DE112018007752T5

DE112018007752T5 - Hohlladung mit einlage mit drei radien für die perforation von ölfeldern

Info

Publication number: DE112018007752T5
Application number: DE112018007752.7T
Authority: DE
Inventors: Jason Paul Metzger; Shih-hsiang Lin Steve; Brenden Michael GROVE
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2021-03-11
Also published as: US20200408075A1; CA3092557C; CA3092557A1; FR3082931A1; WO2019245569A1; US11220891B2

Abstract

Es werden Einlagen für eine Hohlladung und entsprechende Verwendungsmethoden bereitgestellt. Eine beispielhafte Einlage umfasst eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zu der Mitte der offenen Seite erstreckt. Die Einlage umfasst eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt. Das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser beträgt etwa 0,90 bis etwa 1,10. Die Einlagenwand umfasst eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung und eine dritte Wandkrümmung.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Einlagen von Hohlladungen für die Perforation von Ölfeldern und insbesondere eine Hohlladung, die eine Einlage mit drei Radien aufweist, zum Minimieren der Futterrohrlochvariation in einem Futterrohr, ohne dass der Hohlladungsträger in dem Futterrohr zentralisiert werden muss.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Nach dem Bohren eines Bohrlochs, das eine Formation durchquert, kann ein Futterrohrstrang innerhalb des Bohrlochs positioniert und zementiert werden. Dieser Futterrohrstrang kann die Integrität des Bohrlochs erhöhen und einen Weg zum Fördern von Fluiden aus den Förderintervallen an die Oberfläche bereitstellen. Um Fluide in den Futterrohrstrang strömen zu lassen, können Perforationen durch den Futterrohrstrang, den Zement und eine Strecke in die Formation eingebracht werden.
Diese Perforationen können erzeugt werden, indem eine Reihe von Hohlladungen zur Detonation gebracht wird, die innerhalb des Futterrohrstrangs und benachbart zu der Formation angeordnet sind. Insbesondere können ein oder mehrere Träger (z. B. ein Bohrlochperforator) mit Hohlladungen bestückt werden, die über eine Sprengzündschnur mit einem Sprengzünder verbunden sein können. Der Träger kann dann an einem Werkzeugstrang befestigt werden, der in das gefütterte Bohrloch abgesenkt wird. Sobald der Träger korrekt in dem Bohrloch positioniert ist, sodass die Hohlladungen sich in einer Tiefe befinden, die sie benachbart zu der Zielformation positioniert, können die Hohlladungen zur Detonation gebracht werden, wodurch die gewünschten Perforationen erzeugt werden.
Im Allgemeinen beinhaltet eine Hohlladung eine Ladungshülse, die eine in dieser angeordnete Explosivladung und eine geformte Einlage enthält, die benachbart zu der Explosivladung angeordnet ist. Die Form der Explosivladung und der geformten Einlage kann die Form eines Strahls mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit bestimmen, der durch die Detonation der Explosivladung und das anschließende Zusammenfallen der geformten Einlage erzeugt wird. Dieser Strahl bestimmt die Gesamtleistungseigenschaften der Hohlladung. Der Strahl kann bewirken, dass Materialien wie etwa Stahl, Zement und Gesteinsformationen plastisch um den Strahlweg fließen, wodurch der gewünschte Perforationstunnel in dem Futterrohr, dem Zement und in der umgebenden Formation erzeugt wird.
Eine typische Hohlladung wird in einem Träger getragen. Bei einigen Bohrlöchern kann es wünschenswert sein, einen Träger zu verwenden, der in dem Futterrohr dezentralisiert ist. Wenn der Träger jedoch dezentralisiert ist, können die Hohlladungen auf einer Seite des Trägers eine andere Entfernung zu dem Futterrohr aufweisen als auf der anderen Seite des Trägers. Daher kann es schwierig sein, den Futterrohrlochdurchmesser, der durch jede Hohlladung gebildet wird, genau zu steuern. Es kann wünschenswert sein, die Variation des Futterrohrlochdurchmessers unter den Hohlladungen zu verringern. Beispielsweise kann eine Variation des Futterrohrlochdurchmessers für nachfolgende Vorgänge zu einem ungleichen Druck und einem ungleichen Strom durch jedes Futterrohrloch führen. Wenn die Variation des Futterrohrlochdurchmessers im Futterrohr nicht minimiert wird, kann dies zu einer ungleichmäßigen Strömung und damit zu einer ungleichmäßigen Stimulation bei nachfolgenden Vorgängen führen.
Figurenliste
Veranschaulichende Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren ausführlich beschrieben, die durch Bezugnahme in diese Schrift aufgenommen sind und in denen Folgendes gilt:

1 ist ein Querschnitt, der ein beispielhaftes in einem Futterrohr angeordnetes Perforationssystem gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen veranschaulicht;
2 ist eine schematische Darstellung, die die verschiedenen Krümmungen einer Einlage für eine Hohlladung gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen veranschaulicht;
3 ist ein Querschnitt, der die Einlage aus 2 gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen veranschaulicht;
4 ist eine schematische Darstellung, die imaginäre Kreise veranschaulicht, die gezeichnet werden können, um die Kreisbögen der verschiedenen Krümmungen der in den 2 und 3 veranschaulichten Einlage gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen zu vervollständigen;
5 ist eine isometrische Veranschaulichung einer Hälfte der in den 2-4 veranschaulichten Einlage gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen;
6 ist eine isometrische Veranschaulichung der gesamten in den 2-5 veranschaulichten Einlage gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen;
7 ist eine isometrische Veranschaulichung einer Hälfte der in den 2-6 veranschaulichten Hohlladung gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen; und
8 ist eine isometrische Veranschaulichung der gesamten Hoholladung aus 7 gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen.

Die veranschaulichten Figuren sind rein beispielhaft und sollen keinerlei Einschränkung bezüglich der Umgebung, der Architektur, der Ausgestaltung oder des Prozesses, in denen unterschiedliche Beispiele umgesetzt sein können, geltend machen oder implizieren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft Einlagen von Hohlladungen für die Perforation von Ölfeldern und insbesondere eine Hohlladung, die eine Einlage mit drei Radien aufweist, zum Minimieren der Futterrohrlochvariation in einem Futterrohr, ohne dass der Hohlladungsträger in dem Futterrohr zentralisiert werden muss.
In der folgenden detaillierten Beschreibung verschiedener veranschaulichender Beispiele wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen spezifische Beispiele, die umgesetzt werden können, zur Veranschaulichung dargestellt werden. Diese Beispiele werden ausreichend detailliert beschrieben, damit sie der Fachmann in die Praxis umsetzen kann, und es versteht sich, dass andere Beispiele genutzt werden können und dass logische strukturelle, mechanische, elektrische und chemische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang der offenbarten Beispiele abzuweichen. Um Details zu vermeiden, die nicht nötig sind, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die hierin beschriebenen Beispiele umzusetzen, können in der Beschreibung bestimmte Informationen weggelassen werden, die dem Fachmann bekannt sind. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinne aufzufassen und der Umfang der veranschaulichenden Beispiele ist einzig durch die beigefügten Patentansprüche definiert.
Soweit nicht anders angegeben, verstehen sich alle Zahlen, die Mengen von Bestandteilen, Eigenschaften wie Molekulargewicht, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken und in der vorliegenden Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen verwendet werden, als mit dem Begriff „etwa“ modifiziert. Dementsprechend handelt es sich bei den numerischen Parametern, die in der folgenden Patentschrift und den beigefügten Patentansprüchen dargelegt sind, sofern nicht das Gegenteil angegeben ist, um Annäherungen, die je nach den gewünschten Eigenschaften, die durch die Beispiele der vorliegenden Erfindung erhalten werden sollen, variieren können. Zumindest ist jeder numerische Parameter wenigstens unter Berücksichtigung der Anzahl angegebener signifikanter Stellen und unter Anwendung gewöhnlicher Rundungsverfahren auszulegen und nicht als Versuch zu verstehen, die Anwendung der Äquivalenzdoktrin auf den Umfang des Anspruchs einzuschränken. Es ist zu beachten, dass, wenn der Begriff „etwa“ vor den Anfang einer numerischen Auflistung gesetzt ist, „etwa“ alle Zahlen der numerischen Auflistung modifiziert. Ferner können bei einigen numerischen Auflistungen von Bereichen einige aufgeführte untere Grenzen größer als einige aufgeführte obere Grenzen sein. Ein Fachmann wird erkennen, dass die ausgewählte Teilmenge die Auswahl einer oberen Grenze erfordert, die die ausgewählte untere Grenze überschreitet.
Sofern nicht anders angegeben, soll die Verwendung einer beliebigen Form der Ausdrücke „verbinden“, „in Eingriff nehmen“, „koppeln“, „befestigen“ oder eines anderen Begriffs, der eine Wechselwirkung zwischen Elementen beschreibt, die Wechselwirkung nicht auf die direkte Wechselwirkung zwischen den Elementen beschränken und kann auch die indirekte Wechselwirkung zwischen den beschriebenen Elementen beinhalten. Ferner beinhaltet jede Verwendung einer beliebigen Form der Begriffe „verbinden“, „in Eingriff nehmen“, „koppeln“, „befestigen“ oder eines beliebigen anderen Begriffs, der eine Wechselwirkung zwischen Elementen beschreibt, Elemente, die ohne Hilfe von externen Befestigungsvorrichtungen oder Verbindungsvorrichtungen einstückig ausgebildet sind. In der nachstehenden Erörterung und in den Ansprüchen werden die Begriffe „beinhalten“ und „umfassen“ in offener Art und Weise verwendet und sollten so ausgelegt werden, dass sie „einschließlich unter anderem ...“ bedeuten. In dem in dieser Schrift verwendeten Sinne erfordert „oder“ keinen gegenseitigen Ausschluss, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.
Die Begriffe „lochaufwärts“ und „lochabwärts“ können verwendet werden, um die Position verschiedener Komponenten relativ zum Boden oder Ende eines Bohrlochs zu bezeichnen. Beispielsweise kann eine erste Komponente, die als lochaufwärts von einer zweiten Komponente beschrieben wird, weiter vom Ende des Bohrlochs entfernt sein als die zweite Komponente. Gleichermaßen kann eine erste Komponente, die als lochabwärts von einer zweiten Komponente beschrieben wird, näher am Ende des Bohrlochs angeordnet sein als die zweite Komponente.
Beispiele für die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme betreffen das Perforieren des Bohrlochfutterrohrs unter Verwendung einer Hohlladung mit einer spezifischen Einlagengeometrie. Vorteilhafterweise minimiert die Einlagengeometrie der Hohlladung die Futterrohrlochvariation bei dezentralisierten Trägern. Demnach verringert die Einlagengeometrie die Futterrohrlochvariation unter den in dem Futterrohr gebildeten Futterrohrlöchern, wodurch ein ungleichmäßiger Strom durch die Futterrohrlöcher verringert wird. Ferner kann die Hohlladungseinlage vorteilhafterweise mit einem beliebigen der derzeit auf dem Gebiet verwendeten Futterrohre, Explosivstoffe, Einlagepulver und Perforationssysteme verwendet werden. Schließlich kann die Hohlladungseinlage verwendet werden, um eine Vielzahl von Futterrohrgrößen und -qualitäten zu perforieren, die gegenwärtig auf dem Gebiet verwendet werden.
In dem in dieser Schrift verwendeten Sinne bezieht sich „Futterrohrloch“ auf das Durchgangsloch oder die Durchgangslochperforation, die in dem Futterrohr durch eine Hohlladung gebildet wird. Da das Futterrohr eine Tiefe hat, kann der Durchmesser des Futterrohrlochs entlang dieser Tiefe variieren. Da der kleinste Durchmesser entlang des Futterrohrlochs die Geschwindigkeit des Ausströmens/Einströmens durch das Futterrohrloch steuert, versteht es sich, dass sich „Futterrohrlochdurchmesser“ und „Variation des Futterrohrlochdurchmessers“ auf den kleinsten Durchmesser des Futterrohrlochs beziehen.
1 ist ein Querschnitt, der ein beispielhaftes in einem Futterrohr 10 angeordnetes Perforationssystem 5 veranschaulicht. Das Perforationssystem 5 kann an einem distalen Ende eines Arbeitsstrangs angeordnet sein. Es ist zu beachten, dass die hierin beschriebenen Prinzipien gleichermaßen auf landbasierte Systeme oder Unterwassersysteme anwendbar sind, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Das Futterrohr 10 ist in einem Bohrloch 15 angeordnet, das eine unterirdische Formation 20 durchdringt. Das Bohrloch 15 kann sich durch die verschiedenen Erdschichten, die die unterirdische Formation 20 umfassen, erstrecken. Das Bohrloch 15 kann horizontale, vertikale, abgeschrägte, gekrümmte und andere Arten von Bohrlochgeometrien und -ausrichtungen beinhalten, wie der Durchschnittsfachmann erkennen wird. In einigen Beispielen kann das Futterrohr 10 in dem Bohrloch 15 zementiert sein. Wenn das Futterrohr 10 perforiert werden soll, zum Beispiel um die benachbarte unterirdische Formation 20 zu stimulieren, kann das Perforationssystem 5 durch das Futterrohr 10 abgesenkt werden, bis sich das Perforationssystem 5 in einer Tiefe befindet, in der es relativ zu der angezielten unterirdischen Formation 20 richtig positioniert ist. Das Perforationssystem 5 kann an einem Arbeitsstrang (nicht veranschaulicht) befestigt und abgesenkt werden, der einen Rohrstrang, eine Wireline, eine Slickline, Coil Tubing oder ein anderes Beförderungsmittel umfassen kann.
Das Perforationssystem 5 kann einen Träger 40 umfassen. Wie veranschaulicht, kann der Träger 40 die Form einer zylindrischen Hülse haben. Der Träger 40 kann eine Vielzahl von Hohlladungsaufnahmevertiefungen umfassen, die die Hohlladungen 25 in einer gewünschten Ausrichtung aufnehmen. Der Träger 40 kann in dem Futterrohr 10 dezentralisiert sein. Die Vielzahl von Hohlladungen 25 kann in einem spiralförmigen Muster angeordnet sein, sodass jede der Hohlladungen 25 auf ihrem eigenen Niveau oder ihrer eigenen Höhe angeordnet sein kann und einzeln zur Detonation gebracht werden kann, sodass jeweils nur eine Hohlladung 25 gezündet werden kann. Alternative Anordnungen der Vielzahl von Hohlladungen 25 können verwendet werden, einschließlich Anordnungen vom Cluster-Typ, bei denen sich mehr als eine Hohlladung 25 auf demselben Niveau befinden können und gleichzeitig zur Detonation gebracht werden können. Beim Zünden können die Hohlladungen 25 einen Strahl erzeugen, der das Futterrohr 10 durchdringen kann.
Wie erörtert, umfasst das Perforationssystem 5 mindestens eine Hohlladung 25. In dem veranschaulichten Beispiel befinden sich sechs Hohlladungen 25 im Inneren des Trägers 40 (z. B. eines Bohrlochperforators) des Perforationssystems 5 und sind in einer Anordnung vom Cluster-Typ angeordnet, die in Umfangsrichtung im Inneren des Trägers 40 angeordnet ist. Obwohl sechs Hohlladungen 25 veranschaulicht sind, versteht es sich, dass eine beliebige Anzahl von Hohlladungen 25, wie beschrieben, in dem Träger 40 verwendet und angeordnet werden können. Die Hohlladungen 25 können sich so in dem Träger 40 befinden, dass sie in einer sich radial erstreckenden Ebene unmittelbar benachbart zueinander liegen, wie veranschaulicht, und/oder die Hohlladungen 25 können axial in dem Futterrohr 10 verteilt sein, das heißt lochaufwärts/lochabwärts von anderen benachbarten Hohlladungen 25 in der gleichen oder in unterschiedlichen Ausrichtungen (z. B. in einer spiralförmigen oder linearen Anordnung wie vorstehend erörtert). Unter Kenntnis dieser Offenbarung wird ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres in der Lage sein, eine gewünschte Verteilung und Anordnung für die Hohlladungen 25 zu bestimmen.
Wenn sie wie gewünscht positioniert sind, können die Hohlladungen 25 innerhalb des Perforationssystems 5 in einer gewünschten Zündsequenz zur Detonation gebracht werden oder gleichzeitig zur Detonation gebracht werden. Wie nachstehend ausführlicher erörtert wird, kann eine Explosivkomponente, die in den Hohlladungen 25 enthalten ist, zur Detonation gebracht werden, was das schnelle Zusammenfallen einer Einlage innerhalb jeder einzelnen Hohlladung 25 herbeiführen kann. Die zusammenfallende Einlage wird nach vorne getrieben und bildet einen Strahl, der stark genug sein kann, um das umgebende Futterrohr 10 zu perforieren, wodurch ein Futterrohrloch in dem Futterrohr 10 gebildet wird. Der Strahl kann sich weiter nach außen ausbreiten und auch die umgebende Zementhülle sowie die unterirdische Formation 20 perforieren.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 können die Strahlen in den durch die Pfeile 30A-30F dargestellten Richtungen aus den Hohlladungen 25 austreten. Die Ausrichtung der Hohlladungen 25 bestimmt die Richtung, in die sich jeder einzelne Strahl bewegt, wie durch die Pfeile 30A-30F dargestellt. Da der Träger 40 darüber hinaus in dem Futterrohr 10 dezentralisiert ist, variiert die Entfernung, die die Strahlen zurücklegen, bis sie das Futterrohr 10 berühren, basierend auf der Ausrichtung und der Position der Hohlladung 25 innerhalb des dezentralen Trägers 40. Beispielsweise bildet die Hohlladung 25, die einen Strahl in Richtung 30A zündet, einen Strahl, der die Entfernung 35A zurücklegen muss, bis er das Futterrohr 10 berührt, während die Hohlladung 25, die einen Strahl in Richtung 30B zündet, einen Strahl bildet, der die Entfernung 35B zurücklegen muss, bis er das Futterrohr 10 berührt. Obwohl die Veranschaulichung aus 1 nicht maßstabsgetreu ist, versteht es sich, dass die Entfernung 35A länger als die Entfernung 35B ist. Diese Differenz kann zu einer Variation des Durchmessers des Futterrohrlochs führen, das in dem Futterrohr 10 gebildet wird. Eine Differenz des Futterrohrlochdurchmessers kann zu einer unterschiedlichen Durchflussrate durch das Futterrohrloch führen. Vorteilhafterweise können die hierin offenbarten Hohlladungen 25 diese Variation des Futterrohrlochdurchmessers in dem dezentralisierten Perforationssystem 5 verringern.
Es versteht sich, dass das in 1 veranschaulichte Beispiel für das Perforationssystem 5 lediglich eine allgemeine Anwendung der Prinzipien dieser Offenbarung in der Praxis darstellt, und eine Vielzahl anderer Beispiele möglich sind. Daher ist der Umfang dieser Offenbarung in keiner Weise auf die Details aus 1 beschränkt, wie hierin beschrieben.
2 ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Krümmungen einer Einlage 100 für eine Hohlladung (z. B. eine Hohlladung 25, wie in 1 veranschaulicht). Die Einlage 100 hat eine im Allgemeinen konische Form. Die Einlage 100 umfasst eine offene Seite 102; eine Einlagenwand, im Allgemeinen 104; eine Achse 110; und eine Spitze 120. Die offene Seite 102 ist die Seite der Einlage 100, die über eine Öffnung verfügt. Die Spitze 120 ist die Spitze der Einlage 100 und ist ein äußeres Ende der Einlage 100. Die Einlagenwand 104 ist die Wand der Einlage 100 und umfasst mehrere nachstehend erörterte Krümmungen. Die Achse 110 erstreckt sich durch die Mitte der Einlage 100 von der Spitze 120 zu der offenen Seite 102. Der Pfeil 105 stellt die Höhe der Einlage 100 dar, die als H0 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung von der Mitte der offenen Seite 102 zu der Spitze 120 darstellt. Der Pfeil 115 stellt den größten Radius der Einlage 100 dar, wie er an der offenen Seite 102 gemessen wird. Dieser Radius der Einlage 100, der als R0 veranschaulicht und bezeichnet ist, erstreckt sich entlang einer senkrecht zu der Achse 110 verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite 102 und führt von der Achse 110 bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand 104. Somit wäre der größte Durchmesser der Einlage 100 2*R0. Das Verhältnis der Einlagenhöhe, HO, zum größten Durchmesser, 2*R0, wird durch die Gleichung 1 dargestellt: $H0/ (2 * R 0)$
Das Verhältnis der Einlagenhöhe, H0, zum größten Durchmesser, 2*R0, der Einlage 100 liegt in einem Bereich von etwa 0,90 bis etwa 1,10.
H0 kann eine beliebige Höhe in einem Bereich von etwa 0,5 Zoll bis etwa 4,5 Zoll sein. H0 kann von einer beliebigen unteren Grenze bis zu einer beliebigen oberen Grenze reichen und eine beliebige Teilmenge zwischen der oberen und unteren Grenze abdecken. Einige der aufgeführten unteren Grenzen sind möglicherweise größer als einige der aufgeführten oberen Grenzen. Ein Fachmann wird erkennen, dass die ausgewählte Teilmenge die Auswahl einer oberen Grenze erfordert, die die ausgewählte untere Grenze überschreitet. Es versteht sich daher, dass jeder Wertebereich innerhalb des breiteren Wertebereichs liegt. Zum Beispiel kann H0 etwa 0,5 Zoll, 1 Zoll, 1,5 Zoll, 2 Zoll, 2,5 Zoll, 3 Zoll, 3,5 Zoll, 4 Zoll oder 4,5 Zoll sein. Unter Kenntnis dieser Offenbarung kann ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres eine geeignete H0 für die Einlage für eine gewünschte Anwendung auswählen.
R0 kann eine beliebige Höhe in einem Bereich von etwa 0,25 Zoll bis etwa 2,5 Zoll sein. R0 kann von einer beliebigen unteren Grenze bis zu einer beliebigen oberen Grenze reichen und eine beliebige Teilmenge zwischen der oberen und unteren Grenze abdecken. Einige der aufgeführten unteren Grenzen sind möglicherweise größer als einige der aufgeführten oberen Grenzen. Ein Fachmann wird erkennen, dass die ausgewählte Teilmenge die Auswahl einer oberen Grenze erfordert, die die ausgewählte untere Grenze überschreitet. Es versteht sich daher, dass jeder Wertebereich innerhalb des breiteren Wertebereichs liegt. Zum Beispiel kann R0 etwa 0,5 Zoll, 1 Zoll, 1,5 Zoll, 2 Zoll oder 2,5 Zoll sein. Unter Kenntnis dieser Offenbarung kann ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres einen geeigneten R0 für die Einlage für eine gewünschte Anwendung auswählen.
Die Spitzenkrümmung 125 ist eine Krümmung um die Spitze 120. Die Spitzenkrümmung 125 ist in Bezug auf die Achse 110 konkav. Der Pfeil 130 stellt den Radius der Spitzenkrümmung 125 dar und ist als A1 veranschaulicht und bezeichnet. Die Länge des Radius A1 beträgt etwa das 0,03- bis etwa 0,12-fache von H0. Die Spitzenkrümmung 125 kann sich bis zu einem ersten Übergangspunkt 135 erstrecken. Die Spitzenkrümmung 125 hat eine maximale Tiefe, die als D0 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse 110 verlaufenden horizontalen Ebene darstellt, und die sich von dem ersten Übergangspunkt 135 zu der Achse 110 erstreckt. D0 beträgt etwa das 0,2- bis etwa 0,12-fache von H0. Die Spitzenkrümmung 125 hat eine Höhe, die als H1 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse 110 verlaufenden vertikalen Ebene darstellt, und die sich senkrecht von dem ersten Übergangspunkt 135 zu einer sich von der Spitze 120 erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt. H1 beträgt etwa das 0,01-bis etwa 0,09-fache von H0.
Der erste Übergangspunkt 135 ist die Stelle, an der die Spitzenkrümmung 125 in eine andere Krümmung übergeht, die als die erste Wandkrümmung 140 bezeichnet wird. Der erste Übergangspunkt 135 liegt dort vor, wo ein Kreis, der zur Vervollständigung der Spitzenkrümmung 125 gezeichnet wird, einen anderen Kreis, der zur Vervollständigung der ersten Wandkrümmung 140 gezeichnet wird, schneiden oder tangieren würde, wobei die erste Wandkrümmung 140 benachbart zu der Spitzenkrümmung 125 ist.
Die erste Wandkrümmung 140 ist eine Krümmung der Einlagenwand 104, die sich von dem ersten Übergangspunkt 135 zu einem zweiten Übergangspunkt 150 erstreckt. Die erste Wandkrümmung 140 ist zu der Spitzenkrümmung 125 benachbart, wie vorstehend erörtert. Die erste Wandkrümmung 140 ist in Bezug auf die Achse 110 konvex. Der Pfeil 145 stellt den Radius der ersten Wandkrümmung 140 dar und ist als R1 veranschaulicht und bezeichnet. Die Länge des Radius R1 beträgt etwa das 1- bis etwa das 10-fache der Länge von H0. Die erste Wandkrümmung 140 hat eine maximale Tiefe, die als D1 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse 110 verlaufenden horizontalen Ebene darstellt, und die sich von dem zweiten Übergangspunkt 150 zu der Achse 110 erstreckt. D1 beträgt etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache von H0. Die erste Wandkrümmung 140 hat eine Höhe, die als H2 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse 110 verlaufenden vertikalen Ebene darstellt, und die sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt 150 zu einer sich von der Spitze 120 erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt. H2 beträgt etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache von H0.
Der zweite Übergangspunkt 150 ist die Stelle, an der die erste Wandkrümmung 140 in eine andere Krümmung übergeht, die als die zweite Wandkrümmung 155 bezeichnet wird. Der zweite Übergangspunkt 150 liegt dort vor, wo ein Kreis, der zur Vervollständigung der ersten Wandkrümmung 140 gezeichnet wird, einen anderen Kreis, der zur Vervollständigung der zweiten Wandkrümmung 155 gezeichnet wird, schneiden oder tangieren würde, wobei die zweite Wandkrümmung 155 benachbart zu der ersten Wandkrümmung 140 ist.
Die zweite Wandkrümmung 155 ist eine Krümmung der Einlagenwand 104, die sich von dem zweiten Übergangspunkt 150 zu einem dritten Übergangspunkt 160 erstreckt. Die zweite Wandkrümmung 155 ist zu der ersten Wandkrümmung 140 benachbart, wie vorstehend erörtert. Der Pfeil 165 stellt den Radius der zweiten Wandkrümmung 155 dar und ist als R2 veranschaulicht und bezeichnet. Die zweite Wandkrümmung 155 kann in Bezug auf die Achse 110 konkav oder konvex sein. In der Veranschaulichung von 2 ist die zweite Wandkrümmung 155 in Bezug auf die Achse 110 konkav. Demnach kann der Radius R2 in Abhängigkeit von der gewünschten Ausrichtung der zweiten Wandkrümmung 155 auf jeder Seite der Einlagenwand 104 (d. h. der Innenseite oder der Außenseite) angeordnet sein. Die Länge des Radius R2 beträgt etwa das 3- bis etwa das 30-fache der Länge von H0. Die zweite Wandkrümmung 155 hat eine maximale Tiefe, die als D2 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse 110 verlaufenden horizontalen Ebene darstellt, und die sich von dem dritten Übergangspunkt 160 zu der Achse 110 erstreckt. D2 beträgt etwa das 0,18- bis etwa 0,50-fache von H0. Die zweite Wandkrümmung 155 hat eine Höhe, die als H3 veranschaulicht und bezeichnet ist und die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse 110 verlaufenden vertikalen Ebene darstellt, und die sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt 160 zu einer sich von der Spitze 120 erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt. H3 beträgt etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache von H0. Die vertikale Entfernung zwischen H2 und H3 ist größer als das 0,07-fache von H0.
Der dritte Übergangspunkt 160 ist die Stelle, an der die zweite Wandkrümmung 155 in eine andere Krümmung übergeht, die als die dritte Wandkrümmung 170 bezeichnet wird. Der dritte Übergangspunkt 160 liegt dort vor, wo ein Kreis, der zur Vervollständigung der zweiten Wandkrümmung 155 gezeichnet wird, einen anderen Kreis, der zur Vervollständigung der dritten Wandkrümmung 170 gezeichnet wird, schneiden oder tangieren würde, wobei die dritte Wandkrümmung 170 benachbart zu der zweiten Wandkrümmung 155 ist.
Die dritte Wandkrümmung 170 ist eine Krümmung der Einlagenwand 104, die sich von dem dritten Übergangspunkt 160 zu einem vierten Übergangspunkt 175 erstreckt. Der vierte Übergangspunkt 175 befindet sich an der äußersten Kante der offenen Seite 102 der Einlage 100 und ist ein äußerstes Ende der Einlage 100, sodass sich die Einlagenwand 104 nicht über den vierten Übergangspunkt 175 hinaus erstreckt. Die dritte Wandkrümmung 170 ist in Bezug auf die Achse 110 konkav. Der Pfeil 180 stellt den Radius der dritten Wandkrümmung 170 dar und ist als R3 veranschaulicht und bezeichnet. Die Länge des Radius R3 beträgt etwa das 1- bis etwa das 5-fache der Länge von H0. Wenn sich die dritte Wandkrümmung 170 bis zum vierten Übergangspunkt 175 erstreckt, der sich am äußersten Ende der äußersten Kante der offenen Seite 102 der Einlage 100 befindet, ist die Tiefe der dritten Wandkrümmung 170 R0 und die Höhe der dritten Wandkrümmung 170 ist H0.
3 ist ein Querschnitt, der die Einlage 100 aus 2 veranschaulicht. 3 veranschaulicht die Dicke der Einlage 100, die als T veranschaulicht und bezeichnet ist. T kann entlang der Länge der Einlage 100 variieren und kann in einem Bereich des etwa 0,03- bis etwa 0,10-fachen von H0 liegen. T kann abhängig von der gewählten Perforationskonfiguration des Perforationssystems (z. B. des Perforationssystems 5, wie in 1 veranschaulicht) eine Verjüngung oder eine umgekehrte Verjüngung aufweisen. Es ist wichtig anzumerken, dass die vorstehend erörterten Messungen bezüglich der Spitzenkrümmung 125, der ersten Wandkrümmung 140, der zweiten Wandkrümmung 155 und der dritten Wandkrümmung 170 an dem äußersten Abschnitt der Einlagenwand 104 durchgeführt werden, wie in 3 veranschaulicht.
4 ist eine schematische Darstellung, die die vorstehend erwähnten imaginären Kreise veranschaulicht, die gezeichnet werden können, um die Kreisbögen der ersten Wandkrümmung 140, der zweiten Wandkrümmung 155 und der dritten Wandkrümmung 170 zu vervollständigen, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Einlage 100, die in den 2 und 3 veranschaulicht ist, erörtert wurde. Zur einfacheren Darstellung ist der Kreis zur Vervollständigung der Spitzenkrümmung 125 nicht veranschaulicht. Der Kreis 185 ist ein imaginärer Kreis, der gezeichnet werden kann, um den Kreisbogen der ersten Wandkrümmung 140 zu vervollständigen. Der Kreis 190 ist ein imaginärer Kreis, der gezeichnet werden kann, um den Kreisbogen der zweiten Wandkrümmung 155 zu vervollständigen. Der Kreis 195 ist ein imaginärer Kreis, der gezeichnet werden kann, um den Kreisbogen der dritten Wandkrümmung 170 zu vervollständigen.
Die Größe des Kreises 185 wird durch die Länge des durch den Pfeil 145 dargestellten Radius R1 bestimmt, die etwa das 1- bis etwa das 10-fache der Länge von H0 beträgt. Der Kreis 185 berührt oder schneidet einen Kreis (nicht veranschaulicht), der gezeichnet wird, um die Spitzenkrümmung 125 an dem ersten Übergangspunkt 135 zu vervollständigen, der in 2 veranschaulicht wurde. Der Kreis 185 tangiert oder schneidet den Kreis 190 an dem zweiten Übergangspunkt 150, der in 2 veranschaulicht wurde.
Die Größe des Kreises 190 wird durch die Länge des durch den Pfeil 165 dargestellten Radius R2 bestimmt, die etwa das 3- bis etwa das 30-fache der Länge von H0 beträgt. Der Kreis 190 berührt oder schneidet den Kreis 185 an dem zweiten Übergangspunkt 150, der in 2 veranschaulicht wurde. Der Kreis 190 tangiert oder schneidet den Kreis 195 an dem dritten Übergangspunkt 160, der in 2 veranschaulicht wurde. Die zweite Wandkrümmung 155 kann in Bezug auf die Achse 110 konkav oder konvex sein. In der Veranschaulichung von 4 ist die zweite Wandkrümmung 155 in Bezug auf die Achse 110 konkav. Demnach kann der Radius R2 der zweiten Wandkrümmung 155 in Abhängigkeit von der gewünschten Ausrichtung der zweiten Wandkrümmung 155 auf jeder Seite der Einlagenwand 104 (d. h. der Innenseite oder der Außenseite) angeordnet sein. In der Veranschaulichung von 4 ist der Radius R2 so dargestellt, dass er auf der Innenseite der Einlagenwand 104 angeordnet ist. Durch das Positionieren des Radius R2 zur Außenseite der Einlagenwand 104 würde eine zweite Wandkrümmung 155 erzeugt, die in Bezug auf die Achse 110 konvex ist.
Die Größe des Kreises 195 wird durch die Länge des durch den Pfeil 180 dargestellten Radius R3 bestimmt, die etwa das 1- bis etwa das 5-fache der Länge von H0 beträgt. Der Kreis 195 berührt oder schneidet Kreis 190 an dem dritten Übergangspunkt 160, der in 2 dargestellt wurde.
5 ist eine isometrische Darstellung einer Hälfte der Einlage 100. 5 veranschaulicht die Innengeometrie der Einlage 100 über deren Länge. Wie veranschaulicht, weisen die erste Wandkrümmung 140, die zweite Wandkrümmung 155, die dritte Wandkrümmung 170 und die Spitzenkrümmung 125 eine Innengeometrie auf, entspricht der Krümmungsgrad dieser Innengeometrie im Allgemeinen der Außengeometrie der ersten Wandkrümmung 140, der zweiten Wandkrümmung 155, der dritten Wandkrümmung 170 und der Spitzenkrümmung 125, wie vorstehend erörtert. Die Dicke der Einlagenwand 104 kann über deren Länge variieren, was zu einer Verjüngung oder einer umgekehrten Verjüngung entlang des Inneren der Einlagenwand 104 führt.
6 ist eine isometrische Darstellung der gesamten Einlage 100. 6 veranschaulicht die Außengeometrie der Einlage 100 über deren Länge. Wie veranschaulicht, definieren die erste Wandkrümmung 140, die zweite Wandkrümmung 155, die dritte Wandkrümmung 170 und die Spitzenkrümmung 125 die gesamte äußere Krümmung der Einlagenwand 104 von ihrer Spitze 120 bis zu ihrem äußersten Ende an der Außenseite der offenen Seite 102 der Einlage 100. Dieses äußerste Ende wird durch den vierten Übergangspunkt 175 dargestellt. 6 veranschaulicht ferner den ersten Übergangspunkt 135, den zweiten Übergangspunkt 150 und den dritten Übergangspunkt 160. Wie aus der Veranschaulichung ersichtlich ist, sind der erste Übergangspunkt 135, der zweite Übergangspunkt 150 und der dritte Übergangspunkt 160 die spezifischen Stellen der Einlage 100, an denen es einen Übergang zwischen Krümmungen gibt (z. B. ist der zweite Übergangspunkt 150 der Übergangspunkt zwischen der ersten Wandkrümmung 140 und der zweiten Wandkrümmung 155). Der vierte Übergangspunkt 175 ist die spezifische Stelle, an der die dritte Wandkrümmung 170 und die Einlagenwand 104 enden.
Die Einlage 100 kann durch beliebige Blech- oder Pulvermetallurgieverfahren hergestellt werden. Ein Beispiel für ein Pulvermetallurgieverfahren ist das ungesinterte Kaltpressen von Metallpulverlegierungen oder Pseudolegierungen, um Strahlen zu erhalten, die hauptsächlich aus dispergierten feinen Metallpartikeln bestehen. Diese spezifischen Strahlen bilden in einigen Beispielen möglicherweise keine festen Pfropfen. Beispiele für Metalle und/oder Metalllegierungen, die zur Bildung der Einlage 100 verwendet werden können, beinhalten unter anderem Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Messing, Wismut, Zink, Silber, Antimon, Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram, Tantal, Uran, Cadmium, Kobalt, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Gold, Platin, abgereichertes Uran, Titan, beliebige Legierungen davon und beliebige Gemische davon. Darüber hinaus können in einigen optionalen Beispielen Nichtmetallmaterialien mit den Metallen oder Metalllegierungen gemischt oder verwendet werden, um Legierungen oder Verbundstoffe mit den Metallen zu bilden. Diese nichtmetallischen Materialien können unter anderem Kunststoffe, Polymere, Bindemittel, Schmiermittel, Graphit, Öl oder andere Zusatzstoffe beinhalten. In Kenntnis dieser Offenbarung wird ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres in der Lage sein, Materialien zu erhalten und zu fertigen, die für die Herstellung der Einlage 100 ausreichend sind.
Es versteht sich, dass die in den 2-6 veranschaulichten Beispiele für die Einlage 100 lediglich allgemeine Anwendungen der Prinzipien dieser Offenbarung in der Praxis darstellen, und eine große Bandbreite anderer Beispiele möglich ist. Daher ist der Umfang dieser Offenbarung in keiner Weise auf die Details aus den 2-6 beschränkt, wie hierin beschrieben.
7 ist eine isometrische Darstellung einer Hälfte einer Hohlladung 25, die eine Einlage 100 umfasst, wie hierin offenbart. Die Hohlladung 25 umfasst eine Explosivladung 205 aus energetischem Material. Die Hohlladung 25 umfasst ferner eine Ladungshülse 210, die benachbart zu der Explosivladung 205 angeordnet ist. Die Hohlladung 25 umfasst ferner eine Einlage 100, die benachbart zu der Explosivladung 205 angeordnet ist. Die Hohlladung 25 kann eine offene Ladung sein, wie veranschaulicht. Die Hohlladung 25 kann ferner eine Verstärkerladung 215 umfassen. Die Verstärkerladung 215 kann einen zentralen Verstärker, eine Anordnung von Verstärkern, einen Detonationswellenlenker, eine Sprengkapsel oder einen beliebigen derartigen Sprengmechanismus umfassen, der ausreichend ist, um die Explosivladung 205 zur Detonation zu bringen. Die Detonation der Explosivladung 205 umfasst im Allgemeinen das Erzeugen einer exothermen Überschallfront, die beschleunigt, um eine Stoßfront oder Welle vorzutreiben, die sich direkt vor der Explosivladung 205 ausbreitet. In einigen Beispielen kann auch eine Dichtscheibe oder eine Sprengschnur (nicht veranschaulicht) mit der Verstärkerladung 215 verwendet werden. Wenn dies für den Betrieb gewünscht wird, wird die Explosivladung 205 unter Verwendung der Verstärkerladung 215 zur Detonation gebracht. Durch die Kraft der Detonation fällt die Einlage 100 zusammen, was bewirkt, dass die Einlage 100 in Form eines Strahls, der sich mit sehr hoher Geschwindigkeit beispielsweise in Richtung eines Futterrohrs bewegt (z. B. des Futterrohrs 10, wie in 1 veranschaulicht), aus der Hohlladung 25 ausgestoßen wird. Der Strahl kann in das Futterrohr des Bohrlochs, den Zement und/oder die Formation eindringen. Wenn der Strahl in das Futterrohr eindringt, bildet er ein Futterrohrloch, wie vorstehend erörtert. Aufgrund der neuartigen Geometrie der Einlage 100 kann die Variation des Futterrohrlochdurchmessers in Bezug auf andere Einlagen selbst bei Perforationssystemen, die dezentralisiert sind, wie sie in 1 beschrieben werden, verringert werden.
8 ist eine weitere isometrische Darstellung einer Hohlladung 25, die eine Einlage 100 umfasst, wie hierin offenbart. 8 veranschaulicht die gesamte Hohlladung 25, die vorstehend in 7 beschrieben wird (z. B. ist das Äußere der beispielhaften Ladungshülse 210 veranschaulicht).
Die Ladungshülse 210 kann ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen. Das Metall oder die Metalllegierung kann unter anderem Stahl, Aluminium, Zink, Magnesium, Titan, Tantal und Kombinationen davon beinhalten. In Kenntnis dieser Offenbarung wird ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres in der Lage sein, eine Ladungshülse 210 zu erhalten und zu fertigen, die für eine gewünschte Anwendung ausreichend ist.
Die Explosionsladung 205 umfasst ein energetisches Material. Das energetische Material kann unter anderem Folgendes beinhalten: [3-Nitrooxy-2,2-bis(nitrooxymethyl)propyl]nitrat „nachfolgend PETN“; 1,3,5-Trinitroperhydro-1,3,5-triazin „nachfolgend RDX“; Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocin „nachfolgend HMX“; 1,3,5-Trinitro-2-[2-(2,4,6-trinitrophenyl)ethenyl]benzen „nachfolgend HNS“; 2,6-Bis,bis(picrylamino)-3,5-dinitropyridin „nachfolgend PYX“; 1,3,5-Trinitro-2,4,6-tripicrylbenzol „nachstehend BRX“; 2,2',2",4,4',4",6,6',6"- Nonanitro-m-terphenyl „nachfolgend NONA“; und eine beliebige Kombination davon. In einigen optionalen Beispielen kann die Explosivladung 205 ferner ein Desensibilisierungsmaterial umfassen. Das Desensibilisierungsmaterial kann in der Lage sein, die Hauptexplosivladung 205 zu verbinden. Das Desensibilisierungsmaterial kann auch dazu beitragen, dass die Hauptexplosionsladung 205 ihre Form behält. Das Desensibilisierungsmaterial kann unter anderem Wachs, Graphit, Kunststoffe, Thermoplaste, Fluorpolymere (z. B. Polytetrafluorethylen), andere nichtenergetische (inerte) Bindemittel und eine beliebige Kombination davon beinhalten. In Kenntnis dieser Offenbarung wird ein Durchschnittsfachmann ohne Weiteres in der Lage sein, eine Explosivladung 205 zu erhalten und zu fertigen, die für eine gewünschte Anwendung ausreichend ist.
Es versteht sich, dass die in den 7-8 veranschaulichten Beispiele für die Hohlladung 25 lediglich allgemeine Anwendungen der Prinzipien dieser Offenbarung in der Praxis darstellen, und eine große Bandbreite anderer Beispiele möglich ist. Daher ist der Umfang dieser Offenbarung in keiner Weise auf die Details aus den 7-8 beschränkt, wie hierin beschrieben.
Wie vorstehend erörtert, ermöglicht die Geometrie der hierin beschriebenen beispielhaften Einlagen (z. B. Einlage 100, beschrieben in den 2-8) eine Verringerung der Variation des Futterrohrlochdurchmessers bei dezentralen Perforationssystemen. In einigen Beispielen können die offenbarten Einlagen eine Variation des Futterrohrlochdurchmessers im Bereich von etwa 1 % bis etwa 8 % bereitstellen. Demnach kann der Durchmesser zwischen zwei oder mehr Futterrohrlöchern zwischen etwa 1 % bis etwa 8 % in der Größe variieren. In anderen Beispielen kann die Variation des Futterrohrlochdurchmessers in einem Bereich von etwa 2 % bis etwa 7 % liegen. In anderen Beispielen kann die Variation des Futterrohrlochdurchmessers ferner in einem Bereich von etwa 2 % bis etwa 6 % liegen.
Es ist zudem zu erkennen, dass die offenbarten Verfahren und Systeme auch direkt oder indirekt die verschiedenen lochabwärtigen Vorrichtungen und Werkzeuge beeinflussen können, die Komponenten der hierin offenbarten Verfahren und Systeme berühren können. Zu derartigen Vorrichtungen und Werkzeugen können unter anderem Bohrlochfutterrohr, Bohrlochliner, Komplettierungstrang, Einführstränge, Bohrstrang, Coiled Tubing, Slickline, Wireline, Bohrgestänge, Schwerstangen, Schlammmotoren, Bohrmotoren und/oder -pumpen, an der Oberfläche montierte Motoren und/oder Pumpen, Zentrierkörbe, Turbolizer, Kratzer, Schwimmer (z. B. Schwimmschuhe, Schwimmzwischenstücke, Schwimmerventile usw.), Messwerkzeuge und zugehörige Telemetrieausrüstung, Aktoren (z. B. elektromechanische Vorrichtungen, hydromechanische Vorrichtungen usw.), Schiebemuffen, Produktionsmuffen, Stopfen, Siebe, Filter, Durchflusssteuervorrichtungen (z. B. Einlaufsteuervorrichtungen, autonome Einlaufsteuervorrichtungen, Auslaufsteuervorrichtungen und usw.), Kopplungen (z. B. elektrohydraulische Nassverbindung, Trockenverbindung, induktive Kopplung usw.), Steuerleitungen (z. B. elektrisch, faseroptisch, hydraulisch usw.), Überwachungsleitungen, Bohrmeißel und Ausräumer, Sensoren oder verteilte Sensoren, Wärmetauscher, Ventile und entsprechende Betätigungsvorrichtungen im Bohrloch, Werkzeugdichtungen, Packer, Zementstopfen, Brückenstopfen und andere Bohrlochisolationsvorrichtungen oder Komponenten und dergleichen. Jede beliebige dieser Komponenten kann in den vorstehend im Allgemeinen beschriebenen und in den 1-8 dargestellten Verfahren und Systemen enthalten sein.
Es sind Einlagen für eine Hohlladung gemäß der Offenbarung und den veranschaulichten Figuren bereitgestellt. Eine beispielhafte Einlage umfasst eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zur Mitte der offenen Seite erstreckt. Die Einlage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt; wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,90 bis etwa 1,10 beträgt. Die Einlagenwand umfasst eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung, eine dritte Wandkrümmung, einen ersten Übergangspunkt, einen zweiten Übergangspunkt, einen dritten Übergangspunkt und einen vierten Übergangspunkt; wobei sich die Spitzenkrümmung zwischen der Spitze und dem ersten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die erste Wandkrümmung zwischen dem ersten Übergangspunkt und dem zweiten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die zweite Wandkrümmung zwischen dem zweiten Übergangspunkt und dem dritten Übergangspunkt erstreckt und benachbart zu der ersten Wandkrümmung und der dritten Wandkrümmung ist; und wobei sich die dritte Wandkrümmung zwischen dem dritten Übergangspunkt und dem vierten Übergangspunkt erstreckt. Die erste Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konvex und umfasst Folgendes: einen ersten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 10-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine erste Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem zweiten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache der Einlagenhöhe beträgt und eine erste Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und die sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache der Einlagenhöhe beträgt; Die zweite Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konkav oder konvex und umfasst Folgendes: einen zweiten Wandkrümmungsradius, der etwa das 3- bis etwa 30-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine zweite Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem dritten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungstiefe etwa das 0,18- bis etwa 0,5-fache der Einlagenhöhe beträgt und eine zweite Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die dritte Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konkav und umfasst Folgendes: einen dritten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt.
Zusätzlich oder alternativ kann die Einlage eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination beinhalten. Die vertikale Entfernung zwischen der ersten Wandkrümmungshöhe und der zweiten Wandkrümmungshöhe kann größer als das 0,07-fache der Einlagenhöhe sein. Die zweite Wandkrümmung kann in Bezug auf die Achse konkav sein. Die zweite Wandkrümmung kann in Bezug auf die Achse konvex sein. Die Spitzenkrümmung kann in Bezug auf die Achse konkav sein und ist benachbart zu der ersten Wandkrümmung. Die Spitzenkrümmung kann einen Spitzenkrümmungsradius umfassen, der etwa das 0,03- bis etwa 0,12-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die Spitzenkrümmung kann eine Spitzenkrümmungshöhe umfassen, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem ersten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die Spitzenkrümmungshöhe etwa das 0,01-bis etwa 0,09-fache der Einlagenhöhe beträgt; Die Einlage kann ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen, das/die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Messing, Wismut, Zink, Silber, Antimon, Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram, Tantal, Uran, Cadmium, Kobalt, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Gold, Platin, abgereichertem Uran, Titan und einer beliebigen Kombination davon. Die Einlage kann in der Hohlladung angeordnet sein. Das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser kann etwa 0,95 bis etwa 1,05 betragen; wobei der erste Wandkrümmungsradius etwa das 1,5-bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,16- bis etwa 0,33-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,52-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei der zweite Wandkrümmungsradius etwa das 10- bis etwa 18-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungstiefe das 0,25- bis etwa 0,44-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,52- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; und wobei der dritte Wandkrümmungsradius etwa das 1- bis etwa 3-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt.
Es werden Verfahren zum Perforieren eines Futterrohrs gemäß der Offenbarung und den veranschaulichten Figuren bereitgestellt. Ein beispielhaftes Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Trägers, der eine Hohlladung enthält; wobei die Hohlladung Folgendes umfasst: eine Ladungshülse, eine Explosivladung und eine Einlage. Die Einlage umfasst eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zu der Mitte der offenen Seite erstreckt. Die Einlage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt, umfasst; wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,90 bis etwa 1,10 beträgt. Die Einlagenwand umfasst eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung, eine dritte Wandkrümmung, einen ersten Übergangspunkt, einen zweiten Übergangspunkt, einen dritten Übergangspunkt und einen vierten Übergangspunkt; wobei sich die Spitzenkrümmung zwischen der Spitze und dem ersten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die erste Wandkrümmung zwischen dem ersten Übergangspunkt und dem zweiten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die zweite Wandkrümmung zwischen dem zweiten Übergangspunkt und dem dritten Übergangspunkt erstreckt und benachbart zu der ersten Wandkrümmung und der dritten Wandkrümmung ist; und wobei sich die dritte Wandkrümmung zwischen dem dritten Übergangspunkt und dem vierten Übergangspunkt erstreckt. Die erste Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konvex und umfasst einen ersten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1-bis etwa 10-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine erste Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem zweiten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache der Einlagenhöhe beträgt und eine erste Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die zweite Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konkav oder konvex und umfasst einen zweiten Wandkrümmungsradius, der etwa das 3- bis etwa 30-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine zweite Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem dritten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungstiefe etwa das 0,18- bis etwa 0,5-fache der Einlagenhöhe beträgt und eine zweite Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die dritte Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konkav und umfasst einen dritten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt. Das Verfahren umfasst ferner das Positionieren des Trägers in dem Futterrohr, das in einem Bohrloch angeordnet ist, das eine unterirdische Formation durchdringt, und das Detonieren der Hohlladung, um das Futterrohr zu perforieren, wodurch ein Futterrohrloch bereitgestellt wird.
Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination beinhalten. Die vertikale Entfernung zwischen der ersten Wandkrümmungshöhe und der zweiten Wandkrümmungshöhe kann größer als das 0,07-fache der Einlagenhöhe sein. Die zweite Wandkrümmung kann in Bezug auf die Achse konkav sein. Die zweite Wandkrümmung kann in Bezug auf die Achse konvex sein. Die Spitzenkrümmung kann in Bezug auf die Achse konkav sein und ist benachbart zu der ersten Wandkrümmung. Die Spitzenkrümmung kann einen Spitzenkrümmungsradius umfassen, der etwa das 0,03- bis etwa 0,12-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die Spitzenkrümmung kann eine Spitzenkrümmungshöhe umfassen, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem ersten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die Spitzenkrümmungshöhe etwa das 0,01- bis etwa 0,09-fache der Einlagenhöhe beträgt; Die Einlage kann ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen, das/die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Messing, Wismut, Zink, Silber, Antimon, Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram, Tantal, Uran, Cadmium, Kobalt, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Gold, Platin, abgereichertem Uran, Titan und einer beliebigen Kombination davon. Die Einlage kann in der Hohlladung angeordnet sein. Das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser kann etwa 0,95 zu etwa 1,05 betragen; wobei der erste Wandkrümmungsradius etwa das 1,5- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,16- bis etwa 0,33-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,52-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei der zweite Wandkrümmungsradius etwa das 10- bis etwa 18-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungstiefe das 0,25- bis etwa 0,44-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,52- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; und wobei der dritte Wandkrümmungsradius etwa das 1- bis etwa 3-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt. Der Träger kann in dem Futterrohr dezentralisiert sein. Der Träger kann eine Vielzahl von Hohlladungen umfassen; wobei die Hohlladungen zur Detonation gebracht werden, um das Futterrohr zu perforieren, um eine Vielzahl von Futterrohrlöchern bereitzustellen. Die Vielzahl von Hohlladungen kann so angeordnet sein, dass die Entfernung von mindestens zwei der einzelnen Hohlladungen aus der Vielzahl zu dem Futterrohr unterschiedlich ist. Die einzelnen Futterrohrlöcher aus der Vielzahl können einen Futterrohrlochdurchmesser umfassen; wobei die Variation des Futterrohrlochdurchmessers in einem Bereich zwischen etwa 1 % bis etwa 8 % liegt.
Es werden Systeme zum Perforieren eines Futterrohrs gemäß der Offenbarung und den veranschaulichten Figuren bereitgestellt. Ein beispielhaftes System umfasst das Futterrohr und einen Träger, der in dem Futterrohr angeordnet ist. Der Träger umfasst eine Hohlladung; wobei die Hohlladung Folgendes umfasst: eine Ladungshülse, eine Explosivladung und eine Einlage. Die Einlage umfasst eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zu der Mitte der offenen Seite erstreckt. Die Einlage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt; wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,90 bis etwa 1,10 beträgt. Die Einlagenwand umfasst eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung, eine dritte Wandkrümmung, einen ersten Übergangspunkt, einen zweiten Übergangspunkt, einen dritten Übergangspunkt und einen vierten Übergangspunkt; wobei sich die Spitzenkrümmung zwischen der Spitze und dem ersten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die erste Wandkrümmung zwischen dem ersten Übergangspunkt und dem zweiten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die zweite Wandkrümmung zwischen dem zweiten Übergangspunkt und dem dritten Übergangspunkt erstreckt und benachbart zu der ersten Wandkrümmung und der dritten Wandkrümmung ist; und wobei sich die dritte Wandkrümmung zwischen dem dritten Übergangspunkt und dem vierten Übergangspunkt erstreckt. Die erste Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konvex und umfasst Folgendes: einen ersten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 10-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine erste Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem zweiten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache der Einlagenhöhe beträgt und eine erste Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und die sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache der Einlagenhöhe beträgt; Die zweite Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konkav oder konvex und umfasst Folgendes: einen zweiten Wandkrümmungsradius, der etwa das 3- bis etwa 30-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine zweite Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem dritten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungstiefe etwa das 0,18- bis etwa 0,5-fache der Einlagenhöhe beträgt und eine zweite Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die dritte Wandkrümmung ist in Bezug auf die Achse konkav und umfasst Folgendes: einen dritten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt.
Zusätzlich oder alternativ kann das System eines oder mehrere der folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination beinhalten. Die vertikale Entfernung zwischen der ersten Wandkrümmungshöhe und der zweiten Wandkrümmungshöhe kann größer als das 0,07-fache der Einlagenhöhe sein. Die zweite Wandkrümmung kann in Bezug auf die Achse konkav sein. Die zweite Wandkrümmung kann in Bezug auf die Achse konvex sein. Die Spitzenkrümmung kann in Bezug auf die Achse konkav sein und ist benachbart zu der ersten Wandkrümmung. Die Spitzenkrümmung kann einen Spitzenkrümmungsradius umfassen, der etwa das 0,03- bis etwa 0,12-fache der Einlagenhöhe beträgt. Die Spitzenkrümmung kann eine Spitzenkrümmungshöhe umfassen, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem ersten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die Spitzenkrümmungshöhe etwa das 0,01-bis etwa 0,09-fache der Einlagenhöhe beträgt; Die Einlage kann ein Metall oder eine Metalllegierung umfassen, das/die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Messing, Wismut, Zink, Silber, Antimon, Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram, Tantal, Uran, Cadmium, Kobalt, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Gold, Platin, abgereichertem Uran, Titan und einer beliebigen Kombination davon. Die Einlage kann in der Hohlladung angeordnet sein. Das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser kann etwa 0,95 bis etwa 1,05 betragen; wobei der erste Wandkrümmungsradius etwa das 1,5-bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,16- bis etwa 0,33-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,52-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei der zweite Wandkrümmungsradius etwa das 10- bis etwa 18-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungstiefe das 0,25- bis etwa 0,44-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,52- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; und wobei der dritte Wandkrümmungsradius etwa das 1- bis etwa 3-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt. Der Träger kann in dem Futterrohr dezentralisiert sein. Der Träger kann eine Vielzahl von Hohlladungen umfassen; wobei die Hohlladungen zur Detonation gebracht werden, um das Futterrohr zu perforieren, um eine Vielzahl von Futterrohrlöchern bereitzustellen. Die Vielzahl von Hohlladungen kann so angeordnet sein, dass die Entfernung von mindestens zwei der einzelnen Hohlladungen aus der Vielzahl zu dem Futterrohr unterschiedlich ist. Die einzelnen Futterrohrlöcher aus der Vielzahl können einen Futterrohrlochdurchmesser umfassen; wobei die Variation des Futterrohrlochdurchmessers in einem Bereich zwischen etwa 1 % bis etwa 8 % liegt.
Die vorstehende Beschreibung stellt verschiedene Beispiele für die in der vorliegenden Schrift offenbarten Systeme und Verwendungsverfahren bereit, die verschiedene Verfahrensschritte und alternative Kombinationen von Komponenten enthalten können. Es versteht sich, dass, obwohl einzelne Beispiele hierin erörtert werden können, die vorliegende Offenbarung alle Kombinationen der offenbarten Beispiele abdeckt, einschließlich, ohne Einschränkung, die unterschiedlichen Komponentenkombinationen, Verfahrensschrittkombinationen und Eigenschaften des Systems. Es versteht sich, dass die Zusammenstellungen und Verfahren als verschiedene Komponenten oder Schritte „umfassend“, „enthaltend“ oder „beinhaltend“ beschrieben werden. Die Systeme und Verfahren können auch „im Wesentlichen aus den verschiedenen Komponenten und Schritten bestehen“ oder „aus den verschiedenen Komponenten und Schritten bestehen“. Die unbestimmten Artikel „ein“, „eine“, „einer“, „eines“, „einem“ in den Ansprüchen sind dabei derart definiert, dass sie ein oder mehr als eines der Elemente bezeichnen, denen sie vorangestellt sind.
Der Kürze halber werden hierin nur bestimmte Bereiche ausdrücklich offenbart. Allerdings können Bereiche ab einer beliebigen unteren Grenze mit einer beliebigen oberen Grenze kombiniert werden, um einen nicht ausdrücklich angegebenen Bereich anzugeben, und ebenso können Bereiche ab einer beliebigen unteren Grenze mit einer beliebigen anderen unteren Grenze kombiniert werden, um einen nicht ausdrücklich angegebenen Bereich anzugeben. Auf die gleiche Weise können Bereiche von einer beliebigen oberen Grenze mit einer beliebigen anderen oberen Grenze kombiniert werden, um einen nicht ausdrücklich angegebenen Bereich anzugeben. In jedem Fall, in dem ein numerischer Bereich mit einer unteren Grenze und einer oberen Grenze offenbart wird, sind darüber hinaus alle Zahlen und alle eingeschlossenen Bereiche, die in den Bereich fallen, spezifisch offenbart. Insbesondere gilt jeder hierin offenbarte Wertebereich (der Form „von etwa a bis etwa b“ oder äquivalent „von ungefähr a bis b“ oder äquivalent „von ungefähr a-b“) als jede Zahl und jeden Bereich aufführend, die bzw. der in den breiter gefassten Wertebereich fällt, auch wenn dies nicht ausdrücklich angegeben ist. Somit kann jeder Punkt oder Einzelwert als seine eigene untere oder obere Grenze dienen, kombiniert mit einem beliebigen anderen Punkt oder individuellen Wert oder einer beliebigen anderen unteren oder oberen Grenze, um einen nicht ausdrücklich aufgeführten Bereich anzugeben.
Ein oder mehrere veranschaulichende Beispiele, die die hierin offenbarten Beispiele enthalten, werden vorgestellt. In dieser Anmeldung werden aus Gründen der Klarheit nicht alle Merkmale einer physischen Umsetzung beschrieben oder gezeigt. Daher eignen sich die offenbarten Systeme und Verfahren gut, um die genannten sowie darin inhärenten Ziele und Vorteile zu erreichen. Die jeweiligen vorstehend offenbarten Beispiele sind nur veranschaulichend, da die Lehren der vorliegenden Offenbarung in unterschiedlicher, aber äquivalenter Weise abgewandelt und ausgeübt werden können, wie es für einen Fachmann in Kenntnis der vorliegenden Lehren auf der Hand liegen wird. Darüber hinaus sind keine Einschränkungen bezüglich der in der vorliegenden Schrift gezeigten Details zu Aufbau oder Gestaltung beabsichtigt, sofern nicht in den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben. Es ist somit deutlich, dass die vorstehend offenbarten jeweiligen veranschaulichenden Beispiele geändert, kombiniert oder abgewandelt werden können und dass alle derartigen Variationen als in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallend betrachtet werden. Die hierin veranschaulichend offenbarten Systeme und Verfahren können in geeigneter Weise unter Weglassung beliebiger Elemente, die hier nicht spezifisch offenbart wurden, und/oder beliebiger hier offenbarter fakultativer Elemente in die Praxis umgesetzt werden.
Obwohl die vorliegende Offenbarung und ihre Vorteile detailliert beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert sind.

Claims

Einlage für eine Hohlladung, wobei die Einlage Folgendes umfasst: eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zu der Mitte der offenen Seite erstreckt, wobei die Einlage dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst: eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt; wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,90 bis etwa 1,10 beträgt; wobei die Einlagenwand eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung, eine dritte Wandkrümmung, einen ersten Übergangspunkt, einen zweiten Übergangspunkt, einen dritten Übergangspunkt und einen vierten Übergangspunkt umfasst; wobei sich die Spitzenkrümmung zwischen der Spitze und dem ersten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die erste Wandkrümmung zwischen dem ersten Übergangspunkt und dem zweiten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die zweite Wandkrümmung zwischen dem zweiten Übergangspunkt und dem dritten Übergangspunkt erstreckt und benachbart zu der ersten Wandkrümmung und der dritten Wandkrümmung ist; und wobei sich die dritte Wandkrümmung zwischen dem dritten Übergangspunkt und dem vierten Übergangspunkt erstreckt; wobei die erste Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konvex ist und Folgendes umfasst: einen ersten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 10-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine erste Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem zweiten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache der Einlagenhöhe beträgt, und eine erste Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav oder konvex ist und Folgendes umfasst: einen zweiten Wandkrümmungsradius, der etwa das 3- bis etwa 30-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine zweite Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem dritten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungstiefe etwa das 0,18- bis etwa 0,5-fache der Einlagenhöhe beträgt, und eine zweite Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die dritte Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav ist und Folgendes umfasst: einen dritten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die vertikale Entfernung zwischen der ersten Wandkrümmungshöhe und der zweiten Wandkrümmungshöhe größer als das 0,07-fache der Einlagenhöhe ist.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die zweite Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav ist.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die zweite Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konvex ist.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die Spitzenkrümmung in Bezug auf die Achse konkav ist und benachbart zu der ersten Wandkrümmung ist.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die Spitzenkrümmung einen Spitzenkrümmungsradius umfasst, der etwa das 0,03- bis etwa 0,12-fache der Einlagenhöhe beträgt.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die Spitzenkrümmung eine Spitzenkrümmungshöhe umfasst, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem ersten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt; wobei die Spitzenkrümmungshöhe etwa das 0,01-bis etwa 0,09-fache der Einlagenhöhe beträgt;
Einlage nach Anspruch 1, wobei die Einlage ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst, das/die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehed aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Messing, Wismut, Zink, Silber, Antimon, Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram, Tantal, Uran, Cadmium, Kobalt, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Gold, Platin, abgereichertem Uran, Titan, beliebige Legierungen davon und beliebige Gemische davon.
Einlage nach Anspruch 1, wobei die Einlage in der Hohlladung angeordnet ist.
Einlage nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,95 bis etwa 1,05 beträgt; wobei der erste Wandkrümmungsradius etwa das 1,5- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,16- bis etwa 0,33-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,52-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei der zweite Wandkrümmungsradius etwa das 10- bis etwa 18-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungstiefe das 0,25- bis etwa 0,44-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,52- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; und wobei der dritte Wandkrümmungsradius etwa das 1- bis etwa 3-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt.
Verfahren zum Perforieren eines Futterrohrs, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Trägers, der eine Hohlladung enthält; wobei die Hohlladung Folgendes umfasst: eine Ladungshülse, eine Explosivladung und eine Einlage; wobei die Einlage Folgendes umfasst: eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zu der Mitte der offenen Seite erstreckt, wobei die Einlage dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst: eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt; wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,90 bis etwa 1,10 beträgt; wobei die Einlagenwand eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung, eine dritte Wandkrümmung, einen ersten Übergangspunkt, einen zweiten Übergangspunkt, einen dritten Übergangspunkt und einen vierten Übergangspunkt umfasst; wobei sich die Spitzenkrümmung zwischen der Spitze und dem ersten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die erste Wandkrümmung zwischen dem ersten Übergangspunkt und dem zweiten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die zweite Wandkrümmung zwischen dem zweiten Übergangspunkt und dem dritten Übergangspunkt erstreckt und benachbart zu der ersten Wandkrümmung und der dritten Wandkrümmung ist; und wobei sich die dritte Wandkrümmung zwischen dem dritten Übergangspunkt und dem vierten Übergangspunkt erstreckt; wobei die erste Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konvex ist und Folgendes umfasst: einen ersten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 10-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine erste Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem zweiten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache der Einlagenhöhe beträgt, und eine erste Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav oder konvex ist und Folgendes umfasst: einen zweiten Wandkrümmungsradius, der etwa das 3- bis etwa 30-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine zweite Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem dritten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungstiefe etwa das 0,18- bis etwa 0,5-fache der Einlagenhöhe beträgt, und eine zweite Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die dritte Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav ist und Folgendes umfasst: einen dritten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt; Positionieren des Trägers in dem Futterrohr, das in einem Bohrloch angeordnet ist, das eine unterirdische Formation durchdringt; Detonieren der Hohlladung, um das Futterrohr zu perforieren, wodurch ein Futterrohrloch bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Träger in dem Futterrohr dezentralisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Träger eine Vielzahl von Hohlladungen umfasst; wobei die Hohlladungen zur Detonation gebracht werden, um das Futterrohr zu perforieren, um eine Vielzahl von Futterrohrlöchern bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Vielzahl von Hohlladungen so angeordnet ist, dass die Entfernung von mindestens zwei der einzelnen Hohlladungen aus der Vielzahl zu dem Futterrohr unterschiedlich ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die einzelnen Futterrohrlöcher aus der Vielzahl einen Futterrohrlochdurchmesser umfassen; wobei die Variation des Futterrohrlochdurchmessers in einem Bereich zwischen etwa 1 % bis etwa 8 % liegt.
System zum Perforieren eines Futterrohrs, das Folgendes umfasst: das Futterrohr und einen Träger, der in dem Futterrohr angeordnet ist und eine Hohlladung enthält; wobei die Hohlladung Folgendes umfasst: eine Ladungshülse, eine Explosivladung und eine Einlage; wobei die Einlage Folgendes umfasst: eine im Allgemeinen konische Form mit einer Spitze, einer offenen Seite, einer Einlagenwand, die eine Dicke umfasst, und einer Achse, die sich durch die Mitte der Einlage von der Spitze zu der Mitte der offenen Seite erstreckt, wobei die Einlage dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes umfasst: eine Einlagenhöhe, die sich in einer vertikalen Ebene von der Mitte der offenen Seite bis zu der Spitze erstreckt, einen Einlagenradius, der sich entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene an der offenen Seite der Einlage erstreckt und der sich von der Achse bis zu einer äußersten Kante der Einlagenwand erstreckt; wobei das Verhältnis der Einlagenhöhe zu dem Einlagendurchmesser etwa 0,90 bis etwa 1,10 beträgt; wobei die Einlagenwand eine Spitzenkrümmung, eine erste Wandkrümmung, eine zweite Wandkrümmung, eine dritte Wandkrümmung, einen ersten Übergangspunkt, einen zweiten Übergangspunkt, einen dritten Übergangspunkt und einen vierten Übergangspunkt umfasst; wobei sich die Spitzenkrümmung zwischen der Spitze und dem ersten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die erste Wandkrümmung zwischen dem ersten Übergangspunkt und dem zweiten Übergangspunkt erstreckt; wobei sich die zweite Wandkrümmung zwischen dem zweiten Übergangspunkt und dem dritten Übergangspunkt erstreckt und benachbart zu der ersten Wandkrümmung und der dritten Wandkrümmung ist; und wobei sich die dritte Wandkrümmung zwischen dem dritten Übergangspunkt und dem vierten Übergangspunkt erstreckt; wobei die erste Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konvex ist und Folgendes umfasst: einen ersten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 10-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine erste Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem zweiten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die erste Wandkrümmungstiefe etwa das 0,08- bis etwa 0,40-fache der Einlagenhöhe beträgt, und eine erste Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem zweiten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt; wobei die erste Wandkrümmungshöhe etwa das 0,35- bis etwa 0,59-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die zweite Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav oder konvex ist und Folgendes umfasst: einen zweiten Wandkrümmungsradius, der etwa das 3- bis etwa 30-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt, eine zweite Wandkrümmungstiefe, die die Entfernung entlang einer senkrecht zu der Achse verlaufenden horizontalen Ebene darstellt und die sich von dem dritten Übergangspunkt zu der Achse erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungstiefe etwa das 0,18- bis etwa 0,5-fache der Einlagenhöhe beträgt, und eine zweite Wandkrümmungshöhe, die die Entfernung entlang einer parallel zu der Achse verlaufenden vertikalen Ebene darstellt und sich senkrecht von dem dritten Übergangspunkt zu einer sich von der Spitze erstreckenden horizontalen Ebene erstreckt, wobei die zweite Wandkrümmungshöhe etwa das 0,45- bis etwa 0,69-fache der Einlagenhöhe beträgt; wobei die dritte Wandkrümmung in Bezug auf die Achse konkav ist und Folgendes umfasst: einen dritten Wandkrümmungsradius, der etwa das 1- bis etwa 5-fache der Länge der Einlagenhöhe beträgt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Träger in dem Futterrohr dezentralisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Träger eine Vielzahl von Hohlladungen umfasst; wobei die Vielzahl von Hohlladungen so angeordnet ist, dass die Entfernung von mindestens zwei der einzelnen Hohlladungen aus der Vielzahl zu dem Futterrohr unterschiedlich ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Einlage ein Metall oder eine Metalllegierung umfasst, das/die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Blei, Messing, Wismut, Zink, Silber, Antimon, Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram, Tantal, Uran, Cadmium, Kobalt, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Gold, Platin, abgereichertem Uran, Titan, beliebige Legierungen davon und beliebige Gemische davon.
System nach Anspruch 16, wobei die Explosivladung ein energetisches Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus [3-Nitrooxy-2,2-bis(nitrooxymethyl)propyl]nitrat; 1,3,5 -Trinitroperhydro-1,3,5 -triazin; Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocin; 1,3,5-Trinitro-2-[2-(2,4,6-trinitrophenyl)ethenyl]benzen; 2,6-Bis,bis(picrylamino)-3,5-dinitropyridin; 1,3,5-Trinitro-2,4,6-tripicrylbenzol, 2,2',2",4,4',4",6,6',6"- Nonanitro-m-terphenyl; und eine beliebige Kombination davon.