专利名称：石油射孔器的点火系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油射孔器的点火系统，具体地说是一种石油射孔枪击发装置的控制器，主要是一个钢珠保险机构和它所控制的棒状击锤。
与本实用新型有关的现有技术，是目前公开使用的有液垫环空加压和投棒式石油射孔器的点火系统。
有液垫环空加压射孔器点火系统主要由一个激发器和一个起爆器构成。
激发器基本上是一种具有滑套式活塞的执行缸。当在环形空间用液体加压时，激发器的滑套向上移动，通过牵引绳拉动起爆器中钢珠保险机构的控制套解脱保险。
起爆器包括一副钢珠保险机构、一个柱塞式击针、发火件和导爆索。钢珠保险机构一般包括一个控制套、一个支承体和至少两个保险钢珠。在待发状态时，柱塞式击针被钢珠保险机构所夹持而不能下移。当钢珠保险机构解脱保险后，柱塞式击针在液垫压力作用下迅速下移，撞击发火件实现点火。
这样的点火系统是按如下方法使用的将射孔枪、起爆器、筛管、封隔器、激发器以及测试仪器依次连接下入油井并送到目的地层。在施工前井筒内已注满液体(例如水)。施工中要求在所下的油管内加注适当的液垫，以保证射孔前打开测试阀时激发器滑套上下压力基本平衡，并将井筒压力调整至设计值。点火之前，先座封封隔器，再打开测试阀。然后在封隔器之上的环形空间内加压使激发器滑套上移，牵动起爆器中钢珠保险机构解脱保险。柱塞式击针在液垫压力作用下迅速向下撞击发火件，实现点火。
这种点火系统的优点是可实现无电缆负压射孔、可以在激发器以上安装测试仪器，在射孔的同时对油井进行测试。
但是，在浅井低渗透(例如中国大庆地区)地层中，这种点火系统是不适用的。因为在这种油井中不允许或不能够充加足以推动柱塞式击针的液垫，否则会造成井筒压力大于地层压力而无法实现负压射孔。
为了提供一种可用于浅井低渗透地层的负压射孔点火系统，曾出现过一种井口投棒式的击发装置。这种点火系统的起爆器采用撞击式击针，通过从井口投入一个足够重的击棒撞击击针实现点火。这种点火系统能够在浅井低渗透油层实现负压射孔，在本实用新型之前，一直得到广泛的应用。
尽管这种办法可以有效地解决浅井低渗透地层中负压射孔的问题，但是由于在井口投棒要求从井口到起爆器的油管必须是通畅的，以保证击棒顺利通过各个油管与击针撞击。因此，在击针以上直至井口均不能装设任何有可能阻碍击棒下落的测试仪器。这造成射孔和测试必须分两步进行。
本实用新型的任务是设计一种适用于浅井低渗透地层，并允许射孔和油井测试同时进行的石油射孔器的点火系统。
上述任务通过以下技术措施得以实现。
利用已有的钢珠保险机构设计一种控制器，并用它夹持一个棒状击锤布置于起爆器上方足够远处；在起爆器中采用撞击式击针代替原有的柱塞式击针；仍利用已有的激发器触发控制器中的钢珠保险机构，利用击锤撞击击针实现点火。
本实用新型的构成如下一种石油射孔器的点火系统，包括一个激发器和一个起爆器，本实用新型的特征在于在激发器和起爆器之间的适当位置上还装有一个控制器，该控制器主要由一个夹持着一个棒状击锤〔8〕的钢珠保险机构〔13、5和7〕构成，布置于起爆器上方足够远处，起爆器中采用撞击式击针。
与已有的有液垫环空加压点火系统相比，本实用新型的石油射孔器点火系统无须利用液垫的压力推动击针，适用于浅井低渗透地层的无液垫负压射孔。这对于浅井低渗透压油田高产、稳产具有重要意义。
与已有的井口投棒式点火系统相比，本实用新型的石油射孔器点火系统保留了有液垫环空加压点火系统利用液体压力进行激发的优点，便于安装测试仪器，可以一次完成射孔和测试两步工序。
本实用新型的点火系统也同样适合在地层压力较高、必须充加液垫的油井中使用。在这种条件下的使用方法与已有的有液垫环空加压点火系统基本相同。由于不再利用液垫的压力推动击针实现点火，所以，其施工设计和施工过程本身都可得到一定的简化。
此外，因为本实用新型的点火系统可以同时满足有液垫和无液垫两种条件的使用要求，可以减少石油射孔器产品的种类，对油田的生产和管理都有好处。
本实用新型唯一的附图
是该点火系统的剖面图，其中与已有技术相同的激发器、封隔器、筛管、以及起爆器均被省略了，仅示出控制器的详细结构。与已有技术一样，这些部件之间都是采用锥形油管接头螺纹〔2〕借助于接箍〔9〕实现连接。
以下结合附图更详细地说明本实用新型的构成和使用方法。
本实用新型石油射孔器点火系统包括一个激发器，该激发器可以直接利用已有技术中有液垫环空加压点火系统的激发器，其作用也是完全相同的。
还包括一个如图所示的控制器，该控制器主要由一个钢珠保险机构和它所夹持的一个棒状击针构成。所说的保险机构包括一个可动的控制套〔13〕、一个固定的支承体〔7〕和至少两个保险钢珠〔5〕。与已有技术不同的是，这个钢珠保险机构不是直接控制着柱塞式击针，而是夹持着一个棒状的击锤〔8〕，布置在起爆器上方足够远处。在该击锤的上端设有定位用的环形槽〔14〕，用于同保险钢珠〔5〕配合。保险机构的支承体〔7〕同一个类似于一段油管的导向管〔12〕固定在一起，并能够同其他油管相连接。控制套〔13〕通过一段拉杆〔11〕和牵引钢丝绳〔10〕与激发器连接。所说的足够远指的是，当该击锤被释放后，在这一距离内可以加速到足以使击针被击发的动能。
该点火系统还包括一个带有撞击式击针的起爆器。这个起爆器与已有的井口投棒式点火系统中的起爆器是一样的，其击针的结构也是一样的。因此它的具体结构是已有技术的一部份。
本实用新型的使用方法与已有技术基本相同。依次将射孔枪、起爆器、控制器、封隔器和激发器连接后下到目的地层。如欲同时进行测井，应在封隔器以下、控制器之上接入一段筛管。测井仪器可以同已有技术一样安装在激发器以上。然后座封封隔器。在封隔器之上的环形空间内加压驱动激发器。这时，激发器的滑套上移，牵引控制器中钢珠保险机构的控制套〔13〕解脱保险，棒状击锤〔8〕向下降落并加速至足够的动能，与撞击式击针相接，实现点火。加速过程的长短可以通过增减控制器到起爆器之间的油管〔18〕长度来调整。
当把本实用新型的点火系统用于浅井低透地层射孔时，整个射孔过程不须要充加液垫，这可保证地层压力高于井筒压力，实现负压射孔。这一点是与已有技术不相同的，所以本实用新型也称为无液垫环空加压石油射孔器点火系统。
当把本实用新型的点火系统用于深井高渗透地层射孔时，可以与已有的有液垫环空加压射孔器一样使用。由于不必考虑液垫压力能否推动击针实现点火，所以可以适当简化施工设计过程和施工过程。
采用有液垫环空加压点火系统的激发器和井口投棒点火系统的起爆器，并按照以下的描述构成控制器，就能够方便地实施本实用新型。在使用中用到的封隔器、筛管和射孔枪等，均可以直接使用现有的产品。
在本实施例的点火系统中，控制器中钢珠保险机构的支承体〔7〕同导向管〔12〕的下端螺纹连接〔6〕。导向管的上端面中心设有一个导向孔〔3〕，以便让连接控制套〔13〕的拉杆〔11〕通过，并使之保持在中心线上。在导向管〔12〕的上部和支承体〔7〕的下部均带有锥形油管接头螺纹〔2〕，用于借助接箍〔9〕同其他油管〔例如18〕或部件(例如筛管或封隔器等)相接。
为了保证在张紧牵引钢丝绳时不至于使钢珠保险机构解脱保险，在所说的控制套〔13〕上沿圆周设有一个以上的紧固销钉〔15〕。在待发状态时该紧固销钉卡住控制套〔13〕和支承体〔7〕，使二者之间不能发生轴向移动。只要张紧钢丝绳的拉力不足以剪断这个紧固销钉，就不会导致误触发。当激发器被驱动并且张力超过该销钉的抗剪强度时，销钉被剪断，钢珠保险机构解脱保险。在本实施例中，这种紧固销钉沿圆周对称地布置两个。保险钢珠有三个。
为保证棒状击锤〔8〕顺利通过各个油管运动到起爆器处，在棒状击锤的下部带有头锥〔16〕。该头锥还有助于这种点火系统用于不大于45°的斜井内。在本实施例中，棒状击锤长约一米，直径约40毫米，重约10公斤。当落高大于一米时可以有效的击发。在控制器和起爆器之间接入一根油管时，这一距离增大至约9米，因此可保证击发无误。
为防止井筒内不同的压力对控制器造成不利影响，在所说的导向管〔12〕的侧壁上开有进液孔〔4〕，用于平衡控制器内外的压力。
值得一提的是，棒状击锤的最大动能应当限制在不至将油管冲断的限度之内。这可以通过限制击锤的重量和加速过程的长短来实现。一般地说，对于倾斜度不大于45°的油井，击锤重量大于10公斤，加速距离大于一根油管(约9米)都是没有必要的。
权利要求1.一种石油射孔器的点火系统，包括一个激发器和一个起爆器，本实用新型的特征在于在激发器和起爆器之间的适当位置上还装有一个控制器，该控制器主要由一个夹持着一个棒状击锤[8]的钢珠保险机构[13、5和7]构成，布置于起爆器上方足够远处，起爆器中采用撞击式击针。
2.如权利要求1所述的石油射孔器的点火系统，其特征是所说的钢珠保险机构的支承体〔7〕同导向管〔12〕的下端螺纹连接〔6〕，并且该支承体的下部带有锥形油管接头螺纹〔2〕。
3.如权利要求2所述的石油射孔器的点火系统，其特征是导向管〔12〕的上端面的中心有一为拉杆〔11〕定位的导向孔〔3〕，其侧壁上开有进液孔〔4〕。
4.如权利要求1至3所述的石油射孔器的点火系统，其特征是在控制套〔13〕的管壁上设有一个以上的紧固销钉〔15〕。
5.如权利要求4所述的石油射孔器的点火系统，其特征是棒状击锤〔8〕的下部带有头锥〔16〕。
专利摘要本实用新型提供一种无液垫环空加压石油射孔器点火系统。由激发器、控制器和起爆器组成。其控制器的钢珠保险机构夹持一个棒状击锤布置于起爆器上方足够远处，起爆器中采用撞击式击针。当激发器受到激励而牵动控制器时，钢珠保险机构释放棒状击锤，由该击锤撞击起爆器的击针实现点火。该系统特别适用于浅井低渗透压地层的射孔，允许射孔、测试同时进行。也可以正常地用于高渗透压地层的射孔。
文档编号E21B43/11GK2031837SQ8820809
公开日1989年2月1日 申请日期1988年7月9日 优先权日1988年7月9日
发明者史国贤 申请人:山西新建机器厂