[实用新型]油田井下套管焊接扩径弹

说明书

本实用新型涉及油田井下套管修理，主要用于修理套管错断、破裂、外漏的油田井下套管弹。该焊接扩径弹由弹头、弹身、弹尾、炸药、雷管等组成。

目前油田井下套管焊接是人们长期想解决而没有解决的难题，采用普通的焊接方法是无法在井下操作，采用爆炸焊接就可以在井下操作，因为它是一种固相焊接过程，通过炸药加速金属件使之发生高速倾斜碰撞而实现焊接，但是它要求焊接面平整清洁和瞬态碰撞点前方的气体有流出窗口，若在焊接面之间的空间充满介质如高温高压气体，水及高密度泥浆时实现爆炸焊接，就必须将该空间密封起来，把介质排出干净，并对焊接面进行特殊处理。

英国国际研究和发展公司的D.J.Brown介绍了一种水下爆炸焊接，在水深120m钢管对口爆炸焊接，焊接面进行了除锈处理，并在密封、抽水的真空条件下进行的，而井下套管的爆炸焊接不具备水下除锈、密封的操作条件。

本实用新型的目的是为了建立现有技术不具备的条件、而提供一种能在油田井下除锈、排空泥浆的套管焊接扩径弹。

本实用新型的构思：为了实现上述目的，在油田井下套管爆炸焊接，首先必须解决除锈、排空泥浆的难题，解决这一难题的办法：先用可压缩性好的高压气体替代可压缩性差的泥浆，采用火药燃烧产生高温高压气体将套管和焊管之间泥将排空，并利用套管内壁上蜡和油在高温高压下碳化后还原氧化铁，产生一层无锈的新界面，但是高温高压气体充满套管与焊管之间，如何爆炸焊接，必须打破常规的爆炸焊接办法，设计一种特殊爆炸焊接即从两端开始同时爆炸焊接，气体压缩在“储气腔”中，结果是两端焊接，中间留有一定的空腔。另外泥浆排空是一种瞬态效应，时间极短，提前或迟后都会造成爆炸焊接的失败，用定时器控制，根据火药燃烧完时间计算，确定定时的时间，点燃火药的同时启动定时器。爆炸焊接后，套管内径缩小，可以使用油田井下整形弹扩径完成，本实用新型采用焊接与扩径一步完成，但不能同时进行，因为扩径时影响焊管与套管的焊接，只能先焊接后扩径，在装药上采取分段装药延迟起爆的办法，在两端焊接炸药之间引入扩径炸药，焊接炸药与扩径炸药接触处插入延时片。为了使焊管与母体脱离，用剪切炸药切断焊管。

本实用新型由弹头1－10，弹身11－17、弹尾18－28、三大部分组成，弹头由空心压帽1、封密圈2、撞击板3、撞击开关4、定时器5、连接件6构成；弹身由上隔板11、焊管12、剪切炸药13、雷管14、焊接炸药15、延迟片16、扩径炸药17构成；弹尾由药筒18、火药包覆层19、火药20、点火药21、点火头22、下隔板23、密封垫26筒盖27木栓28构成。

撞击板3：由两层铝板制成，中间夹着撞击开关4、下层有引线孔。

定时器5：用电子式定时器，电点火的同时定时器开动计时引爆电雷管。

连接件6：用45＃钢制成，有平台7、中心孔8、螺纹盲孔9、密封槽10，用于连接钻管和焊管。

上隔板11：用非金属材料，硬塑料或硬木制成，有中心孔和引线槽。

剪切炸药13：高爆速炸药如含有黑索金的高聚物粘接炸药。

雷管14：用耐压密封电雷管。

焊接炸药15和扩径炸药17：用低爆速浇铸炸药如含梯恩梯的粘结炸药。

延迟片16：用塑料制成，延迟引爆时间。

药筒18：用非金属材料硬塑料或硬木制成，内装火药、点火药、点火头。

火药包覆层19：用作控制火药燃烧方向。

火药13：用高燃速火药，燃烧产生高温高压气体。

点火药14：用黑火药，点燃火药。

点火头15：电火花点火头，点燃点火药。

本实用新型的制造：用45＃钢加工成塔式双圆桶连接件，底部有中心孔，底部下有凹进圆台柱形、大圆侧面有4个螺纹盲孔和密封槽，小圆外侧有螺纹内侧有平台和螺纹，弹身外壳用焊管，弹尾外壳用硬木或硬塑料加工成药筒。连接件内装有定时器，焊管内装有剪切炸药，焊接炸药、扩径炸药和雷管，药筒内装有火药，点火药、点火头。连接件与焊管用螺母连接，焊管和药筒紧配合连接。

本实用新型的排气孔是根据火箭发动机中心排气或为了飞行稳定而在中心周围多孔排气，由于油田井下只需要排空泥浆，最好变成环形多孔侧面排气，对称的4个或8个排气孔。

本实用新型比现有技术有如下优点：

1、解决了人们长期想解决而无法解决的油田井下焊接的难题。

2、油田井下套管焊接，扩径及焊管剪切一步完成。

3、结构巧妙，控制可靠，操作简单。

本实用新型的附图说明如下：