鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)及其方法技術方案

一種鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)，包括第一金屬構件、鄰近所述第一金屬構件的第二金屬構件、以及鄰近所述第一金屬構件和所述第二金屬構件布置的煙火合成物，在所述煙火合成物、第一金屬構件、第二金屬構件處于鉆孔中的情況下，該煙火合成物配置成進行隨后的放熱反應而將所述第一金屬構件結合至所述第二金屬構件。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】一種鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)，包括第一金屬構件、鄰近所述第一金屬構件的第二金屬構件、以及鄰近所述第一金屬構件和所述第二金屬構件布置的煙火合成物，在所述煙火合成物、第一金屬構件、第二金屬構件處于鉆孔中的情況下，該煙火合成物配置成進行隨后的放熱反應而將所述第一金屬構件結合至所述第二金屬構件?！緦＠f明】相關申請的交叉引用本專利申請要求2011年4月7日提交的申請?zhí)枮?3/082033的美國專利申請的 權益，通過整體引用方式將該美國專利申請并入本文。
技術介紹
在例如烴回收和二氧化碳封存的行業(yè)中，諸如那些在地層中形成鉆孔所用管件系 統(tǒng)的操作人員通常需要在兩個管件位于一個鉆孔內時將一個管件結構性地連接于另一個 管件。在這種情況下將管件相對于彼此密封也往往是需要的。對于這種情況，已經(jīng)開發(fā)了 采用卡瓦將一個管件相對于另一個管件固定以及采用彈性密封件將一個管件密封至另一 個管件的系統(tǒng)，例如懸掛器和封隔器。盡管這些常規(guī)的封隔器如預期的一樣發(fā)揮其作用并 運行良好，但行業(yè)總是善于接受可以降低操作成本、生產成本，并提高其提供的附著和密封 的耐久性的新系統(tǒng)。
技術實現(xiàn)思路
本申請公開了鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一金屬構件、鄰近所述第一 金屬構件的第二金屬構件、以及鄰近所述第一金屬構件和所述第二金屬構件布置的煙火合 成物，在所述煙火合成物、第一金屬構件、第二金屬構件處于鉆孔中的情況下，該煙火合成 物配置成進行隨后的放熱反應而將所述第一金屬構件結合至所述第二金屬構件。本申請進一步公開了在鉆孔內使金屬構件結合的方法。該方法包括:將至少兩個 金屬構件彼此鄰近地定位在鉆孔內；將煙火合成物鄰近所述至少兩個金屬構件定位；使所 述煙火合成物發(fā)生放熱反應；以及將所述至少兩個金屬構件彼此結合在一起。【專利附圖】【附圖說明】下面的描述不應當被認為以任何方式進行限制。參照附圖，相同的元件標號相 同:圖1描述了本申請公開的鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)在進行放熱反應之前的截面圖； 以及圖2描述了圖1的鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)在已經(jīng)發(fā)生了放熱反應之后的截面圖。 【具體實施方式】此處通過例示并參考附圖而提供了所公開的裝置和方法的一個或更多個實施方 式的詳細說明，但本專利技術不受附圖所示內容的限制。參照圖1和圖2，本申請所公開的鉆孔金屬構件結合系統(tǒng)的一個實施方式被標注 為10。結合系統(tǒng)10包括第一金屬構件14 (其在此例示為第一管件);以及第二金屬構件18 (其在此例示為相對于第一管件14徑向放置的第二管件)。煙火合成物22鄰近所述第一管 件14和所述第二管件18布置，在該實施方式中所述煙火合成物布置于在所述第一管件14和所述第二管件18之間限定的環(huán)狀空間26內。所述煙火合成物22被配置為發(fā)生放熱反 應，從而釋放足夠的熱量，使得所述第一管件14結合至所述第二管件。這種結合可以是通 過熔焊或釬焊進行。如果采用熔焊，第一管件14和第二管件18的母體材料以聚結的方式 被熔化并熔融。如果采用釬焊，煙火合成物22的一部分結合至第一管件14和第二管件18 兩者，而不引起第一管件14和第二管件18的熔化。第一管件14和第二管件18的結合導 致以下情況發(fā)生其一或兩者都發(fā)生:使第一管件14在結構上附著于第二管件18以及密封 地結合于第二管件18。結合系統(tǒng)10被配置為在處于地層34中的鉆孔30中時起作用，例如其通常用于烴 回收和二氧化碳封存的領域中。在本申請公開的實施方式中選用煙火合成物22的原因是 因為其不需要來自外部來源的氧氣，對于鉆孔應用來說，由于鉆井流體38的存在，因此在 鉆孔30內通?？色@得有限的氧氣(如果有的話)。因此，組成煙火合成物22的物質或物質 的混合物旨在產生熱量，這是不依靠來自外部來源的氧氣來維持反應的非爆炸自維持的放 熱化學反應的結果?？墒褂脽崛蹌┗蝾愃茻崛蹌┑暮铣晌飦碜鳛闊熁鸷铣晌?2。這種煙火 合成物22包括,例如金屬粉末(還原劑)以及產生已知為熱熔反應的放熱氧化還原反應的金 屬氧化物(氧化劑)。還原劑的選擇例如包括鋁、鎂、鈣、鈦、鋅、硅、硼以及包括上述至少一種 的組合物，而氧化劑的選擇例如包括氧化硼、氧化硅、氧化鉻、氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化 鉛以及包括上述至少一種的組合物?？赏ㄟ^啟動裝置(未示出)開始煙火合成物22的放熱 反應，該啟動裝置例如可以通過電氣的、化學的或其他手段來增加煙火合成物22的一部分 的溫度。可能期望將煙火合成物22與鉆孔流體38隔離至少直至放熱反應已經(jīng)開始。因此， 圖1和圖2的實施方式將煙火合成物22容裝在限定于所述第一管件14和套筒46之間的腔 室42內。所述套筒46在第一端部50處與所述第一管件14密封地結合，并且通過可移動 活塞54經(jīng)由此處被顯示為0型圈的多個密封件58與所述第一管件14可滑動密封地結合。 活塞54與所述第一管件14的可滑動密封結合使得腔室42內部的壓力與腔室42外部的壓 力相等，從而產生壓力平衡裝置62。在可選擇的實施方式中，可以在沒有壓力平衡裝置62 的情況下密封腔室42，以與腔室42外部的壓力無關地維持腔室42內部的大氣壓力。本申 請公開的結合系統(tǒng)10可用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的封隔器和/或傳統(tǒng)的懸掛器，所述傳統(tǒng)的封隔器和 /或傳統(tǒng)的懸掛器采用用于固定的卡瓦以及用于將一個管件密封在另一個管件內部(例如 將一個套管密封在另一個套管內部、將封隔器密封在套管內部、或將套管密封在襯管內部) 的彈性構件。所述結合系統(tǒng)10還可以用來將各種工具，例如吊錨器結合至底部鉆具組合， 以消除例如對抓斗、長矛、打撈筒以及織帶的需要。可代替地，所述結合系統(tǒng)10還可用作用 于側向鉆的造斜器固定錨，或者用于在連接泄露部或其他鉆孔處修復損壞的套管。一個或更多個可熔插塞66可形成腔室42的一部分，以維持腔室42的密封完整性 直至達到選定的溫度。在選定的溫度之上，所述一個或更多個可熔插塞66被損壞，并且煙 火合成物22將自由從腔室42漏出并與第一管件14和第二管件18 二者的壁70結合。在 重力以及響應于腔室42內的放熱反應而在該腔室內積聚的壓力的協(xié)助下，煙火合成物22 從所述腔室被驅出。一可選的力舍棄構件74 (在該實施方式中作為爆破片示出)可被用作 腔室42的壓力釋放裝置。還可采用流動停止器78來維持煙火合成物22 —旦從腔室42離 開則處在相對于第一管件14和第二管件18 二者的壁70的預定位置。所述流動停止器78例如可以是由陶瓷、聚合物、玻璃或金屬，或其組合制成的。另外，還可包括坩堝82來控制所述放熱反應以及由所述放熱反應所導致的升高 的溫度，以防止所述系統(tǒng)10的靠近所述煙火合成物22的部件過熱，例如防止第一管件14、 第二管件18以及套筒46過熱。陶瓷由于其耐高溫性可以是用于坩堝82中的可取材料。盡管本申請公開的實施方式是針對同中心定向管件的結合，但應當理解的是本發(fā) 明不限于這種結構，并且可考慮替代性實施方式。例如，位于各種配置中的金屬構件可以結 合在一起，只要所述金屬構件足夠靠近所述煙火合成物22，以便在放熱反應后進行結合。雖然已經(jīng)參照一個或多個示例性實施方式描述了本專利技術，但是本領域技術人員應 當理解，在不脫離本專利技術的范圍的情況下，可以對本專利技術進行各種修改并可用等同物代替 本專利技術的元件。另外，在不脫離本專利技術的實質范圍的情本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：S·M·科爾特斯，
申請(專利權)人：貝克休斯公司，
類型：
國別省市：