改進的工具的制作方法
【專利摘要】一種用于限制通過管道的流量的節(jié)流裝置，包括具有壁部分的可變形的插入件，壁部分具有內(nèi)表面和外表面并限定通孔；壁部分具有有助于變形的屬性，所述插入件在使用中適于位于插入件支撐體中或附近。該節(jié)流裝置還包括至少一個壓力產(chǎn)生材料部分和至少一個觸發(fā)器；壓力產(chǎn)生材料部分在使用中適于響應于致動信號產(chǎn)生變形力，該變形力在被施加給該插入件的外表面上時使該插入件的壁部分變形，以減小通孔橫截面面積。觸發(fā)器適于產(chǎn)生致動信號/每個致動信號。在使用過程中，當節(jié)流裝置暴露于通孔內(nèi)壓下時，該插入件與插入件支撐體相結合，充分抵抗由通孔內(nèi)壓而產(chǎn)生在所述插入件的內(nèi)表面上的作用力，使得由通孔內(nèi)壓而使所述插入件發(fā)生的變形受到限制。
【專利說明】
改進的工具
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及在井筒中使用的節(jié)流裝置。具體而言，本發(fā)明涉及用于減小井筒直徑的節(jié)流裝置，但不局限于此。
【背景技術】
[0002]用于形成將油氣從井下位置傳輸?shù)降乇淼木鄣你@井和完井作業(yè)存在與烴泄露到周圍環(huán)境中相關的風險，或在最糟糕情況下、在大災難(如，爆炸和爆炸所致的喪生)情況下，存在與烴泄露到周圍環(huán)境中相關的風險。
[0003]將安全裝置設置在井筒中，可在緊急情況下關閉井或對井進行密封。最常用的安全裝置是安裝在井口上的防噴器(BOP) AOP具有多個關閉裝置(如，活塞)，它們在要求形成密封件和控制井時聚集在一起。
[0004]如果BOP出現(xiàn)故障，或在BOP下方具有缺口，烴可被釋放，就難以恢復原狀態(tài)。
[0005]現(xiàn)有技術中已經(jīng)公開了關閉或限制通過井筒的流體流動的其他方法，如，文獻TO2012/058544號中公開的可塌縮的套管裝置，該專利文獻的內(nèi)容以引用方式組合在本文中。該文獻中所述的裝置使用的炸藥位于可變形的插入件后面，通過在炸藥的作用下使插入件變形而進入井筒，從而減小或限制井筒直徑。文獻W0’544中所述的可變形的插入件具有足夠的強度，足以抵抗井壓以防止爆炸材料被壓縮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于限制通過管道的流體流動的節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置包括:
[0007]可變形的插入件，其具有壁部分，所述壁部分具有內(nèi)表面和外表面并限定通孔;所述壁部分具有有助于變形的屬性，所述可變形的插入件在使用中適于位于插入件支撐體中或插入件支撐體附近；
[0008]至少一個壓力產(chǎn)生材料部分，其在使用中適于響應于致動信號產(chǎn)生變形力，所述變形力適于在被施加給可變形的插入件外表面上時使可變形的插入件的壁部分變形，以減小通孔橫截面面積;和
[0009]至少一個觸發(fā)器，其適于產(chǎn)生所述致動信號/每個致動信號；
[0010]其中，使用過程中，當節(jié)流裝置暴露于通孔內(nèi)壓下時，可變形的插入件與插入件支撐體相結合，充分抵抗由通孔內(nèi)壓產(chǎn)生在可變形的插入件內(nèi)表面上的作用力，使得由通孔內(nèi)壓而使可變形的插入件產(chǎn)生的變形受到限制。
[0011]在本發(fā)明的至少一個實施例中，提供了一種在井筒中使用的節(jié)流裝置，其尤其適用于減小井筒直徑，以在緊急情況下限制通過井筒的流體流動。通過提供承受井筒壓力產(chǎn)生的大部分作用力(所述作用力作用在可變形的插入件上)的插入件支撐體，設計者能更靈活地確定可變形插入件的機械屬性，從而可讓設計者能較自由地調(diào)整插入件的變形，以實現(xiàn)節(jié)流目的。
[0012]將能理解到，通孔可具有環(huán)形或非環(huán)形截面。
[0013]節(jié)流裝置在使用中適于位于管道中。
[0014]在至少一個實施例中，所述管道限定管道壁。
[0015]在這些實施例中，插入件支撐體可以是管道壁。
[0016]在一些實施例中，所述管道可以是用于烴的管道。
[0017]烴管道可以是井套管?？蛇x地，烴管道可由諸如防噴器或立管等裝置限定。烴管道可以是限定管道的任何裝置或管件，烴流經(jīng)所述管道，或者與烴產(chǎn)物相關的流體可通過所述管道流入井或從井流出。在這些實施例中，可變形的插入件可位于烴管道中，使得烴管道起到插入件支撐體的作用，通孔內(nèi)壓為井壓。
[0018]可選地，或另外，節(jié)流裝置還可包括主體。
[0019]所述主體適于接收可變形的插入件。
[0020]所述主體可限定適于接收可變形的插入件的凹部。
[0021]所述主體可限定通孔，該主體的通孔與可變形的插入件的通孔基本相同。
[0022 ]可變形的插入件可附接到所述主體上。
[0023]可變形的插入件可在界面處附接到所述主體上。
[0024]可變形的插入件可釋放地附接到所述主體上。
[0025]可變形的插入件可密封地附接到所述主體上。在一些實施例中，一個或更多個密封件可被設置成確保通過管道的流體不繞過可變形的插入件。在可選的實施例中，可變形的插入件可通過與所述主體的接觸而形成過盈配合或局部密封。
[0026]所述主體可包括主體部分，該主體部分是插入件支撐體。
[0027]所述節(jié)流裝置可限定至少一個壓力產(chǎn)生材料存儲位置。
[0028]所述的至少一個壓力產(chǎn)生材料存儲位置可以是腔體。
[0029]壓力產(chǎn)生材料存儲位置可以被可變形的插入件的壁部分至少局部限定或完全限定。
[0030]可選地，或另外，壓力產(chǎn)生材料存儲位置在使用中可被插入件支撐體和可變形的插入件限定。
[0031]在插入件支撐體是節(jié)流裝置的主體的一部分時，壓力產(chǎn)生材料存儲位置可由節(jié)流裝置的主體單獨限定，或由所述主體與可變形的插入件相結合限定。
[0032]壓力產(chǎn)生材料存儲位置可以與可變形的插入件的壁部分保持流體連通。
[0033]壓力產(chǎn)生材料存儲位置可與可變形的插入件的壁部分外表面保持流體連通。
[0034]可變形的插入件和/或節(jié)流裝置的主體可限定至少一個通道，所述通道/每個通道使壓力產(chǎn)生材料存儲位置和壁部分之間保持流體連通。
[0035]所述的至少一個通道可以是凹槽。所述通道/每個通道可沿節(jié)流裝置的主體和可變形的插入件之間的界面延伸。
[0036]所述通道/每個通道可具有一定長度。一個通道的長度可與另一通道的長度不同。
[0037]在至少一個實施例中，所述的至少一個壓力產(chǎn)生材料部分是可燃的。
[0038]在該實施例中，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分響應于所述致動信號/每個致動信號燃燒。
[0039]在該實施例中，壓力產(chǎn)生材料的燃燒產(chǎn)生氣體，所述氣體產(chǎn)生的壓力產(chǎn)生變形力，變形力被施加到可變形的插入件外表面上。
[0040]所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分中的至少一個是推進劑材料。推進劑材料可以是高氯酸銨或本領域公知的任何其他的合適推進劑材料。
[0041]可選地或另外，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分中的至少一個可以是爆炸材料。爆炸材料可包括高熔點爆炸物(HMX)、環(huán)三亞甲基三硝胺(RDX)或本領域公知的任何其他合適的爆炸材料。
[0042]在另外的可選實施例或其他實施例中，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分中的至少一個是氧化劑材料。氧化劑材料可以是高氯酸鉀或本領域公知的任何其他合適的氧化劑。
[0043]所述的至少一個壓力產(chǎn)生材料部分包括多個壓力產(chǎn)生材料部分。
[0044]在具有多個壓力產(chǎn)生材料部分的情況下，至少一個壓力產(chǎn)生材料部分響應于第一致動信號可產(chǎn)生變形力，至少一個其他的壓力產(chǎn)生材料部分響應于第二致動信號可產(chǎn)生變形力。
[0045]第二致動信號可繼第一致動信號之后。
[0046]可選地或另外，第二致動信號可與第一致動信號同步。
[0047]在可選的實施例中，在具有多個壓力產(chǎn)生材料部分的情況下，至少一個壓力產(chǎn)生材料部分和至少一個另外的壓力產(chǎn)生材料部分能夠響應于相同的致動信號產(chǎn)生變形力。
[0048]將理解到，可以具有任意數(shù)量的致動信號，其致動任意數(shù)量的壓力產(chǎn)生材料部分，致動信號按照任意組合的順序致動壓力產(chǎn)生材料。
[0049]變形力適于在可變形的插入件壁部分上產(chǎn)生第一次變形。
[0050]節(jié)流裝置還可包括適于便利于使可變形的插入件發(fā)生第二次變形的變形機構。[0051 ]可變形的插入件的第二次變形是通過旁通支路實現(xiàn)的。
[0052]所述旁通支路適于可讓通過管道的流體流入由第一次變形產(chǎn)生的空間中，所述空間由可變形的插入件的壁部分和插入件支撐體限定。這種配置可便于由流體施加給可變形的插入件壁部分的外表面上的作用力產(chǎn)生第二次變形，所述第二次變形還進一步減小通孔橫截面面積，從而限制流量。在一些實施例中，被限制的流體流量越多，流經(jīng)旁通支路的流體就越多，從而進一步限制流量。即，變形機構使用被限制的流量來提高限制效果。旁通支路可由第一次變形的作用而打開。
[0053]在一些實施例中。當可變形的插入件變形時，旁通支路可被打開。
[0054]可選地，或另外，旁通支路可包括關閉件，所述關閉件適于在變形力的作用下破
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[0055]節(jié)流裝置還可包括壓力釋放機構，用于釋放使用過程中由壓力產(chǎn)生材料產(chǎn)生在可變形的插入件的外表面和插入件支撐體之間的壓力。這種配置可讓形成在可變形插入件后面的過大壓力被釋放。這樣可防止積聚的壓力導致套管過度變形，且不論井壓如何可連續(xù)關閉。
[0056]壓力釋放機構適于在閾值壓力下破裂。
[0057]在至少一個實施例中，所述壓力釋放機構和所述變形機構可以是同一機構。
[0058]節(jié)流裝置還可包括可變形的插入套筒?？勺冃蔚牟迦胩淄部晌挥诳勺冃蔚牟迦爰膬?nèi)表面上。
[0059]可變形的插入套筒適于在可變形的插入件變形時皺縮。這種配置提高了由已經(jīng)變形的插入件在皺縮時帶來的節(jié)流效果，插入件套管由塑料形成，而塑料通過自身形成密封。
[0060]根據(jù)第二方面，提供了一種用于限制通過管道的流量的方法，所述方法包括以下步驟:
[0061 ]將節(jié)流裝置設置在管道中，所述管道具有通孔，所述節(jié)流裝置具有至少一個觸發(fā)器、至少一個壓力產(chǎn)生材料部分、可變形的插入件和插入件支撐體;所述節(jié)流裝置被設置成，使得在節(jié)流裝置暴露于通孔內(nèi)壓下時，可變形的插入件與插入件支撐體相結合，充分抵抗由通孔內(nèi)壓產(chǎn)生在可變形的插入件內(nèi)表面上的作用力，從而，由通孔內(nèi)壓而使可變形的插入件發(fā)生的變形受到限制；
[0062]致動所述至少一個觸發(fā)器產(chǎn)生至少一個致動信號，所述致動信號被傳遞給所述至少一個壓力產(chǎn)生材料部分，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分響應于致動信號產(chǎn)生變形力，所述變形力使可變形的插入件壁部分變形，以減小節(jié)流裝置通孔橫截面面積。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種限制通過井筒的流量的節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置包括:
[0064]可變形的插入件，其具有壁部分，所述壁部分具有內(nèi)表面和外表面并限定通孔，所述壁部分具有有助于變形的屬性，所述可變形的插入件在使用中適于位于插入件支撐體中或插入件支撐體附近；
[0065]至少一個壓力產(chǎn)生材料部分，其在使用中適于響應于致動信號產(chǎn)生變形力，所述變形力適于在被施加給可變形的插入件外表面上時使可變形的插入件壁部分變形，以減小通孔橫截面面積;和
[0066]至少一個觸發(fā)器，其適于產(chǎn)生所述致動信號/每個致動信號；
[0067]其中，在使用中，當節(jié)流裝置暴露于井壓下時，可變形的插入件與插入件支撐體相結合，充分抵抗由井筒內(nèi)壓產(chǎn)生在可變形的插入件內(nèi)表面上的作用力，從而，由通孔內(nèi)壓而使可變形的插入件發(fā)生的變形受到限制。
[0068]將能理解到，與第一方面相關的特征同樣可適用于第二和第三方面，但是為了簡潔起見在此不重復描述。
【附圖說明】
[0069]現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖如下:
[0070]圖1根據(jù)本發(fā)明的第一實施例示出了用于限制通過井筒套管的流量的節(jié)流裝置的截面；
[0071]圖2是圖1中的節(jié)流裝置的可變形的插入件的平面圖；
[0072]圖3是圖1中的節(jié)流裝置在變形之后的截面圖；
[0073]圖4根據(jù)本發(fā)明的第二實施例示出了用于限制通過井筒套管的流量的節(jié)流裝置的截面；
[0074]圖5是圖4中的節(jié)流裝置的可變形的插入件的平面圖；
[0075]圖6根據(jù)第三實施例示出了用于限制通過井筒套管的流量的節(jié)流裝置的截面;和
[0076]圖7是圖6中的節(jié)流裝置的可變形的插入件的平面圖。
【具體實施方式】
[0077]首先參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例示出了節(jié)流裝置的截面，該節(jié)流裝置總體上用參考數(shù)字標記10表示，用于限制通過井筒套管12的流量。節(jié)流裝置10包括可變形的插入件14，該可變形的插入件具有限定通孔18的壁部分16。可變形的插入件14容裝在節(jié)流裝置主體20內(nèi)。節(jié)流裝置主體20的裝置主體第一端22以螺紋方式連接到第一套管部分24上，其裝置主體第二端26螺紋連接到第二套管部分28上?？勺冃蔚牟迦爰?4位于裝置主體凹部44內(nèi)，該主體凹部由節(jié)流裝置主體20的內(nèi)表面32限定。
[0078]可變形的插入件14可由單塊316不銹鋼制成，包括可變形的壁部分16和可變形的插入件凹壁部分54，可變形的壁部分16具有有助于變形的屬性，可變形的插入件凹壁部分54限定外凹部34，該外凹部適于接收為推進劑(高氯酸銨)形式的壓力產(chǎn)生材料部分36。壓力產(chǎn)生材料部分36在使用過程中適于響應于通過觸發(fā)器38傳遞給壓力產(chǎn)生材料36的致動信號而產(chǎn)生變形力，所述觸發(fā)器38容裝在由凸緣58形成的空間64中，該凸緣由殼體主體20限定。
[0079]壓力產(chǎn)生材料部分36響應于致動信號產(chǎn)生的變形力適于使可變形的壁部分16變形，以減小通孔橫截面面積40，限制通過通孔18的流量，在適當?shù)臅r候將對此進行描述。
[0080]在圖1所示的未變形的配置中，可以看出，插入件壁部分外表面42接觸裝置主體凹面32，該外表面42的每端由兩個O形環(huán)密封件84密封。在正常使用情況下，管道12內(nèi)的井筒壓力產(chǎn)生的作用力作用在可變形的插入件14上，可變形的插入件14與起到插入件支撐體作用的裝置主體20相結合抵抗所述作用力。主體20達到一定硬度等級，使得主體壁50可完全承受井筒壓力，從而，由井筒壓力使可變形插入件14產(chǎn)生的變形受到限制。這種配置可讓設計者自由調(diào)整可變形插入件14的設計和由壓力產(chǎn)生材料36導致的變形，以達到所需的節(jié)流效果。
[0081]將注意到，可變形的插入件凹壁部分54的厚度比可變形的壁部分16要厚得多，壓力產(chǎn)生材料部分36存儲在凹壁部分54后面。這將確?？勺冃蔚牟迦爰急?4在井筒壓力下變形以關閉外凹部34的情況下，壓力產(chǎn)生材料部分36不被該可變形的插入件凹壁54壓縮。
[0082]可變形的插入件壁部分16限定通孔凹部60，犧牲性聚醚醚酮(PEEK)套筒62位于該通孔凹部60內(nèi)。套筒62的尺寸設置為使得套筒內(nèi)表面64與管道12的表面、可變形的插入件凹壁54的表面以及主體14的表面相結合，提供連續(xù)的裝置內(nèi)表面66且限定通孔直徑44。這種配置可在烴流經(jīng)管道12時減小對節(jié)流裝置10的部件的磨損。如下所示，在壁部分16變形期間，套筒62與壁部分16—起變形，通過可變形的插入件62的一部分接觸或緊密靠近可變形的插入件62的另一部分來提高通孔18的關閉程度。
[0083 ] 現(xiàn)在參照圖2，圖2是圖1的節(jié)流裝置1的可變形的插入件14的平面圖，可以看出，插入件14的外表面42限定多個凹槽(如圖1中的虛線所示)。每個凹槽56提供從插入件凹部34至可變形的壁部分16的流動通道。
[0084]現(xiàn)在參照圖3，圖3示出了圖1中的節(jié)流裝置1在變形之后的截面圖。在該圖中可看出，可變形的插入件14的壁部分16已朝內(nèi)變形，以減小通孔18的橫截面面積。犧牲性套筒62與壁部分16—起皺縮，以通過自身形成密封，進一步限制通孔18。
[0085]圖3也示出了已經(jīng)通過壁部分16的變形打開壁部分16上的旁通支路80。旁通支路80可讓通過壁部分16的流體在圖3中所示的箭頭方向上進入由變形而形成的空間82內(nèi)。流經(jīng)旁通支路80的流體通過O形密封圈84被密封在空間82內(nèi)，提高了關閉壓力，引起可變形的插入件壁部分16發(fā)生第二次變形，從而進一步減小通孔橫截面面積，進一步增強節(jié)流效果。
[0086]現(xiàn)在參照圖4和圖5，圖4根據(jù)本發(fā)明的第二實施例示出了限制通過井筒套管112的流量的節(jié)流裝置110的截面，圖5是圖4的節(jié)流裝置110的可變形的插入件114的平面圖。
[0087]圖4的節(jié)流裝置110與圖1的節(jié)流裝置10大部分相同。主要差異可從圖5最清楚看出，從圖5中將注意到，凹槽156的長度變化。這種配置可讓設計者實現(xiàn)使得已變形的可變形插入件114的節(jié)流輪廓為特定輪廓的目的。
[0088]現(xiàn)在參照圖6和圖7，圖6根據(jù)本發(fā)明的第三實施例示出了用于限制井筒套管212的噴流的節(jié)流裝置210的截面，圖7是圖5中的節(jié)流裝置210的可變形的插入件214的平面圖。在該實施例中，壁部分216的每端上具有凹槽256，該節(jié)流裝置中存在兩個凹部234，且在所述兩個凹部內(nèi)含有兩個獨立的壓力產(chǎn)生材料部分236。在該實施例中，兩個獨立的壓力產(chǎn)生材料部分236在不同時間被觸發(fā)，以產(chǎn)生另一種可選的變形輪廓。兩個壓力產(chǎn)生材料部分被觸發(fā)器238發(fā)送給每個壓力產(chǎn)生材料部分236的致動信號觸發(fā)。
[0089]在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可對上述實施例進行各種改變和改進。例如，第一實施例中的套筒62是聚醚醚酮(PEEK)?？墒褂萌魏魏线m的工程塑料或其他材料，如，陶瓷。另外，裝置主體通過螺紋連接方式附接到第一和第二管道上。可使用其他的連接形式，如，過盈配合。
【主權項】
1.一種用于限制通過管道的流量的節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置包括: 可變形的插入件，其具有壁部分，所述壁部分具有內(nèi)表面和外表面且限定通孔;所述壁部分具有有助于變形的屬性，所述可變形的插入件在使用中適于位于插入件支撐體中或插入件支撐體附近； 至少一個壓力產(chǎn)生材料部分，該壓力產(chǎn)生材料部分在使用中適于響應于致動信號產(chǎn)生變形力，所述變形力適于在被施加給所述可變形的插入件的外表面上時使該可變形的插入件的壁部分變形，以減小通孔橫截面面積;和 至少一個觸發(fā)器，該觸發(fā)器適于產(chǎn)生所述致動信號/每個致動信號； 其中，使用過程中，當所述節(jié)流裝置暴露于通孔內(nèi)壓下時，該可變形的插入件與所述插入件支撐體相結合，充分抵抗由通孔內(nèi)壓產(chǎn)生在該可變形的插入件的內(nèi)表面上的作用力，從而使得由通孔內(nèi)壓而使所述可變形的插入件產(chǎn)生的變形受到限制。2.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置在使用中適于位于管道中。3.根據(jù)權利要求2所述的節(jié)流裝置，其中，所述插入件支撐體是管道壁。4.根據(jù)權利要求1至3中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置還包括主體。5.根據(jù)權利要求4所述的節(jié)流裝置，其中，所述主體適于接收所述可變形的插入件。6.根據(jù)權利要求5所述的節(jié)流裝置，其中，所述主體限定適于接收所述可變形的插入件的凹部。7.根據(jù)權利要求5或6所述的節(jié)流裝置，其中，所述主體限定通孔，該主體所限定的通孔與所述可變形的插入件所限定的通孔基本相同。8.根據(jù)權利要求4至7中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件能夠附接到所述主體上。9.根據(jù)權利要求8所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件能夠在界面處附接到所述主體上。10.根據(jù)權利要求8或9所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件能夠釋放地附接到所述主體上。11.根據(jù)權利要求8至10中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件能夠密封地附接到所述主體上。12.根據(jù)權利要求11所述的節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置包括一個或更多個密封件，所述密封件被設置成確保通過管道的流體不繞過該可變形的插入件。13.根據(jù)權利要求11所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件通過與所述主體的接觸而形成過盈配合或局部密封。14.根據(jù)權利要求4至13中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述主體包括主體部分，所述主體部分是所述插入件支撐體。15.根據(jù)權利要求1至14中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述節(jié)流裝置限定至少一個壓力產(chǎn)生材料存儲位置。16.根據(jù)權利要求15所述的節(jié)流裝置，其中，所述至少一個壓力產(chǎn)生材料存儲位置是腔體。17.根據(jù)權利要求15或16所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料存儲位置由所述可變形的插入件的壁部分至少局部限定或完全限定。18.根據(jù)權利要求15至17中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料存儲位置在使用中由所述插入件支撐體和所述可變形的插入件限定。19.根據(jù)權利要求15至18中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，在從屬于權利要求64時，其中，所述壓力產(chǎn)生材料存儲位置由所述主體單獨限定或由所述主體與所述可變形的插入件二者一起限定。20.根據(jù)權利要求15至19中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料存儲位置與所述可變形的插入件的壁部分保持流體連通。21.根據(jù)權利要求15至20中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料存儲位置與所述可變形的插入件的壁部分的外表面保持流體連通。22.根據(jù)權利要求20所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件和/或節(jié)流裝置的主體限定至少一個通道，所述通道/每個通道使所述壓力產(chǎn)生材料存儲位置和所述壁部分之間保持流體連通。23.根據(jù)權利要求21所述的節(jié)流裝置，其中，所述至少一個通道是凹槽。24.根據(jù)權利要求22或23所述的節(jié)流裝置，其中，所述通道/每個通道沿所述節(jié)流裝置的主體和所述可變形的插入件之間的界面延伸。25.根據(jù)權利要求22至24中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述通道/每個通道具有一定長度，一個通道的長度與另一通道的長度不同。26.根據(jù)權利要求1至25中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述至少一個壓力產(chǎn)生材料部分是可燃的。27.根據(jù)權利要求26所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分響應于所述致動信號/每個致動信號燃燒。28.根據(jù)權利要求26或27所述的節(jié)流裝置，其中，壓力產(chǎn)生材料的燃燒產(chǎn)生氣體，所述氣體產(chǎn)生的壓力產(chǎn)生變形力，該變形力被施加給所述可變形的插入件的外表面。29.根據(jù)權利要求1至28中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分中的至少一個是推進劑材料。30.根據(jù)權利要求29所述的節(jié)流裝置，其中，所述推進劑材料是高氯酸銨或本領域公知的任何其他合適的推進劑材料。31.根據(jù)權利要求1至30中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分中的至少一個是爆炸性材料。32.根據(jù)權利要求31所述的節(jié)流裝置，其中，所述爆炸性材料包括高熔點爆炸物(HMX)、環(huán)三亞甲基三硝胺(RDX)或本領域公知的任何其他合適的爆炸材料。33.根據(jù)權利要求1至32中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分中的至少一個是氧化劑材料。34.根據(jù)權利要求33所述的節(jié)流裝置，其中，所述氧化劑材料是高氯酸鉀或本領域公知的任何其他合適的氧化劑。35.根據(jù)權利要求1至34中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述至少一個壓力產(chǎn)生材料部分包括多個壓力產(chǎn)生材料部分。36.根據(jù)權利要求35所述的節(jié)流裝置，其中，至少一個壓力產(chǎn)生材料部分響應于第一致動信號產(chǎn)生變形力，至少一個另外的壓力產(chǎn)生材料部分響應于第二致動信號產(chǎn)生變形力。37.根據(jù)權利要求36所述的節(jié)流裝置，其中，第二致動信號繼第一致動信號之后。38.根據(jù)權利要求36所述的節(jié)流裝置，其中，第二致動信號與第一致動信號同步。39.根據(jù)權利要求35所述的節(jié)流裝置，其中，至少一個壓力產(chǎn)生材料部分和至少一個另外的壓力產(chǎn)生材料部分響應于同一致動信號產(chǎn)生變形力。40.根據(jù)權利要求1至39中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述變形力適于在所述可變形的插入件的壁部分上引起第一次變形。41.根據(jù)權利要求40所述的節(jié)流裝置，其包括適于便利于所述可變形的插入件發(fā)生第二次變形的變形機構。42.根據(jù)權利要求41所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入件發(fā)生的第二次變形是通過旁通支路實現(xiàn)的。43.根據(jù)權利要求42所述的節(jié)流裝置，其中，所述旁通支路適于讓通過管道的流體流入由第一次變形而形成的空間中，所述空間由所述可變形的插入件的壁部分和插入件支撐體限定。44.根據(jù)權利要求42或43所述的節(jié)流裝置，其中，所述旁通支路由于第一次變形的作用而被打開。45.根據(jù)權利要求42至44中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，當所述可變形的插入件變形時，所述旁通支路被打開。46.根據(jù)權利要求42至45中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，其中，所述旁通支路包括關閉件，所述關閉件適于在所述變形力的作用下破裂。47.根據(jù)權利要求1至46中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置包括壓力釋放機構，用于釋放壓力產(chǎn)生材料在使用過程中在所述可變形的插入件的外表面和所述插入件支撐體之間產(chǎn)生的壓力。48.根據(jù)權利要求47所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力釋放機構適于在閾值壓力下破m O49.根據(jù)權利要求47或48所述的節(jié)流裝置，其中，所述壓力釋放機構和變形機構相同。50.根據(jù)權利要求1至49中的任一權利要求所述的節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置包括可變形的插入套筒。51.根據(jù)權利要求50所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入套筒位于所述可變形的插入件的內(nèi)表面上。52.根據(jù)權利要求50或51所述的節(jié)流裝置，其中，所述可變形的插入套筒適于在所述可變形的插入件變形時皺縮。53.—種用于限制通過管道的流量的方法，所述方法包括以下步驟: 將節(jié)流裝置設置在管道中，所述管道具有通孔，所述節(jié)流裝置具有至少一個觸發(fā)器、至少一個壓力產(chǎn)生材料部分、可變形的插入件和插入件支撐體;所述節(jié)流裝置被設置成:在所述節(jié)流裝置暴露于通孔內(nèi)壓下時，使得所述可變形的插入件與所述插入件支撐體相結合來充分抵抗由通孔內(nèi)壓產(chǎn)生在所述可變形的插入件的內(nèi)表面上的作用力，從而，由所述通孔內(nèi)壓而使所述可變形的插入件發(fā)生的變形受到限制； 致動所述至少一個觸發(fā)器以產(chǎn)生至少一個致動信號，所述致動信號被傳遞給所述至少一個壓力產(chǎn)生材料部分，所述壓力產(chǎn)生材料部分/每個壓力產(chǎn)生材料部分響應于致動信號產(chǎn)生變形力，所述變形力使所述可變形的插入件的壁部分變形，以減小所述節(jié)流裝置的通孔橫截面面積。54.—種限制通過井筒的流量的節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置包括: 可變形的插入件，其具有壁部分，所述壁部分具有內(nèi)表面和外表面并限定通孔，所述壁部分具有有助于變形的屬性，所述可變形的插入件在使用中適于位于插入件支撐體中或位于插入件支撐體附近； 至少一個壓力產(chǎn)生材料部分，該壓力產(chǎn)生材料部分在使用中適于響應于致動信號產(chǎn)生變形力，所述變形力適于在被施加給所述可變形的插入件的外表面上時使所述可變形的插入件的壁部分變形，以減小通孔橫截面面積;和 至少一個觸發(fā)器，該觸發(fā)器適于產(chǎn)生所述致動信號/每個致動信號； 其中，在使用中，當所述節(jié)流裝置暴露于井壓下時，所述可變形的插入件與所述插入件支撐體相結合來充分抵抗由通孔內(nèi)壓產(chǎn)生在所述可變形的插入件的內(nèi)表面上的作用力，從而，由通孔內(nèi)壓而使所述可變形的插入件發(fā)生的變形受到限制。
【文檔編號】E21B34/06GK105874155SQ201480068150
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年11月18日
【發(fā)明人】J·G·奧格, R·A·揚格, S·麥凱
【申請人】斯派克斯服務有限公司, 國際殼牌研究有限公司