具体实施方式

射孔枪中的聚能射孔弹爆炸后会产生高温高压气体，高温高压气体通过射孔枪上的射孔孔眼排出，从而实现泄压。不过，由于射孔孔眼的尺寸较小，导致泄压较为缓慢，高温高压气体会在射孔枪中聚集，当高温高压气体的压力大于射孔枪的抗内压极限值时，导致射孔枪易发生胀枪、炸枪问题。有鉴于此，本发明实施例提供了一种泄压装置，通过泄压装置和射孔孔眼对射孔枪进行快速泄压，使射孔枪内外的压力快速达到平衡，从而防止胀枪、炸枪问题的发生。

为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

在油气田开采中，通常先进行固井，即向油气井中下入套管，然后用射孔枪进行射孔作业，以便建立油气井与储层之间的油气流通道。射孔枪包括射孔枪本体和泄压装置，其中，射孔枪本体上设有装弹孔和射孔孔眼，装弹孔作为聚能射孔弹的装填孔，以及用于与泄压装置连通的连通孔，装弹孔内通常设有内螺纹，泄压装置的连通口所在的腔体外表面设有外螺纹，泄压装置与射孔枪本体之间可以通过上述内螺纹与外螺纹的配合实现连接。当使用射孔枪进行射孔作业时，先将聚能射孔弹通过装弹孔装入射孔枪本体中，然后将泄压装置的连通口与装弹孔连通。当引爆聚能射孔弹之后，聚能射孔弹从射孔孔眼射出，然后将套管射穿，从而建立油气井与储层之间的油气流通道。聚能射孔弹爆炸后产生的高温高压气体，一部分可以通过射孔孔眼排出，另一部分可以经装弹孔由泄压装置排出，从而实现快速泄压，使射孔枪内外的压力快速达到平衡，从而防止胀枪、炸枪问题的发生。

图1为本发明实施例提供的泄压装置关闭时的结构示意图；图2为本发明实施例提供的泄压装置打开时的结构示意图；图3为图1中A-A向的剖面图。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的泄压装置包括腔体10、活塞体20、弹力件30和连接件40，其中，腔体10具有柱状内腔11，柱状内腔11的第一端设有用于与射孔枪本体上的装弹孔连通的连通口12，柱状内腔11的侧壁上设有泄压孔13和通孔14，通孔14设置在连通口12与泄压孔13之间。活塞体20和弹力件30安装在柱状内腔11中，且弹力件30的第一端与活塞体20的第二端相抵，弹力件30的第二端与柱状内腔11的第二端相抵，以使活塞体20的第一端封堵连通口12。活塞体20上设有凹坑21，连接件40穿设在通孔14和凹坑21中。当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，活塞体20剪断连接件40和压缩弹力件30，使连通口12与泄压孔13连通以进行泄压。当弹力件30的弹力大于活塞体20承受的压力时，弹力件30推动活塞体20向连通口12移动，以使活塞体20的第一端封堵连通口12。

在本实施例中，腔体10为一个具有内腔的壳体，腔体10的形状可以为圆柱状，也可以为其他形状，例如长方体、球体等。优选地，腔体10的形状为圆柱状。其中，腔体10的内腔为柱状内腔11，柱状内腔11的形状为柱状。例如，柱状内腔11可以为圆柱状内腔，也可以为多边形柱状内腔。优选地，柱状内腔11为圆柱状内腔。

由于柱状内腔11为腔体10的内腔，因此，柱状内腔11的侧壁即为腔体10的侧壁，柱状内腔11的内侧面即为腔体10的内侧面。柱状内腔11在长度方向上具有相对的第一端和第二端。例如，如图1和图2所示，柱状内腔11的第一端为柱状内腔11的上端，柱状内腔11的第二端为柱状内腔11的下端。

其中，柱状内腔11的第一端设有连通口12，连通口12分别与柱状内腔11和射孔枪本体上的装弹孔连通。柱状内腔11的侧壁上设有泄压孔13和通孔14，也就是说，腔体10的侧壁上设有泄压孔13和通孔14，且泄压孔13与柱状内腔11连通。连通口12通过柱状内腔11与泄压孔13连通，以便进行泄压。

柱状内腔11中安装有活塞体20和弹力件30。其中，活塞体20的形状与柱状内腔11的形状匹配，即活塞体20的形状也为柱状。活塞体20在长度方向上具有相对的第一端和第二端。例如，如图1和图2所示，活塞体20的第一端为活塞体20的上端，活塞体20的第二端为活塞体20的下端。其中，弹力件30为利用其弹性可以在外力作用下沿其长度方向发生形变，除去外力后又能恢复原状的部件，具体可以为螺旋弹簧、弹片、弹性圈或弹性柱等。弹力件30在长度方向上具有相对的第一端和第二端。例如，如图1和图2所示，弹力件30的第一端为弹力件30的上端，弹力件30的第二端为弹力件30的下端。

由于弹力件30的第一端与活塞体20的第二端相抵，弹力件30的第二端与柱状内腔11的第二端相抵，使得弹力件30处于压缩状态，在弹力件30的弹力作用下，可以使活塞体20的第一端封堵连通口12，从而阻断连通口12与泄压孔13之间的连通。

其中，活塞体20上设有凹坑21是指活塞体20的外周面上设有从外周面凹陷至内部的凹陷结构，凹坑21即为该凹陷结构。连接件40穿设在通孔14和凹坑21中，连接件40用于将活塞体20与腔体10连接在一起。预定压力是指当活塞体20承受压力且连接件40不会被活塞体20剪断时，活塞体20能承受的压力的最大值。射孔枪本体的抗内压极限值是指当射孔枪本体承受压力且射孔枪本体不会发生胀枪、炸枪时，射孔枪本体能承受的压力的最大值。当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，活塞体20剪断连接件40和压缩弹力件30，从而使连通口12与泄压孔13连通，以便进行泄压。

其中，腔体10和活塞体20均为金属材料制造，以避免在承受高压时发生损坏。弹力件30可以根据实际需要，选用预定弹力系数的弹簧或者其他弹力件，只需要弹力件30的弹力可以使活塞体20的第一端封堵连通口12即可。连接件40可以根据实际需要，做成预定粗细和预定长度，以使泄压装置具有合适的预定压力。可以理解，不同的射孔枪本体具有不同的抗内压极限值，针对不同的射孔枪本体，可以选用不同粗细和长度的连接件40，以使泄压装置的预定压力小于射孔枪本体的抗内压极限值。

当使用本发明提供的泄压装置时，将泄压装置的连通口12与射孔枪本体上的装弹孔连通，由于泄压装置中的弹力件30与活塞体20的第二端相抵，在弹力件30的弹力作用下，使得活塞体20的第一端封堵连通口12。当射孔枪下入套管中进行射孔作业时，由于活塞体20的第一端封堵连通口12，可以防止套管中的射孔液通过连通口12进入射孔枪本体中，避免射孔液影响射孔枪正常工作。当引爆射孔枪本体中的聚能射孔弹之后，爆炸产生的高温高压气体作用在射孔枪本体上，使射孔枪本体承受压力，同时通过连通口12作用在活塞体20的第一端，使活塞体20承受相同大小的压力。由于连接件40具有一定的强度，当活塞体20承受的压力小于或等于预定压力时，连接件40不会被活塞体20剪断，活塞体20的第一端仍然可以封堵连通口12，此时射孔枪本体中的高温高压气体通过射孔枪本体上的射孔孔眼排出。

当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，活塞体20便会剪断连接件40，并压缩弹力件30向泄压孔13移动，当活塞体20移动至预定位置时，连通口12与泄压孔13连通，此时射孔枪本体中的高温高压气体，一部分通过射孔孔眼排出，另一部分通过连通口12和泄压孔13排出泄压装置，从而实现快速泄压。由于射孔枪本体承受的压力的大小与活塞体20承受的压力的大小相同，而活塞体20承受的压力小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值，因此，射孔枪本体承受的压力小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值，使得射孔枪不会发生胀枪、炸枪问题。当射孔枪本体中的高温高压气体排出之后，弹力件30的弹力大于活塞体20承受的压力，在弹力件30的弹力作用下，弹力件30可以推动活塞体20向连通口12移动，使活塞体20的第一端重新封堵连通口12，可以防止套管中的射孔液通过连通口12进入射孔枪本体中，避免射孔液影响射孔枪正常工作。

由上可知，安装有本发明提供的泄压装置的射孔枪，在引爆射孔枪本体中的聚能射孔弹之后，爆炸产生的高温高压气体可以通过泄压装置和射孔孔眼共同泄压，与现有技术中仅通过射孔孔眼泄压相比，显著提高了泄压速度，如此可以保证射孔枪不会因聚能射孔弹爆炸产生的高温高压气体而发生损坏，可有效解决射孔枪的胀枪、炸枪问题，进而保证射孔作业的顺利进行，提高射孔作业的成功率，缩短射孔作业的周期。

为了利用射孔液的压力控制射孔作业时储层与油气井之间的压差，防止射孔作业时发生井喷、射孔堵塞、储层报害等问题，套管中充有射孔液。为了避免射孔液影响射孔枪正常工作，在整个射孔作业过程中，需要避免射孔液进入射孔枪本体中。在射孔枪本体中的高温高压气体排出的过程中，由于有高温高压气体持续快速排出，射孔液不会进入射孔枪本体中。在射孔枪本体中的高温高压气体排出之前和排出完成后，由于在弹力件30的弹力作用下，可以使活塞体20的第一端封堵连通口12，也可以避免射孔液进入射孔枪本体中。

需要说明的是，上述实施例中的预定位置是指活塞体20移动至使连通口12与泄压孔13连通的位置。也就是说，当活塞体20移动至该位置时，活塞体20的第一端不再封堵连通口12且活塞体20不再与柱状内腔11的内侧面密封，从而使连通口12与泄压孔13连通。

在一种可行的实施方式中，柱状内腔11的内侧面设有台阶面，台阶面靠近柱状内腔11的第一端，连通口12贯穿该台阶面。在弹力件30的弹力作用下，活塞体20的第一端与该台阶面相抵，使活塞体20的第一端封堵连通口12。此时，通孔14与凹坑21正好位于同一平面上，通过将连接件40穿设在通孔14和凹坑21中，可以将活塞体20与腔体10连接在一起。

在上述实施例中，当活塞体20移动至预定位置后，连通口12与泄压孔13连通。在一种可行的实施方式中，泄压孔13的数量为多个，多个泄压孔13沿柱状内腔11的周向间隔设置。这样在泄压的过程中，多个泄压孔13的泄压速度更快，可以保证射孔枪不会因聚能射孔弹爆炸产生的高温高压气体而发生损坏，同时泄压装置承受压力的时间更短，使得泄压装置的寿命更长。

优选地，多个泄压孔13沿柱状内腔11的周向均匀间隔设置。这样在泄压的过程中，腔体10承受的压力更均匀，使得泄压装置的寿命更长。例如，泄压孔13的数量为四个，四个泄压孔13沿柱状内腔11的周向均匀间隔设置。

在上述实施例中，为了保证当活塞体20承受的压力小于或等于预定压力时，活塞体20的第一端始终封堵连通口12，防止射孔液进入射孔枪本体中，在活塞体20的第二端与柱状内腔11的第二端之间设有弹力件30，同时还设置了连接件40，且连接件40穿设在通孔14和对应该通孔14的凹坑21中。在一种可行的实施方式中，通孔14和凹坑21的数量均为多个，多个通孔14沿柱状内腔11的周向间隔设置，多个凹坑21沿活塞体20的周向间隔设置，且多个通孔14与多个凹坑21一一对应设置。例如，通孔14和凹坑21的数量均为四个，四个通孔14沿柱状内腔11的周向均匀间隔设置，四个凹坑21沿活塞体20的周向均匀间隔设置，且四个通孔14与四个凹坑21一一对应设置。

将通孔14和凹坑21的数量设置为多个，并且根据不同的预定压力，选择安装不同数量的连接件40，将活塞体20与腔体10连接在一起，使得泄压装置可以具有多种不同的预定压力，进而能够适用于多种不同的射孔枪本体。

例如，将一个连接件40穿设在通孔14和凹坑21中，当活塞体20承受的压力大于第一预定压力且小于或等于第一抗内压极限值时，活塞体20便会将连接件40剪断，从而实现快速泄压。将两个连接件40分别穿设在不同的通孔14和凹坑21中，当活塞体20承受的压力大于第二预定压力且小于或等于第二抗内压极限值时，活塞体20便会将两个连接件40同时剪断，从而实现快速泄压。将三个连接件40分别穿设在不同的通孔14和凹坑21中，当活塞体20承受的压力大于第三预定压力且小于或等于第三抗内压极限值时，活塞体20便会将三个连接件40同时剪断，从而实现快速泄压。其中，第一预定压力小于第二预定压力，第二预定压力小于第三预定压力，第一抗内压极限值小于第二抗内压极限值，第二抗内压极限值小于第三抗内压极限值。

由上可知，安装一个连接件40，可以使得泄压装置具有第一预定压力，适用于具有第一抗内压极限值的射孔枪本体。安装两个连接件40，可以使得泄压装置具有第二预定压力，适用于具有第二抗内压极限值的射孔枪本体。安装三个连接件40，可以使得泄压装置具有第三预定压力，适用于具有第三抗内压极限值的射孔枪本体，以此类推。

连接件40的结构有多种，例如，连接件40可以为插销，插销与通孔14间隙配合。插销穿过通孔14并伸入至凹坑21中，将活塞体20与腔体10连接在一起。当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，凹坑21的侧壁与插销相抵，进而将插销剪断。当活塞体20剪断插销后，插销的一部分会留在通孔14中。插销与通孔14间隙配合，这样剪断的插销可以方便地从通孔14中取出。

在一种可行的实施方式中，凹坑21为插孔，连接件40与插孔间隙配合。连接件40穿过通孔14并伸入至插孔中，将活塞体20与腔体10连接在一起。当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，插孔的孔壁与连接件40相抵，进而将连接件40剪断。当活塞体20剪断连接件40后，连接件40的一部分会留在插孔中。连接件40与插孔间隙配合，这样剪断的连接件40可以方便地从插孔中取出。

其中，插孔可以为盲孔，也可以为贯穿活塞体20的贯穿孔。插孔为贯穿活塞体20的贯穿孔时，连接件40先穿过柱状内腔11一侧的通孔14，然后穿过贯穿孔，最后穿过柱状内腔11另一侧的通孔14，将活塞体20与腔体10连接在一起。

在上述实施例中，凹坑21为插孔，但不限于此。凹坑21还可以为卡槽，卡槽从活塞体20的中部延伸至活塞体20的第二端，也就是说，卡槽与活塞体20的第二端连通。连接件40穿过通孔14并伸入至卡槽中，将活塞体20与腔体10连接在一起。当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，卡槽上远离活塞体20的第二端的槽壁与连接件40相抵，进而将连接件40剪断。当活塞体20剪断连接件40后，剪断的连接件40可以在活塞体20移动至预定位置时，通过活塞体20的第二端从卡槽中排出，并通过泄压孔13从柱状内腔11中排出。

在上述实施例中，连接件40为插销，但不限于此。连接件40还可以为螺栓，通孔14为螺栓孔，凹坑21为插孔，螺栓与螺栓孔螺纹配合，螺栓与插孔间隙配合。螺栓先穿过螺栓孔并与螺栓孔螺纹连接，然后伸入至插孔中，将活塞体20与腔体10连接在一起。当活塞体20承受的压力大于预定压力且小于或等于射孔枪本体的抗内压极限值时，插孔的孔壁与螺栓相抵，进而将螺栓剪断。当活塞体20剪断螺栓后，螺栓的一部分会留在螺栓孔中，螺栓的另一部分会留在插孔中。螺栓与螺栓孔螺纹配合，这样剪断的螺栓可以方便地从螺栓孔中拧出。螺栓与插孔间隙配合，这样剪断的螺栓可以方便地从插孔中取出。

在上述实施例中，弹力件30安装在活塞体20的第二端与柱状内腔11的第二端之间。为了提高弹力件30的稳定性，防止弹力件30发生晃动，在一种可行的实施方式中，活塞体20的第二端设有第一容纳槽，第一容纳槽用于容纳弹力件30的第一端。弹力件30的第一端容纳在第一容纳槽中，弹力件30的第一端与第一容纳槽的槽底相抵，第一容纳槽的槽壁可以防止弹力件30发生径向移动，提高弹力件30的稳定性。

在上述实施例中，腔体10可以采用铸造、锻造或金属注射成型等方式制成，可以先制成两端均开口的腔体10，然后将柱状内腔11的第二端封闭。例如，柱状内腔11的第一端和第二端均设有开口，其中，位于柱状内腔11的第一端的开口为连通口12，位于柱状内腔11的第二端的开口采用封盖15封闭，即柱状内腔11的第二端设有封盖15。封盖15上设有第二容纳槽，第二容纳槽用于容纳弹力件30的第二端。弹力件30的第二端容纳在第二容纳槽中，弹力件30的第二端与第二容纳槽的槽底相抵，第二容纳槽的槽壁可以防止弹力件30发生径向移动，提高弹力件30的稳定性。

其中，封盖15可拆卸连接在柱状内腔11的第二端，以便在安装或更换活塞体20和弹力件30时，可以将封盖15从柱状内腔11的第二端拆下，然后将活塞体20和弹力件30放入柱状内腔11中或从柱状内腔11中将活塞体20和弹力件30取出。其中，可拆卸连接可以根据实际需要，选用螺纹连接或者其他可拆卸连接方式。

在一种可行的实施方式中，活塞体20外套设有密封环22，密封环22的外周面用于与柱状内腔11的内侧面接触。密封环22套设在活塞体20外，密封环22可以跟随活塞体20一起移动，且在移动的过程中密封环22的外周面始终与柱状内腔11的内侧面接触密封，从而防止射孔液从活塞体20与柱状内腔11的内侧面之间的间隙进入射孔枪本体中。其中，密封环22的数量可以为多个，多个密封环22沿活塞体20的轴向间隔设置。多个间隔设置的密封环22对活塞体20与柱状内腔11的内侧面之间的间隙的密封效果更好。例如，密封环22的数量为两个，两个密封环22沿活塞体20的轴向间隔设置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。