電纜傳輸多級射孔控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電纜傳輸多級射孔控制裝置，所述控制裝置為柱狀機構，包括殼體和活塞，殼體內(nèi)有兩個腔體，腔體一與腔體二相連通，腔體一的直徑大于腔體二的直徑；所述活塞位于殼體頂端的腔體一內(nèi)，活塞兩側與殼體滑動接觸，活塞底部與中心連桿的頂端螺紋連接，通過控制射孔器點火通道的接通與斷開，實現(xiàn)多級可控射孔功能。通過井筒內(nèi)液柱壓力和每一級射孔器發(fā)射產(chǎn)生的壓力作為啟動壓力，其遠遠超過控制裝置的啟動壓力（2MPa），完全滿足控制裝置的工作條件。本實用新型正常工作后，射孔器雷管通過地面控制面板進行起爆，安全可靠。同時，通過兩根纜芯分別控制射孔器雷管火線和橋塞點火器火線，有效的實現(xiàn)了橋塞射孔聯(lián)作功能。
【專利說明】電纜傳輸多級射孔控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電纜傳輸射孔工藝領域，特別是一種油氣井橋塞射孔聯(lián)作工藝中的電纜傳輸多級射孔控制裝置。
【背景技術】
[0002]電纜傳輸多級射孔橋塞聯(lián)作工藝是目前油(氣)田水平井、頁巖氣開發(fā)中應用較多的一種體積壓裂技術。近年來隨著長慶油田水平井開發(fā)規(guī)模的不斷擴大，體積壓裂理念的逐步引入和先導性試驗的開展，多級射孔橋塞聯(lián)作工藝的優(yōu)勢突顯。具有橋塞與射孔聯(lián)作、施工安全快捷、橋射后緊接壓裂措施占井時間短、連續(xù)油管一次鉆除多個橋塞、整體試氣周期短效率高的優(yōu)點。
[0003]電纜傳輸多級射孔控制裝置是實現(xiàn)該多級射孔工藝的關鍵環(huán)節(jié)。該項技術在國內(nèi)尚處于空白，大慶、四川等油田目前均采用國外進口技術。所以，電纜傳輸多級射孔控制裝置國產(chǎn)化還處于研發(fā)階段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實現(xiàn)電纜傳輸多級射孔橋塞聯(lián)作工藝技術中多級射孔器能夠分級起爆的功能，本實用新型提供一種電纜傳輸多級射孔控制裝置，該控制裝置不但能夠?qū)崿F(xiàn)多級射孔器的分級起爆，還可以通過該裝置實現(xiàn)橋塞射孔聯(lián)作的工藝。
[0005]本實用新型通過如下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種電纜傳輸多級射孔控制裝置，該控制裝置為柱狀機構，包括殼體和活塞，殼體內(nèi)有兩個腔體，腔體一與腔體二相連通，腔體一的直徑大于腔體二的直徑；活塞位于殼體頂端的腔體一內(nèi)，活塞兩側與殼體滑動接觸，活塞底部與中心連桿的頂端螺紋連接，中心連桿穿過腔體二延伸至殼體底部，中心連桿的底端通過螺母緊固；中心連桿頂部外側套有絕緣固定座，絕緣固定座的端部通過螺栓固定在活塞底部，絕緣固定座的尾部延伸至腔體二中；中心連桿外側在絕緣固定座與螺栓之間依次套有金屬環(huán)四和金屬環(huán)六,其中僅金屬環(huán)六與中心連桿直接接觸；金屬環(huán)四和金屬環(huán)六外側分別對應套有彈簧圈二和彈簧圈三，在彈簧圈二與彈簧圈三、金屬環(huán)四與金屬環(huán)六之間設有絕緣環(huán)六，彈簧圈三、金屬環(huán)六與螺母之間設有絕緣環(huán)七；腔體二中的殼體內(nèi)側壁沿軸線方向依次間隔固定有絕緣環(huán)二、絕緣環(huán)三和絕緣環(huán)四，絕緣環(huán)二與絕緣環(huán)三之間嵌有金屬環(huán)三，絕緣環(huán)三與絕緣環(huán)四之間嵌有金屬環(huán)五；其中，金屬環(huán)三和金屬環(huán)五不與殼體接觸；彈簧圈二、彈簧圈三、絕緣環(huán)六、絕緣環(huán)七隨中心連桿移動，并與金屬環(huán)三、金屬環(huán)五、絕緣環(huán)二、絕緣環(huán)三、絕緣環(huán)四的內(nèi)側面貼合滑動；絕緣環(huán)二、絕緣環(huán)三和絕緣環(huán)四沿軸線方向的一側與殼體之間開有通道，并延伸至殼體底部與外界相通；射孔器雷管火線引線、射孔器雷管地線引線通過腔體二內(nèi)殼體側壁的通道分別與金屬環(huán)三、金屬環(huán)五連接，延伸至殼體底部外；射孔器雷管火線接線柱一端順著中心連桿穿過活塞與絕緣固定座與金屬環(huán)四連接，另一端延伸至殼體頂部外。
[0007]進一步的，金屬環(huán)四與絕緣固定座底部之間設有金屬環(huán)二，金屬環(huán)二不與中心連桿接觸，金屬環(huán)二外側套有彈簧圈一，彈簧圈一與彈簧圈二之間、金屬環(huán)二與金屬環(huán)四之間設有絕緣環(huán)五；在腔體二中的殼體內(nèi)側壁上，絕緣環(huán)二靠近活塞的一側還裝有絕緣環(huán)一，絕緣環(huán)一與絕緣環(huán)二之間嵌有金屬環(huán)一，金屬環(huán)一不與殼體接觸；橋塞點火器火線引線通過腔體二內(nèi)殼體側壁的通道與金屬環(huán)一相連，并延伸至殼體底部外；橋塞點火器火線接線柱一端順著中心連桿穿過活塞與絕緣固定座，和金屬環(huán)二連接，另一端延伸至殼體頂部外。
[0008]進一步的，活塞與殼體的滑動接觸面設有密封圈一，殼體外側面設有密封圈二。
[0009]進一步的,殼體最大外徑為Φ38mm,總長度為66.7 mm。
[0010]進一步的，所述多級射孔控制裝置的啟動壓力為2Mpa。
[0011]借助第一級射孔器射孔后產(chǎn)生的沖擊力將第一級串聯(lián)接頭中多級射孔控制裝置的活塞下壓，使得彈簧圈三與金屬環(huán)五接觸，連通射孔器雷管地線引線與殼體，使得第二級射孔器的雷管形成回路，第二級射孔器射孔后又推動第二級串聯(lián)接頭中多級射孔控制裝置的活塞下壓，使得彈簧圈三與金屬環(huán)五接觸，連通射孔器雷管地線引線與殼體，使得第三級射孔器的雷管形成回路，以此類推，完成后續(xù)的多級射孔分級起爆作業(yè)。
[0012]本實用新型通過控制射孔器點火通道的接通與斷開，實現(xiàn)多級可控射孔功能。通過井筒內(nèi)液柱壓力和每一級射孔器發(fā)射產(chǎn)生的壓力作為啟動壓力，其遠遠超過控制裝置的啟動壓力(2MPa)，完全滿足控制裝置的工作條件。本實用新型正常工作后，射孔器雷管通過地面控制面板進行起爆，安全可靠。同時，通過兩根纜芯分別控制射孔器雷管火線和橋塞點火器火線，有效的實現(xiàn)了橋塞射孔聯(lián)作功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型初始狀態(tài)的剖面結構示意圖；
[0014]圖2為本實用新型工作狀態(tài)的剖面結構示意圖；
[0015]圖3為本實用新型配套串聯(lián)接頭剖面結構示意圖:
[0016]圖4為本實用新型配套多級射孔橋塞聯(lián)作工具串的結構示意圖。
[0017]其中，607:電纜傳輸多級射孔控制裝置；607-1:活塞;607_2:密封圈一 ;607_3:絕緣體固定座；607-4:絕緣環(huán)一 ；607-5:金屬環(huán)一 ；607_6:金屬環(huán)二 ；607_7:絕緣環(huán)二 ；607-8:金屬環(huán)三；607-9:金屬環(huán)四;607_10:絕緣環(huán)三;607_11:金屬環(huán)五;607_12:金屬環(huán)六；607-13:絕緣環(huán)四；607-14:殼體;607_15:橋塞點火器火線接線柱;607_16:射孔器雷管火線接線柱；607-17:密封圈二 ；607-18:彈簧圈一 ；607_19:絕緣環(huán)五；607_20:彈簧圈二 ；607-21:絕緣環(huán)六；607-22:彈簧圈三;607_23:絕緣環(huán)七;607_24:螺母；607_25:中心連桿；607-26:射孔器雷管地線引線；607-27:射孔器雷管火線引線；607_28:橋塞點火器火線引線；5A:第一級射孔器；5B:第二級射孔器；5C:第三級射孔器；5D:第四級射孔器；6A:第一級串聯(lián)接頭；6B:第二級串聯(lián)接頭；6C:第三級串聯(lián)接頭；7:橋塞投放工具；8:可鉆式復合橋塞。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0019]實施例1
[0020]參照圖1、圖2，本實用新型提供一種電纜傳輸多級射孔控制裝置，該控制裝置為柱狀機構，包括殼體607-14和活塞607-1，殼體607-14內(nèi)有兩個腔體，腔體一與腔體二相連通，腔體一的直徑大于腔體二的直徑；活塞位于殼體607-14頂端的腔體一內(nèi)，活塞607-1兩側與殼體607-14滑動接觸，活塞607-1底部與中心連桿607-25的頂端螺紋連接，中心連桿607-25穿過腔體二延伸至殼體607-14底部，中心連桿607-25的底端通過螺母607-24緊固；中心連桿607-25頂部外側套有絕緣固定座607-3，絕緣固定座607-3的端部通過螺栓固定在活塞607-1底部，絕緣固定座607-3的尾部延伸至腔體二中；中心連桿607-25外側在絕緣固定座607-3與螺栓之間依次套有金屬環(huán)四607-9和金屬環(huán)六607-12，其中僅金屬環(huán)六607-12與中心連桿607-25直接接觸；金屬環(huán)四607-9和金屬環(huán)六607-12外側分別對應套有彈簧圈二 607-20和彈簧圈三607-22，在彈簧圈二 607-20與彈簧圈三607-22、金屬環(huán)四607-9與金屬環(huán)六607-12之間設有絕緣環(huán)六607-21，彈簧圈三607-22、金屬環(huán)六607-12與螺母607-24之間設有絕緣環(huán)七607-23 ;腔體二中的殼體607-14內(nèi)側壁沿軸線方向依次間隔固定有絕緣環(huán)二 607-7、絕緣環(huán)三607-10和絕緣環(huán)四607-13，絕緣環(huán)二 607-7與絕緣環(huán)三607-10之間嵌有金屬環(huán)三607-8，絕緣環(huán)三607-10與絕緣環(huán)四607-13之間嵌有金屬環(huán)五607-11 ;其中，金屬環(huán)三607-8和金屬環(huán)五607-11不與殼體607-14接觸；彈簧圈二 607-20、彈簧圈三607-22、絕緣環(huán)六607-21、絕緣環(huán)七607-23隨中心連桿607-25移動，并與金屬環(huán)三607-8、金屬環(huán)五607-11、絕緣環(huán)二 607-7、絕緣環(huán)三607-10、絕緣環(huán)四607-13的內(nèi)側面貼合滑動；絕緣環(huán)二 607-7、絕緣環(huán)三607-10和絕緣環(huán)四607-13沿軸線方向的一側與殼體607-14之間開有通道，并延伸至殼體607-14底部與外界相通；射孔器雷管火線引線607-27、射孔器雷管地線引線607-26通過腔體二內(nèi)殼體607-14側壁的通道分別與金屬環(huán)三607-8、金屬環(huán)五607-11連接,延伸至殼體607-14底部外；射孔器雷管火線接線柱607-16 —端順著中心連桿607-25穿過活塞607-1與絕緣固定座607-3與金屬環(huán)四607-9連接，另一端延伸至殼體607-14頂部外。
[0021]初始狀態(tài)下，活塞607-1在腔體一的上部，彈簧圈二 607-20與金屬環(huán)三607_8接觸，彈簧圈三607-22與金屬環(huán)五607-11不接觸，此時，射孔器雷管火線引線607-27為連通狀態(tài)，射孔器雷管地線引線607-26與殼體607-14處于斷開狀態(tài)。
[0022]實施例2
[0023]在實施例1的基礎上，如圖1、圖2所示，金屬環(huán)四607-9與絕緣固定座底607_3部之間設有金屬環(huán)二 607-6，金屬環(huán)二 607-6不與中心連桿607-25接觸，金屬環(huán)二 607-6外側套有彈簧圈一 607-18，彈簧圈一 607-18與彈簧圈二 607-20之間、金屬環(huán)二 607-6與金屬環(huán)四607-9之間設有絕緣環(huán)五607-19 ;在腔體二中的殼體607-14內(nèi)側壁上，絕緣環(huán)二 607-7靠近活塞607-1的一側還裝有絕緣環(huán)一 607-4，絕緣環(huán)一 607-4與絕緣環(huán)二 607-7之間嵌有金屬環(huán)一 607-5，金屬環(huán)一 607-5不與殼體607-14接觸；橋塞點火器火線引線607-28通過腔體二內(nèi)殼體607-14側壁的通道與金屬環(huán)一 607-5相連，并延伸至殼體607-14底部外；橋塞點火器火線接線柱607-15 —端順著中心連桿607-25穿過活塞607-1與絕緣固定座607-3，和金屬環(huán)二 607-6連接，另一端延伸至殼體607-14頂部外。
[0024]結合圖1、圖2、圖3、圖4，橋塞點火器安裝于橋塞投放工具7內(nèi)，橋塞點火器的火線通過每一級串聯(lián)接頭內(nèi)多級射孔控制裝置607的橋塞點火器接線柱607-15和橋塞點火器火線引線607-28從橋塞投放工具7內(nèi)連接至的地面控制面板，橋塞點火器的地線連接于橋塞投放工具7的外殼上，保持橋塞點火器處于通路。[0025]多級射孔橋塞聯(lián)作工具串的施工流程為:第一步橋塞座封、第二步第一級射孔器起爆、第三步第二級射孔器起爆、直至最后一級射孔器起爆。
[0026]第一級射孔器5A的射孔器雷管地線引線607-26與第一級射孔器5A的外殼接通，保持第一級射孔器5A的雷管處于通路。通過地面控制面板，多級射孔橋塞聯(lián)作工具串完成橋塞座封和第一級射孔器5A射孔后，第一級串聯(lián)接頭6A的多級射孔控制裝置607受射孔產(chǎn)生的壓力沖擊處于工作狀態(tài)，如圖2所示，第二級射孔器5B的射孔器雷管地線引線607-26與第一級串聯(lián)接頭6A的多級射孔控制裝置607的金屬環(huán)五607-11裝配為一體，彈簧圈三607-22和金屬環(huán)五607-11完全接觸，保證射孔器雷管地線引線607-26與該多級射孔控制裝置的殼體607-14處于接通，使第二級射孔器5B的雷管形成回路，處于待發(fā)射狀態(tài)，上提電纜到預定目的層后，即可完成第二級射孔器5B的射孔任務，同時第二級串聯(lián)接頭6B內(nèi)的多級射孔控制裝置607受壓力沖擊，使第三級射孔器5C的雷管形成回路，處于待發(fā)射狀態(tài)，同上以此類推，完成后續(xù)的多級射孔分級起爆作業(yè)。
[0027]上述實施例中的活塞607-1與殼體607-14的滑動接觸面設有密封圈一 607_2，殼體607-14外側面設有密封圈二 607-17。保證了所述多級射孔控制裝置與串聯(lián)接頭連接的密閉性。
[0028]上述實施例中的殼體607-14的最大外徑為Φ38πιπι，總長度為66.7 mm。
[0029]本實用新型的啟動壓力為2Mpa，保證井筒內(nèi)液柱壓力和每一級射孔器發(fā)射產(chǎn)生的壓力完全滿足本實用新型的工作條件。
[0030]本實用新型通過控制射孔器點火通道的接通與斷開，實現(xiàn)多級可控射孔功能。同時，通過兩根纜芯分別控制射孔器雷管火線和橋塞點火器火線，有效的實現(xiàn)了橋塞射孔聯(lián)做功能。
[0031]本實用新型所能承受:的最聞溫度為120°C，最聞壓力為70Mpa,適用井深為垂深(4000米。本實用新型理論上可實現(xiàn)無限極射孔，現(xiàn)場依據(jù)下井用電纜的抗拉強度選擇射孔級數(shù)。當所述多級射孔控制裝置正常工作后，射孔器雷管通過地面控制面板進行起爆，安
全可靠。
[0032]本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業(yè)的公知部件和常用結構或常用手段，這里不一一敘述。
【權利要求】
1.電纜傳輸多級射孔控制裝置，所述控制裝置為柱狀機構，其特征在于，包括殼體和活塞，殼體內(nèi)有兩個腔體，腔體一與腔體二相連通，腔體一的直徑大于腔體二的直徑；所述活塞位于殼體頂端的腔體一內(nèi)，活塞兩側與殼體滑動接觸，活塞底部與中心連桿的頂端螺紋連接，中心連桿穿過腔體二延伸至殼體底部，中心連桿的底端通過螺母緊固；中心連桿頂部外側套有絕緣固定座，所述絕緣固定座的端部通過螺栓固定在活塞底部，絕緣固定座的尾部延伸至腔體二中；中心連桿外側在絕緣固定座與螺栓之間依次套有金屬環(huán)四和金屬環(huán)六，其中僅金屬環(huán)六與中心連桿直接接觸；金屬環(huán)四和金屬環(huán)六外側分別對應套有彈簧圈二和彈簧圈三，在彈簧圈二與彈簧圈三、金屬環(huán)四與金屬環(huán)六之間設有絕緣環(huán)六，彈簧圈三、金屬環(huán)六與螺母之間設有絕緣環(huán)七；腔體二中的殼體內(nèi)側壁沿軸線方向依次間隔固定有絕緣環(huán)二、絕緣環(huán)三和絕緣環(huán)四，絕緣環(huán)二與絕緣環(huán)三之間嵌有金屬環(huán)三，絕緣環(huán)三與絕緣環(huán)四之間嵌有金屬環(huán)五；其中，金屬環(huán)三和金屬環(huán)五不與殼體接觸；彈簧圈二、彈簧圈三、絕緣環(huán)六、絕緣環(huán)七隨中心連桿移動，并與金屬環(huán)三、金屬環(huán)五、絕緣環(huán)二、絕緣環(huán)三、絕緣環(huán)四的內(nèi)側面貼合滑動；絕緣環(huán)二、絕緣環(huán)三和絕緣環(huán)四沿軸線方向的一側與殼體之間開有通道，并延伸至殼體底部與外界相通；射孔器雷管火線引線、射孔器雷管地線引線通過腔體二內(nèi)殼體側壁的通道分別與金屬環(huán)三、金屬環(huán)五連接，延伸至殼體底部外；射孔器雷管火線接線柱一端順著中心連桿穿過活塞與絕緣固定座與金屬環(huán)四連接，另一端延伸至殼體頂部外。
2.根據(jù)權利要求1所述的電纜傳輸多級射孔控制裝置，其特征在于，所述金屬環(huán)四與絕緣固定座底部之間設有金屬環(huán)二，金屬環(huán)二不與中心連桿接觸，金屬環(huán)二外側套有彈簧圈一，彈簧圈一與彈簧圈二之間、金屬環(huán)二與金屬環(huán)四之間設有絕緣環(huán)五；在腔體二中的殼體內(nèi)側壁上，絕緣環(huán)二靠近活塞的一側還裝有絕緣環(huán)一，絕緣環(huán)一與絕緣環(huán)二之間嵌有金屬環(huán)一，金屬環(huán)一不與殼體接觸；橋塞點火器火線引線通過腔體二內(nèi)殼體側壁的通道與金屬環(huán)一相連，并延伸至殼體底部外；橋塞點火器火線接線柱一端順著中心連桿穿過活塞與絕緣固定座，和金屬環(huán)二連接，另一端延伸至殼體頂部外。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電纜傳輸多級射孔控制裝置，其特征在于，所述活塞與殼體的滑動接觸面設有密封圈一，殼體外側面設有密封圈二。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的電纜傳輸多級射孔控制裝置，其特征在于，所述殼體最大外徑為Φ 38mm,總長度為66.7 mm。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的電纜傳輸多級射孔控制裝置，其特征在于，所述多級射孔控制裝置的啟動壓力為2Mpa。
【文檔編號】E21B23/04GK203547689SQ201320607407
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李寶珠, 張新, 岳志強, 倪林軍, 段立進, 馬穎, 張曉鵬, 朱斌 申請人:西安方元能源工程有限責任公司