[发明专利]用于水泥头的多重激活装置发射器

说明书

背景技术

本部分的阐述只提供与本公开有关的背景信息并且可能不构成现有技术。

本发明大致涉及用于维修地下井的设备。本发明涉及用于放下镖(dart)、球体、炸弹(bomb)和炸药筒(canister)的组合以致动井下设备、发射水泥塞、输送化工产品或类似物的深海水泥头。

现有的工具执行模块式设计，在模块内镖被预先装到篮子中。模块之间使用夹具相连接。通过拆除机械梗阻和使被泵送的流体液流重新流向镖篮而将镖保持在位和释放。然后，镖被流体抽吸通过工具。被发射的第一镖被放置在最下面的模块内，后面的镖经过由前面的镖腾空的篮。

在现有设计中，通过阻挡过程流体的旁路液流并且迫使流体经过镖腔室而发射镖。镖在被放进篮中时形成初始密封。当流体进入镖腔室时，建立起压力并且破坏密封，将镖推出篮，使其通过工具并进入主过程流体流。

某些现有技术的设计由与U.S.专利No.4,624,312和4,890,357中描述的那些模块类似的模块组成。镖从最高处的模块，如果需要通过旋转，装入，利用长杆向下推至它们各自的篮。模块具有用于在镖和旁路液流之间选择的阀。阀自身用作防止镖过早发射的机械梗阻。当阀转动时，其同时打开镖的通路，同时关闭旁路液流的通路。

仍需要对井场表面设备提供效率、适应性和可靠性上的改进。

发明内容

本发明允许这种改进。

在一个方面中，本发明涉及一种用于水泥头的多重激活装置发射系统，包括发射器主体，发射器主体包括至少一个发射腔室和装置腔室，发射腔室的尺寸被设置成在其里面接收一个或多个激活装置，发射腔室与动力源流体连通，用于将激活装置从装置腔室发射出来。发射系统可以还包括用于监视激活装置发射过程的与一个或多个发射腔室液压连通的压力感应装置、压力释放装置、体积测量装置或它们的组合。

在另一方面中，本发明的目的在于使用用于水泥头的有角度发射系统将一个或多个激活装置配置到过程流体系统中的方法。发射系统包括发射器主体，发射器主体包括主阀和至少一个发射腔室和装置腔室，发射腔室被装备有第二阀并且其尺寸被设置成在其里面接收一个或多个激活装置，发射腔室与动力源流体连通，用于将一个或多个激活装置发射到装置腔室内。该方法可以还还包括在一个或多个激活装置的发射过程中进行下述操作中的一个和两个：(i)监视发射腔室内的流体压力和(ii)测量被转移到发射腔室内的过程流体体积。在这些操作过程中获得的数据允许操作者确定激活装置的成功配置。

在另一方面中，本发明涉及一种使用用于水泥头的有角度发射系统将一个或多个激活装置配置到过程流体系统中的方法。发射系统包括发射器主体，发射器主体包括至少一个发射腔室和装置腔室，发射腔室的尺寸被设置成在其里面接收一个或多个激活装置，发射腔室与外部动力源流体连通，用于将一个或多个激活装置发射到装置腔室内。该方法可以还包括在一个或多个激活装置的发射过程中进行下述操作中的一个和两个：(i)监视发射腔室内的流体压力和(ii)测量被从外部动力源转移到发射腔室内的流体体积。在这些操作过程中获得的数据允许操作者确定激活装置的成功配置。

本发明的实施例包括单一激活装置发射器模块，其包含被设置成相对于工具的主轴线成一角度的多个发射腔室。激活装置可以是镖、球体、炸弹或滤筒。本装置被直接装载到它们各自的腔室内或滤筒内，直接从外面而不是经过工具的长度。可以使用多种方法发射激活装置。激活装置可以还包含化学物质，当激活装置离开发射腔室时，化学物质被释放到井内。

本实施例的普遍实施的优势是多个激活装置可以安装到更短长度的工具中，简单化了装载过程，并且使篮更容易接触到用于维修目的。这允许工具在钻探设备上容易地维修，而现有技术的系统只能在维护地点进行维修。

在本发明的另一实施例中，本系统可以包括任何数目的发射腔室(至少一个，但优选两个、三个、四个或更多个)，每个发射腔室的轴线相对于工具的主轴线成一角度。腔室可以被定位在相同的水平或不同的水平(例如，以螺旋形或台阶状)。当激活装置被推出腔室时，它们在正确的方向上进入工具的主体并且被泵送的流体(下文中，称为过程流体)冲走，用于它们预期的目的。腔的确切数目不太重要；的确，设想了独立于发射腔室的布置工作的多个单独的发射方法。