CN114704230A - 水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，包括：第一射孔枪管、传爆转换头、第二射孔枪管以及安装于第一射孔枪管和第二射孔枪管内部的分簇弹架，分簇弹架的内部设有若干射孔弹组，传爆转换头的内部开设有转换反应腔，且转换反应腔的内部转动安装有转换接头，转换接头的外侧活动套接有滑动安装于转换反应腔内部的反应压环，转换反应腔的内侧固定安装有拉伸弹簧。本发明中，通过设置独立式转换接头结构，利用传爆转换头作为两端枪管的一体式连接组件，在对两端枪管连接的过程中进行传爆作用无需人工进行接线，提高了装弹密度，避免了二次射孔对套管造成的伤害，大幅度降低了作业成本。
Description
技术领域
本发明涉及水平井射孔技术领域，具体为水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置。
背景技术
在石油勘探和开采作业中，通常先是在含油区块上钻井，将套管放入井中，用水泥灌注套管及井眼周围的环形空间，将套管固定好。然后将射孔弹装在射孔枪内下到井内油层位置。深度校准后，引爆射孔枪中的射孔弹，射孔弹起爆后，在套管、水泥环及周围油层中射出孔道，使井筒与油层联通起来，这样地层中的油气就可以通过这些孔道进入井筒，至此完成了完井作业。
在采油过程中，对于多数构造油气产量和井筒与油层相联接的有效通道数量成正比，即与单位长度的装弹密度成正比。然而，在传统的射孔装置中，由于装配方式的局限，孔密一般很低，通常不超过20孔/米，影响了油气产出量。为了提高射孔孔密，通常采用二次射孔，由于第二次射孔和第一次射孔形成的孔距不均匀，对套管造成了伤害，因此需要采用分簇射孔的方式进行，分簇射孔器每簇射孔器内需要内穿一根导线来实现选发信号的传爆，现场施工装配时，相邻两簇射孔器的导线以及雷管、选发点火器的导线先从相邻两簇射孔器间的接头旁开孔引出，待所有射孔器装配到位连接成射孔模块后，施工人员对相邻两簇射孔器间的接头旁开孔引出的导线剥掉绝缘外壳后进行连接，操作效率低，对施工人员专业技术要求较高。在接线过程中可能出现包线松动接地、压断、通线打扭等情况，同时旁开孔的存在增加了密封时效的隐患，影响分簇选发桥射联作一次成功率。
有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，来解决目前存在的人工连线传爆转换成功率低，装配难度大的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。
发明内容
本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明所采用的技术方案为：水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，包括：第一射孔枪管、传爆转换头、第二射孔枪管以及安装于第一射孔枪管和第二射孔枪管内部的分簇弹架，所述分簇弹架的内部设有若干射孔弹组，所述传爆转换头的内部开设有转换反应腔，且转换反应腔的内部转动安装有转换接头，所述转换接头的外侧活动套接有滑动安装于转换反应腔内部的反应压环，所述转换反应腔的内侧固定安装有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与反应压环的一侧固定连接，所述转换接头的内侧设有电极连线且两端均嵌入安装有若干导电压簧，所述转换接头内部电极连线与两端导电压簧一一对应并接通，所述传爆转换头的两端分别设有第一缓冲环和第一缓冲环，所述传爆转换头的内部固定安装有导爆器，所述导爆器的端部设有导爆索。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一缓冲环和第一缓冲环的内部设有电极线，且第一缓冲环和第一缓冲环的两侧均设有与电极线相连接的电极贴片，所述第一缓冲环的两侧分别与导电压簧和传爆转换头内部的分簇弹架电极连接，所述第一缓冲环的两侧分别与导爆器和第一射孔枪管内部的分簇弹架电极连接。
通过采用上述技术方案，通过第一缓冲环和第一缓冲环内置电路连接两侧电极，改变以往的电线连接方式，所有电连接采用触点接触连通，大幅度降低了作业成本。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传爆转换头的两侧与第一射孔枪管和第二射孔枪管的端部螺纹连接，所述第一缓冲环和第一缓冲环为耐高温橡胶材质构件。
通过采用上述技术方案，利用第一缓冲环和第一缓冲环进行传爆转换头两端的引爆缓冲。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一射孔枪管和第二射孔枪管的两端嵌入安装有轴承盖，且轴承盖的一侧固定安装有配重端头，所述配重端头的另一侧与分簇弹架的表面黏贴固定。
通过采用上述技术方案，通过在分簇定向弹架内安装配重块，利用配重块的重力偏心作用和轴承旋转特性，使射孔弹架保持固定方位，从而实现定向射孔的目的。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述传爆转换头的内侧设有贯通传爆转换头的窜流孔，且所述窜流孔与传爆转换头和转换反应腔的圆心轴位于同一直线上，所述窜流孔与转换反应腔的两端相连通，所述转换接头包括依次固定连接的转换接电柱、连管、爆散环和接电片，所述转换接电柱、连管、爆散环和接电片呈中空管状结构，所述爆散环的表面开设有若干导孔，所述接电片的一侧设有与导爆器电极连接的电芯。
通过采用上述技术方案，由于弹药发射其后坐力喷射的高温高压气体通过传爆转换头内置管路贯穿爆散环和接电片并由导孔窜出进入转换反应腔中，推动反应压环向一侧运动，为转换接头和反应压环的运动提供初始推力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述反应压环滑动套接于连管的外侧，且反应压环的外侧设有与转换反应腔内壁过盈抵接的活塞环，所述反应压环的一侧设有若干导销，所述转换接电柱的外周设有若干与导销一一对应的反应溃槽，所述导销的一侧设有滑动抵接于反应溃槽内侧抵销。
进一步的，所述反应溃槽呈直角三角形结构，且反应溃槽的一端呈圆滑过度，所述反应溃槽的宽度等于相邻导电压簧的间隔宽度。
通过采用上述技术方案，在导销的运动下通过反应溃槽的一侧斜边驱动转换接头发生偏转，之后爆冲压力消失，在拉伸弹簧的形变复原下拉动反应压环回退并再次通过导销与反应溃槽的斜边导向使反应压环发生转动，转换接电柱端头导电压簧的连接点位发生变化，实现传报切换。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转换接头的外侧固定套接有承托轴承，所述承托轴承嵌入安装于转换反应腔的内侧，所述拉伸弹簧呈拉伸状态。
通过采用上述技术方案，利用承托轴承实现转换接头的自由旋转，在冲压完成后由拉伸弹簧进行复原并驱动转换接头进行二次偏转使导电压簧与一端的分簇弹架电极对接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导电压簧的数量为若干并呈圆周环形分布于转换接电柱的一侧，若干所述导电压簧两两一组均分为多组，每组所述导电压簧关于转换接电柱圆心对称，且每组导电压簧的端部分别与导爆器的两级电连接。
通过采用上述技术方案，在转换接头受高压气流与反应压环作用偏转一次后更换另一组导电压簧与一侧分簇弹架进行电极连通，受分簇弹架接线点位的不同，从而在下一次激发时引发另一簇弹药，实现传爆转换。
本发明所取得的有益效果为：
1.本发明中，通过设置独立式转换接头结构，利用传爆转换头作为两端枪管的一体式连接组件，在对两端枪管连接的过程中进行传爆作用无需人工进行接线，提高了装弹密度，避免了二次射孔对套管造成的伤害，大幅度降低了作业成本。
2.本发明中，通过设置自动式转换接头结构，利用枪管激发后内部高压气流的反冲作用进入转换反应腔中推动反应压环运动，并在拉伸弹簧的形变复原下将反应压环的运动进量转换为转换接头的旋转进量，从而使转换接头发生转动导电压簧所对应的引爆点发生交换从而转换至下一簇射孔弹药进行传爆，实现自动化传爆转换。
3.本发明中，在过线连接中采用密封过芯组件与弹性触发部件的转动接触，既保证了导体良好导通性又不妨碍分簇定向弹架的定向转动，其定向功能的实现通过在分簇定向弹架内安装配重块，利用配重块的重力偏心作用和轴承旋转特性，使射孔弹架保持固定方位，从而实现定向射孔的目的。
附图说明
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；
图2为本发明一个实施例的传爆转换头内部反应结构示意图；
图3为本发明一个实施例的转换接头结构示意图；
图4为本发明一个实施例的转换接电柱端面结构示意图；
图5为本发明一个实施例的反应压环结构示意图。
附图标记：
1、第一射孔枪管；2、传爆转换头；3、第二射孔枪管；4、分簇弹架；5、射孔弹组；6、转换反应腔；7、转换接头；8、反应压环；9、拉伸弹簧；10、承托轴承；11、导电压簧；12、定位环；13、第一缓冲环；14、轴承盖；15、配重端头；16、导爆器；17、第一缓冲环；18、导爆索；
71、转换接电柱；72、连管；73、爆散环；74、接电片；75、电芯；76、导孔；77、反应溃槽；81、活塞环；82、导销。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置。
结合图1-5所示，本发明提供的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，包括：第一射孔枪管1、传爆转换头2、第二射孔枪管3以及安装于第一射孔枪管1和第二射孔枪管3内部的分簇弹架4，分簇弹架4的内部设有若干射孔弹组5，传爆转换头2的内部开设有转换反应腔6，且转换反应腔6的内部转动安装有转换接头7，转换接头7的外侧活动套接有滑动安装于转换反应腔6内部的反应压环8，转换反应腔6的内侧固定安装有拉伸弹簧9，拉伸弹簧9的一端与反应压环8的一侧固定连接，转换接头7的内侧设有电极连线且两端均嵌入安装有若干导电压簧11，转换接头7内部电极连线与两端导电压簧11一一对应并接通，传爆转换头2的两端分别设有第一缓冲环13和第一缓冲环17，传爆转换头2的内部固定安装有导爆器16，导爆器16的端部设有导爆索18。
在该实施例中，第一缓冲环13和第一缓冲环17的内部设有电极线，且第一缓冲环13和第一缓冲环17的两侧均设有与电极线相连接的电极贴片，第一缓冲环13的两侧分别与导电压簧11和传爆转换头2内部的分簇弹架4电极连接，第一缓冲环17的两侧分别与导爆器16和第一射孔枪管1内部的分簇弹架4电极连接。
具体的，采用密封过芯组件与弹性触发部件的转动接触，既保证了导体良好导通性又不妨碍分簇定向弹架的定向转动，通过第一缓冲环13和第一缓冲环17内置电路连接两侧电极，改变以往的电线连接方式，所有电连接采用触点接触连通，大幅度降低了作业成本。
在该实施例中，传爆转换头2的两侧与第一射孔枪管1和第二射孔枪管3的端部螺纹连接，第一缓冲环13和第一缓冲环17为耐高温橡胶材质构件，利用第一缓冲环13和第一缓冲环17进行传爆转换头2两端的引爆缓冲。
在该实施例中，第一射孔枪管1和第二射孔枪管3的两端嵌入安装有轴承盖14，且轴承盖14的一侧固定安装有配重端头15，配重端头15的另一侧与分簇弹架4的表面黏贴固定。
具体的，通过在分簇定向弹架内安装配重块，利用配重块的重力偏心作用和轴承旋转特性，使射孔弹架保持固定方位，从而实现定向射孔的目的。
在该实施例中，传爆转换头2的内侧设有贯通传爆转换头2的窜流孔，且窜流孔与传爆转换头2和转换反应腔6的圆心轴位于同一直线上，窜流孔与转换反应腔6的两端相连通，转换接头7包括依次固定连接的转换接电柱71、连管72、爆散环73和接电片74，转换接电柱71、连管72、爆散环73和接电片74呈中空管状结构，爆散环73的表面开设有若干导孔76，接电片74的一侧设有与导爆器16电极连接的电芯75。
具体的，由弹药发射其后坐力喷射的高温高压气体通过传爆转换头2内置管路贯穿爆散环73和接电片74并由导孔76窜出进入转换反应腔6中，推动反应压环8向一侧运动，为转换接头7和反应压环8的运动提供初始推力，在导销82的运动下通过反应溃槽77的一侧斜边驱动转换接头7发生偏转。
在该实施例中，反应压环8滑动套接于连管72的外侧，且反应压环8的外侧设有与转换反应腔6内壁过盈抵接的活塞环81，反应压环8的一侧设有若干导销82，转换接电柱71的外周设有若干与导销82一一对应的反应溃槽77，导销82的一侧设有滑动抵接于反应溃槽77内侧抵销。
进一步的，反应溃槽77呈直角三角形结构，且反应溃槽77的一端呈圆滑过度，反应溃槽77的宽度等于相邻导电压簧11的间隔宽度。
具体的，在导销82的运动下通过反应溃槽77的一侧斜边驱动转换接头7发生偏转，之后爆冲压力消失，在拉伸弹簧9的形变复原下拉动反应压环8回退并再次通过导销82与反应溃槽77的斜边导向使反应压环8发生转动，转换接电柱71端头导电压簧11的连接点位发生变化，实现传报切换。
在该实施例中，转换接头7的外侧固定套接有承托轴承10，承托轴承10嵌入安装于转换反应腔6的内侧，拉伸弹簧9呈拉伸状态，利用承托轴承10实现转换接头7的自由旋转，在冲压完成后由拉伸弹簧9进行复原并驱动转换接头7进行二次偏转使导电压簧11与一端的分簇弹架4电极对接。
在该实施例中，导电压簧11的数量为若干并呈圆周环形分布于转换接电柱71的一侧，若干导电压簧11两两一组均分为多组，每组导电压簧11关于转换接电柱71圆心对称，且每组导电压簧11的端部分别与导爆器16的两级电连接。
具体的，在转换接头7受高压气流与反应压环8作用偏转一次后更换另一组导电压簧11与一侧分簇弹架4进行电极连通，受分簇弹架4接线点位的不同，从而在下一次激发时引发另一簇弹药，实现传爆转换。
本发明的工作原理及使用流程：
在使用该传爆转换装置式，首先根据射孔器内分簇线束数量选择合适规格传爆转换头2结构，将传爆转换头2两端的线束与各个枪管组件端头线路相互抵接即通过触点间的接触完成电极连接，利用导爆器16进行电流的激发，通过导爆索18、导电压簧11以及第一缓冲环13和第一缓冲环17表面的电极点进行两侧反应压环8的雷管电极接通；
在一侧射孔枪管内部弹药激发后，由于弹药发射其后坐力喷射的高温高压气体通过传爆转换头2内置管路贯穿爆散环73和接电片74并由导孔76窜出进入转换反应腔6中，推动反应压环8向一侧运动，在导销82的运动下通过反应溃槽77的一侧斜边驱动转换接头7发生偏转，之后爆冲压力消失，在拉伸弹簧9的形变复原下拉动反应压环8回退并再次通过导销82与反应溃槽77的斜边导向使反应压环8发生转动，转换接电柱71端头导电压簧11的连接点位发生变化，从而以应对下一簇射孔弹药的激发，实现自动化传爆转换，传爆转换头2结构独立于枪管结构进行过线连接，既保证了导体良好导通性又不妨碍分簇定向弹架的定向转动，其定向功能的实现通过在分簇定向弹架内安装配重块，利用配重块的重力偏心作用和轴承旋转特性，使射孔弹架保持固定方位。
在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如，“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，包括：第一射孔枪管(1)、传爆转换头(2)、第二射孔枪管(3)以及安装于第一射孔枪管(1)和第二射孔枪管(3)内部的分簇弹架(4)，所述分簇弹架(4)的内部设有若干射孔弹组(5)，所述传爆转换头(2)的内部开设有转换反应腔(6)，且转换反应腔(6)的内部转动安装有转换接头(7)，所述转换接头(7)的外侧活动套接有滑动安装于转换反应腔(6)内部的反应压环(8)，所述转换反应腔(6)的内侧固定安装有拉伸弹簧(9)，所述拉伸弹簧(9)的一端与反应压环(8)的一侧固定连接，所述转换接头(7)的内侧设有电极连线且两端均嵌入安装有若干导电压簧(11)，所述转换接头(7)内部电极连线与两端导电压簧(11)一一对应并接通，所述传爆转换头(2)的两端分别设有第一缓冲环(13)和第一缓冲环(17)，所述传爆转换头(2)的内部固定安装有导爆器(16)，所述导爆器(16)的端部设有导爆索(18)。
2.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述第一缓冲环(13)和第一缓冲环(17)的内部设有电极线，且第一缓冲环(13)和第一缓冲环(17)的两侧均设有与电极线相连接的电极贴片，所述第一缓冲环(13)的两侧分别与导电压簧(11)和传爆转换头(2)内部的分簇弹架(4)电极连接，所述第一缓冲环(17)的两侧分别与导爆器(16)和第一射孔枪管(1)内部的分簇弹架(4)电极连接。
3.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述传爆转换头(2)的两侧与第一射孔枪管(1)和第二射孔枪管(3)的端部螺纹连接，所述第一缓冲环(13)和第一缓冲环(17)为耐高温橡胶材质构件。
4.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述第一射孔枪管(1)和第二射孔枪管(3)的两端嵌入安装有轴承盖(14)，且轴承盖(14)的一侧固定安装有配重端头(15)，所述配重端头(15)的另一侧与分簇弹架(4)的表面黏贴固定。
5.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述传爆转换头(2)的内侧设有贯通传爆转换头(2)的窜流孔，且所述窜流孔与传爆转换头(2)和转换反应腔(6)的圆心轴位于同一直线上，所述窜流孔与转换反应腔(6)的两端相连通，所述转换接头(7)包括依次固定连接的转换接电柱(71)、连管(72)、爆散环(73)和接电片(74)，所述转换接电柱(71)、连管(72)、爆散环(73)和接电片(74)呈中空管状结构，所述爆散环(73)的表面开设有若干导孔(76)，所述接电片(74)的一侧设有与导爆器(16)电极连接的电芯(75)。
6.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述反应压环(8)滑动套接于连管(72)的外侧，且反应压环(8)的外侧设有与转换反应腔(6)内壁过盈抵接的活塞环(81)，所述反应压环(8)的一侧设有若干导销(82)，所述转换接电柱(71)的外周设有若干与导销(82)一一对应的反应溃槽(77)，所述导销(82)的一侧设有滑动抵接于反应溃槽(77)内侧抵销。
7.根据权利要求6所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述反应溃槽(77)呈直角三角形结构，且反应溃槽(77)的一端呈圆滑过度，所述反应溃槽(77)的宽度等于相邻导电压簧(11)的间隔宽度。
8.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述转换接头(7)的外侧固定套接有承托轴承(10)，所述承托轴承(10)嵌入安装于转换反应腔(6)的内侧，所述拉伸弹簧(9)呈拉伸状态。
9.根据权利要求1所述的水平井泵送分簇射孔器传爆转换装置，其特征在于，所述导电压簧(11)的数量为若干并呈圆周环形分布于转换接电柱(71)的一侧，若干所述导电压簧(11)两两一组均分为多组，每组所述导电压簧(11)关于转换接电柱(71)圆心对称，且每组导电压簧(11)的端部分别与导爆器(16)的两级电连接。
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