專利名稱：安全冗余發火裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油氣井射孔技術領域，主要涉及完井射孔用起爆裝置，尤其涉及一種安全冗余發火起爆裝置。
背景技術：
在油氣田完井射孔使用的起爆裝置主要由機械總成(機加件)和起爆器(火工件)構成，其中起爆器通常要求可單獨包裝、運輸和貯存。目前在油田普遍使用的是單發火火工件，如果在使用過程中出現意外瞎火，則需要重新將射孔槍串上提，更換起爆裝置。如果起爆裝置中的起爆器采用冗余發火結構，則可極大的提高產品作用的可靠性。已知現有的雙發火起爆裝置中火帽與雷管等元件均粘接完畢，在單獨運輸過程中，為了防止擊針撞擊火帽發生意外，通常在生產廠家不裝配擊針，當產品運輸到油田后由使用人員自行裝配火工件與擊針，其后果是使用人員可能會將擊針反裝等操作失誤，發生起爆器不能正常起爆等現象，存在著一定的安全隱患。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，為油氣井完井射孔提供一種結構緊湊、裝配完整、機械總成與起爆器可單獨運輸，作用可靠，并可實現儲運安全的安全冗余發火裝置。為解決上述技術問題，本實用新型提供的安全冗余發火裝置包括包括本體、活塞、 活塞套、活動片、擊針組件、雙路起爆器和擋圈，所述本體的管壁上帶有數個進液孔和排砂窗口，上端帶有與油管連接的母螺紋，下端帶有與射孔槍連接的公螺紋，其特征在于所述本體下端由外向內依次帶有第一至第五孔，所述活塞套密封安裝在所述本體的第四孔、第五孔中且活塞套上的階梯面與所述第四孔和第五孔之間的階梯面接觸定位，所述活塞中下部密封安裝在活塞套中且通過第一剪切銷徑向固連；所述活動片位于活塞套下端的擴徑腔中；擊針組件含有擊針座和兩個擊針，擊針座為兩端大且中間為階梯形凹進結構的空心圓柱結構體，其前大端帶有兩個擊針孔，擊針座的前大端與本體的第三孔螺紋連接，中間階梯形凹進結構和后大端位于本體的第二孔中；兩個擊針的尖端分別位于兩個擊針孔中且大端與所述活動片接觸，用第二剪切銷釘將所述兩個擊針與擊針座固連；在所述雙路起爆器中， 火帽座帶有兩個工字形傳火孔，每個工字形傳火孔中的兩個橫孔均對應固連火帽和第一雷管，火帽座固連在擴爆管座的前端安裝孔中，第二雷管和擴爆管依次固連在所述擴爆管座的中端安裝孔和后端安裝孔中，擴爆管座的前端插入到所述擊針座的后大端內孔中，所述火帽座的前端定位在所述擊針座前大端的后側端面上且所述兩個工字形傳火孔與所述兩個擊針一一正對，擴爆管座的后端則位于本體的第一孔中；所述擋圈通過其前端的階梯孔與所述擴爆管座的外階梯面定位，擋圈的后端則與本體的第一孔螺紋連接。本實用新型的有益效果體現在以下幾個方面。(一 )本實用新型的擊針座結構設計巧妙，其圓周中心設有兩個擊針孔，外側設有螺紋，內部結構呈凹入梯形臺階，這樣使可以將擊針裝配到擊針座后并直接將擊針組件裝配到本體上。這樣在廠家便可實現產品機械總成的裝配完整，在運輸過程中可實現機械總成與起爆器的單獨運輸、貯存，不會存在多余機加零件需另行裝配的問題。從而避免了油田使用人員誤操作等現象，確保使用安全。( 二)本實用新型的起爆器為雙路起爆器，即由兩個火帽、兩個第一雷管、第二雷管、擴爆管、火帽座、雷管座和擴爆管座構成。組裝好的起爆器結構緊湊，根據要求可進行單獨包裝，儲運。起爆器的火帽端與擊針組件的內部結構為凹凸設計，不必考慮擊針的影響， 便于使用人員安裝起爆器。因此本實用新型不僅設計巧妙、結構緊湊而且能確保貯運安全， 使用方便，由此提高了發火裝置的安全性及實用性。
圖1是本實用新型安全冗余發火裝置的結構組成示意圖。圖2是圖1中所示擊針組件與雙路起爆器的關系示意圖。圖3是本實用新型中擊針座的剖示圖。圖4是雙路起爆器的外觀示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及優選實施例對本實用新型作進一步的詳述。正如圖1所示，本實用新型優選實施例包括本體1、活塞2、活塞套3、第一剪切銷 12、活動片4、擊針組件、雙路起爆器和擋圈8。本體1為45號鋼材料制作的空心階梯圓柱體且沿軸線設有變截面喉口和階梯通孔組，其一端設有連接油管的母螺紋，另一端設有連接射孔槍的公螺紋；外壁相間90°設有四個徑向通孔及兩個長方形排砂窗口 ；變截面喉口位于母螺紋一端，由母螺紋端起各孔排列順序為螺紋孔、圓柱孔和錐孔，錐孔的小口端直徑為025mm，錐角為22°，圓柱孔的直徑為055mm。階梯通孔組位于公螺紋端，從公螺紋端起， 第一孔為M40X2的螺紋孔，第二孔為直徑037mm的圓柱孔，第三孔為M34X2的螺紋孔，第四孔為直徑030mm的圓柱孔，第五孔為直徑026mm的圓柱孔。活塞2的外壁中部上裝有兩道密封圈，密封槽上端的桿體直徑為011mm，下端直徑為012mm;距活塞2底端15mm處設有04. 6畫的徑向銷釘孔，底端倒有R5mm的圓角并接近半球形。活塞套3選用TlO或T8材料制作成空腔階梯型圓柱，其小直徑段外徑為025mm，大直徑段外徑與本體1第四孔直徑相當，且大直徑段的外壁上裝有兩道密封槽；活塞套3工作腔的內徑為012mm且腔壁上設有對稱貫通的銷釘孔且該孔與活塞2上的銷釘孔為配鉆孔， 活塞套3內腔底段設有直徑為020mm、高度為13mm的擴徑腔，即相對工作腔直徑變大。活塞套3的大直徑端位于本體1的第四孔中，另一端通過小直徑段與本體1的第五孔定位后伸向長方形排砂窗口所對的位置。活塞2的大直徑段與活塞套3的工作腔配合且兩者的銷釘孔中安裝第一剪切銷釘12。活動片4為超硬鋁LC4材料制作的圓片且周邊為圓弧面。活動片4放入活塞套3的擴徑腔中，其一方面接收活塞的撞擊，另一方面與擊針組件接觸，起到擊發火帽的作用。根據圖2所示，擊針組件含擊針座6、第二剪切銷釘11和兩個擊針5。擊針座6為兩端大中間為階梯形凹進結構的空心圓柱結構體(參見圖3)，其前大端帶有兩個擊針孔， 外壁則端設有密封槽及M34X2的外螺紋且密封槽內帶有兩壁貫穿的銷釘孔。兩個擊針5是由TlO或T8材料制成的階梯型圓柱棒，其大端直徑為05mm，尖端直徑為02mm，擊針5要求調制處理，以獲得較高硬度。擊針座6的外螺紋與本體1的第三孔連接，中間階梯形凹進結構和后大端位于本體1的第二孔中，兩個擊針5的尖端分別位于兩個擊針孔中且大直徑端則與活動片4接觸。雙路起爆器含有擴爆管座7、雷管座9、火帽座10、兩個火帽13、兩個第一雷管14、 第二雷管15和擴爆管16，其外形參見圖4。擴爆管座7為一帶底的階梯型圓柱殼體，底厚為0.3mm，其各孔依次為010mm、012mm的圓柱孔和M20xl的螺紋孔，其小端外壁裝有密封圈。雷管座9為一外徑012mm，內孔徑07mm的圓柱體；火帽座10為圓柱體且沿長度方向帶有兩個工字形傳火孔，圓柱底端外側設有M20xl的公螺紋。火帽13由擊發藥壓制而成，第一雷管14、第二雷管雷管15均由耐溫擊發藥和炸藥壓制而成，且第一雷管14的整體尺寸小于第二雷管15的整體尺寸；擴爆管16由聚奧6猛炸藥壓制而成。先將壓制好的火帽13 用固化膠固定在火帽座10工字形傳火孔一端的橫孔中且使火帽13的輸出端對準工字形傳火孔的豎孔，再將兩個第一雷管14用固化膠固定在火帽座10工字型傳火孔另一端的橫孔中。將擴爆管16放入擴爆管座7的階梯小孔內，再將粘有第二雷管15的雷管座9用固化膠固定在擴爆管座7的階梯大孔內，然后將火帽座10擰入擴爆管座7的螺紋孔內從而組成雙路起爆器。擴爆管座7前端插入到擊針座6的后大端的內孔中，火帽座10的前端定位在擊針座6前大端的后側端面上且兩個工字形傳火孔與兩根擊針5 —一正對，擴爆管座7的后端則位于本體1的第一孔中。擋圈8由鋼材制作的空心圓柱體，其前端帶有階梯孔，后端外側設有M40X2螺紋， 為便于安裝，在擋圈8的下端面設有兩個05mm深5的扳手孔。擋圈8通過其前端的階梯孔與所述擴爆管座7的外階梯面定位，擋圈8的后端則與本體1的第一孔螺紋連接。通常應客戶需求，雙路起爆器需要單獨包裝運輸及儲存，所以在生產廠家并不裝配雙路起爆器。使用時，用戶僅需從本體1上擰下擋圈8，裝入雙路起爆器后再擰上擋圈擰 8并壓緊雙路起爆器即可。在進行射孔作業時，通過本體1輸入端的聯油管螺扣與上端油管連接，輸出端與下級射孔槍連接。本實用新型的工作過程是，活塞2的輸入端接收到外力作用(投棒撞擊) 時開始下行，剪斷第一剪切銷釘12后作用于活動片4上，活動片4向下壓動兩個擊針5，撞擊各自對應的火帽13并引爆第一雷管14，隨后，兩個或一個第一雷管14引爆第二雷管15， 第二雷管15引爆擴爆管16并向下輸出爆轟波引爆射孔槍。 本實用新型應用的本體1、活塞2適應于撞擊起爆裝置，如果將本體1密閉，使用壓力活塞，同樣可將活動片4、擊針組件裝入本體，采用本實用新型裝配的雙路起爆器，裝配成以壓力為激發方式的安全冗余起爆裝置。
權利要求1.一種安全冗余發火裝置，包括本體[1]、活塞[2]、活塞套[3]、活動片[4]、擊針組件、 雙路起爆器和擋圈[8]，所述本體[1]的管壁上帶有數個進液孔和排砂窗口，上端帶有與油管連接的母螺紋，下端帶有與射孔槍連接的公螺紋，其特征在于所述本體[1]下端由外向內依次帶有第一至第五孔，所述活塞套[3]密封安裝在所述本體[1]的第四孔、第五孔中且活塞套[3]上的階梯面與所述第四孔和第五孔之間的階梯面接觸定位，所述活塞[2]中下部密封安裝在活塞套[3]中且通過第一剪切銷[12]徑向固連；所述活動片[4]位于活塞套 [3]下端的擴徑腔中；擊針組件含有擊針座[6]和兩個擊針[5]，擊針座[6]為兩端大且中間為階梯形凹進結構的空心圓柱結構體，其前大端帶有兩個擊針孔，擊針座[6]的前大端與本體[1]的第三孔螺紋連接，中間階梯形凹進結構和后大端位于本體[1]的第二孔中；兩個擊針[5]的尖端分別位于兩個擊針孔中且大端與所述活動片[4]接觸，用第二剪切銷釘 [11]將所述兩個擊針[5]與擊針座[6]固連；在所述雙路起爆器中，火帽座[10]帶有兩個工字形傳火孔，每個工字形傳火孔中的兩個橫孔均對應固連火帽[13]和第一雷管[14]，火帽座[10]固連在擴爆管座[7]的前端安裝孔中，第二雷管[15]和擴爆管[16]依次固連在所述擴爆管座[7]的中端安裝孔和后端安裝孔中，擴爆管座[7]的前端插入到所述擊針座 [6]的后大端內孔中，所述火帽座[10]的前端定位在所述擊針座[6]前大端的后側端面上且所述兩個工字形傳火孔與所述兩個擊針[5] —一正對，擴爆管座[7]的后端則位于本體 [1]的第一孔中；所述擋圈[8]通過其前端的階梯孔與所述擴爆管座[7]的外階梯面定位， 擋圈[8]的后端則與本體[1]的第一孔螺紋連接。
2.根據權利要求1所述的安全冗余發火裝置，其特征在于所述活動片[4]為超硬鋁 LC4制作的圓形片且其周邊為圓弧面。
3.根據權利要求1或2所述的安全冗余發火裝置，其特征在于擊針[5]是由TlO或 T8材料制成且經過調制處理，其大端直徑為0 5mm,尖端直徑為0 2mm。
專利摘要本實用新型公開了一種安全冗余發火裝置，可作為油氣井完井射孔用起爆器材，其中起爆器具有雙發火結構設置，可單獨包裝運輸，具有提高裝置起爆可靠性和儲運安全性的功能。該裝置的主要技術特點是，裝置機械總成中活塞組件采用單銷釘承壓，活塞桿底端為球面，擊針組件與起爆器為凹凸連接。擊針組件帶有兩個擊針，起爆器上火帽座中裝有兩個火帽、兩個第一雷管，位置居中；第二雷管及擴爆管緊接第一雷管，起爆器擋圈與裝置本體螺紋連接，壓緊并固定起爆器。本實用新型不僅結構緊湊，裝配過程方便簡單，起爆器可實現單獨運輸、貯運，操作安全，作用可靠。
文檔編號E21B43/1185GK202100246SQ20112015852
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者龐龍剛, 楊勝平, 王秀芝, 王雪艷, 程永鋒, 肖勇, 陳聯黨, 韓杰, 魏鋒 申請人:西安物華巨能爆破器材有限責任公司