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液壓延時趾閥系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號:12170442閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種受控延時設(shè)備,其集成到井筒套管中用于將加壓流體注入地下地層,所述設(shè)備包括:具有開口的外殼、活塞、延時節(jié)流器、致動裝置和具有液壓流體的高壓室;所述延時節(jié)流器配置為與所述高壓室壓力連通;所述活塞的行進速度由所述液壓流體經(jīng)由所述延時節(jié)流器從所述高壓室進入低壓室來限制;

其中

在由所述致動裝置致動時,所述活塞在致動時間段期間行進,所述活塞的行進允許在所述致動時間段過去之后打開所述開口,使得所述加壓流體在端口打開時間間隔期間流過所述開口。

2.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述延時節(jié)流器為包括以串聯(lián)鏈的方式連接的多個延時元件的盒。

3.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述延時節(jié)流器為包括以串聯(lián)鏈與并聯(lián)鏈結(jié)合的方式連接的多個延時元件的盒。

4.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述液壓流體的黏度為3到10000厘沲。

5.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述液壓流體還具有被配置為進一步延緩所述活塞的行進速度的堵塞劑。

6.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述液壓流體配置為從固態(tài)改變狀態(tài)至液態(tài)。

7.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述致動時間段為長于60分鐘至短于2周。

8.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述致動時間段幾乎為零秒,使得所述開口即時打開。

9.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述致動時間段為0.5秒至60分鐘。

10.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述端口打開時間間隔為0.5秒至20分鐘。

11.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述端口打開時間間隔幾乎為0秒。

12.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述設(shè)備與內(nèi)徑和外徑相關(guān)聯(lián);所述內(nèi)徑與所述外徑的比值為0.4到0.9。

13.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述設(shè)備與工具內(nèi)徑相關(guān)聯(lián),并且所述井筒套管與套管內(nèi)徑的比值相關(guān)聯(lián);工具內(nèi)徑與套管外徑的比值為0.4到1.1。

14.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述致動裝置具有基本等于所述井筒套管的壓力的額定壓力。

15.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述致動裝置為反向作用破裂盤。

16.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中芯軸還包括端口,所述端口配置為在所述端口打開時間間隔期間與所述外殼中的所述開口對齊。

17.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述外殼中的所述開口的形狀選自:圓形、橢圓形、三角形和矩形。

18.如權(quán)利要求1所述的受控延時設(shè)備,其中所述芯軸中的所述端口的形狀選自:圓形、橢圓形、三角形或矩形。

19.如權(quán)利要求16所述的受控延時設(shè)備,其中在所述加壓流體隨著所述活塞緩慢地行進穿過以暴露所述芯軸中的所述端口和所述外殼中的所述開口而被注入所述地下地層時,產(chǎn)生所述加壓流體的射流。

20.如權(quán)利要求19所述的受控延時設(shè)備,其中所述射流的形狀由所述端口的形狀和所述開口的形狀來確定。

21.一種受控延時方法,用于與延時設(shè)備結(jié)合來將加壓流體注入地下地層,所述延時設(shè)備包括:具有開口的外殼、活塞、延時節(jié)流器、致動裝置和具有液壓流體的高壓室;所述延時節(jié)流器配置為與所述高壓室壓力連通;所述活塞的行進速度由所述液壓流體經(jīng)由所述延時節(jié)流器從所述高壓室進入低壓室來限制;

其中,在由所述致動裝置致動時,所述活塞在致動時間段期間行進,所述活塞的行進允許在所述致動時間段過去之后打開所述開口,使得所述流體在端口打開時間間隔期間流過所述開口;

其中,所述受控延時方法包括以下步驟:

(1)將井筒套管與所述設(shè)備一起安裝到井筒中;

(2)將所述流體注入所述井筒套管;

(3)在最大壓力超過所述致動裝置的額定壓力時啟動所述致動裝置;

(4)允許所述活塞在所述致動時間段期間行進;和

(5)使得所述活塞行進以在所述端口打開時間間隔期間打開所述開口,使得所述流體流入所述地下地層。

22.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述延時節(jié)流器為包括以串聯(lián)鏈的方式連接的多個延時元件的盒。

23.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述延時節(jié)流器為包括以串聯(lián)鏈與并聯(lián)鏈結(jié)合的方式連接的多個延時元件的盒。

24.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述致動時間段為長于60分鐘至短于2周。

25.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述致動時間段幾乎為0秒,使得所述開口即時打開。

26.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述端口打開時間間隔幾乎為0秒。

27.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述設(shè)備與內(nèi)徑和外徑相關(guān)聯(lián);所述內(nèi)徑與所述外徑的比值為0.4到0.9。

28.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述設(shè)備與工具內(nèi)徑相關(guān)聯(lián),并且所述井筒套管與套管內(nèi)徑比值相關(guān)聯(lián);工具內(nèi)徑與套管外徑的比值為0.4到1.1。

29.如權(quán)利要求21所述的受控延時方法,其中所述致動裝置為反向作用破裂盤。

30.一種利用延時設(shè)備檢驗井筒套管的完整性的測試方法,所述延時設(shè)備包括:具有開口的外殼、活塞、節(jié)流器、致動裝置和具有液壓流體的高壓室;所述節(jié)流器配置為與所述高壓室壓力連通;所述活塞的行進速度由所述液壓流體經(jīng)由所述節(jié)流器從所述高壓室進入低壓室來限制;

其中,在由所述致動裝置致動時,所述活塞在致動時間段期間行進,所述活塞的行進允許在所述致動時間段過去之后打開開口,使得流體在端口打開時間間隔期間流過所述開口;

其中,所述測試方法包括以下步驟:

(1)將井筒套管與所述設(shè)備一起安裝到井筒中;

(2)注射所述流體以使壓力增加至最大套管壓力的80%;

(3)測試套管的完整性;

(4)增加所述加壓流體的壓力,使得所述壓力超過所述致動裝置的額定壓力;

(5)將所述加壓流體的壓力增加至所述最大套管壓力的約100%,允許所述活塞在所述致動時間段行進;

(6)在所述致動時間段期間測試套管的完整性;和

(7)使得所述活塞行進以在所述端口打開時間間隔期間打開所述開口,使得所述加壓流體流入所述地下地層。

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