CN201620849U - 爆轰波分级起爆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爆轰波分级起爆装置，可作为油、气井射孔作业管串中次级枪串的起爆装置。该起爆装置包括连接体、火工组件和若干O型密封圈，火工组件由装有第一雷管和点火药剂的隔板起爆器以及装有第二雷管和扩爆管的爆炸组件构成。火工组件安装在连接体的内孔中并通过密封圈进行密封。射孔作业时，连接体两端的螺扣分别与上下级射孔枪连接，火工组件的输入端接收上级射孔枪的爆轰波而激发第一雷管起爆，爆轰波穿透隔板起爆器的隔爆板后经点火药剂而引爆爆炸组件并向下级射孔枪输出高能爆轰波。本实用新型具有使用不受井况限制，可密封各级管串，可提高射孔效果等优点。

Description

爆轰波分级起爆装置

技术领域

本实用新型属于油、气井射孔技术领域，主要涉及射孔管串中用于起爆次级射孔枪串的起爆器，尤其涉及一种适用于长射孔井段的起爆射孔、使用导爆索过大夹层后的首只射孔枪的起爆以及无法使用压力起爆器的水平井射孔起爆的起爆装置。

背景技术

目前，国内油气田广泛使用的油管传输射孔工艺中，射孔管串中用于起爆次级射孔枪的起爆装置主要是压力式起爆装置和多级投棒起爆装置。如在中国期刊《油气井测试》2003年12卷第1期上，一篇题为“油管传输多级起爆负压射孔技术”的文章中公开了多级起爆技术，其中根据不同井况而选择不同的次级起爆方式即为压力方式和投棒方式的不同组合。

已知的一种起爆次级射孔枪的起爆装置为压力起爆装置。当初级起爆方式为投棒起爆时，利用初级枪射孔时在井下产生的冲击波带动各次级枪上的压力起爆器，实现全部油层一次射开；当初级起爆方式为压力起爆时，施工时进行井口加压，当井口加压与井内压力之和超过剪切销剪切值时，承压销钉被剪断，撞针下行击发火工组件，引爆导爆索，使初级枪首先起爆，进而带动各次级枪上的起爆器相继起爆。采用这种方式设计方面要求比较严格，计算要求非常精确。起爆装置的安装位置、起爆顺序要合理，每个起爆器的安全值都要比较接近。另外，由于不同井内井况不同，存有漏压时则要进行补漏或增压工序后才可实现压力起爆，费时费力。

已知的另一种可以过夹层的起爆装置为多级投棒起爆装置，利用上一级射孔枪爆炸的爆轰引爆该装置，释放投棒撞击下一级起爆装置。但是使用多级投棒装置要求其通过的夹层段长度要求大于10m小于100m。另外在井斜大于30°的斜井及水平井中是不能使用的。

在射孔施工作业中，经常遇到采用导爆索穿越过较大夹层后，爆轰波能量有所衰减。使用一般传爆接头其传爆效果不理想，易出现密封不严，油管进水，使得夹层枪后的首支射孔枪出现爆轰转爆燃或断爆的现象。爆轰波能量减弱，产生爆燃，则会导致炸枪和掉枪等严重后果。因此，需要研究一种在射孔作业中无需考虑各种井况和夹层因素而使射孔管串中各次级射孔枪可靠实现起爆功能，并能密封各次级射孔管串的起爆装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，为针对油井射孔施工作业中不同井况油井的次级射孔管串提供一种作用可靠、结构简单、无需考虑起爆组合方式且可密封各级射孔枪串的分级起爆装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的分级起爆装置包括连接体、火工组件和若干密封圈，所述连接体带有中心通孔且两端均带有与射孔枪连接的螺扣，所述火工组件固连在连接体的中心孔中并通过所述密封圈进行密封；所述火工组件包括本体、隔板起爆器、第一雷管、第二雷管、点火药剂和扩爆管，本体为圆管状，其内部由输入端至输出端依次设有导向孔和三个定位安装孔，隔板起爆器为圆柱体且外壁带有周向密封槽，其输入端带有第一盲孔，输出端带有第二盲孔，第一盲孔中安装所述第一雷管，第二盲孔中压入所述点火药剂，隔板起爆器的密封槽中安装所述的密封圈后装入与所述导向孔相邻的第一定位安装孔中且所述第一雷管的输入端正对导向孔，所述第二雷管和所述扩爆管分别固连在第二、第三定位安装孔中且所述第二雷管的输入端与所述点火药剂相邻。

根据本实用新型，所述点火药剂由点火药和击发药组成，点火药和击发药分层压入所述第二盲孔中，击发药与第二盲孔底部接触，点火药位于第二盲孔的端口处。

根据本实用新型，所述第一、第二雷管均由耐温击发药和炸药压制而成，且第一雷管的整体尺寸小于第二雷管的整体尺寸；所述扩爆管由聚奥6猛炸药压制而成。

根据本实用新型，还包括一个雷管座和一个爆炸壳体，所述雷管座为U型管壳且底部带有传爆孔，所述第二雷管固连在雷管座中且其输入端正对所述传爆孔；所述爆炸壳体为带有一级阶梯中心孔的凸形圆柱体，所述雷管座固连在阶梯大孔中，所述扩爆管固连在阶梯小孔中；所述爆炸壳体的大小端分别位于所述本体的第二、第三定位安装孔中且所述传爆孔正对所述点火药剂。

本实用新型的有益效果体现在以下几个方面。

(一)本实用新型采用爆轰波作为输入激发能形式，由隔板起爆器上小雷管接受爆轰波，经隔板起爆器起爆爆炸组件。弥补了在射孔工艺中无法采用压力或投棒起爆井段的起爆方式。

(二)本实用新型的本体外形结构设计为联枪接头形式，与一般起爆器相比，不仅结构简单且可减少射孔盲区；火工组件的本体及隔板起爆器上均装有密封圈，可起到密封隔水作用，以使各射孔管串为独立的密封体，从而保证上级射孔情况不影响下级。

(三)本实用新型如果和延时传爆装置连接使用，将把射孔管串分级起爆，可起到减小爆轰压力对油套管损坏的作用。

(四)本实用新型可将上级射孔枪输出的较弱的爆轰波能量放大并输出，提高能量传输的稳定性，提高射孔效率；另外本实用新型中使用的雷管，扩爆管均为定型产品，故可大批量生产。

附图说明

图1是本实用新型爆轰波分级起爆装置的结构组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。

正如图1所示，爆轰波分级起爆装置的优选实例包括连接体1、火工组件和若干O型密封圈11。连接体1为采用45号钢材料制做成的空心阶梯型圆柱体结构，其输入、输出端的带有与射孔枪连接的螺扣，螺扣的扣型根据所联射孔枪型而定，在本优选实施例中，连接体1输入端的扣型为公螺扣，输出端的扣型为母螺扣；在连接体1的输入端一侧，外壁设有两个周向密封槽，中心孔端口处设有定位面且定位面外侧为螺孔；连接体1的中部外壁上还设有便于装配固定用的两个扳手孔。

火工组件包括本体、隔板起爆器3、第一雷管4、第二雷管9、雷管座6、爆炸壳体7、点火药剂5和扩爆管10。本体由上本体2和下本体8组成，两者均采用45号钢制成，上本体2为凸形圆管状，其大直径端设有外螺纹，小直径端设有内螺纹，小直径端的外壁上设有两个周向密封槽且靠近大直径端；上本体2由输入端至内螺纹处依次设置了利于导爆索和传爆管插入的导向孔和安装隔板起爆器3的第一定位安装孔。下本体8为凸形圆柱体，其凸起端带有外螺纹，内孔设有直径不等的第二、第三定位安装孔。隔板起爆器3为采用1Cr18Ni9Ti材料制成的圆柱体状，外壁设有两个周向密封槽，其输入端设有Φ6.5mm×10.5mm的第一盲孔，输出端设有Φ5.6mm×5mm的第二盲孔，第一盲孔和第二盲孔之间的隔板厚度为3.5mm。雷管座6为底部带有传爆孔的U型铝制管壳。爆炸壳体7为带有一级阶梯中心孔的凸形圆柱体。第一、第二雷管4、9均由耐温击发药和炸药压制而成。扩爆管由聚奥6猛炸药压制而成。点火药剂5由点火药和击发药组成。

本优选实施例的装配工艺是，先将压制好的第二雷管9用固化胶固定在雷管座6内且使第二雷管9的输入端对准雷管座6的传爆孔。将扩爆管10放入爆炸壳体7的阶梯小孔内，再将装有第二雷管9的雷管座6用固化胶固定在爆炸壳体7的阶梯大孔内，从而组成爆炸组件。将爆炸组件装入下本体8内，使爆炸壳体7的凸形与下本体中的第二、第三定位安装孔相配合并用固化胶固定。先将击发药压入隔板起爆器3的第二盲孔中，再在端口处压入点火药从而形成本发明的点火药剂5。将第一雷管4装入隔板起爆器3的第一盲孔的孔底并用固化固定。隔板起爆器3上的两个密封槽内装上合适的密封圈11后将隔板起爆器3推进上本体2的第一定位安装孔并推到卡紧位置处。将装有爆炸组件的下本体8与上本体2进行螺纹连接而构成火工组件。将火工组件的上本体2外壁的两个密封槽上装配合适的密封圈11，再将整个火工组件从连接体1的输入端装入连接体的中心孔中且使上本体2的外螺纹与连接体的内螺纹进行连接，螺纹连接处拧平即装配完毕。

在进行射孔作业时，通过连接体1两端的联枪螺扣与上下级射孔枪连接。本发明的工作过程是，火工组件的输入端接收上级射孔枪的爆轰波而激发第一雷管4起爆，爆轰波穿透隔板起爆器3的隔爆板后激发点火药剂5而点燃第二雷管9，随即，第二雷管9引爆扩爆管10并向下级射孔枪输出高能爆轰波。

Claims (4)

1.一种爆轰波分级起爆装置，包括连接体[1]、火工组件和若干密封圈[11]，其特征在于：所述连接体[1]带有中心通孔且两端均带有与射孔枪连接的螺扣，所述火工组件固连在连接体[1]的中心孔中并通过所述密封圈[11]进行密封；所述火工组件包括本体、隔板起爆器[3]、第一雷管[4]、第二雷管[9]、点火药剂[5]和扩爆管[10]，本体为圆管状，其内部由输入端至输出端依次设有导向孔和三个定位安装孔，隔板起爆器[3]为圆柱体且外壁带有周向密封槽，其输入端带有第一盲孔，输出端带有第二盲孔，第一盲孔中安装所述第一雷管[4]，第二盲孔中压入所述点火药剂[5]，隔板起爆器[3]的密封槽中安装密封圈[11]后装入与导向孔相邻的第一定位安装孔中且所述第一雷管[4]的输入端正对导向孔，所述第二雷管[9]和扩爆管[10]分别固连在第二、第三定位安装孔中且所述第二雷管[9]的输入端与所述点火药剂[5]相邻。

2.根据权利要求1所述的爆轰波分级起爆装置，其特征在于：所述点火药剂[5]由击发药和点火药组成，击发药和点火药分层压入第二盲孔中，击发药与第二盲孔底部接触，点火药位于第二盲孔的端口处。

3.根据权利要求1所述的爆轰波分级起爆装置，其特征在于：所述第一、第二雷管[4、9]均由耐温击发药和炸药压制而成，且第一雷管[4]的整体尺寸小于第二雷管[9]的整体尺寸；所述扩爆管[10]由聚奥6猛炸药压制而成。

4.根据权利要求1或2或3所述的爆轰波分级起爆装置，其特征在于：还包括一个雷管座[6]和一个爆炸壳体[7]，所述雷管座[6]为U型管壳且底部带有传爆孔，所述第二雷管[9]固连在雷管座[6]中且其输入端正对所述传爆孔；所述爆炸壳体[7]为带有一级阶梯中心孔的凸形圆柱体，所述雷管座[6]固连在阶梯大孔中，所述扩爆管[10]固连在阶梯小孔中；所述爆炸壳体[7]的大小端分别位于所述本体的第二、第三定位安装孔中且所述传爆孔正对所述点火药剂[5]。

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