專利名稱：帶開關(guān)的射孔工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有用于炸藥爆炸的射孔開關(guān)的射孔工具。
背景技術(shù)：
射孔工具用于通過向地層中炸開孔眼使得油或氣流入井眼而形成油井或氣井。通常由纜線或井下牽引機輸送射孔工具。
射孔工具通常包括多個炸藥，該炸藥根據(jù)爆炸計劃而按次序爆炸?？蔀槊總€炸藥的爆炸使用單獨的繼電器，或可為全部炸藥使用同一繼電器。
在運輸過程中的工具的晃動和碰撞，或來自前面炸藥的爆炸而引起的震動/沖擊使得繼電器首先斷開連接，然后重新連接，并從而會產(chǎn)生火花。
當產(chǎn)生火花時，繼電器的接觸部和銷針(pin)上會沉積小的碎片。因此，繼電器不能在需要時總能起作用，這是因為沉積量可能會4艮大以至于不能得到電連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是至少部分地克服上述射孔工具的缺點，并提供一種改進的開關(guān)，該開關(guān)可經(jīng)受由于該工具的運輸和/或來自前面爆炸的震動引起的碰撞或晃動，且在需要時仍能夠使炸藥爆炸。
通過一種例如用于通過炸藥爆炸對地層、井等射孔的射孔工具獲得由下文描述中顯出的此方面和優(yōu)點，該射孔工具包括
-至少一個炸藥，和
-至少一個用于炸藥爆炸的開關(guān)，
其中該開關(guān)包括-殼體，
-至少一個接觸裝置，
-軸，該軸具有帶有固定裝置的第一端和用于延伸至殼體中的第二端，和
-設(shè)置在軸上的傳導(dǎo)/導(dǎo)電裝置，該傳導(dǎo)裝置使得在所述軸延伸至殼體內(nèi)時在接觸裝置和傳導(dǎo)裝置之間傳導(dǎo)電流以用于炸藥爆炸。
在一個實施例中，所述軸的第一端的固定裝置使得該軸能夠相對于該工具可滑動地固定在預(yù)定位置處。
可滑動地固定表示固定裝置在所述軸沒有有意地移動時可使得接觸裝置保持就位，而在需要時，該軸和接觸裝置的位置易于改變。由于固定裝置使得軸可滑動地固定，從而在由于任何碰撞和/或由于前面爆炸而引起的震動期間，當軸沒有有意地移動時，接觸裝置保持在其預(yù)定的位置。通過這種方法防止接觸裝置產(chǎn)生火花，碎片沉積和破壞開關(guān)功能。
在另一實施例中，固定裝置可以是螺紋結(jié)構(gòu)(screw thread)，該螺紋和工具的殼體或殼的內(nèi)螺紋，或和射孔工具的齒輪裝置相互作用，以便驅(qū)動軸上的傳導(dǎo)裝置和接觸裝置接觸和不接觸。
在又一實施例中，該軸可通過榫槽式接合部與工具的殼體或殼的內(nèi)螺紋相互作用，以便驅(qū)動軸上的傳導(dǎo)裝置和接觸裝置接觸和不接觸，這里，該槽是L形的，使得榫可固定于槽中且不會無意識地滑動。
由于有螺紋的軸和該工具的殼體或殼的內(nèi)螺纟丈相互作用，軸上的傳導(dǎo)裝置可以旋轉(zhuǎn)以用于使該軸和接觸裝置接觸的運動，同時在任何碰撞或來自前面爆炸的震動期間被牢固地保持就位。
此外，該開關(guān)可包括多個接觸裝置。
在一個實施例中，傳導(dǎo)裝置可由該軸的圓柱形傳導(dǎo)區(qū)形成，W示傳導(dǎo)裝置和接觸裝置之間的傳導(dǎo)連接與軸的螺桿/螺紋(screw)的位置無關(guān)。
在另一實施例中，該軸可包括多個圓柱形傳導(dǎo)區(qū)，圓柱形傳導(dǎo)裝置之間的區(qū)域由非傳導(dǎo)材料制成。
在又一實施例中，該軸可包括多個圓柱形傳導(dǎo)區(qū)，傳導(dǎo)區(qū)之間的區(qū)域具有比傳導(dǎo)區(qū)小的直徑。
在一個實施例中，接觸裝置可以是環(huán)的形式。
此外，接觸裝置可包括第一接觸部和第二接觸部，此二者沿殼體的內(nèi)徑彼此相距一段距離，電流可經(jīng)由傳導(dǎo)裝置由第一接觸部傳導(dǎo)至第二接觸部以便炸藥爆炸。
在一個實施例中，第 一接觸部和第二接觸部可包括在一個由非傳導(dǎo)材料制成的環(huán)中。
此外，第一接觸部和第二接觸部可設(shè)置成沿著殼體的內(nèi)徑彼此相對。此外，射孔工具可對于每個炸藥都具有一個開關(guān)。在另一實施例中，射孔工具可具有用于多個炸藥的一個開關(guān)。此外，本發(fā)明涉及一種上文所述的開關(guān)。


下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的射孔工具的剖視圖；圖2示出圖1的射孔工具的剖視圖，其中已經(jīng)形成第一接觸；圖3示出圖1的射孔工具的剖視圖，其中已經(jīng)形成第二接觸；圖4示出圖1的射孔工具的剖視圖，其中已經(jīng)形成第三接觸；圖5示出圖1的射孔工具的剖視圖，其中已經(jīng)形成第四接觸；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)的第二實施例的局部視圖；圖7示出本發(fā)明的開關(guān)的第三實施例；
圖8示出開關(guān)的另一實施例的局部視圖，其中固定裝置將軸固定；以
及
圖9示出開關(guān)的同一實施例的局部視圖，其中圖8的固定裝置在軸的新的固定前滑動。
所述附圖僅是示意性的且用以說明的目的而示出。
具體實施方式
圖1-5示出射孔工具1的局部視圖。在圖1中，射孔工具1具有用于給開關(guān)2提供動力的動力裝置3。該開關(guān)2通過齒輪裝置4連接于動力裝置3。該齒輪裝置4通過轉(zhuǎn)動軸5向前驅(qū)動開關(guān)2，該軸5在第一端7中具有螺紋部分6。該開關(guān)2還包括殼體8，在開關(guān)2接通以使得炸藥IO爆炸時軸的第二端9延伸至該殼體中。
該開關(guān)2包拾沒置在殼體8中的四個接觸裝置11。接觸裝置11在此顯示為圍繞軸5延伸的環(huán)的形式。所述環(huán)沿殼體8的縱向延伸方向按一定的間隔設(shè)置。開關(guān)2還包括多個傳導(dǎo)裝置12，該傳導(dǎo)裝置位于軸5上以便在軸5受驅(qū)動i^v殼體8時將電流傳導(dǎo)至接觸裝置11。傳導(dǎo)裝置12沿軸5彼此相距一段距離，且在傳導(dǎo)裝置12之間設(shè)有非傳導(dǎo)材料13。
當動力裝置3經(jīng)由齒輪裝置4轉(zhuǎn)動軸5時，由于殼體8和軸5之間的螺紋連接，軸5被向前驅(qū)動進入殼體8。因此，接觸裝置ll一個接一個地和傳導(dǎo)裝置12形成傳導(dǎo)連接。
在另一實施例中，接觸裝置11將電流傳導(dǎo)至傳導(dǎo)裝置12。接觸裝置ll還可包括兩個接觸部，即在開關(guān)2的殼體8中彼此相對設(shè)置的第一接觸部和第二接觸部。第一接觸部和第二接觸部可安置成沿一環(huán)彼此相距一段
距離，該環(huán)由非傳導(dǎo)材料13例如塑料、陶資材料等制成。在另一實施例中，接觸部可沿著殼體8的內(nèi)周定位在任意位置。
傳導(dǎo)裝置12顯示為具有四個單獨的傳導(dǎo)區(qū)，但也可以僅為一次和一個接觸裝置11接觸的一個區(qū)域，由此接觸裝置11每次和傳導(dǎo)裝置12接觸時炸藥就爆炸。
如圖l-5所示，第一接觸裝置ll用作控制接觸部，從而操作員知道開關(guān)2的實際位置。這種控制接觸部僅是又一安全裝置且可祐:省去。圖l示出開關(guān)2和任何接觸裝置11都不接觸。圖2示出控制接觸部和傳導(dǎo)裝置12接觸。圖3示出第二接觸裝置11和第二傳導(dǎo)裝置12接觸以用于引燃第一炸藥10。圖4示出第三接觸裝置11和第三傳導(dǎo)裝置12接觸以用于引燃第二炸藥10。圖5示出第四接觸裝置11和第四傳導(dǎo)裝置12接觸以用于引燃第三炸藥10。才艮據(jù)操作目的，射孔工具l可具有一個或多個炸藥10。此外，可通過將一個或多個接觸裝置11和傳導(dǎo)裝置12接觸而一次引燃全部炸藥10。射孔工具可被預(yù)設(shè)成傳導(dǎo)裝置和某一個接觸裝置接觸導(dǎo)致引燃所有炸藥。炸藥10顯示為定位在一線上，但也可定位在沿射孔工具1的周向不同位置處的不同的線上，從而使得側(cè)部通道爆破。
在圖6中示出接觸裝置11和傳導(dǎo)裝置12之間的連接。在此實施例中，在第二接觸裝置11和傳導(dǎo)裝置12的邊緣接觸的時刻發(fā)生炸藥爆炸。
此外，傳導(dǎo)裝置12之間的中間部分14顯示為具有比傳導(dǎo)裝置12的直徑小的直徑。通過這種方法，中間部分14可由和傳導(dǎo)裝置12相同的材料制成。
圖7中示出射孔開關(guān)12的另一實施例，其中馬達3定位于開關(guān)2和炸藥IO之間。
殼體8顯示為一端被軸5的螺紋部分6封閉，另一端開放。殼體8可在另一端封閉，從而防止灰塵等進入。
為了補償軸5的螺紋6中的任何不希望的間隙，可在殼體8的封閉的另一端中設(shè)置彈簧裝置。通過這種方法，不會有間隙或松動引起軸5的不希望的快速、向前進入殼體8中的運動。
在圖1-5和7中，固定裝置6顯示為和螺紋接合的螺桿。但是，固定裝置也可以是具有側(cè)槽16的通道14，在該通道14中，軸5上的擋爪15通過滑動與側(cè)槽16接合和不接合。如圖8所示，帶有側(cè)槽16的通道14設(shè)置在殼體中。圖8是開關(guān)的局部視圖，其中固定裝置6將軸固定，使得該軸的擋爪15和側(cè)槽16接合。當擋爪15和預(yù)定的側(cè)槽16接合時，接觸裝置和傳導(dǎo)裝置接觸，并發(fā)送開關(guān)的位置信號或引燃炸藥。
圖9示出開關(guān)的同一實施例的局部視圖。在此固定裝置顯示為在進行滑動和下一個側(cè)槽16接合以便提供軸的新的固定以及從而在接觸裝置和傳導(dǎo)裝置接觸以用于傳導(dǎo)電流并由此發(fā)送信號之前的可滑動的位置。
在此實施例中，動力裝置3是電動馬達，該電動馬達通過纜線從地面上提供動力，但是也可在井下以電池運行。
8如果射孔工具沒有完全沒入套管(casing)，可使用井下牽引機推動 射孔工具在井中完全就位。井下牽引機是能夠在井下推拉所述工具的任何 一種驅(qū)動工具，例如Well Tractor 。
權(quán)利要求
1.一種射孔工具(1)，該射孔工具例如用于通過炸藥(10)爆炸對地層、井等射孔，該射孔工具包括-至少一個炸藥(10)，和-至少一個用于炸藥爆炸的開關(guān)(2)，其中該開關(guān)包括-殼體(8)，-至少一個接觸裝置(11)，-軸(5)，該軸具有帶有固定裝置(6)的第一端(7)和用于延伸至殼體中的第二端(9)，該固定裝置(6)使得該軸相對于所述工具可滑動地固定在預(yù)定位置，和-設(shè)置在軸上的傳導(dǎo)裝置(12)，該傳導(dǎo)裝置使得在所述軸延伸至殼體內(nèi)時在接觸裝置和傳導(dǎo)裝置之間傳導(dǎo)電流以用于炸藥爆炸，且其中該軸的可滑動的固定確保在由于所述工具的運輸而造成的任何碰撞或晃動和/或前面爆炸的震動期間接觸裝置保持在其預(yù)定的位置，且在需要時仍能夠使炸藥爆炸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射孔工具，其特征在于，所述固定裝置帶 螺紋結(jié)構(gòu)(6)，該螺紋結(jié)構(gòu)與所述工具的殼體或殼的內(nèi)螺紋或與射孔工具 的齒輪裝置(4)相互作用以用于驅(qū)動所述軸上的傳導(dǎo)裝置和接觸裝置接觸 和不接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射孔工具，其特征在于，所述固定裝置(6) 是設(shè)置在殼體內(nèi)且具有側(cè)槽(16)的通道(14)，該側(cè)槽垂直于該通ilJ4 伸，所述軸上的擋爪(15)在該通道中通過滑動與側(cè)槽(16) M和不接 合。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的射孔工具，其特征在于，所述開關(guān) 包括多個接觸裝置(11)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的射孔工具，其特征在于，所述傳導(dǎo)裝置包括所述軸的至少 一個圓柱形傳導(dǎo)區(qū)，這表示傳導(dǎo)裝置和接觸裝置之 間的傳導(dǎo)連接與所述軸的螺桿的位置無關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射孔工具，其特征在于，所述軸包括多個 圓柱形傳導(dǎo)區(qū)，圓柱形傳導(dǎo)區(qū)之間的區(qū)域由非傳導(dǎo)材料(13)制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的射孔工具，其特征在于，所述軸包括 多個圓柱形傳導(dǎo)區(qū)，傳導(dǎo)區(qū)之間的區(qū)域(14)具有比傳導(dǎo)區(qū)的直徑小的直 徑。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的射孔工具，其特征在于，所述接觸 裝置是環(huán)的形式。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的射孔工具，其特征在于，所述接觸 裝置包括第 一接觸部和第二接觸部，該第 一接觸部和第二接觸部沿殼體的 內(nèi)徑;波此相距一對巨離，電流經(jīng)由傳導(dǎo)裝置由第一接觸部傳導(dǎo)至第二接觸 部以用于炸藥爆炸。
10. 才艮據(jù)權(quán)利要求9所迷的射孔工具，其特征在于，所述第一接觸部 和第二接觸部包括在一個非傳導(dǎo)材料制成的環(huán)中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的射孔工具，其特征在于，所述第一接 觸部和第二接觸部定位成沿殼體的內(nèi)徑彼此相對。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的射孔工具，其特征在于，所述工具 對于每個炸藥包括一個開關(guān)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的射孔工具，其特征在于，所述工具 包括用于多個炸藥的一個開關(guān)。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種射孔工具(1)，該射孔工具例如用于通過炸藥(10)爆炸對地層、井等射孔。該射孔工具包括至少一個炸藥(10)和至少一個用于炸藥爆炸的開關(guān)(2)。該開關(guān)包括殼體(8)，至少一個接觸裝置(11)，軸(5)，該軸具有帶有固定裝置(6)的第一端和用于延伸至殼體中的第二端，該固定裝置使得該軸相對于該工具可滑動地固定在預(yù)定的位置，和設(shè)置在軸上的傳導(dǎo)裝置(12)，該傳導(dǎo)裝置使得在所述軸延伸至殼體內(nèi)時在接觸裝置和傳導(dǎo)裝置之間傳導(dǎo)電流以用于炸藥爆炸。
文檔編號E21B43/1185GK101641494SQ200880009347
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者J·哈倫德巴克 申請人:韋爾泰克有限公司