專利名稱：射孔槍串用爆轟增能傳爆裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種爆破器材，尤其涉及一種適用于油、氣井射孔傳爆序列用的爆
轟增能傳爆裝置。
背景技術(shù)：
隨著射孔技術(shù)的不斷發(fā)展，井深在不斷的延伸，油管傳輸射孔井段及射孔槍串 越來越長，射孔槍串長達數(shù)百米甚至上千米，其傳爆序列的可靠性是非常重要的。射孔 槍串是多支射孔槍的串聯(lián)，射孔槍串的長度與射孔井段的長度相同，是所有傳爆序列中 最長的一種傳爆序列。目前用于射孔的射孔槍串均采用原有的聯(lián)槍(單、雙)接頭串接多 節(jié)射孔槍的方式。爆轟波自槍頭起爆器引爆第一節(jié)射孔槍后，通過聯(lián)槍(單、雙)接頭依 次將各節(jié)射孔槍引爆。每節(jié)射孔槍是靠一根導(dǎo)爆索傳爆并引爆射孔彈來達到射孔目的。 因此導(dǎo)爆索的輸出能量大小對射孔彈的起爆與穿孔效果起著至關(guān)重要的作用。射孔槍與 射孔槍之間是通過聯(lián)槍(單、雙)接頭內(nèi)的上、下傳爆管將兩支槍內(nèi)的導(dǎo)爆索的爆轟波連 接起來，使數(shù)百支射孔槍的爆轟波穩(wěn)定傳遞下去。 通常，射孔槍串的傳爆序列是起爆器一下傳爆管一導(dǎo)爆索一上傳爆管一下傳 爆管一導(dǎo)爆索一……一尾聲彈。然而，作為射孔槍串傳爆序列主要部件之一的導(dǎo)爆索常 因裝藥量、裝藥密度不均勻而發(fā)生爆燃甚至斷火故障；此外，由于導(dǎo)爆索的直徑方向受 稀疏波影響，導(dǎo)致爆轟能量不斷衰減，這對位于夾層槍中的導(dǎo)爆索而言，這種爆轟波衰 減更為嚴(yán)重，甚至可將爆轟能量轉(zhuǎn)變?yōu)楸级饠嗷?。而作為射孔槍串傳爆序列主?部件之二的傳爆管由于在裝配過程中其上、下傳爆管之間存在一定間隙，當(dāng)導(dǎo)爆索下井 后遇高溫產(chǎn)生收縮時，會使上、下傳爆管之間距離加大而超過允許的傳爆距離，導(dǎo)致傳 爆可靠性下降；另外，為便于使用方便，上、下傳爆管一般都采用完全相同的結(jié)構(gòu)，從 而造成使上、下傳爆管中的爆轟能量不匹配；更重要的是，在使用過程中上、下傳爆管 之間不可避免地存在偏心現(xiàn)象，偏心嚴(yán)重時很難將導(dǎo)爆索衰減的爆轟能量再增長起來。
上述提到的這些問題，都將導(dǎo)致中斷射孔作業(yè)，這不僅會浪費未射孔器材，還 會給處理這些器材增加了危險性，更重要的是需要重新補射孔，這往往會失去射孔采油 的最佳時機。因此，發(fā)展長距離、多節(jié)點、高可靠性、高安全性的傳爆序列非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服目前現(xiàn)有油、氣井射孔槍串傳爆序列易產(chǎn)生 的質(zhì)量問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，并能不斷提升射孔傳爆序列爆轟能量的爆轟增能傳爆 裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的爆轟增能傳爆裝置包括本體、增能器、兩 個扶正套、兩個傳爆管、兩條導(dǎo)爆索和扶正圈，所述本體兩端之間一次設(shè)有相通的第一 至第五安裝孔，本體外壁兩端設(shè)有外螺紋；所述增能器包括殼體及含有管體、點火藥和 擴爆管的點火擴爆管，擴爆管位于管體的一端且點火藥壓在管體內(nèi)，殼體外壁帶有環(huán)形
3槽并安裝所述扶正圈，點火擴爆管固定在殼體的內(nèi)孔中且擴爆管的一端與殼體的一個端 面平齊；所述扶正套帶有圓柱孔和錐孔且錐孔的小端與圓柱孔相接；第一、第二傳爆管 分別且對應(yīng)裝在第一、第二扶正套的圓柱孔中，第一、第二導(dǎo)爆索的第一端頭分別且對 應(yīng)與第一、第二傳爆管連接且第二端頭由所述的錐孔中引出；所述第一扶正套、所述增 能器和所述第二扶正套均放置在所述本體中，其中，第一扶正套位于第一和第二安裝孔 中，增能器位于第三安裝孔中并通過所述扶正圈扶正，第二扶正套位于第四和第五安裝 孔中且所述第二傳爆管與所述擴爆管相鄰；當(dāng)所述爆轟增能傳爆裝置與射孔槍組成射孔 槍串時，所述本體的兩個外螺紋分別與上射孔槍和下射孔槍連接，第一導(dǎo)爆索的第二端 頭經(jīng)由上射孔槍的射孔彈后與該射孔槍上方安裝的第二爆轟增能傳爆裝置中的第二傳爆 管相連，第二導(dǎo)爆索的第二端頭經(jīng)由下射孔槍的射孔彈后與該槍下方安裝的第二爆轟增 能傳爆裝置中的第一傳爆管相連。 根據(jù)本發(fā)明，所述第一、第二扶正套的一端均帶有外螺紋且第一扶正套的長度 大于第二扶正套的長度；組成射孔槍串時，所述第一扶正套的外螺紋與上射孔槍的固彈 板的凸臺連接且該凸臺定位于所述本體的第一安裝孔中，所述第二扶正套的外螺紋與下 射孔的槍固彈板的凸臺連接且該凸臺定位于所述本體的第五安裝孔中。 本發(fā)明還包括一個壓帽，壓帽為凸形圓柱且?guī)в兄行耐?，凸起部分帶有外?紋；所述的本體由第一分體和第二分體構(gòu)成，第一分體一端帶有外螺紋，兩端之間設(shè)有 內(nèi)螺紋孔、第一扶正套安裝孔和第一穿索孔且第一穿索孔位于帶外螺紋的一端，第二分 體兩端均帶有外螺紋和中心通孔，中心通孔由壓帽安裝孔、第二扶正套安裝孔和第二穿 索孔構(gòu)成；第一、第二扶正套的長度相等且外壁上均帶有兩個環(huán)形突沿；第一扶正套放 置在第一扶正套安裝孔中且第一導(dǎo)爆索的第二端頭由第一穿索孔穿出，所述壓帽、第二 扶正套分別放置在所述壓帽安裝孔和第二扶正套安裝孔中且所述第二導(dǎo)爆索的第二端頭 由第二穿索孔中穿出，第一分體的外螺紋與上射孔槍連接，第二分體的另一外螺紋端與 下射孔槍連接。 根據(jù)本發(fā)明，所述點火藥由所述管體端口至所述擴爆管之間的壓藥壓力逐層遞
+幽 丄曰o 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面。( — )本發(fā)明通過本體將兩條導(dǎo)爆索、兩個傳爆管和增能器有機地連為一體并取
代了現(xiàn)有射孔槍串的聯(lián)槍接頭，由于增能器由點火藥和擴爆管構(gòu)成且能被爆轟波、燃燒 波和火焰氣體可靠點燃，因此，與上支射孔槍連接的導(dǎo)爆索和傳爆管作用后，無論輸出 的是爆轟還是燃燒火焰，都能可靠地引爆增能器的點火藥，隨著點火藥的壓藥壓力的不 斷增加，爆轟波速度也不斷增加，隨即又可靠地引爆擴爆管，擴爆管輸出的爆轟波接著 引爆與下支射孔槍相連的傳爆管或?qū)П?。在每兩只射孔槍之間的增能器作用下，可以 保證射孔彈的最大射孔力，進而增大了射孔作業(yè)的一次成功率。 ( 二 )本發(fā)明通過兩個扶正套和扶正圈的扶正作用，保證增能器和兩個傳爆管之 間具有好的同心度，從而確保了增能器的增能效果，此外，增能器中的點火藥采用了不 同的壓藥壓力，由此可以匹配安裝在上射孔槍和下射孔槍中兩個傳爆管的能量，從而使 射孔槍串的傳爆序列以穩(wěn)定的爆轟能量傳遞，保證個射孔槍中的射孔彈具有最大穿孔效 果。
(三)本發(fā)明提供了單接頭和雙接頭兩種結(jié)構(gòu)形式的爆轟增能傳爆裝置，可根據(jù) 射孔槍串聯(lián)槍方式的不同來選擇其中的一個裝置。采用本發(fā)明的射孔槍串在既不改變 現(xiàn)有射孔槍串的結(jié)構(gòu)即無需增加射孔元件，也未增加射孔操作的難度即未增加射孔盲區(qū) 的基礎(chǔ)上，基本解決了現(xiàn)有射孔槍串可靠射孔和夾層槍可靠傳爆的問題；可以很好地避 免因傳爆器材自身能量的不足和爆轟波能量在傳遞過程中的損耗、衰減造成的射孔不完 全、卡槍等返工事故的發(fā)生，增加了射孔的可靠性，并提高了射孔完井的安全性。


圖1是爆轟增能傳爆裝置第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。 圖2是圖1中所示的本體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖1中所示的扶正套結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖1中所示的增能器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5本發(fā)明第一優(yōu)選實施例與上下射孔槍的連接關(guān)系。 圖6是爆轟增能傳爆裝置第二優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。 圖7是圖6中所示第一分體和第二分體的連接關(guān)系示意圖。 圖8是本發(fā)明第二優(yōu)選實施例與上下射孔槍的連接關(guān)系。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步的詳述。 正如圖l所示，本發(fā)明第一優(yōu)選實施例即單接頭爆轟增能傳爆裝置的包括本體 1、增能器3、第一扶正套6-l、第二扶正套6-2、兩條導(dǎo)爆索7-l和7-2、兩個傳爆管8-1 和8-2、扶正圈15。本體1為中部帶有一圈外突沿的圓柱體且選用35CrCo材料制作，其 內(nèi)部沿軸線設(shè)有五個相通的安裝孔，外突沿兩側(cè)的外圓柱面上均設(shè)有兩個密封槽和外螺 紋，外突沿上設(shè)有井口吊槍時用的兩個對稱設(shè)置的卡板槽1A，該槽為方形凹槽，其邊寬 18 22mm、深9 20mm。本體1上的五個安裝孔由左端至右端分別為第一、第二、第 三、第四和第五安裝孔(按圖2定義)，第一和第五安裝孔的尺寸與射孔槍中固彈板5或11 的凸臺相匹配，第三安裝孔的整體尺寸與增能器3的外型尺寸相匹配。第一扶正套6-l和 第二扶正套6-2均可由普通45鋼材或非金屬材料制作，兩者的結(jié)構(gòu)形式相同但第二扶正 套6-2長度要長一些(參見圖3)，即一端帶有外螺紋且中心孔由圓柱孔和錐形孔構(gòu)成，錐 形孔的小端與圓柱孔相連，圓柱孔的直徑為6.9 7mm，正好與傳爆管8-l、 8-2的外徑相 匹配。該中心孔的作用是將導(dǎo)爆索7-l、 7-2與傳爆管8-l、 8-2扶正，兩個傳爆管之間的 偏心最小，確保射孔槍9、 IO之間可靠傳爆。增能器3含有殼體12和點火擴爆管13(參 見圖4)。殼體12是采用普通45鋼加工而成的圓柱形殼體，其外壁帶有周向凹槽12A和 環(huán)形定位面。點火擴爆管13由管體13A、點火藥11和擴爆管14構(gòu)成，擴爆管14中裝 有高密度的高爆速炸藥，擴爆管14裝于管體13A的一端，點火藥11壓入管體13A中且 由管體13A端口至擴爆管之間的壓藥壓力逐層遞增，靠近擴爆管14處的壓力最大。用粘 結(jié)劑將點火擴爆管13固定在殼體12中且保證擴爆管14與殼體12的小直徑端對齊(即在 一個平面上)。兩條導(dǎo)爆索7-l、 7-2和兩個傳爆管8-l、 8-2均為射孔槍串通用的傳爆管 和導(dǎo)爆索。扶正圈15采用橡膠圈或環(huán)形氈墊等耐溫材料制作。
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根據(jù)圖5所示，進行射孔作業(yè)前，可將本發(fā)明第一優(yōu)選實施例案如下過程與射 孔槍組成射孔槍串。第一導(dǎo)爆索7-l的中部安裝在上射孔槍9的射孔彈后，其兩端頭分別 由上射孔槍固彈板5的中心孔兩端穿出，其中一個端頭與第一傳爆管8-l的一端連接，另 一端頭則與其上方射孔槍之間相配的第二爆轟增能傳爆裝置中的第二傳爆管8_2的另一端 連接；第二導(dǎo)爆索7-2的中部安裝在下射孔槍10的射孔彈后，兩端頭分別由上射孔槍固 彈板ll的中心孔的兩端穿出，其中一個端頭與第二傳爆管8-2的一端連接，另一端頭則 與其下方射孔槍之間相配的第三爆轟增能傳爆裝置中的第二傳爆管8-2的另一端連接；第 一、第二傳爆管8-l、 8-2分別插入第一、第二扶正套6-l、 6-2的中心孔，第一扶正套6-l 的外螺紋端與上射孔槍固彈板5凸臺連接，第二扶正套6-2的外螺紋與下射孔槍固彈板11 的凸臺連接。給本體1上的四個密封槽套上密封圈后再將下射孔槍10內(nèi)連接螺紋與本 體1 一端的外螺紋連接，下射孔槍固彈板11的凸臺定位在本體1中的第五安裝孔中，第 二扶正套6-2已放置在本體1中的第四安裝孔中，再將扶正圈15安裝在殼體12的周向凹 槽12A后將增能器3用專用工具推到本體1的第三安裝孔中且通過扶正圈15扶正，并使 裝有擴爆管14的一端與第二傳爆管8-2相鄰。射孔槍9與本體1另一端的外螺紋連接連 接，上射孔槍固彈板5的凸起端定位在本體1中的第一安裝孔中，并將第一扶正套6-l裝 入在本體1的第二安裝孔中，使裝有第一傳爆管8-1的一端與增能器3的點火藥端相鄰。
圖6示出了本發(fā)明第二優(yōu)選實施例即雙接頭爆轟增能傳爆裝置與第一優(yōu)選實施 例所不同的是，第二優(yōu)選實施例增加了一個壓帽4，而且本體l由兩個分體l-l、 1-2構(gòu)成 以及扶正套6-l、 6-2的外型有所變化。壓帽4為帶有中心通孔的凸形圓柱，凸起部分帶 有外螺紋和密封槽，增能器3粘接在壓帽4的中心通孔中且通過扶正圈15扶正。兩個扶 正套6-l、 6-2的長度相等且外壁由外螺紋改為兩個環(huán)形突沿。第一分體l-l的外壁為兩個 直徑的圓柱體(參見圖7)，小圓柱體上帶有兩個密封槽和外螺紋，由小圓柱體至大圓柱體 方向設(shè)有直徑逐個由小變大的三個孔且最大孔為螺孔，次大孔為第一扶正套安裝孔，小 孔為第一穿索孔。第二分體1-2的外型與本體1的外型相同，但其中心孔是直徑由大變小 的三個孔組成，最大的安裝孔為壓帽安裝孔，其整體尺寸與壓帽4相匹配且該孔還設(shè)有 環(huán)形定位面、內(nèi)螺紋和密封槽，次大孔為第二扶正套安裝孔，最小孔為第二穿索孔。壓 帽4上安裝密封圈后擰入第二分體1-2的壓帽安裝孔中且兩者的環(huán)形定位面相接觸。
根據(jù)圖8所示，當(dāng)進行射孔作業(yè)而需要組成射孔槍串時，第一、第二導(dǎo)爆索 7-1、 7-2的一端頭分別從上、下射孔槍固彈板5、 ll的中心孔穿出后與相應(yīng)第一、第二傳 爆管8-1、 8-2連接后，第一分體1-1的外螺紋和第二分體1-2的外螺紋分別與射孔槍9、 IO的內(nèi)螺紋連接，第一、第二扶正套6-l、 6-2分別放置在第一、第二扶正套安裝孔中， 第一、第二導(dǎo)爆索7-l、 7-2及其相應(yīng)的傳爆管8-l、 8-2分別由第一分體l-l的第一穿索孔 和第二分體l-2的第二穿索孔穿過，并對應(yīng)插入第一、第二扶正套的中心孔內(nèi)。給第二 分體1-2上的兩個密封槽套上密封圈后，與第一分體1-1的內(nèi)螺紋連接。
權(quán)利要求
一種射孔槍串用爆轟增能傳爆裝置，包括本體[1]、兩個傳爆管[8-1、8-2]和兩條導(dǎo)爆索[7-1、7-2]，其特征在于還包括增能器[3]、兩個扶正套[6-1、6-2]和扶正圈[15]，所述本體[1]兩端之間一次設(shè)有相通的第一至第五安裝孔，本體[1]外壁兩端設(shè)有外螺紋；所述增能器[3]包括殼體[12]及含有管體[13A]、點火藥[11]和擴爆管[14]的點火擴爆管[13]，擴爆管[14]位于管體[13A]的一端且點火藥[11]壓入管體[13A]內(nèi)，殼體[12]外壁帶有環(huán)形槽[12A]并安裝所述扶正圈[15]，管體[13A]固定在殼體[12]的內(nèi)孔中且擴爆管[14]的一端與殼體[12]的一個端面平齊；所述扶正套[6-1、6-2]帶有圓柱孔和錐孔且錐孔的小端與圓柱孔相接；第一、第二傳爆管[8-1、8-2]分別且對應(yīng)裝在第一、第二扶正套[6-1、6-2]的圓柱孔內(nèi)，第一、第二導(dǎo)爆索[7-1、7-2]的第一端頭分別且對應(yīng)與第一、第二傳爆管[8]連接且第二端頭由所述的錐孔中引出；所述第一扶正套[6-1]、所述增能器[3]和所述第二扶正套[6-2]均放置在所述本體[1]中，其中，第一扶正套[6-1]位于第一和第二安裝孔中，增能器[3]位于第三安裝孔中并通過所述扶正圈[15]扶正，第二扶正套[6-2]位于第四和第五安裝孔中且所述第二傳爆管與所述擴爆管[14]相鄰；當(dāng)所述爆轟增能傳爆裝置與射孔槍組成射孔槍串時，所述本體[1]的兩個外螺紋分別與上射孔槍[9]和下射孔槍[10]連接，第一導(dǎo)爆索[7-1]的第二端頭經(jīng)由上射孔槍[9]的射孔彈后與該射孔槍上方安裝的第二爆轟增能傳爆裝置中的第二傳爆管[8-2]相連，第二導(dǎo)爆索[7-2]的第二端頭經(jīng)由下射孔槍[10]的射孔彈后與該槍下方安裝的第二爆轟增能傳爆裝置中的第一傳爆管[8-1]相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射孔槍串用爆轟增能傳爆裝置，其特征在于所述第一、 第二扶正套[6-1、 6-2]的一端均帶有外螺紋且第一扶正套[6-1]的長度大于第二扶正套 [6-2]的長度；組成射孔槍串時，所述第一扶正套[6-1]的外螺紋與上射孔槍[9]的固彈板 [5]的凸臺連接且該凸臺定位于所述本體[1]的第一安裝孔中，所述第二扶正套[6-2]的外 螺紋與下射孔[IO]的槍固彈板[ll]的凸臺連接且該凸臺定位于所述本體[l]的第五安裝孔 中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射孔槍串用爆轟增能傳爆裝置，其特征在于還包括一個 壓帽[4]，壓帽[4]為凸形圓柱且?guī)в兄行耐?，凸起部分帶有外螺紋；所述本體[l]由 第一分體[l-l]和第二分體[l-2]構(gòu)成，第一分體[l-l]一端帶有外螺紋，兩端之間設(shè)有螺 孔、第一扶正套安裝孔和第一穿索孔且第一穿索孔位于帶外螺紋的一端，第二分體[1-2] 兩端均帶有外螺紋和中心通孔，中心通孔由壓帽安裝孔、第二扶正套安裝孔和第二穿索 孔構(gòu)成；第一、第二扶正套[6-l、 6-2]的長度相等且外壁上均帶有兩個環(huán)形突沿；第一 扶正套[6-1]放置在第一扶正套安裝孔中且第一導(dǎo)爆索[7-1]的第二端頭由第一穿索孔穿 出，所述壓帽[4]、第二扶正套[6-2]分別放置在所述壓帽安裝孔和第二扶正套安裝孔中且 所述第二導(dǎo)爆索[7-2]的第二端頭由第二穿索孔中穿出，第一分體[l-l]的外螺紋與上射孔 槍[9]連接，第二分體[1-2]的另一外螺紋端與下射孔槍[10]連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的射孔槍串用爆轟增能傳爆裝置，其特征在于所述 點火藥[11]由所述管體[13A]端口至所述擴爆管[14]之間的壓藥壓力逐層遞增。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射孔槍串用爆轟增能傳爆裝置，包括本體、增能器、兩條導(dǎo)爆索、兩個傳爆管和扶正圈，增能器為由管體、點火藥和擴爆管構(gòu)成的點火擴爆管。增能器位于本體的中部并通過扶正圈扶正，兩側(cè)均依次為傳爆管和導(dǎo)爆索并通過兩個扶正套扶正。組成射孔槍串時，本體兩端分別與上、下射孔槍連接，兩條導(dǎo)爆索的另一端分別與相應(yīng)射孔槍中的射孔彈連接。本發(fā)明裝配于油氣井用射孔槍串的每兩節(jié)射孔槍和夾層槍之間，解決了現(xiàn)有射孔槍串可靠射孔和夾層槍可靠傳爆的問題；可以很好地避免因傳爆器材自身能量的不足和爆轟波能量在傳遞過程中的損耗、衰減造成的射孔不完全、卡槍等返工事故的發(fā)生，增加了射孔的可靠性，并提高了射孔完井的安全性。
文檔編號E21B43/119GK101691837SQ200910170879
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者劉鞏權(quán), 惠嘉, 王樹申, 王秀芝, 王雪艷, 門媛媛, 陸琦 申請人:中國兵器工業(yè)第二一三研究所