专利名称：压力起爆/开孔复合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油射孔作业技术领域，主要涉及加压起爆射孔作业使用的一种压力开孔起爆装置。
技术背景众所周知，钻井的目的在于获得石油、天然气这种工业能源，完井射孔的目的在于获得油、气的最大产量。射孔施工设计、射孔器材设备和工艺技术对一口井的产量起非常重要的作用。
油管传输射孔工艺分为常开式射孔工艺和常闭式射孔工艺。在完井射孔中若遇到稠井油、高压井和负压井时一般选择常闭式射孔工艺。然而，采用常规的常闭式射孔工艺管串射孔，由于开孔器和压力起爆器都是采用承压销钉控制压力起爆和压力开孔，且承压销钉各自独立，这样不仅设计上繁杂，而且由于这两者的设计不同，在销钉的选取、销钉材料的不同及制造等方面带来的误差都可能造成压力起爆和压力开孔不能同步，经常出现开孔器先开孔，油管的压力加不上，起爆器不能发火，造成返工；或者出现起爆器已经发火，而开孔器打不开等质量问题，给施工带来许多不便，更重要的是给施工增加了不安全因素。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，突破常规的常闭式射孔施工中压力起爆器和压力开孔器不能同步作用的技术难关，提供一种将压力起爆器和压力开孔器复合成一个整体式的压力起爆、开孔复合装置，该装置只要压力起爆器作用了，开孔器就一定能开孔。
为解决上述问题，本实用新型包括压力起爆器、压力开孔器、解脱机构，所述的压力起爆器包含下本体、活塞组件、火工组件，活塞组件含有活塞、活塞套、承压销钉、击针，击针与活塞固连，活塞通过承压销钉固连在活塞套中，活塞组件和火工组件均安装在下本体的内孔中且击针与火工组件相邻；所述的压力开孔器包含上本体、滑套、内筛管、外筛管，上本体开有油/套连通孔道，其一端与外筛管一端固连且另一端与所述的下本体固连，内筛管与滑套位于上本体的内孔中，且内筛管的一端与滑套一端固连，滑套与上本体内孔滑动配合，内筛管的另一端伸向外筛管中；所述的解脱机构包含挡套、撞杆、撞杆套、至少3个钢珠，挡套的内孔带有一个环形槽且挡套一端与滑套的另一端固连，撞杆套带有定位突沿，撞杆套以突沿为界一端位于下本体的内孔中且另一端位于档套的内孔中，撞杆套在与挡套环形槽相对应的轴向位置上开有相应的钢珠孔，位于撞杆套内的撞杆与活塞相邻且同轴，所述的钢珠位于挡套的环形槽内且通过撞杆套上的钢珠孔与撞杆接触并将挡套的轴向位置锁定。
本实用新型将与射孔枪和油管共同组成射孔管串，当本实用新型随射孔管串下放到目的层效深后，需从井口向井内加压，当井筒内压力大于本实用新型压力起爆器承压销的钉剪切值时，承压销钉被剪断，活塞和撞杆同时向下运动，击针击发火工组件，本实用新型实现起爆功能；由于撞杆向下运动，解脱机构中的钢珠落入撞杆套中，挡套被解脱，此时，滑套和挡套在井下压力的作用下一起沿着上本体的内孔壁向上滑动，当滑套带着挡套移动到超过油套连通孔道位置时，本实用新型实现开孔功能。与现有技术中各自独立的压力起爆器和压力开孔器相比，本实用新型通过一个解脱机构将压力起爆器和压力开孔器有机地复合为一体，并只用一套承压销钉就实现了压力起爆与压力开孔两种功能，且通过解脱机构的挡套、撞杆、钢珠三者之间的巧妙配合，使上述两种功能可以同步实现。为此，本实用新型不仅简化了射孔管串的结构、降低了生产成本，而且提高了油管传输的安全性和可靠性。
图1是本实用新型组成示意图。
图2是本实用新型第一优选实施例示意图。
图3是本实用新型第二优选实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图及优选实施例对本实用新型作进一步的详述。
正如图1所示，本实用新型包括压力开孔器A、解脱机构B、压力起爆器C。图2是本实用新型的第一优选实施例，在该实施例中，压力起爆器C的下本体9是该组件各零件的承载体，由40Cr钢或该牌号以上的优质钢制作，该零件的中心孔由三个不同孔径的孔构成，火工组件10、活塞组件、解脱机构的一部分依次放置在这三个孔中，下本体9的两端均带有外螺纹，装有火工组件10这一端的外螺纹将与射孔枪连接。活塞组件含有活塞7、击针、活塞套8、承压销钉6和密封组件16。承压销钉6是本实用新型的核心技术，依据大量的实验结果，本优选实施例选用10个承压销钉6并分两组，选用HPb-59黄铜和20Cr钢材料制作，根据所需要承受的压力值确定销钉的直径。活塞7与活塞套8的原材料均为工具钢且经热处理加工而成，活塞7通过10个承压销钉6固定在活塞套8中。为了有效地利用能量，本实施例将活塞7与击针制作成一体，并在油管内的压力作用下一起向下运动。火工组件10由耐高温元件如火帽、雷管、扩爆管、火帽座和密封件等构成，上述火工元件的耐温指标分别为180℃、48h和230℃、48h两类，密封件选用氟橡胶材料制作。解脱机构B包含均由优质钢材制作的挡套3、撞杆套4、撞杆5、5颗钢珠11，挡套3的一端带有外螺纹，内孔带有一个环形槽，挡套3的外螺纹端与滑套2的另一内螺纹端连接。撞杆套4是一个中间带有定位突台的筒状体，突台一端的筒壁上开有相应的钢珠孔，此端由挡套3的另一端口进入挡套3内孔且钢珠孔的位置与挡套3的环形槽相对，突台端面与挡套3的端面相接触；撞杆套4突台另一端的筒体位于下本体9的一个内孔中并通过密封件16密封，其突台端面与下本体9的端面接触，密封件16采用丁晴(氟)橡胶材料制作。撞杆5位于撞杆套4内，其一端与活塞7的端面相邻且与活塞7同轴。钢珠11位于挡套3的环形槽内并通过撞杆套4上的钢珠孔与撞杆5接触并将挡套3的轴向位置锁定。压力开孔器A的上本体1由金属材料制作，以保证本实用新型在整个射孔管串中的强度；上本体1的两端和中间的一段均带有内螺纹，其本体壁上开有油/套连通孔道12且有几处部位的壁厚不相等，上本体1的一端与外筛管15的一端螺纹固连，其另一端与下本体9螺纹连接并用销钉固死。滑套2带有定位端面，滑套2的小直径一端与内筛管14的一端螺纹连接，滑套2通过密封组件16安装在上本体1的内孔中，内筛管14的另一端伸向外筛管15的管体中，滑套2与上本体1内孔的接触部位为滑动配合，本实用新型在起爆和开孔之前，油/套连通孔道12始终被滑套2堵住。内筛管14和外筛管15的主要作用是防沙和减震，外筛管15阻隔了油管内各种锈蚀、腐蚀物和液体的泥沙、杂物进入本实用新型的内部，防止堵塞滑套2、撞杆5、钢珠11挡套3的配合间隙，从而保证各组件按设计要求正常运动，保证施工作业的成功。此外，在下油管过程中由于管串的的下放速度、井口加水和遇阻等都会造成油管内的压力瞬间增大几十个MPa，采用内筛管14和外筛管15就可以分两次将瞬间产生的高压力给过滤掉，从而防止瞬间增大的压力对承压销钉6的猛烈冲击，使承压销钉6提前被剪断，造成误射孔的事故发生。
图3示出了本实用新型的第二优选实施例。该实施例与第一优选实施例的不同之处是，为了加工和装配方便，将上本体1截短一半，另一半被一个连接套13替代，连接套13为两端带有内螺纹的套管，其上开有油/套连通孔道12，上本体1和下本体9分别与连接套13的两端螺纹连接。
权利要求1.一种压力起爆/开孔复合装置，包括压力起爆器[C]、压力开孔器[A]，所述的压力起爆器[C]包含下本体[9]、活塞组件、火工组件[10]，活塞组件含有活塞[7]、活塞套[8]、承压销钉[6]、击针，击针与活塞[7]固连，活塞[7]通过承压销钉[6]固连在活塞套[8]中，活塞组件和火工组件[10]均安装在下本体[9]的内孔中且击针与火工组件[10]相邻；所述的压力开孔器[A]包含上本体[1]、滑套[2]、内筛管[14]、外筛管[15]，上本体[1]开有油/套连通孔道[12]，其一端与外筛管[15]一端固连且另一端与所述的下本体[9]固连，内筛管[14]与滑套[2]位于上本体[1]的内孔中且内筛管[14]的一端与滑套[2]一端固连，滑套[2]与上本体[1]内孔滑动配合，内筛管[14]的另一端伸向外筛管[15]中；其特征在于还包括解脱机构[B]，所述的解脱机构[B]包含挡套[3]、撞杆[5]、撞杆套[4]、至少3个钢珠[11]，挡套[3]的内孔带有一个环形槽且挡套[3]一端与所述滑套[2]的另一端固连，撞杆套[4]带有定位突沿，撞杆套[4]以定位突沿为界一端位于所述下本体[9]的内孔中且另一端位于档套[3]的内孔中，撞杆套[4]在与挡套[3]环形槽相对应的轴向位置上开有相应的钢珠孔，位于撞杆套[4]内的撞杆[5]与所述活塞[7]相邻且同轴，所述的钢珠[11]位于挡套[3]的环形槽内且通过撞杆套[4]上的钢珠孔与撞杆[5]接触并将挡套[3]的轴向位置锁定。
2.根据权利要求1所述的压力起爆/开孔复合装置，其特征在于所述的上本体[1]和下本体[9]通过一个连接套[13]连接，所述的油/套连通孔道[12]开在所述的连接套[13]上。
专利摘要本实用新型公开了一种压力起爆/开孔复合装置，该装置由压力起爆器、解脱机构、压力开孔器组成，其主要特点是，解脱机构将压力起爆器和压力开孔器有机地结合在一起，在本实用新型作用之前，解脱机构通过其挡套、钢珠、撞杆的配合将压力开孔器滑套的轴向位置锁定，使滑套始终堵着油/套连通孔道，当压力起爆器开始作用时，解脱机构使滑套解脱，滑套在油套内部压力的作用下，沿撞杆运动的相反方向运动，最终离开油/套连通孔道，使本实用新型实现开孔功能。本实用新型只用一套承压销钉就实现了压力起爆与压力开孔两种功能，且两种功能是同步实现的。因此，本实用新型不仅简化了射孔管串的结构、降低了生产成本，而且提高了油管传输的安全性和可靠性。
文档编号E21B43/11GK2844431SQ20052007886
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月6日 优先权日2005年6月6日
发明者王秀芝, 樊武龙, 刘攻权, 惠嘉 申请人:中国兵器工业第二一三研究所