动态负压装置从延时机构到负压开孔装置整体结构设计紧凑，便于施工现场使用安装，大幅度地降低了作业工人的劳动强度。
Claims (2)
1.一种复合射孔电子电路延时负压装置，包括射孔枪（1）、负压装置（2）和负压枪（3），负压装置（2）内装有负压活塞（4），负压装置（2）侧壁上开有进液孔，负压活塞（4）和负压装置（2）之间通过销钉（5）连接，负压装置（2）通过螺纹与负压枪（3）连接，其特征在于：所述的射孔枪（1）和负压装置（2）之间还装有电子延时装置，所述的电子延时装置包括主体（6）、电池（7）、激发活塞（8）、延时电路板（9）、雷管（10）和滑套（11），主体（6）一端通过螺纹连接射孔枪（1），另一端通过滑套（11）和负压装置（2）连接，主体（6）内设有激发活塞（8），激发活塞（8）正好位于雷管（10）上游，电池（7）置于激发活塞（8）内，电池（7）的负极连接延时电路板（9）正极，延时电路板（9）的负极通过导线连接雷管（10）正极，雷管（10）的负极游离且正对电池（7）的正极，雷管（10）下游为负压活塞（4）。
2.根据权利要求1所述的复合射孔电子电路延时负压装置，其特征在于：所述的连接滑套（11）基部还装有防倒扣挡环（12）。
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