专利名称：投棒自动开孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油管传输射孔装置，尤其涉及一种投棒自动开孔装置，可适用于油井开发，尤其适用于气井作业中。
背景技术：
在油气井的射孔作业过程中，投棒开孔是一种常用的开孔方式，此种开孔方式指从井口投下投放棒，投放棒在自身重力作用下下落，同时在管串中井液的阻力作用下，投放棒经过一定时间后会匀速下落，最终投放棒撞击连在装置中的剪切销，剪切销被撞断，井液由剪切销断裂中空处进入隔层，推动该装置中心零件运动，实现开孔，例如，中国专利号200420003372.1公开了的“投棒解锁自动负压起爆激发装置”。投棒开孔方式要求投放棒以一定的速度撞击剪切销，才能够撞断剪切销实现开孔，同时，需要利用井液压力进入隔层推动滑动中心轴运动，才能实现开孔。因此，采用现有的投棒解锁开孔装置存在如下问题:一、当管串中的井液很脏(如含有泥沙等污物)，导致降低投放棒的匀速下落速度，将不能可靠实现解锁。。二、当井液较脏时，采取的一种解决方法是不使用筛管(即环空井液不能流入管串)，并在管串中灌满干净的清水，但当管串提出井口时油管中的清水不方便排出，容易污染井口。三、其开孔动作依赖于井内压力，不适合在气井中使用。传统投棒开孔装置利用滑动中心轴上的台阶设置和O形密封圈密封，使得在纵向上上下环形面积不同。当井液从剪切销被撞断的中空处进入隔层时，由于井液各个方向压力(强)相同，作用面积不同，则形成压力差，使得向上(下)推动滑动中心轴的压力始终大于向下(上)推动滑动中心轴的压力，在此压差作用下，迫使滑动中心轴向上(下)运动，当运动到滑动中心轴上台阶接触止动台阶时，滑动中心轴不再运动，同时，滑动中心轴上设置的卡圈自动伸出，卡住滑动中心轴不会反向运动。滑动中心轴的运动使得其离开原先密封外部开孔的位置，外部开孔得以与内部连通，形成油套连通。由上述可以看出，传统投棒开孔装置必须在井底存在足够大的压力情况下才能实现开孔动作。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有投棒开孔装置存在的上述问题，提供一种投棒自动开孔装置，本实用新型使滑动中心轴上下自动存在压差，保证能够有效实现开孔。同时，在形成开孔之后，滑动中心轴上的平衡孔使得隔层内上下环形面积相同，滑动中心轴不会在井下压力作用下运动，不会影响开孔，开孔状态被锁定，可适用于油井和气井。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:一种投棒自动开孔装置，包括上接头、下接头、剪切销和滑动中心轴，上接头与下接头连接，下接头上设有开孔，其特征在于:所述滑动中心轴与上接头之间形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔，剪切销设置在上密封腔对应的滑动中心轴上，上密封腔内设置有密封液，下平衡腔内设置有在剪切销断开后使滑动中心轴向上运动将开孔与油套环空连通的弹力机构，且滑动中心轴上设置有将下平衡腔与滑动中心轴内腔连通的连通孔。所述弹力机构为矩形弹簧，所述矩形弹簧套设在滑动中心轴下部且限位在下接头的上台阶处。所述滑动中心轴一端设置有与上接头配合的密封圈，另一端设置有与下接头配合的密封圈，上接头与下接头连接处设置有密封圈，螺塞与上接头连接处设置有密封圈，剪切销钉与滑动中心轴连接处设置有密封圈，上密封腔与下平衡腔之间设置有密封圈。所述上接头上开有密封液注入口，密封液注入口处开有与上密封腔连通的排气孔。采用本实用新型的优点在于:一、由于本实用新型滑动中心轴上的连通孔使滑动中心轴上下环形面积相同，在井底有无压力的情况下都不会使滑动中心轴运动，滑动中心轴只受到来自矩形弹簧的弹力作用，保证了实现开孔；在形成开孔之后，滑动中心轴由矩形弹簧支撑，使得滑动中心轴不会反向运动关闭开孔，影响使用；正是由于本实用新型开孔动作与井底压力无关的原因，所以本实用新型适用于在井底压力较低的气井中使用，同时，在井底存在较大压力的油井中同样适用。二、本实用新型各密封处采用O形圈密封方式，密封安全可靠，在密封腔注密封液处，开有两个相同排气孔，保证在注密封液时不会因为排不出空气而出现注不满的现象。三、本实用新型矩形弹簧的设置使得滑动中心轴上不用在开槽装入卡圈，滑动中心轴不再有壁厚较薄的弱点，更好的利用了空间。四、本实用新型在上密封腔内设置有密封液，由于液体不可压缩性，在上密封腔内的密封液使得滑动中心轴在剪切销未断的情况下不会运动，保证了剪切销未断时候的密封效果。
图1为本实用新型结构示意图图中标记为:1、上接头，2、滑动中心轴，3、密封圈，4、剪切销，5、矩形弹簧，6、下接头，7、开孔，8、下平衡腔，9、密封液，10、连通孔，11、密封液注入口，12、排气孔。
具体实施方式
一种投棒自动开孔装置，包括上接头1、下接头6、剪切销4和滑动中心轴2，上接头I与下接头6连接，下接头6上设有开孔7，所述滑动中心轴2与上接头I之间形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔8，剪切销4设置在上密封腔对应的滑动中心轴2上，上密封腔内设置有密封液9，下平衡腔8内设置有在剪切销4断开后使滑动中心轴2向上运动将开孔7与油套环空连通的弹力机构，且滑动中心轴2上设置有将下平衡腔8与滑动中心轴2内腔连通的连通孔10。本实用新型中，密封液9的优选实施方式选择为硅油，但并不局限于硅油，与硅油性质等同的液体也可以。本实用新型的优选实施方式为，所述弹力机构为矩形弹簧5，矩形弹簧5的设置方式为矩形弹簧5套在滑动中心轴2下部，装入上接头I中，安装时将下接头6与上接头I连接，下接头6上台阶顶住矩形弹簧5，使得矩形弹簧5拥有一定预压缩量。弹力机构并不局限于矩形弹簧，也可采用现有技术中的其它弹力机构。本实用新型的又一优选实施方式为，所述滑动中心轴2通过限位机构限位在上接头上，所述限位机构可以为限位台阶。本实用新型的又一优选实施方式为，所述上接头上开有密封液注入口 11，密封液注入口 11处开有与上密封腔连通的排气孔12。密封液注入口 11和排气孔12用螺塞密封。本实用新型的又一优选实施方式为，所述滑动中心轴2 —端设置有与上接头I配合的密封圈3，另一端设置有与下接头6配合的密封圈3，上接头I与下接头6连接处设置有密封圈3，螺塞与上接头I连接处设置有密封圈3，剪切销4与滑动中心轴2连接处设置有密封圈3，上密封腔与下平衡腔8之间设置有密封圈3。密封圈优选为O形密封圈。本实用新型的工作原理为:将本实用新型连接在射孔管柱中下入井内，需要开孔时投入投放棒，投棒会撞断剪切销4，剪切销4在外径削弱处断开，由于该处剪切销4内部中空，与密封腔连通，则在剪切销4断开后，上密封腔内密封液9与滑动中心轴2内部连通，在弹簧力作用下，滑动中心轴2向上运动,密封液9被挤出上密封腔,装有密封液9的上密封腔形成滑动中心轴2的运动空间，滑动中心轴2在弹簧力作用下向上运动，下接头6上开孔7露出，形成开孔，连通油套环空。
权利要求1.一种投棒自动开孔装置，包括上接头(I)、下接头(6)、剪切销(4)和滑动中心轴(2)，上接头(I)与下接头(6)连接，下接头(6)上设有开孔(7)，其特征在于:所述滑动中心轴(2)与上接头(I)之间形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔(8)，剪切销(4)设置在上密封腔对应的滑动中心轴(2)上，上密封腔内设置有密封液(9)，下平衡腔(8)内设置有在剪切销(4)断开后使滑动中心轴(2)向上运动将开孔(7)与油套环空连通的弹力机构，且滑动中心轴(2)上设置有将下平衡腔(8)与滑动中心轴(2)内腔连通的连通孔(10)。
2.根据权利要求1所述的投棒自动开孔装置，其特征在于:所述弹力机构为矩形弹簧(5)，所述矩形弹簧(5)套设在滑动中心轴(2)下部且限位在下接头(6)的上台阶处。
3.根据权利要求1或2所述的投棒自动开孔装置，其特征在于:所述滑动中心轴(2)—端设置有与上接头(I)配合的密封圈(3)，另一端设置有与下接头(6)配合的密封圈(3)，上接头(I)与下接头(6)连接处设置有密封圈(3)，剪切销(4)与滑动中心轴(2)连接处设置有密封圈(3)，上密封腔与下平衡腔(8)之间设置有密封圈(3)。
4.根据权利要求1或2所述的投棒自动开孔装置，其特征在于:所述上接头(I)上开有密封液注入口( 11 )，密封液注入口( 11)处开有与上密封腔连通的排气孔(12 )。
专利摘要本实用新型公开了一种投棒自动开孔装置，包括上接头、下接头、剪切销和滑动中心轴，所述滑动中心轴与上接头之间形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔，剪切销设置在上密封腔对应的滑动中心轴上，上密封腔内设置有密封液，下平衡腔内设置有在剪切销断开后使滑动中心轴向上运动将开孔与油套环空连通的弹力机构，且滑动中心轴上设置有将下平衡腔与滑动中心轴内腔连通的连通孔。本实用新型使滑动中心轴上下自动存在压差，保证能够有效实现开孔。同时，在形成开孔之后，滑动中心轴上的平衡孔使得隔层内上下环形面积相同，滑动中心轴不会在井下压力作用下运动，不会影响开孔，开孔状态被锁定，可适用于油井和气井。
文档编号E21B43/11GK202954794SQ201220617488
公开日2013年5月29日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者林可谋, 重成兴, 曹大勇, 李浩然 申请人:中国航天科技集团公司川南机械厂