CN106715828B - 导爆索夹具 - Google Patents

Abstract

一种用于与射孔装置(10)一起使用的设备，包括具有窗口(142)的段(140)和导爆索(20)，所述导爆索设置在该段的孔(144)中。该设备可以包括：引爆器(102)，其构造成产生高阶爆炸；和夹具(100)，其将引爆器连接到导爆索。夹具形成为具有基部(110)和从该基部的相对两侧延伸的叉头(114)的带。基部具有用于接收引爆器的开口(112)。叉头具有被偏压的端部(116)，以将导爆索抵靠引爆器的面固定。

Description

导爆索夹具

技术领域

本公开涉及用于将导爆索能量地联接到一个或多个导爆索的装置和方法。

背景技术

烃，例如油和气，从与地层中的一个或多个烃储层相交的下套管的井筒产生。这些烃通过下套管的井筒中的射孔流入井筒中。通常使用装载有聚能射孔弹的射孔枪来制造射孔。枪在电缆、钢丝、管道、连续油管或其它输送装置上降入到井筒中，直到其毗邻于产烃地层。在此之后，地表信号致动与射孔枪相关联的点火头，点火头然后引爆聚能射孔弹。由聚能射孔弹的爆炸所形成的射弹或射流穿透套管，从而允许地层流体流过射孔并进入生产管柱中。

常规的射孔枪包括用于在两个位置之间传导爆炸的导爆索。可以使用引爆器来引爆导爆索。示例性的引爆器公开在美国专利No.4,762,067、No.4,716,832、No.4,542,695、No.3,991,679中，为了所有目的，所述专利的内容通过引用并入。本公开旨在满足在引爆器和导爆索之间容易地形成可靠的弹道(ballistic)连接的需要。

发明内容

在各方面中，本发明提供了一种用于对井筒射孔的设备。该设备可以包括：外壳，其接收至少一个聚能射孔弹；导爆索，其连接到所述至少一个聚能射孔弹；引爆器段，其与外壳相关联，该引爆器段具有纵向孔和窗口，其中，导爆索纵向延伸穿过该引爆器段的孔；引爆器，其设置在引爆器段中并且突伸到外壳的孔中，该引爆器构造成产生高阶爆炸；和，夹具，其将引爆器连接到导爆索，该夹具具有平面基部、形成在该基部中的用于接收引爆器的开口以及从该基部延伸的一对叉头，其中，该对叉头中的每个叉头从该基部的边缘延伸，并且具有将导爆索抵靠引爆器的面压紧地固定的夹持端。

在各方面中，本发明提供了一种与用于对井筒进行射孔的射孔工具一起使用的设备。射孔工具可以包括具有窗口的段和导爆索，所述导爆索设置在该段的孔中。该设备可以包括：引爆器，其构造成产生高阶爆炸；夹具，其将引爆器连接到导爆索，该夹具具有基部和从该基部的相对两侧延伸的叉头，基部具有用于接收引爆器的开口，并且叉头具有将导爆索抵靠引爆器的面压紧地固定的夹持端；和，安装工具，其具有：手柄；从手柄延伸的一对钳，所述钳具有与所述夹具的基部互补的端部，所述钳还具有张开位置，在张开位置中，所述基部可以被接收在所述钳的端部之间；和柱塞，其可操作地连接到所述钳的端部，并且使所述钳张开到张开位置。

应当理解，已经相当广泛地总结了本发明的某些特征的示例，以便可以更好地理解下面对本发明的详细描述，并且可以理解对本领域的贡献。当然，本发明的附加特征将在下文中描述，并且在一些情况下将形成所附权利要求的主题。

附图说明

为了详细理解本公开，应当结合附图参考优选实施例的以下详细描述，其中，相同的元件被给予相同的附图标记，并且其中：

图1示出了具有根据本公开的一个实施例的夹具的引爆器的侧视图；

图2示出了图1的实施例的等距视图；

图3示出了具有导爆索的射孔枪段的侧剖视图；

图4和5示意性地示出了根据本公开的一个实施例的用于将导爆索和夹具安装到图3的射孔枪段中的安装工具；

图6示出了可以使用根据本公开的夹具的射孔枪组件的侧剖视图；和

图7示意性地示出了其中可以使用根据本公开所构造的射孔枪组件的井。

具体实施方式

本公开涉及用于促进井筒射孔工具的组装和增强井筒射孔工具的可靠性的装置和方法。本发明容许不同形式的实施例。在附图中示出并且在本文中将详细描述本发明的具体实施例，同时应当理解，本公开被认为是对本发明的原理的示例，并且不是要将本发明限制成在本文中示出和描述的那样。

现在参考图1，示出了将导爆索20能量地联接到引爆器102的保持构件100的一个实施例。仅仅为了方便起见，保持构件100在下文中将被称为“夹具”。然而，应当理解，术语“夹具”不暗示特定的形状、尺寸或其它特性。夹具100将导爆索20压靠在引爆器102上，以将导爆索20能量地联接到引爆器102。应当注意，在该实施例中，引爆器102和导爆索20之间的接触仅沿着导爆索20的外周表面。应该进一步注意的是，在该实施例中，引爆器102不围绕、覆盖或以其它方式部分地或完全地包封导爆索20的端部(未示出)。引爆器102可以是响应于所施加的信号(例如，电信号)而产生高阶爆炸的任何装置。引爆器102可以由一种或多种高能材料(例如，RDX、HMX等)形成。能量地联接意味着在引爆器102和导爆索20之间存在足够的接触，以允许由引爆器102释放的能量引爆导爆索20。

夹具100设置成易于附接到可具有圆形横截面的导爆索。夹具100具有弹簧作用，即，夹具100打开然后闭合，以围绕导爆索20闭合。所产生的牢固连接减少了引爆器102在振动和/或高温下与导爆索20分离的风险。此外，仅可通过使用者有意地使夹具100从导爆索20脱开来进行移除。

现在参考图1和2，在一个实施例中，夹具100是薄片状“U形”构件，其包括基部110、中心开口112和会聚叉头114。基部110可以是平面的并且比引爆器102更宽。开口112形成在基部110中，并且其直径的尺寸设置成基本上围绕引爆器102配合。虽然开口112示出为与引爆器102的截面轮廓紧密符合，但是这样的形状不是必需的。在各实施例中，可以使用紧固元件来将夹具100固定到引爆器102。例如，紧固元件可以是将基部110捕获而抵靠在形成于引爆器102上的凸耳或肩部(未示出)的环、凸缘或其它环形构件。

叉头114是从基部110的边缘或从与基部110接合部突伸并且在夹持端116处终止的柔性构件。叉头114可以由可在弯曲或以其它方式变形时产生弹簧力的弹性材料形成。夹持端116可以彼此分离以形成允许导爆索20穿过的间隙。夹持端116还可以将导爆索20压靠在引爆器102的接触面118上。如图所示，叉头114不像常规的“U形”那样平行。相反，叉头114更类似于三角形。也就是说，叉头端部和基部110的接合部分开的距离大于夹持端部116分开的距离。

现在参考图3，示出了包括导爆索20的示例性射孔装置段140。段140可以包括用于进出(access)内孔144的窗口142，导爆索20设置在所述内孔中。段140具有纵向轴线146，导爆索20平行于所述纵向轴线。在各实施例中，可以使用夹具100来将引爆器102附接到导爆索20。应当注意，夹具100使导爆索20基本上平行于纵向轴线146定向，并且使引爆器102横向于导爆索20定向。“基本上”意味着小于四十五度角偏移。

现在参考图4，示出了可被用来将夹具100(图1)和引爆器102(图1)连接到导爆索20(图1)的安装工具160。安装工具160包括手柄162和被偏压到闭合位置的钳164。当需要时，可以使用柱塞组件166来使钳的端部166张开。例如，柱塞组件166可以包括弹簧致动的棘爪，其将钳的端部164推开。参考图5，示出了被捕获在钳的端部164之间的夹具100和引爆器102。在一些实施例中，钳的端部164可以具有与夹具基部110互补的曲率或轮廓。

现在参考图1、3和5，首先利用紧固元件将夹具100固定到引爆器102。接下来，使安装工具160张开，然后允许其围绕夹具100闭合。在此之后，可以使用安装工具160来将夹具100和引爆器102横向插入通过窗口142。横向意味着大致垂直于纵向轴线146的方向。一旦夹具100和引爆器102被定位在导爆索20旁边，夹具100被按压直到叉头端部张开以允许导爆索20通过。使叉头端部166张开所需的力可以在10-20磅的范围内。在此此后，叉头端部166回弹到闭合位置，并且将导爆索20压靠在引爆器102的面上。在引爆器102固定到导爆索20之后，柱塞组件164(图3)被压下以打开钳的端部164而释放夹具100。现在，安装工具160可以从射孔枪段140抽出。

在安装工具160与夹具100断开连接之前或之后，引爆器102可以电连接到用于激发引爆器102的布线。一旦内部部件被组装，可以使用帽或盖(未示出)覆盖并密封窗口142。在一些实施例中，段140的内部可以是流体密封的和加压的。在各实施例中，引爆器102仅连接到夹具100和用于激发引爆器102的布线(未示出)。也就是说，引爆器102“浮”在段140内部，即，段140不具有定位成支撑或固定引爆器102的表面。

应该考虑到，用于所述实施例的合适材料包括硬化弹簧钢以及其它金属的和非金属的柔性材料。然而，本发明不限于任何特定材料。也就是说，可以使用具有足够弹性并提供将导爆索20固定到引爆器102所需的弹簧力的任何材料。

现在参考图6和7，分别示出了可以利用本公开的教导的射孔工具和射孔枪系统。

参考图6，示出了常规的射孔工具或枪10。枪10包括同心地定位在载体管14中的装弹带或管12。聚能射孔弹16固定在装弹管12内。通常，装弹管12在载体管14中定向，使得每个装弹带(未示出)上的聚能射孔弹16与形成于载体管14中的弱化部或凹陷部18对准。导爆索20穿过射孔枪10中的孔22。射孔枪10进一步包括接头30，引爆器102(图1)定位在所述接头中，并且利用夹具100(图1)连接到导爆索20(图1)。一般来说，载体管14和接头30可以是用作为各种部件的壳体的管状或圆柱形外壳。虽然示出为分离的结构，但是接头30可以与载体管14成一体。射孔枪10在地表处被组装并且经由图7中所示的系统输送到井筒中。

在图7中，示出了定位在感兴趣的地下地层202上方的井构造和/或产烃设施200。设施200可以包括已知的设备和结构，例如地表208处的平台206、井架210、井头212(wellhead)和下套管或未下套管的管/管道214。工作管柱216从井架210悬挂在井筒205内。工作管柱216可以包括钻管、连续油管、电缆、钢丝或任何其它已知的输送装置。工作管柱216可以包括遥测线或其它信号/功率传输媒介，其建立从地表到连接到工作管柱216的端部的井下工具的单向或双向遥测通信。在一种布置中，可以使用具有地表控制器(例如，电源)218的遥测系统来经由工作管柱216中的电缆或信号传输线路220将电信号传输到射孔工具10。

在射孔枪10被定位在井筒205中的期望目标深度之后，可以经由信号传输线路220发送控制信号以激发引爆器102。替代地，可以增加井筒205中的液压压力或者可以使用冲击型下落工具来冲击地撞击引爆器102。一旦被激发，引爆器102发射引爆导爆索20的高阶爆炸。在此之后，导爆索20引爆聚能射孔弹16。

为了说明和解释的目的，前面描述针对的是本发明的特定实施例。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行许多修改和改变。所附权利要求是要被解释为涵盖所有这样的修改和改变。

Claims (15)

1.一种用于对井筒射孔的设备，包括：

-外壳，其接收至少一个聚能射孔弹；

-导爆索，其连接到所述至少一个聚能射孔弹；

-引爆器段，其与外壳相关联，该引爆器段具有纵向孔和窗口，其中，导爆索纵向延伸到引爆器段中并且穿过该引爆器段的孔，其中，窗口提供在垂直于引爆器段的纵向轴线的方向上通过引爆器段相对于导爆索的进出；

-引爆器，其设置在引爆器段中并且突伸到外壳的孔中，该引爆器构造成产生高阶爆炸；和

-夹具，其将引爆器连接到导爆索，该夹具具有平面基部、形成在该基部中的用于接收引爆器的开口以及从该基部延伸的一对叉头，其中，该对叉头中的每个叉头从该基部的边缘延伸，并且具有将导爆索抵靠引爆器的面压紧地固定的夹持端，夹具使引爆器横向于导爆索定向，并且窗口定位成允许夹具和引爆器通过窗口横向插入引爆器段中并连接到导爆索，

其中，引爆器不包封导爆索的端部，并且其中，引爆器仅接触导爆索的外周表面。

2.如权利要求1所述的设备，其中，基部和叉头形成三角形形状。

3.如权利要求1所述的设备，其中，叉头是弹性的，并且能够张开以形成导爆索能够穿过的间隙。

4.如权利要求1所述的设备，其中，紧固元件将引爆器固定到引爆器夹具。

5.如权利要求1所述的设备，其中，引爆器的面和导爆索之间的接触位于基部和夹持端之间。

6.如权利要求1所述的设备，其中，夹具使导爆索基本上平行于引爆器段的纵向轴线定向。

7.一种与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，所述射孔工具包括具有窗口的段和导爆索，所述导爆索设置在该段的孔中，所述设备包括：

引爆器，其构造成产生高阶爆炸；

夹具，其将引爆器连接到导爆索，该夹具具有基部和从该基部的相对两侧延伸的叉头，基部具有用于接收引爆器的开口，并且叉头具有将导爆索抵靠引爆器的面压紧地固定的夹持端；和

安装工具，其具有：

-手柄，

-从手柄延伸的一对钳，所述钳具有与所述夹具的基部互补的端部，所述钳还具有张开位置，在张开位置中，所述基部能够被接收在所述钳的端部之间，和

-柱塞，其可操作地连接到所述钳的端部，并且使所述钳张开到张开位置。

8.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，柱塞包括弹簧致动的棘爪。

9.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，叉头是弹性的，并且能够张开以形成导爆索能够穿过的间隙。

10.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，紧固元件将引爆器固定到引爆器夹具。

11.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，引爆器的面和导爆索之间的接触位于基部和夹持端之间。

12.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，所述钳会聚。

13.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，引爆器没有部分地包封导爆索的端部。

14.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，引爆器没有完全地包封导爆索的端部。

15.如权利要求7所述的与用于对井筒射孔的射孔工具一起使用的设备，其中，引爆器仅接触导爆索的外周表面。