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石油儀器
PETROI EUM INSTRUMENTS
· 開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)·
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(shù)屏
(1．河南石油勘探局地球物理測(cè)井公司 河南南陽(yáng)) (2．陜兩應(yīng)用物理化學(xué)研究所陜西西安)
摘 要：文章對(duì)目前在石油射孔作業(yè)中使用的中間連槍接頭進(jìn)行了革新，使原來(lái)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(jì)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(hào)：TE257 ．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004—9134(2011)04—0010—02
O 引 言
在石油射孔作業(yè)時(shí)，一次射孔打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)生
產(chǎn)層，只要超過(guò)單根射孔槍的極限長(zhǎng)度，需要兩支以上
射孔槍時(shí)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(dān)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(wèn)題進(jìn)
行研制安全的連槍接頭的研制過(guò)程進(jìn)行了介紹。
1 目前射孔作業(yè)時(shí)的兩個(gè)主要問(wèn)題
1．1 傳爆可靠性的問(wèn)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(wèn)題，在組裝和連接射孔槍時(shí)可能損
傷導(dǎo)爆索或傳爆管從而在點(diǎn)火時(shí)會(huì)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(fèi)，而且還延誤施工周期大大損害了
甲方利益。經(jīng)過(guò)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(wèn)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(wèn)題。如生產(chǎn)時(shí)未按工藝規(guī)程操
作，壓藥壓力不足或者保壓時(shí)間不夠等；
3)連槍接頭的質(zhì)量問(wèn)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(guò)大，或是密封性能不好，造成槍體進(jìn)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(shí)未到位或者導(dǎo)爆索一端空藥，留導(dǎo)爆索長(zhǎng)度過(guò)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(wú)法得
到足夠的沖擊波速度，衰減的爆轟壓力無(wú)法維持波陣
面的推進(jìn)。斷爆時(shí)，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(guò)程，這個(gè)過(guò)
程在時(shí)間上是瞬間的，但在行程上是通過(guò)幾節(jié)槍體的
導(dǎo)爆索和傳爆管后逐漸衰減的。
1．2 危險(xiǎn)器材的安全性問(wèn)題
石油射孔作業(yè)時(shí)所使用的火工器材都是威力強(qiáng)大
的爆炸品，在使用這些器材時(shí)，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(biāo)。在“以
人為本，安全第一”的原則下，石油射孔作業(yè)時(shí)的器材
也要向安全型靠攏。為此設(shè)計(jì)的“油氣井射孔用安全
型增能連槍接頭”就可以通過(guò)對(duì)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(shí)設(shè)計(jì)了增
能器用來(lái)增強(qiáng)爆轟波的強(qiáng)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(jì)
為了解決上面出現(xiàn)的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了“油氣井射
孔用安全型增能連槍接頭”很好的解決這些問(wèn)題。
2．1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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(jì)，該接頭
第一作者簡(jiǎn)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(cè)井公司從事測(cè)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(wèn)。
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(dāng)“傳爆通道壓控系統(tǒng)”遇壓壓力達(dá)
到設(shè)定值(2 MPa)時(shí)Ⅲlj，傳爆通道打開(kāi)這時(shí)爆轟波才
能從隔板上的傳爆通道傳遞到下級(jí)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(huì)被傳爆通道
壓控系統(tǒng)阻斷，爆轟波不會(huì)影響到下級(jí)射孔器材。隔
爆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了隔板原理[ ，在保證國(guó)標(biāo)規(guī)定之
傳爆性能下設(shè)計(jì)了最大值的隔板厚度。當(dāng)每級(jí)射孔槍
都裝有該接頭時(shí)，那么整體射孔管串的安全系數(shù)將大
大提高。通過(guò)對(duì)“傳爆通道壓控系統(tǒng)”的“通、斷”壓力
及隔爆性能進(jìn)行了大量試驗(yàn)，確定“傳爆通道壓控系
統(tǒng)”工作可靠達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，同一批次試制產(chǎn)品的試
驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 “傳爆通道壓控系統(tǒng)”通、斷壓力及隔爆性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)
平均壓力通道打開(kāi)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(jì)，內(nèi)裝藥
劑型號(hào)：YZN一1型，共1．8 g。在大量的試驗(yàn)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(wèn)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(duì)增能器傳爆性
能進(jìn)行試驗(yàn) 3，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖2所示。
圖2 增能器傳爆能力試驗(yàn)設(shè)計(jì)
按圖2設(shè)計(jì)進(jìn)行了多批次大量樣本試驗(yàn)，增能器
與傳爆管、導(dǎo)爆索全部被引爆，即使在偏心達(dá)到5 mm
(大于增能器半徑)，殉爆距離達(dá)到50 mm的時(shí)候，增
能器仍能可靠的接受輸入能量并可靠引爆下級(jí)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(jì)，
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(jì)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(jì)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(xiàn)
[1] 劉玉芝．油氣井射孔井壁取心技術(shù)手冊(cè)[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(yàn)方法改
進(jìn)[M]．火工品，2009，21(6)
(收稿日期：2011—03—11 編輯：梁保江)

文檔作者：侯衛(wèi)東葛磊劉偉黨有偉王化偉崔樹(shù)屏文檔來(lái)源： 1．河南石油勘探局地球物理測(cè)井公司 2．陜兩應(yīng)用物理化學(xué)研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月19日
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