[发明专利]电子延时装置和方法

说明书

一种用于在井筒套管中与井下工具一起使用的延时装置。在示例性实施例中，该装置包括电子电路，该电子电路包括计时器、保险丝、分流滑阀装置，分流滑阀装置包括通过滑阀保持在约束位置的中心销和围绕滑阀的弹簧元件。施加到诸如破裂盘的触发器装置的压力启动压力开关并启动电子电路中的计时器，该计时器配置有预设计数递减时间。计时器到期，电子电路的计时器块生成信号以使保险丝破裂并且释放弹簧元件，使得分流滑阀的中心销移到工作位置并启动井下工具。

相关申请信息

本申请要求于2017年6月1日提交的美国序列号62/513,909的优先权，并且通过引用将其并入。

背景技术

1、技术领域

本技术通常涉及井下井眼工具，更具体地，涉及配置为在触发事件和执行井下工作(例如，打开阀或发射射孔枪)之间产生预定的延时的低功耗电子电路和相关联的机械元件。

2、相关技术

在可以通过压力控制井下作业的石油和天然气开采应用中，有时需要在一系列压力触发事件中有延时，以便能够在进行下一个事件之前在每个压力下测试井下系统。现有技术的系统利用具有复杂的微观通道系统的流体限制器，其将流体计量作为延时机制。例如，在枪串组件中的串联内，引爆索之间可能会有转移，以引爆菊花链式枪串中的下一枪。引爆可以通过用于部署枪串组件的线缆或通过压力启动或通过电子装置启动。在油管输送射孔(TCP)中，由于没有电导体，压力启动的敲击启动用于引爆。在TCP中，油管压力会增加到预设压力，在此压力下，撞头会启动撞针，这会启动敲击起爆器，进而引起爆炸。例如，有时需要将撞针的发射延迟预定时间，以便能够进行测试，或者可以在之前的枪上检测到起火状况。

在串联系统中，存在穿过枪的单个引爆索。不存在压力屏障。然而，在选择射击系统(SFS)中，在每把枪之间存在压力隔离开关。雷管为每个开关供电。每把枪都通过自己的引爆导火线有选择地发射。因此，例如，当最低的射孔枪射孔时，压力进入枪。当第一把枪启动时，在第一把枪的开关中的压力移向下一个位置时，设置第二雷管，由此启动撞针以启动下一把枪中的引爆。下游的所有枪都通过压力屏障与下一把枪隔离。

将压力响应打开设备安装在水平井眼内的套管柱的底部(或“脚趾部”) 和某些垂直孔内已成为普遍的作法。这些设备构成并作为套管柱的完整的部分运行。在使套管粘结并固化之后，施加的表面压力与静水压力结合以打开压力响应阀。静水压力和施加压力的结合通常用于克服许多剪切销或克服精密破裂盘。一旦与井眼连通(即，井套管外部的区域)，即可对井进行水力破裂，或将阀用作注入端口，向下泵送附加的线缆射孔枪、塞子或其它输送装置，例如，井下牵引器。与固井和套管井建立连通的其它已知方法包括油管输送射孔枪或盘管输送射孔器。这些都是实现注射点的常用方法，但是需要更多的时间和金钱。

发明内容

示例性实施例提供了一种在井筒套管中与井下工具一起使用的延时装置，示例性装置包括具有计时器的电子电路，计时器具有预设时间。电子电路与触发器可操作地通信，触发器设置为启动计时器以开始预设时间的计数递减。保险丝与计时器以及井下工具的触发器通信，并且设置为一旦预设时间到期，则开始劣化。井下工具的启动器设置为在保险丝劣化时启动。

在示例性实施例中，保险丝配置为在预定时间间隔内燃烧(劣化)。

在示例性实施例中，井下工具是滑阀。滑阀可以包括通过滑阀保持在约束位置的中心销组件，并且弹簧元件围绕滑阀。根据示例性实施例，一旦计时器的预定时间到期，电子电路自动生成信号以开始使保险丝劣化。在保险丝劣化时，井下工具的滑阀释放约束的弹簧元件，使得中心销从之前的“约束位置”移动到“工作位置”，并且由此打开阀。

在示例性实施例中，用来启动计时器的触发器设置为受环境启动。在非限制性示例中，环境启动的触发器是压力启动的。在另一示例性实施例中，触发器是通过有线或远程的方式电气或电子启动的。