高密度粉末材料襯管制造技術(shù)

提供一種用于由粉末材料來形成爆炸射孔彈襯管的模具組。該模具組包括限定有盆腔的模塊和被成形以與盆腔相互作用的凸模。模塊和凸模被構(gòu)造為從盆腔的中心軸線排除粉末材料。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】高密度粉末材料襯管
技術(shù)介紹
通過從地面鉆探出穿過多種生產(chǎn)地層和非生產(chǎn)地層的井眼可產(chǎn)出烴。井眼可基本上豎直地鉆探，或可以是并非豎直而是與地面進入點有一定量水平位移的偏井。在一些情況下，可鉆探多分支水平井，其包括多個偏離主井眼鉆探出來的井眼，每個井眼可被稱為側(cè)井眼。側(cè)井眼的多個部分可基本上平行于地面。在一些地區(qū)，井眼可能非常深，例如從地面延伸超過10，000英尺。在開始鉆探后，在井眼上可執(zhí)行許多維護操作。井眼中在兩個側(cè)井眼的相交處和/或側(cè)井眼與主井眼的相交處可設(shè)置有側(cè)聯(lián)結(jié)點。套管柱可被設(shè)定并以水泥灌注在井眼中。尾管可懸置于套筒柱中。可通過發(fā)射射孔槍或射孔工具來對套筒柱進行射孔。可設(shè)定封隔器，而且最接近井眼的地層可通過液壓方式被壓裂。插塞可設(shè)定在井眼中。 射孔工具可包括有爆炸射孔彈(explosive charge),爆炸射孔彈被弓I爆以點燃射孔工具、對套管(如果存在)進行射孔并在最接近井眼的地層中生成射孔和/或隧道。期望的是，在地層中生成的隧道深并且盡可能地沒有碎屑，以促進流體流入或流出地層。碎屑可包括從地層釋放的或通過射孔產(chǎn)生的細粒，和/或來自射孔工具的殘留物，例如射孔工具的被射孔彈吹散的金屬碎片。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一實施例中，公開了一種用于由粉末材料來形成射孔彈襯管的模具組。模具組包括限定有盆腔(basin，盆狀部)的模塊和被成形以與盆腔相互作用的凸模。模塊和凸模被構(gòu)造為從盆腔的中心軸線排除粉末材料。在一實施例中，公開了一種制造爆炸射孔彈襯管的方法。該方法包括將粉末材料引入由模塊限定的盆腔內(nèi)，其中，凸模被成形以與盆腔相互作用，從而從盆腔的中心部排除粉末材料；以及將凸模壓入盆腔中的粉末材料內(nèi)以形成爆炸射孔彈襯管。在一實施例中，公開了一種裝置。該裝置包括深穿透爆炸射孔彈襯管，其由以壓坯強度被保持在一起的粉末材料形成，在襯管的窄端有孔。結(jié)合附圖和權(quán)利要求，根據(jù)以下詳細描述將更清楚地理解這些和其它特征。附圖說明為了對更完整理解本專利技術(shù)，現(xiàn)在請參考以下與附圖(附圖中相同的附圖標記表示相同的零件)有關(guān)的簡要描述和詳細描述。圖I是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的井眼、運輸裝置和射孔工具的示意圖。圖2是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的射孔工具的示意圖。圖3是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的成型爆炸射孔彈(shaped explosive charge)組件的示意圖。圖4是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的穿透地層的爆炸射流的示意圖。圖5是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的成型射孔彈襯管的示意圖。圖6是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的另一成型射孔彈襯管的示意圖。圖7是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的模具組的示意圖。圖8是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的另一模具組的示意圖。圖9是根據(jù)本專利技術(shù)的實施例的方法的流程圖。具體實施例方式首先應(yīng)理解，盡管以下示出一個或多個實施例的示意性實施方式，但是本專利技術(shù)的系統(tǒng)和方法可使用任何數(shù)量的技術(shù)手段來實施，不管它們是當(dāng)前公知的或已存在的。本專利技術(shù)無論如何都不應(yīng)局限于以下說明的示意性實施方式、附圖和技術(shù)手段，而是可在隨附權(quán)利要求書及其等同方案的完整范圍內(nèi)進行更改。除非另外說明，否則對任何描述元件之間的相互作用的術(shù)語“聯(lián)結(jié)”的使用均不意味著將相互作用限制于元件之間直接的相互作用，而是還可包括所描述的元件之間間接的 相互作用。在以下的說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”和“包含”是以開放性的方式來使用的，因此應(yīng)被解釋為意味著“包括，但不限于”。關(guān)于上或下，為了描述的目的，不管井眼的方向如何，都將利用“上”、“上部”、“向上”或“上游”來表示朝向井眼的地面的意思，并利用“下”、“下部”、“向下”或“下游”來表示朝向井的終端的意思。本文所使用的術(shù)語“帶(zone)”或“產(chǎn)層帶(pay zone)”指的是井眼中的指定用于處理或生產(chǎn)的單獨的部分，并可指整個產(chǎn)烴地層或單一地層的單獨部分(例如相同地層中被水平地和/或豎直地間隔開的部分)。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，一旦閱讀以下對本專利技術(shù)的詳細描述并通過參照附圖，借助本公開的內(nèi)容，上述的各種特性以及其它的特征和以下更詳細描述的特性就將變得顯而易見了。在射孔事件期間，用于射孔工具中的成型射孔彈的襯管可塌陷，并在地層中發(fā)展出生成隧道的高速射流。這種襯管可稱為成型射孔彈襯管。可期望的是，成型射孔彈襯管的至少一部分包括在這種高速射流中出現(xiàn)的高密度材料。因此被傳遞到高密度材料的能量能夠更有效地被集中，從而有利于產(chǎn)生更深的隧道。已經(jīng)觀察到，襯管的一些部分(例如襯管的位于襯管頂點區(qū)中的那一部分)可拖曳在射流的前邊緣之后，因此可對地層中生成隧道小有貢獻。這些部分可稱為杵體(slug)。杵體會使隧道的條件惡化，例如至少部分地阻塞和/或堵塞隧道。在一些情況下，為產(chǎn)生更深隧道而設(shè)計的成型射孔彈襯管可被稱為深穿透(DP)襯管。成型射孔彈襯管可通過利用凸模在模塊中將粉末材料擠壓成期望的形狀來形成；舉例來說，粉末材料可包括一種或多種金屬粉末，并且可包括粉狀石墨的摻雜物。通過以凸模與模塊之間每平方英寸40，000磅(PSI)的力或更大的力來壓縮粉末材料顆粒的壓坯強度，由粉末材料形成的襯管被保持在一起。粉末材料形成的成型射孔彈襯管可響應(yīng)于成型爆炸射孔彈的引爆能量而更完全地破碎，因此杵體部可在射孔隧道中產(chǎn)生較少阻塞效果。例如，襯管可通過將測定量的粉末材料澆注到模塊中具有向上開口的圓錐的形式的凹部內(nèi)來形成。模塊中的這個凹部可被稱為盆腔。在粉末材料澆注到模塊所形成的盆腔內(nèi)之后，凸模(其被成形為與模塊相互作用)被伸入盆腔內(nèi)。在實施例中，凸模具有類似地與盆腔配合的表面。例如當(dāng)期望的是錐形的射孔彈襯管壁時，凸模的表面可不與盆腔面對面地匹配。另外，凸模或盆腔之一的表面可具有不同紋理，例如一個表面可被拋光或是光滑的，而另一表面則可是粗糙的或有圓周上的突起。可選地，凸模的表面可與盆腔面對面地匹配。隨著凸模伸入盆腔內(nèi)，其將一些粉末材料推到一邊，而將一些粉末材料向上移置到盆腔的側(cè)部。在一實施例中，模塊可在介于約4PRM與600RPM之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)可有助于在模塊內(nèi)移置并均勻地分布粉末材料。隨著凸模伸入盆腔內(nèi)，凸模開始在模塊所限定出的盆腔與凸模的表面之間壓縮粉末材料。模塊可響應(yīng)于遇到將粉末材料壓縮到模塊內(nèi)的阻力而停止旋轉(zhuǎn)。在一些情況下，在模塊的圓錐形盆腔的頂點，凸模將全部的力傳遞到粉末材料上，因此在頂點的粉末材料被壓縮到100%的設(shè)計密度，而小于全部力的力則沿模塊的側(cè)部被分布到粉末材料上，因此沿模塊的側(cè)部將粉末材料壓縮到小于100%的設(shè)計密度。沿盆腔的側(cè)部的粉末材料例如可能僅被壓縮到50%的設(shè)計密度、60%的設(shè)計密度、80%的設(shè)計密度或某個其它比值的設(shè)計密度。因為密度較大的材料與較深的射流穿透力相關(guān)聯(lián)，所以導(dǎo)致成型射孔彈襯管的側(cè)部的較小密度被認為會削弱成型射孔彈襯管在穿透地層方面的效力。一種期望的結(jié)果可以是提供一種由粉末材料形成的成型射孔彈襯管，其沿襯管的側(cè)部具有提高的密度。在其它實施例中，期望的是用于制造這種改善的成型射孔彈襯管的工具和方 法。在一實施例中，粉末材料從模塊的盆腔的中心區(qū)被排除，因此當(dāng)凸模在模塊的盆腔中壓縮粉末材料時，因為中心區(qū)排除了粉末材料，所以盆腔的頂點沒有粉末材料，從而以另一種方式減小了所施加的用以沿模塊的盆腔的側(cè)部壓縮粉末材料的力的分散。因此，可利用更大的力來壓縮沿模塊的盆腔的側(cè)部的粉末材料，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種用于由粉末材料來形成爆炸射孔彈襯管的模具組，包括 模塊，其限定有盆腔；以及 凸模，其被成形以與所述盆腔相互作用； 其中，所述模塊和所述凸模被構(gòu)造為從所述盆腔的中心軸線排除粉末材料。2.如權(quán)利要求I所述的模具組，其中，所述模塊包括軸向定位的銷，用以從所述盆腔的中心排除粉末材料。3.如權(quán)利要求2所述的模具組，其中，所述凸模限定有軸向定位的洞，所述洞的大小適于容納所述銷。4.如權(quán)利要求I所述的模具組，其中，所述凸模包括銷，所述銷延伸通過由所述模塊限定的軸向定位的洞，以從所述盆腔的中心排除粉末材料。5.如權(quán)利要求I所述的模具組，其中，所述模塊限定有扁平的唇部，所述唇部接近所述盆腔的窄端并與所述盆腔的中心軸線同心。6.一種制造爆炸射孔彈襯管的方法，包括 將粉末材料引入由模塊限定的盆腔內(nèi)，其中，一凸模被成形以與所述盆腔相互作用； 從所述盆腔的中心部排除粉末材料；以及 將所述凸模壓入所述盆腔中的粉末材料內(nèi)以形成所述爆炸射孔彈襯管。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述模塊包括銷，所述銷從所述盆腔的中心部排除粉末材料。8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述凸模包括銷，所述銷延伸通過所述模塊中的孔并從所述盆腔的中心部排除粉末材料。9.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括旋轉(zhuǎn)所述模塊；而且其中，在開始旋轉(zhuǎn)所述模塊之前或開始旋轉(zhuǎn)所述模塊之后，將粉末材料弓I入所述盆腔內(nèi)。10.如權(quán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杰里·L·沃克，
申請(專利權(quán))人：哈利伯頓能源服務(wù)公司，
類型：
國別省市：