专利名称：一种可控式环空压力分级泄放系统的制作方法
技术领域：
本发明属于油气井油管传输射孔作业领域，涉及一种可控式环空压力分级泄放系统，适用于油气井射孔，特别适用于需要对环空压力进行控制的分段射孔作业中。
背景技术：
石油射孔作业时，射孔弹被引爆后将以7000-8000米/秒的速度向前传播，产生出高温高压冲击波，使药型罩形成速度达1000米/秒以上的金属射流，这股金属射孔在遇到障碍物时，产生约30000MPa的压力，从而穿透套管、水泥环进入地层，形成孔道。套管、水泥环、岩石受到高温、高压射流冲击后变形、破碎。射孔瞬间产生的震动主要是机械震动和冲击波震动，射孔瞬间还产生很大的波动压力，而在某些射孔工艺中特别是带有封隔器作业，如跨隔测试，需要在射孔时对油套间的压力进行有效控制，过大的环空压力不仅会进一步加剧对射孔管串和套管损伤，也会使某些射孔工艺失败。目前采取的常规方法是对环空压力进行泄放，并取得了较好的效果，但是这些方法只能实现对环空压力的一次泄放，且泄放的压力不可控，不能取得较好的射孔效果。对于需要进行分段射孔的射孔工艺中无法进行分级可控泄压。
发明内容要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，针对目前分段射孔无法对环空压力进行分级可控泄放的问题，提供一种能对分段射孔特别是对环空压力需要进行有效控制的分段射孔工艺中进行分级泄放环空压力的可控式环空压力分级泄放系统。技术方案一种可控式环空压力分级泄放系统，其特征在于包括环空压力泄放装置1、压力泄放接头2、泄压腔体3和堵头4 ;环空压力泄放装置I与堵头4位于系统的两端，上端为环空压力泄放装置I，尾部为堵头4，在环空压力泄放装置I与堵头4之间串接多组泄压腔体3和压力泄放接头2，所有的连接部位采用螺纹连接；所述环空压力泄放装置I包括上接头1-1、活塞1-2、止退机构5、第一剪切销钉1-4、活塞套1-5和下接头1-6 ;上接头1_1与下接头
1-6采用螺纹连接，连接部位设有密封槽，连接后内部结构为上接头1-1上端为盲孔，下接头1-6下端为通孔，中部为直径大于下端通孔的中部通孔；中部通孔位于上接头一侧设有若干个通孔形成进压通道1-9，进压通道1-9上端的直径小于下端的直径，上接头1-1下端设有若干个止退螺纹孔1-3，止退螺纹孔1-3内设有弹簧5-2和止退钢柱5-3 ;活塞1_2置于中部通孔内，活塞1-2上端与上接头1-1的盲孔贴合，圆周与上接头1-1的内壁相吻合，中部设有环型止退槽1-8，在止退螺纹孔1-3下端的活塞1-2上设有活塞套1-5，活塞1-2与活塞套1-5之间设有第一剪切销钉1-4 ;所述压力泄放接头包括挡板2-1、本体2-2、活塞
2-3、活塞套2-4和第二剪切销钉2-5;压力泄放接头2的本体2_2内为通孔结构，上端设有挡板2-1，挡板2-1的端面设有多个通孔，本体2-2下端的通孔内设有活塞2-3，活塞2_3外设有活塞套2-4，活塞套2-4与本体2-2采用螺纹连接，活塞2-3与活塞套2_4之间设有第二剪切销钉2-5。所述采用螺纹连接的连接部位均设有密封槽。所述止退钢柱5-3为一圆柱型结构。有益效果本发明提出的一种可控式环空压力分级泄放系统，技术效果体现在以下几个方面(一)采用本发明进行射孔作业时，除了应用于常规的射孔作业中，特别适用于对需要在射孔时对油套间的压力进行有效控制的工艺中，通过本发明，能根据需要对环空压力进行有效控制，同时能快速地泄放环空压力，有效保护射孔管串和套管。(二)根据分段射孔的级数，设计相应级数的多级压力泄放接头，实现分级泄放压力的目的。
图1为本发明的系统结构组成示意图；图2为图1中所示的环空压力泄放装置结构组成示意图；图3为图1中所示的多级压力泄放接头示意图；图4为图2所示的环空压力泄放装置的止退机构示意图；I一环空压力泄放装置，2—压力泄放接头，3—泄压腔体，4一堵头，5—止退机构，1-1 一上接头，1_2 一活塞，1~3 一止退螺纹孔，1-4 一第一到切销钉，1-5—活塞套，1-6—下接头，1-7—剪切销钉孔，1-9一进压通道，1-8—环型止退槽，2-1—挡板，2-2—本体，2_3—活塞，2-4一活塞套，2-5一第二到切销钉，5-1一顶帽,5-2一弹簧,5-3一止退钢柱。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述如图1所示，本实用新型可控式环空压力分级泄放系统由环空压力泄放装置1、多级压力泄放接头2、泄压腔体3和堵头4组成，根据射孔级数可以设置相应级数的多级压力泄放接头2和泄压腔体3。根据图2所示，环空压力泄放装置I包括上接头1-1，活塞1-2、止退机构5、剪切销钉1-4、活塞套1-5和下接头1-6.上接头1-1的上端沿轴线方向设有外螺纹和密封槽，下端沿轴线方向设有密封槽、外螺纹，下端外螺纹的前部设有台阶，该台阶的圆周上设有多个止退螺纹孔1-3，在上接头1-1的上下端之间设有多个进压通道1-9，上接头1-1的内部结构为上端沿轴线方向为盲孔，下端至盲孔尾部间设有台阶孔，接近盲孔端的台阶孔的直径比其下端的台阶孔的直径小。下接头1-6的上端沿轴线方向设有内密封面、内螺纹，在内螺纹的端部设有三个台阶孔，且这三个台阶孔的直径依次变小，下接头1-6的下端通过螺纹与泄压腔体3连接。活塞1-2的内部为通孔，外部沿轴线方向设有台阶，台阶的上部直径较下部小，台阶的上下均设有密封槽，在活塞1-2的下端沿轴线方向设有剪切销钉槽或多个剪切销钉孔1-7，在剪切销钉槽或孔的上部设有环型止退槽1-8。剪切销钉1-4是一上下通径的圆柱型结构。剪切套1-5为一圆环型结构，在其径向中间位置设有多个剪切销钉孔，装配时将活塞套1-5上的剪切销钉孔与活塞1-2的剪切销钉槽或剪切销钉孔相对齐后，将剪切销钉1-4插入对齐后的剪切销钉孔内。将组装好剪切销钉1-4和活塞套1-5的活塞1-2的较小的台阶端朝向上接头1-1内孔端，将其装配到上接头1-1内，再将止退机构5装配到上接头1-1的止退螺纹孔1-3内，将下接头1-6的内螺纹端朝向上接头1-1的外螺纹端，将下接头1-6装配到已装配有活塞1-2、止退机构5的上接头1-1上。根据图3，多级压力泄放接头含有挡板2-1、本体2-2、活塞2-3、活塞套2-4及剪切销钉1-4。挡板2-1端面设有多个通孔，在其轴线外部设有螺纹。本体2-2内部总体为通孔，在其内孔上端沿轴线方向设有内螺纹，挡板2-1通过此螺纹与本体2-2相连接，在本体
2-2内孔的下端沿轴线方向设有内螺纹，本体2-2的外部上下端沿轴线方向均设有螺纹和密封面，且两端外形尺寸根据所连接的泄压腔体的两端尺寸相同。装配时，将挡板2-1装配到本体2-2的上端内螺纹孔内，将活塞套2-4通过剪切销钉1-4与活塞2-3装配到一起，再将活塞套2-4的带有外螺纹端朝向本体2-2的下端内孔，将其装配到本体2-2内。根据图4，环空压力泄放装置I的止退机构5包括顶帽5-1、弹簧5_2和止退钢柱5-3，顶帽5-1外部沿轴向设有螺纹，内部为内孔和盲孔，在其盲孔端的外部设有横槽，止退钢柱5-3为一圆柱型结构。装配时，先将止退钢柱5-3沿轴向放入止退螺纹孔1-3内，再放入弹簧5-2，最后将顶帽5-1装配到止退螺纹孔1-3内。根据图1所示，当应用本实用新型进行射孔作业特别是进行分段射孔作业，需要对环空压力进行控制时，首先将环空压力泄放装置I连接到射孔管串中的尾部，环空压力泄放装置I的下端与泄压腔体3的一端相连接，泄压腔体3的另一端与多级压力泄放接头2的上端相连接，多级压力泄放接头2的下端与第η级泄压腔体3的上端相连接，根据射孔级数，该泄压腔体3的另一端再与多级压力泄放接头2的上端相连接，依次类推，直到连接的多级压力泄放接头的数量与设计的射孔级数相一致时止，最后在最后一支泄压腔体的尾部连接上堵头4。整个射孔施工管串连接完成后将其输送到射孔目的层，管串较深后，先引爆一级射孔枪串，射孔后井筒环空压力上升，当总压力达到或超过本实用新型中的环空压力泄放装置I中活塞组件所 设置的剪切销钉1-4的剪切值后，剪切销钉被剪切，活塞1-2在液柱压力作用下向下运动，上接头1-1上预制的泄压通道1-9打开，此时环空中的压力快速地向环空压力泄放装置I下接的泄压腔体3中泄放，当活塞1-2运动到位后，此时止退机构5的止退钢柱5-1在弹簧5-2的弹力作用下运动到活塞1-2的止退槽1-8内，活塞1_2被限位，不会向上反弹将上接头1-1的进压通道1-9关闭。当第二级射孔枪串射孔后，产生的压力加上液柱压力达到或超过第I个多级压力泄放接头2中所设置的剪切销钉1-4的剪切值后，剪切销钉1-4被剪切，并向下运动到泄压腔体3内，同时，第二级射孔枪串射孔产生的环空压力快速向泄压腔体3内泄放。当第三级射孔枪串射孔产生的总压力达到或超过第2个多级压力泄放接头2中所设置的剪切销钉1-4的剪切值后，剪切销钉1-4被剪切，并向下运动到泄压腔体3内，第三级射孔枪串射孔产生的环空压力快速向泄压腔体3内泄放。依次类推，直到最后一级射孔枪串射孔产生的总压力达到或超过第η-1个多级压力泄放接头2中所设置的剪切销钉1-4的剪切值后，剪切销钉1-4被剪切，并向下运动到泄压腔体3内，最后一级射孔枪串射孔产生的环空压力快速泄放到泄压腔体3内。至此，完成所有的分段射孔分级泄放环空压力的射孔过程。
权利要求1.一种可控式环空压力分级泄放系统，其特征在于包括环空压力泄放装置(I)、压力泄放接头(2)、泄压腔体(3)和堵头(4);环空压力泄放装置(I)与堵头(4)位于系统的两端，上端为环空压力泄放装置(I )，尾部为堵头(4)，在环空压力泄放装置(I)与堵头(4)之间串接多组泄压腔体(3)和压力泄放接头(2)，所有的连接部位采用螺纹连接；所述环空压力泄放装置(I)包括上接头(1-1)、活塞(1-2)、止退机构(5)、第一剪切销钉(1-4)、活塞套(1-5)和下接头(1-6);上接头(1-1)与下接头(1-6)采用螺纹连接，连接部位设有密封槽，连接后内部结构为上接头(1-1)上端为盲孔，下接头(1-6)下端为通孔，中部为直径大于下端通孔的中部通孔；中部通孔位于上接头一侧设有若干个通孔形成进压通道(1-9)，进压通道(1-9)上端的直径小于下端的直径，上接头(1-1)下端设有若干个止退螺纹孔(1-3)，止退螺纹孔(1-3)内设有弹簧(5-2)和止退钢柱(5-3);活塞(1_2)置于中部通孔内，活塞(1-2)上端与上接头(1-1)的盲孔贴合，圆周与上接头(1-1)的内壁相吻合，中部设有环型止退槽(1-8)，在止退螺纹孔(1-3)下端的活塞(1-2)上设有活塞套(1-5)，活塞(1-2)与活塞套(1-5)之间设有第一剪切销钉(1-4);所述压力泄放接头包括挡板(2-1)、本体(2-2 )、活塞(2-3 )、活塞套(2-4)和第二剪切销钉(2-5 );压力泄放接头(2 )的本体(2-2 )内为通孔结构，上端设有挡板(2-1)，挡板(2-1)的端面设有多个通孔，本体(2-2)下端的通孔内设有活塞(2-3 )，活塞(2-3 )外设有活塞套(2-4)，活塞套(2-4)与本体(2-2 )采用螺纹连接，活塞(2-3 )与活塞套(24 )之间设有第二剪切销钉(2-5 )。
2.根据权利要求1所述，其特征在于所述采用螺纹连接的连接部位均设有密封槽。
3.根据权利要求1所述，其特征在于所述止退钢柱(5-3)为一圆柱型结构。
专利摘要本实用新型涉及一种可控式环空压力分级泄放系统，其特征在于环空压力泄放装置与堵头位于系统的两端，上端为环空压力泄放装置，尾部为堵头，在环空压力泄放装置与堵头之间串接多组泄压腔体和压力泄放接头，所有的连接部位采用螺纹连接；采用本实用新型进行射孔作业时，除了应用于常规的射孔作业中，特别适用于对需要在射孔时对油套间的压力进行有效控制的工艺中，通过本实用新型，能根据需要对环空压力进行有效控制，同时能快速地泄放环空压力，有效保护射孔管串和套管。本实用新型具有安全、可靠、环空压力可控分级泄放等特点。
文档编号E21B43/11GK202900198SQ201220533158
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者章松桥, 肖勇, 王峰, 张锋, 周曌, 王雪艳, 杨伟, 刘正彦 申请人:西安物华巨能爆破器材有限责任公司