多級射孔冗余點火控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及油氣井電纜傳輸射孔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級射孔冗余點火控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在頁巖氣開發(fā)中，由于水平井完井條件與壓裂改造地層的需要，射孔作業(yè)常常采用水平井電纜栗送多級射孔橋塞聯(lián)作的工藝。該工藝需在水平井進行電纜栗送，將管柱輸送至目的層后，先通電引燃橋塞火藥，坐封橋塞，形成臨時封堵，然后上提至預(yù)定位置，通電引爆第一發(fā)電雷管，實現(xiàn)第一支射孔槍射孔，然后上提至下一個位置，通電引爆第二發(fā)電雷管，實現(xiàn)第二支射孔槍射孔，以此類推。
[0003]目前，單芯電纜的多級點火技術(shù)主要通過壓力控制逐級點火或電子控制選發(fā)點火這兩種不同的方式實現(xiàn)。壓力控制式逐級點火(以下簡稱壓控式)，一般使用井下的壓力源(或者井液壓力，或者爆轟沖擊)作為線路切換源，依靠二極管進行點火限制，從而實現(xiàn)由下而上的多次點火，依次引爆多個電雷管；而電子控制式選發(fā)點火(以下簡稱電子式)，則依靠電路設(shè)計，通過在每個電雷管前端加接一個電子模塊，可在地面通訊后選擇性接通某一電子模塊的線路，然后擊發(fā)引爆其后方對應(yīng)的單個電雷管。兩種方式各有優(yōu)缺點:壓控式的機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，電路設(shè)計簡單，點火操作方便；電子式的機械結(jié)構(gòu)簡單，電路設(shè)計較為復(fù)雜，一般需專用的點火面板與程序，可實時監(jiān)測記錄點火過程。兩種技術(shù)在國內(nèi)的頁巖氣開采中，均有使用。但由于點火控制方法的設(shè)計裕度不足，常有出現(xiàn)點火失敗的情況，帶來高額的返工成本和復(fù)雜的后續(xù)處理作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，旨在提供一種點火操作方便，可實時監(jiān)測記錄點火過程，可大大提高射孔作業(yè)可靠性的多級射孔冗余點火控制裝置。
[0005]本實用新型目的的實現(xiàn)方式為，多級射孔冗余點火控制裝置，在作業(yè)水平井筒中的校深儀器與坐封工具之間依次串接多支用于射開地層的射孔槍及相對應(yīng)的多級用于進行電路控制的點火裝置，在校深儀器下端的槍頭引出二條并聯(lián)線路，一條線路接壓控開關(guān)，一條線路用于連接電選開關(guān)；每個壓控開關(guān)接有二極管；每個壓控開關(guān)串聯(lián)直至接裝橋塞點火器，每個電選開關(guān)串聯(lián)，頂端接有電阻，每個二極管串聯(lián)直至接單芯電纜；每個壓控開關(guān)和每個電選開關(guān)連接一個電雷管，電雷管經(jīng)二極管接該級壓控開關(guān)。
[0006]本實用新型在每支射孔槍的導(dǎo)爆索兩端，連接壓控開關(guān)和電選開關(guān)的兩支電雷管，可在上一級坐封橋塞或射孔作業(yè)完成后，使用壓控式點火方式擊發(fā)電雷管，引爆導(dǎo)爆索，起爆射孔槍；也可使用電子式的點火方式擊發(fā)另一支電雷管，引爆導(dǎo)爆索的另一端，起爆射孔槍。
[0007]本實用新型同時使用壓控式與電子式多次點火技術(shù)，點火操作方便，可實時監(jiān)測記錄點火過程，可大大提高射孔作業(yè)可靠性，可有效避免坐封橋塞成功后射孔失敗而導(dǎo)致的意外封井，保證后續(xù)作業(yè)的順利進行。
[0008]本實用新型適用于非常規(guī)油氣資源的射孔作業(yè)，特別適用于頁巖氣開采的射孔作業(yè)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型管串結(jié)構(gòu)示意圖，
[0010]圖2為本實用新型電路圖。
【具體實施方式】
[0011]本實用新型在作業(yè)水平井筒13中的校深儀器2與坐封工具11之間依次串接多支用于射開地層的射孔槍及相對應(yīng)的多級用于進行電路控制的點火裝置，在校深儀器下端的槍頭引出二條并聯(lián)線路，一條線路接壓控開關(guān)，一條線路用于連接電選開關(guān)；每個壓控開關(guān)接有二極管；每個壓控開關(guān)串聯(lián)直至接裝橋塞點火器，每個電選開關(guān)串聯(lián)，頂端接油電阻，每個二極管串聯(lián)直至接單芯電纜1 ;每個壓控開關(guān)和每個電選開關(guān)連接一個電雷管，電雷管經(jīng)二極管接該級壓控開關(guān)。
[0012]圖1，圖2是有三支射孔槍和三級點火裝置的實施例圖。下面參照附圖詳述本實用新型。
[0013]參照圖1、圖2，本實用新型在作業(yè)水平井筒13中的校深儀器2與坐封工具11之間依次串接多級用于射開地層的射孔槍及三級用于進行電路控制的點火裝置。所述校深儀器2內(nèi)裝線圈24和二極管14，校深儀器2接單芯電纜1。校深儀器下端的槍頭3引出兩條分接壓控開關(guān)和電選開關(guān)的線路，壓控開關(guān)線路接有電阻15，電選開關(guān)線路接二極管14。二極管14接第三級壓控開關(guān)19，第三級壓控開關(guān)19裝在第三級點火裝置5內(nèi)。裝在第三級射孔槍4內(nèi)的電雷管17分接第三級壓控開關(guān)19和第三級電子開關(guān)16 ;二極管14接第二級壓控開關(guān)20，第二級壓控開關(guān)20裝在第二級點火裝置7內(nèi)；裝在第二級射孔槍6內(nèi)的第二級電雷管17分別接第二級壓控開關(guān)20和第二級電子開關(guān)18 ;第一級二極管14接第一級壓控開關(guān)21，第一級壓控開關(guān)21裝在第一級點火裝置9內(nèi)；裝在第一級射孔槍8內(nèi)的兩個第一級電雷管17，其中一個分接第一級壓控開關(guān)21，另一個通過二極管14與單芯電纜1連接，第一級壓控開關(guān)21接裝在橋塞座封根據(jù)點火頭10內(nèi)的橋塞點火器23。
[0014]采用本實用新型，將管柱下入目的層后，通過壓控線路，地面通直流電(負(fù)電)引爆橋塞點火器23，橋塞火藥燃燒產(chǎn)生的壓力使橋塞12坐封、丟手，形成臨時封堵。同時橋塞火藥產(chǎn)生的氣體壓力經(jīng)橋塞坐封工具點火頭10的孔道進入第一級壓控開關(guān)21，使第一級壓控開關(guān)21實現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，上提管柱后，地面通直流電(正電)引爆第一級射孔槍8內(nèi)第一級壓控開關(guān)19連接的第一級電雷管17，液柱壓力使第二級壓控開關(guān)20實現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，通負(fù)電引爆第二級射孔槍6內(nèi)第二級壓控開關(guān)20連接的第二級電雷管17，液柱壓力使第三級壓控開關(guān)19實現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，通正電引爆第三級射孔槍4內(nèi)第三級壓控開關(guān)19連接的第三級電雷管17。若出現(xiàn)壓控開關(guān)不正常工作，第一級射孔槍8內(nèi)可引爆二極管線路22連接的第一級電雷管17，第二級射孔槍6內(nèi)可引爆第二級電子開關(guān)18連接的第二級電雷管17，第三級射孔槍4內(nèi)可引爆第三級電子開關(guān)16連接的第三級電雷管17，一旦電雷管17引爆，就可引爆射孔槍，從而射開作業(yè)水平井筒13。
[0015]也就是說，本實用新型可使用壓控式點火線路擊發(fā)某級電雷管，引爆導(dǎo)爆索，起爆某支射孔槍；也可使用二極管線路點火方式或電子式點火線路擊發(fā)同級射孔內(nèi)另一支電雷管，引爆導(dǎo)爆索的另一端，起爆本級射孔槍。
[0016]本實用新型將壓控式與電子式多次點火技術(shù)兼容，點火操作方便，可實時監(jiān)測記錄點火過程，可大大提高射孔作業(yè)可靠性，可有效避免坐封橋塞成功后射孔失敗而導(dǎo)致的意外封井，保證后續(xù)作業(yè)的順利進行。
[0017]本實用新型適用于非常規(guī)油氣資源的水平井射孔作業(yè)，特別適用于頁巖氣開采的射孔作業(yè)，在涪陵頁巖氣田應(yīng)用12 口井，成功率100%。
【主權(quán)項】
1.多級射孔冗余點火控制裝置，其特征在于:在作業(yè)水平井筒中的校深儀器與坐封工具之間依次串接多支用于射開地層的射孔槍及相對應(yīng)的多級用于進行電路控制的點火裝置，在校深儀器下端的槍頭引出二條并聯(lián)線路，一條線路接壓控開關(guān)，一條線路用于連接電選開關(guān)；每個壓控開關(guān)接有二極管；每個壓控開關(guān)串聯(lián)直至接裝橋塞點火器，每個電選開關(guān)串聯(lián)，頂端接有電阻，每個二極管串聯(lián)直至接單芯電纜；每個壓控開關(guān)和每個電選開關(guān)連接一個電雷管，電雷管經(jīng)二極管接該級壓控開關(guān)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種多級射孔冗余點火控制裝置，在校深儀器下端的槍頭引出二條線路，一條線路連接壓控開關(guān)，一條線路連接電選開關(guān)。每個壓控開關(guān)接有二極管，每個壓控開關(guān)串聯(lián)直至接橋塞點火器，每個電選開關(guān)串聯(lián)，頂端接有電阻；每個壓控開關(guān)和每個電選開關(guān)連接一個電雷管，電雷管經(jīng)二極管接該級壓控開關(guān)。本實用新型在每支射孔槍內(nèi)有壓控開關(guān)控制、有電選開關(guān)控制或二極管控制兩支電雷管。第一級射孔槍內(nèi)，壓控開關(guān)擊發(fā)電雷管，或二極管線路擊發(fā)另一支電雷管。第二、三級射孔槍內(nèi)，壓控開關(guān)擊發(fā)電雷管，或用電子開關(guān)擊發(fā)另一支電雷管。本實用新型同時用壓控式與電子式多次點火技術(shù)，點火操作方便，提高射孔作業(yè)可靠性，適于頁巖氣開采射孔作業(yè)。
【IPC分類】E21B43/1185
【公開號】CN205036356
【申請?zhí)枴緾N201520764185
【發(fā)明人】廖勇, 潘金國, 王先平, 何開平, 開金舟, 張建平, 馮之紅, 盛江飛, 饒海濤, 石元會
【申請人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化江漢石油工程有限公司測錄井公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年9月29日