CN200999602Y

CN200999602Y - 桥塞硬连接压力激发式点火器

Info

Publication number: CN200999602Y
Application number: CNU2006201360467U
Authority: CN
Inventors: 王秀芝; 刘巩权; 魏锋; 魏慧春; 朱琦; 陈联党
Original assignee: No213 Research Institute Of China North Industries Group Corp
Current assignee: No213 Research Institute Of China North Industries Group Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-01-02
Anticipated expiration: 2016-10-30

Abstract

本实用新型公开了一种桥塞硬连接压力激发式点火器，适用于油管传输式桥塞座封点火工艺。该点火器包括含有沉沙管、缓冲件的缓冲部件和含有激发组件、发火组件的压力激发部件，其输入端与油管连接，输出端与座封工具连接。当本实用新型与座封工具及桥塞随油管下放到目的层，从井口向井内施加液体或气体压力，当所施压力大于激发组件承压销钉的剪切值时承压销钉被剪断，本实用新型发火并同时点燃座封工具中的火药筒。本实用新型为井斜大于30度和地层结构复杂套管发生一定变形而无法实施撞击点火桥塞座封施工的特殊油气井提供了一种压力激发点火方式，不仅扩大了桥塞硬连接施工工艺的应用范围，也提高了桥塞座封的可靠性。

Description

桥塞硬连接压力激发式点火器

技术领域

本实用新型属于石油、天然气的开采作业领域，主要涉及一种油井、气井封隔装置，尤其涉及一种油管传输式桥塞座封装置的点火装置。

技术背景

在油气井的井下作业中，因工程需要，有时将某一井段暂时或永久封闭起来，封隔段以下的井段被封闭，暂时或永久不再使用，封隔段以上部分可以进行相应的井下作业。油、气井的这种封隔作业被称为桥塞座封。20世纪70年代至20世纪末，桥塞座封一般采用电缆桥塞座封工艺，即直接采用电缆将桥塞和座封工具一起输送到井下目的层，通过电点火器点燃座封工具火药，驱动桥塞完成封堵功能。到了21世纪初，为了解决这种电缆软连接的电点火的桥塞座封施工工艺存在的因电缆打结、桥塞遇阻和桥塞损坏等弊病，又出现了桥塞硬连接撞击点火座封施工工艺。该工艺的主要技术特点是，通过油管管串将桥塞和座封工具一起输送到井下目的层，然后沿油管向井内投棒，由投棒撞击点火器后点燃座封工具火药，驱动桥塞完成封堵功能。但是桥塞硬连接撞击点火座封施工工艺却不能在一些特殊的油气井中施工，例如，斜井——井斜大于30度；油气井所处地层结构复杂或套管发生一定变形，都无法实施井口投棒撞击点火，主要原因是，投棒下不去，不能可靠的撞击点火器。因此，还必须寻找一种新的桥塞硬连接座封点火工艺，以解决特殊油气井中桥塞可靠座封问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对实现桥塞硬连接座封施工工艺的非电点火问题，为特殊油、气井提供一种当桥塞和座封工具通过油管输送到井下目的层时，能可靠引燃座封工具的火药筒，确保桥塞完成封堵作用的压力激发式点火器。

为解决上述技术问题，本实用新型包括缓冲部件、压力激发部件、上接头、下接头和密封件，所述的缓冲部件含有螺堵、沉沙管、缓冲件，沉沙管的外壁上依次设有进液孔、定位台阶和若干个过滤孔，其上端口用所述螺堵封堵，缓冲件含有中心柱和几个缓冲挡板，缓冲挡板按一定的轴间距固定在中心柱上；所述的压力激发部件包括本体、含有承压销钉和活塞的激发组件、发火组件，所述本体为带有定位台阶通孔的管体；所述沉沙管的台阶定位面与所述上接头的上端面接触，上接头的下端与本体上端固连且沉沙管的下部和所述缓冲件均位于本体此端的台阶通孔中，所述激发组件、发火组件均位于本体下端的台阶通孔中，激发组件的活塞端面与缓冲件相邻，活塞的击针则与发火组件的火帽相邻并对正，所述下接头与本体的另一端螺纹连接，所述上接头与所述本体、本体与激发组件、本体与发火组件、下接头与本体之间均装有相应的密封件。

根据本实用新型，所述的缓冲件含有三个缓冲挡板，每个缓冲挡板的其中半圆内含有三个通孔，且固定在中心柱上的三个缓冲挡板的通孔相互错位180度。

本实用新型将与桥塞座封工具和油管共同组成桥塞座封管串，当本实用新型随桥塞座封管串下放到目的层后，需从井口向井内施加液体或气体压力，当所施压力大于承压销钉的剪切值时承压销钉被剪断，本实用新型的压力激发部件发火。发火后点燃桥塞座封工具中的火药筒，火药筒燃烧产生的高温高压气体，推动座封工具完成桥塞座封施工。本实用新型解决了在井斜大于30度的斜井和地层结构复杂套管发生一定变形，无法实施撞击点火桥塞座封施工的特殊油井、气井中实现桥塞硬连接座封施工的问题。

附图说明

图1是本实用新型桥塞硬连接压力激发式点火器的组成示意图。

图2是图1所示缓冲件的结构示意图。

图3A、3B、3C分别是图2的A-A向、B-B向、C-C向视图。

图4是图1所示活塞的结构示意图。

图5是图1所示点火帽的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本实用新型作进一步的详述。

正如图1所示，本实用新型包括缓冲部件、压力激发部件、上接头3、下接头16和密封圈4、17、18、19。缓冲部件由螺堵1、外壁带有定位台阶的沉沙管2、缓冲件7和密封件4组成。压力激发部件包括两端带有外螺纹的本体6、含有承压销钉8和活塞9的激发组件、发火组件。上接头3上端有与油管相连接的油管扣型，下端通过螺纹与本体6的一端连接。沉沙管2的定位台阶卡在上接头3的上端面，其下端位于本体6的内孔中。下接头16与本体6的另一端螺纹连接。本体6和下接头16均采用40鉻钢加工而成。上接头3与本体6、本体6与激发组件、本体6与发火组件、下接头16与本体6之间均装有相应的密封件4、19、17、18。密封圈4、19、17、18按使用温度不同分别选用丁晴橡胶或氟橡胶材料制作。

再参见图1，螺堵1连接在沉沙管2的上端头，它可以阻隔油管内赃物和避免油管内水柱压力波动影响销钉的剪切值，以保证本实用新型的可靠发火值。沉沙管2的外形为三段直径不同的圆柱体，沉沙管2上端柱体的直径最大，外壁上有定位台阶面和四个直径12mm的进液孔，进液孔可使油管内的液体进入沉沙管2的内腔里；沉沙管2中端的外壁上有与上接头3固定的螺纹；沉沙管2下端直径最小，长度最大，在临近沉沙管2的螺纹处有两排共14-16个直径为5.5mm的过滤孔，进入沉沙管2的液体经两排过滤孔过滤后流入激发部件中，而由进液孔流进来的砂石及赃物则被留在了沉沙管2两排过滤孔下方的内腔中，这样不仅可以免砂石及赃物堵塞液体压力通道，同时也阻隔和减缓了油管内水柱压力波动，保证液体压力能作用到激发部件的活塞9上。缓冲件7(参见图2)放置在本体6的内孔中且位于沉沙管的下方，缓冲件7由三个缓冲挡板7D和中心柱7E组成，其中，每个挡板7D的1/2圆上都有3个通孔7F，三个挡板7D固定连接在中心柱7E上，三个挡板7D上的通孔7F要相互错位180度(参见图3A、3B、3C)。

再参见图1，激发组件由活塞9、活塞套10、承压销钉8、密封件17、18、19组成。承压销钉8可以由H59黄铜或20鉻钢精加工制成，加工误差越小越好。活塞套10的材料应与活塞9的材料相同，一般采用T8或T10钢。活塞9(见图4)的上端直径为20mm，是点火器的受压面积，其下端是击针9F，该击针主要用于触发发火组件的火帽11，在活塞9的外径上有10个销钉孔9D，销钉孔9D互为90度的排列成两行。活塞套10上设有与活塞9对应的销钉孔。活塞9通过承压销钉固连在活塞套10中。发火组件包含点火管壳体14、火帽座13、火帽11、点火帽12、火药拄15。点火管壳体14的材料是金属LY11或LY12硬铝，用途是装载火帽座13、火帽11、点火帽12和火药拄15，起着与本体6相固定的作用。火帽座13多为有色金属材料制作。火帽11按点火器使用的环境温度不同，分为耐温120℃，48小时和耐温200℃，48小时两种，耐温120℃，48小时，100％发火能量为0.5Kg的重锤，落高为40mm；耐温200℃，48小时，100％发火能量为1.2Kg的重锤，落高为35mm。火药柱15在耐温120℃点火器中选用黑火药，在耐温200℃点火器中选用航空用高能气体推进剂，其主要化学成分是NH₄ClO₄。点火帽12(见图5)是由铝帽12A、金属垫片12B及耐温200℃，48小时的点火药12C组成，压药压力为50MPa，点火药12C主要由Si、Fe、Pb化学成分组成。

本实用新型优选实施例的作用过程为：施工前，将本实用新型优选实施例的上接头3的输入端与油管相连接，下接头16的输出端与桥塞座封工具相连接。施工时，将本实用新型优选实施例随油管一起下入油井内，到达目的层后，从井口向油管施加(液体或气体)压力，当压力大于承压销钉8的剪切值时承压销钉8被剪断，活塞9向下运动，活塞9下端的击针9A撞击到火帽11，使火帽11发火点燃点火帽12，再引燃火药柱15，火药柱15燃烧火焰通过接头16的中心传火孔，点燃桥塞座封工具中的火药筒，火药筒燃烧产生的高温高压气体，推动座封工具完成桥塞座封作业。

Claims

1、一种桥塞硬连接压力激发式点火器，包括压力激发部件、上接头[3]、下接头[16]和密封件[4、19、17、18]，所述的压力激发部件包括本体[6]、含有承压销钉[8]和活塞[9]的激发组件、发火组件，所述本体[6]为带有定位台阶通孔的管体，所述激发组件、发火组件均位于本体[6]下端的台阶通孔中，激发组件中活塞[9]的击针[9F]与发火组件的火帽[11]相邻并对正，其特征在于：还包括缓冲部件，所述的缓冲部件含有螺堵[1]、沉沙管[2]、缓冲件[7]，沉沙管[2]的外壁上依次设有进液孔、定位台阶和若干个过滤孔，其上端口用所述螺堵[1]封堵，缓冲件[7]含有中心柱[7E]和几个缓冲挡板[7D]，缓冲挡板[7D]按一定的轴间距固定在中心柱[7E]上；所述沉沙管[2]的台阶定位面与所述上接头[3]的上端面接触，上接头[3]的下端与所述本体[6]上端固连，沉沙管[2]的下部和所述缓冲件[7]均位于本体[6]此端的台阶通孔中且缓冲件[7]与所述激发组件的活塞[9]端面相邻，所述下接头[16]与本体[6]的另一端螺纹连接，所述上接头[3]与所述本体[6]、本体[6]与激发组件、本体[6]与发火组件、下接头[16]与本体[6]之间均装有相应的密封件[4、19、17、18]。

2、根据权利要求1所述的桥塞硬连接压力激发式点火器，其特征在于：所述的缓冲件[7]含有三个缓冲挡板[7D]，每个缓冲挡板[7D]的其中半圆内含有三个通孔[7F]，且固定在中心柱[7E]上的三个缓冲挡板[7D]的通孔[7F]相互错位180度。