可让球返回的分段式可回缩式球座的制作方法与工艺

可让球返回的分段式可回缩式球座发明人：JustinC.Kellner;JamesS.Sanchez和RobertA.Pena技术领域本发明的技术领域是可回缩式球座，更具体而言，是由可回缩式节段形成的支座，在所述可回缩式节段中可容许一些泄露，从而，可通过目标物体进行一系列操作，目标物体然后通过进入井眼中的地层流体返回。

背景技术：
在过去，已经使用球座让球安置和支撑在其上，以通过朝被支撑的球形成的压力来操作工具，之后，让球或目标物体经过球座。一种实例使用锥形构件，该锥形构件的下端中心开口后部设置有节段，节段支撑住锥形构件。如果没有这种从下方支撑锥形构件的节段，那么锥形构件就不太牢固，不能在球两侧的所需压差下保持被支撑的所述球。当球位于支座上，压力增加至第一值，然后操作工具。操作工具之后，压力进一步增加，从而球座组件使剪切销破裂，并以某种方式轴向移动以致可让止动器支撑件回缩，从而作用在被支撑的球上的压力可将支座上的开口挤大到可让球穿过的程度。美国专利USP6,634,428中示出了一种这样的系统。这种系统的问题是，球被完全挤出的过程中，支座开口没有均匀地伸展，从而，在此之后，井在进行生产时，球升高至到达支座，但可能仍悬吊在目前被扩大但严重变形的球座开口中。公知设计结构的其他例子可参看以下美国文献：USP6155350、USP7464764、USP7469744、USP7503392、USP7628210、USP7637323和USP7644772。本发明所需提供的是一种球座，该球座通过可回缩的节段形成，当目标物体安置在节段上时，节段之间的间隙中仍存在一些泄露，但是这种泄露程度可控制，从而，仍能通过增加的压力来操作工具。即使压力更高，仍可使支座组件轴向移动至让节段回缩而使球经过。也可在节段上方使用锥形构件，锥形构件的底部开口大于目标物体，从而，当目标物体下降时，锥形构件引导目标物体经过开口到达被支撑的节段上。当所述节段轴向移动致使节段径向回缩时，锥形构件不被挤压，这是因为锥形构件的初始下端开口尺寸起初时大于目标物体尺寸。因而，当井从一系列这类组件下方开始生产时，球可被再运送到地面上，而不悬吊在由于球挤压而变形以致不能让球或目标物体经过管柱返回到地面的变形球座上。在优选系统中，设置有一系列这类组件，这些组件连接到滑动套筒上，从而可将待生产的地带暴露至在压力作用下输送的压裂液。单球可打开多个阀以及阀下方的支座，从而，在让球返回到地面之前，可让所感兴趣地带中的压力增加。通过优选实施例的详细描述以及相关附图，本领域的普通技术人员将能更充分理解本发明，同时能理解本发明的范围由所附权利要求书决定。

技术实现要素：
一系列球座组件可通过单球按顺序移动一系列滑动套筒，该球座组件优选用于打开一系列滑动套筒以进入待被压裂的地层地带中。通过锥形构件引导球，锥形构件的下端出口尺寸比球大。球安置在起初被支撑的节段上。节段之间会发生一些泄露，但不足以阻止达到下述效果：压力增加以致移动套筒。锥形构件非常紧密地装配到节段上，以将泄露量减小到最小。轴向移动节段可让节段回缩，从而，球穿过节段，最终安置在无泄漏支座上，从而可对地层地带进行压裂。球穿过回缩的节段并进入锥形构件上的未变形开口中之后，球返回到地面上。附图说明图1是球座组件的截面图，其中，球安置在节段上；图2是图1的近距离图，示出了球经过锥形构件上的更大开口并安置在节段上；图3示出了现有的方法，该方法在界定一地带的两个封隔器之间使用射孔枪和复合桥塞；图4示出了本发明的位于单个地带的多个阀座；图5示出了位于几个地带中各个地带的单球座，每个地带下端使用无泄漏球座，从而可在单次压裂多个地带；以及图6是沿图2的线6-6所示的截面图。具体实施方式图2示出了球座组件10，球座组件具有一系列止动器12，止动器12延伸穿过在壳壁16上周向隔开的窗口14以在通道20的中央位置形成圆形开口18，圆形开口小于球22的直径。锥形构件24具有下端开口26，该下端开口比球22的尺寸要大。当节段12被外壳34的表面32支撑时，锥形构件24的外表面28与节段12的支撑面30之间的间距狭窄。如图1最清楚所示，剪切销36将壳体16固定到外壳34上。当对安置在节段12上的球22施加压力时，球22和锥形构件24的下端26之间的狭窄间隙可减小泄露流量。在图2的位置上，节段12之间具有小的径向伸展间隙36，如图6所示。如图1所示，孔38起初被套筒40覆盖。可选择地，伸缩式通道组件42借助于易碎构件44被放置在孔38中。在发生一些泄漏而对安置在节段12上的球22施加压力，从而向下推动套筒40之后，且在易碎构件44破碎之前，该易碎构件有助于伸缩元件伸展。可供选择地，套筒40被向下推动之后，让液流流入伸缩组件42中，这样伸缩组件42可伸展。剪切销36必须破裂，以允许在螺纹46处固定到壳体16上的套筒40移动。当正在移动的套筒40使得卡环48与凹槽50径向对准时，所述卡环跳入凹槽中。在套筒40借助于球22上的压力移动之后，套筒40和壳体16构成的组件不能反向移动。图4示出了一串组件（如图1和2所示的组件10），现在将这些组件标记为52和54，它们布置在地带62中，该地带界定在隔离封隔器58和60之间。球22首先移动与组件52相连的套筒，然后移动套筒40和壳体16，直到节段12与凹陷64对准而使得球22穿过并安置在组件54的节段12上为止。移动到该位置之后，同一球22朝支座56移动以通过设计结构完全密封住支座56，这样，压力可形成在整个地带62中，从而，通过使位于封隔器58和60之间的所有孔38敞开，就能进行压裂。图5示出了一串位于隔离封隔器之间的单球致动组件（如组件10）。套筒移动组件64、66和68之后布置有无泄漏球座70。封隔器72和74跨组件64。封隔器74和76跨组件66。封隔器76和78跨组件68。无泄漏球座70位于封隔器78和裸眼封隔器80之间。组件64、66和68上的相关开口通过球22如前所述那样按顺序打开，球22最终安置在支座70上，从而界定在一对封隔器之间的所有地带被压裂。之后，能产生离散的地带，例如，封锁其他地带停止生产或如果这些地带产生水。键82（如图1所示）支撑在纵向槽84中，从而，在进行磨铣操作的情况下，可防止套筒40在壳体16中旋转。因为节段固定在壳体16的开口14中，因而，这样就更容易对节段12进行磨铣。螺纹46被配置为固定住套筒以防止在磨铣时旋转，以进一步便于进行磨铣。本领域的普通技术人员将能意识到，因为开口18的初始尺寸大于安置在节段上的球22的尺寸，因而，轴向移动所述节段可让球经过另外井眼，而锥形构件24的下端26不会变形。在轴向移动所述节段12以使其回缩到凹槽64中的过程中，锥形构件24与节段12协同运动以保持它们之间的相对位置。因此，即使节段12缩回到凹槽64中时，在节段12和锥形构件24之间不具有打开的间隙；例如，在压裂操作完成之后，从下方生产流体期间，在球22被引到地面上时，如果存在打开的间隙，该打开的间隙可拦截球22。在压力增加过程中，所述下端26不变形，因而球在移动过程中不会受到阻碍。通过节段12之间的间隙36（如图6所示）出现一些容许的泄露，通过这种泄露可让套筒40和壳体16移动。在地表处可简单地增大泵送流量来补偿所产生的泄漏流。在移动套筒40以打开孔38的过程中，在优选应用场合中，设置有许多其他类型的压力操作式井下工具，它们可使用在连续的工具驱动系统中，在这种系统中，在球22下方的流体使该球上升时，可让球体22安全离开井眼，此过程中可连续使用共同目标物体（优选为球22，但是也可为其他结构形式），从而可按照特定次序操作工具。尽管图1中示出了该优选实施例使用止动器12，止动器通过窗口14回缩到凹槽64中，但是，可以采用替换结构形式，即，支座形成有具有间隙的C形环或卡环，当所述C形环或卡环与凹槽64对准时可径向朝外卡住。本质上，卡环等同于一种其上带有间隙的单一部件，当使用穿过窗口14的止动器12时，卡环类似于多个间隙36。上面所述内容示出了优选实施例，在不违背本发明的情况下，本领域的普通技术人员可作出许多改进，本发明的范围由下面的权利要求书的字面和等同范围界定。