专利名称：增压火药机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气井TCP油管传输射孔领域，尤其涉及一种应用于多级射孔增 压装置中的增压火药机构。
背景技术：
在石油工业中，油井射孔作业是一项重要的工序，是将射孔枪下放到井下目的层， 利用起爆装置引爆，引爆后聚能射孔弹将射孔枪、套管和水泥层穿出孔道，使地层与油井相 通，达到地层油气能顺利流入油井目的。多级射孔工艺指在下一次管串的情况下，一次性射开多个油气层的射孔工艺技 术，可以减少射孔次数，节约作业时间和成本。常规的多级射孔作业方式是采用加夹层枪 射孔工艺、多个压力点火头分级射孔工艺、多级投棒射孔工艺三种。例如，中国专利申请号 “2008102^974. X”公开了一种分段式油管传输复合射孔工艺，其申请日为2008年11月M 日，
公开日为2009年5月20日，此种射孔工艺采用多级起爆的方式，上部第一级的点火方 式与正常点火方式一样，可以采用油管加压点火、投棒点火或油套加压点火等方式，下部各 个次级可以采用压力点火、压力延迟点火或投棒点火等方式，其射孔管串连接关系如下上 部射孔器的底部连接具有双重功能的下挂接头，接头中心连接具有延迟点火功能的中速火 药药柱，外边采用泄压足够快的筛管，筛管下部连接夹层射孔器或油管，再下部是正常射孔 管串。再如，中国专利号“200420003373. 6”公开了 一种用于石油射孔作业的多个层位逐 级依次射孔装置，其申请日为2004年2月6日，授权公告日为2005年3月2日，包括环空 加压器、起爆器、射孔器、传压枪尾、封隔器、夹层油管，置于套管内的油管内置有环空加压 器，油管上设有封隔器，油管上依次套接有起爆器、射孔器、传压枪尾，在该装置的底部装有 枪尾。又如，中国专利号“97208455. X”公开了一种石油射孔技术领域的油气井用多层起爆 装置，其申请日为1997年1月30日，授权公告日为1998年10月7日，它由本体、火工丢手 座、投棒和各式密封圈四个部分组成，火工丢手座与本体之间通过螺纹连接起来。采用上述技术存在的主要不足在于一、在加夹层枪射孔工艺中，对大段距、多层 段射孔，夹层枪多，作业工作量大，作业强度大，成本高，且传爆环节多，可靠性低。二、在多 个压力点火头分级射孔工艺中，需从套管加压射孔，对已射孔的老井补孔时，地层与套管沟 通，无法加压进行负压射孔，且加压时压井液进入地层，可能污染地层。三、在多级投棒射孔 工艺中，投放棒依靠重力撞击起爆下一级射孔枪，不适用于大斜度斜井、水平井射孔作业。 四、常规的投棒起爆作业未起爆时，为避免误射孔，必须捞棒后才能上提管柱，但多级投棒 起爆装置不能进行捞棒作业。五、多级投棒射孔工艺在二级以上的投放棒有自毁装置，但施 工时自毁装置仍存在不起爆风险，工程事故处理施工时间较长，可靠性、安全性较差。六、增 压装置的作业位置为油气井底部，环境温度高，一般为120-160°C，为保证整体系统能在该 温度范围内正常工作，增压复合火药的耐温性能必须满足这一温度要求，而目前使用的枪、 炮、火箭用火药的使用温度上限都未超过120°C，且燃烧速度不稳定、可控。发明内容本实用新型的目的在于克服现有石油工业中射孔作业存在的上述问题，提供一种 增压火药机构，本实用新型耐温性能好，燃烧稳定，燃烧后残渣较少，作动时做功可靠，与增 压装置工具配合使用的匹配性、可靠性、安全性好，可以保证火药在增压腔内燃烧产生压力 的稳定和可控，再作用于后续的增压活塞上，使增压活塞平稳运动，可保证作业系统中夹层 油管内压力增加稳定，可控。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下—种增压火药机构，包括壳体，其特征在于所述壳体上设置有盖板和底座，所述 壳体内设置有点火药柱、点火药环和复合火药，点火药柱位于点火药环内，复合火药位于点 火药环下部。所述底座与壳体螺纹连接。采用本实用新型的优点在于一、本实用新型中，点火药柱位于点火药环内，复合火药位于点火药环下部，耐温 性能好，燃烧稳定，燃烧后残渣较少，作动时做功可靠，与增压装置工具配合使用的匹配性、 可靠性、安全性好，可以保证火药在增压腔内燃烧产生压力的稳定和可控。二、本实用新型中，底座与壳体螺纹连接，用于调节复合火药装药高度，进而调节 药量，调整与增压装置工具配合使用时匹配性、安全性。三、本实用新型中，点火药柱选用耐高温复合点火药压制成型，具有较好的结构强 度与点火性能。四、本实用新型中，所述的复合火药是一种钝感药剂，只有在一定环境压力下才能 燃烧，不会产生爆炸，安全性好。燃烧后产生的残渣少，便于清洗，有利于增压装置工具多次 使用。五、本实用新型中，壳体具有较好的传热系数、阻燃性以及高温力学性能，装在动 力腔内，用于装复合火药，保持增压火药燃烧规律与燃速稳定作用，避免造成压力增加过 快。六、本实用新型用于压力式多级增压射孔工艺中，燃烧瞬间产生高温、高压气体， 推动增压活塞做功，燃烧时间在IOS—30S，产生的峰值压力在IOOMPa内，压力作用于增压 活塞上，使增压活塞运动平稳，作业系统中夹层油管内压力增加稳定，可控。
图1为本实用新型结构示意图图中标记为1、盖板，2、点火药柱，3、点火药环，4、复合火药，5、壳体，6、底座。
具体实施方式
一种增压火药机构，包括壳体，所述壳体上设置有盖板和底座，所述壳体内设置有 点火药柱、点火药环和火药，点火药柱位于点火药环内，复合火药位于点火药环下部。增压火药由盖板、点火药柱、点火药环、复合火药、壳体、底座等组成。复合火药由氧化剂、可燃剂、粘合剂、固化剂、燃速调节剂、增塑剂、防潮剂、促进剂 等组成，采用真空浇注加工，灌装在壳体内，浇注密度达到1.9g/cm3以上。[0021]点火药柱由耐高温复合点火药，按照特定的压力压制成型，既保证了产品结构强 度，又具有较好的点火性能，能被隔板点火器可靠点燃，并输出点火能量。点火药环由耐高温复合火药，浇注成型，工作时能被点火药柱输出的点火能量可 靠点燃，产生大量的高温、高压气体，建立复合火药燃烧的初始压力，引燃复合火药，使其可 靠燃烧，不产生断燃等事故。壳体，装在动力腔内，用于装复合火药，起固定、支撑、保持增压火药燃烧规律与燃 速稳定作用。增压火药工作时，燃烧时间控制在IOS— 30S，产生的峰值压力在IOOMPa内，压力
平稳、可控，作用于增压活塞上，增压活塞运动平稳。本实用新型增压复合火药用于多级射孔作业系统的增压装置中，是一种慢燃速复 合火药，火药燃烧瞬间产生高温、高压气体。本实用新型接受隔板点火器的点火能量，点火 药柱被点燃，产生大量的热量，引燃复合点火药环。复合点火药环点燃后，产生高温、高压气 体，建立复合火药燃烧的初始压力，引燃复合火药。复合火药在药筒内沿着从首到尾等面燃 烧，产生平稳、可控的高温、高压气体，推动增压活塞向下运动做功，挤压夹层油管内液体， 使夹层油管内压力升高，引爆下一级起爆装置及射孔器。本实用新型设置在多级射孔增压装置的动力腔内。设置本实用新型后的多级射孔 增压装置的工作原理为采用隔板起爆、火工作动、液体压缩增压原理。本装置连接在上一级射孔枪枪尾， 上一级射孔枪起爆后，射孔枪将爆轰波传递至增压装置，引爆增压装置的隔板点火器，隔板 点火器引燃慢燃增压火药机构，增压火药燃烧产生高压气体，气体推动增压活塞及推杆运 动，剪断剪切销，推动活塞挤压夹层油管内液体，使夹层油管内压力升高，剪断压力起爆装 置的剪切销，引爆下一级压力起爆装置，最后引爆下一级射孔枪，完成下一层射孔作业。
权利要求1.一种增压火药机构，包括壳体，其特征在于所述壳体上设置有盖板和底座，所述壳 体内设置有点火药柱、点火药环和复合火药，点火药柱位于点火药环内，复合火药位于点火 药环下部。
2.根据权利要求1所述的增压火药机构，其特征在于所述底座与壳体螺纹连接。
专利摘要本实用新型公开了一种增压火药机构，包括壳体，所述壳体上设置有盖板和底座，所述壳体内设置有点火药柱、点火药环和复合火药，点火药柱位于点火药环内，复合火药位于点火药环下部。本实用新型耐温性能好，燃烧稳定，燃烧后残渣较少，作动时做功可靠，与增压装置工具配合使用的匹配性、可靠性、安全性好，可以保证火药在增压腔内燃烧产生压力的稳定和可控，再作用于后续的增压活塞上，使增压活塞平稳运动，可保证作业系统中夹层油管内压力增加稳定，可控。
文档编号E21B43/119GK201908633SQ20102062744
公开日2011年7月27日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者吴泽林, 唐其林, 徐德昭, 重成兴 申请人:中国航天科技集团公司川南机械厂