CN209539336U - 一种油气井用防误起爆压力起爆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油气井用防误起爆压力起爆装置，包括同轴套接的上接头和下接头、布置在上接头和下接头内部的激发组件，还包括布置在下接头内部的火工组件，还包括解密封槽和安全组件；所述的上接头包括同轴设置的上接头前段和上接头后段；所述的安全组件包括活塞、弹簧和定位螺塞，所述的活塞包括同轴设置活塞前段和活塞后段，所述的活塞前段外壁上布置有密封圈。本实用新型采用了由活塞、弹簧和定位螺塞组成的安全组件，当井下压力波动时，压力首先作用在安全组件上，不会直接作用在激发组件上，能有效防止因井下井液压力波动而导致的误起爆，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于油气井射孔作业领域，具体涉及一种油气井用防误起爆压力起爆装置。
背景技术
随着油气资源的勘探开发，油气储层的开采对精细化射孔工艺的要求越来越严格。射孔作业中井液压力波动引起的误起爆对射孔作业带来灾难性影响；另外，地层本身由于风化、沉积、地壳运动等改变了油气资源储层的地质结构，因此，进行射孔作业时，安全、可靠、较少受油气井环境影响成为压力起爆装置需要解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足与缺陷，本实用新型的目的在于提供一种油气井用防误起爆压力起爆装置，解决现有技术中井液压力波动容易引起误起爆的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：
一种油气井用防误起爆压力起爆装置，包括同轴套接的上接头和下接头、布置在上接头和下接头内部的激发组件，还包括布置在下接头内部的火工组件，还包括解密封槽和安全组件；
所述的上接头包括同轴设置的上接头前段和上接头后段；所述的上接头前段内部加工有依次相连通的前段空腔、上接头空腔、定位螺塞空腔和排气腔，所述的上接头后段的内部加工有击针空腔，所述的排气腔与击针空腔相接且相互连通；所述的上接头前段的外径大于上接头后段的外径；
所述的安全组件包括活塞、弹簧和定位螺塞，所述的活塞安装在上接头空腔中，所述的定位螺塞固定安装在定位螺塞空腔中，所述的弹簧的一端与定位螺塞相连，弹簧的另一端与活塞相连；
所述的活塞包括同轴设置活塞前段和活塞后段，所述的活塞后段的外径小于活塞前段的外径；所述的活塞前段与上接头的内壁配合；
所述的活塞前段外壁上布置有密封圈，所述的上接头空腔的内壁上沿着周向开设有环形的解密封槽；所述的活塞后段与上接头的内壁之间设置有通气缝隙；所述的定位螺塞的端面上开有通气孔；
所述的活塞在上接头空腔内的轴向最大行程大于活塞前段的轴向长度，且所述的密封圈在活塞的带动下能够完全进入解密封槽内；
所述的密封圈处于自然状态时的外径小于解密封槽的内径，所述的密封圈处于自然状态时的外径大于上接头空腔的内径。
本实用新型还具有如下技术特征：
所述的排气腔的侧壁上沿着径向设置有排气孔。
所述的下接头分为同轴设置的下接头前段和下接头后段，所述的下接头前段内部设置有下接头空腔，所述的下接头后段的内部设置有火工组件空腔，下接头空腔与火工组件空腔相连通；所述的上接头后段同轴套接在所述的下接头前段内；所述的火工组件安装在火工组件空腔内。
所述的激发组件包括同轴套接的击针套、击针和剪切销；所述的击针套固定在下接头空腔中，击针的击针头段套装在击针套内；击针套和击针之间通过剪切销相连；
所述的击针分为同轴设置的击针尾段和击针头段；所述的击针头段的直径小于击针尾段的直径；所述的击针尾段位于击针空腔中，击针尾段的尾端伸入排气腔中靠近定位螺塞。
所述的击针套的筒壁上沿着径向设置有通孔，击针头段外壁上沿着径向设置有与通孔相对应的盲孔，通孔与相对应的盲孔之间通过剪切销连接，使得击针套与击针相连。
所述的火工组件包括旋塞和安装在旋塞内部的旋塞空腔中的撞击雷管。
所述的活塞内加工有弹簧安装腔，弹簧的另一端在弹簧安装腔内与活塞相连。
所述的击针头段外表面上位于排气孔两侧的位置分别布置有密封圈。
所述的上接头后段的外表面上布置有密封圈。
本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本实用新型采用了由活塞、弹簧和定位螺塞组成的安全组件，当井下压力波动时，压力首先作用在安全组件上，不会直接作用在激发组件上，能有效防止因井下井液压力波动而导致的误起爆，安全可靠。
(Ⅱ)本实用新型的装置采用了多个密封圈，密封效果好，能较少的受到油气井环境影响，能适应较苛刻的油气资源储层的地质结构。
附图说明
图1是本装置总体结构示意图。
图2是定位螺塞结构示意图。
图3是本装置工作状态示意图。
图4是本装置长度示意图。
图中各个标号的含义为：1-上接头，2-下接头，3-激发组件，4-火工组件，5-解密封槽，6-安全组件，7-通气缝隙，8-密封圈，9-通气孔，10-通孔，11-盲孔，12-排气孔；
101-上接头前段，102-上接头后段，103-前段空腔，104-上接头空腔，105-定位螺塞空腔，106-击针空腔，107-排气腔；
201-下接头前段，202-下接头后段，203-下接头空腔，204-火工组件空腔；
301-击针套，302-击针，303-剪切销，30101-击针套空腔，30201-击针尾段，30202-击针头段；
401-旋塞，402-撞击雷管；
601-活塞，602-弹簧，603-定位螺塞，60101-活塞前段，60102-活塞后段，60103-活塞空腔。
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例：
遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本实施例给出一种油气井用防误起爆压力起爆装置，包括同轴套接的上接头1和下接头2、布置在上接头1和下接头2内部的激发组件3，还包括布置在下接头2内部的火工组件4，还包括解密封槽5和安全组件6；上接头1和下接头2组成装置的外壳，激发组件3的作用是引爆火工组件4中的撞击雷管402。
所述的上接头1包括同轴设置的上接头前段101和上接头后段102；所述的上接头前段101内部加工有依次相连通的前段空腔103、上接头空腔104、定位螺塞空腔105和排气腔107，所述的上接头后段102的内部加工有击针空腔106，所述的排气腔107与击针空腔106相接且相互连通；所述的上接头前段101的外径大于上接头后段102的外径；前段空腔103用于连接油管，上接头空腔104用于布置安全组件6，定位螺塞空腔105用于固定定位螺塞603，击针空腔106用于布置击针套301和击针302。
所述的安全组件6包括活塞601、弹簧602和定位螺塞603，所述的活塞安装在上接头空腔104中，所述的定位螺塞603固定安装在定位螺塞空腔105中，所述的弹簧602的一端与定位螺塞603相连，弹簧602的另一端与活塞601相连；安全组件6首先承受井下压力波动。
所述的活塞601包括同轴设置活塞前段60101和活塞后段60102，所述的活塞后段60102的外径小于活塞前段60101的外径；所述的活塞前段60101与上接头1的内壁配合；
所述的活塞前段60101外壁上布置有密封圈8，所述的上接头空腔104的内壁上沿着周向开设有环形的解密封槽5；所述的活塞后段60102与上接头1的内壁之间设置有通气缝隙7；所述的定位螺塞603的端面上开有通气孔9；
解密封槽5、通气缝隙7和通气孔9共同组成通气通道，当密封圈8运动到解密封槽5宽度内时，密封解除，气体通过解密封槽5、通气缝隙7和通气孔9到达击针尾段30201。
所述的活塞601在上接头空腔104内的轴向最大行程大于活塞前段60101的轴向长度，且所述的密封圈8在活塞601的带动下能够完全进入解密封槽5内；
所述的密封圈8处于自然状态时的外径小于解密封槽5的内径，所述的密封圈8处于自然状态时的外径大于上接头空腔104的内径。
作为本实施例的一种优选方案：所述的排气腔107的侧壁上沿着径向设置有排气孔12。当击针302运动到极限位置时，排气孔12可以排出多余气体。
作为本实施例的一种优选方案：所述的下接头2分为同轴设置的下接头前段201和下接头后段202，所述的下接头前段201内部设置有下接头空腔203，所述的下接头后段202的内部设置有火工组件空腔204，下接头空腔203与火工组件空腔204相连通；所述的上接头后段102同轴套接在所述的下接头前段201内；所述的火工组件4安装在火工组件空腔204内。
作为本实施例的一种优选方案：所述的激发组件3包括同轴套接的击针套301、击针302和剪切销303；所述的击针套301固定在下接头空腔203中，击针302的击针头段30202套装在击针套301内；击针套301和击针302之间通过剪切销303相连。
所述的击针302分为同轴设置的击针尾段30201和击针头段30202；所述的击针头段30202的直径小于击针尾段30201的直径；所述的击针尾段30201位于击针空腔106中，击针尾段30201的尾端伸入排气腔107中靠近定位螺塞603。
作为本实施例的一种优选方案：所述的击针套301的筒壁上沿着径向设置有通孔10，击针头段30202外壁上沿着径向设置有与通孔10相对应的盲孔11，通孔与相对应的盲孔11之间通过剪切销303连接，使得击针套301与击针302相连。剪切销303用于固定击针套301和击针302的相对位置。
作为本实施例的一种优选方案：所述的击针头段30302外表面上位于排气孔12两侧的位置分别布置有密封圈8。最大程度保证施加的井口压力全部作用在击针302上。
作为本实施例的一种优选方案：所述的火工组件4包括旋塞401和安装在旋塞401内部的旋塞空腔403中的撞击雷管402。
作为本实施例的一种优选方案：所述的活塞601内加工有弹簧安装腔，弹簧602的另一端在弹簧安装腔内与活塞601相连。
作为本实施例的一种优选方案：所述的上接头后段102的外表面上布置有密封圈8
本实用新型中，假定井液压力波动时间为t0，造成的活塞行程为s(t)，井液压力形式为矩形波、锯齿波、三角波、尖峰波、阶梯波及以上几种波形的叠加，记为p(t)。
若要满足解锁条件，需满足：
式中：t0为波动时间；s(t)为活塞行程；p(t)为井液压力；A为活塞封闭端面积，k为弹簧的弹性系数，L1为活塞前段外表面上的密封圈和解密封槽边缘的距离。
由于井液压力波动时间t0短暂，要使安全组件解锁进而启动激发组件造成起爆，需要井液压力p(t)远大于弹簧的最大承受能力p(L1)和剪切销的剪切值，我们可以通过调整L1的长度保证井液压力波动无法造成误起爆；
若缺少安全组件，当任一时刻井液压力p(t)不小于剪切销剪切值p0时就会造成误起爆。
本实用新型中，当持续施加的井口压力值p大于弹簧的最大承受能力p(L1)和剪切销剪切值p0时，安全组件中活塞行程先超过L1造成安全组件解锁，继而剪切销被剪断，火工组件起爆。
本实用新型中，下井过程中剪切销不承受油气井井液压力，能适应不同深度油气井的使用要求，安全可靠。
本实用新型中，要求L1＜L2保证安全组件能够成功解锁；
本实用新型中，要求L4＜L3＜L5保证火工组件能够正常起爆且尽可能减小对下一级起爆的影响。
L1为活塞前段外表面上的密封圈和解密封槽边缘的距离；
L2为活塞后端端面和定位螺塞的距离；
L3为击针尾段右端面和击针套左端面的距离；
L4为击针尖和旋塞左端面的距离；
L5为击针尖和旋塞右端面的距离。
根据图3和图4所示，当应用本实用新型进行射孔作业时，首先本实用新型上端可以通过螺纹或其它方式与油管相连接，下端可以通过螺纹与射孔枪或其它装置相连接。当本装置下放到预定射孔深度后，校深调整后，井口加压，当持续施加的井口压力值p大于弹簧的最大承受能力p(L1)和剪切销剪切值p0时，安全组件中活塞行程先超过L1，通气通道打开，造成安全组件解锁，继而剪切销被剪断，火工组件起爆，完成射孔过程。
Claims (9)
1.一种油气井用防误起爆压力起爆装置，包括同轴套接的上接头(1)和下接头(2)、布置在上接头(1)和下接头(2)内部的激发组件(3)，还包括布置在下接头(2)内部的火工组件(4)，其特征在于，还包括解密封槽(5)和安全组件(6)；
所述的上接头(1)包括同轴设置的上接头前段(101)和上接头后段(102)；所述的上接头前段(101)内部加工有依次相连通的前段空腔(103)、上接头空腔(104)、定位螺塞空腔(105)和排气腔(107)，所述的上接头后段(102)的内部加工有击针空腔(106)，所述的排气腔(107)与击针空腔(106)相接且相互连通；所述的上接头前段(101)的外径大于上接头后段(102)的外径；
所述的安全组件(6)包括活塞(601)、弹簧(602)和定位螺塞(603)，所述的活塞安装在上接头空腔(104)中，所述的定位螺塞(603)固定安装在定位螺塞空腔(105)中，所述的弹簧(602)的一端与定位螺塞(603)相连，弹簧(602)的另一端与活塞(601)相连；
所述的活塞(601)包括同轴设置活塞前段(60101)和活塞后段(60102)，所述的活塞后段(60102)的外径小于活塞前段(60101)的外径；所述的活塞前段(60101)与上接头(1)的内壁配合；
所述的活塞前段(60101)外壁上布置有密封圈(8)，所述的上接头空腔(104)的内壁上沿着周向开设有环形的解密封槽(5)；所述的活塞后段(60102)与上接头(1)的内壁之间设置有通气缝隙(7)；所述的定位螺塞(603)的端面上开有通气孔(9)；
所述的活塞(601)在上接头空腔(104)内的轴向最大行程大于活塞前段(60101)的轴向长度，且所述的密封圈(8)在活塞(601)的带动下能够完全进入解密封槽(5)内；
所述的密封圈(8)处于自然状态时的外径小于解密封槽(5)的内径，所述的密封圈(8)处于自然状态时的外径大于上接头空腔(104)的内径。
2.如权利要求1所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的排气腔(107)的侧壁上沿着径向设置有排气孔(12)。
3.如权利要求1所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的下接头(2)分为同轴设置的下接头前段(201)和下接头后段(202)，所述的下接头前段(201)内部设置有下接头空腔(203)，所述的下接头后段(202)的内部设置有火工组件空腔(204)，下接头空腔(203)与火工组件空腔(204)相连通；所述的上接头后段(102)同轴套接在所述的下接头前段(201)内；所述的火工组件(4)安装在火工组件空腔(204)内。
4.如权利要求3所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的激发组件(3)包括同轴套接的击针套(301)、击针(302)和剪切销(303)；所述的击针套(301)固定在下接头空腔(203)中，击针(302)的击针头段(30202)套装在击针套(301)内；击针套(301)和击针(302)之间通过剪切销(303)相连；
所述的击针(302)分为同轴设置的击针尾段(30201)和击针头段(30202)；所述的击针头段(30202)的直径小于击针尾段(30201)的直径；所述的击针尾段(30201)位于击针空腔(106)中，击针尾段(30201)的尾端伸入排气腔(107)中靠近定位螺塞(603)。
5.如权利要求4所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的击针套(301)的筒壁上沿着径向设置有通孔(10)，击针头段(30202)外壁上沿着径向设置有与通孔(10)相对应的盲孔(11)，通孔与相对应的盲孔(11)之间通过剪切销(303)连接，使得击针套(301)与击针(302)相连。
6.如权利要求4所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的击针头段(30202)外表面上位于排气孔(12)两侧的位置分别布置有密封圈(8)。
7.如权利要求1所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的火工组件(4)包括旋塞(401)和安装在旋塞(401)内部的旋塞空腔(403)中的撞击雷管(402)。
8.如权利要求1所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的活塞(601)内加工有弹簧安装腔，弹簧(602)的另一端在弹簧安装腔内与活塞(601)相连。
9.如权利要求1所述的油气井用防误起爆压力起爆装置，其特征在于，所述的上接头后段(102)的外表面上布置有密封圈(8)。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821850994.6U CN209539336U (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种油气井用防误起爆压力起爆装置 |
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| CN201821850994.6U CN209539336U (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种油气井用防误起爆压力起爆装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115387762A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-25 | 物华能源科技有限公司 | 一种油气井射孔用安全传压装置 |
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2018
- 2018-11-12 CN CN201821850994.6U patent/CN209539336U/zh active Active
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