[发明专利]可降解材料时间延迟系统和方法

说明书

时间延迟工具和方法包括机械约束元件、用于包含反应流体的储存器、致动设备和井筒设备。当存储的能量施加在井筒设备上时，致动设备被致动并使储存器中的反应流体与机械约束元件接触。当机械约束元件由于化学反应而经历形状变化时，施加在井筒设备上的存储的能量被延迟预定时间延迟。预定时间延迟的量由包括反应流体、反应流体的浓度、机械约束元件的几何结构和大小的因素确定。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月25日提交的美国申请第15/053,417号和第15/053,534号的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明总体涉及井下井筒工具。具体地，本发明试图利用与可降解的机械元件反应的已知流体，该可降解的机械元件允许触发事件和功能事件之间的已知时间延迟。

现有技术和发明背景

背景技术

在油和气提取应用中，需要在压力触发事件之间具有某一长度的时间延迟，使得能够在下一事件可以进行之前在压力下测试系统。除了施加压力之外，该系统不能用任何其他方式控制。现有技术的流体约束系统装置使用用于计量流体的微观通道的复杂系统。因此，需要非昂贵的、简单的且灵活的部件流动约束系统。

在枪串组件中的串联内部，在引爆索之间发生转移以引爆菊花链枪串中的下一个枪。引爆能够电力、压力激活地或通过电子装置来从电缆引发，该电缆用于部署枪串组件。在没有电导体的管道输送射孔(TCP)中，使用压力激活的撞击引发来引爆。TCP用于泵送到达到某一压力的管道压力，该某一压力使点火头能够发射点火撞针。随后，点火撞针开启撞击起爆器，该撞击起爆器开启引爆索。在某些情况下需要将点火撞针的发射延迟预定时间，以便能够进行测试或者可以在先前的枪上检测发射不出的条件。

在串联系统中，存在单个穿过枪的单独的引爆索。没有压力障碍。但是，在选择点火系统(select fire system,SFS)中，每个枪之间有压力隔离开关。每个枪是通过其自身的引爆序列选择性地点火。引爆器为每个开关供电。当最下面的射孔枪被射孔时，压力进入枪的内部。当第一枪被致动时，第二引爆器在第一枪开关中的压力移动到下一个位置时武装起来以致动点火撞针，以使得能够在下一个枪中引爆。下游的所有枪通过压力障碍与下一个枪隔离。

滑阀是用作井筒工具的方向控制阀。它们允许流体从一个或更多个源流入不同的路径。它们通常由机械地或电力地控制的圆筒内的片轴组成。片轴的移动约束或允许流动，因此它控制流体流动。方向控制阀有两个基本位置，即阀在除去致动力时返回的正常位置，另一个是作为当施加致动力时阀的位置的工作位置。然而，现有技术的滑阀不具有具有从正常位置切换到工作位置的预定延迟的控制机构。

众所周知，井流体的化学性质不同，并且并不总是相同的成分。然而，通常限定或能够控制井的温度以达到预定温度。目前使用的大多数时间延迟元件包括复杂机构并且通常很昂贵。因此，需要一种能够在已知温度下在井内使用已知流体或未知流体的时间延迟工具，使得已知可降解元件能够在已知温度下在已知流体中反应和降解已知时间量，以便可以实现预定时间以触发设备中的机构。

现有技术中的缺陷

如上详述的现有技术存在以下缺陷：

·现有技术的系统未提供已知可降解元件，其能够在已知流体中在已知温度下反应和降解已知时间量，以便可以实现预定时间以触发设备中的机构。

·现有技术的系统未提供通常可用的低成本可配置时间延迟流量约束元件。

·现有技术的系统未提供可预测的时间延迟。

·现有技术的系统未提供独立于井筒流体的成本效益的时间延迟解决方案。

·现有技术的系统需要庞大且昂贵的液压装置。