專(zhuān)利名稱(chēng)：投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種油管傳輸射孔裝置，尤其涉及一種投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，可適用于油井開(kāi)發(fā)，尤其適用于氣井作業(yè)中。
背景技術(shù)：
[0002]在油氣井的射孔作業(yè)過(guò)程中，投棒開(kāi)孔是一種常用的開(kāi)孔方式，此種開(kāi)孔方式指從井口投下投放棒，投放棒在自身重力作用下下落，同時(shí)在管串中井液的阻力作用下，投放棒經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后會(huì)勻速下落，最終投放棒撞擊連在裝置中的剪切銷(xiāo)，剪切銷(xiāo)被撞斷，井液由剪切銷(xiāo)斷裂中空處進(jìn)入隔層，推動(dòng)該裝置中心零件運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔，例如，中國(guó)專(zhuān)利號(hào)200420003372.1公開(kāi)了的“投棒解鎖自動(dòng)負(fù)壓起爆激發(fā)裝置”。[0003]投棒開(kāi)孔方式要求投放棒以一定的速度撞擊剪切銷(xiāo)，才能夠撞斷剪切銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔，同時(shí)，需要利用井液壓力進(jìn)入隔層推動(dòng)滑動(dòng)中心軸運(yùn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔。[0004]因此，采用現(xiàn)有的投棒解鎖開(kāi)孔裝置存在如下問(wèn)題:一、當(dāng)管串中的井液很臟(如含有泥沙等污物)，導(dǎo)致降低投放棒的勻速下落速度，將不能可靠實(shí)現(xiàn)解鎖。。二、當(dāng)井液較臟時(shí)，采取的一種解決方法是不使用篩管(即環(huán)空井液不能流入管串)，并在管串中灌滿(mǎn)干凈的清水，但當(dāng)管串提出井口時(shí)油管中的清水不方便排出，容易污染井口。三、其開(kāi)孔動(dòng)作依賴(lài)于井內(nèi)壓力，不適合在氣井中使用。傳統(tǒng)投棒開(kāi)孔裝置利用滑動(dòng)中心軸上的臺(tái)階設(shè)置和O形密封圈密封，使得在縱向上上下環(huán)形面積不同。當(dāng)井液從剪切銷(xiāo)被撞斷的中空處進(jìn)入隔層時(shí)，由于井液各個(gè)方向壓力(強(qiáng))相同，作用面積不同，則形成壓力差，使得向上(下)推動(dòng)滑動(dòng)中心軸的壓力始終大于向下(上)推動(dòng)滑動(dòng)中心軸的壓力，在此壓差作用下，迫使滑動(dòng)中心軸向上(下)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到滑動(dòng)中心軸上臺(tái)階接觸止動(dòng)臺(tái)階時(shí)，滑動(dòng)中心軸不再運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，滑動(dòng)中心軸上設(shè)置的卡圈自動(dòng)伸出，卡住滑動(dòng)中心軸不會(huì)反向運(yùn)動(dòng)。滑動(dòng)中心軸的運(yùn)動(dòng)使得其離開(kāi)原先密封外部開(kāi)孔的位置，外部開(kāi)孔得以與內(nèi)部連通，形成油套連通。由上述可以看出，傳統(tǒng)投棒開(kāi)孔裝置必須在井底存在足夠大的壓力情況下才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔動(dòng)作。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有投棒開(kāi)孔裝置存在的上述問(wèn)題，提供一種投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，本實(shí)用新型使滑動(dòng)中心軸上下自動(dòng)存在壓差，保證能夠有效實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔。同時(shí)，在形成開(kāi)孔之后，滑動(dòng)中心軸上的平衡孔使得隔層內(nèi)上下環(huán)形面積相同，滑動(dòng)中心軸不會(huì)在井下壓力作用下運(yùn)動(dòng)，不會(huì)影響開(kāi)孔，開(kāi)孔狀態(tài)被鎖定，可適用于油井和氣井。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:[0007]一種投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，包括上接頭、下接頭、剪切銷(xiāo)和滑動(dòng)中心軸，上接頭與下接頭連接，下接頭上設(shè)有開(kāi)孔，其特征在于:所述滑動(dòng)中心軸與上接頭之間形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔，剪切銷(xiāo)設(shè)置在上密封腔對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)中心軸上，上密封腔內(nèi)設(shè)置有密封液，下平衡腔內(nèi)設(shè)置有在剪切銷(xiāo)斷開(kāi)后使滑動(dòng)中心軸向上運(yùn)動(dòng)將開(kāi)孔與油套環(huán)空連通的彈力機(jī)構(gòu)，且滑動(dòng)中心軸上設(shè)置有將下平衡腔與滑動(dòng)中心軸內(nèi)腔連通的連通孔。[0008]所述彈力機(jī)構(gòu)為矩形彈簧，所述矩形彈簧套設(shè)在滑動(dòng)中心軸下部且限位在下接頭的上臺(tái)階處。[0009]所述滑動(dòng)中心軸一端設(shè)置有與上接頭配合的密封圈，另一端設(shè)置有與下接頭配合的密封圈，上接頭與下接頭連接處設(shè)置有密封圈，螺塞與上接頭連接處設(shè)置有密封圈，剪切銷(xiāo)釘與滑動(dòng)中心軸連接處設(shè)置有密封圈，上密封腔與下平衡腔之間設(shè)置有密封圈。[0010]所述上接頭上開(kāi)有密封液注入口，密封液注入口處開(kāi)有與上密封腔連通的排氣孔。[0011]采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:[0012]一、由于本實(shí)用新型滑動(dòng)中心軸上的連通孔使滑動(dòng)中心軸上下環(huán)形面積相同，在井底有無(wú)壓力的情況下都不會(huì)使滑動(dòng)中心軸運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)中心軸只受到來(lái)自矩形彈簧的彈力作用，保證了實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔；在形成開(kāi)孔之后，滑動(dòng)中心軸由矩形彈簧支撐，使得滑動(dòng)中心軸不會(huì)反向運(yùn)動(dòng)關(guān)閉開(kāi)孔，影響使用；正是由于本實(shí)用新型開(kāi)孔動(dòng)作與井底壓力無(wú)關(guān)的原因，所以本實(shí)用新型適用于在井底壓力較低的氣井中使用，同時(shí)，在井底存在較大壓力的油井中同樣適用。[0013]二、本實(shí)用新型各密封處采用O形圈密封方式，密封安全可靠，在密封腔注密封液處，開(kāi)有兩個(gè)相同排氣孔，保證在注密封液時(shí)不會(huì)因?yàn)榕挪怀隹諝舛霈F(xiàn)注不滿(mǎn)的現(xiàn)象。[0014]三、本實(shí)用新型矩形彈簧的設(shè)置使得滑動(dòng)中心軸上不用在開(kāi)槽裝入卡圈，滑動(dòng)中心軸不再有壁厚較薄的弱點(diǎn)，更好的利用了空間。[0015]四、本實(shí)用新型在上密封腔內(nèi)設(shè)置有密封液，由于液體不可壓縮性，在上密封腔內(nèi)的密封液使得滑動(dòng)中心軸在剪切銷(xiāo)未斷的情況下不會(huì)運(yùn)動(dòng)，保證了剪切銷(xiāo)未斷時(shí)候的密封效果。


[0016]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖[0017]圖中標(biāo)記為:1、上接頭，2、滑動(dòng)中心軸，3、密封圈，4、剪切銷(xiāo)，5、矩形彈簧，6、下接頭，7、開(kāi)孔，8、下平衡腔，9、密封液，10、連通孔，11、密封液注入口，12、排氣孔。
具體實(shí)施方式
[0018]一種投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，包括上接頭1、下接頭6、剪切銷(xiāo)4和滑動(dòng)中心軸2，上接頭I與下接頭6連接，下接頭6上設(shè)有開(kāi)孔7，所述滑動(dòng)中心軸2與上接頭I之間形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔8，剪切銷(xiāo)4設(shè)置在上密封腔對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)中心軸2上，上密封腔內(nèi)設(shè)置有密封液9，下平衡腔8內(nèi)設(shè)置有在剪切銷(xiāo)4斷開(kāi)后使滑動(dòng)中心軸2向上運(yùn)動(dòng)將開(kāi)孔7與油套環(huán)空連通的彈力機(jī)構(gòu)，且滑動(dòng)中心軸2上設(shè)置有將下平衡腔8與滑動(dòng)中心軸2內(nèi)腔連通的連通孔10。[0019]本實(shí)用新型中，密封液9的優(yōu)選實(shí)施方式選擇為硅油，但并不局限于硅油，與硅油性質(zhì)等同的液體也可以。[0020]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述彈力機(jī)構(gòu)為矩形彈簧5，矩形彈簧5的設(shè)置方式為矩形彈簧5套在滑動(dòng)中心軸2下部，裝入上接頭I中，安裝時(shí)將下接頭6與上接頭I連接，下接頭6上臺(tái)階頂住矩形彈簧5，使得矩形彈簧5擁有一定預(yù)壓縮量。彈力機(jī)構(gòu)并不局限于矩形彈簧，也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的其它彈力機(jī)構(gòu)。[0021]本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施方式為，所述滑動(dòng)中心軸2通過(guò)限位機(jī)構(gòu)限位在上接頭上，所述限位機(jī)構(gòu)可以為限位臺(tái)階。[0022]本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施方式為，所述上接頭上開(kāi)有密封液注入口 11，密封液注入口 11處開(kāi)有與上密封腔連通的排氣孔12。密封液注入口 11和排氣孔12用螺塞密封。[0023]本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施方式為，所述滑動(dòng)中心軸2 —端設(shè)置有與上接頭I配合的密封圈3，另一端設(shè)置有與下接頭6配合的密封圈3，上接頭I與下接頭6連接處設(shè)置有密封圈3，螺塞與上接頭I連接處設(shè)置有密封圈3，剪切銷(xiāo)4與滑動(dòng)中心軸2連接處設(shè)置有密封圈3，上密封腔與下平衡腔8之間設(shè)置有密封圈3。密封圈優(yōu)選為O形密封圈。[0024]本實(shí)用新型的工作原理為:將本實(shí)用新型連接在射孔管柱中下入井內(nèi)，需要開(kāi)孔時(shí)投入投放棒，投棒會(huì)撞斷剪切銷(xiāo)4，剪切銷(xiāo)4在外徑削弱處斷開(kāi)，由于該處剪切銷(xiāo)4內(nèi)部中空，與密封腔連通，則在剪切銷(xiāo)4斷開(kāi)后，上密封腔內(nèi)密封液9與滑動(dòng)中心軸2內(nèi)部連通，在彈簧力作用下，滑動(dòng)中心軸2向上運(yùn)動(dòng),密封液9被擠出上密封腔,裝有密封液9的上密封腔形成滑動(dòng)中心軸2的運(yùn)動(dòng)空間，滑動(dòng)中心軸2在彈簧力作用下向上運(yùn)動(dòng)，下接頭6上開(kāi)孔7露出，形成開(kāi)孔，連通油套環(huán)空。
權(quán)利要求1.一種投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，包括上接頭(I)、下接頭(6)、剪切銷(xiāo)(4)和滑動(dòng)中心軸(2)，上接頭(I)與下接頭(6)連接，下接頭(6)上設(shè)有開(kāi)孔(7)，其特征在于:所述滑動(dòng)中心軸(2)與上接頭(I)之間形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔(8)，剪切銷(xiāo)(4)設(shè)置在上密封腔對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)中心軸(2)上，上密封腔內(nèi)設(shè)置有密封液(9)，下平衡腔(8)內(nèi)設(shè)置有在剪切銷(xiāo)(4)斷開(kāi)后使滑動(dòng)中心軸(2)向上運(yùn)動(dòng)將開(kāi)孔(7)與油套環(huán)空連通的彈力機(jī)構(gòu)，且滑動(dòng)中心軸(2)上設(shè)置有將下平衡腔(8)與滑動(dòng)中心軸(2)內(nèi)腔連通的連通孔(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，其特征在于:所述彈力機(jī)構(gòu)為矩形彈簧(5)，所述矩形彈簧(5)套設(shè)在滑動(dòng)中心軸(2)下部且限位在下接頭(6)的上臺(tái)階處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，其特征在于:所述滑動(dòng)中心軸(2)—端設(shè)置有與上接頭(I)配合的密封圈(3)，另一端設(shè)置有與下接頭(6)配合的密封圈(3)，上接頭(I)與下接頭(6)連接處設(shè)置有密封圈(3)，剪切銷(xiāo)(4)與滑動(dòng)中心軸(2)連接處設(shè)置有密封圈(3)，上密封腔與下平衡腔(8)之間設(shè)置有密封圈(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，其特征在于:所述上接頭(I)上開(kāi)有密封液注入口( 11 )，密封液注入口( 11)處開(kāi)有與上密封腔連通的排氣孔(12 )。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種投棒自動(dòng)開(kāi)孔裝置，包括上接頭、下接頭、剪切銷(xiāo)和滑動(dòng)中心軸，所述滑動(dòng)中心軸與上接頭之間形成有密封腔，所述密封腔包括上密封腔和下平衡腔，剪切銷(xiāo)設(shè)置在上密封腔對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)中心軸上，上密封腔內(nèi)設(shè)置有密封液，下平衡腔內(nèi)設(shè)置有在剪切銷(xiāo)斷開(kāi)后使滑動(dòng)中心軸向上運(yùn)動(dòng)將開(kāi)孔與油套環(huán)空連通的彈力機(jī)構(gòu)，且滑動(dòng)中心軸上設(shè)置有將下平衡腔與滑動(dòng)中心軸內(nèi)腔連通的連通孔。本實(shí)用新型使滑動(dòng)中心軸上下自動(dòng)存在壓差，保證能夠有效實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔。同時(shí)，在形成開(kāi)孔之后，滑動(dòng)中心軸上的平衡孔使得隔層內(nèi)上下環(huán)形面積相同，滑動(dòng)中心軸不會(huì)在井下壓力作用下運(yùn)動(dòng)，不會(huì)影響開(kāi)孔，開(kāi)孔狀態(tài)被鎖定，可適用于油井和氣井。
文檔編號(hào)E21B43/11GK202970655SQ20122058579
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者林可謀, 蔣文, 曹大勇, 李浩然 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司川南機(jī)械廠