CN203547689U - 电缆传输多级射孔控制装置 - Google Patents

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张新
岳志强
倪林军
段立进
马颖
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Abstract

本实用新型提供一种电缆传输多级射孔控制装置,所述控制装置为柱状机构,包括壳体和活塞,壳体内有两个腔体,腔体一与腔体二相连通,腔体一的直径大于腔体二的直径;所述活塞位于壳体顶端的腔体一内,活塞两侧与壳体滑动接触,活塞底部与中心连杆的顶端螺纹连接,通过控制射孔器点火通道的接通与断开,实现多级可控射孔功能。通过井筒内液柱压力和每一级射孔器发射产生的压力作为启动压力,其远远超过控制装置的启动压力(2MPa),完全满足控制装置的工作条件。本实用新型正常工作后,射孔器雷管通过地面控制面板进行起爆,安全可靠。同时,通过两根缆芯分别控制射孔器雷管火线和桥塞点火器火线,有效的实现了桥塞射孔联作功能。

Description

电缆传输多级射孔控制装置
技术领域
本实用新型涉及电缆传输射孔工艺领域,特别是一种油气井桥塞射孔联作工艺中的电缆传输多级射孔控制装置。
背景技术
电缆传输多级射孔桥塞联作工艺是目前油(气)田水平井、页岩气开发中应用较多的一种体积压裂技术。近年来随着长庆油田水平井开发规模的不断扩大,体积压裂理念的逐步引入和先导性试验的开展,多级射孔桥塞联作工艺的优势突显。具有桥塞与射孔联作、施工安全快捷、桥射后紧接压裂措施占井时间短、连续油管一次钻除多个桥塞、整体试气周期短效率高的优点。
电缆传输多级射孔控制装置是实现该多级射孔工艺的关键环节。该项技术在国内尚处于空白,大庆、四川等油田目前均采用国外进口技术。所以,电缆传输多级射孔控制装置国产化还处于研发阶段。
发明内容
为了实现电缆传输多级射孔桥塞联作工艺技术中多级射孔器能够分级起爆的功能,本实用新型提供一种电缆传输多级射孔控制装置,该控制装置不但能够实现多级射孔器的分级起爆,还可以通过该装置实现桥塞射孔联作的工艺。
本实用新型通过如下技术方案实现:
一种电缆传输多级射孔控制装置,该控制装置为柱状机构,包括壳体和活塞,壳体内有两个腔体,腔体一与腔体二相连通,腔体一的直径大于腔体二的直径;活塞位于壳体顶端的腔体一内,活塞两侧与壳体滑动接触,活塞底部与中心连杆的顶端螺纹连接,中心连杆穿过腔体二延伸至壳体底部,中心连杆的底端通过螺母紧固;中心连杆顶部外侧套有绝缘固定座,绝缘固定座的端部通过螺栓固定在活塞底部,绝缘固定座的尾部延伸至腔体二中;中心连杆外侧在绝缘固定座与螺栓之间依次套有金属环四和金属环六,其中仅金属环六与中心连杆直接接触;金属环四和金属环六外侧分别对应套有弹簧圈二和弹簧圈三,在弹簧圈二与弹簧圈三、金属环四与金属环六之间设有绝缘环六,弹簧圈三、金属环六与螺母之间设有绝缘环七;腔体二中的壳体内侧壁沿轴线方向依次间隔固定有绝缘环二、绝缘环三和绝缘环四,绝缘环二与绝缘环三之间嵌有金属环三,绝缘环三与绝缘环四之间嵌有金属环五;其中,金属环三和金属环五不与壳体接触;弹簧圈二、弹簧圈三、绝缘环六、绝缘环七随中心连杆移动,并与金属环三、金属环五、绝缘环二、绝缘环三、绝缘环四的内侧面贴合滑动;绝缘环二、绝缘环三和绝缘环四沿轴线方向的一侧与壳体之间开有通道,并延伸至壳体底部与外界相通;射孔器雷管火线引线、射孔器雷管地线引线通过腔体二内壳体侧壁的通道分别与金属环三、金属环五连接,延伸至壳体底部外;射孔器雷管火线接线柱一端顺着中心连杆穿过活塞与绝缘固定座与金属环四连接,另一端延伸至壳体顶部外。
进一步的,金属环四与绝缘固定座底部之间设有金属环二,金属环二不与中心连杆接触,金属环二外侧套有弹簧圈一,弹簧圈一与弹簧圈二之间、金属环二与金属环四之间设有绝缘环五;在腔体二中的壳体内侧壁上,绝缘环二靠近活塞的一侧还装有绝缘环一,绝缘环一与绝缘环二之间嵌有金属环一,金属环一不与壳体接触;桥塞点火器火线引线通过腔体二内壳体侧壁的通道与金属环一相连,并延伸至壳体底部外;桥塞点火器火线接线柱一端顺着中心连杆穿过活塞与绝缘固定座,和金属环二连接,另一端延伸至壳体顶部外。
进一步的,活塞与壳体的滑动接触面设有密封圈一,壳体外侧面设有密封圈二。
进一步的,壳体最大外径为Ф38mm,总长度为66.7 mm。
进一步的,所述多级射孔控制装置的启动压力为2Mpa。
借助第一级射孔器射孔后产生的冲击力将第一级串联接头中多级射孔控制装置的活塞下压,使得弹簧圈三与金属环五接触,连通射孔器雷管地线引线与壳体,使得第二级射孔器的雷管形成回路,第二级射孔器射孔后又推动第二级串联接头中多级射孔控制装置的活塞下压,使得弹簧圈三与金属环五接触,连通射孔器雷管地线引线与壳体,使得第三级射孔器的雷管形成回路,以此类推,完成后续的多级射孔分级起爆作业。
本实用新型通过控制射孔器点火通道的接通与断开,实现多级可控射孔功能。通过井筒内液柱压力和每一级射孔器发射产生的压力作为启动压力,其远远超过控制装置的启动压力(2MPa),完全满足控制装置的工作条件。本实用新型正常工作后,射孔器雷管通过地面控制面板进行起爆,安全可靠。同时,通过两根缆芯分别控制射孔器雷管火线和桥塞点火器火线,有效的实现了桥塞射孔联作功能。
附图说明
图1为本实用新型初始状态的剖面结构示意图;
图2为本实用新型工作状态的剖面结构示意图;
图3为本实用新型配套串联接头剖面结构示意图:
图4为本实用新型配套多级射孔桥塞联作工具串的结构示意图。
其中,607:电缆传输多级射孔控制装置;607-1:活塞;607-2:密封圈一;607-3:绝缘体固定座;607-4:绝缘环一;607-5:金属环一;607-6:金属环二;607-7:绝缘环二;607-8:金属环三;607-9:金属环四;607-10:绝缘环三;607-11:金属环五;607-12:金属环六;607-13:绝缘环四;607-14:壳体;607-15:桥塞点火器火线接线柱;607-16:射孔器雷管火线接线柱;607-17:密封圈二;607-18:弹簧圈一;607-19:绝缘环五;607-20:弹簧圈二;607-21:绝缘环六;607-22:弹簧圈三;607-23:绝缘环七;607-24:螺母;607-25:中心连杆;607-26:射孔器雷管地线引线;607-27:射孔器雷管火线引线;607-28:桥塞点火器火线引线; 5A:第一级射孔器;5B:第二级射孔器;5C:第三级射孔器;5D:第四级射孔器;6A:第一级串联接头;6B:第二级串联接头;6C:第三级串联接头;7:桥塞投放工具;8:可钻式复合桥塞。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1
参照图1、图2,本实用新型提供一种电缆传输多级射孔控制装置,该控制装置为柱状机构,包括壳体607-14和活塞607-1,壳体607-14内有两个腔体,腔体一与腔体二相连通,腔体一的直径大于腔体二的直径;活塞位于壳体607-14顶端的腔体一内,活塞607-1两侧与壳体607-14滑动接触,活塞607-1底部与中心连杆607-25的顶端螺纹连接,中心连杆607-25穿过腔体二延伸至壳体607-14底部,中心连杆607-25的底端通过螺母607-24紧固;中心连杆607-25顶部外侧套有绝缘固定座607-3,绝缘固定座607-3的端部通过螺栓固定在活塞607-1底部,绝缘固定座607-3的尾部延伸至腔体二中;中心连杆607-25外侧在绝缘固定座607-3与螺栓之间依次套有金属环四607-9和金属环六607-12,其中仅金属环六607-12与中心连杆607-25直接接触;金属环四607-9和金属环六607-12外侧分别对应套有弹簧圈二607-20和弹簧圈三607-22,在弹簧圈二607-20与弹簧圈三607-22、金属环四607-9与金属环六607-12之间设有绝缘环六607-21,弹簧圈三607-22、金属环六607-12与螺母607-24之间设有绝缘环七607-23;腔体二中的壳体607-14内侧壁沿轴线方向依次间隔固定有绝缘环二607-7、绝缘环三607-10和绝缘环四607-13,绝缘环二607-7与绝缘环三607-10之间嵌有金属环三607-8,绝缘环三607-10与绝缘环四607-13之间嵌有金属环五607-11;其中,金属环三607-8和金属环五607-11不与壳体607-14接触;弹簧圈二607-20、弹簧圈三607-22、绝缘环六607-21、绝缘环七607-23随中心连杆607-25移动,并与金属环三607-8、金属环五607-11、绝缘环二607-7、绝缘环三607-10、绝缘环四607-13的内侧面贴合滑动;绝缘环二607-7、绝缘环三607-10和绝缘环四607-13沿轴线方向的一侧与壳体607-14之间开有通道,并延伸至壳体607-14底部与外界相通;射孔器雷管火线引线607-27、射孔器雷管地线引线607-26通过腔体二内壳体607-14侧壁的通道分别与金属环三607-8、金属环五607-11连接,延伸至壳体607-14底部外;射孔器雷管火线接线柱607-16一端顺着中心连杆607-25穿过活塞607-1与绝缘固定座607-3与金属环四607-9连接,另一端延伸至壳体607-14顶部外。
初始状态下,活塞607-1在腔体一的上部,弹簧圈二607-20与金属环三607-8接触,弹簧圈三607-22与金属环五607-11不接触,此时,射孔器雷管火线引线607-27为连通状态,射孔器雷管地线引线607-26与壳体607-14处于断开状态。
实施例2
在实施例1的基础上,如图1、图2所示,金属环四607-9与绝缘固定座底607-3部之间设有金属环二607-6,金属环二607-6不与中心连杆607-25接触,金属环二607-6外侧套有弹簧圈一607-18,弹簧圈一607-18与弹簧圈二607-20之间、金属环二607-6与金属环四607-9之间设有绝缘环五607-19;在腔体二中的壳体607-14内侧壁上,绝缘环二607-7靠近活塞607-1的一侧还装有绝缘环一607-4,绝缘环一607-4与绝缘环二607-7之间嵌有金属环一607-5,金属环一607-5不与壳体607-14接触;桥塞点火器火线引线607-28通过腔体二内壳体607-14侧壁的通道与金属环一607-5相连,并延伸至壳体607-14底部外;桥塞点火器火线接线柱607-15一端顺着中心连杆607-25穿过活塞607-1与绝缘固定座607-3,和金属环二607-6连接,另一端延伸至壳体607-14顶部外。
结合图1、图2、图3、图4,桥塞点火器安装于桥塞投放工具7内,桥塞点火器的火线通过每一级串联接头内多级射孔控制装置607的桥塞点火器接线柱607-15和桥塞点火器火线引线607-28从桥塞投放工具7内连接至的地面控制面板,桥塞点火器的地线连接于桥塞投放工具7的外壳上,保持桥塞点火器处于通路。
多级射孔桥塞联作工具串的施工流程为:第一步桥塞座封、第二步第一级射孔器起爆、第三步第二级射孔器起爆、直至最后一级射孔器起爆。
第一级射孔器5A的射孔器雷管地线引线607-26与第一级射孔器5A的外壳接通,保持第一级射孔器5A的雷管处于通路。通过地面控制面板,多级射孔桥塞联作工具串完成桥塞座封和第一级射孔器5A射孔后,第一级串联接头6A的多级射孔控制装置607受射孔产生的压力冲击处于工作状态,如图2所示,第二级射孔器5B的射孔器雷管地线引线607-26与第一级串联接头6A的多级射孔控制装置607的金属环五607-11装配为一体,弹簧圈三607-22和金属环五607-11完全接触,保证射孔器雷管地线引线607-26与该多级射孔控制装置的壳体607-14处于接通,使第二级射孔器5B的雷管形成回路,处于待发射状态,上提电缆到预定目的层后,即可完成第二级射孔器5B的射孔任务,同时第二级串联接头6B内的多级射孔控制装置607受压力冲击,使第三级射孔器5C的雷管形成回路,处于待发射状态,同上以此类推,完成后续的多级射孔分级起爆作业。
上述实施例中的活塞607-1与壳体607-14的滑动接触面设有密封圈一607-2,壳体607-14外侧面设有密封圈二607-17。保证了所述多级射孔控制装置与串联接头连接的密闭性。
上述实施例中的壳体607-14的最大外径为Ф38mm,总长度为66.7 mm。
本实用新型的启动压力为2Mpa,保证井筒内液柱压力和每一级射孔器发射产生的压力完全满足本实用新型的工作条件。
本实用新型通过控制射孔器点火通道的接通与断开,实现多级可控射孔功能。同时,通过两根缆芯分别控制射孔器雷管火线和桥塞点火器火线,有效的实现了桥塞射孔联做功能。
本实用新型所能承受的最高温度为120℃,最高压力为70Mpa,适用井深为垂深≤4000米。本实用新型理论上可实现无限极射孔,现场依据下井用电缆的抗拉强度选择射孔级数。当所述多级射孔控制装置正常工作后,射孔器雷管通过地面控制面板进行起爆,安全可靠。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段,这里不一一叙述。

Claims (5)

1.电缆传输多级射孔控制装置,所述控制装置为柱状机构,其特征在于,包括壳体和活塞,壳体内有两个腔体,腔体一与腔体二相连通,腔体一的直径大于腔体二的直径;所述活塞位于壳体顶端的腔体一内,活塞两侧与壳体滑动接触,活塞底部与中心连杆的顶端螺纹连接,中心连杆穿过腔体二延伸至壳体底部,中心连杆的底端通过螺母紧固;中心连杆顶部外侧套有绝缘固定座,所述绝缘固定座的端部通过螺栓固定在活塞底部,绝缘固定座的尾部延伸至腔体二中;中心连杆外侧在绝缘固定座与螺栓之间依次套有金属环四和金属环六,其中仅金属环六与中心连杆直接接触;金属环四和金属环六外侧分别对应套有弹簧圈二和弹簧圈三,在弹簧圈二与弹簧圈三、金属环四与金属环六之间设有绝缘环六,弹簧圈三、金属环六与螺母之间设有绝缘环七;腔体二中的壳体内侧壁沿轴线方向依次间隔固定有绝缘环二、绝缘环三和绝缘环四,绝缘环二与绝缘环三之间嵌有金属环三,绝缘环三与绝缘环四之间嵌有金属环五;其中,金属环三和金属环五不与壳体接触;弹簧圈二、弹簧圈三、绝缘环六、绝缘环七随中心连杆移动,并与金属环三、金属环五、绝缘环二、绝缘环三、绝缘环四的内侧面贴合滑动;绝缘环二、绝缘环三和绝缘环四沿轴线方向的一侧与壳体之间开有通道,并延伸至壳体底部与外界相通;射孔器雷管火线引线、射孔器雷管地线引线通过腔体二内壳体侧壁的通道分别与金属环三、金属环五连接,延伸至壳体底部外;射孔器雷管火线接线柱一端顺着中心连杆穿过活塞与绝缘固定座与金属环四连接,另一端延伸至壳体顶部外。
2.根据权利要求1所述的电缆传输多级射孔控制装置,其特征在于,所述金属环四与绝缘固定座底部之间设有金属环二,金属环二不与中心连杆接触,金属环二外侧套有弹簧圈一,弹簧圈一与弹簧圈二之间、金属环二与金属环四之间设有绝缘环五;在腔体二中的壳体内侧壁上,绝缘环二靠近活塞的一侧还装有绝缘环一,绝缘环一与绝缘环二之间嵌有金属环一,金属环一不与壳体接触;桥塞点火器火线引线通过腔体二内壳体侧壁的通道与金属环一相连,并延伸至壳体底部外;桥塞点火器火线接线柱一端顺着中心连杆穿过活塞与绝缘固定座,和金属环二连接,另一端延伸至壳体顶部外。
3.根据权利要求1或2所述的电缆传输多级射孔控制装置,其特征在于,所述活塞与壳体的滑动接触面设有密封圈一,壳体外侧面设有密封圈二。
4.根据权利要求1或2所述的电缆传输多级射孔控制装置,其特征在于,所述壳体最大外径为Ф38mm,总长度为66.7 mm。
5.根据权利要求1或2所述的电缆传输多级射孔控制装置,其特征在于,所述多级射孔控制装置的启动压力为2Mpa。
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