一种兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪的制作方法

本发明属于油气井射孔设备，具体涉及一种兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪。

背景技术：

1、射孔完井，是一种常见的套管完井方式。目前世界上，对油气井已普遍采用射孔完井方式。射孔完井方式是通过电子点火开关控制(electric fire switch)、电雷管(electronic detonator)，引爆聚能射孔弹shaped charge，当聚能射孔弹引爆之后，高爆炸药产生的冲击波会将覆盖在高爆炸药表面的金属内衬压缩成高温高压的射流，此射流可以击穿射孔枪、套管、水泥环空以及部分储层，为储层和井筒打开通道，为下一步油气开采提供可能性。

2、聚能射孔弹为烈性炸药(rdx)，需要使用专门的引爆装置对其引爆。引爆装置包括雷管detonator、导爆索(detonator cord)、选发控制模块。目前水平井的开发以分层压裂-桥射联作pnp分簇射孔为主。射孔作业之前需要将射孔枪串组装起来。以电缆射孔为例，整体射孔工具的构成为从上到下：电缆(wireline)、电缆马笼头(cable headassembly)、磁定位(ccl)、射孔伽马(perforation gamma ray)、加重枪(sunkbar)、转换接头(adapter)、射孔枪(perforation gun)、中接头(connection sub)、射孔枪、座封工具(setting tool)、桥塞(bridge plug)。其中射孔枪的数量会根据射孔作业的设计进行增减。

3、传统的电雷管与导爆索之间，采用端起爆的传爆方式。电雷管与导爆索之间为物理夹紧锁止，需要使用雷管钳将导爆索和雷管夹紧。如果需要拆卸，则需要剪短导爆索和电雷管的连接，雷管无法重复使用。传统的起爆连接方式为接线连接，接线连接对现场作业人员的技术水平有较高要求，需要避免虚接，短路等情况的发生。过多的操作步骤增加了人为操作失误的风险。而且枪与枪的连接短节之间需要留出接线仓，迫使工具串整理尺寸较长，不利于放入防喷管内及吊车施工。

4、目前，射孔枪模块化成为了新的趋势，其主要采用枪与枪之前使用触点式进行连接，摒弃传统的接线连接方式，加快工具串装配效率，降低人为操作失误的几率，缩短整体作业时间，最终降低生产成本的目的。目前市面上的模块化射孔枪，模块内的电子点火开关为单一模式，即只能兼容一种型号的雷管大电阻雷管、磁电雷管或数码雷管，如果更换雷管类型，则需相对应的更改电子点火开关才能继续作业。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于提供一种兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪，通过模块化组装可适应定向或定面射孔模式，并提高模块的兼容性。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪，包括设在枪管内的弹架，弹架内装载射孔弹，弹架两端分别设有上端总成、下端总成；上端总成、下端总成分别通过短节连接总成与枪管封装；

4、所述上端总成包括端座，端座底部设有可卡入弹架固定卡槽的卡键，卡键上方设有弹性接片；端座上设有雷管固定位、导爆索固定位，雷管固定位下方或旁侧设有点火开关，点火开关通过接线柱与贯通线相连接；端座中部开设有环槽，滑环或固定环放入环槽并通过环状卡簧贴壁固定；端座顶端开设有冠簧插孔，并通过插针与短节连接总成相连接；

5、所述下端总成包括端座，端座上设有可卡入弹架固定卡槽的卡键，卡键下方设有弹性接片；端座上设有控制板，其通过接线柱与贯通线相连接；端座中部开设有环槽，滑环或固定环放入环槽并通过环状卡簧贴壁固定；端座底部开设有冠簧插孔，并通过插针与短节连接总成相连接。

6、若上端总成、下端总成的环槽均放入滚珠轴承类的滑环，所放入滑环的内圈通过卡簧与上端总成、下端总成相固定；则滑环的内圈带动上端总成、弹架与下端总成相对于外环或枪管自由旋转；

7、若上端总成、下端总成的环槽均放入固定环，所放入的固定环通过固定件与枪管固定连接；则弹架相对于枪管位置固定。

8、在定向射孔模式下，弹架上的射孔弹朝向一致，则上端总成、下端总成的环槽均放入滑环，上端总成、弹架与下端总成可相对于枪管自由旋转；

9、在定面射孔模式下，弹架上的射孔弹分别朝向多个方向，则上端总成、下端总成的环槽均放入固定环，上端总成、弹架与下端总成相对于枪管位置固定。

10、所述的雷管固定位包括端座上开设的放置插拔式雷管的雷管插槽，和/或连接接线式雷管的雷管接线柱，所述雷管插槽内设有双面触点；所述的导爆索固定位包括端座上开设的放置导爆索的导爆索插槽；

11、所述雷管插槽、导爆索插槽并排或并行相贴合，所放置的雷管与导爆索侧面相贴合，起爆方式为侧起爆。

12、所述上端总成的冠簧插孔内设有阻尼弹簧；

13、所述冠簧插孔两侧对称的设有凹槽，凹槽内设有上下对称的固定插孔，卡销贯穿固定插孔实现对冠簧插孔的固定。

14、所述下端总成的冠簧插孔内设有阻尼弹簧；

15、所述冠簧插孔两侧对称的设有凹槽，凹槽内设有上下对称的固定插孔，卡销贯穿固定插孔实现对冠簧插孔的固定；

16、冠簧插孔内的插针一端与下端总成端座内的下导电簧片连接，插针另一端与短节连接总成相连接；

17、下端总成的端座内有接线柱，此接线柱连接贯通线的下端，接线柱与下端总成内的控制板相连接，控制板与上导电簧片相连接。

18、所述贯通线的缆芯连接电源为正极，弹性接片分别与上端总成、下端总成连接的弹架为负极，在缆芯与弹架之间形成供电回路；

19、所述上端总成中点火开关可向雷管提供直流电流或交流电流。

20、所述短节连接总成包括短节本体和密封承压组件，短节本体上开设有上端总成或下端总成相匹配的封装仓室、与密封承压组件相匹配的密封仓室，密封仓室外开设有外螺纹；

21、封装上端总成的短节本体与上端总成相对应位置的枪管内螺纹相连接，封装下端总成的短节本体与下端总成相对应位置的枪管内螺纹进行连接；

22、短节本体两端均设有凹槽，凹槽内放置密封圈进行密封。

23、所述密封承压组件包括两端开口的固定座，固定座两端分别插入单芯插针，并依次套入绝缘子、绝缘管；一端的单芯插针插入上端总成或下端总成，该单芯插针的绝缘管上还设有固定端帽；另一端的单芯插针容纳在密封仓室内。

24、所述导爆索的一端放入上端总成的导爆索圆槽内，另一端沿着圆柱形弹架；导爆索按照聚能射孔弹背部的凹槽进行耦接，将聚能射孔弹串联；

25、贯穿连接线与接线柱连接，并从预贯穿线外管内穿过，贯穿线外管通过卡扣固定在弹架上。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

27、本发明提供的兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪，弹架两侧的上端总成、下端总成为集成为模块化，上端总成、下端总成可兼容定面射孔作业及定向射孔作业：通过引入卡键将其单独与弹架固定，而在端座上开槽引入滑环或固定环，这样就实现了上端总成、弹架与下端总成位置的可控性；若上端总成、下端总成的环槽均放入滚珠轴承类的滑环，则可相对于外环或枪管自由旋转；若上端总成、下端总成的环槽均放入固定环，则弹架相对于枪管位置固定；通过模块化选择实现了定面射孔作业及定向射孔作业的兼容，又实现了弹架的自由旋转。作为对比，现有的射孔枪均为接线式连接，弹架内置于射孔枪中，需要通过弹架的预设的卡键卡入射孔枪内壁预设的卡槽中，将弹架固定于射孔枪内；若弹架在射孔枪内自由转动，里面的接线会发生扭曲，有可能将连接线扭断或者造成短路。因此，本发明现有模块化射孔枪无法应用于定向枪的问题。

28、本发明提供的兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪，雷管固定位可采用插拔式雷管与雷管插槽，从接线式连接改为点触式连接，无需现场接线，降低人工操作的失误率，提高了配接速度；而且雷管仓旁边设有接线柱，可兼容使用传统接线式雷管；进一步，雷管和导爆索之间由端起爆改为侧起爆，无需使用传爆管，降低成本，增大了雷管和导爆索的接触面积，提高起爆成功率；点火开关可向雷管提供直流电流或交流电流，兼容磁电雷管、大电阻雷管、数码雷管，满足市面上所有雷管类型，大大提高了产品的兼容性。

29、本发明提供的兼容多类型射孔模式的模块化射孔枪，上下总成均设有插孔，通过弹性插孔连接器与短节总成连接，可保证短节在震动、运动时正常通电。