CN208982023U - 连续油管分簇射孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续油管分簇射孔装置，包括压力开孔组件、延时开孔组件和压力起爆组件，所述延时开孔组件包括壳体、转接头、油缸、延时壳体、尾堵、芯杆、延时阀座和延时阀，压力起爆组件固定在壳体上端，转接头、油缸、延时壳体和尾堵通过固定在壳体上端的压力起爆组件悬固于壳体内；转接头上设置有与内腔相通的流通孔A，芯杆的两端分别位于转接头和油缸内；延时阀座和延时阀均固定在延时壳体内；压力开孔组件包括活塞、上接头和下接头，上接头上设置有流通孔B，活塞通过剪切销B固定上接头内，活塞上开设有流道。本实用新型能在上一级射孔枪起爆后开启下一次连续油管分簇射孔装置的进压通道，并在经过一段时间的延时后实现自动起爆。

Description

连续油管分簇射孔装置

技术领域

本实用新型属于油气井连续油管传输射孔领域，尤其涉及一种通过流量控制延时起爆功能实现连续油管分簇射孔的装置。

背景技术

目前页岩气井开采普遍采用电缆传输泵送射孔枪及桥塞，这要求第一段射孔需实现井筒与地层的连通，且开孔能达到泵送射孔枪及桥塞的排量要求，这样才可在后续作业中实现电缆传输泵送射孔枪及桥塞。由于传统的依靠重力输送的电缆传输射孔在水平井中无法实现，而采用爬行器输送电缆的传输技术效率低下，而且可靠性不高。因此，连续油管传输射孔被广泛应用于水平井第一段的射孔。

由于连续油管的防喷管限制，射孔段跨距较大，一趟下管柱无法完成对第一施工段各簇的射孔。而分多次下管柱进行射孔往往达不到泵送的排量要求，此外该方法即增加施工时间，也增加了工作液使用量。因此采用连续油管一趟下管柱实现分簇射孔是非常必要的。

连续油管分簇射孔就是在射孔管串中同时安装2簇及2簇以上的射孔枪，第一次点火只对第一簇射孔段进行射孔，然后上提连续油管传输射孔管串到第二段，对第二簇对应的射孔段点火射孔。现有的分簇射孔方法是使用两个压力起爆装置，一个起爆装置安装于射孔枪下端，通过侧孔与环空沟通；另一个起爆装置安装在射孔枪上端，通过油管加压实现起爆，上端的起爆装置不与环空沟通。但在目前的技术条件下，连续油管传输分簇射孔下一次射孔管串只能完成两簇射孔，对于需分3簇及3簇以上的施工段，则需要多次起下连续油管射孔管串。这样连续油管作业时间较长，而且起下次数多也会降低连续油管的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种连续油管分簇射孔装置，本实用新型安装在下一级射孔枪与上一级射孔枪之间，能够在上一级射孔枪起爆后开启下一次连续油管分簇射孔装置的进压通道，并在经过一段时间的延时后实现自动起爆。在延时期间可以上提连续油管传输射孔管串到下一射孔段，从而在延时结束后引爆下一级射孔枪。从理论上说，使用本实用新型可以实现无限次数的分簇射孔。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种连续油管分簇射孔装置，其特征在于：包括压力开孔组件、延时开孔组件和压力起爆组件，所述延时开孔组件包括壳体、转接头、油缸、延时壳体、尾堵、芯杆、延时阀座和延时阀，所述转接头、油缸、延时壳体和尾堵从上到下依次相互固定连接，且转接头、油缸、延时壳体和尾堵的内腔均相通；所述压力起爆组件固定在壳体的上端，所述转接头、油缸、延时壳体和尾堵通过压力起爆组件悬固于壳体内；所述转接头上设置有与内腔相通的流通孔A，所述芯杆的上端位于转接头内，下端通过剪切销A固定在油缸内，所述芯杆用于控制流通孔A与内腔之间的通断；所述延时阀座固定在延时壳体内，所述延时阀固定在延时阀座内，且延时阀与延时阀座之间形成有与尾堵相通的环形间隙；所述压力开孔组件包括活塞、中空的上接头和中空的下接头，所述上接头的一端与壳体下端固定连接，另一端与下接头固定连接，所述上接头上设置有流通孔B，所述活塞通过剪切销B固定上接头内，所述活塞上开设有用于使流通孔B与壳体连通的流道。

所述压力起爆组件包括压塞、起爆器、剪切套、剪切销C、撞击活塞和中空的起爆壳体，所述起爆壳体的下端分别与壳体和转接头密封连接，所述起爆器通过压塞固定在起爆壳体的上端，所述撞击活塞通过剪切套和剪切销C固定在起爆器的下方用于撞击起爆器。

所述起爆壳体内设置有多个台阶孔，压塞、起爆器、剪切套和撞击活塞分别安装在多个台阶孔内。

所述延时开孔组件还包括固定设置在延时阀座与尾堵之间的限位盘，限位盘上开设有与环形间隙相通的流通孔C。

所述延时壳体内固定设置有用于对延时阀座限位的隔板，且隔板上开设有与连通阀座内腔和延时壳体内腔相通的流通孔D。

所述隔板上贯通设置有与延时阀座连通的偏心孔。

所述芯杆上设置有多排用于装配O形密封圈的密封槽，密封槽与O形密封圈配合调节延时时间。

所述流道为T型结构。

所述活塞上设置有挡圈。

所述上接头内设置有用于限制活塞行程的限位台阶。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型中的压力开孔组件在受到液压压力后，能推动活塞向上运动使流通孔B通过流道与壳体自动连通，并使井液进入壳体内腔。而延时开孔组件在受到进入壳体内腔的井液压力作用后，能推动芯杆剪断剪切销A后自动向下运动，直至流通孔A与转接头内腔的连通，进而使井液压力能够推动起爆组件实施起爆。本实用新型采用了压力开孔后延时开孔起爆的工作原理，可以通过简单的结构实现2级及多级以上的连续油管分簇射孔。且因采用了成熟的剪切销剪切释放活塞撞击起爆的起爆方式，所以点火可靠性高，使用方便。此外，液压延时的工作原理减少了火工品的使用量，提高了作业可靠性。同时，延时时间可靠，可调节范围大，可实现较长时间的延时，更适用于连续油管分簇射孔现场需要。

2、本实用新型中的压力起爆组件包括压塞、起爆器、剪切套、剪切销C、撞击活塞和中空的起爆壳体，其中，起爆器通过压塞固定在起爆壳体的上端，撞击活塞通过剪切套和剪切销C固定在起爆器的下方用于撞击起爆器。该结构的优点在于能够利用液压推动撞击活塞撞击起爆器从而达到延时且稳定地引爆起爆器的目的的。

3、本实用新型在起爆壳体内设置有多个台阶孔，并将压塞、起爆器、剪切套和撞击活塞分别安装在多个台阶孔内，该结构的优点在于各部件的稳定安装，保证了撞击引爆的有效性。

4、本实用新型在延时阀座与尾堵之间固定设置有限位盘，且在限位盘上开设有与环形间隙相通的流通孔C。其中，通过限位盘能够对延时阀座限位，防止其移动。而通过流通孔C，则有利于油缸内的油顺利进入尾堵。

5、本实用新型在延时壳体内固定设置有隔板，通过隔板能够对延时阀座限位，防止其移动。

6、本实用新型在隔板上贯通设置有与延时阀座连通的偏心孔，通过偏心孔有利于延时阀座的快速拆卸。

7、本实用新型在芯杆上设置有多排用于装配O形密封圈的密封槽，密封槽与O形密封圈配合调节延时时间，在实际使用时，通过调节O形密封圈在密封槽内的位置，可进一步调节延时时间，使用更方便。

8、本实用新型中的流道为T型结构，该结构的优点在于可以增大进液量，从而提高液压的作用力。

9、本实用新型在活塞上设置有挡圈，通过挡圈可以使活塞运动到位后保持开孔状态。

10、本实用新型在上接头内设置有用于限制活塞行程的限位台阶，防止活塞运动到位于再次发生移动。

11、本实用新型采用了成熟的剪切销剪切解锁，撞击起爆的起爆原理，起爆可靠性高。

12、本实用新型采用了液压延时的工作原理，延时时间可调范围大，延时时间长。

13、本实用新型延时部分靠芯杆的运动实现开孔，配合零件少，因此影响延时时间的不稳定因素少，延时时间非常稳定。

14、本实用新型本实用新型可通过调节延时阀长度、配合间隙、油缸尺寸等方法来调节产品延时时间，延时时间可调范围大。

15、本实用新型本实用新型可重复使用性能好，除压力起爆组件外，其余零件均可多次重复使用，能够大幅降低生产成本。

16、本实用新型的应用将使得连续油管分簇射孔作业更加简单快速，并能在降低作业时间的同时大幅降低作业成本，为石油的勘探开发作出贡献。

附图说明

图1为本实用新型起爆前的结构示意图；

图2为本实用新型起爆时的结构示意图；

图中标号为：1、压塞，2、起爆器，3、起爆壳体，4、剪切套，5、剪切销C，6、撞击活塞，7、转接头，8、芯杆，9、剪切销A，10、油缸，11、壳体，12、延时壳体，13、延时阀座，14、延时阀，15、限位盘，16、尾堵，17、上接头，18、活塞，19、螺塞，20、剪切销B，21、下接头，22、流通孔A，23、流通孔B，24、流道，25、流通孔C，26、密封槽。

具体实施方式

本实用新型公开了一种连续油管分簇射孔装置，包括压力开孔组件、延时开孔组件和压力起爆组件，各件组的具体结构分别如下：

所述延时开孔组件：包括壳体11、转接头7、油缸10、延时壳体12、尾堵16、芯杆8、延时阀座13和延时阀14，转接头7、油缸10和延时壳体12均为中空结构，尾堵16为一端封闭，另一端开口的结构。油缸10内装有无色、无味、安全无毒的可流动透明油状液体二甲基硅油，不会造成环境污染。所述转接头7、油缸10、延时壳体12和尾堵16从上到下依次相互固定连接，且转接头7、油缸10、延时壳体12和尾堵16的内腔均相通。所述压力起爆组件固定在壳体11的上端，所述转接头7、油缸10、延时壳体12和尾堵16通过压力起爆组件悬固于壳体11内，即转接头7、油缸10、延时壳体12和尾堵16与壳体11内壁之间均有环空间隙。所述转接头7上设置有分别与转接头7内腔和环空间隙相通的流通孔A22，且流通孔A22位于油缸10上方。所述芯杆8的上端位于转接头7内，下端通过剪切销A9固定在油缸10内，所述芯杆8用于控制流通孔A22与内腔之间的通断；所述芯杆8的上端和下端均设置有多排用于装配O形密封圈的密封槽26，密封槽26与O形密封圈可配合调节延时时间。具体的，可在现场根据需要选择O形密封圈的合适装配位置和O形密封圈的具体数量来调节延时时间（增加延时或减少延时）。所述延时阀座13固定在延时壳体12内，所述延时阀14固定在延时阀座13内，且延时阀14与延时阀座13之间形成有与尾堵16相通的环形间隙。

进一步的，所述延时壳体12内固定设置有用于对延时阀座13限位的隔板，隔板上不仅开设有与连通阀座内腔和延时壳体12内腔相通的流通孔D，还贯通设置有与延时阀座13连通的偏心孔，以便于延时阀座13的拆装、过流。

所述的延时开孔组件：还包括限位盘15，所述限位盘15固定设置在延时壳体12内，且限位盘15位于延时阀座13与尾堵16之间。进一步的，限位盘15上开设有与环形间隙相通的流通孔C25。

所述压力开孔组件：包括活塞18、中空的上接头17和中空的下接头21，所述上接头17的一端与壳体11下端固定连接，另一端与下接头21固定连接，所述上接头17上设置有流通孔B23，所述活塞18通过剪切销B20固定上接头17内，且上接头17内设置有用于限制活塞18行程的限位台阶，所述活塞18上开设有用于使流通孔B23与壳体11连通的流道24，且该流道24为T形结构。其中，所述上接头17的流通孔B23下方开设有螺孔，所述剪切销B20通过螺塞19和螺孔固定在上壳头内。进一步的，所述活塞18上设置有挡圈，能够在活塞18运动到位时止退，保持壳体11内腔和环空连通，使液压进入壳体11。

所述压力起爆组件包括：压塞1、起爆器2、剪切套4、剪切销C5、撞击活塞6和中空的起爆壳体3，所述起爆壳体3的下端分别与壳体11和转接头7密封连接，所述起爆器2通过压塞1固定在起爆壳体3的上端，所述剪切套4固定在起爆壳体3的下端，所述撞击活塞6通过剪切销C5固定在剪切套4内，所述撞击活塞6位于起爆器2的下方用于撞击起爆器2。具体的，所述起爆壳体3内设置有多个台阶孔，压塞1、起爆器2、剪切套4和撞击活塞6分别安装在多个台阶孔内。

本实用新型中，所述起爆壳体3分别与壳体11和转接头7密封固定连接，所述油缸10分别与转接头7和延时壳体12密封固定连接，所述延时壳体12与尾堵16密封固定连接，所述上接头17分别与壳体11和下接头21密封固定连接。进一步的，所述转接头7、油缸10、延时壳体12和尾堵16的外径均优选相同，任意两者之间均采用内部密封固定连接，即下方部件的上端密封固定在上方部件的下端内部。所述起爆壳体3、壳体11、上接头17和下接头21的外径均优选相同，起爆壳体3和上接头17的端部均内密封固定连接于壳体11内，下接头21内密封固定连接于上接头17内。

本实用新型中，所述芯杆8的上端外径与转接头7的内径相适配，即上端的外径略小于转接头7的内腔内径。所述芯杆8的下端外径与油缸10的内径相适配，即下端的外径略小于油缸10的内径。其中，优选芯杆8下端的外径大于上端的外径。

本实用新型长度短，长度在1m以内，方便水平井作业。且压力开孔组件、延时开孔组件和壳体11均可多次重复使用。

本实用新型在使用前，所述活塞18通过剪切销B20固定于上连接头内，流通孔B23、流道24和壳体11内腔三者之间不相通。所述芯杆8通过剪切销A9固定于油缸10内和转接头7内，流通孔A22被芯杆8挡住，壳体11内腔、流通孔A22和转接头7内腔三者之间不相通。所述撞击活塞6通过剪切销C5固定在剪切套4内。

本实用新型在使用时的工作原理如下：

当上一级射孔枪起爆后，活塞18在液压/爆轰的推动下向上运动剪断剪切销B20，当活塞18运动到位后打开流通孔B23，使液压通过流通孔B23和流道24进入壳体11内腔。液压进入壳体11内腔后推动芯杆8向下运动，芯杆8剪断剪切销A9启动延时，芯杆8推动二甲基硅油穿过延时阀座13与延时阀14之间的环形间隙进入尾堵16，经过一段时间后芯杆8运动到位（芯杆8与隔板接触），此时流通孔A22被打开，液压通过流通孔A22和转接头7内腔进入压力起爆组件中起爆壳体3的内腔，进入起爆壳体3内腔的液压将推动撞击活塞6剪断剪切销C5并往上运动撞击起爆器2发火，最终引爆下一级射孔枪。

Claims (10)

1.连续油管分簇射孔装置，其特征在于：包括压力开孔组件、延时开孔组件和压力起爆组件，所述延时开孔组件包括壳体（11）、转接头（7）、油缸（10）、延时壳体（12）、尾堵（16）、芯杆（8）、延时阀座（13）和延时阀（14），所述转接头（7）、油缸（10）、延时壳体（12）和尾堵（16）从上到下依次相互固定连接，且转接头（7）、油缸（10）、延时壳体（12）和尾堵（16）的内腔均相通；所述压力起爆组件固定在壳体（11）的上端，所述转接头（7）、油缸（10）、延时壳体（12）和尾堵（16）通过压力起爆组件悬固于壳体（11）内；所述转接头（7）上设置有与内腔相通的流通孔A（22），所述芯杆（8）的上端位于转接头（7）内，下端通过剪切销A（9）固定在油缸（10）内，所述芯杆（8）用于控制流通孔A（22）与内腔之间的通断；所述延时阀座（13）固定在延时壳体（12）内，所述延时阀（14）固定在延时阀座（13）内，且延时阀（14）与延时阀座（13）之间形成有与尾堵（16）相通的环形间隙；所述压力开孔组件包括活塞（18）、中空的上接头（17）和中空的下接头（21），所述上接头（17）的一端与壳体（11）下端固定连接，另一端与下接头（21）固定连接，所述上接头（17）上设置有流通孔B（23），所述活塞（18）通过剪切销B（20）固定上接头（17）内，所述活塞（18）上开设有用于使流通孔B（23）与壳体（11）连通的流道（24）。

2.如权利要求1所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述压力起爆组件包括压塞（1）、起爆器（2）、剪切套（4）、剪切销C（5）、撞击活塞（6）和中空的起爆壳体（3），所述起爆壳体（3）的下端分别与壳体（11）和转接头（7）密封连接，所述起爆器（2）通过压塞（1）固定在起爆壳体（3）的上端，所述撞击活塞（6）通过剪切套（4）和剪切销C（5）固定在起爆器（2）的下方用于撞击起爆器（2）。

3.如权利要求2所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述起爆壳体（3）内设置有多个台阶孔，压塞（1）、起爆器（2）、剪切套（4）和撞击活塞（6）分别安装在多个台阶孔内。

4.如权利要求1—3中任一项所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述延时开孔组件还包括固定设置在延时阀座（13）与尾堵（16）之间的限位盘（15），限位盘（15）上开设有与环形间隙相通的流通孔C（25）。

5.如权利要求1所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述延时壳体（12）内固定设置有用于对延时阀座（13）限位的隔板，且隔板上开设有与连通阀座内腔和延时壳体（12）内腔相通的流通孔D。

6.如权利要求5所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述隔板上贯通设置有与延时阀座（13）连通的偏心孔。

7.如权利要求1、2、3、5或6中任一项所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述芯杆（8）上设置有多排用于装配O形密封圈的密封槽（26），密封槽（26）与O形密封圈配合调节延时时间。

8.如权利要求1所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述流道（24）为T型结构。

9.如权利要求1、2、3、5、6或8中任一项所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述活塞（18）上设置有挡圈。

10.如权利要求1所述的连续油管分簇射孔装置，其特征在于：所述上接头（17）内设置有用于限制活塞（18）行程的限位台阶。