RU2710342C2

RU2710342C2 - Сборка головки детонатора, имеющая поворотную электрическую контактную составляющую

Info

Publication number: RU2710342C2
Application number: RU2016109329A
Authority: RU
Inventors: Кристиан АЙТШБЕРГЕР
Original assignee: Динаэнергетикс Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2019-12-25
Also published as: US9784549B2; CA3015102A1; RU2019137475A; US20170268860A1; US20180372466A1; US20190293398A1; RU2019137475A3; RU2016109329A3; CA2923860C; CA2923860A1; US10365078B2; CA3015102C; CN105986787B; US10982941B2; US10352674B2; US20160273902A1; US20190049225A1; CN105986787A; RU2016109329A; US10066921B2

Abstract

Группа изобретений относится к области разведки и добычи углеводородов, а именно к сборке головки детонатора скважинного перфоратора. Сборка головки детонатора содержит корпус, имеющий первый торец и второй торец, а также канал, проходящий между ними, при этом указанный корпус выполнен для герметизации деталей, расположенных ниже сборки головки детонатора внутри скважинного инструмента, и способен выдерживать давление, составляющее по меньшей мере около 20000 фунтов на квадратный дюйм (137,9 МПа), и электрическую контактную составляющую, проходящую через канал корпуса таким образом, что по меньшей мере часть данной электрической контактной составляющей выполнена с возможностью вращения вокруг своей оси. Электрическая контактная составляющая выполнена с возможностью электрической проводимости и подачи электрического сигнала и содержит множество контакторов, по меньшей мере один из которых расположен с возможностью скольжения внутри канала корпуса. Обеспечивается сохранение целостности электрического соединения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники

[0001] В данном документе в целом описана сборка головки детонатора, имеющая поворотную электрическую контактную составляющую, для скважинного инструмента, то есть любой части оборудования, которое применяется в скважине.

Уровень техники

[0002] При разведке и добыче углеводородов, таких как горючие полезные ископаемые (например, нефть) и природный газ, из подземных скважин, проходящих глубоко под поверхностью земли, различные скважинные инструменты помещают под поверхностью земли и иногда они включают в себя сложные машины и взрывные устройства. Примеры типов оборудования, применяемых в разведке и добыче, в частности, для бурения нефтяных скважин, включают каротажные приборы, а также системы и узлы перфорации скважин. Зачастую целесообразным бывает умение поддерживать давление в одной или более составляющих (то есть для обеспечения "барьера давления"), в случае, если необходимо убедиться в том, что флюид не попадает в узел скважинного перфоратора, например. Нередко встречается, что составляющие, такие как головка детонатора и инициатор, представляют собой составляющие таких узлов перфорации скважин, которые не выдерживают снижения давления.

[0003] При помещении в узел скважинного перфоратора одного или более инициаторов (как правило, детонатора или запала), как правило, требуется физическое подключение электрических проводов. Электрические провода, как правило, идут от поверхности земли вниз к узлу для перфорации скважин, и отвечают за прохождение с поверхности сигнала, необходимого для инициации воспламенения. Сигнал с поверхности, как правило, идет от поверхности земли по электрическим проводам, которые идут от поверхности земли к одному или более детонаторам, расположенным внутри узла скважинного перфоратора. Прохождение таких проводов через узел скважинного перфоратора, с сохранением перепада давления в отдельных составляющих, оказалось сложным.

[0004] Узел скважинного перфоратора требует компоновки множества деталей, которые, как правило, включают по меньшей мере следующие составляющие: корпус или внешний ствольный канал перфоратора, внутри которого расположено проводное электрическое соединение для сообщения с поверхности земли для инициации воспламенения, инициатор, детонирующий шнур, один или более зарядов, которые находятся во внутренней трубе, ленточное или подъемное устройство и, в случае необходимости, один или более детонаторов. Узел, как правило, содержит резьбовую сборку одной составляющей в другую посредством ввинчивания или вкручивания составляющих на место, при необходимости с помощью последовательного переходника. В связи с тем, что проводное электрическое соединение должно проходить через значительную часть узла скважинного перфоратора, оно легко перекручивается и изгибается в процессе компоновки. Кроме того, при применении проводного детонатора требуется соединение с электрическим проводом вручную, что приводит к ряду проблем. Из-за вращающейся компоновки частей, провода могут быть повреждены, то есть провода могут быть изношены, перекручены и/или изогнуты/порваны, или провода могут быть случайно отсоединены, или даже неправильного соединены по ошибке при монтаже, не говоря уже о вопросах безопасности, связанных с проводным соединением физически и вручную с готовыми к взрыву взрывчатыми веществами.

[0005] В соответствии с предшествующим уровнем техники и как показано на фиг. 1, изображена проводная головка детонатора 10' предшествующего уровня техники. В скважинном перфораторе головка детонатора 10' может применяться для обеспечения электрической и баллистической передачи (через проводное электрическое соединение 170', показанное с изоляцией 172', покрывающей один конец электрической контактной составляющей 20', которая проходит через корпус головки детонатора 10') к электрическому соединению соседнего скважинного перфоратора в ряду скважинных перфораторов, для такого количества единиц скважинных перфораторов, которое может потребоваться в зависимости от расположения подземного пласта нефти или газа. Такие сборки головки детонатора, как правило, оснащены неподвижными контакторами, выступающими из любого торца узла. Как правило, головку детонатора применяют для обеспечения электрического контакта или питания для передачи электрических сигналов инициатору или специальной системе переключения. В таких областях применения требуется герметическая сборка головки детонатора, которая должна оставаться герметичной даже при высоких температурах и давлениях, с которыми можно столкнуться в таких областях применения, как во время работы, так и после детонации скважинного перфоратора, например, такая герметизация, чтобы соседний скважинный перфоратор или прибор скважинного инструмента не наполнился скважинным флюидом или не подвергся давлению из ствола скважины. Поддержание перепада давления в таких приборах происходит с помощью применения резиновых деталей, в том числе уплотнительных колец 32' круглого сечения, резиновых буферов и тому подобного.

[0006] Такие сборки головки детонатора представляют собой обычные составляющие, в частности, если требуется колонна скважинных инструментов, а также представляют собой барьер или составляющую, через которые должны проходить электронные комплектующие и/или проводка (например, электрическая подача), и если существует необходимость в обеспечении таких комплектующих электрической передачей с сохранением перепада давления в составляющей, и без повреждения электрического соединения.

[0007] Усовершенствования в способе, которым осуществляются электрические соединения в этой отрасли, включают соединения, а также условия и порядок реализации, которые встречаются в принадлежащих одному и тому же правообладателю заявках на патент РСТ/ЕР 2012/056609 (в которой головка инициатора выполнена с возможностью легкого введения внешних проводов в разъем без заблаговременной зачистки проводов от изоляции) и РСТ/ЕР 2014/065752 (в которой предлагается беспроводной инициатор), которые включены в данный документ посредством ссылки в полном объеме.

[0008] Описанный в данном документе узел дополнительно решает проблемы, связанные с узлами предшествующего уровня техники, в том аспекте, что он относится, в одном варианте реализации изобретения, к узлу, который в условиях эксплуатации обеспечивает возможность усовершенствованной сборки с сохранением целостности электрического соединения, которое более подробно описано ниже.

Краткое описание

[0009] В одном варианте реализации изобретения предлагается сборка головки детонатора, которая содержит полый корпус, выполненный для герметизации составляющих, расположенных ниже сборки головки детонатора внутри скважинного инструмента, и способный выдерживать давление, составляющее по меньшей мере около 20000 фунтов на квадратный дюйм (137,9 МПа), а также электрическую контактную составляющую, проходящую через данный корпус таким образом, что по меньшей мере часть электрической контактной составляющей выполнена с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом электрическая контактная составляющая выполнена с возможностью электрической проводимости и подачи электрического сигнала.

[0010] В одном варианте реализации изобретения электрическая контактная составляющая содержит множество контакторов, которые расположены с возможностью скольжения внутри канала корпуса сборки головки детонатора.

[0011] В одном варианте реализации изобретения предлагается сборка головки детонатора в комбинации со скважинным инструментом.

Краткое описание фигур

[0012] Более конкретное описание, кратко описанное выше, будет представлено посредством ссылки на конкретные варианты реализации изобретения, которые иллюстрируются на прилагаемых графических материалах. Понимая то, что эти графические материалы изображают только типичные варианты реализации изобретения и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его объем, типовые варианты реализации изобретения будут описаны и разъяснены с дополнительной конкретизацией и подробностями с помощью прилагаемых графических материалов, на которых:

[0013] Фиг. 1 иллюстрирует вид в перспективе сборки головки детонатора в соответствии с предшествующим уровнем техники;

[0014] Фиг. 2 иллюстрирует вид в поперечном разрезе сборки головки детонатора в соответствии с одним аспектом изобретения;

[0015] Фиг. 3 иллюстрирует вид в перспективе с разрезом сборки головки детонатора фиг. 2;

[0016] Фиг. 4 иллюстрирует вид сбоку с частичным разрезом сборки головки детонатора, собранной в скважинном перфораторе в соответствии с одним аспектом изобретения; и

[0017] Фиг. 5 иллюстрирует вид в перспективе с частичным разрезом сборки головки детонатора, собранной в скважинном перфораторе в соответствии с одним аспектом изобретения.

[0018] Различные признаки, аспекты и преимущества указанных вариантов реализации изобретения станут более очевидными из следующего ниже подробного описания, наряду с прилагаемыми фигурами, на которых подобные ссылочные позиции представляют подобные составляющие на фигурах и по тексту. Различные описанные компоненты не обязательно вычерчены в масштабе, а вычерчены для того, чтобы подчеркнуть определенные особенности, относящиеся к вариантам реализации изобретения.

Подробное описание изобретения

[0019] Далее будут подробно рассмотрены различные варианты реализации изобретения. Каждый пример приведен посредством предоставления разъяснений, и не предназначен для ограничения, и не представляет собой определение всех возможных вариантов реализации изобретения.

[0020] В данном документе описана сборка головки детонатора в целом, и имеющая конкретное применение вместе со скважинным инструментом. В одном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора выполнена с возможностью применения с каротажным прибором или скважинном перфоратором, в частности, для бурения нефтяных скважин. Сборка головки детонатора относится к электрической контактной составляющей, расположенной внутри своего корпуса, при этом по меньшей мере часть электрической контактной составляющей выполнена с возможностью вращения вокруг своей оси, без нарушения ее способности обеспечивать барьер для давления и флюида.

[0021] Со ссылкой на фиг. 2 предлагается сборка головки детонатора 10, и она дополнительно выполнена для герметизации деталей, расположенных ниже сборки головки детонатора 10 внутри скважинного инструмента. В одном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора 10 выполнена в виде головки детонатора для изоляции давления и выполнена с возможностью выдерживать давление, составляющее по меньшей мере около 20000 фунтов на квадратный дюйм (137,9 МПа). В одном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора 10 выполнена с возможностью выдерживать давление, составляющее по меньшей мере около 30000 фунтов на квадратный дюйм (275,8 МПа). Сборка головки детонатора 10 содержит полый корпус 12, имеющий первый торец 13 и второй торец 14, а также канал 17, проходящий между ними. Дополнительно предусмотрено, что корпус 12 содержит первую часть 15 корпуса, выступающую из первого торца 13 к центру корпуса 12, и вторую часть 16 корпуса, выступающую из второго торца 14 к центру корпуса 12. В то время как предполагается, что корпус может быть выполнен из термопластических материалов (или других неэлектропроводных материалов), возможно, чтобы корпус 12 был выполнен из других материалов, таких как металл (например, алюминий с непроводящим покрытием). Хотя изображено, будто первая часть 15 корпуса и вторая часть 16 корпуса являются примерно одинакового размера или же имеют равномерные пропорции, предполагается, что эти части корпуса могут быть различными по размеру или же непропорциональными.

[0022] Корпус 12 может быть сформирован как единый элемент или составляющая. Способы формирования корпуса 12 в виде единого элемента включают, без ограничения ими, литье под давлением и обточку составляющей из цельного блока материала. В одном варианте реализации изобретения отлитый под давлением корпус 12 образует твердый материал, в котором, как правило, термопластичный материал в мягкой или податливой форме может обтекать электрическую контактную составляющую 20 в процессе литья под давлением.

[0023] Корпус 12 содержит внешнюю поверхность 30, которая выполнена с возможностью размещения в переходной муфте 150, который более подробно описан ниже. Внешняя поверхность 30, как правило, содержит один или более кольцевых пазов 31, которые выполнены с возможностью размещения внешнего уплотнительного элемента 32 таким образом, чтобы герметизировать составляющие, расположенные ниже сборки головки детонатора 10, и выдерживать высокие давления, типичные для забоев скважин.

[0024] В соответствии с одним аспектом изобретения канал 17 проходит через полый корпус 12, вдоль оси А-А и, как правило, в центре корпуса, и может изменяться в диаметре по всей длине корпуса. С конкретной ссылкой на фиг. 2 канал 17 может содержать три секции или части различного диаметра, хотя канал 17 может быть выполнен с одной, двумя, тремя или более секциями. Как показано на фиг. 2 и в одном варианте реализации изобретения, канал 17 содержит торцевую часть 17а канала, проходящую через каждую из: первую часть 15 корпуса и вторую часть 16 корпуса, центральную часть 17б канала и средние части 17в канала, проходящие между центральной частью 17б канала и торцевыми частями 17а канала для глубины или длины С. Длину С выбирают для оптимизации функциональности подвижных составляющих, которые более подробно описаны ниже. Как показано в данном документе и в одном варианте реализации изобретения, каждая торцевая часть 17а канала имеет меньший радиус, чем соответствующая средняя часть 17в канала, в то время как центральная часть 17б канала имеет больший радиус, чем средние части 17в канала.

[0025] Сборка головки детонатора 10 дополнительно содержит электрическую контактную составляющую 20, проходящую через канал 17 корпуса 12 таким образом, что по меньшей мере часть электрической контактной составляющей 20 выполнена с возможностью вращения вокруг своей оси А-А. Таким образом, сборка головки детонатора 10 имеет поворотную электрическую контактную составляющую 20. Электрическая контактная составляющая 20 выполнена с возможностью электрической проводимости и подачи электрического сигнала. Таким образом, электрическая контактная составляющая 20 может быть выполнена из любого подходящего электропроводного материала.

[0026] Электрическая контактная составляющая 20 может содержать одну или более из следующих составляющих: контактор 21 или провод (не показано), смещающий элемент 50 и/или центральную часть 40. Любому специалисту в данной области техники будет понятно, что, несмотря на то, что используются такие термины, как "центральный", такие термины используются для описания расположения некоторых составляющих по отношению к другим составляющим. Несмотря на то, что составляющая может быть расположена в буквальном смысле в центре, также предполагается, что расположение указанных составляющих может быть децентрализовано без ущерба для предусмотренного назначения.

[0027] В одном варианте реализации изобретения и с конкретной ссылкой на фиг. 1 и 2 электрическая контактная составляющая 20 содержит один или более контакторов 21, проводное соединение (не показано) или их комбинации. Иными словами, можно выполнить монтаж сборки головки детонатора 10 в соответствии с одним из аспектов изобретения, в котором контактор 21 заменен проводом, например, на первом конце 22. Несмотря на то, что это может ограничивать возможность применения по назначению, то есть свободно вращаться внутри головки детонатора с избеганием переплетения, изгиба или иного повреждения провода (и, соответственно, электрического сигнала), тем не менее наличие одной поворотной электрической контактной составляющей, выступающей из конца сборки головки детонатора 10, может быть предпочтительнее по сравнению с имеющимися в настоящее время сборками.

[0028] В соответствии с одним аспектом изобретения электрическая контактная составляющая 20 может содержать множество контакторов 21, и каждый из данных контакторов 21 содержит первый конец 22 и второй конец 23. В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один из контакторов 21 расположен с возможностью скольжения внутри канала 17 корпуса 12. В одном варианте реализации изобретения контактор содержит головку 26 контактора, выступающую из корпуса 27 контактора. Как правило, контактор может содержать концевую контактную часть 28, выступающую из корпуса 27 контактора, расположенную напротив головки 26 контактора, для содействия удобству электрического соединения.

[0029] Как проиллюстрировано на фиг. 2 и 3, сборка головки детонатора 10 изображенного варианта реализации изобретения содержит первый контактор 24, расположенный по меньшей мере частично внутри первой части 15 корпуса и выступающий из первого торца 13 к наружной или внешней поверхности 30 сборки 10, в то время как второй контактор 25 расположен по меньшей мере частично внутри второй части 16 корпуса и выступает из второго торца 14 к внешней поверхности 30 сборки 10.

[0030] В одном варианте реализации изобретения центральная часть 17б канала, как правило, выполнена с возможностью размещения центральной части 40 электрической контактной составляющей 20, в то время как средняя часть 17в канала, как правило, выполнена с возможностью размещения головки 26 контактора и/или смещающих элементов 50 электрической контактной составляющей 20. В одном варианте реализации изобретения центральная часть 40 и множество смещающих элементов 50 (таких как цилиндрическая винтовая пружина) расположены внутри канала 17 корпуса 12 со смещающими элементами, прилегающими по меньшей мере к части центральной части 40. В одном варианте реализации изобретения центральная часть 40 электрической контактной составляющей 20 содержит дискообразное тело в центре 41 и плечи 42, исходящие из него.

[0031] Как изображено на фиг. 2 и 3 и в одном варианте реализации изобретения, центральная часть 17б канала 17 содержит углубленную часть 18, которая утоплена в центральной части канала и выполнена с возможностью размещения уплотнительного элемента 19 канала. Это уплотнение поможет сохранить целостность сборки головки детонатора 10 для герметизации и поддержания давления в узле, как более подробно описано ниже.

[0032] Как показано в данном документе, множество смещающих элементов 50 содержит первый смещающий элемент 51 и второй смещающий элемент 52. Первый смещающий элемент 51 расположен внутри канала 17 первой части 15 корпуса 12, а второй смещающий элемент 52 расположен внутри канала 17 второй части 16 корпуса 12. Более конкретно и в этом варианте реализации изобретения смещающие элементы 50 расположены внутри средней части 17в канала. В альтернативном варианте реализации изобретения множество смещающих элементов 50 прилегает к центральной части 40, и каждый из указанных смещающих элементов 50 прилегает по меньшей мере к одному из контакторов 21. В одном варианте реализации изобретения первый контактор 24 прилегает к первому смещающему элементу 51, а второй контактор 25 прилегает ко второму смещающему элементу 52. Кроме того, предполагается, что можно обеспечивать возможность жесткого соединения между по меньшей мере одним из: первым контактором 24 и первым смещающим элементом 51 или вторым контактором 25 и вторым смещающим элементом 52.

[0033] В соответствии с одним аспектом изобретения головка 26 контактора имеет такой размер, чтобы она могла проскальзывать внутрь средней части 17в канала 17 корпуса 12. Таким образом, в типовой компоновке, головка 26 контактора может иметь увеличенный радиус по сравнению с радиусом корпуса 27 контактора. Таким образом, головка 26 контактора будет размещаться внутри средней части 17в канала, в то время как корпус 27 контактора проходит через торцевую часть 17а канала первого или второго торца 13, 14, соответственно.

[0034] В процессе работы контакторы 21 способны совершать вращение или поворачиваться, или крутиться, или завиваться (каждое действие из которых является функцией, в общем называемой в данном документе как "вращение", "поворотный", "поворот") вокруг своей оси А-А, как показано стрелками D, и способны вращаться или поворачиваться в любом направлении. Эта способность вращаться, или быть повернутой, вокруг своей оси может быть очень полезной во время процедуры загрузки аппаратных средств скважинного инструмента 100, таких как скважинный перфоратор, где перекручивание электрического кабеля, прикрепленного к сборке головки детонатора 10 (как правило, изогнутого или спаянного) иным образом, вызвало бы непреднамеренное выламывание кабельного соединения. Описанная в данном документе функция вращения обеспечивает возможность по меньшей мере частям электрической контактной составляющей 20 вращаться без создания в кабеле натяжения с местом фиксации. Кроме того, смещающие элементы 50 также могут компенсировать неблагоприятное наложение допусков в скважинном перфораторе 100.

[0035] Как показано в данном документе, ось А-А контакторов 21 совпадает с осью А-А корпуса 12. Кроме того, контакторы 21 способны скользить назад и вперед в направлении, показанном стрелками В, и такое движение ограничено смещающими элементами 50. На практике контактор выполнен с возможностью движения в полый корпус и из него, при этом с ограничением выхода из корпуса 12 за счет меньшего внутреннего диаметра торцевых частей 17а канала, и способностью сжимать смещающие элементы 50, так как элементы 50 прижимаются к центральной части 40. Предполагается, что толщина каждого из: первого торца 13 и второго торца 14 имеет размер, достаточный для того, чтобы останавливать или удерживать по меньшей мере часть контактора 21, и в одном варианте реализации изобретения, чтобы останавливать или удерживать головку 26 контактора внутри средней части 17в канала. В альтернативном варианте можно прикрепить или иным образом присоединить (а не состыковать) каждую из составляющих электрической контактной составляющей 20 друг к другу (не показано). Иными словами, на одном конце электрической контактной составляющей 20, первый контактор 24 может быть прикреплен к первому смещающему элементу 51, который прикреплен к центральной части 40, в то время как на другом конце составляющей, второй контактор 25 может быть прикреплен ко второму смещающему элементу 52, который прикреплен к центральной части 40. Таким образом, нет необходимости обеспечивать возможность, чтобы первый торец 13 и второй торец 14 оставались в узле внутри корпуса 12.

[0036] В одном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора 10 способна поддерживать более высокое давление в первом торце 13 корпуса 12 по сравнению со вторым торцом 14 корпуса 12, как показано в одном варианте реализации изобретения, например, на фиг. 5. В данном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора 10 расположена внутри скважинного инструмента 100, в данном случае внутри скважинного перфоратора. Любой из указанных выше признаков сборки головки детонатора 10 применим в скважинном инструменте 100, в том числе в сборке головки детонатора 10.

[0037] В данном документе изображена только часть скважинного инструмента 100, в том числе последовательный уплотняющий переходник или переходная муфта 150, где сборка головки детонатора 10 показана как сборка внутри скважинного перфоратора 100. В одном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора 10 выполнена с возможностью размещения внутри последовательного уплотняющего переходника 150. Переходная муфта 150 выполнена с возможностью изоляции внутренних составляющих внутри корпуса скважинного перфоратора от внешней среды с помощью различных средств герметизации. Последовательный уплотняющий переходник 150 изолирует соседние узлы для перфорации скважин (не показано) друг от друга, и размещает сборку головки детонатора 10. Как показано в данном документе, проводное электрическое соединение 170 подключено к первому концу 22 электрической контактной составляющей 20 сборки головки детонатора 10 с помощью первого контактора 24 (не показано). Изоляция 172 покрывает первый контактор 24 и в одном варианте реализации изобретения обеспечивает покрытие или изолирующий элемент, как правило, с помощью термоусадки, по всей поверхности соединительных проводов проводного электрического соединения 170.

[0038] В одном варианте реализации изобретения, как, в частности, показано на фиг. 4 и 5, сборка головки детонатора 10 служит для передачи электрического сигнала через электрическую контактную составляющую 20 к инициатору 140, такому как детонатор или запал. В частности, и как показано на фиг. 5, второй контактор 25 находится в контакте с пружинным электрическим контактом, который подключен к инициатору 140 (не показано). В одном варианте реализации изобретения и как показано в данном документе, первый контактор 24 (смотри, например, фиг. 2, и который покрыт изоляцией 172 на фиг. 5) выполнен с возможностью подключения к проводному электрическому соединению 170, а второй контактор 25 выполнен с возможностью беспроводного электрического соединения с электрическим контактом, таким как электрическая контактная составляющая 142 детонатора, для передачи электрического сигнала. В альтернативном варианте реализации изобретения второй контактор 25 выполнен с возможностью беспроводного электрического соединения с электрическим контактом инициатора 140.

[0039] В одном варианте реализации изобретения сборка головки детонатора 10 обеспечивает усовершенствованное устройство для применения при беспроводном подключении - то есть, без необходимости прикреплять, обжимать, обрезать или иным образом физически и вручную подключать внешние провода к составляющей. Скорее, одно или более подключений могут быть выполнены беспроводным способом, просто посредством состыковки, например, электрически контактирующих составляющих. Для ясности, термин "беспроводной" не относится к соединению WiFi, а скорее относится к приспособлению, способному передавать электрические сигналы через электрические комплектующие без подключения внешних проводов к составляющей.

[0040] В одном варианте реализации изобретения предлагается сборка головки детонатора 10, выполненная с возможностью помещения в скважинный инструмент 100 с минимальным усилием. В частности, сборка головки детонатора 10 выполнена с возможностью применения в скважинном инструменте 100 и получения электрически контактирующего электрического соединения с инициатором 140 или другим скважинным устройством, например, для передачи электрического сигнала без необходимости подключения физически и вручную, резки или обжима проводов, необходимых для проводного электрического соединения.

[0041] Проиллюстрированные составляющие и способы не ограничиваются конкретными описанными в данном документе вариантами реализации изобретения, а скорее, признаки, проиллюстрированные или описанные как часть одного варианта реализации изобретения, можно применять к другим вариантам реализации изобретения или в сочетании с ними для получения еще одного варианта реализации. Предполагается включение таких модификаций и вариаций. Кроме того, описанные в указанном способе этапы могут быть использованы независимо и отдельно от других этапов, описанных в данном документе.

[0042] В то время как устройство и способ были описаны со ссылкой на предпочтительные варианты реализации изобретения, специалистам в данной области техники следует понимать, что могут быть внесены различные изменения, и могут быть использованы эквиваленты для замены их элементов без отхода от объема данного изобретения. Кроме того, может быть выполнено множество модификаций с целью адаптации конкретной ситуации или материала к идеям данного изобретения без отхода от его основного объема. В интересах краткости и ясности, и без необходимости повторять все такие признаки, следует понимать, что любой признак, относящийся к одному варианту реализации изобретения, подробно описанному в данном документе, может также присутствовать в альтернативном варианте реализации изобретения. В качестве примера, специалисту в данной области техники будет понятно, что если в одном варианте реализации изобретения описано, что электрическая контактная составляющая 20 получена из электропроводного материала, эта электрическая контактная составляющая 20, описанная в альтернативном варианте реализации изобретения, также получена из электропроводного материала, без необходимости повторять все такие признаки.

[0043] В данном описании и приведенной ниже формуле изобретения будет сделана ссылка на ряд терминов, которые имеют следующие значения. Единственное число включает ссылку на множественное число, если из контекста явно не следует иное. Кроме того, ссылки на "один вариант реализации изобретения" не должны быть истолкованы как исключающие существование альтернативных вариантов реализации изобретения, которые также включают перечисленные признаки. Такие термины, как "первый", "второй" и т.д. используются для того, чтобы отличать один элемент от другого, и если не указано иное, не предназначены для обозначения определенного порядка или числа элементов.

[0044] При использовании по тексту данного документа, термины "может" и "может быть" указывают на возможность вхождения в совокупность обстоятельств; обладание конкретным свойством, характеристикой или функцией; и/или характеризуют другой глагол, выражая одно или более из способности, возможности или вероятности, связанных с подходящим глаголом. Соответственно, использование "может" и "может быть" означает, что измененный термин, по-видимому, является уместным, исчерпывающим или подходящим для указанного свойства, функции или применения, при этом принимая во внимание, что в некоторых обстоятельствах измененный термин может иногда не являться уместным, исчерпывающим или подходящим. Например, в некоторых обстоятельствах можно ожидать какое-либо событие или свойство, в то время как в других обстоятельствах данное событие или свойство не может произойти - это различие отражено терминами "может" и "может быть".

[0045] Как используют в формуле изобретения, слово "содержит" и его грамматические варианты также логически подразумевают и включают фразы меняющейся и отличающейся степени, такие как, например, без ограничения ими, "состоящий по сути из" и "состоящий из".

[0046] Достижения в области науки и техники могут сделать возможными эквиваленты и замены, которые не рассматриваются в данный момент по причине неточности изложения; эти варианты должны охватываться прилагаемой формулой изобретения. Это письменное описание использует примеры, в том числе лучший вариант, а также дает возможность любому специалисту в данной области техники применять на практике, в том числе создавая и применяя любые устройства или системы, и выполняя любые включенные способы. Патентоспособный объем изобретения определен формулой изобретения, и может включать другие примеры, которые придут на ум специалистам в данной области техники. Предполагается, что такие другие примеры находятся в пределах объема формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, которые не отличаются от буквального изложения формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения формулы изобретения.

Claims

1. Сборка головки детонатора, содержащая:

корпус, имеющий первый торец и второй торец, а также канал, проходящий между ними, при этом указанный корпус выполнен для герметизации деталей, расположенных ниже сборки головки детонатора внутри скважинного инструмента, и способен выдерживать давление, составляющее по меньшей мере около 20000 фунтов на квадратный дюйм (137,9 МПа); и

электрическую контактную составляющую, проходящую через канал корпуса таким образом, что по меньшей мере часть данной электрической контактной составляющей выполнена с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом электрическая контактная составляющая выполнена с возможностью электрической проводимости и подачи электрического сигнала, при этом электрическая контактная составляющая содержит множество контакторов, причем по меньшей мере один из контакторов расположен с возможностью скольжения внутри канала корпуса.

2. Сборка головки детонатора по п. 1, отличающаяся тем, что электрическая контактная составляющая содержит один или более контакторов, проводное соединение или их комбинации.

3. Сборка головки детонатора по п. 1, отличающаяся тем, что электрическая контактная составляющая дополнительно содержит центральную часть, расположенную внутри канала корпуса, и множество смещающих элементов, прилегающих к центральной части, и, кроме того, каждый из указанных смещающих элементов прилегает по меньшей мере к одному из контакторов.

4. Сборка головки детонатора по п. 3, отличающаяся тем, что множество смещающих элементов содержит первый смещающий элемент и второй смещающий элемент и, кроме того, первый смещающий элемент расположен внутри канала в первой части корпуса, а второй смещающий элемент расположен внутри канала во второй части корпуса.

5. Сборка головки детонатора по п. 4, отличающаяся тем, что множество контакторов содержит первый контактор и второй контактор, при этом первый контактор прилегает к первому смещающему элементу, а второй контактор прилегает ко второму смещающему элементу.

6. Сборка головки детонатора по п. 5, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из первого контактора и второго контактора жестко соединен с первым смещающим элементом и вторым смещающим элементом соответственно.

7. Сборка головки детонатора по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что первый контактор выполнен с возможностью подключения к проводному электрическому соединению, а второй контактор выполнен с возможностью беспроводного электрического соединения с электрическим контактом.

8. Сборка головки детонатора по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что первый контактор выполнен с возможностью подключения к проводному электрическому соединению, а второй контактор выполнен с возможностью беспроводного электрического соединения с электрическим контактом инициатора.

9. Сборка головки детонатора по любому из пп. 4-6, отличающаяся тем, что канал содержит торцевую часть канала, проходящую через каждую из: первую часть корпуса и вторую часть корпуса, при этом торцевая часть канала имеет меньший радиус, чем средняя часть канала.

10. Сборка головки детонатора по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что каждый из множества контакторов содержит корпус контактора и головку контактора, выступающую из корпуса контактора.

11. Сборка головки детонатора по п. 9, отличающаяся тем, что каждый из множества контакторов содержит корпус контактора и головку контактора, выступающую из корпуса контактора, а внешний диаметр головки контактора имеет такой размер, чтобы она могла проскальзывать внутрь средней части канала корпуса.

12. Скважинный инструмент, содержащий: последовательный уплотняющий переходник; и

сборку головки детонатора, выполненную с возможностью размещения внутри последовательного уплотняющего переходника, а также герметизации деталей, расположенных ниже сборки головки детонатора внутри скважинного инструмента, и способности выдерживать давление, составляющее по меньшей мере около 20000 фунтов на квадратный дюйм (137,9 МПа), при этом сборка головки детонатора содержит:

корпус, имеющий первый торец и второй торец, а также канал, проходящий между ними, и

электрическую контактную составляющую, проходящую через корпус таким образом, что по меньшей мере часть данной электрической контактной составляющей выполнена с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом электрическая контактная составляющая выполнена с возможностью электрической проводимости и подачи электрического сигнала, при этом электрическая контактная составляющая сборки головки детонатора содержит множество контакторов и по меньшей мере один из контакторов расположен с возможностью скольжения внутри канала корпуса.

13. Скважинный инструмент по п. 12, отличающийся тем, что сборка головки детонатора дополнительно содержит центральную часть, расположенную по центру внутри канала корпуса, и множество смещающих элементов, прилегающих к центральной части, при этом множество смещающих элементов содержит первый смещающий элемент, расположенный внутри канала в первой части корпуса, и второй смещающий элемент, расположенный внутри канала во второй части корпуса, и при этом множество контакторов содержит первый контактор, прилегающий к концу первого смещающего элемента напротив центральной части, и второй контактор, прилегающий к концу второго смещающего элемента напротив центральной части.

14. Скважинный инструмент по п. 13, отличающийся тем, что первый контактор выполнен с возможностью подключения к проводному электрическому соединению, а второй контактор выполнен с возможностью беспроводного электрического соединения с электрическим контактом инициатора.

15. Скважинный инструмент по п. 13 или 14, отличающийся тем, что канал содержит торцевую часть канала, проходящую через каждую из: первую часть корпуса и вторую часть корпуса, при этом торцевая часть канала имеет меньший радиус, чем средняя часть канала.

16. Скважинный инструмент по п. 15, отличающийся тем, что каждый из множества контакторов содержит корпус контактора и головку контактора, выступающую из корпуса контактора, а внешний диаметр головки контактора имеет такой размер, чтобы она могла проскальзывать внутрь средней части канала корпуса.