Электроввод с блокировкой
Электроввод с блокировкой предназначен для безопасной и надежной передачи электрического импульса в электровзрывной цепи при спуске прострелочно-взрывной аппаратуры (ПВА) в нефтяные, газовые и др. скважины. Этот технический результат достигается тем, что электроввод с блокировкой, включающий в свою конструкцию пружинный элемент, предусматривает замыкание электровзрывной цепи при заданном значении давления. На поверхности, когда проходят подготовительные работы для спуска ПВА в скважину, собранная электровзрывная цепь в данном случае находится в разомкнутом виде. В начале спуска ПВА электровзрывная цепь также находится в незамкнутом состоянии. Когда достигается критическое значение давления, пружинный элемент сжимается под действием гидростатического давления в скважине, в результате происходит замыкание электровзрывной цепи. Это обеспечивает надежную и безопасную передачу электрического импульса от переносного источника электрического тока для безотказного взрывания электродетонаторов непосредственно к самому электродетонатору. Изоляция подвижных элементов от скважинной жидкости обеспечивается резиновым уплотнением, которое предупреждает попадание жидкости внутрь конструкции. Кроме того, резиновое уплотнение защищает и плотно прижимает центральную жилу кабеля к токопроводящей поверхности, тем самым обеспечивая надежный контакт.
Полезная модель относится к горной промышленности и предназначена для создания электрической связи между источником электрического тока для безотказного взрывания электродетонаторов и прострелочно-взрывной аппаратурой (ПВА) в нефтяных, газовых и др. скважинах.
Известен электроввод для ввода электрического тока в зону изменяющихся давлений и температур, содержащий корпус, в коническом отверстии которого через слои изоляционного материала установлен токоведущий элемент в виде усеченного конуса (см., например, авторское свидетельство SU 699573, 10.12.1979).
Недостатком известного способа является слоистость изоляционного элемента, состоящего из слоев жесткого и пластичного изоляционных материалов, что может влиять на обеспечение герметизации всей системы при неверном подборе изоляционных материалов.
Известен гидростатический замыкатель взрывной цепи скважинного перфоратора, содержащий размещенные в корпусе с образованием между собой герметичной полости неподвижный контакт в изоляционной втулке и подвижный контакт с проточками на боковой поверхности, охваченный деформируемой под действием гидростатического давления резиновой втулкой (см., например патент SU 1572085, 29.02.88).
Недостатком известного способа является то, что пружинный элемент, который отвечает за замыкание и размыкание электровзрывной цепи выполнен из резинового материала. По мере продвижения системы (гидростатический замыкатель (ГЗ) и ПВА) в глубь скважины происходит изменение окружающей температуры и давления до достаточно высоких пределов. При длительном нахождении системы Г3-ПВА в скважине упругие свойства резины изменяются, что может привести к отказу работоспособности ГЗ.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является повышение безопасности и надежности передачи электрического импульса в электровзрывной цепи при спуске ПВА в нефтяные, газовые и др. скважины.
Технический результат достигается тем, что пружинный элемент, входящий в конструкцию полезной модели, обеспечивает замыкание и размыкание электровзрывной цепи за счет увеличения и снижения гидростатического давления в скважине. Кроме того условия в скважине (температура, давление и др.) не влияют на механические свойства материала, из которого выполнен пружинный элемент.
Ввиду того, что подвижный элемент находится внутри резинового уплотнения, осуществляется его защита от возможной агрессивной среды в скважине.
Прочностные характеристики и количество пружинных элементов позволяет регулировать давление замыкания и размыкания электровзрывной цепи от 0,1 МПа до 50 МПа.
На чертеже показан общий вид электроввода с блокировкой. Он включает в себя корпус (1). На корпус (1) надеваются уплотнительные кольца (6), предупреждающие попадание скважинной жидкости внутрь ПВА через отверстие в перфораторной головке. Металлический стержень (4), выполняющий роль передающего электрический импульс элемента от втулки (2), опирается на нижнюю выемку в шайбе (3), изготовленной из изоляционного материала. В верхней выемке шайбы (3) расположены одна и более тарельчатых пружин (7). В уплотнение (5) помещается втулка (2). Предварительно перед размещением втулки (2) в уплотнении (1) центральная жила геофизического кабеля продевается и фиксируется в ушке верхней части втулки (2). В таком виде уплотнение (5) с втулкой (2) надеваются на корпус (1) электроввода с блокировкой. Таким образом, создается герметизация области, где располагаются втулка (2), шайба (3), контакт (4) и тарельчатая пружина (7). После сборки устройство фиксируется в перфораторной головке и включается в электровзрывную цепь между геофизическим кабелем и электродетонатором. Во время спуска ПВА в скважину происходит начало работы электроввода с блокировкой. По мере продвижения ПВА по стволу скважины повышается гидростатическое давление, которое сверху давит на втулку (2), в свою очередь пружинный элемент (7) сжимается и при определенном давлении втулка (2) касается контакта (4). Происходит замыкание электровзрывной цепи. После окончания прострелочно-взрывных работ или при аварийном подъеме ПВА по мере приближения к устью скважины давление в ней уменьшается, что приводит к размыканию электровзрывной цепи. Это способствуют дальнейшему безопасному подъему ПВА.
1. Электроввод с блокировкой содержит пружинный элемент в виде тарельчатой пружины, обеспечивающий безотказное замыкание и размыкание электровзрывной цепи при изменении гидростатического давления в скважине, величина которого регулируется количеством и прочностными характеристиками этих элементов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пружинный элемент, приводящий в действие контакт для замыкания и размыкания электровзрывной цепи, выполнен из материала, на который действие условий окружающей среды в течение длительного времени критично не влияет на механические характеристики пружинного элемента.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что изменением количества пружинных элементов регулируется давление, при котором замыкается и размыкается электровзрывная цепь.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что изменение прочностных характеристик пружинных элементов регулирует давление замыкания и размыкания электровзрывной цепи.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральная жила геофизического кабеля (ЦЖК) жестко крепится в ушке, которое предусмотрено конструкцией втулки.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что закрепленная ЦЖК дополнительно фиксируется резиновым уплотнением и после повышения гидростатического давления в скважине обеспечивается надежный контакт в месте крепления за счет плотного прижима ЦЖК к втулке устройства.
