專利名稱：射孔槍串末端信號(hào)發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種爆破器材，尤其涉及一種適用于油、氣井射孔槍傳 爆性監(jiān)測(cè)用的射孔槍串末端信號(hào)發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著水平井、大斜井等多目的層完井技術(shù)的發(fā)展，油管傳輸射孔 的井段越來越深，相應(yīng)的射孔槍串也越來越長(zhǎng)。而用于射孔的射孔槍系統(tǒng)常 采用多節(jié)單個(gè)射孔槍串聯(lián)方式。使得爆轟自第一節(jié)射孔槍的槍頭傳遞到最后 一節(jié)槍的尾部長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米， 一旦中間任何環(huán)節(jié)爆轟傳遞中斷，那么自爆轟中 斷點(diǎn)之后的射孔槍自然就不會(huì)作用。此時(shí)，地面施工人員必須盡早盡快獲得 這種信息，以作出重新射孔的決策。如果不能及時(shí)獲得這種熄爆信息，不僅 會(huì)失去最佳重新補(bǔ)射孔的時(shí)機(jī)，導(dǎo)致施工時(shí)間延長(zhǎng)，增加完井成本，而且還 會(huì)增加日后提取管串的打撈風(fēng)險(xiǎn)，甚至可能發(fā)生傷及施工人員和設(shè)施的事故。 早先，判定射孔槍串是否作用即射孔往往采用人工方式，即靠地面施工 人員用耳朵聽爆炸聲響或用手感覺管串是否產(chǎn)生震動(dòng)進(jìn)行判斷。然而，這種 人工判斷方式存在的最大弊端是，只能判斷射孔槍串已作用，但無法準(zhǔn)確判 斷是射孔槍串中的部分射孔彈作用，還是整個(gè)射孔槍串中的所有射孔彈全部 作用。
目前，在射孔作業(yè)中采用上世紀(jì)九十年代研發(fā)的尾聲彈和地面聲波信號(hào)
監(jiān)測(cè)儀來判定射孔槍串是否全部射孔。尾聲彈由延期藥柱和20 40千克高爆 速炸藥柱構(gòu)成并采用導(dǎo)爆索方式引爆。尾聲彈裝在射孔槍串尾部，當(dāng)射孔槍 串末端射孔彈作用后，尾聲彈在延期8秒后引爆高爆速炸藥柱。地面監(jiān)測(cè)儀 將捕捉并記錄的射孔槍串射孔的爆炸聲作為一靶信號(hào)，尾聲信號(hào)彈的爆炸聲作為二靶信號(hào)。雖然，通過能否接收到兩種靶信號(hào)來判定射孔槍串是否全部 作用比單純的人工判定方式進(jìn)步了許多，但它仍然存在如下問題①尾聲彈 與射孔槍串射孔間的延期時(shí)間短，地面監(jiān)測(cè)儀所記錄的波形信號(hào)難以正確區(qū) 分；②20 40kg高爆速藥柱爆炸聲響較射孔槍爆炸聲音弱的多，故經(jīng)常監(jiān)測(cè)
不到爆炸信號(hào)；③高爆速炸藥柱爆炸危害力較大，破壞套管現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
④采用導(dǎo)爆索引爆方式，其傳爆管體積過大，造成尾聲彈結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，為采用兩種靶信號(hào)判定射孔槍串是否 全部作用的射孔作業(yè)提供一種能使地面檢測(cè)接收設(shè)備便于捕捉和有效區(qū)分二 靶信號(hào)且作用安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的末端信號(hào)發(fā)生裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的末端信號(hào)發(fā)生裝置包括尾座、本體、 含有高能氣體推進(jìn)劑和撞擊隔板點(diǎn)火器的火藥撞擊組件、含有低爆速炸藥柱 的爆炸機(jī)構(gòu)、含有長(zhǎng)延時(shí)延期機(jī)構(gòu)和延期隔板點(diǎn)火器的延期撞擊組件、含有
錐型孔的扶正蓋、第一組銷釘、第二組銷釘；所述的低爆速炸藥柱由低爆速 炸藥劑和10 20%的音響煙火劑混合后壓制而成；所述的火藥撞擊組件和爆 炸機(jī)構(gòu)通過所述的第一組銷釘和密封圈固連后放置在所述的尾座中，而且火 藥撞擊組件的輸出端位于尾座的輸出端處，所述扶正蓋固連在所述本體的輸 入端，所述延期撞擊組件通過所述第二組銷釘固連在所述本體內(nèi)，所述本體 的輸出端與所述尾座的輸入端螺紋連接，爆炸機(jī)構(gòu)的輸入端與所述本體的輸 出端密封固連且與所述延期撞擊組件的輸出端接觸。
根據(jù)本發(fā)明，所述的扶正蓋、尾座、本體均采用鋼材制作，所述的第一 組和第二組銷釘均采用不銹鋼材料制作。
本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 (一)本實(shí)用新型采用了現(xiàn)有技術(shù)中的組合式火藥延時(shí)機(jī)構(gòu)，具有延期 時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以使地面施工人員很容易將地面檢測(cè)接收設(shè)備接收到的射 孔信號(hào)與尾聲信號(hào)區(qū)分開。(二) 在已有尾聲彈的基礎(chǔ)上增加了延期撞擊組件和火藥撞擊組件，這 兩個(gè)組件通過兩組銷釘分別固連在本體和爆炸機(jī)構(gòu)上，當(dāng)爆炸機(jī)構(gòu)作用時(shí)， 兩組銷釘被剪斷，使延期撞擊組件和火藥撞擊組件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)并分別撞擊扶正 蓋和尾座，使射孔管串產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)；在火藥撞擊組件撞擊尾座的同時(shí)引 燃自身體內(nèi)的高能氣體推進(jìn)劑，高能氣體推進(jìn)劑燃燒使井內(nèi)的液體產(chǎn)生脈沖 壓力，導(dǎo)致射孔管串再次發(fā)生震動(dòng)，不僅使地面信號(hào)接收設(shè)備很容易捕捉到 二靶信號(hào)，而且還增加了井內(nèi)液體的脈沖壓力，并提高了采收率。
(三) 爆炸機(jī)構(gòu)采用含有音響煙火劑的低爆速炸藥，不但增強(qiáng)了爆炸的 聲音信號(hào)，而且還降低了了炸藥對(duì)套管的傷害和破壞作用。
(四) 延期撞擊組件和火藥撞擊組件均采用隔板點(diǎn)火技術(shù)，既減小了本 實(shí)用新型的體積，又提高了其使用的可靠性和安全性。


圖1是本實(shí)用新型末端信號(hào)發(fā)生裝置的總體構(gòu)成示意圖。
圖2是圖1中所示尾座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1中所示本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1中所示火藥撞擊組件的組成示意圖。
圖5是圖4中所示基座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖1中所示爆炸機(jī)構(gòu)的組成示意圖。
圖7是圖1中所示延期撞擊組件的組成示意圖。
圖8是圖7中所示延期撞擊本體示意圖。
圖9是圖7中所示隔板點(diǎn)火器座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。
如圖l所示，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的末端信號(hào)發(fā)生裝置包括火藥撞擊組件A、爆炸機(jī)構(gòu)B、延期撞擊組件C、尾座l、扶正蓋12、本體8、第一組 四個(gè)銷釘19、第二組四個(gè)銷釘10。尾座1和本體8均采用40Cr鋼材機(jī)加工 制成，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)分別參見圖2和圖3。火藥撞擊組件A和爆炸機(jī)構(gòu)B通過第 一組四個(gè)銷釘19固連后放置在尾座1中，而且火藥撞擊組件A位于尾座1的 輸出端IB —側(cè)，爆炸機(jī)構(gòu)B則位于尾座1的輸入端1A —側(cè)。延期撞擊組件C 和扶正蓋12均位于本體8中，第二組四個(gè)銷釘10通過本體8上的四個(gè)銷孔 10B將延期撞擊組件C與本體8固連在一起，扶正蓋12與本體8的輸入端8A 螺紋連接。本體8的輸出端8B與尾座1的輸入端1A螺紋連接，爆炸機(jī)構(gòu)B 的輸入端與本體8的輸出端螺紋連接且與延期撞擊組件C的輸出端接觸。扶 正蓋12采用普通45鋼材制作，其中心有一個(gè)錐型孔與直徑7毫米的孔相通， 錐型孔的作用是將射孔槍串末端的傳導(dǎo)爆索、傳爆管扶正，確保引爆延期撞 擊組件C。銷釘19和銷釘10均采用不銹鋼材料制作，其一方面能保證在本實(shí) 用新型未作用時(shí)延期撞擊組件C和火藥撞擊組件A不發(fā)生任何位移，另一方 面又能被爆炸機(jī)構(gòu)B爆炸后的氣體壓力可靠剪斷，使延期撞擊組件C和火藥 撞擊組件A向上、向下運(yùn)動(dòng)，撞擊射孔管串。
根據(jù)圖4所示，火藥撞擊組件A包括基座2、撞擊點(diǎn)火器21、彈殼20、 高能氣體推進(jìn)劑22;基座2 (參見圖5)是用40Cr鋼材車制成凸形圓柱體結(jié) 構(gòu)，其內(nèi)帶有臺(tái)階盲孔，臺(tái)階盲孔的底孔2A位于小圓柱體內(nèi)且小圓柱體的外 表面上還設(shè)有安裝四個(gè)銷釘19的銷孔19B和一個(gè)安裝密封圈24的環(huán)形溝槽， 輸出端2B—端的大圓柱體內(nèi)端口車有螺紋，螺紋退刀槽內(nèi)可安裝密封圈23。 彈殼20采用LY12硬鋁棒車削成帶底管狀體且底部加工5個(gè)相同的盲孔。耐 溫18CTC、 48小時(shí)的高能氣體推進(jìn)劑22澆注在彈殼20中并在彈殼20的端口 外形成突臺(tái)。撞擊點(diǎn)火器21采用隔板點(diǎn)火結(jié)構(gòu)并放置在推進(jìn)劑22突臺(tái)上的 凹槽內(nèi)。
根據(jù)圖6所示，爆炸機(jī)構(gòu)B包括殼體3、引爆組件4、低爆速炸藥柱5和壓帽 6。殼體3為45鋼精加工成薄壁管狀，外壁車有螺紋和兩個(gè)放置密封圈17的密 封槽，內(nèi)孔一端為與壓帽6相配的內(nèi)螺紋，其他部位為臺(tái)階孔，與內(nèi)螺紋相鄰的大孔內(nèi)裝低爆速炸藥柱5，殼體3輸出端管壁上有4個(gè)與火藥撞擊組件A相配 的銷孔19A。低爆速炸藥柱5為三個(gè)相同環(huán)形炸藥柱和一個(gè)與壓帽6尺寸相配的 環(huán)形炸藥柱串接在殼體3和壓帽6中，這些藥柱均由低爆速炸藥和10 20%音響 效應(yīng)的煙火劑混合后壓制而成，其爆速為3800m/s 5000 m/s。引爆組件4是 由傳爆管和導(dǎo)爆索構(gòu)成并裝在低爆速炸藥柱5的中心孔內(nèi)。
根據(jù)圖7所示，延期撞擊組件C包括組件延期隔板點(diǎn)火器11、延期機(jī) 構(gòu)9、延期撞擊殼體7和隔板點(diǎn)火器座13。延期機(jī)構(gòu)9的延期時(shí)間為1 2 分鐘，其結(jié)構(gòu)形式為中國(guó)專利ZL 200420041557. 1公開的組合式火藥延期機(jī) 構(gòu)；延期隔板點(diǎn)火器11采用中國(guó)專利申請(qǐng)200720032863. 2公開的組合式煙 火藥延期燃爆裝置中的隔板點(diǎn)火器。延期撞擊殼體7 (參見圖8)由40Cr鋼 材制作，其內(nèi)帶有中心臺(tái)階通孔且其中一個(gè)孔為螺孔，外壁設(shè)有裝密封圈5 的溝槽和3圈共12個(gè)盲孔，輸出端7B—端的內(nèi)孔中裝有雷管16，螺孔與延 期機(jī)構(gòu)9 一端連接；輸入端7A的大內(nèi)孔與隔板點(diǎn)火器座13 (參見圖9)的輸 出端13B的外徑相配。隔板點(diǎn)火器座13由普通45號(hào)鋼材制作，其輸入端3A 的內(nèi)孔裝隔板點(diǎn)火器11，輸出端13B的內(nèi)螺紋與延期機(jī)構(gòu)9的另一端連接， 使輸出端13B外徑與延期撞擊殼體7輸入端7A的大內(nèi)孔套接在一起使它們 構(gòu)成了一個(gè)完整的活塞式延期撞擊組件C。
本實(shí)用新型所述的延期撞擊組件C采用的隔板點(diǎn)火器11和延期機(jī)構(gòu)9，無 論作用與否，要始終保證隔板點(diǎn)火器ll的密封性，且延期撞擊組件C與本體8 始終處于密封狀態(tài)，從而使延期撞擊組件C在爆炸氣體及井內(nèi)液體作用下，可 以上下竄動(dòng)撞擊射孔管串，使施工人員得到信號(hào)。
本優(yōu)選實(shí)施例的裝配及工作過程是，首先將末端信號(hào)發(fā)生裝置通過本體 8的外螺紋連接到射孔槍串的尾部，射孔槍串中的最后一發(fā)射孔彈的傳導(dǎo)爆 索、傳爆管放入扶正蓋12的錐孔中。當(dāng)射孔槍串中的最后一發(fā)射孔彈作用時(shí)， 其導(dǎo)爆索或射孔槍內(nèi)的高速?zèng)_擊波、高溫高壓氣體和灼熱的燃燒爆炸產(chǎn)物穿 透基座2的盲孔底部而激發(fā)引爆本實(shí)用新型，隨即隔板點(diǎn)火器11點(diǎn)燃延期機(jī) 構(gòu)9，經(jīng)過約2分鐘的的長(zhǎng)延期時(shí)間后，引發(fā)爆炸機(jī)構(gòu)B內(nèi)低爆速炸藥柱5爆炸，低爆速炸藥柱5內(nèi)含有的煙火音響劑在爆炸時(shí)發(fā)出巨大的音響效應(yīng)可
以直接傳到地面；爆炸機(jī)構(gòu)B爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體相繼剪斷兩組銷釘10 和19，并推動(dòng)延期撞擊組件C和火藥撞擊組件A先后向上、向下運(yùn)動(dòng)撞擊扶 正蓋12和尾座1，導(dǎo)致射孔管串產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)；在火藥撞擊組件A向下運(yùn) 動(dòng)撞擊尾座l的同時(shí)引燃火藥撞擊組件A體內(nèi)的高能氣體推進(jìn)劑，而高能氣 體推進(jìn)劑燃燒使井內(nèi)的液體產(chǎn)生脈沖壓力，促使射孔管串再次發(fā)生震動(dòng)。此 時(shí)，地面信號(hào)接受設(shè)備很容易捕捉到本實(shí)用新型發(fā)出的聲信號(hào)和射孔管串連 續(xù)產(chǎn)生的震動(dòng)信號(hào)。為現(xiàn)場(chǎng)施工人員判定射孔槍是否全部射孔提供了依據(jù)， 并指導(dǎo)后續(xù)施工過成。
權(quán)利要求1. 一種射孔槍串末端信號(hào)發(fā)生裝置，包括本體[8]、爆炸機(jī)構(gòu)[B]，其特征在于還包括尾座[1]、含有長(zhǎng)延時(shí)延期機(jī)構(gòu)[9]和延期隔板點(diǎn)火器[11]的延期撞擊組件[C]、含有錐型孔的扶正蓋[12]、含有高能氣體推進(jìn)劑[22]和撞擊隔板點(diǎn)火器[21]的火藥撞擊組件[A]、第一組銷釘[19]、第二組銷釘[10]；所述爆炸機(jī)構(gòu)[B]采用由低爆速炸藥劑和10～20％的音響煙火劑混合后壓制而成的低爆速炸藥柱[5]；所述的火藥撞擊組件[A]和爆炸機(jī)構(gòu)[B]通過所述的第一組銷釘[19]和密封圈[17]固連后放置在所述的尾座[1]中，而且火藥撞擊組件[A]的輸出端位于尾座[1]的輸出端[1B]處，所述扶正蓋[12]固連在所述本體[8]的輸入端[8A]，所述延期撞擊組件[C]通過所述第二組銷釘[10]固連在所述本體[8]內(nèi)，所述本體[8]的輸出端[8B]與所述尾座[1]的輸入端[1A]螺紋連接，爆炸機(jī)構(gòu)[B]的輸入端與所述本體[8]的輸出端[8B]密封固連且與所述延期撞擊組件[C]的輸出端接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射孔槍串末端信號(hào)發(fā)生裝置，其特征在于所 述的扶正蓋[12]、尾座[l]、本體[8]均采用鋼材制作，所述的第一組和第二 組銷釘[19和IO]均采用不銹鋼材料制作。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種射孔槍串末端信號(hào)發(fā)生裝置，適用于油、氣井射孔作業(yè)器材傳爆性能的監(jiān)測(cè)。該裝置主要包括、火藥撞擊組件、爆炸機(jī)構(gòu)、延期撞擊組件、扶正蓋，火藥撞擊組件、爆炸機(jī)構(gòu)、延期撞擊組件通過尾座和本體依次傳接在一起。主要特點(diǎn)是，爆炸機(jī)構(gòu)中采用了由低爆速炸藥劑和10～20％的音響煙火劑混合壓制的藥柱，增強(qiáng)了二靶聲信號(hào)并減小了對(duì)施工器材的損傷；延期撞擊組件采用長(zhǎng)延時(shí)延期機(jī)構(gòu)和隔板點(diǎn)火器，便于對(duì)二靶信號(hào)的識(shí)別并減小了產(chǎn)品體積；火藥撞擊組件和延期撞擊組件在爆炸機(jī)構(gòu)作用后可分別撞擊尾座和扶正蓋并使射孔管串產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，加了井內(nèi)液體的脈沖壓力，進(jìn)而提高了射孔作業(yè)的采收率。
文檔編號(hào)E21B43/119GK201254978SQ20082002991
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者劉貫虹, 曌 周, 蕾 惠, 李哲雨, 王秀芝, 胡詠梅 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第二一三研究所