專利名稱：具有深度變化的非圓的刻痕線的隆起的單鉸接刻痕爆破盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用來檢測液體傳輸管道的泄漏完整性試驗裝置，尤其是，用于各種工業(yè)和油井應(yīng)用中的多分段的管系。具體來說，本發(fā)明涉及這樣的裝置，尤其是形成裝置一部分的易破的向前作用的爆破盤，其中，爆破盤是凹凸面設(shè)計，并具有一形成在其凹面內(nèi)的非圓、連續(xù)的刻痕線?？毯劬€圍繞其圓周連續(xù)地變化深度，并包括一具有最深深度的向外突出的膜動盤部分，在爆破時它最先破裂，并在與最淺深度刻痕線直接相對的部分形成一用于爆破盤的爆破區(qū)域的鉸鏈區(qū)域，以防止爆破區(qū)域與爆破盤的突緣部分分離。該裝置用于檢測油井管系分段之間連接的完整性，具有特別的效用，而且可以用于石油精煉和石化作業(yè)，還可用于通過管道或?qū)Ч軅鬏敿訅阂后w的應(yīng)用中。
背景技術(shù)：
為了使一油井投入使用，一細長的分段的管系下降到井筒內(nèi)，管系容納一抽吸桿和泵組件。在深井中，管系可按級向下延伸幾千英尺到達油層。管系分段之間的接頭內(nèi)的泄漏對于泵送效率和油井生產(chǎn)具有很大的影響。過去，在一定的時候必須拆下管系，定位接頭的泄漏處，然后修理該管系。這在修理的費用和油井停產(chǎn)上，可產(chǎn)生非常大的耗費。
美國專利No.5,996,696描述一種方法和裝置，它用來檢測井筒內(nèi)油井管系的泄漏完整性，由此，不需為這樣的檢測拆下管系?！?96專利的裝置包括一插入在管系分段(通?？拷煤陀蛯余徑湎露?之間的外殼。外殼裝備有一處于關(guān)閉的流動阻塞關(guān)系的金屬爆破盤。當(dāng)希望檢測管系時，對爆破盤施加預(yù)定的流體壓力。如果管系充分地?zé)o泄漏，則爆破盤將在預(yù)定的爆破壓力下爆破。另一方面，如果存在顯著的泄漏，則在管系內(nèi)形成爆破爆破盤的壓力不夠充分。
揭示在‘696專利內(nèi)的較佳的爆破盤的設(shè)計是一金屬的凹凸盤，其具有一形成在隆起的爆破部分的面內(nèi)不連續(xù)的刻痕線。不連續(xù)的刻痕線用作盤的鉸鏈區(qū)域。盡管該專利中描述的裝置和方法在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一顯著的突破，但業(yè)已發(fā)現(xiàn)，從性能的觀點上來看，該盤的設(shè)計有時不是最佳的?？梢哉J識到，一用于這種情形中的有效的爆破盤必須在要求的爆破壓力下可靠地爆破，否則，會得到不準確的試驗結(jié)果。此外，爆破后的盤必須不是碎片的，而仍然允許雙向的液體全部地流體流過其間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服上述的諸多問題，提供一改進的用于液體傳輸管線、尤其是油井管系應(yīng)用中的泄漏試驗裝置，以提高試驗的可靠性。廣義地來說，本發(fā)明的裝置包括一管形的固定器，它適于連接到油井管系上，使一爆破盤位于固定器內(nèi)，通常情況下與通過固定器的中心通道保持關(guān)閉的關(guān)系。該爆破盤包括一外環(huán)形周緣的突緣部分，它具有一第一環(huán)形面、一相對的第二環(huán)形面和內(nèi)圓的邊緣，以及內(nèi)凹凸的、大致呈半球形的隆起的區(qū)域，其位于突緣部分的第一環(huán)形面的內(nèi)側(cè)并從其中突出。隆起區(qū)域具有相對的凸出的和凹陷的面，并設(shè)置有一外圓的邊緣，一整體的、環(huán)形的橫向弧形的過渡區(qū)域，其與突緣部分的內(nèi)圓的邊緣和隆起的區(qū)域的外圓邊緣形成一體并連接。
盤的隆起的區(qū)域在其凹陷的面內(nèi)設(shè)置有一連續(xù)的非圓的刻痕線，其鄰近隆起區(qū)域的外圓的邊緣，與過渡區(qū)域保持靠近的間隔關(guān)系。刻痕線具有主長度的一半園的部分，以及一相對于所述半園刻痕線部分的長度的副長度的第二的、大致曲線的刻痕線膜動盤的部分。該膜動盤刻痕線部分從主刻痕線部分的直徑向外突出，并位于緊靠過渡區(qū)域，且在過渡區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
刻痕線沿其長度在深度上發(fā)生變化，沿膜動盤的刻痕線部分深度最深，大致與膜動盤的刻痕線部分直接相對的部分深度最淺，由此，形成刻痕線的一鉸鏈部分。
在朝向盤的凹陷面施加的液體過壓作用下，盤可打開以允許液體流過盤。膜動盤的刻痕線部分是這樣一深度相對于刻痕線的其余部分，在液體壓力下致使膜動盤的刻痕線部分首先破裂，而主刻痕線部分是一變化的深度，它允許破裂部分擺動到一完全地打開的破裂位置，而不斷裂刻痕線的鉸鏈部分。隆起區(qū)域的破裂和盤的完全打開后，中心的爆破區(qū)域的邊緣設(shè)置成與盤的突緣部分保持大致的垂直關(guān)系。
管形的固定器設(shè)置有側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造成大致互補地接納和允許爆破盤在液體過壓下足夠完全的打開，由此，在盤爆破后允許液體完全地流過管形的固定器。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計相比，該特征的盤提供改進的試驗結(jié)果，同時，允許在盤爆破之后液體的完全的雙向流通過固定器。
在盤的凹陷面上提供連續(xù)的、非圓的刻痕線，可允許盤可靠地破裂和因爆破發(fā)生的事實打開，盤的相鄰的互連的形成刻痕線的壁的表面彼此分離。這與大部分通常的情形形成鮮明的對比，在通常的情形中，在爆破盤上的刻痕線形成在遠離與產(chǎn)品和/或壓力接觸的一個面上。
深度最深的刻痕線的曲線的膜動盤的部分突出越過刻痕線的主圓部分的圓周，并稍微起作一膜動盤或杠桿作用，以確保在約1500psi至2000psi量級的壓力下盤的可靠的打開。該量級的打開壓力在具有公稱爆破直徑為2至3英寸的盤中難于達到，這樣的盤要求用來阻塞傳統(tǒng)的油井管系的內(nèi)直徑，沒有突出越過刻痕線的主圓部分的圓周的刻痕線的延伸的、最深的下陷的部分。
附圖的簡要說明

圖1是一局部的垂直截面圖，示出一包括一井筒和內(nèi)部管系的典型的油井，內(nèi)部管系具有安裝在其中的本發(fā)明的完整性試驗的裝置；圖2是一放大的局部的垂直截面圖，示出管系內(nèi)的完整性試驗的裝置，其中，裝置的爆破盤處于其打開破裂的狀態(tài)，允許雙向流完全地通過裝置；圖3是一油井管系的局部的垂直截面圖，其中，本發(fā)明的試驗裝置安裝在其中，盤相對于流動通過管系的液體保持阻塞的關(guān)系；圖4是一類似于圖3的視圖，但示出處于其爆破狀態(tài)的爆破盤；圖5是一放大的局部的垂直截面圖，示出突緣和刻痕線形成之后但在其隆起之前的盤體，還示出刻痕線沿其長度的不同的深度；圖6是一類似于圖5的視圖，但示出其隆起之后的盤體；圖7是一放大的爆破盤的仰視圖，示出盤的隆起區(qū)域凹陷面內(nèi)的非圓的刻痕線，其中，刻痕線的膜動盤部分突出越過刻痕線的圓周，它是最深的深度，這樣，當(dāng)過壓的液體施加在盤的凹陷面上時，刻痕線的膜動盤部分首先爆破和打開；以及圖8是可用來實現(xiàn)盤的中心區(qū)域的隆起的部件的示意的垂直截面圖。
諸附圖并不將本發(fā)明限制在本文揭示的和描述的具體的實施例中。附圖不必是按比例的，相反，重點放在清楚地圖示出本發(fā)明的原理。
具體實施例方式
現(xiàn)轉(zhuǎn)到諸附圖來，尤其是圖1，圖中示出一傳統(tǒng)的油井20，其具有一逐級向下延伸到一油層24的豎立的連續(xù)的井筒22。一管系26位于井筒22內(nèi)，并包括多個端部對端部連接的諸如分段28、30、32和34的諸分段；當(dāng)然，應(yīng)該認識到一操作井在其管系中會具有許多這樣的分段。帶有一最下的泵組件35a的分段的、傳統(tǒng)的抽吸桿35位于管系26內(nèi)，以便實現(xiàn)油從油層24的泵送。大部分的管系分段通過傳統(tǒng)的連接器29互連。然而，在沿管系26的長度的一選定的點上(通常鄰近油層24的管系的下端附近)，完整性試驗裝置36插入在管的一對分段之間。
參照圖2，從圖中可見，與分段34的上端相同，分段32的下端是螺紋的。裝置36在這些管的分段之間螺紋地連接，裝置36包括一管形的入口38和管形的出口40，爆破盤42插在入口和出口之間。具體來說，入口38靠近其上端是內(nèi)螺紋44，靠近其下端是外螺紋46。入口38的最下的銜接端呈現(xiàn)一臺階的結(jié)構(gòu)47，其由一外環(huán)形表面47a連接到一內(nèi)環(huán)形表面47b形成，它通過一橫向于表面47a和47b的中間面47c軸向地間隔于和互連于表面48a。出口40靠近其上端是用來連接入口螺紋46的內(nèi)螺紋50；同樣地，出口的下端是連接到管分段34的螺紋52。出口40還設(shè)置有一與環(huán)形表面47a和47b直接相對的最上的環(huán)形表面54。
如圖2-4清晰地所示，當(dāng)盤42放置在入口38和出口40之間且入口38沿致使入口38朝向出口40移動的方向轉(zhuǎn)動時，當(dāng)盤42的外環(huán)形突緣部分44在其相對側(cè)上分別被表面47a和54接合時，入口38和出口40的相對運動被制止，由此，將盤42夾在入口38和出口40之間。
爆破盤42最清晰地圖示在圖4-7中。一體的盤一般地包括一外面的、相當(dāng)平的環(huán)形的周緣的突緣44，以及一內(nèi)面的、隆起的凹凸的爆破區(qū)域46，其呈現(xiàn)有一凹陷面48和一相對的凸出面50。爆破區(qū)域46位于突緣部分44的內(nèi)側(cè)，其間有環(huán)形的橫向弧形的過渡區(qū)域52。過渡區(qū)域52(圖7)由一對虛的同心圓，分別側(cè)向間隔開的外和內(nèi)虛的邊緣54和56形成。
盤42還設(shè)置有一形成在其凹陷面48內(nèi)的連續(xù)的刻痕線58，在盤42的弧形過渡區(qū)域52的邊緣56的內(nèi)側(cè)和附近?？毯劬€58位于緊靠過渡區(qū)域52但略微在過渡區(qū)域52的向內(nèi)，即，向內(nèi)地與過渡區(qū)域內(nèi)邊緣56間隔。此外，刻痕線58在其全部的圓周范圍內(nèi)連續(xù)地變化深度。
參照圖7，從圖中可見，刻痕線58設(shè)置有一圓的、沿圓周延伸的主長度的刻痕線部分60，它基本上圍繞鄰近弧形過渡區(qū)域52的內(nèi)邊緣56的隆起區(qū)域46的外部的全周長延伸。主刻痕線部分60與相對于刻痕線部分60的副長度的曲線的膜動盤刻痕線部分62匯合。膜動盤刻痕線部分62延伸越過刻痕線部分60的圓周范圍。較佳地，膜動盤刻痕線部分62具有一外弧形的底部刻痕線部分66，中間有相對的曲線的刻痕線腿部68和70，它們與各自的外直線端刻痕線腿部72和74匯合，腿部72和74連接刻痕線部分60的對應(yīng)的相對極端76和78。
在圖5-7中表示為在180°的膜動盤刻痕線部分62的底部刻痕線部分70的中點，相對于刻痕線58的圓周范圍是最深的深度，在圖5中表示為x+y。對應(yīng)地，刻痕線部分60在其中點是最淺的深度，x，在圖5中表示為在0°，由此，它與刻痕線58的180°點直接地相對。刻痕線58沿與刻痕線58的0°的相對方向深度不斷地加深地變化，直到達到膜動盤刻痕線部分62的180°點。
圖7所示的鄰近0°點的刻痕線部分60，是在0°點的相對側(cè)上形成一鉸鏈的刻痕線部分的一深度，當(dāng)隆起區(qū)域46經(jīng)受足夠地過壓而實現(xiàn)爆破盤的爆破時，鉸鏈的刻痕線部分不斷裂。因此，盤42的中心隆起區(qū)域46不從突緣44釋放，由此，導(dǎo)致一無碎片化的爆破的盤。
在隆起的爆破盤42的制造過程中，利用一合適的有深度差的刻痕砧，在一金屬坯的表面內(nèi)形成刻痕線58，該表面以后將變?yōu)楸P42的凹陷面48。僅在刻痕線58形成之后，盤才隆起而給出凹凸的爆破區(qū)域46。盡管從制造的觀點來看，可先隆起盤，其后才刻痕，但較佳地是，先刻痕，其后才隆起。沿過渡區(qū)域52的金屬在盤的隆起過程中，冷作硬化，由此，比膜動盤刻痕線部分62提供一較大強度的刻痕線鉸鏈部分81。圖8是一傳統(tǒng)的模具單元82的示意圖，它用來實施形成盤42的隆起區(qū)域46。模具單元82包括一具有一中心內(nèi)腔86的壓力鐘形物84，其中，連同一與內(nèi)腔86連通的通道88，其適于連接到一高壓的正壓的流體源。構(gòu)成單元82一部分的接受器90具有一中心內(nèi)腔92，當(dāng)壓力鐘形物和接受器92如圖8所示地處于一閉合的關(guān)系時，中心內(nèi)腔92與內(nèi)腔86對齊。接受器90內(nèi)的通道94與內(nèi)腔92連通，在盤42隆起的過程中，允許內(nèi)腔92內(nèi)部的空氣逃逸。在模具單元82的使用中，圓形的平的金屬坯料夾緊在壓力鐘形物84和接受器90的相對的外圓邊緣之間，并在內(nèi)腔86和92之間。加壓的流體引入到通道88內(nèi)，以使內(nèi)腔內(nèi)暴露在流體面前的金屬坯料的部分變形，由此，實現(xiàn)如圖8示意地所示的坯料的隆起。引導(dǎo)到鐘形物84內(nèi)的加壓的成形液體，較佳地在壓力足夠高到約為隆起部分將會破裂的壓力的80％時將盤隆起。
較佳地，盤42由選自下列組群的金屬形成，該組群包括因科鎳合金(76％鎳、17％鉻和7％鐵的合金)和鎳，金屬的厚度約從0.010-0.070英寸，較佳地約為0.014-0.050英寸。除了減小深度的刻痕線鉸鏈部分81之外的全部的長度上的刻痕線58的深度，約為盤厚度的35-70％，較佳地約為這樣厚度的40-60％。在如圖7中所示的180°點處的膜動盤刻痕線部分62的底部66的深度，比圖7上所示的0°點處刻痕線部分60的刻痕線鉸鏈部分81的深度，約深0.001至0.004英寸，較佳地約深0.015至0.003英寸，最佳地約深0.002英寸。
在一用于油井內(nèi)的傳統(tǒng)的管系的完整性試驗中的代表性的爆破盤42中，這樣的盤可由一厚度約為0.31英寸直徑約為3.25英寸的因科鎳合金坯料制造。這樣的盤的隆起區(qū)域46則可具有約2.485英寸的直徑。由過渡區(qū)域52的虛線的內(nèi)邊緣部分形成?？毯劬€58的主刻痕線部分60較佳地位于過渡區(qū)域52的虛的邊緣56的內(nèi)側(cè)的約0.05英寸?？毯劬€58的0°點和膜動盤刻痕線部分62的180°點之間的刻痕線58的深度差較佳地約為0.002英寸?；⌒蔚牡撞靠毯劬€部分66長度較佳地約為0.35英寸，并是圍繞盤46的中心軸線96的約15.88°的弧的范圍。膜動盤刻痕線部分62的各刻痕線腿部68的長度較佳地約為0.14英寸，如圖7所述，各分別地包括一點98到100的約15.36°的弧。膜動盤刻痕線部分62的直線的刻痕線腿部72的長度較佳地各約為0.2英寸。
在上述的代表性的爆破盤中，在盤42的情形中，設(shè)計的爆破壓力約為2000psi，如上所述，盤是0.031英寸厚的因科鎳材料，刻痕線58的深度從圖7所示的0°點處的約0.013英寸變化到圖7所示的180°點處的約0.017英寸。對于設(shè)計的爆破壓力約為1500psi的盤，刻痕線58的深度從0°點處的約0.015英寸變化到180°點處的約0.017英寸。
盡管具有用來實施盤42的隆起區(qū)域46的打開的膜動盤刻痕線部分的優(yōu)選的爆破盤，其過壓設(shè)計在示范的1500至2000psi的范圍上，但應(yīng)該理解到，由膜動盤刻痕線部分62提供的膜動盤打開的效應(yīng)同樣可應(yīng)用于其它的盤打開壓力的應(yīng)用中，例如，在4000psi至2500psi范圍內(nèi)。對于較高的打開壓力，變化的深度的刻痕線將不會如上述實例中規(guī)定的那樣深，盤的厚度可大于規(guī)定的厚度。
圖1-4示出裝置36放置在一管系26內(nèi)時的操作。盤42的突緣部分44夾緊在出口40的突緣54和環(huán)形表面48b之間。在此形式中，盤42穩(wěn)固地夾在管形入口38和管形出口40之間。當(dāng)要求對管系26進行泄漏試驗時，在大于由管系內(nèi)的液柱施加在盤上的壓力的過壓作用下，液體作用在盤42的凹陷面66上。假定管系26基本上無泄漏，在一預(yù)定的液體過壓下，盤42將沿刻痕線58爆破。
在爆破盤42設(shè)計在約1500psi的設(shè)計過壓下爆破的情形中，當(dāng)該過壓水平到達爆破盤42的面66時，膜動盤刻痕線部分62將大致如圖7所示的在180°點處開始首先斷裂，然后，在遠離180°點朝向刻痕線58的刻痕線鉸鏈部分81的相對方向斷裂。當(dāng)盤沿刻痕線58在膜動盤刻痕線部分62處開始爆破時，盤42的凹凸隆起的區(qū)域沿液體流入到如附圖2和4所示部署內(nèi)的方向擺動，由于刻痕線58的無碎片的鉸鏈部分81，所以可防止盤的區(qū)域46從其突緣部分44斷裂。值得注意的是，管形出口40具有一大致的半-半球形的內(nèi)表面98，其構(gòu)造成在區(qū)域46爆破后互補地接納盤42的隆起的區(qū)域46。配件40的內(nèi)壁98構(gòu)造來防止區(qū)域46的過度的擺動，這種過度的擺動會導(dǎo)致刻痕線58的鉸鏈部分81的撕裂，致使隆起區(qū)域46與盤42的突緣部分44脫開。在盤42的隆起區(qū)域46的全部打開的位置，如圖4所示，隆起區(qū)域與突緣部分44保持基本上垂直的關(guān)系，并脫離液體通過的入口38和出口40的流動路徑。如圖2和4所示，由于隆起區(qū)域46的全部打開，液體基本上不受盤42的打開的區(qū)域46的阻礙可允許雙向地流動。爆破盤42打開后，液體無削弱地雙向流動通過完整性試驗裝置36，這是爆破盤42的一重要的操作功能。
然而，由于深度減小的鉸鏈區(qū)域84的存在，爆破區(qū)域64將保持附連在突緣62上，而不向下運載到管系的泵區(qū)域內(nèi)。
在要求盤42在施加在其上的液體過壓為2000psi下爆破的實例中，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，盤的這種打開參數(shù)可通過制造上述尺寸和特征的盤來實現(xiàn)。盤42設(shè)計在液體壓力1500psi下爆破和在2000psi下爆破之間的使用選擇，基本上是在一特定井內(nèi)的管系長度的函數(shù)。一2000psi打開盤設(shè)計來用于具有較長管系和較大總體積和由此的較重的液體重量的較深的井中，而1500psi打開盤應(yīng)用于稍許淺一些的井中。
參照圖6，可以看到刻痕線58的形成傾斜定向的刻痕線的側(cè)壁58a和58b，從一下部頂點向上分叉到盤42的凹陷表面66。當(dāng)盤爆破時，爆破區(qū)域46的運動實現(xiàn)壁58a和58b之間的相對分離，沒有任何壓縮力施加在這些側(cè)壁上。這與在凸出面上提供刻痕線的更有效的方法形成鮮明的對照。在這樣的情形中，盤的爆破致使形成刻痕線的側(cè)壁朝向彼此移動，由此，將這些表面壓縮在一起。
由膜動盤刻痕線部分62形成的盤42的爆破區(qū)域46的面積，以及在與其對齊的刻痕線58的虛的連續(xù)部分處，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，允許盤設(shè)計的直徑將接納在與傳統(tǒng)的管系保持閉合的關(guān)系中，例如，一全部直徑為3 1/4英寸是典型的，它將可靠地在1500至2000psi的爆破壓力下打開，與4500psi的過壓相比，通常它要求打開一盤，而無需由膜動盤刻痕線部分62提供的膜動盤的作用，膜動盤刻痕線部分62的深度大于刻痕線58的鉸鏈部分81。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照附圖中所示的優(yōu)選的實施例作了描述，尤其是，當(dāng)用于一油井的管系的完整性試驗時，但是應(yīng)該理解的是，對于在石化、石油精煉和其它類似的工業(yè)應(yīng)用中的試驗各種不同的液體傳輸管道，該裝置也具有效用。還應(yīng)指出的是，在不脫離如權(quán)利要求書中所闡述的本發(fā)明的范圍的前提下，可使用各種等價物，并可作出本文中的實例的替代物。
權(quán)利要求
1.用于試驗油井筒內(nèi)的分段管系的完整性的裝置，所述裝置包括一管形的固定器，它具有一通過其間的通道和具有相對的敞開端，所述固定器的端部中的一個端部適于附連到管系的一分段的一端部上；一爆破盤，其位于所述固定器內(nèi)，通常情況下與所述通道保持關(guān)閉的關(guān)系，所述爆破盤包括一外環(huán)形周緣的突緣部分，它具有一第一環(huán)形面、一相對的第二環(huán)形面和一內(nèi)圓的邊緣，以及一內(nèi)凹凸的、大致呈半球形的隆起的區(qū)域，其位于突緣部分的所述第一環(huán)形面的內(nèi)側(cè)并從其中突出，所述隆起區(qū)域具有相對的凸出的和凹陷的面，并設(shè)置有一外圓的邊緣，以及一整體的、環(huán)形的橫向弧形的過渡區(qū)域，其與突緣部分的內(nèi)圓的邊緣和隆起的區(qū)域的外圓邊緣形成一體并連接，所述隆起的區(qū)域在其凹陷的面內(nèi)設(shè)置有一連續(xù)的刻痕線，其鄰近隆起區(qū)域的外圓的邊緣，與所述過渡區(qū)域保持靠近的間隔關(guān)系，所述刻痕線具有主長度的一半園的部分，以及一相對于所述半園刻痕線部分的長度的副長度的大致曲線的刻痕線膜動盤的部分，所述膜動盤刻痕線部分從所述主刻痕線部分的直徑向外突出，并位于所述過渡區(qū)域的內(nèi)側(cè)，所述刻痕線沿其長度在深度上發(fā)生變化，沿所述膜動盤的刻痕線部分的刻痕線深度最深，大致與所述膜動盤的刻痕線部分直接相對的部分的刻痕線深度最淺，由此，形成刻痕線的一鉸鏈部分，在朝向盤的凹陷面施加的液體過壓作用下，所述盤可打開以允許液體流過盤，膜動盤的刻痕線部分是這樣一深度相對于刻痕線的其余部分，在所述液體壓力下致使膜動盤的刻痕線部分首先破裂，而主刻痕線部分是一變化的深度，它允許破裂區(qū)域擺動到一完全地打開的破裂位置，而不斷裂刻痕線的鉸鏈部分，使中心的爆破區(qū)域的邊緣設(shè)置成與盤的所述突緣部分保持大致的垂直關(guān)系，所述管形的固定器設(shè)置有側(cè)壁結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造成大致互補地接納和允許爆破盤在所述液體過壓下足夠完全地打開，由此，在盤爆破后允許液體完全地基本上無阻礙地雙向流過管形的固定器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，刻痕線的所述膜動盤部分是大致的U形結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述刻痕線的膜動盤部分具有一弧形的底部和兩個相對的向外分叉的腿部，它們與主刻痕線部分的相對的極端部分匯合。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述刻痕線的深度從相對的方向從主刻痕線部分的所述鉸鏈部分到膜動盤刻痕線部分的中點連續(xù)地變化。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，刻痕線的所述膜動盤部分是盤的厚度的約30％至70％。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述盤具有的厚度約從0.010英寸至0.075英寸。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述盤具有的厚度約從0.014英寸至0.050英寸。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述盤具有的厚度約0.030英寸。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，膜動盤刻痕線部分的深度在最深深度點處比主刻痕線部分的鉸鏈部分的最淺深度深約0.015英寸至0.004英寸。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，膜動盤刻痕線部分的深度在最深深度點處比主刻痕線部分的鉸鏈部分的最淺深度深約0.002英寸。
11.一一體的、向前彎曲的爆破盤，其適于安裝在一管形的爆破盤固定器上，與通過固定器的中心流體通道保持閉合的關(guān)系，其中，固定器通道的尺寸容納盤的全部打開，所述盤包括一爆破盤，其適于安裝在所述固定器內(nèi)，通常情況下與所述通道保持閉合的關(guān)系，所述爆破盤包括一外環(huán)形周緣的突緣部分，它具有一第一環(huán)形面、一相對的第二環(huán)形面和內(nèi)圓的邊緣，以及內(nèi)凹凸的、大致呈半球形的隆起的區(qū)域，其位于突緣部分的所述第一環(huán)形面的內(nèi)側(cè)并從其中突出，所述隆起區(qū)域具有相對的凸出的和凹陷的面，并設(shè)置有一外圓的邊緣，以及一整體的、環(huán)形的橫向弧形的過渡區(qū)域，其與突緣部分的內(nèi)圓的邊緣和隆起的區(qū)域的外圓邊緣形成一體并連接，所述隆起的區(qū)域在其凹陷的面內(nèi)設(shè)置有一連續(xù)的刻痕線，其鄰近隆起區(qū)域的外圓的邊緣，與所述過渡區(qū)域保持靠近的間隔關(guān)系，所述刻痕線具有主長度的一半園的部分，以及一相對于所述半園刻痕線部分的長度的副長度的大致曲線的刻痕線膜動盤部分，所述膜動盤刻痕線部分從所述主刻痕線部分的直徑向外突出，并位于所述過渡區(qū)域的內(nèi)側(cè)，所述刻痕線沿其長度在深度上發(fā)生變化，沿所述膜動盤刻痕線部分的刻痕線深度最深，大致與所述膜動盤刻痕線部分直接相對的部分深度最淺，由此，形成刻痕線的一鉸鏈部分，在朝向盤的凹陷面施加的液體過壓作用下，所述盤可打開以允許液體流過盤，膜動盤刻痕線部分是這樣一深度相對于刻痕線的其余部分，在所述液體壓力下致使膜動盤刻痕線部分首先破裂，而主刻痕線部分是一變化的深度，它允許破裂區(qū)域擺動到一完全地打開的破裂位置，以便液體基本上完全地雙向流動而不斷裂刻痕線的鉸鏈部分，使中心爆破區(qū)域的邊緣設(shè)置成與盤的所述突緣部分保持大致的垂直關(guān)系。
12.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，刻痕線的所述膜動盤部分是大致的U形結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的盤，其特征在于，刻痕線的所述膜動盤部分具有一弧形的底部和兩個相對的向外分叉的腿部，它們與主刻痕線部分的相對的極端匯合。
14.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，所述刻痕線的深度從相對的方向從主刻痕線部分的所述鉸鏈部分到膜動盤刻痕線部分的中點連續(xù)地變化。
15.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，刻痕線的所述膜動盤部分是盤的厚度的約30％至70％。
16.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，所述盤具有的厚度約從0.010英寸至0.075英寸。
17.如權(quán)利要求16所述的盤，其特征在于，所述盤具有的厚度約從0.014英寸至0.050英寸。
18.如權(quán)利要求16所述的盤，其特征在于，所述盤具有的厚度從約0.030英寸。
19.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，膜動盤刻痕線部分的深度在最深深度點處比主刻痕線部分的鉸鏈部分的最淺深度深約0.001英寸至0.005英寸。
20.如權(quán)利要求19所述的盤，其特征在于，膜動盤刻痕線部分的深度在最深深度點處比主刻痕線部分的鉸鏈部分的最淺深度深約0.004英寸。
21.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，所述盤具有約0.03英寸的公稱厚度，刻痕線的深度從在主刻痕線部分的最淺點處的約0.013英寸變化到在刻痕線的膜動盤部分的最深點處的約0.017英寸。
22.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，所述盤具有約0.03英寸的公稱厚度，刻痕線的深度從在主刻痕線部分的最淺點處的約0.013英寸變化到在刻痕線的膜動盤部分的最深點處的約0.015英寸至0.017英寸。
23.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，所述盤由一種材料構(gòu)成，盤的尺寸和刻痕線的變化的深度相對于盤的厚度應(yīng)是在約1500psi的作用在盤的隆起區(qū)域的液體壓力下，膜動盤刻痕線部分首先打開。
24.如權(quán)利要求11所述的盤，其特征在于，所述盤由一種材料構(gòu)成，盤的尺寸和刻痕線的變化的深度相對于盤的厚度應(yīng)是在約2000psi的作用在盤的隆起區(qū)域的液體壓力下，膜動盤刻痕線部分首先打開。
全文摘要
提供一體的、向前彎曲的爆破盤，其適于安裝在一固定器上，其中，爆破盤與一油井內(nèi)的管系保持閉合的關(guān)系，它對試驗油井內(nèi)管系的諸分段之間的連接的完整性有很大的效用。該盤設(shè)計成抵擋管系內(nèi)的流體壓力頭和一泄漏試驗壓力，然后，在一預(yù)定的過壓下爆破和完全地打開。盤的凹凸的隆起部分具有一形成在其凹陷面內(nèi)的非圓的連續(xù)的刻痕線?？毯劬€圍繞其圓周連續(xù)地變化深度，并包括一向外突出的膜動盤部分，它具有最先爆破的最深的深度，并與形成盤的爆破區(qū)域的鉸鏈區(qū)域的深度最淺的刻痕線部分直接地相對。
文檔編號E21B47/10GK1623029SQ03802753
公開日2005年6月1日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者J·O·希恩里齊斯 申請人:法克有限公司