CN117836503A - 压力隔板 - Google Patents

Abstract

公开了一种打孔工具和一种用于打孔工具的隔板构件。所述打孔工具具有装载管、引爆器模块以及连接在所述装载管与所述引爆器模块之间的隔板构件。所述隔板构件具有：带中心横向板的空心本体构件，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔；以及设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

Description

压力隔板

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2021年8月12日提交的美国临时专利申请63/260,193号的权益，所述美国临时专利申请通过全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本专利申请解决了用于激发油气藏的硬件。本文具体描述了用于对钻入地质构造中的井打孔的硬件。

背景技术

通常激发油气藏以提高碳氢化合物的采收率。水力压裂是一种常用的方法，即在高于储层断裂强度的压力下将流体压入储层中。在大多数压裂实践中，在地层中钻出井并且在井的外壁上形成套管。然后使用炸药对套管打孔以在套管中形成孔，这些孔可以从井壁延伸到地层中一小段距离。用于对井打孔的硬件不断需要简化和降低成本。

发明内容

本文描述的实施方案提供了一种用于打孔工具的隔板构件，所述隔板构件包括：带中心横向板的空心本体构件，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔；以及设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

本文描述的其他实施方案提供了一种用于打孔工具的隔板构件，所述隔板构件包括：空心本体构件，所述空心本体构件具有外壳层、第一端、第二端以及位于所述第一端与所述第二端之间的中心横向板，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔，其中所述中心横向板的厚度大于所述外壳层的厚度，并且所述外壳层在所述第一端和所述第二端具有不同厚度；以及设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

本文描述的其他实施方案提供了一种打孔工具，所述打孔工具包括：用于保持装填料的装载管；用于引发所述打孔工具的射出的引爆器模块；以及用于连接在所述装载管与所述引爆器模块之间的隔板构件，所述隔板构件包括：带中心横向板的空心本体构件，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔；以及设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

附图说明

图1A是根据一个实施方案的穿孔设备的剖视图。

图1B是图1的穿孔设备的一部分的细节剖视图。

具体实施方式

图1A是根据一个实施方案的穿孔设备100的剖视图。穿孔设备100具有：装载管102，其用于保持爆炸性装填料；引爆器模块104，其引发爆炸性装填料的射出；以及隔板构件106，其将装载管102的爆炸性装填料与引爆器模块104中的敏感电子器件隔开。装载管102具有多个凹部108，所述凹部用于接纳爆炸性装填料并且使装填料定向在相控定向上。

图1B是图1A的隔板构件106的详细视图。隔板构件106具有大体上圆柱形的本体110，或有利于容纳在期望套管中的形状。隔板构件106的本体110可以是实心的，或者大部分可以是空心的，正如在这种情况下。在这里，本体110具有外壳层111，所述外壳层具有横切本体110的纵向轴线的中心板112。外壳层111的外表面具有方便放置的沟槽113以接纳密封构件115来紧靠外套管进行密封。在这种情况下，中心板112的厚度大于外壳层111的厚度，为隔板构件106的部件提供结构支撑，同时本体110的空心构造使重量减轻，并且使射击源爆炸时隔板构件106内的压力降低。使射击源爆炸时隔板构件106内的压力降低可以防止隔板构件106破裂。

中心板112限定大体上面向本体110的第一端116的第一腔114和大体上面向本体110的第二端120的第二腔118。中心板112将第一腔114与第二腔118隔开，使得当将隔板构件106组装到打孔工具中时，第一腔114面向第一工具构件并且第二腔118面向第二工具构件。在图1A的情况下，第一腔114面向引爆器模块104并且第二腔118面向装载管102。

中心板112支撑馈通件122，所述馈通件提供用于导电的从隔板构件106的第一端116到第二端120的管道。馈通件122具有沿着隔板构件106的纵向轴线定向的中心孔125，所述中心孔从第一腔114穿过中心板112延伸到第二腔118。第一突起124从中心板112的第一侧126延伸到第一腔114中，并且第二突起128从中心板112的第二侧130延伸到第二腔118中。中心孔125沿着第一突起124并在所述第一突起内延伸，穿过中心板112，然后沿着第二突起128并在所述第二突起内延伸，以提供从第一腔114穿过中心板112到第二腔118的路径。

电导体132设置在中心孔125中以提供从隔板构件106的第一端116到第二端120的导电。电导体132在其第一端处具有销连接部134并且在其与第一端相对的第二端处具有盒式连接部136。当将电导体132安装在隔板构件106中时，销连接部134设置在第一突起124中并且盒式连接部136延伸超出第二突起128。电导体132是从第一端处的销连接部134延伸到第二端处的盒式连接部136的杆状构件。盒式连接部136是空心圆柱形特征，所述特征的直径大于电导体132的其余部分的直径，使得盒式连接部136可将另一工具的电连接器接纳到空心圆柱形的盒式连接部136中。在一些实施方案中，盒式连接部136可被描述为“阴”电连接部，而销连接部134可被描述为“阳”电连接部。

电绝缘体138围绕电导体132设置在中心孔125内以防止电导体132与本体110之间的电连接。本体110通常由钢制成以在装载管102(装填料在此处射出)与引爆器模块104(敏感电子器件位于此处以控制工具的操作)之间提供压力绝缘。在一些实施方案中，在本体110可由致密、硬质、不导电的材料(例如硬质塑料)制成的情况下，可能不需要电绝缘体138。电绝缘体138具有密封部分140，所述密封部分插入到延伸到中心板125中的中心孔的喉部142中。密封部分140具有沟槽144，所述沟槽容纳密封构件146以为电导体132提供在中心孔125内的固定配合。电绝缘体138从密封部分140延伸到容纳电导体132的盒式连接部136的入口部分147。入口部分147的形状类似于盒式连接部136的形状，在这种情况下是内径大致等于盒式连接部136的外径的空心圆柱体形状，使得电绝缘体138的内表面接触盒式连接部136的外表面。电绝缘体138的入口部分147延伸到邻近盒式连接部136的端部的位置，因此电绝缘体138从邻近盒式连接部136的端部的位置延伸到环形间隙150中，从而沿着电绝缘体138的长度在每个位置处接触电导体132。密封构件115和146提供对抗井环境的液体静压的压力密封以及相邻工具之间的压力密封。

电导体132穿过中心板112延伸超出电绝缘体138的密封部分140，其中中心孔125限定围绕电导体132的环形间隙150。壁152在径向上从中心孔125的内壁朝向电导体132向内延伸以限定间隙150。中心孔125的直径随着中心孔125远离间隙150朝向第一端116和第二端120延伸而增大。换句话说，中心孔125在间隙150处具有最小直径。电导体132进一步延伸到第一突起124中以到达销连接部134。因此，电绝缘体138沿着电导体132的长度从盒式连接部136部分地延伸到环形间隙150中。电绝缘体138和电导体132中的每一者超出第二突起延伸到第二腔118中并且超出本体110的第二端以提供容纳另一个工具的可触及电连接。

在这种情况下，外壳层的第一端116和第二端120具有不同的厚度。外壳层111在第一端116处具有第一厚度，在第二端120处具有第二厚度。在这种情况下，第一厚度小于第二厚度。在这里，第一端116面向引爆器模块104，第二端120面向装载管102。外壳层111在第二端120处的较大厚度可以承受设置在装载管102中的成型装填料的射出，而外壳层111在第一端116处的较小厚度可以承受引爆器模块104中的雷管的较小射出。中心横向板112的厚度还用于保护引爆器模块104的电子部件免受设置在装载管102中的成型装填料的射出的能量的影响。

在图1B中，装载管102具有连接器152，所述连接器可以插入到隔板构件106的盒式连接部136中。连接器152具有金属销154和在金属销154上的金属短柱156，其中包覆成型的塑料本体158将金属销154和金属短柱156定位在装载管102的端部处。将金属短柱156插入到隔板构件106的盒式连接部136中建立隔板构件106与装载管102之间的电连接。

插头连接器160围绕电导体132的销连接部136设置在第一突起124的端部内。插头连接器160提供与引爆器模块104的导线接触件162的电连接。插头连接器160可以是RCA连接器或另一种方便类型的连接器。与插头连接器160连接的导线接触件162将隔板构件106与引爆器模块104电连接。以这种方式，通过隔板构件106建立了从引爆器模块104到装载管102的电连接。

返回到图1A，通过将导线(未示出)连接到连接器152而沿着装载管102建立导电性。连接器152是装载管102的位于其第一端166处的第一连接器。装载管102具有位于其与第一端相对的第二端168处的第二连接器164。导线根据任何方便的路径横越装载管102的长度从第一连接器152连接到第二连接器164。

在图1A中示出了第二装载管102，以图示装载管102在其第二端168处与引爆器模块104的连接。带连接器170设置在第二连接器164的中心凹部172中。带连接器170与引爆器模块104的外壳体174形成电接触。所述外壳提供与引爆器模块104的导线接触件162(图1B)和设置在引爆器模块104的一端处的电路板176的电连接，所述电路板连接到隔板构件106，并且定向成大体上横切打孔工具100的纵向轴线。替代地，在外壳174由不导电材料制成的实施方案中，可以提供电接触件以与带连接器170连接，并且可以引导电导体通过外壳174d以与导线接触件162和电路板176连接。

在操作中，雷管180设置在引爆器模块104的凹部中。雷管180延伸到装载管102的第二连接器164的中心凹部172中。加强药包(未示出)也设置在第二连接器164的中心凹部172中。导爆索连接到加强药包并且沿着装载管102引导到其中保持的装填料。在电路板176处接收到的电信号导致电路板发送激活雷管180的电信号，这进而使加强药包射出。加强药包的射击射出通过导爆索传输到保持在装载管102中的装填料。

虽然前述内容涉及本发明的实施方案，但是在不脱离本公开的基本范围的情况下可以设想本公开的其他和另外的实施方案，并且本公开的范围由所附权利要求确定。

Claims (20)

1.一种用于打孔工具的隔板构件，所述隔板构件包括：

带中心横向板的空心本体构件，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔；以及

设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

2.如权利要求1所述的隔板构件，其中所述电导体和所述中心孔在所述中心横向板处限定围绕所述电导体的环形间隙。

3.如权利要求2所述的隔板构件，其中壁从所述中心孔朝向所述电导体向内延伸以形成所述环形间隙。

4.如权利要求3所述的隔板构件，所述隔板构件还包括围绕所述电导体设置在所述中心孔中的电绝缘体。

5.如权利要求4所述的隔板构件，其中所述电绝缘体从所述盒式连接部延伸到所述环形间隙中。

6.如权利要求5所述的隔板构件，其中所述盒式连接部是空心圆柱形特征，所述特征用于在其空心内部接纳要连接到所述隔板构件的另一部件的电连接器。

7.如权利要求6所述的隔板构件，其中所述盒式连接部的内径大于所述电导体的外径。

8.如权利要求7所述的隔板构件，其中所述中心横向板的厚度大于所述隔板构件的外壳层的厚度。

9.如权利要求1所述的隔板构件，其中所述电导体延伸超出所述本体构件。

10.一种用于打孔工具的隔板构件，所述隔板构件包括：

空心本体构件，所述本体构件具有外壳层、第一端、第二端以及位于所述第一端与所述第二端之间的中心横向板，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔，其中所述中心横向板的厚度大于所述外壳层的厚度，并且所述外壳层在所述第一端和所述第二端具有不同厚度；以及

设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

11.如权利要求10所述的隔板构件，其中所述电导体和所述中心孔在所述中心横向板处限定围绕所述电导体的环形间隙。

12.如权利要求11所述的隔板构件，其中壁从所述中心孔朝向所述电导体向内延伸以形成所述环形间隙。

13.如权利要求12所述的隔板构件，其中所述中心孔的直径在所述环形间隙处最小。

14.如权利要求13所述的隔板构件，所述隔板构件还包括围绕所述电导体设置在所述中心孔中的电绝缘体。

15.如权利要求14所述的隔板构件，其中在沿着所述电绝缘体的长度从邻近所述盒式连接器的端部的位置到所述环形间隙中的每个位置处，所述电绝缘体接触所述电导体。

16.如权利要求15所述的隔板构件，其中所述盒式连接器的内径大于所述电导体的外径。

17.如权利要求16所述的隔板构件，其中所述中心横向板的厚度大于所述外壳层的厚度。

18.如权利要求10所述的隔板构件，所述隔板构件还包括从所述中心横向板的第一侧延伸的第一突起以及从所述中心横向板的与所述第一侧相对的第二侧延伸的第二突起，并且所述中心孔沿着所述第一突起并在所述第一突起内延伸，穿过所述中心板，然后沿着所述第二突起并在所述第二突起内延伸。

19.一种打孔工具，所述打孔工具包括：

用于保持装填料的装载管；

用于引发所述打孔工具的射出的引爆器模块；以及

用于连接在所述装载管与所述引爆器模块之间的隔板构件，所述隔板构件包括：

带中心横向板的空心本体构件，所述中心横向板具有沿着所述本体构件的纵向轴线穿过所述横向板的中心孔；以及

设置在所述中心孔中的电导体，所述电导体在其第一端处具有销连接部并且在其第二端处具有盒式连接部。

20.如权利要求19所述的打孔工具，其中所述本体构件具有外壳层，并且所述外壳层的厚度小于所述中心横向板的厚度。