方位检测开关和射孔枪制造技术

一种用于检测井眼中每个射孔枪的方位并在射孔枪串中的每个射孔枪的解除保险和发射中使用该信息的方法和装置。该装置可以包括射孔枪系统，该射孔枪系统包括具有至少一个射孔枪的射孔枪串，该射孔枪还包括：壳体，装药管，多个聚能装药，具有远端并且进一步连接到多个聚能装药的引爆索，与引爆索的远端并排设置的引爆器，具有机载加速度计的电子开关，其中，所述开关选择性地寻址并启动井下弹道装置。述开关选择性地寻址并启动井下弹道装置。述开关选择性地寻址并启动井下弹道装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方位检测开关和射孔枪
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年1月14日提交的美国临时申请第63/137,575号的优先权。

技术介绍

[0003]通常，当完成用于从地下储层生产流体、矿物或气体的地下井时，作为钻井、勘探和完成过程的一部分，会在井下放置几种类型的管件。这些管件可以包括套管、导管、管线、内衬，和通过各种类型的管件向井下输送的装置。每口井都是独一无二的，因此可以出于多种目的将不同管件的组合放置到井下。
[0004]地表下或地层下的井穿过一个或多个地层。地层是包含一种或多种成分的岩石或地层体。地层被视为连续体。地层内可能存在碳氢化合物沉积物。通常，从地面位置钻一个井眼，打洞至目标地层中。完井设备将到位，包括套管、导管和其他需要用到的井下设备。用射孔枪对套管和地层进行射孔是本领域众所周知的方法，该方法用于从井眼进入地层内的碳氢化合物沉积物。
[0005]使用聚能装药(shaped charge)对地层进行爆炸射孔是一种众所周知的完井方法。聚能装药是一种装置的技术术语，该装置当引爆时产生聚焦输出、高能量输出和/或高速射流。这在一定程度上是通过炸药的几何形状和相邻的内衬实现的。一般来说，聚能装药包括金属壳体，该金属壳体内装有凹形炸药材料，该金属壳体内表面有一层薄金属内衬。许多材料可用于内衬，一些比较常见的金属包括黄铜、铜、钨和铅。当炸药引爆时，内衬金属被压缩成超高热的超高压射流，可以穿透金属、混凝土和岩石。射孔装药通常成组使用。这些射孔装药组通常在称为射孔枪的组件中固定在一起。射孔枪有多种类型，如条形枪、弹座式射孔枪、端口塞枪和一次性空心托架枪。
[0006]射孔装药通常由在每个装药壳体顶部的起爆孔附近的引爆索引爆。通常，引爆索终止于射孔枪的端部附近。在这种布置中，位于射孔枪一端的引爆器可以引爆枪中的所有射孔装药，并持续向枪的相对端部进行弹道转移。以这种方式，可以将许多射孔枪首尾相连，用一个引爆器引爆所有射孔枪。
[0007]引爆索通常由发射头触发的引爆器引爆。发射头可以以多种方式驱动，包括但不限于电子、液压和机械方式。
[0008]一次性空心托架射孔枪通常由标准尺寸的钢管制成，该钢管的盒端部在每一端都具有内螺纹/母螺纹。具有公/外螺纹的销端适配器或接头穿过枪的一端或两端。这些接头可以将射孔枪连接在一起，将射孔枪连接到其他工具(如设置工具和套环定位器)，并将发射头连接到射孔枪。接头通常装有电子、机械或弹道部件，用于激发或以其他方式控制射孔枪和其他部件。
[0009]射孔枪通常具有圆柱形枪体和装药管，或用于装载射孔装药的装载管。枪体通常由金属构成，并且是圆柱形的。装药管可以形成为管、条或链。装药管将包含称为装药孔的切口，以容纳聚能装药。
[0010]一般来说，缩短引入井眼的任何工具的总长度是优选的。在其他潜在的好处中，减
少的工具长度缩短了在压力下将工具引入井眼所需的润滑器的长度。此外，还需要缩短工具长度，以适应大斜度井或水平井中的转弯。通常还优选减少必须在井场进行的工具组装，因为井场通常是一个恶劣的环境，对现场工人有很多干扰和要求。
[0011]电引爆器通常用于油气行业，用于在井下引爆不同的高能装置。最常见的是使用50欧姆的电阻引爆器。其他引爆器和电子开关配置也是常见的。
[0012]近年来，模块化或“即插即用”射孔枪系统由于组装容易、提高效率和减少人为错误而变得越来越流行。大多数现有的即插即用系统要么(1)使用有线开关和/或引爆器，要么(2)需要引爆“弹药筒”，该“弹药筒”装有引爆器、开关、电触点和可能的压力舱壁。有线开关/引爆器选项不太理想，因为枪的组装者必须进行接线，这容易出现人为错误。引爆弹药筒的选项不太理想，因为与标准引爆器相比，弹药筒可以是大型炸药装置，因此会占用用户设施的额外弹匣空间。
[0013]垂直井中的常规射孔或水平井中由电线输送的非常规射孔，在此期间，井下工具串中的一支或多支射孔枪通过以下一种或多种定向方法进行定向：电动定向工具、偏心配重杆和自定向装药管组件。
[0014]定向射孔是一种完井方法，用于在特定的横向平面内连接储层，或避免对连接到正在被射孔的套管的内部或外部的其他井眼管件和数据线(如光纤电缆)进行射孔。

技术实现思路

[0015]根据一个示例性实施例，一种射孔枪系统，该射孔枪系统包括具有至少一个射孔枪的射孔枪串。该射孔枪还包括：壳体；装药管；多个聚能装药；具有远端并且进一步连接到多个聚能装药的引爆索；与引爆索的远端并排设置的引爆器；具有机载加速度计的电子开关，其中所述开关选择性地寻址并启动井下弹道装置。
[0016]示例性实施例的变型可以包括所述开关为至少一个射孔枪中的每一个提供方位数据。机载加速度计可以是3轴加速度计。机载加速度计可以是2轴加速度计。机载加速度计可以是单轴加速度计。开关可以独立地为枪串中的每个射孔枪提供方位数据。开关可以向地面发出信号，表明射孔枪的套管处于井眼的水平部分中。它可以包括位于枪串上方的机械定向工具，该机械定向工具能够旋转至少一个井下枪。当加速度计检测到不期望的方位时，电子开关可以接合保险装置，以防止引爆引爆器。当加速度计检测到期望的方位时，电子开关可以解除保险装置，以允许引爆引爆器。聚能装药可以在单个平面内。
[0017]根据一个示例性实施例，一种用于对井进行射孔的方法，该方法包括：将射孔枪降到井眼的垂直部分中；检测井眼的垂直部分的方位；将射孔枪降到井眼的水平部分中；检测井眼的水平部分的方位；在井眼中的期望位置和期望方位发射射孔枪。
[0018]示例性实施例的变型可以包括当检测到垂直方位时，激活射孔枪中的保险装置。该方法可以包括当检测到水平方位时，解除射孔枪中的保险装置。该方法可以包括调整射孔枪的方位，以达到期望的方位。射孔枪的发射可以在单个平面内。该方法可以包括基于检测到射孔枪的方位，在地面位置禁用射孔枪的发射电路。
[0019]根据一个示例性实施例，一种用于对井进行射孔的方法，该方法包括：将具有多个射孔枪的射孔枪串降到井眼的垂直部分中；检测多个射孔枪中的每一个的方位；将多个射孔枪降到井眼的水平部分中；检测多个射孔枪中的每一个在井眼的水平部分中的方位；在
井眼中的多个期望位置和多个期望方位发射各个射孔枪。一种变型还可以包括当检测到垂直方位时，激活多个射孔枪中的保险装置。该方法可以包括当检测到水平方位时，解除多个射孔枪中的保险装置。该方法可以包括调整多个射孔枪的方位，以使得至少一个射孔枪达到期望的方位。多个射孔枪中的每一个的发射可以在单个平面内。该方法可以包括在地面位置禁用多个射孔枪中的每一个的发射电路。
附图说明
[0020]为了全面理解示例性实施例，参考以下结合附图对优选实施例的详细描述，其中附图标记在附图的几个图中表示相同或相似的元件。简而言之：
[0021]图1A示出了具有方位检测的射孔枪的示例性实施例。
[0022]图1B示出了具有方位检测的射孔枪的示例性实施例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种射孔枪系统，包括：射孔枪串，所述射孔枪串具有至少一个射孔枪，所述射孔枪还包括：壳体；装药管；多个聚能装药；引爆索，所述引爆索具有远端并且进一步连接到所述多个聚能装药；引爆器，所述引爆器与所述引爆索的远端并排设置；电子开关，所述电子开关具有机载加速度计；其中，所述开关选择性地寻址并启动井下弹道装置。2.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述开关为至少一个射孔枪提供方位数据。3.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述机载加速度计为3轴加速度计。4.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述机载加速度计为2轴加速度计。5.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述机载加速度计为单轴加速度计。6.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述开关独立地为枪串中的每个射孔枪提供方位数据。7.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述开关向地面发出信号，表明射孔枪的套管处于井眼的水平部分中。8.根据权利要求1所述的射孔枪系统，还包括机械定向工具，所述机械定向工具位于所述枪串的上方，所述机械定向工具能够旋转至少一个井下枪。9.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，当所述加速度计检测到不期望的方位时，所述电子开关接合保险装置，以防止引爆所述引爆器。10.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，当所述加速度计检测到期望的方位时，所述电子开关解除保险装置，以允许引爆所述引爆器。11.根据权利要求1所述的射孔枪系统，其中，所述聚能装药在单个平面内。12.一种用于对井进行射孔的方法，包括：将射孔枪降到井眼的垂直部分中；检测所述井眼的所述垂直部分的方位；将所述射孔枪降到井眼的水平部分中；检测所述井眼的所述水平部分的方位；以及在井眼...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：狩猎巨人公司，
类型：发明
国别省市：