CN201531257U - 机械开孔起爆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种机械开孔起爆装置，包括壳体、锁柱、剪切销、活塞套、活塞、下接头、起爆器和传爆组件，在活塞套上开有进液孔和出液孔，壳体上开有排液孔，活塞套内腔经进液孔与壳体内腔连通，进液孔和出液孔解锁前被活塞封闭，进液孔、活塞套内腔、出液孔和排液孔形成解锁后的排液通道。本实用新型在投棒前能可靠关闭环空和管串的流通通道，防止环空较脏井液进入管串，在投棒起爆后能可靠打开管串和环空流通通道，使管串上提时能将管串内液体排出，能够用于井内井液很脏(如泥沙等污物较多)的井况。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气井TCP油管传输射孔装置领域，尤其涉及一种机械开孔起爆装置，能够用于井内井液很脏(如泥沙等污物较多)的井况。
背景技术
在油气井的射孔作业过程中，投棒解锁压力起爆是一种常用的起爆方式，此种起爆方式指从井口投下投放棒，投放棒在自身重力作用下下落，同时在管串中井液的阻力作用下，投放棒经过一定时间后会匀速下落，最终投放棒撞击连接在管串下端的机械起爆装置。例如，中国专利号200420003372.1公开了一种“投棒解锁自动负压起爆激发装置”，包括上接头、压力活塞、空心螺栓、延迟起爆器、封隔器、剪切销、下接头、进水活塞及进水口、撞击连杆，上接头与下接头连接，压力活塞内装有撞击连杆、空心螺栓，在压力活塞的底部装有延迟起爆器，空心螺栓对应位置设有剪切销，上接头上设有进水活塞及进水口，下接头上装有封隔器，在装置的底部设有射孔枪。
投棒起爆方式要求投放棒以一定的速度撞击机械起爆装置，才能够撞断剪切销实现解锁。因此，采用现有的投棒解锁压力起爆装置存在如下问题：一、当管串中的井液很脏(如含有泥沙等污物)，导致解锁装置被泥沙等污物掩埋或降低投放棒的匀速下落速度，将不能可靠实现解锁。二、常规的机械起爆装置上端连接多孔筛管，环空的井液可以通过筛管流入或流出管串，管串提出地面时井液可以通过筛管排出，但井液较脏时此种机械起爆装置将不能可靠解锁。三、当井液较脏时，采取的一种解决方法是不使用筛管(即环空井液不能流入管串)，并在管串中灌满干净的清水，但当管串提出井口时油管中的清水不方便排出，容易污染井口。四、传统的机械起爆装置由于下部密封，如果不连接筛管，则管串提出时井液将不能排出管串，只有将井液排在井口，污染了井口，降低了效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有投棒解锁压力起爆装置存在的上述问题，提供一种机械开孔起爆装置，本实用新型在投棒前能可靠关闭环空和管串的流通通道，防止环空较脏井液进入管串，在投棒起爆后能可靠打开管串和环空流通通道，使管串上提时能将管串内液体排出，能够用于井内井液很脏(如泥沙等污物较多)的井况。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种机械开孔起爆装置，包括壳体、锁柱、剪切销、活塞套、活塞、下接头、起爆器和传爆组件，其特征在于：所述活塞套上开有进液孔和出液孔，壳体上开有排液孔，活塞套内腔经进液孔与壳体内腔连通，进液孔和出液孔解锁前被活塞封闭，进液孔、活塞套内腔、出液孔和排液孔形成解锁后的排液通道。
所述进液孔和出液孔设置在解锁前与活塞对应位置的活塞套上。
所述排液孔设置在与出液孔相对应处的壳体上。
所述壳体与下接头螺纹连接，螺纹连接处设置有固定螺钉。
所述壳体的入口端设置有防碰套，防碰套上设置有与投放棒配合的锥形面。
所述活塞上设置有与活塞套端部配合的卡圈，卡圈上方的活塞上设有流通孔。
所述活塞套下端伸入下接头内，活塞套外壁与下接头外壁配合处设置有密封圈，密封圈位于出液孔下方。
所述锁柱设置在锁柱套内，剪切销设置在锁柱套内与锁柱配合，剪切销上开有限位槽，限位槽内设置有与锁柱套内壁配合限位的限位销。
所述锁柱套内设置有与锁柱端头配合对活塞进行限位的限位钢球。
所述起爆器和传爆组件设置在下接头内，传爆组件位于起爆器下方的压塞内且由压紧螺塞固定。
采用本实用新型的优点在于：
一、本实用新型中，在活塞套上开有进液孔和出液孔，壳体上开有排液孔，活塞套内腔经进液孔与壳体内腔连通，进液孔和出液孔解锁前被活塞封闭，进液孔、活塞套内腔、出液孔和排液孔形成解锁后的排液通道，在投棒前能可靠关闭环空和管串的排液通道，防止环空较脏井液进入管串，在投棒起爆后能可靠打开管串和环空排液通道，使管串上提时能将管串内液体排出，能够用于井内井液很脏(如泥沙等污物较多)的井况。
二、本实用新型中，将进液孔和出液孔设置在解锁前与活塞对应位置的活塞套上，在解锁前活塞可将排液通道封闭，解锁后即可形成排液通道，有利于进液和排液。
三、本实用新型中，排液孔设置在与出液孔相对应处的壳体上，解锁后，井液能够更快的排出。
四、本实用新型中，壳体与下接头螺纹连接，螺纹连接处设置有固定螺钉，螺纹连接便于安装，采用固定螺钉可防止连接松动。
五、本实用新型中，壳体的入口端设置有防碰套，防碰套上设置有与投放棒配合的锥形面，可防止其他杂物撞击锁柱，造成意外解锁，具有对投放棒的导向作用和具有增大液体的流通面积的作用。
六、本实用新型中，在活塞上设置有与活塞套端部配合的卡圈，卡圈上方的活塞上设有流通孔，解锁后可防止活塞反弹关闭活塞套上的出液孔，设置的流通孔便于液体的流通。
七、本实用新型中，活塞套下端伸入下接头内，活塞套外壁与下接头外壁配合处设置有密封圈，密封圈位于出液孔下方，可防止井液进入下接头内。
八、本实用新型中，锁柱设置在锁柱套内，剪切销设置在锁柱套内与锁柱配合，剪切销上开有限位槽，限位槽内设置有与锁柱套内壁配合限位的限位销，可对锁柱进行限位。
九、本实用新型中，锁柱套内设置有与锁柱端头配合对活塞进行限位的限位钢球，可对活塞进行限位。
十、本实用新型中，起爆器和传爆组件设置在下接头内，传爆组件位于起爆器下方由压紧螺塞固定，起爆精确无误，提高了作业的安全性。
附图说明
图1为本实用新型解锁前的结构示意图
图2为本实用新型解锁后的结构示意图
图中标记为：1、防碰套，2、壳体，3、锁柱，4、限位销，5、剪切销，6、限位钢球，7、活塞套，8、活塞，9、卡圈，10、密封圈，11、固定螺钉，12、下接头，13、起爆器，14、传爆组件，15、压塞，16、压紧螺塞，17、进液孔，18、出液孔，19、排液孔，20、投放棒。
具体实施方式
本实用新型是用于投棒完井射孔作业中实现起爆并控制井液流通通道开关的装置，包括壳体2、锁柱3、剪切销5、活塞套7、活塞8、下接头12、起爆器13和传爆组件14，在活塞套7上开有进液孔17和出液孔18，壳体2上开有排液孔19，活塞套7内腔经进液孔17与壳体2内腔连通，进液孔17和出液孔18解锁前被活塞8封闭，进液孔17、活塞套7内腔、出液孔18和排液孔19形成解锁后的排液通道。
本实用新型中，将进液孔17和出液孔18设置在解锁前与活塞8对应位置的活塞套7上。将排液孔19设置在与出液孔18相对应处的壳体2上。壳体2与下接头12螺纹连接，螺纹连接处设置有固定螺钉11。在壳体2的入口端设置有防碰套1，防碰套1上设置有与投放棒20配合的锥形面。在活塞8上设置有与活塞套7端部配合的卡圈9，卡圈9上方的活塞8上设有流通孔。将活塞套7下端伸入下接头12内，活塞套7外壁与下接头12外壁配合处设置有密封圈10，密封圈10位于出液孔18下方，密封圈10可采用“O形圈”。将锁柱3设置在锁柱套内，剪切销5设置在锁柱套内与锁柱3配合，剪切销5上开有限位槽，限位槽内设置有与锁柱套内壁配合限位的限位销4。在锁柱套内设置有与锁柱3端头配合对活塞8进行限位的限位钢球6。将起爆器13和传爆组件14设置在下接头12内，传爆组件14位于起爆器13下方的压塞15内且由压紧螺塞16固定。
以下对本实用新型作展开说明：
剪切销5为高精度剪切销，具有一定的强度以免在管串震动时损坏，并且能在设计的撞击能量下可靠剪断。起爆器13为高可靠性起爆器，在设计的撞击能量下可靠起爆。
本实用新型在投棒前能可靠关闭环空和管串的排液通道，防止环空较脏井液进入管串；在投棒起爆后能可靠打开管串和环空排液通道，使管串上提时能将管串内液体排出。
投棒解锁之前，活塞8被限位钢球6限位，限位钢球6被锁柱3限位，锁柱3被剪切销5限位，排液通道被活塞封闭。
当投放棒20撞击锁柱3后，锁柱3剪断剪切销5，锁柱3被释放，限位钢球6则滑落到锁柱3的凹陷位置，活塞8在液体压力作用下向下移动，撞击起爆器13，起爆器13起爆后引爆传爆组件14，传爆组件14输出爆轰波引爆管串下端连接的射孔枪。活塞8移动到下端后，卡圈9弹开卡在活塞套7下端面，防止活塞8向上移动；此时活塞套7上的进液孔17和出液孔18被打开，液体通过壳体2内的进液通道进入壳体2内腔，经活塞套7上的进液孔17进入活塞套7内腔，经活塞套7上的出液孔18流出，最后经排液孔19排出管串。
本实用新型的工作原理为：投棒解锁之前，环空和管串间的排液通道被活塞关闭，活塞处于锁定状态。当投放棒20撞击锁柱后，锁柱剪断剪切销，限位钢球被释放，活塞在压力作用下向下移动撞击起爆器发火，引爆传爆组件输出爆轰，起爆射孔枪，同时环空和管串间的排液通道被打开，当上提管串时液体通过排液通道排出管串。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，无需经过创造性劳动就能够联想到的技术特征，还可以做出若干变型和改进，这些变化显然都应视为等同特征，仍属于本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机械开孔起爆装置，包括壳体(2)、锁柱(3)、剪切销(5)、活塞套(7)、活塞(8)、下接头(12)、起爆器(13)和传爆组件(14)，其特征在于：所述活塞套(7)上开有进液孔(17)和出液孔(18)，壳体(2)上开有排液孔(19)，活塞套(7)内腔经进液孔(17)与壳体(2)内腔连通，进液孔(17)和出液孔(18)解锁前被活塞(8)封闭，进液孔(17)、活塞套(7)内腔、出液孔(18)和排液孔(19)形成解锁后的排液通道。
2.根据权利要求1所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述进液孔(17)和出液孔(18)设置在解锁前与活塞(8)对应位置的活塞套(7)上。
3.根据权利要求1所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述排液孔(19)设置在与出液孔(18)相对应处的壳体(2)上。
4.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述壳体(2)与下接头(12)螺纹连接，螺纹连接处设置有固定螺钉(11)。
5.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述壳体(2)的入口端设置有防碰套(1)，防碰套(1)上设置有与投放棒(20)配合的锥形面。
6.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述活塞(8)上设置有与活塞套(7)端部配合的卡圈(9)，卡圈(9)上方的活塞(8)上设有流通孔。
7.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述活塞套(7)下端伸入下接头(12)内，活塞套(7)外壁与下接头(12)外壁配合处设置有密封圈(10)，密封圈(10)位于出液孔(18)下方。
8.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述锁柱(3)设置在锁柱套内，剪切销(5)设置在锁柱套内与锁柱(3)配合，剪切销(5)上开有限位槽，限位槽内设置有与锁柱套内壁配合限位的限位销(4)。
9.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述锁柱套内设置有与锁柱(3)端头配合对活塞(8)进行限位的限位钢球(6)。
10.根据权利要求1、2或3所述的机械开孔起爆装置，其特征在于：所述起爆器(13)和传爆组件(14)设置在下接头(12)内，传爆组件(13)位于起爆器(13)下方的压塞(15)内且由压紧螺塞(16)固定。
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