用于水泥頭的多重激活裝置發射器的制作方法

專利名稱：用于水泥頭的多重激活裝置發射器的制作方法
用于水泥頭的多重激活裝置發射器
背景技術：
本部分的闡述只提供與本公開有關的背景信息并且可能不構成現有技術。本發明大致涉及用于維修地下井的設備。本發明涉及用于放下鏢(dart)、球體、炸彈(bomb)和炸藥筒(canister)的組合以致動井下設備、發射水泥塞、輸送化工產品或類似物的深海水泥頭。現有的工具執行模塊式設計，在模塊內鏢被預先裝到籃子中。模塊之間使用夾具相連接。通過拆除機械梗阻和使被泵送的流體液流重新流向鏢籃而將鏢保持在位和釋放。 然后，鏢被流體抽吸通過工具。被發射的第一鏢被放置在最下面的模塊內，后面的鏢經過由前面的鏢騰空的籃。在現有設計中，通過阻擋過程流體的旁路液流并且迫使流體經過鏢腔室而發射鏢。鏢在被放進籃中時形成初始密封。當流體進入鏢腔室時，建立起壓力并且破壞密封，將鏢推出籃，使其通過工具并進入主過程流體流。某些現有技術的設計由與U. S.專利No. 4，624，312和4，890，357中描述的那些模塊類似的模塊組成。鏢從最高處的模塊，如果需要通過旋轉，裝入，利用長桿向下推至它們各自的籃。模塊具有用于在鏢和旁路液流之間選擇的閥。閥自身用作防止鏢過早發射的機械梗阻。當閥轉動時，其同時打開鏢的通路，同時關閉旁路液流的通路。仍需要對井場表面設備提供效率、適應性和可靠性上的改進。

發明內容
本發明允許這種改進。在一個方面中，本發明涉及一種用于水泥頭的多重激活裝置發射系統，包括發射器主體，發射器主體包括至少一個發射腔室和裝置腔室，發射腔室的尺寸被設置成在其里面接收一個或多個激活裝置，發射腔室與動力源流體連通，用于將激活裝置從裝置腔室發射出來。發射系統可以還包括用于監視激活裝置發射過程的與一個或多個發射腔室液壓連通的壓力感應裝置、壓力釋放裝置、體積測量裝置或它們的組合。在另一方面中，本發明的目的在于使用用于水泥頭的有角度發射系統將一個或多個激活裝置配置到過程流體系統中的方法。發射系統包括發射器主體，發射器主體包括主閥和至少一個發射腔室和裝置腔室，發射腔室被裝備有第二閥并且其尺寸被設置成在其里面接收一個或多個激活裝置，發射腔室與動力源流體連通，用于將一個或多個激活裝置發射到裝置腔室內。該方法可以還還包括在一個或多個激活裝置的發射過程中進行下述操作中的一個和兩個(i)監視發射腔室內的流體壓力和(ii)測量被轉移到發射腔室內的過程流體體積。在這些操作過程中獲得的數據允許操作者確定激活裝置的成功配置。在另一方面中，本發明涉及一種使用用于水泥頭的有角度發射系統將一個或多個激活裝置配置到過程流體系統中的方法。發射系統包括發射器主體，發射器主體包括至少一個發射腔室和裝置腔室，發射腔室的尺寸被設置成在其里面接收一個或多個激活裝置， 發射腔室與外部動力源流體連通，用于將一個或多個激活裝置發射到裝置腔室內。該方法可以還包括在一個或多個激活裝置的發射過程中進行下述操作中的一個和兩個(i)監視發射腔室內的流體壓力和(ii)測量被從外部動力源轉移到發射腔室內的流體體積。在這些操作過程中獲得的數據允許操作者確定激活裝置的成功配置。本發明的實施例包括單一激活裝置發射器模塊，其包含被設置成相對于工具的主軸線成一角度的多個發射腔室。激活裝置可以是鏢、球體、炸彈或濾筒。本裝置被直接裝載到它們各自的腔室內或濾筒內，直接從外面而不是經過工具的長度。可以使用多種方法發射激活裝置。激活裝置可以還包含化學物質，當激活裝置離開發射腔室時，化學物質被釋放到井內。本實施例的普遍實施的優勢是多個激活裝置可以安裝到更短長度的工具中，簡單化了裝載過程，并且使籃更容易接觸到用于維修目的。這允許工具在鉆探設備上容易地維修，而現有技術的系統只能在維護地點進行維修。在本發明的另一實施例中，本系統可以包括任何數目的發射腔室(至少一個，但優選兩個、三個、四個或更多個)，每個發射腔室的軸線相對于工具的主軸線成一角度。腔室可以被定位在相同的水平或不同的水平(例如，以螺旋形或臺階狀)。當激活裝置被推出腔室時，它們在正確的方向上進入工具的主體并且被泵送的流體(下文中，稱為過程流體)沖走，用于它們預期的目的。腔的確切數目不太重要；的確，設想了獨立于發射腔室的布置工作的多個單獨的發射方法。在另一實施例中，利用過程流體動力作為動力發射激活裝置。優選地，使用小管道、軟管或集成總管將每個發射腔室聯接至過程流體的主液流。閥(主閥)根據命令阻擋主液流，使流體轉移到發射腔室中。每個發射腔室包括交替地允許或阻擋流體流進相應發射腔室內的閥(第二閥)。所有閥可以手動地或遙控致動。在發射過程中，所有的第二閥初始關閉，主閥初始打開。為發射激活裝置，操作者打開對應于激活裝置腔室的第二閥然后關閉主閥。一旦激活裝置被成功地從發射腔室發射出去，重新打開主閥，并且重復發射過程以發射另外的激活裝置。在另一實施例中，外部流體動力被用來從激活裝置的腔室發射激活裝置。用來將激活裝置推出其腔室的外部流體動力可以包括在激活裝置后面直接發生關系的水或流體； 具有將鏢推出其腔室的桿的液壓缸，沒有在發射腔室內(激活裝置在一側，外部流體在另一側)密封的桿的液壓活塞，位于激活裝置后面的可膨脹囊體，其從外部流體源進行充填將激活裝置推出腔室，或者如本領域那些技術人員所知曉的類似類型的流體動力。在優選實施例中，外部流體動力被用于從激活裝置的腔室發射激活裝置。用來將激活裝置推出其腔室的外部流體動力可以包括在激活裝置后面直接發生關系的水或流體； 具有將鏢推出其腔室的桿的液壓缸，沒有在發射腔室內(激活裝置在一側，外部流體在另一側)密封的桿的液壓活塞，位于激活裝置后面的可膨脹囊體，其從外部流體源進行充填， 將激活裝置推出腔室，或者如本領域那些技術人員所知曉的類似類型的流體動力。本優選實施例還包括通過其可以監視激活裝置發射過程進展的操作。這些操作包括(i)用與發射腔室液壓連通的一個或多個壓力傳感器監視發射腔室內的流體壓力；(ii)測量被轉移到發射腔室內的過程流體體積，或兩者。在這些操作過程中獲得的數據允許操作者確定激活裝置的成功配置。本領域內的那些技術人員應了解，在激活裝置配置過程中監視流體壓力和流體體積對于使用流體驅動活塞、囊體或其他阻擋裝置的其它類似激活裝置發射系統來說可能是有用的實踐。雖然本公開的發射系統主要在固井(well cementing)的背景下進行了描述，但應了解，過程流體流可以包括其他井流體(well fluid)，包括但不限于鉆井流體、水泥漿、隔離液、化學洗液、酸液、礫石充填液和除垢液。


圖1是多重激活裝置發射器的概念圖，其使用閥將過程流體(process-fluid)液流轉移至發射腔室，迫使激活裝置離開發射腔室；圖2是多重激活裝置發射器的概念圖，其特征是當外部動力源供給能量時迫使激活裝置離開發射腔室；圖3是使用流體作為外部動力源的多重激活裝置發射器的概念圖；圖4是使用活塞外部動力源的多重激活裝置發射器的概念圖；圖5是使用可膨脹囊體作為外部動力源的多重激活裝置發射器的概念圖；圖6是使用桿和活塞作為外部動力源的多重激活裝置發射器的概念圖；圖7是具有多個發射腔室特征的本發明的外部視圖；圖8是示意激活裝置發射過程中的壓力/體積曲線的圖示，其中⑴激活裝置只被流體流動驅出發射腔室；或者(ii)發射腔室沒有裝備壓力釋放裝置；圖9是示意激活裝置發射過程中的壓力/體積曲線的圖示，其中，發射腔室被裝備有壓力釋放裝置。
具體實施例方式根據一個實施例，本發明涉及過程流體液流從主液流通過發射器主體到其中一個發射腔室的轉移。參考圖1，發射器模塊包括兩個主要元件-作為過程流體流經的主管道的發射器主體1 ；以及一個或多個發射腔室2，其包含一個或多個激活裝置7并且被連接至主管道。激活裝置通過關閉主閥5而被啟動，將過程流體液流從主流動方向3轉向到連接主體和發射腔室的管道4中。每個發射腔室應被裝備有允許或阻擋過程流體液流進入腔室的第二閥6。當第二閥被打開，并且過程流體流進發射腔室中時，激活裝置被推出發射腔室并且進入主過程流體流。優選地，主閥只需承受足以將激活裝置從發射腔室推出的差動壓力。主閥可以是旋塞閥、蝶閥、從中心膨脹從而密封主流體通路的氣球狀囊體、從邊緣膨脹從而密封主流體通路的環狀囊體、與在防噴裝置(BOP)或可膨脹止封裝置中使用的那些類似的壓力操作橡膠部件，或如本領域內的那些技術人員所知曉的類似類型的閥。第二閥可以是任何種類的開關閥，但優選被設計成在反復暴露于諸如水泥漿的含顆粒流體中之后容易拆下和清洗。第二閥可以是旋塞閥、蝶閥、從中心膨脹從而密封主流體通路的氣球狀囊體、從邊緣膨脹從而密封主流體通路的環狀囊體、與在BOP或可膨脹止封裝置中使用的那些類似的壓力操作橡膠部件，或如本領域內的那些技術人員所知曉的類似類型的閥。在另一實施例中，如圖2中所示，外部裝置8將一個或多個激活裝置從發射腔室7推出。設想了若干種類型的外部動力源。如圖3中所示，在激活裝置后面直接發生關系的水或流體可以用于將該裝置逐出其腔室。該流體不直接連接到主過程流體。液壓管線9將該流體傳送至發射腔室2。操作者打開單向閥10，允許流體流進發射腔室并且將激活裝置7帶出發射腔室并且帶進主過程流體液流。如圖4中所示，液壓管線9將流體傳送至發射腔室2。在操作者致動單向閥10之后，流體進入發射腔室，迫使活塞11移動，將激活裝置7推出發射腔室并且進入主過程流體液流。如圖5中所示，液壓管線9將流體傳送至發射腔室2。在操作者致動單向閥10之后，流體進入發射腔室并且膨脹囊體12。當囊體膨脹時，其將激活裝置7推出發射腔室并且進入主過程流體液流。如圖6中所示，液壓桿13伸出發射腔室2的上部分，并且在發射腔室內被連接到活塞14上。液壓密封件15隔離開發射腔室的內和外部分。操作者將桿進一步推進發射腔室，導致活塞將激活裝置7推出發射腔室并且進入主過程流體液流。如上所述的實施例都可以包括監視激活裝置發射過程進展的設備。這種設備可以包括壓力傳感器、壓力釋放裝置和體積測量裝置，以及與一個或多個發射腔室液壓連通的它們的組合。適合的壓力傳感器包括(但不僅限于)壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。適合的壓力釋放裝置可以包括(但不僅限于)爆破片 (rupture disk)、壓力釋放閥、易熔塞裝置和組合爆破片/易熔合金裝置。適合的體積測量裝置可以包括(但不僅限于)流量計、水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。在優選實施例中，如圖2中所示，外部裝置8將一個或多個激活裝置從發射腔室推出。設想了若干種類型的外部動力。如圖3中所示，在激活裝置后面直接發生關系的水和流體可以用于將該裝置驅出其腔室。該流體不直接連接至主過程流體。液壓管線9將流體傳送至發射腔室2。操作者打開單向閥10，允許流體流進發射腔室并將激活裝置7帶出發射腔室并且進入主過程流體液流。如圖4中所示，液壓管線9將流體傳送至發射腔室2。在操作者致動單向閥10之后，流體進入發射腔室并迫使活塞11移動，將激活裝置7推出發射腔室并且進入主過程流體液流。如圖5中所示，液壓管線9將流體傳送至發射腔室2。在操作者致動單向閥10之后，流體進入發射腔室并膨脹囊體12。當囊體膨脹時，其將激活裝置7推出發射腔室并且進入主過程流體液流。如圖6中所示，液壓桿13伸出發射腔室2的上部分，并且在發射腔室內被連接到活塞14上。液壓密封件15隔離開發射腔室的內和外部分。操作者將桿進一步推入發射腔室，導致活塞將激活裝置7驅出發射腔室并且進入主過程流體液流。優選實施例還包括用于監視激活裝置發射過程進展的設備。這種設備可以包括壓力傳感器、壓力釋放裝置和體積測量裝置，以及與一個或多個發射腔室液壓連通的它們的組合。適合的壓力傳感器包括(但不限制于)壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。適合的壓力釋放裝置可以包括(但不僅限于)爆破片、壓力釋放
9閥、易熔塞裝置和組合爆破片/易熔合金裝置。適合的體積測量裝置可以包括(但不僅限于)流量計、水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。本領域內的那些技術人員應了解， 這種壓力測量和體積測量設備可以與使用流體驅動活塞、囊體或其他阻擋裝置的其他類似的激活裝置發射系統一起使用。圖7是具有多個發射腔室的本發明的外部視圖。圖中描述的激活裝置是鏢；但激活裝置可以還包括球體、炸彈和濾筒。激活裝置可以充滿化學物質，當激活裝置從發射腔室中釋放出去時，化學物質被從激活裝置分配到過程流體中。化學物質的釋放可以發生在激活裝置發射之后的任何時間-從發射的時刻開始到發射之后的任何時間。延遲的化學物質釋放可以由于許多原因而發生，包括但不限于，在添加了化學物質的情況下在表面的初始流體混合過程中，避免化學物質可能會發生的流體流變學問題，以及在井中的戰略性位置上觸發流體中的化學反應開始(例如，水泥漿凝結和壓裂液交聯)。過程流體可以包括在井務操作(well-service operations)中使用的一種或多種流體。這些流體包括，但不限制于，鉆井流體、水泥漿、隔離液、化學洗液、酸液、礫石充填液和除垢液。本發明還包括在圖1中描述的多重激活裝置發射器的操作方法，包括在至少一個發射腔室2中插入一個或多個激活裝置7，并且關閉每個發射腔室中的第二閥6。然后，泵送過程流體通過發射器主體1。當是時候釋放激活裝置7時，關閉主閥5并且打開所選擇的發射腔室中的第二閥6。這使得過程流體液流轉移通過發射腔室2，迫使激活裝置7離開發射器主體1。激活裝置7發射后，關閉第二閥6，重新打開主閥5，使過程流體液流重新流經發射器主體1，而激活裝置7被攜帶至其目的地。然后重復此過程，直到足夠數量的激活裝置被配置而完成該作業(treatment)。一個或多個激活裝置可以包含化學物質，在激活裝置被配置到過程流體中之后化學物質被釋放到過程流體中。優選地，主閥只需承受足以將激活裝置從發射腔室推出的差動壓力。主閥可以是旋塞閥、蝶閥、從中心膨脹從而密封主流體通路的氣球狀囊體、從邊緣膨脹從而密封主流體通路的環狀囊體、與在BOP或可膨脹止封裝置中使用的那些類似的壓力操作橡膠部件，或如本領域內的那些技術人員所知曉的類似類型的閥。第二閥可以是任何種類的開關閥，但優選被設計成在反復暴露于諸如水泥漿的含顆粒流體中之后容易拆下和清洗。第二閥可以是旋塞閥、蝶閥、從中心膨脹從而密封主流體通路的氣球狀囊體、從邊緣膨脹從而密封主流體通路的環狀囊體、與在BOP或可膨脹止封裝置中使用的那些類似的壓力操作橡膠部件，或如本領域內的那些技術人員所知曉的類似類型的閥。本方法可以包括通過其可以監視激活裝置發射過程進展的操作。該操作包括(i) 用與發射腔室液壓連通的一個或多個壓力傳感器監視發射腔室內的流體壓力；(ii)測量被轉移到發射腔室內的過程流體體積；或兩者。壓力監視可以通過壓力傳感器進行；但是， 在本特殊方法中，由于缺乏將激活裝置驅出發射腔室的活塞、囊體或其他阻擋機構，所以沒有使用壓力釋放裝置。激活裝置只通過流體流動而發射出去。適合的壓力傳感器包括(但不限制于)(但不限制于)壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。流體體積測量可以通過包括但不僅限于下述的設備進行流量計、水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。這些監視操作可以在一個或多個發射腔室中進行。圖8是操作者在激活裝置的成功發射過程中觀察到的壓力/體積數據的曲線。圖線表示被泵送到發射腔室中的流體壓力與流體體積。當過程流體進入發射腔室時，流體壓力達到足以使激活裝置開始移動的水平16。當激活裝置離開發射腔室時，流體壓力開始下降17，并且下降到發射過程開始18時的觀察到的水平。在優選實施例中，本發明涉及在圖2中描述的多重激活裝置發射器的操作方法， 包括在至少一個發射腔室2中插入一個或多個激活裝置7，并且連接該腔室和外部動力源 8。動力源包括，但不限制于，在激活裝置7后面直接發生關系的流體(圖幻、具有桿13的液壓缸14(圖6)、沒有桿的液壓活塞11 (圖4)，以及可膨脹囊體12(圖幻。過程流體被泵送通過發射器主體1。當是時候釋放激活裝置7時，致動外部動力源8，迫使激活裝置7離開進入發射器主體1。重復此過程，直到足夠數量的激活裝置已經配置而完成作業。一個或多個激活裝置可以包含化學物質，在激活裝置被配置到過程流體中之后化學物質被釋放到過程流體中。本優選實施例包括通過其可以監視激活裝置發射過程進展的操作。該操作包括 (i)用與發射腔室液壓連通的一個或多個壓力傳感器監視發射腔室內的流體壓力；(ii)測量被轉移到發射腔室內的過程流體體積；或兩者。壓力監視可以通過壓力傳感器、壓力釋放裝置或兩者進行。不同于前面的方法，如果激活裝置發射系統包括將激活裝置驅出發射腔室的活塞、囊體或其他阻擋機構，可以使用壓力釋放裝置。適合的壓力傳感器包括(但不限制于)壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。壓力釋放裝置可以包括下面列表中的一個或多個構件爆破片、壓力釋放閥、易熔塞裝置和組合爆破片 /易熔合金裝置。流體體積測量可以通過包括但不僅限于下述的設備進行流量計、水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。這些監視操作可以在一個或多個發射腔室中進行。圖9是在激活裝置從被裝備有壓力釋放裝置的腔室中成功發射的過程中操作者觀察到的壓力/體積數據的曲線。在這些實例中，發射腔室包括將激活裝置驅出發射腔室的活塞、囊體或其他阻擋機構。圖線表示被泵送到發射腔室中的流體壓力與流體體積。當流體從外部動力源進入發射腔室時，流體壓力達到足以使激活裝置開始移動的水平19。當激活裝置離開發射腔室時，活塞、囊體或其他阻擋機構的移動受到限制。例如，活塞到達腔室端部且不能再移動，或者囊體完全膨脹且不能再接受額外的流體。因此，流體壓力開始增加20。流體壓力繼續增加直到壓力釋放裝置失效21。失效后，流體壓力下降到發射過程開始22時的觀察到的水平。本領域內的那些技術人員應了解，這種壓力測量和體積測量操作對于使用流體驅動活塞、囊體或其他阻擋機構的其他類似的激活裝置可能是有用的。在圖1和2中描述的多重激活裝置發射器的操作方法可以還包括包含化學物質的激活裝置，在激活裝置離開發射腔室后化學物質被釋放。激活裝置可以在發射時即刻或者在之后的任何時間分配化學物質。在圖1和2中描述的多重激活裝置發射器的操作方法中，過程流體可以包括在井務操作中使用的一種或多種流體。這些流體包括，但不限制于，鉆井流體、水泥漿、隔離液、 化學洗液、酸液、礫石充填液、除垢液。另外，激活裝置可以包括鏢、球體、炸彈和濾筒。前面已經關于本發明的優選實施例進行了描述。與本發明有關的領域和技術內的技術人員應了解，在意義上不偏離本發明的原理和范圍的情況下可以對所描述的結構和操作方法進行改造和修改。因此，前述描述不應被理解為只屬于附圖中描述和示出的特殊結構，而應理解為與下面的權利要求相一致并支持權利要求，權利要求具有最完整和最清楚的范圍。
權利要求
1.一種用于水泥頭的多重激活裝置發射系統，包括發射器主體，所述發射器主體包括至少一個發射腔室和裝置腔室，所述發射腔室的尺寸被設置成在其里面接收一個或多個激活裝置，所述發射腔室與動力源流體連通，用于將所述激活裝置發射到所述裝置腔室內。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述發射器主體包括多個發射腔室，每個所述發射腔室被設置成相對于所述發射器主體的軸線成一角度。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述激活裝置包括鏢、球體、炸彈和炸藥筒。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述激活裝置包含可以在發射之后被釋放的化學物質。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述動力源是流經所述發射器主體的過程流體。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述過程流體包括從下述列表中選擇的一種或多種流體鉆井流體、水泥漿、隔離液、化學洗液、酸液、礫石充填液和除垢液。
7.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述發射器主體還包括用于將所述過程流體轉移至所述發射腔室中的主閥和用于引導所述過程流體從而將一個或多個激活裝置從所述發射腔室中發射出去的第二閥。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述閥包括由下述構成的列表中的一個或多個旋塞閥、蝶閥、氣球狀囊體、環狀囊體和壓力操作橡膠部件。
9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述動力源是位于所述發射器主體外面并且與所述發射腔室流體連通的裝置。
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述外部動力源包括下述列表中的一個或多個在所述激活裝置后面直接發生關系的流體、具有將一個或多個激活裝置推出所述發射腔室的桿的液壓缸、沒有在所述激活裝置腔室內密封的桿的液壓活塞，以及位于所述激活裝置后面的從外部流體源充填的囊體。
11.根據權利要求1所述的系統，還包括與一個或多個發射腔室液壓連通的一個或多個壓力傳感器，所述壓力傳感器包括下述列表中的一個或多個構件壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。
12.根據權利要求1所述的系統，還包括與一個或多個發射腔室液壓連通的一個或多個壓力釋放裝置，所述壓力釋放裝置包括下述列表中的一個或多個構件爆破片、壓力釋放閥、易熔塞裝置和組合爆破片/易熔合金裝置。
13.根據權利要求1所述的系統，還包括與一個或多個發射腔室液壓連通的一個或多個流體體積測量裝置，所述流體體積測量裝置包括下述列表中的一個或多個構件流量計、 水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。
14.一種使用用于水泥頭的有角度發射系統將一個或多個激活裝置配置到過程流體系統中的方法，所述發射系統包括發射器主體，所述發射器主體包括主閥和至少一個發射腔室和裝置腔室，所述發射腔室被裝備有第二閥并且其尺寸被設置成在其里面接收一個或多個激活裝置，所述發射腔室與動力源流體連通，用于將一個或多個激活裝置發射到所述裝置腔室內。
15.根據權利要求14所述的方法，包括下述步驟i.在每個所述發射腔室中插入一個或多個激活裝置； .關閉發射腔室中的第二閥；iii.泵送過程流體通過所述發射器主體；iv.關閉所述發射器主體中的主閥；v.打開包含一個或多個激活裝置的發射腔室中的所述第二閥，將過程流體液流從所述發射器主體轉移至所述發射腔室；vi.將一個或多個激活裝置推出所述發射腔室并使其進入所述發射器主體；vii.關閉所述第二閥；viii.打開所述發射器主體內的所述主閥；ix.使過程流體液流重新流經所述發射器主體；以及χ.重復步驟i.至ix.，直到足夠數量的發射裝置已經被配置而完成作業。
16.根據權利要求14所述的方法，包括下述步驟i.在發射腔室中插入包含化學物質的一個或多個激活裝置； .關閉每個所述發射腔室中的第二閥；iii.泵送過程流體通過所述發射器主體；iv.關閉所述發射器主體中的主閥；v.打開所述包含一個或多個激活裝置的發射腔室中的所述第二閥，使過程流體液流從所述發射器主體轉移至所述發射腔室；vi.將一個或多個激活裝置推出所述發射腔室并使其進入所述發射器主體；vii.關閉所述第二閥；viii.打開所述發射器主體內的主閥；ix.使過程流體液流重新流經所述發射器主體；χ.如果所述激活裝置包含化學物質，則將所述化學物質釋放到過程流體中；以及 xi.重復步驟i.至χ.，直到足夠數量的發射裝置已經被配置而完成作業。
17.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述閥包括由下述構成的列表中的一個或多個旋塞閥、蝶閥、氣球狀囊體、環狀囊體和壓力操作橡膠部件。
18.根據權利要求14所述的方法，還包括在一個或多個激活裝置從發射腔室發射的過程中進行下述操作中的一個和兩個(i)用與所述發射腔室液壓連通的一個或多個壓力傳感器監視所述發射腔室內的流體壓力；以及( )測量被轉移到所述發射腔室內的過程流體體積。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述流體壓力測量通過包括下述的列表中的一個或多個壓力傳感器進行監視壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。
20.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述流體體積測量通過包括下述的列表中的一個或多個裝置進行監視流量計、水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。
21.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述激活裝置包括鏢、球體、炸彈和炸藥筒。
22.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述過程流體包括從下述列表中選擇的一種或多種流體鉆井流體、水泥漿、隔離液、化學洗液、酸液、礫石充填液和除垢液。
23.一種使用用于水泥頭的有角度發射系統將一個或多個激活裝置配置到過程流體系統中的方法，所述發射系統包括發射器主體，所述發射器主體包括至少一個發射腔室和裝置腔室，所述發射腔室的尺寸被設置成在其里面接收一個或多個激活裝置，所述發射腔室與外部動力源流體連通，用于將一個或多個激活裝置發射到所述裝置腔室內。
24.根據權利要求23所述的方法，包括下述步驟 i.在發射腔室中插入一個或多個激活裝置； .連接每個發射腔室和動力源；iii.泵送過程流體通過所述發射器主體；iv.致動與包含一個或多個激活裝置的發射腔室連接的所述動力源；v.將一個或多個激活裝置推出所述發射腔室并使其進入所述發射器主體；以及 Vi.重復步驟i.至V.，直到足夠數量的發射裝置已經被配置而完成作業。
25.根據權利要求23所述的方法，包括下述步驟i.在發射腔室中插入包含化學物質的一個或多個激活裝置； .連接每個發射腔室和動力源；iii.泵送過程流體通過所述發射器主體；iv.致動與所述包含一個或多個激活裝置的發射腔室連接的所述動力源； V.將一個或多個激活裝置推出所述發射腔室并使其進入所述發射器主體；Vi.如果所述激活裝置包含化學物質，則將所述化學物質釋放到過程流體中；以及 Vii.重復步驟i.至Vi.，直到足夠數量的發射裝置已經被配置而完成作業。
26.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述外部動力源包括下述列表中的一個或多個在所述激活裝置后面直接發生關系的流體、具有將一個或多個激活裝置推出所述發射腔室的桿的液壓缸、沒有在所述激活裝置腔室內密封的桿的液壓活塞，以及位于所述激活裝置后面的從外部流體源充填的囊體。
27.根據權利要求23所述的方法，還包括在一個或多個激活裝置從發射腔室發射的過程中進行下述操作中的一個和兩個(i)用與所述發射腔室液壓連通的一個或多個壓力傳感器監視所述發射腔室內的流體壓力；以及( )測量被轉移到所述發射腔室內的所述流體體積。
28.根據權利要求27所述的方法，其特征在于，所述流體壓力通過包括下述的列表中的一個或多個壓力傳感器進行監視壓阻式應變計、電容式傳感器、電磁傳感器、壓電傳感器和電位傳感器。
29.根據權利要求27所述的方法，其特征在于，一個或多個壓力釋放裝置被用于提供額外的流體壓力信息，所述壓力釋放裝置包括下述列表中的一個或多個構件爆破片、壓力釋放閥、易熔塞裝置和組合爆破片/易熔合金裝置。
30.根據權利要求27所述的方法，其特征在于，所述流體體積通過包括下述的列表中的一個或多個裝置進行測量流量計、水平傳感器、視覺傳感器和泵沖程計數器。
31.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述激活裝置包括鏢、球體、炸彈和炸藥筒。
32.根據權利要求23所述的方法，其特征在于，所述過程流體包括從下述列表中選擇的一種或多種流體鉆井流體、水泥漿、隔離液、化學洗液、酸液、礫石充填液和除垢液。
全文摘要
本發明涉及用于水泥頭的多重激活裝置發射系統，包括發射器主體，發射器主體包括至少一個發射腔室和裝置腔室，發射腔室的尺寸被設置成在里面接收一個或多個激活裝置，發射腔室與動力源流體連通，用于將激活裝置發射到裝置腔室內。本發明涉及與這種系統有關的各種方法。
文檔編號E21B33/076GK102177308SQ200980139992
公開日2011年9月7日 申請日期2009年9月16日 優先權日2008年10月7日
發明者C·菲茨杰拉德, G·錢, J·龍多, P·岡比耶 申請人:普拉德研究及開發股份有限公司