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油氣井射孔安全型增能連槍接頭的研制及應(yīng)用

文檔作者：侯衛(wèi)東葛磊劉偉黨有偉王化偉崔樹屏文檔來源： 1．河南石油勘探局地球物理測井公司 2．陜兩應(yīng)用物理化學(xué)研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年10月19日
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石油儀器
PETROI EUM INSTRUMENTS
· 開發(fā)設(shè)計·
油氣井射孔安全型增能連槍接頭的研制及應(yīng)用
侯衛(wèi)東 葛 磊 劉 偉 黨有偉 王化偉 崔樹屏
(1．河南石油勘探局地球物理測井公司 河南南陽) (2．陜兩應(yīng)用物理化學(xué)研究所陜西西安)
摘 要：文章對目前在石油射孔作業(yè)中使用的中間連槍接頭進行了革新，使原來連槍的雙接頭改為單接頭，并在此單
接頭內(nèi)放置了增能器及設(shè)計了傳爆通道壓控系統(tǒng) 該裝置可以有效提高石油射孔的安全性及傳爆可靠性。
關(guān)鍵詞：安全增能接頭；安全性；可靠性
中圖法分類號：TE257 ．1 文獻標識碼：B 文章編號：1004—9134(2011)04—0010—02
O 引 言
在石油射孔作業(yè)時，一次射孔打開一個或多個生
產(chǎn)層，只要超過單根射孔槍的極限長度，需要兩支以上
射孔槍時不論是油管傳輸射孔還是電纜射孔，都要用
到中間連槍接頭。目前油田普遍使用的是雙接頭連槍
裝置，該連槍裝置的作用除了起到連接、密封上下槍體
外，還承擔著放置、限位導(dǎo)爆索與傳爆管的功能，既而
裝置內(nèi)部的火工組件可以傳遞爆轟波，使得全部射孔
槍完整、有效地射孔。本文根據(jù)目前射孔存在問題進
行研制安全的連槍接頭的研制過程進行了介紹。
1 目前射孔作業(yè)時的兩個主要問題
1．1 傳爆可靠性的問題
目前油氣井射孔施工中由于射孔槍加工精度、施
工人員熟練程度問題，在組裝和連接射孔槍時可能損
傷導(dǎo)爆索或傳爆管從而在點火時會出現(xiàn)導(dǎo)爆索或傳爆
管中途斷爆的情況，使射孑L不完全造成返工，不僅使人
力和物力得到浪費，而且還延誤施工周期大大損害了
甲方利益。經(jīng)過分析可能出現(xiàn)斷爆的原因有以下幾
種：
1)導(dǎo)爆索的質(zhì)量問題。如內(nèi)部裝藥密度分布不均
勻，出現(xiàn)了藥劑密度極低或空藥；高溫下，導(dǎo)爆索收縮
或其他性能變化等；
2)傳爆管的質(zhì)量問題。如生產(chǎn)時未按工藝規(guī)程操
作，壓藥壓力不足或者保壓時間不夠等；
3)連槍接頭的質(zhì)量問題。如固定、限位傳爆管的
空腔加工偏差大，造成傳爆管殉爆的縱向及軸向距離
偏差過大，或是密封性能不好，造成槍體進水，既而使
傳爆管、導(dǎo)爆索失效等；
4)人為造成，如導(dǎo)爆索折斷，導(dǎo)爆索與傳爆管連接
時未到位或者導(dǎo)爆索一端空藥，留導(dǎo)爆索長度過短，中
間連槍接頭忘套密封圈等。
從理論上分析，斷爆是由于斷爆處的藥劑無法得
到足夠的沖擊波速度，衰減的爆轟壓力無法維持波陣
面的推進。斷爆時，在起爆射孔槍后，爆轟波都經(jīng)歷了
穩(wěn)定爆轟一不穩(wěn)定爆轟(爆燃)一熄爆的過程，這個過
程在時間上是瞬間的，但在行程上是通過幾節(jié)槍體的
導(dǎo)爆索和傳爆管后逐漸衰減的。
1．2 危險器材的安全性問題
石油射孔作業(yè)時所使用的火工器材都是威力強大
的爆炸品，在使用這些器材時，如何保證器材的使用安
全可靠性，成為衡量火工器材性能的一大指標。在“以
人為本，安全第一”的原則下，石油射孔作業(yè)時的器材
也要向安全型靠攏。為此設(shè)計的“油氣井射孔用安全
型增能連槍接頭”就可以通過對傳爆通道的“通、斷”控
制很好的保證了器材的使用安全性，減少地面爆炸事
故的發(fā)生，保障施工人員的生命安全。同時設(shè)計了增
能器用來增強爆轟波的強度減少發(fā)生斷爆的幾率。
2 油氣井射孔用安全型增能連槍接頭設(shè)計
為了解決上面出現(xiàn)的問題，我們設(shè)計了“油氣井射
孔用安全型增能連槍接頭”很好的解決這些問題。
2．1 結(jié)構(gòu)特點
安全型增能連槍接頭結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示?！坝蜌?
井射孔用安全型增能連槍接頭”為單接頭設(shè)計，該接頭
第一作者簡介：侯衛(wèi)東，男，1966年生，助理工程師，1992年畢業(yè)于河南石油職工大學(xué)石油地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)在河南油田測井公司從事測井工作。郵
編：473132
20l1年第25卷第4期 侯衛(wèi)東等：油氣井射孔安全型增能連槍接頭的研制及應(yīng)用
保證了連接、密封槍體的作用，也為導(dǎo)爆索和傳爆管的
放置與限位預(yù)留了空問。
增能器
圖1 安全型增能連槍接頭結(jié)構(gòu)圖
2．2 傳爆通道壓控系統(tǒng)工作原理
如圖1所示，當“傳爆通道壓控系統(tǒng)”遇壓壓力達
到設(shè)定值(2 MPa)時Ⅲlj，傳爆通道打開這時爆轟波才
能從隔板上的傳爆通道傳遞到下級射孔器材。否則傳
爆通道關(guān)閉，即使起爆器發(fā)火，爆轟波也會被傳爆通道
壓控系統(tǒng)阻斷，爆轟波不會影響到下級射孔器材。隔
爆系統(tǒng)的設(shè)計采用了隔板原理[ ，在保證國標規(guī)定之
傳爆性能下設(shè)計了最大值的隔板厚度。當每級射孔槍
都裝有該接頭時，那么整體射孔管串的安全系數(shù)將大
大提高。通過對“傳爆通道壓控系統(tǒng)”的“通、斷”壓力
及隔爆性能進行了大量試驗，確定“傳爆通道壓控系
統(tǒng)”工作可靠達到了設(shè)計要求，同一批次試制產(chǎn)品的試
驗結(jié)果見表1。
表1 “傳爆通道壓控系統(tǒng)”通、斷壓力及隔爆性能試驗數(shù)據(jù)
平均壓力通道打開值
2．3 增能器工作原理
增能器[2]為高感度輸入高爆速輸出設(shè)計，內(nèi)裝藥
劑型號：YZN一1型，共1．8 g。在大量的試驗基礎(chǔ)上，
技術(shù)人員確定了YZN一1型藥劑的成分配比及壓藥工
藝。其輸人端高感度接受爆轟或是爆燃能量，而將高
爆速爆轟波輸出。每節(jié)槍體爆速的穩(wěn)定輸出或大幅度
提高，可以完全抵消產(chǎn)品問題的偶然因素影響，提高了
傳爆的可靠性。
利用大偏心及大殉爆距離的方法對增能器傳爆性
能進行試驗 3，試驗設(shè)計如圖2所示。
圖2 增能器傳爆能力試驗設(shè)計
按圖2設(shè)計進行了多批次大量樣本試驗，增能器
與傳爆管、導(dǎo)爆索全部被引爆，即使在偏心達到5 mm
(大于增能器半徑)，殉爆距離達到50 mm的時候，增
能器仍能可靠的接受輸入能量并可靠引爆下級傳爆
管。
3 結(jié)論
1)油氣井射孔用安全型增能接頭為單接頭設(shè)計，
較以往使用的雙接頭減少了射孔盲區(qū)，提高了射孑L穿
孔率；
2)本接頭設(shè)計有“傳爆通道壓控系統(tǒng)”，可有效保
證施工器材及人員的安全性；
3)本接頭設(shè)計有“增能器”，可有效提高射孔施工
的成功率，避免了以往斷爆現(xiàn)象的發(fā)生。
4)油管傳輸射孔可以不使用安全槍，節(jié)約了施工
成本。
參考文獻
[1] 劉玉芝．油氣井射孔井壁取心技術(shù)手冊[M]．北京：石油
工業(yè)出版社，2000
[2] 惠寧利，王秀芝．石油工業(yè)用爆破技術(shù)[M]．北京：石油
工業(yè)出版社，1994
[3] 葛磊，郭繼周．油、氣井用傳爆管質(zhì)量控制試驗方法改
進[M]．火工品，2009，21(6)
(收稿日期：2011—03—11 編輯：梁保江)

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