旁通式环空加压起爆系统 本发明提出一种石油射孔枪的旁通式环空加压起爆系统,包括封隔器、减震器和起爆器。涉及聚能射孔枪的点火系统,国际专利分类号:Int C15E21B43/1185。
在本发明之前,石油射孔用的环空加压起爆系统从上而下由激发器、封隔器、减震器和起爆器串连而成。其中激发器是一个可以在环空压力驱动下,由下向上移动的活塞系统。该活塞下面有一根钢丝绳穿过所说的减震器与起爆器相连接。当活塞上移时,通过钢丝绳牵动起爆器中的钢珠保险机构完成击发动作。目前公开使用的环空加压起爆系统都是这样构成的。
现有环空加压起爆系统存在的问题在于激发器与起爆器之间的钢丝绳限制了二者之间的距离,当它们中间的减震器伸长时会造成误击发,当减震器缩短时则不能正常击发。这些都导致射孔失败,造成巨大的人力物力损失。甚致有可能造成井喷或油井报废的事故。
目前油田施工中避免出现上述问题的主要措施,是依靠操作人员的经验预留钢丝绳的长度。如果钢丝绳预留长度不当,就可能发生上述事故。
本发明地任务就是要克服现有技术存在的问题而提出一种旁通式环空加压起爆系统。
本发明用以下技术构思实现上述任务:将活塞直接设在起爆器中,用可伸缩的导管穿过减震器和封隔器联接到一个旁通接头,将封隔器上方的环空压力引到起爆器中驱动活塞。由于可在减震器中滑动伸缩的导管能够适应减震器长度的变化,故不会出现上述现有技术存在的问题。
根据以上构思而提出的旁通式环空加压起爆系统包括封隔器、减震器和起爆器。
本发明用接在封隔器上方的旁通接头取代现有技术的激发器。该旁通接头的下端中心有旁通孔(由相互联通的轴向孔27和径向孔26构成)经侧壁联通环空;围绕上述旁通孔的轴向孔,还有一个半环形孔联通旁通接头的上、下端面,以免许射孔后原油经该半环形孔流向上面的测试仪器。
在封隔器和减震器之间接有一个其侧壁开有多个进油孔的中空筛管。它的作用是在射孔后将原油引入油管中。
接在减震器下端的起爆器内设有所说的活塞,其下端面直接装设击针。缸体下段开有均压孔,其作用是在下井时均衡施加在活塞上、下两端的压力,防止误击发。
在旁通接头的下端和起爆器的上端分别延伸出一根导管,插入减震器的空心轴中,并与之滑动密封。这两根导管可以在封隔器座封后将上环空的压力引入起爆器活塞的上方,来驱动活塞。
本发明旁通式环空加压起爆系统的联接顺序由上而下依次是:旁通接头、封隔器、筛管、减震器,最后是起爆器。
与现有技术相比,本发明突出的实质性特点在于省却了激发器,以及激发器与起爆器之间的钢丝绳连接。其技术效果在于能够适应减震器伸缩变化,避免了钢丝绳连接时预留长度不当导致的射孔失败。
本发明另一实质性特点在于,起爆器上均压孔的设置使活塞的上下两侧在下井过程中始终受到平衡的压力,不会因深度变化引起压力增大而导致误击发。
本发明包括2幅附图,它们都是旁通式环空加压起爆系统的剖面图。其中图1是该起爆系统由减震器中间分开的上半部份,图2是其下半部份。两图共同表明了本发明的具体构成。
以下将对照附图的标号,并结合一个实施例,进一步说明本发明。
如附图所示,本发明旁通式环空加压射孔系统从上到下由旁通接头1、封隔器5、筛管7、减震器11和起爆器21构成。在旁通接头1的下端和起爆器11的上端分别伸出一根导管6和17,插入减震器11空心轴15之中,并与之滑动密封。
所说的旁通接头1的下端面的中心开有一个轴向孔27,侧壁上有一个径向孔26与轴向孔联通。它们统称旁通孔,用于将上环空的压力引入导管6和17。由于实际射孔时旁通接头的上方还会接有江斯顿测试仪,因此围绕轴向孔27还设有一个轴向的半环形孔道2,用于将原油引到旁通接头的上方。
封隔器5与现有技术完全相同。
筛管7的作用是在射孔后将下环空中的原油引入油管之中。因此,它的侧壁上开有多个进油孔8。射孔后下环空中的原油将由这些进油孔流入筛管的中空部份,再经封隔器和旁通接头的半环形孔道2流向上方的江斯顿测试仪。
本发明对现有减震器11的改进是,在空心轴15的上下两端口部各设一个密封衬套9,衬套的内外壁都设有密封环10。它们用于增强同上下导管6和17的滑动密封。图中13是减震器的外筒,14是减震器胶筒
上下导管6和17采用螺纹4和18分别与旁通接头和起爆器连接。并且设有环形密封装置3和19,以确保加压回路的密闭性。
起爆器21由缸体、活塞22、击针23和发火器构成。缸体的下部侧壁上开有均压孔24。平时活塞用剪切销20固定在缸体的上部。
各节均采用标准的油管接头螺纹联接。
本实施例起爆系统的工作过程是:将各节依次联接后送入井下。在下井过程中,活塞22上侧通过下导管17、上导管6和旁接头1与环空联通,下侧则经均压孔24与环空联通。两者之间的压力差很小,不足于切断剪切销20。因此在下井过程中本发明起爆器是非常安全可靠的。
到达预定井位后,座封封隔器5,将井管分隔成上下两个环空。
在上环空注入液体加压。压力经旁通孔26、上导管6、减震器空心轴15和下导管17被引入活塞22上侧。由于活塞下侧经均压孔24与下环空联通,保持着分隔器座封前的压力。当上下两环空的压力差大到足以切断剪切销20的时候,活塞22向下冲击,击针23撞击发火器完成起爆动作。
如果在下井的过程中遇到阻力变化,下导管17会在空心轴15中自由伸缩,不会对起爆器中的活塞造成影响。同样,在射孔过程中的爆炸引起减震器11长度发生变化时,下导管17也会在空心轴15中自由伸缩,不影响减震器的功能。
射孔后涌出的原油经下环空和筛管7上的进油孔8进入筛管中,再经封隔器5的中空部份进入旁通接头1的半环形孔道2,最后流入上面的测试仪器,便于实现射孔与测井联作。
在本实施例中,上导管6与旁通接头1的下端用螺纹4连接,并设有密封环3,以确保两者间的密闭性。下导管17与起爆器21的上端也采用螺纹18连接,用密封环19确保其密闭性。空心轴15上下两端的滑动密封衬套9分别采用螺纹12和16与之连接。该衬套的内外均设有密封环10。
本发明旁通式环空加压起爆系统为射孔与测试联作技术提供了安全可靠的引爆工具。联接方便、可靠,避免了误射孔和不射孔,并且对操作者的经验和熟练程度要求不高。