CN112004988A - 流体禁用雷管及使用方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种与射孔枪组件一起使用的雷管。该雷管包括具有主炸药载荷的壳体。所述壳体可包括一个或多个开口。在所述壳体中邻近所述主炸药载荷设置有非大块炸药体。所述非大块炸药体包括延伸穿过其中的一个或多个通道。所述雷管包括邻近所述非大块炸药体的塞和邻近所述塞的PCB，以促进与所述雷管的电通信。所述塞可包括延伸穿过其中的细长开口。所述非大块炸药体的通道，与所述壳体的开口或所述塞的所述细长开口中的至少一个相结合，被配置成将流体(例如井筒流体)引入到所述非大块炸药体中以使所述雷管禁用。

Description

流体禁用雷管及使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月23日提交的美国临时申请No.62/647,103和2018年5月10日提交的美国申请No.15/975,816的权益，上述两项申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及射孔枪系统使用的雷管。更具体地，在射孔枪系统泄漏或被流体淹没的情况下，雷管能够被流体禁用。

背景技术

射孔枪组件用于在井筒中的钢套管/油管和/或水泥衬层中产生孔，从而进入油和/或气体地层。在对油和/或气体地层进行射孔的过程中，射孔枪组件被下放到井筒中并适当地定位在井筒中。典型的射孔枪组件包括托架和容纳在托架中的多个聚能射孔弹。启动聚能射孔弹，在套管中形成孔，并通过地层爆破，使得碳氢化合物可以流过套管。每个聚能射孔弹通过导爆索相互连接。导爆索通常耦接到雷管，如冲击雷管或电雷管。电雷管通常包括热线式雷管、半导体桥式雷管或爆炸箔引发剂(exploding foil initiator,EFI)雷管。一旦雷管被激活/起爆，雷管就开始一系列事件，这些事件将起爆导爆索，从而起爆射孔枪组件的聚能射孔弹。

在起爆雷管并由此起爆聚能射孔弹之前，射孔枪组件可能会在井筒的充满流体的环境中花费一些时间。如果射孔枪组件发生泄漏，这使得井筒流体能够进入射孔枪组件，则可能发生几种不希望的情况，包括严重损坏射孔枪组件。该组件可能不点火、仅部分点火、点火低阶，从而分裂/爆裂打开和堵塞/阻塞井筒等。

鉴于不断提高的安全要求和上文所述的问题，需要一种在射孔枪系统中使用的雷管，当射孔枪系统内存在潜在的流体泄漏时，该雷管可提供额外的预防措施来防止射孔枪系统的发射。此外，需要一种在射孔枪系统中存在流体的情况下能够被流体禁用(disabled)/流体脱敏(desensitized)的雷管。此外，需要一种便于流体进入雷管以中止射孔枪系统的点火顺序的雷管。

发明内容

根据一个方面，本发明可以涉及与射孔枪组件一起使用的雷管。该雷管包括具有封闭端、开口端和在封闭端和开口端之间的中空内部的壳体。一个或多个开口从所述中空内部延伸穿过所述壳体。所述雷管包括设置在所述中空内部内的非大块炸药体。该非大块炸药体包括头部和与该头部相对的腿部。一个或多个通道形成在所述头部和所述腿部之间，并且与所述开口流体连通。主爆炸载荷设置在所述壳体的所述封闭端，并夹在所述封闭端和所述头部之间。与所述通道相结合的所述开口被配置为将流体(例如井筒流体)引入所述非大块炸药体中，以使所述雷管禁用。

本公开进一步描述了所述雷管包括位于所述壳体的所述开口端且至少部分地设置在所述中空内部中的圆柱形塞。所述塞包括沿着所述塞的长度延伸的细长开口。所述细长开口便于将流体连通到所述壳体中，并且连通到所述非大块炸药体。根据一个方面，所述细长开口和所述通道被配置为将所述流体引入到所述非大块炸药体中，以使所述雷管禁用。

根据一个方面，上文所述的雷管特别适用于射孔枪系统/射孔枪组件。

本发明实施例还涉及在井筒中使用雷管的方法。该方法包括将所述雷管定位在射孔枪系统内。该雷管基本上如上所述，并且包括具有封闭端、开口端和在封闭端和开口端之间延伸的中空内部的壳体。主炸药载荷设置在所述中空内部内，并且非大块炸药体邻接所述主炸药载荷。包括细长开口的圆柱形塞可定位在所述壳体的所述开口端，并且可至少部分地设置在所述中空内部内。所述方法包括将所述射孔枪系统下降到井筒中，并且启动所述雷管以触发爆炸反应。根据一个方面，在流体已经漏入或淹没所述射孔枪系统的情况下，所述壳体的开口与所述通道相结合，或者，所述圆柱形塞的所述细长开口和所述非大块炸药体的通道将流体引入所述非大块炸药体中，以使所述雷管禁用。

附图说明

将通过参考附图中所示的本发明的具体实施例来提供更具体的描述。应当理解，这些附图仅描述了其典型实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加的具体细节来描述和解释示例性实施例，在附图中：

图1是根据一个实施例的雷管的非大块炸药体的剖面图；

图2是图1所示非大块炸药体的剖面图；

图3是根据一个实施例的用于设置在雷管的中空内部中的圆柱形塞的侧视图；

图4是根据一个实施例的组装后的雷管的局部剖面侧视图；

图5是图4的雷管的立体局部剖面图，示出了根据一个实施例的非大块炸药体的第一通道和第二通道的取向；

图6是图4的雷管的立体局部剖面侧视图，示出了根据一个实施例的形成在雷管的壳体中的开口；

图7A是根据一个实施例的包括非大块炸药体和圆柱形塞的雷管的剖面图；

图7B是图7A的雷管的剖面图，示出了根据一个实施例的包括细长开口的圆柱形塞；

图7C是图7A的雷管的剖视图。

图8是根据一个实施例的与雷管一起使用的非大块炸药体的剖面侧视图；

图9A是图8的非大块炸药体的立体图；

图9B是图8的非大块炸药体的俯视图；

图10A是图8的非大块炸药体的侧视图，示出了根据一个实施例的在非大块炸药体中的通道的布置；

图10B是图8的非大块炸药体的侧视图，示出了根据一个实施例的在非大块炸药体中的通道的另一布置；

图11是根据一个实施例的部分地设置在图8的非大块炸药体中的塞的局部立体图；

图12A是图11的塞的立体侧视图，示出了形成在塞导线中的细长开口；以及

图12B是图11的塞的端视图。

通过下面的详细说明书以及附图，实施例的各种特征、方面和优点将变得更加明显，其中在附图及文本中相同的附图标记表示相同的部件。所描述的各种特征不一定按比例绘制，而是绘制成强调与一些实施例相关的特定特征。

本文使用的标题仅用于组织目的，并不意味着限制说明书或权利要求书的范围。为了便于理解，在可能的情况下，使用附图标记来表示图中常见的相同元件。

具体实施方式

现在将详细参考各种实施例。各个示例是以解释的方式提供的，并且不意味着限制并且不构成所有可能实施例的定义。

如本文中使用的“流体禁用”是指如果射孔枪发生泄漏并且流体进入射孔枪，则射孔枪系统的雷管会因流体的存在而被禁用/停用，从而破坏了爆炸序列。这防止射孔枪在井筒内时潜在地裂开/爆裂打开，并潜在地堵塞井筒。

为了说明实施例的特征，将参考各种附图。图4至图7C示出了在射孔枪组件中使用的雷管/流体禁用雷管的各种实施例。如将结合各个示出的实施例讨论的，雷管通常包括具有中空内部的壳体，以及设置在壳体的中空内部内的炸药载荷。根据一个方面，在壳体内邻近爆炸载荷设置有非大块炸药体。圆柱形塞定位在壳体的开口端处，使得非大块炸药体位于塞和炸药载荷之间。该非大块炸药体包括通道，所述通道被配置为将流体引入该非大块炸药体中以使该雷管禁用。根据一个方面，壳体可包括一个或多个开口，所述开口从中空内部延伸并与形成在非大块炸药体中的通道连通。壳体的开口与非大块炸药体的通道相结合可有助于在流体被引入开口中，并由此引入非大块炸药体的通道中的情况下，使雷管禁用。根据各方面，圆柱形塞包括细长开口，该细长开口与非大块炸药体的通道相结合，有助于在流体被引入到细长开口并由此引入非大块炸药体的通道中的情况下，使雷管禁用。

本公开的实施例可以与雷管/流体禁用雷管10关联。根据一个方面，并且如图1中所示，流体禁用雷管10包括具有封闭端22和开口端24的壳体20。中空内部26在封闭端22和开口端24之间延伸。中空内部26可用作用于接收雷管10的一个或多个部件的腔室。根据一个方面，壳体20包括一个或多个开口21。开口21起到便于将流体引入中空内部26的端口或溢流通道的作用，并且如在下文中进一步详细描述的，在中空内部26中引入流体可使雷管10禁用。这尤其适合于流体(例如井筒流体)可能淹没装有雷管10的射孔枪的应用。在这种情况下，雷管将被禁用，从而防止射孔枪潜在的破坏性不点火、部分点火或低阶点火。开口21的尺寸可设定成(即，成形、定尺寸或成角度)允许流体穿过壳体20并进入中空内部26。根据一个方面，开口21具有约1mm至约3mm的直径，或者，具有约0.5mm至约5mm的直径。虽然开口21被示出为圆形，但是开口21可以具有任何期望的形状。根据一个方面，一对开口21彼此相对地定位。开口21的布置和数量可以基于应用的需要来选择。

主炸药载荷28设置在壳体20的中空内部26内。如图1和图4至图6中所示，主炸药载荷28部分地填充中空内部26，并邻接壳体20的封闭端22。根据一个方面，主炸药载荷28仅填充中空内部26的位于壳体20的开口21和封闭端22之间的部分。换句话说，主炸药载荷28不经由开口21与壳体外部的环境连通。主炸药载荷28包括压缩的二次爆炸材料。根据一个方面，主炸药载荷28包括环三亚甲基三硝胺(RDX)、辛烯/环四亚甲基四硝胺(HMX)、六硝基芪(HNS)、季戊四醇四硝酸酯(PETN)和2,6-双(苦亚氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)中的一种或多种。所使用的爆炸材料的类型可以至少部分地基于井筒中的操作条件和炸药可能暴露于的井下温度。

在壳体20的中空内部26中，靠近主爆炸荷载28处，设置有非大块炸药(non-mass-explosive，本文中也称为NME)体30。如图1和图4至图6中所示，非大块炸药体30将主炸药载荷28夹在壳体的封闭端22和非大块炸药体20之间。在该构造中，主炸药载荷28包含在壳体20的中空内部26内，并且不暴露于壳体20外部/外侧的环境。

图2详细地示出了非大块炸药体30。非大块炸药体30可具有大致圆柱形的形状。根据一个方面，非大块炸药体30包括头部32和与头部32相对的腿部34。头部32被配置成邻接主炸药载荷28，使得主炸药载荷28被夹在封闭端22和头部32之间。非大块炸药体30还有助于将主炸药载荷28封闭在壳体20的中空内部26中。

非大块炸药体30的头部32包括初级炸药31。初级炸药31可以以保护初级炸药31不被无意地起爆的方式嵌入头部32内。如本领域普通技术人员将理解的，典型的雷管组件的炸药可能由于震动、冲击和/或任何摩擦力而被无意地起爆。次级炸药33邻接初级炸药31，并将初级炸药31密封在头部32内。初级炸药31和次级炸药33共同具有约3mm至约30mm的总厚度T，或者，约3mm至约10mm的总厚度。次级炸药33可以构造为炸药材料的层。根据一个方面，初级炸药31包括叠氮化铅、叠氮化银、斯蒂酚酸铅、并四苯、硝化纤维素和BAX中的至少一种。

初级炸药31和次级炸药33中的每一个的安全温度等级都在l50℃以上(PETN除外，PETN的等级大约为120℃)。与初级炸药31相比，次级炸药33可包括对起爆更不敏感的材料。次级炸药33可包括PETN、RDX、HMX、HNS和PYX中的至少一种。在一个实施例中，次级炸药33可以比PETN对起爆更不敏感。如本领域普通技术人员将理解的，初级炸药31和次级炸药33的敏感性是指它们可由冲击(Nm)、热、摩擦(N)或其它形式的机械力起爆的程度。由于次级炸药33比初级炸药31具有更低的灵敏度，因此不需要次级炸弹33容纳在壳体20内的附加NME型安全体内，以避免由外部机械力的无意起爆。

在头部32和腿部34之间设置一个或多个通道36。如图1和图4至图6中所示，通道36与壳体20的开口21流体连通。与通道36相结合的开口21被配置成将流体引入非大块炸药体30的中空内部26中，以使雷管10禁用并防止主炸药载荷28的起爆。开口21可偏离通道36以防止电阻器42(如下文所述)直接暴露于在静电放电(ESD)测试期间可能发生的电压火花。

通道36包括第一通道37和第二通道38。第一通道37沿雷管10的纵向维度(即，沿着雷管10的Y轴)延伸约0.5mm至约5mm的距离，或者约0.5mm至约3mm的距离。或者，第二通道38沿着雷管10的横向维度(即，沿着雷管10的X轴)延伸约0.5mm至约5mm的距离，或者约1mm到约3mm的距离。当通道36包括第一通道37和第二通道38时，第一通道37与第二通道38彼此相交，使得第一通道38与第二通路38流体连通。根据一个方面，第二通道38包括初级分配通道38a和次级分配通道38b。每个分配通道38a、38b在横向方向上彼此相交，使得它们彼此流体连接。当通道36包括第一通道37、初级分配通道38a和次级分配通道38b时，通道37、38a、38b中的每一个都彼此相交，使得第一通道38与初级分配通道38a、次级分配通道38b流体连通。

非大块炸药体30由导电、电耗散或静电放电(ESD)安全的合成材料组成。根据一个方面，非大块炸药体30包括金属，例如铸铁、锌、可加工的钢或铝。或者，非大块炸药体30可由塑料材料形成。虽然可以使用各种工艺来制造非大块炸药体30，但是用于制造非大块炸药体30的所选工艺至少部分地基于制造该非大块炸药体的材料的类型。例如，当非大块炸药体30由塑料材料制成时，所选择的工艺可包括注模工艺。当非大块炸药体30由金属材料制成时，非大块炸药体30可使用任何常规的CNC加工或金属铸造工艺形成。

根据一个方面，雷管10包括圆柱形塞50。塞50被配置成至少部分地设置在壳体的中空内部26中，邻近开口端24，如图4至图6所示。在图3中示出了塞50，其包括具有第一外径OD1的第一部分52和具有第二外径OD2的第二部分54，第二外径OD2大于第一外径OD1。第一部分52的尺寸被确定为使得其基本上等于或略小于壳体20的内径ID。图4至图6示出了圆柱形塞50，其被部分地设置在壳体20的中空内部26内，其中第一部分52被完全设置在中空内部26内，而第二部分54延伸到中空内部24外。在该构造中，借助于封闭壳体20的开口端22的塞50的第二端54，非大块炸药体30和主炸药载荷28被封闭在壳体20内。如图4至图6所示，第二部分54位于壳体20的外围边缘25附近。第二外径OD2大于第一外径OD1，使得在将塞50组装到壳体20中的过程中，第二外径OD2用作壳体20的边缘25处的停止点。

图3示出了在第一部分52和第二部分54之间围绕塞50的圆周延伸的凹陷区域56。凹陷区域56具有外径OD3，其分别小于第一部分52和第二部分54的第一外径OD1和第二外径OD2。根据一个方面，凹陷区域56是用于接收壳体20的外围边缘25的卷曲腔。在雷管10的组装过程中，壳体20的外围边缘25可以缩进到塞50的凹陷区域56中，这有助于将壳体20固定到塞50上，并防止在雷管10的起爆过程中壳体20飞离或脱离塞50。

雷管10还包括印刷电路板(PCB)40。PCB 40可以具有大致圆柱形的形状，并且可以设置在由非大块炸药体30的腿部34形成的狭槽中。PCB 40的第一端41a可使用任何已知的紧固机构耦接到或以其它方式固定到塞50的第一部分52。PCB的第二端41b容纳多个部件。这样的部件可以包括多个触点/继电器触点。例如，如图3所示，PCB40可包括第一触点44a和第二触点44b。触点44a、44b固定到PCB 40的第二端41b，并且彼此间隔开。电阻器42设置在第一触点44a和第二触点44b之间，并且与它们电连通。根据一个方面，电阻器42是薄膜电阻器或表面安装电阻器。电阻器42可以是薄膜电阻器，其具有在约10μm至约1000μm之间的厚度，或者在约10μm至约500μm之间的厚度。

根据一个方面，脚线60延伸穿过塞50。脚线60被配置为提供到PCB 40的电连接。根据一个方面，脚线包括第一脚线62和与第一脚线62间隔开的第二脚线64。第一脚线62电耦接到第一触点44a，而第二脚线64电耦接到第二触点44b(例如参见图7A)。第一脚线62和第二脚线64都被配置为提供与印刷电路板40的电连接。

在使用雷管10时，它通常与导爆索(未示出)的一端轴向对准。根据一个方面，在从脚线62、64(并且直接从触点44a、44b)接收足够的电流时，电阻器42爆炸以产生高能等离子体云。在其中组装有雷管10的射孔枪未被淹没的情况下，高能等离子体云行进而起爆嵌入在雷管10的头部32内的初级炸药31(并且当包括次级炸药33时，起爆次级炸药33)。初级炸药31的起爆导致容纳在壳体20的中空内部26中的主炸药载荷28的起爆。主炸药载荷28的起爆还可引爆邻近壳体20的封闭端22的轴向对准的导爆索(未示出)。在流体已经漏入或淹没射孔枪系统的情况下，非大块炸药体30的通道便于流体进入非大块炸药体30，以在电阻器42和初级炸药31之间形成屏障，这防止主炸药载荷28的起爆并使雷管10禁用。

本公开的其他实施例与雷管/流体禁用装置110相关，如图7A至图7C所示。为了方便而非限制的目的，以上参照图1至图6描述了雷管10的一般特性，虽然可应用于雷管110，但这里不再重复。下面将详细说明雷管10和雷管110之间的区别。

图7A至图7B示出了雷管110的剖面图。雷管110包括基本上圆柱形的壳体120。壳体120包括封闭端122、开口端124和在封闭端122和开口端124之间延伸的中空内部126。壳体120仅具有单个开口(即，开口端124)，该开口可将外部材料连通到中空内部126中。主炸药载荷128设置在中空内部126内。根据一个方面，主炸药载荷128邻接壳体120的封闭端122并且仅部分地填充中空内部126。主炸药载荷128包括RDX、HMX、HNS、PETN和PYX中的一种或多种。

在中空内部126中，靠近主炸药载荷128设置非大块炸药体130。非大块炸药体130可布置在壳体120的中空内部126内，在开口端124和主炸药载荷128之间的位置处。根据一个方面，非大块炸药体130包括导电的、电耗散的或静电放电(ESD)安全的合成材料。非大块炸药体130可由诸如铸铁、锌、可加工铝或钢的金属(或金属合金)构成。或者，非大块炸药体130可由塑料材料构成。

非大块炸药体130可以基本上是圆柱形的。根据一个方面，非大块炸药体130包括头部132和与头部132相对的腿部134。头部132设置在主炸药载荷128附近。在头部132内嵌入初级炸药131，使得非大块炸药体130保护初级炸药131不会被无意地起爆。根据一个方面，次级炸药133与初级炸药131相邻。次级炸药133被配置成将初级炸药131密封在头部132内。设置在头部132中的初级炸药131和次级炸药133可共同地具有约3mm至约30mm的总厚度。当然，可基于特定应用的需要和正在使用的炸药的类型来调节初级炸药131和次级炸药133的厚度。在一个实施例中，初级炸药131包括叠氮化铅、叠氮化银、苯乙烯酸铅、四烯、硝化纤维素和BAX中的至少一种。选定的次级炸药133可包括比初级炸药131更不敏感的材料。在一个实施例中，次级炸药133包括PETN、RDX、HMX、HNX和PYX中的至少一种。

根据一个方面并且如图8至图10B所示，非大块炸药体130包括一个或多个通道136。通道136与非大块炸药体的腿部134邻近或配合。所述通道可包括沿着雷管110的纵向维度Y延伸的第一通道137和沿着雷管110的横向维度X延伸的第二通道138。在一个实施例中，第一通道137和第二通道138被配置成彼此连通。如图10A所示，第一通道137可邻接第二通道138，使得第一通道137与第二通道138流体连通。根据一个方面并且如图10B所示，第一通道137和第二通道138彼此相交，从而在非大块炸药体130的腿部134处形成大致T形通道。T形通道由彼此流体连通的第一通道137和第二通道138组成。从图9A中可以看得最清楚，非大块炸药体130包括形成在腿部134处的多个平坦表面139。当非大块炸药体130定位在圆柱形壳体120中时，平坦表面139在壳体和腿部134之间形成间隙，这便于将流体从壳体120外部的区域引入到第一通道137和第二通道138中的至少一个中。

雷管110还包括圆柱形塞150。圆柱形塞150固定在壳体120的中空内部126中，邻近非大块炸药体130(图7A至图7C和图11)。在这种布置中，非大块炸药体130和主炸药载荷128被封闭在壳体120内。在图7A、图7B和图7C中示出了塞150定位在壳体120的开口端124处。在该构造中，塞150至少部分地设置在壳体120的腔室126中。

塞150包括第一部分152和第二部分154。根据一个方面，塞150包括在第一部分152和第二部分154之间围绕塞150的圆周延伸的凹陷区域156。第一部分152可以包括第一外径OD1，第二部分154可以包括第二外径OD2。第一外径OD1和第二外径OD2可以基本相同，其中凹陷区域156在它们之间。在一个实施例中，第一外径OD1可以小于第二外径OD2。根据一个方面，第一部分152的第一外径OD1可与壳体120的内径ID基本相同。第一部分152设置在壳体120的腔室126内，并且可通过压缩配合或通过将壳体的一部分压接到第一部分52上而固定在其中。凹陷区域156可有助于将壳体120压接或以其它方式固定到塞150上。

根据一个方面，细长开口151沿着塞150的长度(即，壳体120的纵向方向Y)延伸。如图12A和图12B所示，塞150的细长开口151可包括至少两个平行间隔开的开口。塞150可包括3个、4个、5个或更多个细长开口，其数量可基于应用的需要来选择。一个或多个细长开口151被配置成提供便于流体(例如，井筒流体)连通到非大块炸药体130(通常是壳体120)中的路径。根据一个方面，一个或多个细长开口151和通道136共同地将流体引入非大块炸药体130中，以便使雷管110禁用。

印刷电路板/PCB 140邻近塞150的第一部分152。根据一个方面，印刷电路板140机械地耦接到塞150的第一部分152。PCB 140可通过任何常规机构(例如，粘合剂)固定到塞150，并且还通过摩擦固定至塞150，因为一旦壳体120被机械地压接到塞150或塞50上，脚线160就可被牢固地保持在塞150内的适当位置。为了方便而非限制的目的，在上文中参考图3至图6描述了PCB 40的一般特性，虽然可应用于PCB 140，但这里不再重复。

PCB 140包括一个或多个部件，如触点/继电器触点。根据一个方面并如图7C和图8所示，PCB 140包括第一触点l44a以及与第一触点l44a间隔开的第二触点l44b。电阻器142设置在第一触点144a和第二触点144b之间，并且与每个触点144a、144b电连通。电阻器142可以是薄膜电阻器。根据一个方面，薄膜电阻器是表面安装电阻器。根据一个方面，电阻器142是厚度在约10μm至约1000μm之间，或者，在约10μm至约500μm之间的薄膜电阻器。

雷管110可以包括延伸穿过塞150的多个脚线160。脚线160提供与PCB 140的电连接。脚线160可以包括第一脚线162和第二脚线164。第一脚线162和第二脚线164可各自固定在延伸穿过塞150的纵向狭槽/通道153中。纵向狭槽153可在与细长开口151大致相同的方向上延伸。第一脚线162电耦接到第一触点144a，并且第二分脚线164电耦接到第二触点144b，以提供与印刷电路板140的电连接。

在使用中，雷管110的功能类似于上文参照图1至图6所述的雷管10。电阻器142被配置为在从触点144a、144b(且间接地从脚线162、164)接收足够的电流(其可为约150V)时爆炸并产生高能等离子体云。等离子体云被配置成起爆容纳在非大块炸药体130中的初级炸药131，并且初级炸药130又被配置为起爆主炸药载荷128。如上文所述，主炸药载荷128的起爆被配置为起爆轴向对准的导爆索。如果其中定位有雷管110的射孔枪已被淹没或泄漏(即，井筒流体已进入雷管110)，则流体将穿过塞150的细长开口151行进到非大块炸药体130的通道136。当在非大块炸药体中时，流体在电阻器142和初级炸药131之间形成屏障，并防止主炸药载荷128起爆。该安全特征有助于降低射孔枪不点火、部分不点火或点火低阶的风险。

本公开的实施例还与使用雷管10/110的方法200相关联，例如是与井筒中的射孔枪系统相关联的流体禁用雷管。被定位220在射孔枪系统内的雷管10/110可以基本上如上文描述的那样构造。因此，为了方便而非限制的目的，上文所述的并在图1至图12B中示出的雷管10/110的各种特征和布置在此不再重复。

雷管10/110包括具有封闭端、开口端和在封闭端和开口端之间延伸的中空区域的壳体20/120。在中空区域内设置有非大块炸药体。该非大块炸药体包括与井筒流体连通的一个或多个通道。根据一个方面，主炸药载荷设置在壳体的封闭端和非大块炸药体之间的中空区域内。圆柱形塞50/150定位在壳体的开口端并且至少部分地设置在中空区域中。包括电阻器的印刷电路板设置成与塞相邻并且设置在中空内部内。

方法200还包括将射孔枪系统下放240到井筒中并起爆260雷管以触发爆炸反应。可通过将电压或电流通过雷管10/110的第一和第二脚线传送262到电阻器来起爆260雷管10/110。该电压可能超过使电阻器爆裂所需要的阈值电压，使得电阻器产生高能等离子体云，用于起爆初级炸药，并由此起爆主炸药载荷和导爆索。

根据一个方面，在流体已经泄入或淹没射孔枪系统的情况下，非大块炸药体的通道，与(即，图4至图6所示的雷管10的)壳体20的开口21或(即，图7A至图7C所示的雷管110的)塞150的细长开口151相结合，便于流体进入/引入到非大块炸药体中。引入的流体可在电阻器和主炸药载荷之间形成屏障，其防止主炸药载荷的起爆并使雷管禁用。根据一个方面，流体可以是导电流体。导电流体可使第一触点和第二触点短路，从而使电流从电阻器转向并防止电阻器爆裂以产生等离子体云。

在各种实施例、配置和方面中，本公开包括如本文中所描绘和描述的实质开发出的部件、方法、过程、系统和/或设备，包括其各种实施例、子组合及其子集。在理解本公开之后，本领域技术人员将理解如何制造和使用本公开。在各种实施例、配置和方面中，本公开包括在缺少本文中未描绘和/或描述的项目的情况下或在本发明的各种实施例中、配置或方面中，提供装置和过程，包括在没有可能已经在先前装置或过程中使用的这样的项目时，例如，用于提高性能、实现容易性和/或者降低实现成本。

短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是开放式表达，在操作既是合取又是析取的。例如，“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或多个”、“A、B或C中的一个或多个”以及“A、B、和/或C”中的每种表述是指仅A、仅B、仅C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。

在本说明书和随后的权利要求书中，将参考具有以下含义的多个术语。术语“一”(或“一个”)和“该”是指该实体中的一个或多个，因此包括多个引用，除非上下文另有明确规定。因此，术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可互换地使用。此外，引用“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”等不旨在被解释为排除存在也包含所述特征的附加实施例。在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可以被应用来修饰任何定量表示，该定量表示可以在允许范围内变化而不导致与其相关的基本功能的改变。因此，由诸如“大约”之类的术语修饰的值不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。术语如“第一”、“第二”，“上”“下”等用于将一个元件与另一个元件相区别，除非另有说明，这些术语并不意味着是指特定顺序或数量的元件。

如本文中所使用的，术语“可以”和“可以是”表示在一组情况下发生的可能性；拥有特定的属性、特征或功能；和/或通过表达与限定动词相关联的能力、性能或可能性中的一个或多个来限定另一动词。因此，“可以”和“可以是”的使用表示经修改的术语显然是适当的、能够的或适合于所指示的容量、功能或使用的，同时考虑到在一些情况下经修饰的术语有时可能不适当、不能够或不适合。例如，在某些情况下，可以预期某一事件或容量，而在其他情况下则不能发生，这种区别通过术语“可能”和“可能是”来体现。

如在权利要求书中所使用的，词语“包括”及其语法变体在逻辑上也包括不同和不同程度的短语，例如但不限于此，“大致包含”和“包含”组成。必要时，已经提供了范围，并且这些范围包括其间的所有子范围。可以预期的是，这些范围的变化将会对本领域普通技术人员提出自己的建议，并且在还没有专门用于公众的情况下，所附权利要求应当包括这些变化。

本文中使用的术语“确定”、“计算”和“运算”及其变体可互换使用，包括任何类型的方法、过程、数学运算或技术。

已经出于说明和描述的目的给出了本公开的前述讨论。前述内容并非旨在将本公开限制于本文所公开的一种或多种形式。例如，在前述具体实施方式中，为了使本公开流线化，在一个或多个实施例、配置或方面中将本公开的各种特征分组在一起。本公开的实施例、配置或方面的特征可被组合在除了上面讨论的那些之外的替代实施例中、配置、或方面。本公开的该方法不应被解释为反映本公开需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映的，所要求保护的特征在于少于单个前述公开的实施例、配置或方面的所有特征。因此，下面的权利要求在此合并到本具体实施方式中，每个权利要求独立地作为本公开的单独实施例。

科学和技术的进步可以使得现在由于语言的不精确而没有想到的等同物和替换物成为可能；所附权利要求书应当包括这些变化。本书面说明书使用示例来公开方法、机器和计算机可读介质，包括最佳模式，并且还使得本领域的任何普通技术人员能够实践这些内容，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。其可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这些其它示例包括与所述权利要求的文字语言无实质性差异的等效结构元件的话，则这些其它示例应在权利要求范围内。

Claims (20)

1.一种雷管，包括：

壳体，其包括封闭端、开口端、在所述封闭端和所述开口端之间延伸的中空内部；

非大块炸药体，其设置在所述中空内部内，所述非大块炸药体包括一个或多个通道；

主炸药载荷，其设置在所述壳体的所述封闭端和所述非大块炸药体之间的所述中空内部内；以及

圆柱形塞，其包括沿着所述塞的长度延伸的细长开口，其中所述塞定位在所述壳体的所述开口端处并且至少部分地设置在所述中空内部中，

其中所述细长开口便于流体连通到所述壳体中，并且其中所述细长开口和所述通道被配置成将所述流体引入到所述非大块炸药体中以使所述雷管禁用。

2.根据权利要求1所述的雷管，其中所述非大块炸药体包括导电的、耗电的或静电放电安全的合成材料。

3.根据权利要求1或2所述的雷管，其中所述非大块炸药体基本上是圆柱形的，并且包括邻近所述主炸药载荷的头部和与所述头部相对的腿部。

4.根据权利要求3所述的雷管，还包括：

初级炸药，其嵌入在所述非大块炸药体的所述头部内，其中所述非大块炸药体保护所述初级炸药不被无意地起爆。

5.根据权利要求4所述的雷管，还包括：

与所述初级炸药相邻的次级炸药，其中所述次级炸药将所述初级炸药密封在所述头部内。

6.根据权利要求1或2所述的雷管，其中所述塞包括：

具有第一外径的第一部分；

具有第二外径的第二部分；以及

凹陷区域，其在所述第一部分和所述第二部分之间围绕所述塞的圆周延伸，其中

所述第一部分的所述第一外径与所述壳体的内径基本相同，并且

所述第一部分设置在所述壳体的所述中空内部内，使得所述非大块炸药体和所述主炸药载荷被封闭在所述壳体内。

7.根据权利要求6所述的雷管，还包括：

邻近所述塞的所述第一部分的印刷电路板，所述印刷电路板包括设置在第一触点和第二触点之间的电阻器，所述电阻器与这些触点电连通。

8.根据权利要求7所述的雷管，其中

所述印刷电路板设置在由所述腿部形成的狭槽内，并且

所述电阻器以间隔开的配置定位在所述第一触点和所述第二触点之间。

9.根据权利要求7所述的雷管，还包括：

第一脚线，其延伸穿过所述塞，所述第一脚线电耦接到所述第一触点；以及

第二脚线，其延伸穿过所述塞，所述第二脚线电耦接到所述第二触点，

其中，所述第一脚线和第二脚线彼此间隔开并且提供与所述印刷电路板的电连接。

10.一种雷管，包括：

壳体，其包括封闭端、开口端、在所述封闭端和所述开口端之间延伸的中空内部；

非大块炸药体，其设置在所述中空内部内，所述非大块炸药体包括沿所述雷管的纵向维度延伸的第一通道和沿所述雷管的横向维度延伸的第二通道；

主炸药载荷，其设置在所述壳体的所述封闭端和所述非大块炸药体之间的所述中空区域内；以及

圆柱形塞，其包括沿着所述塞的长度延伸的细长开口，其中所述塞定位在所述壳体的所述开口端处并且至少部分地设置在所述中空内部中，

其中所述细长开口便于流体连通到所述壳体中，并且其中所述细长开口和所述通道被配置成将所述流体引入到所述非大块炸药体中，以使所述雷管禁用。

11.根据权利要求10所述的雷管，其中所述通道被布置成以下至少之一：

所述第一通道邻接所述第二通道，使得所述第一通道与所述第二通道流体连通；和

所述第一通道和所述第二通道彼此相交，使得所述第一通道与所述第二通道流体连通。

12.根据权利要求10所述的雷管，还包括：

初级炸药，其嵌入在所述非大块炸药体的头部内，其中所述非大块炸药体保护所述初级炸药不被无意地起爆；以及

与所述初级炸药相邻的次级炸药，其中所述次级炸药将所述初级炸药密封在所述头部内。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的雷管，其中所述非大块炸药体包括沿所述腿部延伸的多个平坦表面，其中所述平坦表面将所述流体引入所述第一通道和所述第二通道中的至少一个中。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的雷管，还包括：

邻近所述塞的第一部分的印刷电路板，所述印刷电路板包括设置在第一触点和第二触点之间的电阻器，所述电阻器与所述触点电连通。

15.根据权利要求14所述的雷管，还包括：

第一脚线，其延伸穿过所述塞，所述第一脚线电耦接到所述第一触点；以及

第二脚线，其延伸穿过所述塞，所述第二脚线电耦接到所述第二触点，

其中所述第一脚线和所述第二脚线提供与所述印刷电路板的电连接。

16.一种在井筒中使用雷管的方法，所述方法包括：

将所述雷管定位在射孔枪系统内，其中所述雷管包括：

壳体，其具有封闭端、开口端、以及在所述封闭端和所述开口端之间延伸的中空内部，

非大块炸药体，其设置在所述中空区域内，所述非大块炸药体包括与所述井筒流体连通的一个或多个通道，

主炸药载荷，其设置在所述壳体的所述封闭端和所述非大块炸药体之间的所述中空区域内，

圆柱形塞，其被定位在所述壳体的所述开口端并且至少部分地设置在所述中空内部中，以及

印刷电路板，其设置在所述中空内部内并邻接所述塞，所述印刷电路板包括电阻器，

其中在流体已经漏入或淹没所述射孔枪系统的情况下，所述通道便于所述流体进入所述非大块炸药体中，以在所述电阻器和所述主炸药载荷之间形成屏障，这防止所述主炸药载荷的起爆并使所述雷管禁用；

将所述射孔枪系统下放到所述井筒内；以及

起爆所述雷管，以触发爆炸反应。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述圆柱形塞还包括：

沿所述圆柱形塞的长度延伸的细长开口，

其中在所述流体已经漏入到或淹没所述射孔枪系统的情况下，所述细长开口与所述通道结合将所述流体引入到所述非大块炸药体中，以使所述雷管禁用并防止所述主炸药载荷的起爆。

18.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述电阻器被配置成在所述雷管起爆时发生爆炸，以产生高能等离子体云，所述高能等离子体云起爆嵌入在所述非大块炸药体内的初级炸药。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述印刷电路板包括：

第一触点；以及

第二触点，

其中所述电阻器以间隔开的配置定位在所述第一触点和所述第二触点之间，并且所述电阻器与所述第一触点和所述第二触点电连通。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述流体包括：

导电流体，

其中在所述导电流体被设置在所述非大块炸药体中的情况下，所述导电流体使所述第一触点和所述第二触点短路，从而使来自所述电阻器的电流转向并且防止所述电阻器破裂以产生所述等离子体云。

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