专利名称：电射孔多次安全点火电路转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气井电射孔作业设备领域，具体是一种可以实现一次输 送分次点火射孔多个射孔层段的电射孔多次安全点火电路转换装置。
技术背景在油气井完井作业中，射孔作业是采油工艺中的重要一环。在有些油气井 中，含油、气的储层不连续，在射孔施工中需要分别对这些油气储层进行射孔。 如果采用常规的一次点火的电缆输送射孔方法，需要分次将射孔枪送入油气井 中，既延长作业周期，又增加作业成本。或直接在线路中设置二极管，通过电 路正接和电路反接实现一次输送、两次点火射孔两个储层；这种方法使误通电、 误点火的几率增加，作业的安全性得不到保障。 实用新型内容本实用新型的目的是针对上述电缆输送的需要分层射孔的油气井射孔作业 中存在的问题，提出一种可以安全、准确的进行电缆一次性输送、分次点火射 孔多个储层的电射孔多次安全点火电路转换装置。本实用新型的功能是这样实现的电射孔多次安全点火电路转换装置，包 括点火组件、点火头套筒、连接螺塞，点火组件密封设置在点火头套筒内，连 接螺塞将点火头套筒固定于射孔枪的枪接头内；所述的点火组件包括密封插针、 微动开关、开关杆、回位弹簧、点火组件接头、定位螺塞，所述的微动开关设 置有三个接线点和开关点，三个接线点分别通过导线与密封插针的金属插针连接；电缆芯线、上雷管线以及下雷管线分别通过点火密封套、正电点火密封套 以及负电点火密封套上的导线与密封插针的金属插针连接;开关杆设置在点火 组件接头内，开关杆末端的顶针对着微动开关的开关点弹片，开关杆和开关杆 末端的回位弹簧被定位螺塞固定在点火组件接头的内部。
所述的下雷管线与密封插针连接处密封有负电点火密封套；上雷管线与密 封插针连接处密封有正电点火密封套；电缆芯线与密封插针连接处设置有点火 密封套。
所述的电缆芯线、点火密封套、正电点火密封套与上层射孔枪的雷管线组 成的上层射孔枪发火线路中设置有限制电流的二极管；所述的电缆芯线、点火 密封套、负电点火密封套与下层射孔枪的雷管线组成的下层射孔枪发火线路中 设置有限制电流的二极管。
所述的密封插针可以是用螺纹的方式与点火组件接头连接。
所述的点火套筒的外部和枪接头上可以设置有密封圈。
所述的点火组件接头上可以设置有密封圈。
所述的开关杆上可以设置有密封圈。
所述的定位螺塞上可以设置有密封圈。
所述的密封插针上可以设置有密封圈。
所述的密封圈可以均为耐高温橡胶密封圈。
所述的点火头套筒的顶部可以设置有一个通孔。
本电射孔多次安全点火电路转换装置，既可以实现一次电缆输送、多次点 火射孔多个油气储层，又可以保证按设计的点火顺序点火。在下层射孔枪射孔 前，上层射孔枪发火电路处于断路状态，不会发生下层射孔枪未射孔而提前射孔上层射孔枪的情况。采用的二极管设计，可以选择电路正接点火和电路反接 点火，大大减少甚至消除因为误操作通电而导致的射孔枪提前射孔的事故。本 实用新型连接、操作简便，直接将其装入经改制的射孔枪接头内固定后，按常 规方法连接发火线路即可；可以反复多次使用，并且可以縮短作业周期，提高 作业的安全性，节约施工费用。
图1为本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置的管串示意图； 图2为本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置与枪接头连接的结构 示意图3为本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置的结构示意图； 图4为本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置点火组件示意图5为本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置微动开关的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图具体实例对本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置及 其工作方法进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型电射孔多次安全点火电路转换装置8是连接在上 层射孔枪5和下层射孔枪11之间的枪接头7内，通过连接螺塞16上的螺纹与 枪接头7固定连接。本实用新型内的点火密封套17上的导线与电缆1的芯线2 连接；正电点火密封套18的导线与上层射孔枪5内的电雷管6连接；负电点火 密封套23的导线与下层射孔枪11内的电雷管12连接。
如图2、图3、和图4所示，电射孔多次安全点火电路转换装置8，包括点火组件15、点火头套筒14、连接螺塞16。点火组件15密封设置在点火头套筒 14内，连接螺塞16将点火头套筒14固定于射孔枪枪接头7内。点火组件15 包括密封插针19、微动开关20、开关杆22、回位弹簧21、点火组件接头24和 定位螺塞25，点火组件接头24将密封插针19、正电点火密封套18、负电点火 密封套23、点火密封套17、微动开关20、开关杆22、回位弹簧21以及定位螺 塞25连接成一个整体。微动开关20上可以设置有三个接线点(o、 ck和cb) 和开关点27，三个接线点分别通过导线与设置在点火组件接头24上的金属插 针连接，电缆芯线2、雷管6的导线6-1以及雷管12的导线12-1与密封插针 19连接，分别通过点火密封套17、正点点火密封套18以及负电点火密封套23 上的导线与密封插针19的金属插针连接；开关杆22设置在点火组件接头24内， 开关杆22末端的顶针对着微动开关20的开关点外侧的弹片，开关杆22末端设 置有回位弹簧21，开关杆22和回位弹簧21被定位螺塞25固定在点火组件接 头24的内部。点火头套筒14的顶部设置有一个通孔，点火头套筒14的目的是 将点火头组件15装入其中，保护点火头组件24内部电路。密封插针19共设置 三个，使分别与其连接的电缆芯线2、雷管6的导线6-1以及雷管12的导线12-1 与微动开关20中的内部线路连接，上、下层射孔枪的发火电路通过密封插针 19与微动开关20内部的线路相连。
雷管12的导线12-1与密封插针19接处密封有负电点火密封套23;上雷管 6的导线6-1与密封插针19连接处密封有正电点火密封套18;电缆芯线2与密 封插针19连接处设置有点火密封套17。上述的点火密封套一般为橡胶密封套， 套在密封插针19上；对密封插针19起密封作用，使井内液体不能通过密封插 针19中心进入点火组件15内部损坏转换电路。电缆芯线2、点火密封套17、正电点火密封套18与上层射孔枪的雷管线组 成的上层射孔枪发火线路；电缆芯线2、点火密封套17、负电点火密封套23与 下层射孔枪的雷管线组成的下层射孔枪发火线路。上层射孔枪发火线路和下层 射孔枪发火线路中设置有限制电流的二极管26, 二极管26具有选择电流的作 用。二极管26可以是焊接在负电点火密封套23和正电点火密封套18内导线中 部，利用二极管26对电流的特性，限制电流的流向。其中，正电点火密封套 18内的导线与限制电流的二极管26可以为正向焊接，对电流有限制作用，当 电路正接时，允许电流通过密封插针19后通过二极管26;负电点火密封套23 内的导线与限制电流的二极管26可以为反向焊接，对电流有限制作用，当电路 反接时，允许电流通过密封插针19后通过二极管26。
微动开关20包括开关点和三个接线点，通过控制开关点状态来控制发火线 路。如图5所示，三个接线点通过三根导线分别与电缆芯线2、上层射孔枪5 的电雷管6的导线6-1以及下层射孔枪11的电雷管12的导线12-1连接。如图 5 — 1所示，开关点外侧有一个弹片，当开关点处于自然状态时，下层射孔枪发 火线路导通，上层射孔枪5发火线路断；如图5—2所示，当开关杆22通过压 T弹片将微动开关20的开关点27弹片压下后，下层射孔枪发火线路断开，上 层射孔枪发火线路导通。
开关杆22在下层射孔枪11未射孔时，开关杆处于自然状态，微动开关20 处于自然状态。下层射孔枪ll射孔后，井内压力进入射孔枪内部，推动开关杆 压縮回位弹簧21并向上移动，压下微动开关20的开关点弹片，上层射孔枪5 的发火线路接通，下层射孔枪11的发火线路断开。回位弹簧21在上述开关杆 22不受井内压力作用时，将开关杆22定位，使之不能滑动，保证在下层射孔枪射孔前所述微孔开关20的开关点不被压下，在下层射孔枪11射孔前，上层 射孔枪5的发火电路处于断路状态。
点火头套筒14外部的两个密封圈、点火组件接头24上的四个密封圈、开 关杆22上的两个密封圈、定位螺塞25上的两个密封圈、点火密封套17、正电 点火密封套18、负电点火密封套23以及密封插针19上的密封圈，保持点火头 组件的密封；这些密封圈可以在15 20(TC的条件下，在48h以内保持其良好 的密封性能。
密封插针19是用螺纹的方式与点火组件接头24连接，其内部的金属插针 与点火头组件接头24绝缘，是发火线路的组成部分；其外部有两个密封圈，使 井内液体不能通过密封插针侧面进入该电路转换内部。
工作的时候，从井口通电，电流通过电缆芯线2、点火密封套17的导线、 微动开关20的内部电路、负电点火密封套23的导线以及电雷管12的导线后， 引爆电雷管12。电雷管12引爆导爆索9，导爆索9引爆射孔弹10。射孔弹IO 爆炸后产生的金属射流将下层射孔枪11的枪管穿孔，并穿入地层13 —定深度。 油气井内的液体通过下层射孔枪11枪管上的孔眼进入下层射孔枪11内部。
油气井内的压力推动开关杆22压縮回位弹簧21向上滑动。压下微动开关 20的开关点。微动开关的内部电路转换为上层射孔枪5的发火电路。从井口通 电，电流通过电缆芯线2、点火密封套17的导线、微动开关20的内部电路、 正电点火密封套18的导线以及电雷管6的导线后，引爆电雷管6。电雷管6引 爆导爆索3，导爆索3引爆射孔弹4。射孔弹4爆炸后产生的金属射流将上层射 孔枪5的枪管穿孔，并穿入地层一定深度。
权利要求1.电射孔多次安全点火电路转换装置，包括点火组件、点火头套筒、连接螺塞，点火组件密封设置在点火头套筒内，连接螺塞将点火头套筒固定于射孔枪枪接头内，其特征在于所述的点火组件包括密封插针、微动开关、开关杆、回位弹簧、点火组件接头、定位螺塞，电缆芯线、上雷管线以及下雷管线分别通过点火密封套、正电点火密封套以及负电点火密封套上的导线与密封插针的金属插针连接，所述的三个金属插针分别通过导线与微动开关中的接线点连接；开关杆设置在点火组件接头内，开关杆末端的顶针对着微动开关中开关点弹片，开关杆和开关杆末端的回位弹簧被定位螺塞固定在点火组件接头的内部。
2. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于-所述的下雷管线与密封插针连接处密封有负电点火密封套；上雷管线与密封插 针连接处密封有正电点火密封套；电缆芯线与密封插针连接处设置有点火密封套。
3. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于 所述的电缆芯线、点火密封套、正电点火密封套与上层射孔枪的雷管线组成的上层射孔枪发火线路中设置有限制电流的二极管；所述的电缆芯线、点火密封 套、负电点火密封套与上层射孔枪的雷管线组成的下层射孔枪发火线路中设置有限制电流的二极管。
4. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于所 述的密封插针是用螺纹的方式与点火组件接头连接。
5. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于 所述的点火套筒的外部和枪接头上设置有密封圈。
6. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于 所述的点火组件接头上设置有密封圈。
7. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于 所述的开关杆和定位螺塞上设置有密封圈。
8. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于-所述的密封插针上设置有密封圈。
9. 如权利要求1所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于-所述的点火头套筒顶部有一个通孔。
10. 如权利要求5、 6、 7或8所述的电射孔多次安全点火电路转换装置，其特征在于所述的密封圈均为耐高温橡胶密封圈。
专利摘要电射孔多次安全点火电路转换装置，点火组件中的微动开关设置有三个接线点和开关点，三个接线点分别通过导线与密封插针的金属插针连接，电缆芯线、上雷管线以及下雷管线分别通过点火密封套、正电点火密封套以及负电点火密封套与密封插针插的金属插针连接；开关杆设置在点火组件接头内，开关杆末端的顶针对着微动开关的开关点弹片，开关杆末端设置有回位弹簧，开关杆被定位螺塞固定在点火组件接头的内部。本实用新型连接、操作简便，直接将其装入射孔枪接头内固定后，按常规方法连接发火线路即可；可根据施工需要调整点火方法；可以反复多次使用，并且可以缩短作业周期，提高作业的安全性，节约施工费用。
文档编号E21B43/119GK201218089SQ20082004854
公开日2009年4月8日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者吴治华, 王继贤, 宇 陈 申请人:中国航天科技集团公司川南机械厂