通用即插即用的射孔串联件的制作方法

通用即插即用的射孔串联件
1.分案申请
2.本技术是申请日为2019年11月27日，申请号为201980003479.5，标题为“通用即插即用的射孔串联件”的发明申请的分案申请。
技术领域
3.本技术要求于2018年11月29日递交的美国临时申请号为62/773,044的美国临时申请的优先权。

背景技术：

4.通常，当完成地下开采以从地下油藏生产流体、矿物或气体时，作为钻井，勘探和完井过程的一部分，将若干种的管道设置在井下。这些管道可以包括套管、管、管道、衬套，和由多种类型的管道向井下输送的装置。每个井都是独特的，因此可以出于多种目的将不同管道的组合放到井中。
5.地下层或地下井穿越一个或多个地层。地层是包含一种或多种成分的岩石体或岩层。该地层被视为连续体。在地层内可能存在烃类沉积物。通常，将从地面位置钻出井眼，在感兴趣的地层中设置孔。完井设备将放置到位，包括套管、管道，和其他所需的井下设备。用射孔对套管和地层进行射孔是本领域中公知的用于从井眼接近地层内的烃类沉积物的方法。
6.使用成型弹药对地层进行射孔是油井完井的众所周知的方法。成型弹药是一种设备的技术术语，其在爆炸时会产生集中的输出、高能输出，和/或高速射流。这部分是通过与相邻衬套结合的的几何形状来实现的。通常，成型弹药包含金属壳体，该金属壳体包括具有凹形形状的爆炸材料，其在内表面上具有薄的金属衬套。可使用多种材料作为衬套；一些较常见的金属包括黄铜、铜、钨，和铅。爆炸时，衬套金属被挤压成超热超高压的射流，其能够穿透金属、混凝土，和岩石。射孔弹药通常成组使用。这些射孔弹药组通常在称为射孔的组件中保持在一起。射孔有多种类型，例如带状、囊状、端塞，和消耗性的中空载体。
7.射孔弹药通常是通过引爆的，该位于每个弹药箱顶点处的引火孔附近。通常，终止于射孔的末端附近。在这种结构中，射孔一端的引爆器可引爆射孔中的所有射孔弹药，并继续弹道传递至射孔的另一端。以这种方式，可以用一个引爆器将所有端对端连接的射孔引爆。
8.通常由引爆器触发的起爆。该引爆器可通过多种方式致动，包括但不限于，电子式、液压式，和机械式。
9.消耗性中空载体射孔通常是由标准尺寸的钢管制造的，管端的两端各有内螺纹/母螺纹。带螺纹端(pin ended)适配器或联接件，其具有外螺纹/公螺纹的，螺接的一端或两端。这些联接件(sub)可将射孔联接在一起，将射孔联接至其他工具，例如固定工具和轴环定位器，并将引爆器联接至射孔。联接件通常装有电子组件、机械组件，或弹
道组件，用于启用或控制射孔和其他组件。
10.射孔通常具有圆柱状的体，和装填射孔弹的弹药管或装弹管。身通常由金属制成并且是圆柱形的。弹药管可以成型为管状、带状，或链状。弹药管包含称为弹药孔的切口，以容纳成型弹药。
11.通常最好减少要引入井眼的任何工具的总长度。除其他潜在的好处外，减小的工具长度还减少了在压力下将工具引入井眼所需的润滑器的长度。另外，还希望减小工具长度，以适应高度倾斜的井或水平井中的弯拐。通常还优选地减少必须在井场使用的工具组件，因为井场通常是恶劣的环境，其中对现场工人有许多干扰和要求。
12.在石油和天然气工业中，电引爆器通常用于在井下引爆不同的高能装置。最常见的是使用50欧姆电阻的引爆器。其他引爆器和电子开关结构也很常见。

技术实现要素：

13.示例实施例可包括串联联接件，用于将一个或多个射孔联接在一起，该串联联接件包括圆柱形的主体，其具有第一端、第二端，和中空的内孔，其中，该第一端是带螺纹端部(pinned end)，其被适配以联接至第一射孔壳体的盒端；其中，该第二端是带螺纹端部，其被适配以联接至第二射孔壳体的盒端；其中，该内孔被适配以包含即插即用的弹药筒组件，当从导线接收电命令时，该弹药筒组件能够引爆。
14.示例实施例的变型可包括串联联接件，该串联联接件还包括弹药筒组件，该弹药筒组件设置在中空的内孔中，该弹药筒组件还包括圆柱形的主体、远端以及接触弹簧，该圆柱形的主体容纳电开关及电路板，该远端具有，该接触弹簧用于将组件联接至信号导线。可包括进给贯穿盘，其设置在该中空的内孔中，与进给贯穿体联接。可包括进给贯穿盘，其具有用于电导线的贯穿孔。该进给贯穿体可具有用于将电导线连接至该盘的装置，由此将电导线电联接至该进给贯穿体。接触弹簧可联接至进给贯穿体。该进给贯穿体可具有中空的贯穿孔，该贯穿孔适配以包含彼此相邻的扩爆器和。用于将电导线与该进给贯穿体电联接的装置，可以是该进给贯穿体上的径向线槽，该导线的裸露端缠绕该径向线槽。用于将电导线与该进给贯穿体电联接的装置，可以是切向通孔，该导线的裸露端缠绕并贯穿该切向通孔。用于将电导线与该进给贯穿体电联接的装置可以是金属螺钉，该金属螺钉夹持电导线的裸露端，抵靠金属插入件，该金属插入件还与接触弹簧联接。
15.示例实施例还可包括一种射孔串联体，该射孔串联体包括，第一射孔和用于连接一个或多个射孔的第一串联联接件，该第一射孔具有上井孔盒端，下井孔盒端，通过连接在一起的多个成型弹药，以及设置在其中的导线，该导线从上井端穿行至下井端；该第一串联联接件联接至第一射孔的下井端，还包括圆柱形的主体，该圆柱形的主体具有第一端、第二端，和中空的内孔；其中该第一端是带螺纹端部，其被适配以联接至第一射孔壳体的盒端；其中，该第二端是带螺纹端部，其被适配以联接至第二射孔壳体的盒端；并且，其中，该内孔被适配以包含即插即用的弹药筒组件，当从该导线接收电命令时，该弹药筒组件能够引爆该第一射孔的。
16.示例实施例的变型可包括，串联联接件，该串联联接件具有设置在中空内孔内的弹药筒组件，该弹药筒还包括圆柱形的主体壳体、电开关、电路板、具有的远端，以及接触弹簧，该接触弹簧用于将组件电联接至信号导线。可包括进给贯穿盘，其
设置在中空的内芯中，与进给贯穿体联接。进给贯穿盘可具有用于导线的贯穿孔。该进给贯穿体可具有用于将电导线联接至该盘的装置，由此使电导线与该进给贯穿体形成电联接。接触弹簧可联接至进给贯穿体。该进给贯穿体可具有中空的贯穿孔，该贯穿孔适配以包含彼此相邻的扩爆器和。用于将电导线与该进给贯穿体电联接的装置，可以是进给贯穿体上的径向线槽，电导线的裸露端缠绕该径向线槽。用于将电导线与该进给贯穿体电联接的装置，可以是切向通孔，导线的裸露端缠绕该切向通孔。用于将电导线与该进给贯穿体电联接的装置，可以是金属螺钉，该金属螺钉夹持该电导线的裸露端，抵靠金属插入件，该金属插入件还与接触弹簧联接。射孔串联体可包括第二射孔，该第二射孔具有上向盒端(uphole box end)、下向盒端、多个成型弹药，和设置在其中的第二导线，该多个成型弹药与第二连接在一起，该第二导线从上向端穿行至下孔向端。其可包括第二串联联接件，该第二串联联接件联接至第二射孔的下向(downhole)端，该第二串联联接件还包括圆柱形的主体，该圆柱形的主体具有第一端、第二端，和中空的内孔；其中该第一端是带螺纹端部，其被适配以联接至第二射孔壳体的盒端；其中，该第二端是带螺纹端部，其被适配以联接至第三射孔壳体的盒端；其中，该内孔被适配以包含即插即用的弹药筒组件，当从第二导线接收电命令时，该弹药筒组件能够引爆。
17.一个示例实施例可包括一种用于导爆射孔的方法，该方法包括，将第一射孔联接至串联联接件，其中，该串联联接件包含即插即用的弹药筒；将信号线从第一射孔连接至串联联接件；将第一射孔置于井下预定位置处，以对井眼的期望位置进行射孔；通过向串联联接件发送点火命令，来引爆第一射孔，并从井眼移除该第一射孔。
18.其可包括，将第二射孔联接至串联联接件。其可包括，将第二串联联接件联接至第二射孔，并将第二信号线从第二射孔连接至第二串联联接件。其可包括将第二射孔置于井眼中的下向的第二预定位置处。可包括通过向第二串联联接件发送点火命令来引爆第二射孔。
附图说明
19.为了对本发明进行透彻的理解，以下结合附图对优选实施例进行详细描述，其中在附图的全部若干附图中，相同的附图标记表示相同或类似的元素。简要地：
20.图1a示出了一个实施例的通用串联适配件的截面的侧视图，其带有基于弹药筒的触发系统，该触发系统联接于两个射孔组件之间；
21.图1b示出了一个实施例的通用串联适配件的截面的侧视图，其带有基于弹药筒的触发系统；
22.图2示出了一个实施例的通用串联适配件的截面的侧视图，其带有基于弹药筒的触发系统，该触发系统联接于两个射孔组件之间；
23.图3示出了一个实施例的通用串联适配件的截面的侧视图，其带有基于弹药筒的触发系统，该触发系统联接于两个射孔组件之间；
24.图4示出了一个事实例的上端适配件的侧视图；
25.图5示出了一个实施例的通用串联适配件的截面的侧视图，其带有基于弹药筒的触发系统，该触发系统联接于两个射孔组件之间；
26.图6示出了一个实施例的进给贯穿盘组件的横截面侧视图。
具体实施方式
27.在以下描述中，为了简洁、清楚，和示例，使用了某些术语。因此，没有隐含任何不必要的限制，并且这些术语仅用于描述目的，并且旨在进行广义解释。本文描述的不同的装置、系统，和方法步骤可以单独使用，或与其他装置、系统，和方法步骤组合使用。可以预期，在所附权利要求书的范围内，各种等同物、替代物和变型是可能的。
28.图1a和1b中示出了组件100的示例实施例，该组件包括第一射孔组件122和第二射孔组件123，它们经由串联联接件110联接在一起。在此示例中，第一射孔组件122和第二射孔组件123为盒接盒(box-by-box)端，这意味着每个组件的两个连接端均具有内螺纹连接。
29.第一射孔组件122包括121，该121联接至成型弹药和贯穿电导线120。第二射孔组件123包括进给贯穿组件124，该进给贯穿组件124联接至弹药管并与串联联接件110紧密接触。
30.串联联接件110具有螺纹对螺纹(pin-by-pin)连接部，这意味着它在两个连接端均具有外螺纹。串联联接件110包括内孔，该内孔包含设置在其中的弹药筒组件130。该弹药筒组件130包括设置在接触弹簧132内的131。该131的远端位于进给贯穿体111内。该进给贯穿体111拧入进给贯穿盘体115中并与之接合。进给贯穿体111包括径向的线槽112，其中，导线120的裸露端113缠绕该径向的线槽112。导线120通过导线贯穿孔114穿过盘体115。当进给贯穿体111被拧入盘体115中时，该导线的暴露端被困住并固定。保持索环116在121的端部上与扩爆器联接，并设置在进给贯穿盘体115内，并位于靠近进给贯穿体111处。盘体115可包括带栓的凸出部125，用于使盘体115与相邻的端部配件正确对准，该端配件与组件122的弹药管相连。
31.图2示出了组件200的一个示例实施例。上联接件201联接至具有端接端的端部的射孔202。上端配件204联接至弹药管203的上端，并通过卡环205固定在适当的位置。接触销206和压缩弹簧207设置在该上端配件204内。固定环208将导线管209保持在适当的位置，该导线管209将导线211联接至接触销206。导线211通过一个或多个导线夹212保持在弹药管203内的适当位置。216位于弹药管203内，其连接至每个成型弹药213的端部，并且还联接至扩爆器217，该扩爆器217设置在下端配件210内。导线211穿过该下端配件，然后电端接在螺钉220处，抵靠接触插入件223。该接触插入件223与接触弹簧221电接触，接触弹簧221与弹药筒组件215电接触。弹药筒组件215设置在串联联接件214的中空孔内，并包括具有222的远端，该222位于靠近扩爆器217处，该扩爆器使弹药筒组件215能够引爆216，从而当有经由导线211的合适的电信号时，导爆成型弹药213。
32.图3和图4中示出了组件300的一个示例实施例。上联接件301联接至具有端接端的端部的射孔302。上端配件304联接至弹药管303的上端，并通过卡环305固定在适当的位置。接触销306和压缩弹簧307设置在上端配件304内。固定环308将导线管309固定在适当的位置，该导线管309将导线311联接至接触销306。导线311通过一个或多个导线夹312保持在弹药管303内的适当位置。316位于弹药管303内，其连接至每个成型弹药313的端部，并且还联接至扩爆器317，该扩爆器217设置在下端配件310内。导线311穿过下端配件310，然后电端接在螺钉320处，抵靠接触插入件323。该接触插入件323与接触弹簧321电接触，接触弹簧221与弹药筒组件315电接触。弹药筒组件315设置在串联联接件314的中空
孔内，并包括具有322的远端，该222位于靠近扩爆器317处，该扩爆器使弹药筒组件315能够引爆316，从而当有经由导线311的合适的电信号时，导爆成型弹药313。
33.图5和图6中示出了组件400的一个示例实施例。具有端接端联接部的射孔401包括弹药管402，该弹药管402包含通过408连接的多个成型弹药412。上端配件403通过螺钉405联接至弹药管402的上端。导线420连接至该上端配件403，该上端配件延伸射孔401的长度，导线穿过下端配件404，并具有联接至进给贯穿体415的裸露端419。进给贯穿体415通过图6中的螺纹421螺接至进给贯穿盘409中。进给贯穿体盘409与下端配件404联接。408联接至扩爆器411。扩爆器411设置在进给贯穿体415内。417部分地设置在进给贯穿体415内，使得417位于扩爆器411附近。裸露的被剥的导线419缠绕并联接贯穿孔418。导线420、进给贯穿体415和接触弹簧416与弹药筒组件414电接触。弹药筒组件414设置在串联联接件410内。
34.诸如扩爆器之类的术语，可能包括一根小的金属管，其中装有副烈性，其被压接至的末端。组件设计为在射孔或其他装置之间提供可靠的爆炸传递，并且经常用作辅助以确保导爆。
35.是一种包含烈性爆炸材料的索，该材料包在柔软的外壳中，其用于将连接至主烈性，例如成型弹药。这提供了非常快速的系列爆炸，可用于同时引爆多个成型弹药。
36.或可包括含有主烈性材料的装置，其用于引爆系列爆炸，包括一个或多个成型弹药。两种常见的类型可包括电和敲击。可称为。电具有熔线材料，当施加高压时该材料会燃烧，以引爆主烈性。撞击型包括在密封容器中的爆破颗粒和主烈性，其通过撞针触发。撞针的冲击力足以引爆系列弹道，然后将其引到。
37.尽管已经根据具体实施方式的实施例描述了本发明，但是应当理解，这仅是示例性的，本发明不必限于此。例如，诸如“上”和“下”，或“顶”和“底”的这些术语可以分别用“上向”和“下向”代替。上和下可以分别指左和右。上向(uphole)和下向(downhole)分别在图中显示分别为左侧和右侧，或上方和下方。通常，下向工具最初以垂直方向进入井孔，但是由于某些井孔最终以水平方向进入，因此工具的方向可能会发生变化。在那种情况下，下向(downhole)工具，下(lower)工具或底(bottom)工具通常是工具串联件中的组件，相对而言，该组件在称为上向(uphole)工具、上(upper)工具或顶(top)工具的组件之前进入井眼。第一壳体和第二壳体分别可以是上壳体和下壳体。在诸如本文所述壳体中，第一可以是用于第二的上向或下向，并且上向或下向的参考关系可以互换，因为它们仅用于描述多个组件的位置关系。像井眼、井孔、井、钻井、油井，等术语可以作为同义词使用。诸如工具串联体、工具、射孔串联体、串联体，或井下工具之类的术语以及其他替代方法可以作为同义词使用。基于本公开，替代实施例和操作技术对于本领域普通技术人员将变得显而易见。因此，在不脱离本发明的申请的前提下，可以设想出本发明的变型。

技术特征：

1.一种用于连接一个或多个射孔的串联联接件，包括：圆柱形主体，其具有第一端、第二端，和中空的内孔；其中，所述第一端被适配以联接至第一射孔；其中，所述第二端被适配以联接至第二射孔；并且其中，所述内孔被适配以包含弹药筒组件，当从导线接收电命令时，所述弹药筒组件能够引爆。2.根据权利要求1所述的串联联接件，还包括弹药筒，所述弹药筒组装地设置在中空的内孔内，所述弹药筒还包括圆柱形的主体壳体、电开关、电路板、具有的远端，以及接触弹簧，所述接触弹簧用于将组件电联接至信号线。3.根据权利要求2所述的串联联接件，还包括进给贯穿盘，所述进给贯穿盘联接至进给贯穿体，并设置在中空的内孔中。4.根据权利要求3所述的串联联接件，其中，所述进给贯穿盘具有用于电导线的贯穿孔。5.根据权利要求4所述的串联联接件，其中，所述进给贯穿体具有将所述电导线连接至所述进给贯穿盘的装置，由此将所述电导线连接至所述进给贯穿体。6.根据权利要求5所述的串联联接件，其中，所述接触弹簧联接至所述进给贯穿体。7.根据权利要求6所述的串联联接件，其中，所述进给贯穿体具有中空的贯穿孔，所述贯穿孔适配以包含扩爆器和，所述扩爆器和彼此相邻。8.根据权利要求5所述的串联联接件，其中，将所述电导线电联接至所述进给贯穿体的装置是在所述进给贯穿体上的径向导线槽，所述导线的裸露端缠绕所述径向导线槽。9.根据权利要求5所述的串联联接件，其中，将所述电导线电联接至所述进给贯穿体的装置是切向通孔，所述导线的裸露端缠绕并贯穿所述切向通孔。10.根据权利要求5所述的串联联接件，其中，将所述电导线电联接至所述进给贯穿体的装置是金属螺钉，所述金属螺钉夹持所述导线的裸露端，抵靠金属插入件，所述金属插入件还与所述接触弹簧联接。11.根据权利要求1所述的串联联接件，其中，所述第一端是带螺纹端部，其被适配以联接至第一射孔壳体的盒端；所述第二端是带螺纹端部，其被适配以联接至第二射孔壳体的盒端；并且所述弹药筒组件是即插即用的弹药筒组件。12.根据权利要求3所述的串联联接件，还包括保持索环，所述保持索环在所述的一个端部上与扩爆器联接，设置在所述进给贯穿盘内，并位于靠近所述进给贯穿体处。13.根据权利要求3所述的串联联接件，其中，所述进给贯穿盘还包括带栓的凸出部，用于使所述进给贯穿盘与相邻的端部配件正确对准，所述端部配件与第一射孔或第二射孔的弹药管相连。14.一种射孔串联体，包括：第一射孔，所述第一射孔具有上向盒端、下向盒端、多个成型弹药，以及设置其中的导线；所述多个成型弹药通过连接在一起，所述导线从所述上向盒端穿行至所述下向盒端；第一串联联接件，用于连接一个或多个射孔，包括：
圆柱形的主体，其具有第一端、第二端，和中空的内孔；其中，所述第一端被适配以联接至所述第一射孔；其中，所述第二端被适配以联接至第二射孔；并且其中，所述内孔被适配以包含弹药筒组件，当从所述导线接收电命令时，所述弹药筒组件能够引爆第一射孔的所述。15.根据权利要求14所述的射孔串联体，还包括弹药筒，所述弹药筒组装地设置在中空的内孔内，所述弹药筒还包括圆柱形的主体壳体、电开关、电路板、具有的远端，以及接触弹簧，所述接触弹簧用于将组件电联接至信号线。16.根据权利要求15所述的射孔串联体，还包括进给贯穿盘，所述进给贯穿盘联接至进给贯穿体，并设置在中空的内孔中。17.根据权利要求16所述的射孔串联体，其特征在于，所述进给贯穿盘具有用于电导线的贯穿孔。18.根据权利要求17所述的射孔串联体，其中，所述进给贯穿体具有将所述电导线连接至所述进给贯穿盘的装置，由此将所述电导线连接至所述进给贯穿体。19.根据权利要求18所述的射孔串联体，其中，所述接触弹簧联接至所述进给贯穿体。20.根据权利要求19所述的射孔串联体，其中，所述进给贯穿体具有中空的贯穿孔，所述贯穿孔适配以包含扩爆器和，所述扩爆器和彼此相邻。21.根据权利要求18所述的射孔串联体，其中，将所述电导线电联接至所述进给贯穿体的装置，是在所述进给贯穿体上的径向导线槽，所述导线的裸露端缠绕所述径向导线槽。22.根据权利要求18所述的射孔串联体，其中，将所述电导线电联接至所述进给贯穿体的装置，是切向通孔，所述导线的裸露端缠绕并贯穿所述切向通孔。23.根据权利要求18所述的射孔串联体，其中，将所述电导线电联接至所述进给贯穿体的装置，是金属螺钉，所述金属螺钉夹持所述导线的裸露端，抵靠金属插入件，所述金属插入件还与所述接触弹簧联接。24.根据权利要求14所述的射孔串联体，还包括第二射孔，所述第二射孔包括上向盒端、下向盒端、多个成型弹药，以及设置其中的第二导线；所述多个成型弹药与第二连接在一起，所述第二导线从所述上向盒端穿行至所述下向盒端。25.根据权利要求24所述的射孔串联体，还包括第二串联联接件，所述第二串联联接件联接至所述第二射孔的所述下向盒端，还包括：圆柱形的主体，其具有第一端、第二端，和中空的内孔；其中，所述第一端是带螺纹端部，其被适配以联接至所述第二射孔壳体的所述下向盒端；其中，所述第二端是带螺纹端部，其被适配以联接至第三射孔壳体的盒端；并且其中，所述内孔被适配以包含即插即用的弹药筒组件，当从所述第二导线接收电命令时，所述弹药筒组件能够引爆。26.根据权利要求14所述的射孔串联体，其中，所述第一端是带螺纹端部，其被适配以联接至第一射孔壳体的盒端；所述第二端是带螺纹端部，其被适配以联接至第二射孔壳体的盒端；并且所述弹药筒组件是即插即用的弹药筒组件。
27.根据权利要求16所述的射孔串联体，其中，所述第一串联联接件还包括保持索环，所述保持索环在所述的一个端部上与扩爆器联接，设置在所述进给贯穿盘内，并位于靠近所述进给贯穿体处。28.根据权利要求25所述的射孔串联体，其中，所述第二串联联接件还包括保持索环，所述保持索环在所述的一个端部上与扩爆器联接，设置在进给贯穿盘内，并位于靠近所述进给贯穿体处。29.根据权利要求16所述的射孔串联体，其中，所述进给贯穿盘还包括带栓的凸出部，用于使所述进给贯穿盘与相邻的端部配件正确对准，所述端部配件与第一射孔或第二射孔的弹药管相连。

技术总结

一种用于在端接端的射孔中，提供通用的弹药筒联接件的方法和装置。弹药筒联接件的方法和装置。弹药筒联接件的方法和装置。

技术研发人员：

A

受保护的技术使用者：

狩猎巨人公司

技术研发日：

2019.11.27

技术公布日：

2022/10/21