CN201254978Y - 射孔枪串末端信号发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射孔枪串末端信号发生装置，适用于油、气井射孔作业器材传爆性能的监测。该装置主要包括、火药撞击组件、爆炸机构、延期撞击组件、扶正盖，火药撞击组件、爆炸机构、延期撞击组件通过尾座和本体依次传接在一起。主要特点是，爆炸机构中采用了由低爆速炸药剂和10～20％的音响烟火剂混合压制的药柱，增强了二靶声信号并减小了对施工器材的损伤；延期撞击组件采用长延时延期机构和隔板点火器，便于对二靶信号的识别并减小了产品体积；火药撞击组件和延期撞击组件在爆炸机构作用后可分别撞击尾座和扶正盖并使射孔管串产生强烈震动，加了井内液体的脉冲压力，进而提高了射孔作业的采收率。

Description

射孔枪串末端信号发生装置

技术领域

本实用新型涉及一种爆破器材，尤其涉及一种适用于油、气井射孔枪传爆性监测用的射孔枪串末端信号发生装置。

背景技术

目前，随着水平井、大斜井等多目的层完井技术的发展，油管传输射孔的井段越来越深，相应的射孔枪串也越来越长。而用于射孔的射孔枪系统常采用多节单个射孔枪串联方式。使得爆轰自第一节射孔枪的枪头传递到最后一节枪的尾部长达数百米，一旦中间任何环节爆轰传递中断，那么自爆轰中断点之后的射孔枪自然就不会作用。此时，地面施工人员必须尽早尽快获得这种信息，以作出重新射孔的决策。如果不能及时获得这种熄爆信息，不仅会失去最佳重新补射孔的时机，导致施工时间延长，增加完井成本，而且还会增加日后提取管串的打捞风险，甚至可能发生伤及施工人员和设施的事故。

早先，判定射孔枪串是否作用即射孔往往采用人工方式，即靠地面施工人员用耳朵听爆炸声响或用手感觉管串是否产生震动进行判断。然而，这种人工判断方式存在的最大弊端是，只能判断射孔枪串已作用，但无法准确判断是射孔枪串中的部分射孔弹作用，还是整个射孔枪串中的所有射孔弹全部作用。

目前，在射孔作业中采用上世纪九十年代研发的尾声弹和地面声波信号监测仪来判定射孔枪串是否全部射孔。尾声弹由延期药柱和20～40千克高爆速炸药柱构成并采用导爆索方式引爆。尾声弹装在射孔枪串尾部，当射孔枪串末端射孔弹作用后，尾声弹在延期8秒后引爆高爆速炸药柱。地面监测仪将捕捉并记录的射孔枪串射孔的爆炸声作为一靶信号，尾声信号弹的爆炸声作为二靶信号。虽然，通过能否接收到两种靶信号来判定射孔枪串是否全部作用比单纯的人工判定方式进步了许多，但它仍然存在如下问题：①尾声弹与射孔枪串射孔间的延期时间短，地面监测仪所记录的波形信号难以正确区分；②20～40kg高爆速药柱爆炸声响较射孔枪爆炸声音弱的多，故经常监测不到爆炸信号；③高爆速炸药柱爆炸危害力较大，破坏套管现象时有发生。④采用导爆索引爆方式，其传爆管体积过大，造成尾声弹结构复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，为采用两种靶信号判定射孔枪串是否全部作用的射孔作业提供一种能使地面检测接收设备便于捕捉和有效区分二靶信号且作用安全可靠、结构简单的末端信号发生装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的末端信号发生装置包括尾座、本体、含有高能气体推进剂和撞击隔板点火器的火药撞击组件、含有低爆速炸药柱的爆炸机构、含有长延时延期机构和延期隔板点火器的延期撞击组件、含有锥型孔的扶正盖、第一组销钉、第二组销钉；所述的低爆速炸药柱由低爆速炸药剂和10～20％的音响烟火剂混合后压制而成；所述的火药撞击组件和爆炸机构通过所述的第一组销钉和密封圈固连后放置在所述的尾座中，而且火药撞击组件的输出端位于尾座的输出端处，所述扶正盖固连在所述本体的输入端，所述延期撞击组件通过所述第二组销钉固连在所述本体内，所述本体的输出端与所述尾座的输入端螺纹连接，爆炸机构的输入端与所述本体的输出端密封固连且与所述延期撞击组件的输出端接触。

根据本发明，所述的扶正盖、尾座、本体均采用钢材制作，所述的第一组和第二组销钉均采用不锈钢材料制作。

本实用新型的有益效果体现在以下几个方面。

(一)本实用新型采用了现有技术中的组合式火药延时机构，具有延期时间长的特点，可以使地面施工人员很容易将地面检测接收设备接收到的射孔信号与尾声信号区分开。

(二)在已有尾声弹的基础上增加了延期撞击组件和火药撞击组件，这两个组件通过两组销钉分别固连在本体和爆炸机构上，当爆炸机构作用时，两组销钉被剪断，使延期撞击组件和火药撞击组件产生运动并分别撞击扶正盖和尾座，使射孔管串产生强烈的震动；在火药撞击组件撞击尾座的同时引燃自身体内的高能气体推进剂，高能气体推进剂燃烧使井内的液体产生脉冲压力，导致射孔管串再次发生震动，不仅使地面信号接收设备很容易捕捉到二靶信号，而且还增加了井内液体的脉冲压力，并提高了采收率。

(三)爆炸机构采用含有音响烟火剂的低爆速炸药，不但增强了爆炸的声音信号，而且还降低了了炸药对套管的伤害和破坏作用。

(四)延期撞击组件和火药撞击组件均采用隔板点火技术，既减小了本实用新型的体积，又提高了其使用的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本实用新型末端信号发生装置的总体构成示意图。

图2是图1中所示尾座的结构示意图。

图3是图1中所示本体的结构示意图。

图4是图1中所示火药撞击组件的组成示意图。

图5是图4中所示基座的结构示意图。

图6是图1中所示爆炸机构的组成示意图。

图7是图1中所示延期撞击组件的组成示意图。

图8是图7中所示延期撞击本体示意图。

图9是图7中所示隔板点火器座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。

如图1所示，本实用新型优选实施例的末端信号发生装置包括火药撞击组件A、爆炸机构B、延期撞击组件C、尾座1、扶正盖12、本体8、第一组四个销钉19、第二组四个销钉10。尾座1和本体8均采用40Cr钢材机加工制成，其详细结构分别参见图2和图3。火药撞击组件A和爆炸机构B通过第一组四个销钉19固连后放置在尾座1中，而且火药撞击组件A位于尾座1的输出端1B一侧，爆炸机构B则位于尾座1的输入端1A一侧。延期撞击组件C和扶正盖12均位于本体8中，第二组四个销钉10通过本体8上的四个销孔10B将延期撞击组件C与本体8固连在一起，扶正盖12与本体8的输入端8A螺纹连接。本体8的输出端8B与尾座1的输入端1A螺纹连接，爆炸机构B的输入端与本体8的输出端螺纹连接且与延期撞击组件C的输出端接触。扶正盖12采用普通45钢材制作，其中心有一个锥型孔与直径7毫米的孔相通，锥型孔的作用是将射孔枪串末端的传导爆索、传爆管扶正，确保引爆延期撞击组件C。销钉19和销钉10均采用不锈钢材料制作，其一方面能保证在本实用新型未作用时延期撞击组件C和火药撞击组件A不发生任何位移，另一方面又能被爆炸机构B爆炸后的气体压力可靠剪断，使延期撞击组件C和火药撞击组件A向上、向下运动，撞击射孔管串。

根据图4所示，火药撞击组件A包括基座2、撞击点火器21、弹壳20、高能气体推进剂22；基座2(参见图5)是用40Cr钢材车制成凸形圆柱体结构，其内带有台阶盲孔，台阶盲孔的底孔2A位于小圆柱体内且小圆柱体的外表面上还设有安装四个销钉19的销孔19B和一个安装密封圈24的环形沟槽，输出端2B一端的大圆柱体内端口车有螺纹，螺纹退刀槽内可安装密封圈23。弹壳20采用LY12硬铝棒车削成带底管状体且底部加工5个相同的盲孔。耐温180℃、48小时的高能气体推进剂22浇注在弹壳20中并在弹壳20的端口外形成突台。撞击点火器21采用隔板点火结构并放置在推进剂22突台上的凹槽内。

根据图6所示，爆炸机构B包括壳体3、引爆组件4、低爆速炸药柱5和压帽6。壳体3为45钢精加工成薄壁管状，外壁车有螺纹和两个放置密封圈17的密封槽，内孔一端为与压帽6相配的内螺纹，其他部位为台阶孔，与内螺纹相邻的大孔内装低爆速炸药柱5，壳体3输出端管壁上有4个与火药撞击组件A相配的销孔19A。低爆速炸药柱5为三个相同环形炸药柱和一个与压帽6尺寸相配的环形炸药柱串接在壳体3和压帽6中，这些药柱均由低爆速炸药和10～20％音响效应的烟火剂混合后压制而成，其爆速为3800m/s～5000m/s。引爆组件4是由传爆管和导爆索构成并装在低爆速炸药柱5的中心孔内。

根据图7所示，延期撞击组件C包括组件延期隔板点火器11、延期机构9、延期撞击壳体7和隔板点火器座13。延期机构9的延期时间为1～2分钟，其结构形式为中国专利ZL 200420041557.1公开的组合式火药延期机构；延期隔板点火器11采用中国专利申请200720032863.2公开的组合式烟火药延期燃爆装置中的隔板点火器。延期撞击壳体7(参见图8)由40Cr钢材制作，其内带有中心台阶通孔且其中一个孔为螺孔，外壁设有装密封圈5的沟槽和3圈共12个盲孔，输出端7B一端的内孔中装有雷管16，螺孔与延期机构9一端连接；输入端7A的大内孔与隔板点火器座13(参见图9)的输出端13B的外径相配。隔板点火器座13由普通45号钢材制作，其输入端3A的内孔装隔板点火器11，输出端13B的内螺纹与延期机构9的另一端连接，使输出端13B外径与延期撞击壳体7输入端7A的大内孔套接在一起，使它们构成了一个完整的活塞式延期撞击组件C。

本实用新型所述的延期撞击组件C采用的隔板点火器11和延期机构9，无论作用与否，要始终保证隔板点火器11的密封性，且延期撞击组件C与本体8始终处于密封状态，从而使延期撞击组件C在爆炸气体及井内液体作用下，可以上下窜动撞击射孔管串，使施工人员得到信号。

本优选实施例的装配及工作过程是，首先将末端信号发生装置通过本体8的外螺纹连接到射孔枪串的尾部，射孔枪串中的最后一发射孔弹的传导爆索、传爆管放入扶正盖12的锥孔中。当射孔枪串中的最后一发射孔弹作用时，其导爆索或射孔枪内的高速冲击波、高温高压气体和灼热的燃烧爆炸产物穿透基座2的盲孔底部而激发引爆本实用新型，随即隔板点火器11点燃延期机构9，经过约2分钟的的长延期时间后，引发爆炸机构B内低爆速炸药柱5爆炸，低爆速炸药柱5内含有的烟火音响剂在爆炸时发出巨大的音响效应可以直接传到地面；爆炸机构B爆炸产生的高温高压气体相继剪断两组销钉10和19，并推动延期撞击组件C和火药撞击组件A先后向上、向下运动撞击扶正盖12和尾座1，导致射孔管串产生强烈的震动；在火药撞击组件A向下运动撞击尾座1的同时引燃火药撞击组件A体内的高能气体推进剂，而高能气体推进剂燃烧使井内的液体产生脉冲压力，促使射孔管串再次发生震动。此时，地面信号接受设备很容易捕捉到本实用新型发出的声信号和射孔管串连续产生的震动信号。为现场施工人员判定射孔枪是否全部射孔提供了依据，并指导后续施工过成。

Claims (2)

1.一种射孔枪串末端信号发生装置，包括本体[8]、爆炸机构[B]，其特征在于：还包括尾座[1]、含有长延时延期机构[9]和延期隔板点火器[11]的延期撞击组件[C]、含有锥型孔的扶正盖[12]、含有高能气体推进剂[22]和撞击隔板点火器[21]的火药撞击组件[A]、第一组销钉[19]、第二组销钉[10]；所述爆炸机构[B]采用由低爆速炸药剂和10～20％的音响烟火剂混合后压制而成的低爆速炸药柱[5]；所述的火药撞击组件[A]和爆炸机构[B]通过所述的第一组销钉[19]和密封圈[17]固连后放置在所述的尾座[1]中，而且火药撞击组件[A]的输出端位于尾座[1]的输出端[1B]处，所述扶正盖[12]固连在所述本体[8]的输入端[8A]，所述延期撞击组件[C]通过所述第二组销钉[10]固连在所述本体[8]内，所述本体[8]的输出端[8B]与所述尾座[1]的输入端[1A]螺纹连接，爆炸机构[B]的输入端与所述本体[8]的输出端[8B]密封固连且与所述延期撞击组件[C]的输出端接触。

2.根据权利要求1所述的射孔枪串末端信号发生装置，其特征在于：所述的扶正盖[12]、尾座[1]、本体[8]均采用钢材制作，所述的第一组和第二组销钉[19和10]均采用不锈钢材料制作。

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