桥塞隔板点火器的开发与EBW点火头的组合应用

倪新华 邢仁东 宋瑞和 徐竞赟 吴 帆 陈治霖

（中海油服油田技术事业部，天津 300452）

一﹑概述

目前，在油田的前期勘探及后期开采中一般都会遇到下桥塞或者下生产封隔器的作业，这样的作业是利用钻杆﹑油管或电缆输送来完成的。因为油公司有降本增效的需求，所以时常采用电缆输送的方式来完成下桥塞作业，这种作业方式的优点在于快速并且定位准确，可以节约占用井口时间。由于甲方的要求越来越高，对作业时间的控制越来越严格，因此对常规下桥塞作业中进行无线电静默的这一要求有很大的不满。由于我们使用的是普通电雷管，在作业中需要关闭高频﹑停止电吊﹑关闭对讲机﹑船只不许靠近﹑停止一切热工作作业﹑禁止直升机起落等等；而且无线电射频电压﹑人体静电﹑雷电等都可能会引起雷管的爆炸，造成地面人员伤亡或作业失败，所以在下桥塞作业过程中对平台上的自然环境要求很高，必须进行无线电静默。这样的作业方式缺点在于：一旦平台上无线电静默，那么就会导致其它服务商或船只失去正常的通讯，致使其它的作业推迟或者暂停，这样就会影响了整个平台的作业进度。

为了实现无线电照常使用并且又能安全顺利的完成电缆下桥塞作业的任务，EBW起爆装置和EBW雷管就应运而生了。然而EBW点火头与桥塞点火头如何结合的问题又摆在了我们的面前，通过对桥塞点火头及一级火药的结构重新设计，隔板点火器为EBW雷管与桥塞二级火药之间的正常传爆搭起了一座桥梁。有了二者之间的配合在作业期间就不需要进行无线电静默了，在雷雨天气同样可以继续作业（而以往这种方式是被禁止的），这样便提高了整个平台作业的时效，节约了成本。目前，这种优化后的方式已成为整个渤海地区桥塞作业的主要模式，它必将引领着其它作业区域下桥塞作业的一次技术变革。

图1 电缆下桥塞作业的连接示意图

图2 组合点火头示意图

为了开发这种隔板点火器，川南机械厂及油田技术事业部相关人员付出了很大努力。他们在较短的时间内完成了从技术讨论﹑绘图﹑加工﹑测试﹑到最后投入使用，整个过程都很顺利。这种隔板点火器的设计难度主要在于从爆轰波到燃烧火焰的能量递减，并且达到隔板点火器在点火后仍然可以上下密封的要求。最终我们以完美的产品应用征服了客户，而且此产品已经申请了国家技术专利。

图3 EBW起爆电雷管结构图

图4 EBW 高压电子起爆装置

图5 EBW点火头组装示意图

图1是电缆下桥塞作业的连接示意图。

二﹑隔板点火器的介绍

（一）概述

在电缆输送下桥塞的作业中，为了保证地面的安全，不受射频的影响，我们需要采用安全性极高的EBW雷管来完成对桥塞工具的点火动作。但是EBW雷管输出的是爆轰，而爆轰不能直接点燃桥塞的一级火药，因此厂家重新设计了一个可以接收爆轰并且可以输出火焰的过渡性产品（替代一级火药）来引燃二级和三级火药并完成桥塞的坐封动作。

（二）原理

桥塞隔板点火器的外形与桥塞一级火药的外形基本相同，只是内部结构不同。隔板点火器的内部结构主要由施主端﹑隔板﹑受主端及输出端构成。当EBW电雷管引爆后输出爆轰并引爆EIG 5-1隔板点火器的施主端，再由隔板将爆轰进行衰减，形成弱爆轰；此时，受主端将弱爆轰进一步衰减成火焰，最终在输出端以持续时间更长﹑温度更高的火焰形式输出，从而引爆桥塞二﹑三级火药。

三﹑隔板点火器的优点和应用

（一） EIG 5-1隔板点火器配合EBW点火头使用来提高桥塞作业中的安全性；

（二） 可以消除因普通一级火药点火后被刺穿而引起的CCL窜压问题，从而保证桥塞坐封后的安全释放和地面拆卸工具的安全。

（三）EIG 5-1隔板点火器外形尺寸与普通桥塞一级火药完全相同。在使用中不需要修改桥塞工具的结构；同时EBW点火头可以替代桥塞工具点火头，只需要把一﹑二级火药室直接连在EWB点火头的下部即可。整个操作简单﹑方便﹑快捷。组装方式，如图2所示。

四﹑EBW点火头的工作原理

EBW点火头包括起爆电雷管和高压电子引爆装置。EBW电雷管是油气井起爆装置中较为安全的一种电雷管，其装药一般为比较钝感的猛炸药或点火药，没有装敏感的起爆药。其主要特点是点火能量高，抗无线电射频干扰和抗杂散电流的能力强。

高压电子起爆装置是引爆EBW电雷管（如图3所示）的点火装置。其工作过程为：地面加电﹑输入200-230V的直流电并输出5000V的高压脉冲电压来引爆EBW电雷管。内部结构主要包括：安全电路，升压电路和输出电路。

（一） 安全电路：具有过滤交流电﹑屏蔽无线电信号和切断低电压直流电等功能。

（二）升压电路：把经过过滤的200V以上的输入直流电升压到5000V，并对电容器充 电，贮存电能。

（三）输出电路：当电容器的电压达到5000V后，输出电路中的电子开关快速接通放电电路，对EBW电雷管放电，引爆电雷管并输出爆轰。如图4所示。

五﹑EBW点火头的组装（如图5所示）

（1） EBW点火头主要分以下三部分：上接头﹑高压电子装置托架﹑雷管筒；（2） 拧下高压电子装置托架，卸下压板两端的螺丝，并把高压电子装置如图装进托架内并固定两端的螺丝；（3）将托架宁在上接头的下部，连接EBW雷管的点火线和地线；（4） 把EBW电雷穿进绝缘套内并拧上盖帽，然后把雷管导线插入托架的下端孔内；（5） 把雷管导线卡在高压电子装置的输出端口；（6）连接雷管筒，完成EBW点火头的组装；

六﹑隔板点火器与EBW点火头配合使用的优点

（1）EBW雷管没有敏感炸药，高压电子装置不属于危险品，运输和操作安全；（2）两者配合使用后可以预防平台漏电﹑电台射频﹑人体静电和雷击的安全风险；（3）在钻井及生产平台上，可以避免由于电气焊作业﹑负极保护装置引起的雷管误引爆事故；（4）在整个下桥塞作业中，不需要无线电静默，可以保证平台上的正常通讯；（5）现场连接点火头比较安全，工具组装比较便捷，无需再使用桥塞点火头；（6）消除了桥塞一级火药窜压的现象。

七﹑隔板点火器与EBW点火头配合使用的成功运用

在渤海QK18-1优快钻井项目中，利用两者相结合的方式安全﹑高效地完成了21井次的下桥塞作业，成功率100%。作业过程中采取不占井口方式（井口钻井作业正常进行）﹑无线电照常使用，没有影响其余服务商的作业进度，真正实现了降本增效的目的。这种新的技术在QK18-1优快二次创新项目的成功应用得到甲方的充分肯定，并大力赞扬油技事业部的作业服务能力和创新能力。通过该技术在QK18-1项目的成功应用，渤海地区将这一技术在其它的项目中进行了推广，先后在绥中36-1-F平台﹑绥中36-1-N平台﹑BZ35-2项目﹑PL19-3项目中累计完成了40多次的作业，成功率100%，这样的数据更好的诠释了该技术的安全性和可靠性。

八﹑结论

实践证明，隔板点火器与EBW点火头两者的结合使用完全符合当今海洋石油降本增效的发展理念，作为一项新兴的技术运用到实际作业中已经逐渐显露出它的优势。我们将其优势归结为以下3点。

（1）作业中不需要“无线电静默”﹑更有效的保证了地面操作人员的人身安全﹑并且避免了因环境及人为因素造成的井口风险。

（2）解决了长期存在的“窜压问题”----因一级火药的质量问题常常会出现点火器被刺穿的现象，桥塞的推进压力窜到CCL及马龙头处，从而坐封压力减小导致桥塞无法脱手或者CCL窜压﹑憋压甚至损坏仪器。该项技术的诞生完美的解决了这一难题。

（3）操作简便﹑快捷。降本增效。

结语

在石油行业中，“安全第一”永远是我们生存的基础，没有安全作为前提保证，石油行业不会有今天的快速发展。为了安全我们应该孜孜不倦的去追求新技术的研发和应用，只要是能保证作业安全的技术革新就应该去推广应用。希望这种桥塞隔板点火器与EBW点火头相互配合使用的技术得以最大范围的推广使用，为作业人员的人身安全保驾护航，为海油事业的发展尽一丝微薄之力。

[1]邢仁东.QK18-1优快二次创新项目作业报告[R].2013.

[2]川南机械厂[R].火工品手册，2005.

[3]陆大卫.油气井射孔技术[M].石油工业出版社，2012.

[4]吴会龙.EBW雷管介绍[R].2011.

[5]吴志勇.EBWS-1安全电起爆系统地面测试报告[R]2013.