专利名称：用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种撞击解锁安全起爆装置，尤其涉及一种适用于油气井射孔作业起爆射孔枪的安全起爆装置。
背景技术：
起爆装置是由机械总成和起爆器火工件组成，用于油气井完井作业时起爆射孔器的点火装置，按照作业方式分为撞击起爆装置、压力起爆装置、撞击与压力结合激发起爆装置。在目前采用撞击起爆装置作为起爆源的射孔工艺中，投棒后可能出现某些原因造成起爆器未起爆现象，使得射孔枪没有被起爆射孔，需要返工，这样在提枪过程中就比较危险，有误射孔甚至井口伤人的可能。为了提高射孔安全性，避免上提管串过程中误起爆，在起爆装置下端连接专门的安全传爆接头，但由于二者是分开的两个独立装置，使用时需要增加操作工序及使用成本，有些用户为了降低使用成本而不愿意使用。已知美国欧文公司生产的一种安全机械点火头具有安全起爆性能，但是其结构上存在一些问题:在使用过程中需要用户另外配装导向喉口、雷管座以及连接接头，使用过程较为费时；结构复杂，对油气井内使用环境要求较高，应用于我国内老旧油井、脏井时，不易排砂。因此，需要开发一种安全起爆装置，适用于国内油气井，在遇到投棒后射孔枪不能正常引爆需要提枪情况下，整个上提过程非常安全，可充分保障作业人员安全性，为用户提供很重要的安全保障，同时也为其节约了使用成本。
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，本发明提出一种用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，为油气井射孔起爆作业提供一种操作简便，具有安全保障的起爆装置，以提高起爆装置操作过程的安全性。技术方案一种用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，其特征在于包括本体1、撞击套2、撞针3、安全销钉4、支承座5、起爆器6和钢珠10 ;所述本体I的管壁上带有数个进液孔和两个排砂窗口，上端外部带有与油管连接的外螺纹，下端外部带有与射孔枪连接的密封槽和外螺纹，下端内部为台阶状通孔；所述的撞击套2是一顶部设有撞击圆台，颈部圆滑过渡，内部为带顶空心圆柱，沿顶部向下的内壁上设有多个长槽孔，长槽孔下部对称设有两个大圆通孔，大圆通孔下部设有两个小圆通孔；所述的撞针3为一上部带有蜂腰结构的旋转体，中部设有两个密封槽，下部为针状结构；所述的支承座5是一带有内台阶孔的凸型圆柱体，其大直径端的外柱面为公螺纹，上端管壁上设有两个对称分布的盲孔和通孔，且通孔与盲孔上下对齐；所述本体1、撞击套2、撞针3、安全销钉4、支承座5、起爆器6和钢珠10的连接关系为:支承座5置入撞击套2的空心圆柱内，位于长槽孔下方，采用安全销钉4通过撞击套2的小圆通孔和支承座5上的盲孔进行固定；支承座5上端安装撞针3，撞针3的蜂腰部位3-1与支承座的两个通孔平齐，两个钢珠置入通孔中锁住撞针3，支承座5下端采用螺纹固定起爆器6 ;所述撞针3中部的两个密封槽与支承座5之间设有密封圈；将装好撞击套2、撞针3、钢珠10和安全销钉4的支承座从本体I下端外螺纹端装入固定连接。所述支承座5的上部的无孔两侧距顶端2.5mm处4b_l铣平至台阶面4b_2。所述支承座5与起爆器6之间设有密封槽，密封槽内设有密封圈。 所述的两个安全销钉4为铜销钉。有益效果本发明提出的一种用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，采用两个钢珠及安全销钉将撞针锁紧在支承座内，在撞针未解锁及解锁后无压力情况下，装置安全不起爆，提高了射孔作业地面操作人员的安全性；本发明的优点是装配简便，安全性高，适用于大量生产。有益效果体现在以下几个方面:1、由于使用钢珠将撞针锁紧在支承座内，只有当安全销钉被投棒撞击剪断，撞击套下行释放出钢珠后，撞针才可以解锁。2、由于撞针上带有密封圈，如果在地面受到意外撞击使安全销钉被剪断，钢珠脱落，撞针只有瞬间受到在大于额定压力MPa级别条件下才可以激发火工件，确保地面人员安全。3、由于装置本体上端设有数个圆孔利于反洗作业，两个大排砂窗口可避免装置内堆积沉砂，尤其适用于国内部分老旧井作业。4、由于撞击套一周有多个长槽孔，有利于装置下井后排水进压。支承座顶端设有台阶可以防止下井过程中夹砂。5、装配简便，安全性高，适用于大量生产。
图1:本发明结构示意图；图2:图1中撞击套2的结构示意图；图3:图1中撞针3的结构示意图；图4:图1支承座5的结构示意图；1-本体、2-撞击套、2-1-长槽孔、2-2-大圆通孔、2_3_小圆通孔、3-撞针、3_1_蜂腰部位、4-安全销钉、4a-l-通孔、4a-2-盲孔、5_支承座、6-起爆器火工件、7-第一密封圈、8-第二密封圈、9-第三密封圈、10-钢珠。
具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:正如图1所示，本发明的优选实施例包括装置本体1、撞击套2、撞针3、两个安全销钉4、支承座5、起爆器6火工件、密封圈7、8、9和两个钢珠10。装置本体I外形结构与专利CN201120158524.5中本体结构一致，外壁上带有数个径向进液孔和两个矩形排砂窗口，上端带有与油管连接的外螺纹，下端带有与射孔枪连接的密封槽与外螺纹。本体下端由外向内为台阶孔及螺纹孔，螺纹孔为连接支承座的M42X2螺纹孔，台阶孔由直径036mm的圆柱孔和032mm的圆柱孔构成。如图2所示，撞击套2是一顶部留有撞击圆台，颈部圆滑过渡，中部设有多个长槽孔，下部对称设有两个大圆通孔和两个小圆通孔的带顶空心圆柱。撞击套2选用TlO或T8材料制作，中部外壁有6个长槽孔2-1，空心圆柱内腔直径为030mm，两个大圆通孔2-2直径为014mm，两个小圆通孔2-3直径为05.2mm，撞击套2底部边缘内外均倒角。撞针3结构如图3所示，为一带有蜂腰结构的旋转体，最大外径为020mm，其蜂腰部位3-1与最大外径处圆滑过渡。中部装有两道密封圈，撞针3的针尖端圆柱直径为
02.1 mnu两个安全销钉4由黄铜HPb59_l材料制成，两端均倒角。支承座5如图4a所示，是一带有内台阶孔的凸型圆柱体。其外柱面下端设有外螺纹，中部有两个密封槽，上端外管壁上有两个通孔4a_l和两个盲孔4a_2。通孔4a_l和盲孔4a-2在管壁上对称分布且上下对齐，盲孔4a-2深度为3mm。如图4b所示，支承座5的上部无孔两侧距顶端2.5毫米处4b-l铣平面至台阶处4b-2，支承座5内部为一台阶孔，底端为M24x4螺纹孔，上部内孔直径为020mm，台阶处倒圆角。支承座5下端的螺纹用于固定起爆器6。起爆器6为撞击起爆装置类通用火工件，外部带有密封圈7，内部依次装有火帽、雷管、扩爆管。两个钢珠10为符合国标GB/T308-2002的08ram钢珠。本优选实施例的装配工艺是，先将两个密封圈9装在撞针3的两道密封槽内，在密封圈上涂抹少量黄油后将撞针大端从支承座底端螺纹孔内装入到支承座顶端，撞针3的蜂腰位置要求与支撑座上通孔4a-2平齐；将两个钢珠10分别装入到支撑座上通孔4a-2内，然后将支承座5的顶端朝向撞击套，并装入到其空腔内，直到支承座5上盲孔4a-2与撞击套2的小圆孔2-3对齐；将两个安全销钉4装入撞击套的小圆孔2-3内，安全销钉4的端面不应超出撞击套侧面；将装好撞击套2、撞针3、钢珠10和安全销钉4的支承座从装置本体I的公螺纹端装入，最后将起爆器6装入到支承座螺纹孔内构成撞击解锁安全起爆装置。本优选实施例通过装置本体I 一端的木螺纹与上级油管连接，一端装配两个密封圈8后与下级射孔枪相连。本发明的工作过程是，撞击套2的撞击圆台接收到外力作用投棒撞击时开始下行，剪断两个安全销钉4后下行，支承座5内两个钢珠10滚出，解锁撞针3，撞针3瞬间受到井液压力作用撞击到起爆器6，最后起爆器输出爆轰波引爆射孔枪。本发明的第二个优选实施例与第一个优选实施例的不同点是，根据器材耐压指标不同，撞针3大端直径减小到014mm，支承座，撞击套直径相应减小，可承受压力lOOMPa，适用于高压井况。
权利要求
1.一种用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，其特征在于包括本体(I)、撞击套(2)、撞针(3)、安全销钉(4)、支承座(5)、起爆器(6)和钢珠(10);所述本体(I)的管壁上带有数个进液孔和两个排砂窗口，上端外部带有与油管连接的外螺纹，下端外部带有与射孔枪连接的密封槽和外螺纹，下端内部为台阶状通孔；所述的撞击套(2)是一顶部设有撞击圆台，颈部圆滑过渡，内部为带顶空心圆柱，沿顶部向下的内壁上设有多个长槽孔，长槽孔下部对称设有两个大圆通孔，大圆通孔下部设有两个小圆通孔；所述的撞针(3)为一上部带有蜂腰结构的旋转体，中部设有两个密封槽，下部为针状结构；所述的支承座(5)是一带有内台阶孔的凸型圆柱体，其大直径端的外柱面为公螺纹，上端管壁上设有两个对称分布的盲孔和通孔，且通孔与盲孔上下对齐；所述本体(I)、撞击套(2)、撞针(3)、安全销钉(4)、支承座(5)、起爆器(6)和钢珠(10)的连接关系为:支承座(5)置入撞击套(2)的空心圆柱内，位于长槽孔下方，采用安全销钉(4)通过撞击套(2)的小圆通孔和支承座(5)上的盲孔进行固定；支承座(5)上端安装撞针(3)，撞针(3)的蜂腰部位(3-1)与支承座的两个通孔平齐，两个钢珠置入通孔中锁住撞针(3)，支承座(5)下端采用螺纹固定起爆器(6);所述撞针(3)中部的两个密封槽与支承座(5)之间设有密封圈；将装好撞击套2、撞针3、钢珠10和安全销钉4的支承座从本体I下端外螺纹端装入固定连接。
2.根据权利要求1所述适用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，其特征在于:所述支承座(5)的上部的无孔两侧距顶端2.5mm处(4b-l)铣平至台阶面(4b-2)。
3.根据权利要求1所述用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，其特征在于:所述支承座5与起爆器(6)之间设有密封槽，密封槽内设有密封圈。
4.根据权利要求1所述用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，其特征在于:所述的两个安全销钉(4)为铜销钉。
全文摘要
本发明涉及一种用于油气井完井作业起爆射孔枪的撞击解锁安全起爆装置，其特征在于包括本体、撞击套、撞针、安全销钉、支承座、起爆器和钢珠；连接关系为支承座置入撞击套的空心圆柱内，位于长槽孔下方，采用安全销钉通过撞击套的小圆通孔和支承座上的盲孔进行固定；支承座上端安装撞针，撞针的蜂腰部位与支承座的两个通孔平齐，两个钢珠置入通孔中锁住撞针，支承座下端采用螺纹固定起爆器；所述撞针中部的两个密封槽与支承座之间设有密封圈；将装好撞击套、撞针、钢珠和安全销钉的支承座从本体的公螺纹端装入固定连接。本发明装置安全不起爆，提高了射孔作业地面操作人员的安全性，适用于大量生产。
文档编号E21B43/1185GK103147723SQ20131006213
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者王峰, 王雪艳, 章松桥, 刘正彦, 杨伟, 彭加斌 申请人:西安物华巨能爆破器材有限责任公司