通过功率施加改变开关的状态制造技术

一种开关包括弹性件。该开关进一步包括崩溃部件。该弹性件具有：第一弹性状态，其中弹性件通过限位部件保持张紧；以及第二弹性状态，其中弹性件由于限位部件已失效而不保持张紧。崩溃部件被设置成当将充分功率施加至崩溃部件时来自崩溃部件的热量将使限位部件失效。该开关进一步包括耦合至弹性件的第一触头。开关进一步包括耦合至弹性件的第二触头。当弹性件处于第一弹性状态时，第一触头和第二触头具有第一1-2电连接状态。当弹性件处于第二弹性状态时，第一触头和第二触头具有与第一1-2电连接状态不同的第二1-2电连接状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过功率施加改变开关的状态相关申请本申请要求2011年6月17日提交的委托案号2011IP045564的N0.PCT/US2011/038900国际专利申请的优先权。
技术介绍
油井在被钻探之后通常经历一“完井”过程。将套管(casing)安装在井眼中并在包套周围灌注水泥。这个过程使井眼稳定并保持其不至崩溃。完井过程的一部分涉及对套管和水泥打孔以使岩层中的流体流过水泥和套管并被引至地表。这种打孔过程经常是通过带形状的炸药完成的。这些打孔炸药经常是通过向起爆器施加电功率而点火的。在井下环境中将功率施加至起爆器是一个挑战。【附图说明】图1不出一种打孔系统。图2示出一种打孔装置。图3示出在其中一个打孔炸药已被点火之后的打孔系统。图4是打孔装置的框图。图5-10、图12、图13以及图15_22示出点火夹开关。图11和图23示出包括点火夹开关的系统。图14不出包括打孔系统的一个系统。【具体实施方式】本文描述的开关可用于多种用途。它们将在井下打孔系统的背景下描述，但这种描述仅作为示例给出并且不应当被理解为对开关的应用构成限制。在打孔系统100在钻探现场的一个实施例中，如图1所示，地面104上的测井车或滑车102容纳射击面板106和绞盘108，缆绳110从绞盘108伸出、穿过井架112进入被钻探入产烃岩层116的井眼114。在一个实施例中，井架112由带起重机(未示出)的卡车取代。井眼114与套管118和水泥120成一直线。缆绳110将打孔装置122悬挂在井眼114中。在图1和图2所示的一个实施例中，打孔装置122包括缆绳110耦合至的缆绳头/绳套124。在一个实施例中，在缆绳头/绳套124之上包括便于打捞打孔装置(未示出)的装置。在一个实施例中，打孔装置122包括套管接箍定位器(CCL) 126，其便于使用磁场来定位套管接箍(未示出)中的较厚金属。由CCL采集的信息可被用来定位井眼114中的打孔装置122。包括CCL的伽马打孔器(未示出)可作为深度关联设备包含在打孔装置122中。在一个实施例中，打孔装置122包括适配器(ADR) 128，ADRl28提供地表上的射击面板106和打孔装置122中的其余设备之间的电气和控制接口。在一个实施例中，打孔装置122包括多个选择点火接头(SFS) 130、132、134、135以及多个打孔炸药部件(或打孔枪或“PG”)136、138、140和142。在一个实施例中，选择点火接头的数目是小于打孔炸药部件数目的一个数。打孔炸药部件136、138和140在图4的说明中更为详细地被描述。本领域内技术人员将能理解，图1和图2中示出的选择点火接头和打孔炸药部件的数目仅是解说性的而非限制性的。打孔装置122中可包括任何数量的选择点火接头和任何组的打孔炸药部件。在一个实施例中，打孔装置122包括管塞(BP) 144，BP144便于打孔装置122在井眼114中的向下运动并提供压力屏障以保护打孔装置122的内部组件。在一个实施例中，打孔装置122包括磁偏心器(未示出)，该磁偏心器被磁性地引向套管，由此使打孔装置122靠近套管，如图1所示。在一个实施例中，包括定位工具(未示出)以在井眼内部署和定位桥或压裂塞(frac plug)。图3示出最下面的打孔炸药部件的爆炸结果。透过混凝土 120和套管118已从岩层116形成通道302 (仅标记出一个)。结果，流体可流出岩层116直至表面104。此外，增注流体可被泵出自套管118并进入岩层116以在从岩层116产生流体中起到多种目的。图4所示的打孔炸药部件136、138、140、142的一个实施例包括6个打孔炸药402、404、406、408、410、412和414。本领域内技术人员将能理解，每个打孔炸药部件136、138、140、142可包括任何数量的打孔炸药。在一个实施例中，打孔炸药通过附连至雷管418的引爆线416连接在一起。在一个实施例中，当雷管418被引爆时，引爆线416将爆炸事件联系至所有打孔炸药402、404、406、408、410、412、414，从而同时引爆它们。在一个实施例中，包含单个点火夹开关(FCS)420的选择点火接头130、132、134、135被附连至打孔炸药部件136、138、140、142的下部。在一个实施例中，选择点火接头130、132、134、135定义引爆选择点火接头之上的打孔炸药部件中的雷管所需的电压极性。由此在一个实施例中，参见图2，选择点火接头130定义打孔炸药部件136的极性，选择点火接头132定义打孔炸药部件138的极性，选择点火接头134定义打孔炸药部件140的极性，而选择点火接头135定义打孔炸药部件142的极性。在图2未示出的一个实施例中，最下部的打孔炸药部件142不耦合至选择点火接头(即选择点火接头135不存在)，并因此可通过任一极性的电压引爆。在图5示出的一个实施例中，点火夹开关420包括状态改变机构，该状态改变机构通过跨崩溃部件耗散功率而被启动。在一个实施例中，由崩溃部件产生的热触发状态改变机构，从而使崩溃部件崩溃或使另一部件(例如捆绑带(tieirap)或共晶物质)崩溃或改变物理状态并从结构意义上说变得明显脆弱。在一个实施例中，开关包括C形状弹性件505。在一个实施例中，弹性件505机械耦合至第一触头510和第二触头515。在一个实施例中，弹性件毗邻第一触头510和第二触头515的一些部分520、525是不导电的。在一个实施例中，弹性件505由诸如钢之类的弹性材料制成。在一个实施例中，在其非变形形状下，弹性件505比图5所示地更加闭合以使第一触头510和第二触头515彼此接触并形成良好的电连接。在一个实施例中，点火夹开关420包括两个手柄或张紧部件530、535。在一个实施例中，手柄530、535由非导电材料制成，例如塑料。在一个实施例中，手柄530、535机械耦合至弹性件505。在一个实施例中，手柄530、535机械耦合并通过崩溃部件540保持在图5所示的位置。也就是说，在一个实施例中，手柄530、535朝向彼此被推至图5所示的位置，并随后崩溃部件540机械固定于手柄530、535以将它们保持在位，这进而如图5所示那样使弹性件505变形。在一个实施例中，弹性件505倾向于将手柄530、535彼此分离地推压，由此当点火夹开关420处于图5所示的状态时崩溃部件540处于机械应力下。在一个实施例(未示出)中，弹性件是近端固定于柱的板簧。在一个实施例中，板簧通过类似于崩溃部件540的崩溃部件保持在张紧状态，由此其远端与常闭触头形成电接触。在一个实施例中，当崩溃部件结构上崩溃时，弹性件的远端断开与常闭触头的电连接并形成与常开触头的电连接。在一个实施例中，崩溃部件540通过二极管550耦合至“启动”线545并耦合至接地线555。在一个实施例中，第一触头510通过二极管565耦合至“功率”线565。在一个实施例中，触头515通过二极管575耦合至“点火”线570。在一个实施例中，二极管575是可选用的，但为了点火夹开关420的安全推荐使用。在一个实施例中，“启用”线580耦合至打孔装置122中的较高开关的“启动”线545，由此点火夹开关能被联系在一起，如图11所示和如下所述。在一个实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关，包括：弹性件；崩溃元件；所述弹性件具有通过限位部件保持张紧的第一弹性状态；所述弹性件具有由于限位部件失效而不保持张紧的第二弹性状态；所述崩溃部件被设置成当将充分功率施加至所述崩溃部件时来自所述崩溃部件的热量将使所述限位部件失效；耦合至所述弹性体的第一触头；耦合至所述弹性体的第二触头；当所述弹性件处于第一弹性状态时，所述第一触头和所述第二触头具有第一1?2电连接状态；以及当所述弹性件处于第二弹性状态时，所述第一触头和所述第二触头具有与所述第一1?2电连接状态不同的第二1?2电连接状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.02 US PCT/US2011/0389001.一种开关，包括: 弹性件； 崩溃元件； 所述弹性件具有通过限位部件保持张紧的第一弹性状态； 所述弹性件具有由于限位部件失效而不保持张紧的第二弹性状态； 所述崩溃部件被设置成当将充分功率施加至所述崩溃部件时来自所述崩溃部件的热量将使所述限位部件失效； 耦合至所述弹性体的第一触头； 耦合至所述弹性体的第二触头； 当所述弹性件处于第一弹性状态时，所述第一触头和所述第二触头具有第一 1-2电连接状态；以及 当所述弹性件处于第二弹性状态时，所述第一触头和所述第二触头具有与所述第一1-2电连接状态不同的第二 1-2电连接状态。2.如权利要求1所述的开关，其特征在于，所述限位部件是从由捆绑带、共晶物质和崩溃部件构成的组中选取的。3.如权利要求1所述的开关，其特征在于，还包括: 耦合至所述弹性体的第三触头； 耦合至所述弹性体的第四触头； 当所述弹性件处于第一弹性状态时，所述第三触头和所述第四触头具有第一 3-4电连接状态；以及 当所述弹性件处于第二弹性状态时，所述第三触头和所述第四触头具有与所述第一3-4电连接状态不同的第二 3-4电连接状态。4.如权利要求3所述的开关，其特征在于: 所述第一触头在所述第一 1-2电连接状态下电连接至所述第二触头； 所述第一触头在所述第二 1-2电连接状态下与所述第二触头电绝缘； 所述第三触头在所述第一 3-4电连接状态下电连接至所述第四触头； 所述第三触头在所述第二 3-4电连接状态下与所述第四触头电绝缘；5.如权利要求1所述的开关，其特征在于: 所述弹性件是C形的，其具有第一端、第二端以及耦合至并在所述第一端和第二端之间的圆弧部件； 所述第一触头耦合至所述弹性件的第一端； 所述第二触头耦合至所述弹性件的第二端； 提供第一细长的张紧部件，所述第一细长的张紧部件具有耦合至所述弹性件的第一端的近端； 提供第二细长的张紧部件，所述第二细长的张紧部件具有耦合至所述弹性件的第二端的近端； 将所述第一细长的张紧部件的远端朝向所述第二细长的部件的远端移动使所述弹性件的所述第一端与所述弹性件的第二端分离；以及 所述限位部件被耦合在所述第一细长的张紧部件的远端和所述第二细长的张紧部件的远端之间，以使所述弹性件的第一端与所述弹性件的第二端分离。6.如权利要求5所述的开关，其特征在于: 所述弹性件的第一端与所述第一触头耦合的位置附近的一部分是不导电的；以及 所述弹性件的第二端与所述第二触头耦合的位置附近的一部分是不导电的。7.如权利要求1所述的开关，其特征在于，还包括: 耦合至所述第一触头的电压壁垒。8.如权利要求7所述的开关，其特征在于，所述电压壁垒包括火花间隙。9.如权利要求1所述的开关，其特征在于，还包括: 耦合至所述第一触头的验证设备。10.如权利要求9所述的开关，其特征在于，所述验证设备是从由保险丝和电阻器构成的组中选取的，所述电阻器的电阻远大于所述崩溃部件的电阻。11.一种方法，包括: 将第一开关耦合至功率输入线，所述第一开关包括: 弹性件； 崩溃部件； 所述弹性件具有通过限位部件保持张紧的第一弹性状态； 所述弹性件具有由于限位部件已失效而不保持张紧的第二弹性状态； 所述崩溃部件被设置成当将充分的第一极性电流施加至所述崩溃部件时来自所述崩溃部件的热量将使所述限位部件失效； 耦合至所述弹性件的第一触头； 耦合至所述弹性件的第二触头； 当所述弹性件处于第一弹性状态时，所述第一触头和所述第二触头具有第一 1-2电连接状态； 当所述弹性件处于第二弹性状态时，所述第一触头和所述第二触头具有第二 1-2电连接状态； 所述第一触头耦合至第一开关附连线； 所述第一开关附连线耦合至所述功率输入线；以及 通过所述功率输入线将充分的第一极性功率施加至所述第一开关附连线，以使所述限位部件失效并且所述弹性件从所述第一弹性状态移动至所述第二弹性状态。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·S·波纳外兹，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：