[发明专利]承受比致动压力高得多的背压的破裂盘组件

权利要求书

1.一种能够承受比其爆裂启动压力显著高的背压的启动破裂盘单元，所述 单元包括：

管状壳体，所述管状壳体具有流体启动通道，

所述壳体设有限定所述流体启动通道的至少一部分的壁结构，所述通道的 所述部分具有流体入口和流体出口，

所述壁结构沿使所述启动通道的所述部分的所述流体入口的面积比所述 流体出口的面积小的方向呈锥形；

破裂盘，所述破裂盘安装在所述壳体内，布置成所述破裂盘的中心部分流 体阻塞所述流体启动通道的锥形部分的所述出口；以及

锥形的自动卸开塞件，所述塞件设置在所述流体启动通道的所述锥形部分 内，支承所述破裂盘的所述中心部分，

所述塞件具有分别符合所述壁结构的所述锥形和所述盘的所述中心部分 并与它们接合的表面，同时所述破裂盘的中心部分流体阻塞所述流体启动通 道，所述塞件具有足够的质量以在显著大于所述盘的所述启动压力的背压下支 承所述盘并防止所述盘破裂，

所述破裂盘具有跨越所述启动通道的所述锥形部分的所述出口延伸的中 心隆起部分，所述隆起部分具有相反的凹面和凸面，所述塞件设有大致符合所 述隆起部分的所述凹面并与所述凹面配合的半球形端面。

2.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件是实心单 体。

3.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件具有穿过 所述塞件轴向延伸的通道，所述通道的直径与所述背压和所述启动压力的比值 成比例。

4.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件是大致圆 锥形构造。

5.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件的最大直 径与所述塞件的最大轴向长度的比值为0.7。

6.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述盘的所述隆起 部分的直径在1/8英寸至4英寸范围内。

7.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件具有在所 述破裂盘的所述启动压力的至少10倍的压力下支承所述破裂盘的所述中心部 分的尺寸和质量。

8.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件具有支承 至少50,000磅/平方英寸表压的背压的尺寸和质量。

9.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述塞件具有支承 至少35,000磅/平方英寸表压的背压的尺寸和质量。

10.如权利要求8所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述破裂盘的 所述中心部分将在从1,000磅/平方英寸表压至8000磅/平方英寸表压的启动压 力下破裂。

11.如权利要求8所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述破裂盘的 所述中心部分将在从5,000磅/平方英寸表压至6,000磅/平方英寸表压的启动 压力下破裂。

12.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述单元的所 述启动压力与承受压力的比值为从1：2至1：50磅/平方英寸表压。

13.如权利要求12所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述单元的 所述启动压力与承受压力的比值为从1：10至1：50磅/平方英寸表压。

14.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述壳体设有 适于将所述单元插入油井完井工具的用于所述单元的螺纹开口内的外螺纹。

15.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，所述壳体包括 圆柱形本体和圆柱形入口环，所述破裂盘设有夹在所述本体与所述入口环之间 的周向凸缘。

16.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，限定所述启动 通道的所述壁结构以从16°至35°的角度呈锥形。

17.如权利要求1所述的启动破裂盘单元，其特征在于，限定所述启动 通道的所述壁结构以25°的角度呈锥形。