[发明专利]爆破切断井口系统的引爆装置

说明书

本发明涉及一种用于切断井口的引爆装置，尤其涉及一种给引爆器装置提供点火电压的连接器装置，这种连接器装置可有选择地啮合，来对备炸情况进行控制，并将触点元件密封，以防止电源装置在引爆啮合前放电。

爆破被广泛地用于井筒钻孔以及为拆除海底井口而将它切断的钻孔作业中，这些爆破装置的安全操作具有头等重要的意义。要避免使用有潜在引爆可能性的工具，以确保只有当装置恰当就位后才进行引爆。大部分现代的爆破装置是通过由电传爆器操作的引爆器来引发的。这样一种传爆器既可由地面供电，也可通过下降入孔内的单独的电源装置来供电。地面引爆装置的优点是能直接控制引爆。然而，这种地面引爆装置需要在深井内作很长的引线，而且在万一出现故障的情况下，无法使爆炸绝对失效。这些可下降的单元取决于电池组，电池组因周围环境里的液体而有可能被放电。

在前面所建议的系统的一种类型中，在炸药就位后，将一落块放于钻管内，通过钻管行到与点火部件接触。然而，因为炸药在下降入井以前在地面上是处于点火状态下的，所以可发生炸药的偶然点火。此外，因为落块是以基本上不可控的方式在钻管内行进的，有可能堵塞在钻管中。为了解决这一问题，有可能要将炸药从井中取回，这就可能解除落块的堵塞，而造成在可能靠近地面井架的不希望位置处的引炸。

由地面操作员引爆的系统已被证明是费时间和昂贵的。当为了下放炸药而将钻杆组下降时，钻管相继增长，电缆被放出并固定于钻管上。电缆的固定和回收是费时的。还有，因为电缆是固定在钻管的外部，所以当钻管下降入井筒时，电缆被割断的现象并非鲜见。因为在地面的操作员作完一系列规定的操作前是不通电的，所以这种系统虽然价贵，但相对来说是安全的。

也曾发展了其它的一些系统，这些系统利用可下降的电池或电源模块向雷管送电。炸药置于井内。随后将电源单元下降，与接收模块紧密啮合，而在接触时引爆。虽然这种装置在干燥环境中工作良好，但因为具有高度导电性的海水使电池组很有可能在啮合前放电，所以这些装置不适用于海底作业。曾经发展了利用绝缘触点的电源装置，但需要将绝缘剥去来接通电路。如果触点与剥皮器的元件没有精确地啮合，则炸药将不被引爆。

本发明通过提供一种机构来克服以前所知引爆装置的缺点，这种机构在直至电源单元被下降到进入导电接触为止一直没有解除保险。电源单元的触点被密封得与围绕的流体隔离，以阻止电池在接触前放电。本发明的连接器还可以断开。一旦断开之后，由于弹性偏置活塞的作用，连接器的触点将再次被密封绝缘地覆盖。这就使得在连接器啮合之前或者在其断开之后，都能够保持电池不被放电;而且在断开之后可以安全地恢复原来的状态，並将整个部件拆除，避免不正常的引爆。

本发明的引爆装置包括一个点火模块和引爆器装置，用钻杆组将它们下降入井内并且在适当地点定位。点火模块装在一个位于连接器下的吸震抗压腔体内，以保护模块不受外界的损伤并提供不受限制的工作深度。点火模块用一根高压电缆连接到炸药，高压电缆穿过钻杆组走线，以防止损伤或切断。一根低压线在点火模块和包括一个导电触点的插头状连接器之间延伸。具有下向孔的连接器包括一些导向结构，以引导下降单元与插头状连接器接触。

一旦炸药就位，电源组连接器就能下降到引爆炸药的位置。该单元是在一根穿过钻杆组的金属索上下降到与插头状连接器相接触的。该可下降单元最好包括一个向点火模块供电的电池组。电池组连接到一个设计来与插头状连接器相配和建立起电连接的装有闸门的触点元件。该触点是圆环形的并形成轴向圆筒的一部分。在圆筒内设置有一个由弹簧偏置的活塞或套筒。当单元正在下降时，活塞或套筒被偏向一方，将触点元件密封覆盖。此活塞/套筒包括一系列密封元件，这些密封元件阻止海水接通电路以及在与下向孔连接器啮合前使电池放电。当电源单元下降到插头状连接器上时，活塞/套筒被推动，与触点脱离。在电源单元的触点与插头状连接器的触点相啮合时，点火模块被点火，将炸药引爆。在万一出现故障或仅仅在引爆后，可以用给引爆装置拆除引信的金属绳将电池组回收。

本发明可用于任何涉及炸药引爆的作业。除为了拆走井口而将它切断的作业以外，雷管连接器还可用于钻孔作业、切断平台腿、切断钻铤以及穿过已设定的井筒转入侧线。此外，本发明的连接器装置可用作电连接器，这种电连接器用以从设置在孔中的记录传感器的存储器（例如一个独立式MWD系统）传送信息。

从下面联系附图所作的详细描述将会明显地看出本发明的其它目的、特点和优点。