[發(fā)明專利]選擇點火開關控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780046090.X
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN109690019B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設計）人: J·T·哈德斯蒂
• 申請（專利權）人: 地球動力學公司
• 主分類號: E21B43/116
• 分類號: E21B43/116;E21B43/11;E21B43/1185;E21B3/00;F42B3/02
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 邰鳳珠;劉繼富

公開了一種用于控制槍串組件中的操作的選擇點火系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括在槍串組件中機械連接的射孔槍和開關子裝置。開關子裝置中的每個還包括開關元件、輸入聯(lián)接器和輸出聯(lián)接器。開關子裝置和射孔槍通過輸入和輸出聯(lián)接器彼此通信。開關元件保持跟蹤子裝置的狀態(tài)，并基于觸發(fā)條件，例如環(huán)境條件、射孔槍條件或來自表面的輸入條件來切換狀態(tài)。還公開了一種自檢測方法，其用于檢測射孔槍中的失敗，且在不需要將槍串組件拉出井筒的情況下對失敗作出反應。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年7月27日提交的申請?zhí)枮?5/221,214的美國申請的優(yōu)先權，后者是2016年2月16日提交的申請?zhí)枮?5/044,936的美國申請的部分繼續(xù)申請，該申請?zhí)枮?5/044,936的美國申請是2015年2月20日提交的申請?zhí)枮?4/627,939的美國申請的繼續(xù)申請，其公開內容通過引用全部并入本文。

部分放棄版權

本專利申請中的所有材料受到美國和其他國家的版權法的版權保護。到本申請的首次有效提交日為止，該材料作為未公開的材料受到保護。

但是，當它出現(xiàn)在美國專利商標局專利文件或記錄中時，在此許可在版權所有者不反對任何人對專利文獻或專利公開進行傳真復制的情況下復制該材料，但在其他方面絕對保留所有版權。

關于聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)的聲明

不適用

參考微縮膠片附錄

不適用

技術領域

本發(fā)明總體上涉及油和氣提取。具體地，本發(fā)明試圖控制槍串組件中的開關和射孔槍的操作。

現(xiàn)有技術和發(fā)明背景

背景技術

提取油和氣的過程通常由包括準備、鉆井、完井、生產和棄井的操作組成。

完井的第一步是在最終套管和保持油和氣的巖石之間形成連接。存在各種操作，在這些操作中，可能必須隔離井內的特定區(qū)域。這通常通過在一個或更多個給定的點處用插塞暫時堵塞井套管來實現(xiàn)。

將稱為射孔槍的特殊工具下降到巖石層。然后對該射孔槍進行點火，形成通過套管和水泥并進入目標巖石的孔。這些射孔將井筒和保持油和氣的巖石連接。

射孔槍由四個部件組成：用于成形裝藥的傳送裝置，例如中空載體(裝藥支架管)、單獨的成形裝藥、引爆器索和引爆器。當從射孔卡車(truck)發(fā)送電荷時，成形裝藥射孔槍幾乎瞬間引爆。在引爆系統(tǒng)中有引爆器/傳送器(transfer)、引爆索和高能設備(成形裝藥/推進劑)。通過引爆索從射孔槍的一端到另一端依次引爆成形裝藥。成形裝藥射穿射孔槍外側上的扇形部，使得產生的毛口在槍的內側上而不是外側上。

槍串組件是具有級聯(lián)槍的系統(tǒng)，這些槍通過串聯(lián)彼此連接，在串聯(lián)內部，在引爆索之間發(fā)生轉移以引爆菊花鏈式槍串中的下一個槍。引爆能夠電力地、通過壓力致動或電子裝置從用于部署槍串組件的電纜啟動。

在串聯(lián)系統(tǒng)中，有穿過槍的單個引爆索。沒有壓力障礙。但是，在選擇點火系統(tǒng)(SFS)中，每個槍之間有壓力隔離/障礙開關。每個槍是通過其自身的引爆系統(tǒng)選擇性地點火。引爆器由每個開關饋電。當最下面的射孔槍被射孔時，壓力進入槍的內部。當致動第一個槍時，第二個引爆器在第一個槍開關中的壓力移動到下一個位置時武裝起來，以致動點火針，以使得能夠在下一個槍中引爆。

壓力開關通過利用射孔槍的引爆或井筒中的壓力產生的壓力沖擊波來工作。沖擊波通過推動武裝活塞與前一引爆器接觸來致動該武裝活塞。二極管連接到每個開關，使得所有槍不立即啟動，并且對于每次點火僅限制啟動一個槍。因此，正(+)和負(-)壓力開關可用于控制點火選擇性。非常重要的是，將它們正確地設置在槍串內，使得每個槍被選擇并在正確的深度處點火。