橋塞隔板點(diǎn)火器的開發(fā)與EBW點(diǎn)火頭的組合應(yīng)用

倪新華 邢仁東 宋瑞和 徐競赟 吳 帆 陳治霖

（中海油服油田技術(shù)事業(yè)部，天津 300452）

一﹑概述

目前，在油田的前期勘探及后期開采中一般都會(huì)遇到下橋塞或者下生產(chǎn)封隔器的作業(yè)，這樣的作業(yè)是利用鉆桿﹑油管或電纜輸送來完成的。因?yàn)橛凸居薪当驹鲂У男枨螅詴r(shí)常采用電纜輸送的方式來完成下橋塞作業(yè)，這種作業(yè)方式的優(yōu)點(diǎn)在于快速并且定位準(zhǔn)確，可以節(jié)約占用井口時(shí)間。由于甲方的要求越來越高，對作業(yè)時(shí)間的控制越來越嚴(yán)格，因此對常規(guī)下橋塞作業(yè)中進(jìn)行無線電靜默的這一要求有很大的不滿。由于我們使用的是普通電雷管，在作業(yè)中需要關(guān)閉高頻﹑停止電吊﹑關(guān)閉對講機(jī)﹑船只不許靠近﹑停止一切熱工作作業(yè)﹑禁止直升機(jī)起落等等；而且無線電射頻電壓﹑人體靜電﹑雷電等都可能會(huì)引起雷管的爆炸，造成地面人員傷亡或作業(yè)失敗，所以在下橋塞作業(yè)過程中對平臺上的自然環(huán)境要求很高，必須進(jìn)行無線電靜默。這樣的作業(yè)方式缺點(diǎn)在于：一旦平臺上無線電靜默，那么就會(huì)導(dǎo)致其它服務(wù)商或船只失去正常的通訊，致使其它的作業(yè)推遲或者暫停，這樣就會(huì)影響了整個(gè)平臺的作業(yè)進(jìn)度。

為了實(shí)現(xiàn)無線電照常使用并且又能安全順利的完成電纜下橋塞作業(yè)的任務(wù)，EBW起爆裝置和EBW雷管就應(yīng)運(yùn)而生了。然而EBW點(diǎn)火頭與橋塞點(diǎn)火頭如何結(jié)合的問題又?jǐn)[在了我們的面前，通過對橋塞點(diǎn)火頭及一級火藥的結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，隔板點(diǎn)火器為EBW雷管與橋塞二級火藥之間的正常傳爆搭起了一座橋梁。有了二者之間的配合在作業(yè)期間就不需要進(jìn)行無線電靜默了，在雷雨天氣同樣可以繼續(xù)作業(yè)（而以往這種方式是被禁止的），這樣便提高了整個(gè)平臺作業(yè)的時(shí)效，節(jié)約了成本。目前，這種優(yōu)化后的方式已成為整個(gè)渤海地區(qū)橋塞作業(yè)的主要模式，它必將引領(lǐng)著其它作業(yè)區(qū)域下橋塞作業(yè)的一次技術(shù)變革。

圖1 電纜下橋塞作業(yè)的連接示意圖

圖2 組合點(diǎn)火頭示意圖

為了開發(fā)這種隔板點(diǎn)火器，川南機(jī)械廠及油田技術(shù)事業(yè)部相關(guān)人員付出了很大努力。他們在較短的時(shí)間內(nèi)完成了從技術(shù)討論﹑繪圖﹑加工﹑測試﹑到最后投入使用，整個(gè)過程都很順利。這種隔板點(diǎn)火器的設(shè)計(jì)難度主要在于從爆轟波到燃燒火焰的能量遞減，并且達(dá)到隔板點(diǎn)火器在點(diǎn)火后仍然可以上下密封的要求。最終我們以完美的產(chǎn)品應(yīng)用征服了客戶，而且此產(chǎn)品已經(jīng)申請了國家技術(shù)專利。

圖3 EBW起爆電雷管結(jié)構(gòu)圖

圖4 EBW 高壓電子起爆裝置

圖5 EBW點(diǎn)火頭組裝示意圖

圖1是電纜下橋塞作業(yè)的連接示意圖。

二﹑隔板點(diǎn)火器的介紹

（一）概述

在電纜輸送下橋塞的作業(yè)中，為了保證地面的安全，不受射頻的影響，我們需要采用安全性極高的EBW雷管來完成對橋塞工具的點(diǎn)火動(dòng)作。但是EBW雷管輸出的是爆轟，而爆轟不能直接點(diǎn)燃橋塞的一級火藥，因此廠家重新設(shè)計(jì)了一個(gè)可以接收爆轟并且可以輸出火焰的過渡性產(chǎn)品（替代一級火藥）來引燃二級和三級火藥并完成橋塞的坐封動(dòng)作。

（二）原理

橋塞隔板點(diǎn)火器的外形與橋塞一級火藥的外形基本相同，只是內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。隔板點(diǎn)火器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由施主端﹑隔板﹑受主端及輸出端構(gòu)成。當(dāng)EBW電雷管引爆后輸出爆轟并引爆EIG 5-1隔板點(diǎn)火器的施主端，再由隔板將爆轟進(jìn)行衰減，形成弱爆轟；此時(shí)，受主端將弱爆轟進(jìn)一步衰減成火焰，最終在輸出端以持續(xù)時(shí)間更長﹑溫度更高的火焰形式輸出，從而引爆橋塞二﹑三級火藥。

三﹑隔板點(diǎn)火器的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用

（一） EIG 5-1隔板點(diǎn)火器配合EBW點(diǎn)火頭使用來提高橋塞作業(yè)中的安全性；

（二） 可以消除因普通一級火藥點(diǎn)火后被刺穿而引起的CCL竄壓問題，從而保證橋塞坐封后的安全釋放和地面拆卸工具的安全。

（三）EIG 5-1隔板點(diǎn)火器外形尺寸與普通橋塞一級火藥完全相同。在使用中不需要修改橋塞工具的結(jié)構(gòu)；同時(shí)EBW點(diǎn)火頭可以替代橋塞工具點(diǎn)火頭，只需要把一﹑二級火藥室直接連在EWB點(diǎn)火頭的下部即可。整個(gè)操作簡單﹑方便﹑快捷。組裝方式，如圖2所示。

四﹑EBW點(diǎn)火頭的工作原理

EBW點(diǎn)火頭包括起爆電雷管和高壓電子引爆裝置。EBW電雷管是油氣井起爆裝置中較為安全的一種電雷管，其裝藥一般為比較鈍感的猛炸藥或點(diǎn)火藥，沒有裝敏感的起爆藥。其主要特點(diǎn)是點(diǎn)火能量高，抗無線電射頻干擾和抗雜散電流的能力強(qiáng)。

高壓電子起爆裝置是引爆EBW電雷管（如圖3所示）的點(diǎn)火裝置。其工作過程為：地面加電﹑輸入200-230V的直流電并輸出5000V的高壓脈沖電壓來引爆EBW電雷管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括：安全電路，升壓電路和輸出電路。

（一） 安全電路：具有過濾交流電﹑屏蔽無線電信號和切斷低電壓直流電等功能。

（二）升壓電路：把經(jīng)過過濾的200V以上的輸入直流電升壓到5000V，并對電容器充 電，貯存電能。

（三）輸出電路：當(dāng)電容器的電壓達(dá)到5000V后，輸出電路中的電子開關(guān)快速接通放電電路，對EBW電雷管放電，引爆電雷管并輸出爆轟。如圖4所示。

五﹑EBW點(diǎn)火頭的組裝（如圖5所示）

（1） EBW點(diǎn)火頭主要分以下三部分：上接頭﹑高壓電子裝置托架﹑雷管筒；（2） 擰下高壓電子裝置托架，卸下壓板兩端的螺絲，并把高壓電子裝置如圖裝進(jìn)托架內(nèi)并固定兩端的螺絲；（3）將托架寧在上接頭的下部，連接EBW雷管的點(diǎn)火線和地線；（4） 把EBW電雷穿進(jìn)絕緣套內(nèi)并擰上蓋帽，然后把雷管導(dǎo)線插入托架的下端孔內(nèi)；（5） 把雷管導(dǎo)線卡在高壓電子裝置的輸出端口；（6）連接雷管筒，完成EBW點(diǎn)火頭的組裝；

六﹑隔板點(diǎn)火器與EBW點(diǎn)火頭配合使用的優(yōu)點(diǎn)

（1）EBW雷管沒有敏感炸藥，高壓電子裝置不屬于危險(xiǎn)品，運(yùn)輸和操作安全；（2）兩者配合使用后可以預(yù)防平臺漏電﹑電臺射頻﹑人體靜電和雷擊的安全風(fēng)險(xiǎn)；（3）在鉆井及生產(chǎn)平臺上，可以避免由于電氣焊作業(yè)﹑負(fù)極保護(hù)裝置引起的雷管誤引爆事故；（4）在整個(gè)下橋塞作業(yè)中，不需要無線電靜默，可以保證平臺上的正常通訊；（5）現(xiàn)場連接點(diǎn)火頭比較安全，工具組裝比較便捷，無需再使用橋塞點(diǎn)火頭；（6）消除了橋塞一級火藥竄壓的現(xiàn)象。

七﹑隔板點(diǎn)火器與EBW點(diǎn)火頭配合使用的成功運(yùn)用

在渤海QK18-1優(yōu)快鉆井項(xiàng)目中，利用兩者相結(jié)合的方式安全﹑高效地完成了21井次的下橋塞作業(yè)，成功率100%。作業(yè)過程中采取不占井口方式（井口鉆井作業(yè)正常進(jìn)行）﹑無線電照常使用，沒有影響其余服務(wù)商的作業(yè)進(jìn)度，真正實(shí)現(xiàn)了降本增效的目的。這種新的技術(shù)在QK18-1優(yōu)快二次創(chuàng)新項(xiàng)目的成功應(yīng)用得到甲方的充分肯定，并大力贊揚(yáng)油技事業(yè)部的作業(yè)服務(wù)能力和創(chuàng)新能力。通過該技術(shù)在QK18-1項(xiàng)目的成功應(yīng)用，渤海地區(qū)將這一技術(shù)在其它的項(xiàng)目中進(jìn)行了推廣，先后在綏中36-1-F平臺﹑綏中36-1-N平臺﹑BZ35-2項(xiàng)目﹑PL19-3項(xiàng)目中累計(jì)完成了40多次的作業(yè)，成功率100%，這樣的數(shù)據(jù)更好的詮釋了該技術(shù)的安全性和可靠性。

八﹑結(jié)論

實(shí)踐證明，隔板點(diǎn)火器與EBW點(diǎn)火頭兩者的結(jié)合使用完全符合當(dāng)今海洋石油降本增效的發(fā)展理念，作為一項(xiàng)新興的技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際作業(yè)中已經(jīng)逐漸顯露出它的優(yōu)勢。我們將其優(yōu)勢歸結(jié)為以下3點(diǎn)。

（1）作業(yè)中不需要“無線電靜默”﹑更有效的保證了地面操作人員的人身安全﹑并且避免了因環(huán)境及人為因素造成的井口風(fēng)險(xiǎn)。

（2）解決了長期存在的“竄壓問題”----因一級火藥的質(zhì)量問題常常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)火器被刺穿的現(xiàn)象，橋塞的推進(jìn)壓力竄到CCL及馬龍頭處，從而坐封壓力減小導(dǎo)致橋塞無法脫手或者CCL竄壓﹑憋壓甚至損壞儀器。該項(xiàng)技術(shù)的誕生完美的解決了這一難題。

（3）操作簡便﹑快捷。降本增效。

結(jié)語

在石油行業(yè)中，“安全第一”永遠(yuǎn)是我們生存的基礎(chǔ)，沒有安全作為前提保證，石油行業(yè)不會(huì)有今天的快速發(fā)展。為了安全我們應(yīng)該孜孜不倦的去追求新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，只要是能保證作業(yè)安全的技術(shù)革新就應(yīng)該去推廣應(yīng)用。希望這種橋塞隔板點(diǎn)火器與EBW點(diǎn)火頭相互配合使用的技術(shù)得以最大范圍的推廣使用，為作業(yè)人員的人身安全保駕護(hù)航，為海油事業(yè)的發(fā)展盡一絲微薄之力。

[1]邢仁東.QK18-1優(yōu)快二次創(chuàng)新項(xiàng)目作業(yè)報(bào)告[R].2013.

[2]川南機(jī)械廠[R].火工品手冊，2005.

[3]陸大衛(wèi).油氣井射孔技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社，2012.

[4]吳會(huì)龍.EBW雷管介紹[R].2011.

[5]吳志勇.EBWS-1安全電起爆系統(tǒng)地面測試報(bào)告[R]2013.