CN107002485B - 包含助爆药的油田侧引爆块 - Google Patents

包含助爆药的油田侧引爆块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于连接引爆器和引爆线的引爆块。所述引爆块包括可以具有主体，所述主体具有：第一面；与第一面相对的第二面；在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过主体的第一腔室，所述第一腔室由第一孔和第二孔形成，第一孔与用于邻近第二面安置引爆器的第二孔串联布置；在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过主体的第二腔室，第二腔室与第一腔室平行，第二腔室成形为与引爆线互补；提供在第一腔室和第二腔室之间的连通的通道；位于第一孔中并邻近第一面的助爆药，助爆药沿通道布置；以及形成在主体中的开口，开口提供主体的外部和第一腔室的位于助爆药与引爆器之间的一部分之间的流体连通。

Description

包含助爆药的油田侧引爆块
技术领域
本公开涉及用于将引爆器连接到引爆线的设备和方法。
背景技术
引爆器经常用于井下作业以触发受控制的顺序引爆。电引爆器由传递电流通过引爆电阻进行操作，该电阻在电流作用时产生热量。当引爆电阻中积累足够的热量时，热量触发周围的炸药，作为一系列引爆中的初次引爆。所造成的引爆通过点燃引发另外的炸药的引爆线触发随后的引爆。本公开设法解决可靠地连接引爆器和引爆线的需要。
发明内容
在多个方面中，本公开提供用于连接引爆器和引爆线的引爆块。所述引爆块包括可以具有主体，所述主体具有：第一面；与所述第一面相对的第二面；第一腔室，所述第一腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第一腔室由第一孔形成，所述第一孔与第二孔串联布置，所述第二孔用于邻近所述第二面安置所述引爆器；第二腔室，所述第二腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第二腔室与所述第一腔室平行，所述第二腔室成形为与所述引爆线互补；通道，所述通道提供在所述第一腔室和所述第二腔室之间的连通；助爆药，所述助爆药位于所述第一孔中并邻近所述第一面，所述助爆药沿所述通道布置；以及开口，所述开口形成在所述主体中，，所述开口提供所述主体的外部和所述第一腔室的位于所述助爆药与所述引爆器之间的一部分之间的流体连通。
另一方面，本公开提供用于井孔的装置。该装置可包括作业管柱；由作业管柱传送的井下工具，所述井下工具具有流体密封的内部、引爆线和引爆器；以及布置在所述流体密封的内部中的引爆块。所述引爆块可以具有主体，该主体具有：第一面；与所述第一面相对的第二面；第一腔室，所述第一腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第一腔室由第一孔形成，所述第一孔与第二孔串联布置，所述第二孔用于邻近所述第二面安置所述引爆器；第二腔室，所述第二腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第二腔室与所述第一腔室平行，所述第二腔室用于接纳所述引爆线；通道，所述通道形成在用于使所述第一腔室和所述第二腔室分隔开的壁中，所述通道提供在所述第一腔室和所述第二腔室之间在所述主体内仅有的连通；助爆药，所述助爆药位于所述第一孔中并邻近所述第一面，所述助爆药沿所述通道布置；以及开口，所述开口形成在所述主体中，所述开口提供所述主体的外部和所述第一腔室的位于所述助爆药与所述引爆器之间的一部分之间的流体连通。
在进一步的方面，本公开提供用于启动井孔中的井下工具的方法。该方法可包括将具有引爆块的井下工具连接到作业管柱；使用作业管柱传送井下工具通过井孔；将电点火信号传递到井下工具的引爆器。
本公开的特点的上述示例已被相当宽泛地总结以便下文的详细描述可更好地被理解，以便对现有技术的贡献可被理解。当然，本公开存在下文将描述的并将构成所附权利要求的主题的更多特征。
附图说明
为了详细理解本公开，应对结合附图作出的下文对优选实施例的详细描述作参考，在附图中，相同的元件用相同的附图标记表示，其中：
图1是根据本公开的引爆块的一个实施例的等距视图；
图2是图1实施例的示意性截面视图；
图3示意性地示出适于利用一或多个井下工具在井孔中进行一个或多个预定任务的地面设备的正视图。
具体实施方式
本公开提供允许引爆器和引爆线之间的“无波纹”连接的引爆块。本公开描述了不同形式的实施例。在附图中显示在本文中详细描述了本公开的具体实施例，应当理解，本公开被认为是本公开的原理的示例，而不意在使本公开限于本文的图示和描述。
参考图1，显示将引爆器102冲击式连接到引爆线104的引爆块100。引爆器102可利用由合适的线路传递的电信号启动。引爆块100可包括伸长主体110，引爆线104的端部106的一部分布置在伸长主体中。主体110具有第一面112和第二面114，引爆线104通过第一面112插入通过主体110，，引爆器102通过第二面114被接纳在主体110中。如本文中所使用的，术语“面”意味着外表面。由于面112、114沿平行的平面排列，它们可以是几何平行的，并且由于面112、114处于主体110的相对侧，可以被认为是“相对的”。
参考图2，引爆块100显示位于井下工具50(图3)的内部容积49中。内部容积49被设计为不受井孔流体的影响，例如是流体密封的。主体110包括第一腔室116和第二腔室118，引爆器102(图1)位于第一腔室116中，第二腔室118安置引爆线104的长度。腔室116、118可形成以几何平行的方式部分或完全穿过主体110延伸的圆筒状孔或通道。形成在壁121中并邻近第一面112的通道119允许两个腔室116、118之间的冲击能量的不受限制的连通。除通道119外，两个腔室116、118由壁121相互物理隔离。即主体110不具有连接两个腔室116、118且能量可通过其以不受限制的方式流动的任何其他内部通道或开口。主体110为可形成诸如圆筒或矩形主体的伸长主体。
在一个实施例中，第一腔室116由两个串联对准的孔120、122形成。孔120的直径小于孔122以形成肩124。此外，诸如塞126的封闭元件可用于在第一面112处密封孔120。第二孔122的尺寸和形状可设计成使引爆器102靠近第二面114安置。肩124可作为允许引爆器102仅以预定的距离延伸到腔室116中的座。出于下文描述的原因，开口128可形成在主体110中以允许第一腔室116和主体110的外部之间的流体连通。例如，开口128从主体110的外表面延伸并在第一腔室116处终止。第二腔室118具有选择为与引爆线104互补的轮廓。由此，为了具有圆形横截面形状的引爆线104，腔室118可具有相似的形状和尺寸。第二腔室118可完全穿过主体110延伸使得引爆线104的端部106伸出到主体110之外。
在一种布置中，引爆块100可包括助爆药130以产生用于引爆引爆线104的高阶输出。助爆药130可由通过引爆器102释放能量激活的高能材料形成。所示高能材料包括，但不限于，RDX(环三亚甲基三硝胺或六氢-1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪)，HMX(环四亚甲基四硝胺或1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷)，TATB(三氨基三硝基苯)，HNS(六硝基芪)和配制以产生高阶输出(例如，热能和冲击波)的其他类似材料。在一些实施例中，助爆药130位于形成在孔120的端部处的空腔132中。塞126和肩134固定并防止助爆药130在孔120中的轴向移动。此布置允许引爆线104的选择性的和直接的引爆。可选地，第二助爆药133也可位于孔120中。开口128在助爆药130和可选的第二助爆药133之间形成。
通过在第一腔室116的较小孔20中靠近第一面112安置助爆药130，能够进行选择性引爆。开口128形成在助爆药130和引爆器102之间使得主体110之外的流体(如果存在)可填充腔室116并形成助爆药130和引爆器102(以及可选的第二助爆药133)之间的流体柱。如果容纳引爆块100的外壳或其他结构遭受泄漏并允许周围的井孔流体进入，可发生这种情况。在此类实例中，液体柱形成阻止由引爆器102释放的能量启动助爆药130或引爆线104的物理障碍。当液体柱形成在腔室116中时，引爆块100可被认为是“流体导致不可用的”。
通过沿通道119安置助爆药130，引爆线104能够直接引爆。由此，没有在腔室118内将助爆药130与引爆线104的一部分物理隔离的固体材料。在一些实施例中，通道119沿轴向未延伸超过助爆药130。在此类实施例中，助爆药130完全覆盖通道119。这一布置允许助爆药130的高阶输出以没有障碍地前进并撞击引爆线104。应注意，由于腔室116、118以平行方式排列，高阶输出沿径向/横向方向从孔120前进到引爆线104。
在一些实施例中，冲击阻断装置(未显示)可被插入开口128以便于在引爆器意外引爆的情况下阻止助爆药启动。冲击阻断装置(未显示)可以是本体或具有足够大的质量和强度以作为用于助爆药130的屏障。使用冲击阻断装置(未显示)可允许组装的喷射器在某些情况下被输送。
参考图3，示出了位于关注的地层12的上方的井的构造和/或烃回收设施10。设施10可包括诸如钻机16、井口18和有护套或无护套管道/管子20的已知设备和机构。作业管柱被从钻机16悬挂在井孔14中。作业管柱22可包括钻管、连续油管、有线线路、钢丝或任何其他已知的传送装置。作业管柱22可包括遥测线路或其他建立单向或双向遥测连通的信号/动力传递介质。遥测系统可具有适于通过布置在作业管柱22中的电缆或信号传递线路26传递电信号的表面控制器(例如，动力源)24。为在井孔14中进行一个或多个任务，作业管柱22可包括由高阶引爆器启动的井下工具50。在许多实例中，井下工具50具有被密封以防止液体的内部容积。使流体渗入井下工具50通常不被认为是非预期的情形并可要求计划的操作终止。
常规地，井下工具50通过作业管柱22沿井孔14的多个部分传送直到达到期望的目标深度。井孔14可具有复杂的几何形式，包括一个或多个竖直部分30和一个或多个偏离部分32。井孔14通常具有可包括钻井流体和/或来自地层的流体的流体柱。
参照图1-图3，在一种无限制使用模式中，井下工具50是在表面处利用引爆块100、引爆器102、引爆线104和诸如成形炸药、炸药管/带、载体外壳等未显示的其他已知部件组装而成的射孔枪。在一些实施例中，助爆药130可预装在主体110中。
在合适的时间，形成引爆器102和引爆线104之间的连接可通过首先插入引爆线104穿过腔室118并以引爆线端部密封件140覆盖引爆线端部106完成。随后，引爆器102可被插入孔122中直到它抵靠肩124安置。射孔枪的其余部分可组装并准备布署在井中。
在井下工具50布置在目标深度处的情况下，电点火信号被传递到引爆器102。引爆器102释放热能和冲击波，行进穿过孔120并启动助爆药130。被启动时，助爆药130产生高阶引爆。与引爆相关联的热能和冲击波行进穿过通道119并在腔室118中引爆引爆线104的一部分。引爆线104随后将引爆转移到成形炸药(未显示)或其他引爆启动装置。
如果井孔液体泄漏进井下工具50，这些液体将流动通过开口128并填充引爆器102和爆炸助爆药130之间的腔室116中的空间。此液体阻止由引爆器102释放的能量达到助爆药130和引爆线104。由此，防止助爆药130的启动和井下工具50例如射孔枪的点火。
出于图示和说明的目的，上文的描述涉及本公开的具体的实施例。不过，对于本领域技术人员，显然可以对前述实施例作出许多调整和改变而不背离本公开的范围。由此，所附的权利要求意在被理解为包括所有此类调整和改变。

Claims (11)

1.一种用于井孔中的装置，包括：
作业管柱；
由作业管柱传送的井下工具，所述井下工具具有流体密封的内部、引爆线和引爆器；以及
布置在所述流体密封的内部中的引爆块，所述引爆块包括主体，该主体具有：
第一面；
与所述第一面相对的第二面；
第一腔室，所述第一腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第一腔室由第一孔和第二孔形成，所述第一孔与第二孔串联对准，所述第二孔用于邻近所述第二面安置所述引爆器；
第二腔室，所述第二腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第二腔室与所述第一腔室平行，所述第二腔室用于接纳所述引爆线；
通道，所述通道形成在用于使所述第一腔室和所述第二腔室分隔开的壁中，所述通道提供在所述主体内在所述第一腔室和所述第二腔室之间仅有的连通；
助爆药，所述助爆药位于所述第一孔中并邻近所述第一面，所述助爆药沿所述通道布置；以及
开口，所述开口形成在所述主体中，所述开口提供所述主体的外部和所述第一腔室的位于所述助爆药与所述引爆器之间的一部分之间的流体连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述引爆线延伸通过所述主体的所述第一面，所述引爆线的端部伸出到所述主体的所述第二面之外。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述引爆器利用电信号启动。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，间隙将所述助爆药与所述引爆器隔离开，其中所述间隙配置成利用流动通过所述开口的任何液体形成将所述助爆药与所述引爆器隔离开的液体柱。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主体是伸长的。
6.一种用于将引爆器与引爆线连接的引爆块，所述引爆块包括：
主体，所述主体具有：
第一面；
与所述第一面相对的第二面；
第一腔室，所述第一腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第一腔室由第一孔和第二孔形成，所述第一孔与第二孔串联对准，所述第二孔用于邻近所述第二面安置所述引爆器；
第二腔室，所述第二腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第二腔室与所述第一腔室平行，所述第二腔室用于接纳所述引爆线；
通道，所述通道形成在用于使所述第一腔室与所述第二腔室分隔开的壁中，所述通道提供在所述主体内在所述第一腔室和所述第二腔室之间的仅有的连通；
助爆药，所述助爆药位于所述第一孔中并邻近所述第一面，所述助爆药沿所述通道布置；以及
开口，所述开口形成在所述主体中，所述开口提供所述主体的外部和所述第一腔室的位于所述助爆药与所述引爆器之间的一部分之间的流体连通。
7.根据权利要求6所述的引爆块，其中，所述第一腔室和第二腔室是几何平行的圆筒状孔，并且其中所述通道在横向于所述圆筒状孔的方向上连通能量。
8.根据权利要求6所述的引爆块，其中，隔离开所述助爆药和所述引爆器的间隙被配置为形成由流动通过所述开口的液体形成的流体柱。
9.根据权利要求6所述的引爆块，其中，所述第二腔室完全延伸通过所述主体。
10.根据权利要求6所述的引爆块，其中，所述开口从所述主体的外表面延伸并在所述第一腔室处终止。
11.一种用于启动井孔中的井下工具的方法，该方法包括：
形成井下工具，所述井下工具至少具有流体密封内部体、引爆线和引爆器；
在所述流体密封内部体内布置有引爆块，所述引爆块包括主体，该主体具有：
第一面；
与所述第一面相对的第二面；
第一腔室，所述第一腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第一腔室由第一孔和第二孔形成，所述第一孔与第二孔串联对准，所述第二孔用于邻近所述第二面安置所述引爆器；
第二腔室，所述第二腔室在相对的第一面和第二面之间延伸并延伸通过所述主体，所述第二腔室与所述第一腔室平行，所述第二腔室用于接纳所述引爆线；
通道，所述通道形成在用于使所述第一腔室与所述第二腔室分隔开的壁中，所述通道提供在所述主体内在所述第一腔室和所述第二腔室之间的仅有的连通；
助爆药，位于所述第一孔中并邻近所述第一面，所述助爆药沿所述通道布置；以及
开口，所述开口在形成所述主体中，所述开口提供所述主体的外部和所述第一腔室的位于所述助爆药与所述引爆器之间的一部分之间的流体连通；
将所述井下工具连接到作业管柱；
利用所述作业管柱传送所述井下工具通过所述井孔；
将电点火信号传递到所述引爆器。
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