具体实施方式

在若干说明性实施例的以下详细描述中，参考形成本文的一部分的随附图式。充分详细地描述这些实施例以使得本领域的技术人员能够实践所公开的主题，且应理解，可利用其它实施例，且可在不脱离本发明的精神或范围的情况下作出逻辑结构、机械、电学和化学改变。为了避免对使得本领域的技术人员能够实践本文中所描述的实施例而言并非必要的细节，描述可省略本领域的技术人员已知的某些信息。因此，以下详细描述不应在限制性意义上理解，且说明性实施例的范围仅由所附权利要求书限定。

本公开涉及一种雷管，其用于首先在井的完成或生产阶段期间点燃用于油气井中的高能材料。雷管可以是用于引发高能材料的活化的任何类型的引发装置。如本文中所提及，“高能材料”一般包含爆炸材料，且还可包含其它能量来源，如烟火组合物推进剂，或用于对安放于井中的外壳、管道或导管进行射孔的其它材料。改进的雷管包括机械分流器，所述机械分流器可在默认闭合位置与断开位置之间操作。分流器的位置取决于由接合构件或与射孔枪相关联的接合构件对分流器的接合，其中雷管在安放下向井眼之前定位。在将雷管放置在射孔枪中之前，接合构件不接合分流器，这使得分流器保持在默认闭合位置中。如本文中更详细地描述，处于闭合位置中的分流器提供防止起爆信号传输到高能材料的完整电路。分流器的此闭合位置是默认位置，这是因为需要防止高能材料的过早点燃或起爆。当需要起爆高能材料时，将雷管放置在射孔枪内，这可在安放于井中之前实现。当雷管放置在射孔枪内时，接合构件优选地接合分流器，且分流器移动到断开位置。在断开位置中，向雷管供应的电力将不再使电流穿过分流器，而是将使电流传递到高能材料以产生起爆。

分流器充当安全装置，所述安全装置防止在分流器处于默认闭合位置中时将电力供应到高能材料。这防止雷管过早起爆。当雷管连接到或插入于射孔枪内时，分流器移动到断开位置移除故障保护特征，且允许在电力(即电流)传递到高能材料时引发高能材料的起爆。

图1说明用于钻取地层11中的烃的井10的示意图。井场操作10包含运行器和控制器系统12，所述运行器和控制器系统12用于使射孔枪14通过井口18沿井孔16向下运行，且使用运行绳20向射孔枪14提供电力。钻探井孔16以从井10的表面钻取地层。射孔枪14还包含在主体26的内径(ID)内或在主体26外部上的雷管22和多个炸药24。主体26是射孔枪14的外壳，所述外壳容纳炸药24且与雷管22接合。雷管22包括与电源线可通信地连接的电路和炸药24，所述电路也可以是运行绳20的部分。电路包括机械分流器，所述机械分流器可在默认闭合位置与断开位置之间自动移动。当雷管未装载到射孔枪14中时，机械分流器自动默认到闭合位置。机械分流器响应于与射孔枪14的接合构件的相互作用而自动产生断开开关。接合构件在一些情形下可以是射孔枪14上的致动器、接头或其它突起结构。一旦产生断开开关，便可将电力提供到雷管电路，在此情况下，点燃炸药24，且在井筒30和地层11中产生射孔28，以便提供与地层的流体连通。然而，在一些操作中，井10可能并不是筒状。在开孔操作中，射孔枪14可用于对其它管道或导管井下射孔。

在雷管电路的情形下，闭合开关是可提供极小电阻或不提供电阻以从炸药24汲走电流进而防止点燃或起爆的电路，如关于图2到图4进一步详述。另外，闭合开关可包含产生于电路中的非导电路径，诸如关于图4A进一步详述。断开开关是可提供充足电阻以从电力源取电来为高能材料供能的电路。断开开关可用以产生具有足以促使电流流经另一电路的电阻的电路，诸如关于图2到图4进一步详述。另外，断开开关可用以在电路中产生导电路径，诸如关于图4A进一步详述。尽管公开将电力自表面传递到雷管22的电源线，但应理解，电力源可以是雷管22或射孔枪14的部分。在所述特定实施例中，电力源可由无线电信号或定时器触发。如本文中所使用的电力的默认模式可以是其中电力源不立即启用以将电力自电源传递到电路，直到默认模式变为活动模式为止的模式。活动模式可以是将电力自电源传递到电路的模式。本说明书中的电路可包含任何导电路径，且可用于选择性地引发高能材料的点燃。如本文中所描述，接合构件可包含可操控机械分流器的位置的装置。如本文中所公开，机械分流器可包含导电路径，所述导电路径自身(或携有导电路径的周围结构)可以物理方式操控以选择性地断开、闭合，或另外可控地改变电路。举例而言，机械分流器可具有带弹性或弹簧类特性的电学路径，所述电学路径可响应于所施加力而保持在一个位置中，且响应于所述力的移除而自动返回至默认位置。如本文中所描述，力(FA)是使弹簧以足以促使电流流经不同路径的程度移位所需要的力的量。机械分流器可具有不同形状，如下文将参考图3和图4所论述。射孔枪14用于在井筒28和地层中产生射孔。然而，使用震击工具的任何操作都是可适用的，其中炸药在井下起爆以对工具串产生震击作用。基本上，雷管22可以与需要安全运输或存储高能材料的任何装置一起使用。

现参考图2A，说明根据某些实例实施例的具有雷管22的射孔枪14的实例配置的部分剖视图。在装配状态下，射孔枪14包括雷管22、具有多个孔的主体26和接合构件36。雷管22包括具有机械分流器和炸药24的雷管电路22a。当雷管22与射孔枪14接合，且接合构件36与施加有充足力FA的雷管电路22a的机械分流器连通时，机械分流器移动到断开位置。在一些实施例中，接合构件36可以是雷管22的一部分。作为实例，图2A的实施例可以不包含接合构件36，而是接合构件36可以是电路22a的一部分。换句话说，当雷管22a与射孔枪14的主体26接合时，电路22a可响应于促使机械分流器断开而移动。如先前所陈述，当机械分流器处于断开位置中时，可点燃炸药24。当雷管不与射孔枪14接合时，电路的机械分流器处于闭合位置中，这防止电流向炸药24流动。

现参考图2B，说明根据某些实例实施例的雷管电路22a。雷管电路22a包括电力源32、机械分流器34和炸药24。在此特定实施例中，雷管电路22a以并联配置布置，但其它配置是可能的。来自电力源32的实际电力可来自经由电源线传递的远程源，所述电源线与雷管22的电路的其余部分连接。另外，电力源32可呈无线电或时间受控电池的形式，所述无线电或时间受控电池是射孔枪14或雷管22的一部分。

现参考图3A，说明根据某些实例实施例的处于默认闭合位置中的雷管22和机械分流器34。当雷管22不与射孔枪14接合时，分流器34处于默认闭合位置中，这向含有炸药24的电路提供替代闭合电路。这防止高能材料被电力源32点燃。在此配置中，可安全运输包含雷管电路22a和炸药24的雷管22。

现参考图3B，说明根据某些实例实施例的处于断开位置中的雷管22和机械分流器34。一旦雷管22与射孔枪14接合，分流器34便受操控进入断开位置中。此时，可将来自电力源32的电流传递到炸药24，所述电力源32可受井的表面处的用户控制，或通过无线电信号激活或由定时器激活。在使用之后，可从射孔枪14移除包含雷管电路24和炸药的雷管22，且分流器34返回到默认闭合位置，准备好安全运输。[你不知道是否一切正常。可能并未点燃所有炸药。]

现参考图3C，说明根据某些实例实施例的处于闭合位置中的图3A的机械分流器34的等距视图。雷管22包含具有机械分流器34的雷管电路22a。雷管22的主体可包含用于形成雷管电路22a的导电材料。在此状态下，可安全运输雷管22。

现参考图3D，说明根据某些实例实施例的处于断开位置中的图3B的机械分流器34的等距视图。在此状态下，可点燃雷管电路22的炸药24。为了使雷管22进入此状态，机械分流器34必须受操控进入所述位置中。

现参考图4A，说明根据某些实例实施例的具有替代分流器配置的射孔枪14和雷管22。雷管22包括凸形导体38，所述凸形导体38连接到炸药24，通过弹簧42连接到绝缘体40a，且通过另一绝缘体40b连接到接合构件36。雷管22进一步包含与电力源32连接的凹形导体44。同样，雷管22与主体26为可出于运输目的而分离且出于操作目的而连接在一起的零件。电路22a包含非导电路径，且因此，电路22a不能点燃炸药24。一旦雷管22与射孔枪26的致动器36接合，由接合构件36对凸形导体38产生的力FA便使弹簧42以足以使得凸形导体38与凹形导体44接合且电路22a完整的程度移位。此时，可提供来自电力源32的电力且点燃炸药24。

现参考图4B，说明根据某些实例实施例的具有带有替代机械分流器配置的雷管电路22a的雷管22，其中机械分流器处于闭路配置中。雷管22包括弹簧42、具有接地的导电元件46和雷管电路22a。雷管电路22a包括布置于轴杆上的机械分流器50和炸药24。在此状态下，来自电力源32的电流从炸药24传导出去，穿过分流器50、导电元件46，且回到电力源32。基本上，导电元件46防止电流在将炸药24连接在一起且具有电力源32的电路22a的一部分上形成。

现参考图4C，说明根据某些实例实施例的具有带有处于开路配置中的机械分流器50的雷管电路22a的雷管22。在此状态下，雷管22与射孔枪14的主体26接合，从而促使弹簧42压缩。当压缩时，移除分流器50与导电元件46之间的接触，且在主体26、分流器50以及将炸药24连接在一起且具有电力源32的电路22a的部分之间建立接触。分流器50和主体26形成具有接地的导电路径，从而使得电流在将炸药24连接在一起且具有电力源32的电路22a的部分上形成。

出于说明的目的，上文公开的实施例已展示，且使得本领域的普通技术人员能够实践本公开，但本公开不意图为穷尽性的或限于所公开的形式。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多非实质性修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。权利要求书的范围意图广泛地覆盖所公开的实施例和任何这类修改。此外，以下条项表示本公开的额外实施例，且应被视为在本公开的范围内：

条项1，一种用于控制高能材料的活化的雷管，所述雷管包括：机械开关，其连接到电力源和高能材料，机械开关在电力源与高能材料之间产生默认闭合开关，响应于接合枪装配件而与致动器连通，且响应于与致动器连通而产生断开开关；

条项2，根据条项1所述的雷管，其中高能材料包括多个炸药，所述多个炸药以相对于枪装配件的内径的图案进行布置；

条项3，根据条项1所述的雷管，其中高能材料包括多个炸药，所述多个炸药以选自包括以下的群组的图案进行布置：相对于枪装配件的内径的圆周图案和堆叠图案；

条项4，根据条项1所述的雷管，其中机械开关是选自包括以下的群组的开关：与电源并联和串联；以及与高能材料并联和串联；

条项5，根据条项1所述的雷管，其中所述机械开关：响应于机械开关配置成默认闭合开关而产生短路；以及响应于机械开关配置成断开开关而产生开路；

条项6，根据条项1所述的雷管，其中高能材料响应于机械开关形成断开开关以及由电力源提供电力而活化；

条项7，根据条项1所述的雷管，其中机械开关响应于与枪装配件脱离而返回到默认闭合开关；

条项8，一种用于控制高能材料的活化的枪，所述枪包括：枪装配件；机械开关，其连接到电力源和高能材料，机械开关在电力源与高能材料之间产生默认闭合开关，响应于接合枪装配件而与致动器连通，且响应于与致动器连通而产生断开开关；

条项9，根据条项8所述的枪，其中高能材料包括多个炸药，所述多个炸药以相对于枪装配件的内径的图案进行布置；

条项10，根据条项8所述的枪，其中高能材料包括多个炸药，所述多个炸药以选自包括以下的群组的图案进行布置：相对于枪装配件的内径的圆周图案和堆叠图案；

条项11，根据条项8所述的枪，其中机械开关是选自包括以下的群组的开关：与电源并联和串联；以及与高能材料并联和串联；

条项12，根据条项8所述的枪，其中机械开关：响应于机械开关配置成默认闭合开关而产生短路；以及响应于机械开关配置成断开开关而产生开路；

条项13，根据条项8所述的枪，其中高能材料响应于机械开关形成断开开关以及由电力源提供电力而活化；

条项14，根据条项8所述的枪，其中机械开关响应于与枪装配件脱离而返回到默认闭合开关；

条项15，一种用于控制高能材料的活化的方法，所述方法包括：将雷管装载到枪装配件中；将枪装配件放置在井下井孔环境中；以及向雷管提供电力；机械开关，连接到电力源和高能材料，机械开关在电力源与高能材料之间产生默认闭合开关，响应于接合枪装配件而与致动器连通，且响应于与致动器连通而产生断开开关；

条项16，根据条项15所述的方法，其中高能材料包括多个炸药，所述多个炸药以相对于枪装配件的内径的图案进行布置；

条项17，根据条项15所述的方法，其中高能材料包括多个炸药，所述多个炸药以选自包括以下的群组的图案进行布置：相对于枪装配件的内径的圆周图案和堆叠图案；

条项18，根据权利要求15所述的方法，其中机械开关是选自包括以下的群组的开关：与电源并联和串联：以及与高能材料并联和串联；

条项19，根据条项15所述的方法，其进一步包括响应于机械开关配置成默认闭合开关而产生短路，响应于机械开关配置成断开开关而产生开路；以及

条项20，根据条项15所述的方法，其进一步包括响应于与枪装配件脱离而返回到默认闭合开关。