[发明专利]模块化射孔器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种应用于油田射孔工艺技术领域中，用于进行油田勘探、开发射孔完井的射孔装置。

背景技术：

常规的射孔完井方式有油管输送式射孔和电缆射孔两种方式。电缆射孔时，电缆携带射孔器在井下任意转动，致使射孔孔眼方向与地理北方向呈随机角度；而油管输送式射孔时，整个射孔管柱在井下可能任意转动，射孔孔眼方向与地理北方向也是随机的，而且每柱射孔枪之间的连接也是成任意角度，射孔弹的射孔方向也就无法确定。如果要求射孔弹的射孔方向与地理北呈一定角度时，也就是说要求定方位射孔时，上述两种射孔工艺就显然不能满足要求。随着科学技术的发展，目前已有一些国内油田的技术人员采用了油管输送式定方位射孔的工艺来解决直井定方位射孔的问题，但是对于一般的斜井定方位射孔问题，现有技术中仍没有找到一种较好的方法来解决。

发明内容：

为了解决现有技术难以完成斜井内定方位射孔的问题，本发明提供了一种模块化射孔器，该种模块化射孔器能够在井下实现每只模块化射孔器单体的枪头与上一只模块化射孔器单体的枪尾自动配接，并保持方向一致。这样就可以使得所有安装于模块化射孔器单体内枪管中的射孔弹能够按照预先设计的射孔方向射孔，达到了不用旋转管柱而实现定方位射孔的目的。

本发明的技术方案是：该种模块化射孔器，由若干单体首尾顺次相接而成，每个单体主要由导向接头、上轴体、扶正盘、枪管以及枪尾导向器构成。其中，所述导向接头为空心管形，其上有一个椭圆切面，位于该切面的最底端开有一个导向槽；所述上轴体为多台阶状圆柱体，其顶部细端开有外螺纹供连接被爆雷管保护帽，中心开有导爆索引出孔，底端有一上轴体定位销。所述枪尾导向器亦呈多台阶状，其一端内部中空，构成导入腔，腔体内有一枪尾内壁定位销，此定位销的宽度与导向槽的宽度一致，腔体外有一枪尾导向器定位销；另一端为实体，开有一孔供导爆索引入，以及开有内螺纹供连接主爆雷管保护帽。所述枪管中空，其两端开有内螺纹，螺纹区域内分别开有与内部射孔弹方位呈一确定角度的上轴体定位槽和枪尾导向器定位槽，上述两定位槽的深度、宽度以及圆周上的位置分别与上轴体定位销、枪尾导向器定位销的高度、宽度以及圆周上的位置相一致。所述枪尾内壁定位销与枪尾导向器定位销之间形成的轴向位置偏移角角度固定。所述扶正盘四周开有带斜面的鱼眼孔，中心空腔为弹簧调整腔，内置环形弹簧与钢滚珠，钢滚珠因环形弹簧的弹性力与鱼眼孔的斜面阻挡，小部分滚珠体突出于鱼眼孔外。上述导向接头、上轴体、扶正盘、枪管、枪尾导向器依次连接后构成一个模块化射孔器单体，其中，上轴体顶端台阶面与导向接头内壁面之间为过盈配合连接，连接后，导向槽需与枪尾内壁定位销位于同一直线上，扶正盘通过环形弹簧的紧固力固定于位于导向接头下方的上轴体中端台阶面外，上轴体与枪尾导向器通过上轴体定位销、枪尾导向器定位销滑入枪管上的上轴体定位槽和枪尾导向器定位槽定位后，分别由带有锁紧手轮的两对分体式扣瓣接头旋入枪管两端的内螺纹后锁紧。

本发明具有如下有益效果：

首先，枪管的两端分别有与射孔弹方位呈一定角度的上轴体定位槽和枪尾导向器定位槽，而上轴体和枪尾导向器上又分别有和这两个定位槽相配合的定位销，由此使得构成同一个模块化射孔器上的上轴体和枪尾导向器能够按照预定的固定角度进行连接；

其次，因为枪尾导向器内有一个枪尾内壁定位销，而可以定位连接于上轴体上的导向接头上又有一个椭圆切面，且位于该切面的最底端开有一个导向槽，由此使得当将后一个模块化射孔器单体中枪尾导向器内的导向腔座向前一个模块化射孔器单体的导向接头后，后一个模块化射孔器单体中枪尾导向器内的导向腔会在重力作用下沿导向接头上的椭圆切面在枪尾内壁定位销的阻挡作用下自动旋转下行，直至枪尾内壁定位销滑入导向槽内，由此实现了前后两个模块化射孔器单体之间的定位连接；

再次，本方案在扶正盘内设计了斜面的鱼眼孔，在空腔内安装了环形弹簧和钢滚珠，将整个扶正盘固定于上轴体上后，钢滚珠在弹簧的弹性力作用以及鱼眼孔的斜面阻挡作用下，钢滚珠的一小部分突出于鱼眼孔，由此使得整个组装完毕的一个模块化射孔器在下入斜井套管壁内时可在弹簧和钢滚珠的调整作用下沿斜面前进，解决了在一般斜井内的模块化射孔器的传送问题；

最后，在导向接头内的保护帽内安装被爆雷管，而在枪尾导向器内安装主爆雷管，通过由上轴体内导爆索引出孔中引出的导爆索连接被爆雷管、枪管内的射孔弹以及主爆雷管，主爆雷管与被爆雷管之间采用非接触式隔离传爆的方式，从而保证了多个模块化射孔器之间的顺利传爆。