井底工具的制作方法

文档序号:11447095阅读:226来源:国知局
井底工具的制造方法与工艺

本发明涉及用于钻孔的勘测工具。

本发明已经被特别地设计成涉及(但不一定仅涉及)用于勘测井的工具,更确切地说,涉及包括清洗工具和摄像机的井底勘测工具。



背景技术:

背景技术的以下讨论意在仅促进对本发明的理解。该讨论并非确定或承认所引用的任何材料现在或曾经是在本申请的优先权之日时公知常识的一部分。

井喷(也称作井涌)可能会引起灾难事件。此类事件的实例是2010年4月20日发生的英国石油公司的环境灾难。

井喷是碳氢化合物从井的不受控的释放。通常而言,喷出在井中所包含的压力控制系统失效之后发生。

目前,井包括用以避免喷出的防喷器(bop)。bop控制井内的压力和碳氢化化合物的流动,并且避免工具和钻井部件被射出井外。

重要的是,对井的内部进行常规测试,并且确切地说对bop进行常规测试。例如,bop包括可能被诸如泥浆、水泥或金属残渣粘结的剪切机和填料密封件。这可能会使得bop不工作。这些密封件的定期检查和清洗对于确保bop的正确运行是至关重要的。

常规测试包括对包括在井中的设备且特别是bop的视觉检查。进行视觉检查的原因之一是能够将杂质的位置和构造视觉化。将杂质的位置及其构造视觉化容许在杂质所在的特定位置处应用清洗方法。这使得清洗方法更加高效。

常见勘测工具的特定缺点在于,使用这些常见工具的检查和清洗方法繁琐且耗时。这尤其是因为所述方法需要使用单独被部署在井中的众多钻柱工具。举例来说,通常而言,一开始要将喷射清洗工具部署到立管中。该工具对井的内部且特别是bop进行清洗。在该特定清洗方法完成之后,将喷射清洗工具从井移除并且将常见的井底摄像机插入井中用于对井的内部及其设备进行检查。

遗憾的是,在许多情况下,由清洗工具执行的清洗方法可能没有适当地除去所有杂质;在这种情况下,需要使用喷射清洗工具对井的内部进行进一步清洗。为此,需要从井中拉出勘测工具以便将清洗工具重新部署到井中以进一步清洗井。这对钻井活动增加了额外的成本。

目前,存在结合了用于将清洗流体排放到井中的排放口的勘测工具。这允许在对井的内部以及定位在井中的设备进行检查之前除去杂质的某些部分。

然而,流体的排放并不足以对井的内部以及定位在井中的设备进行适当地清洗。目前,适当清洗仅可使用喷射清洗工具执行。

本发明就是在这种背景下提出的。

发明概要

根据本发明的第一方面,提供一种附接至钻柱的勘测工具,所述钻柱用于将所述勘测工具插入到钻孔中,所述勘测工具包括:外壳,其具有被调适用于附接至钻柱的近端和横穿所述外壳的被调适用于从钻柱接收流体的孔;以及被调适成接收在所述孔内的活塞,所述活塞被调适成在至少第一状态与第二状态之间选择性地移位,其中在所述第一状态下,流体在第一位置处离开所述外壳,并且在所述第二状态下,流体在第二位置处离开所述外壳。

优选地,活塞被调适成在第一状态、第二状态与另一第三状态之间选择性地移位。

优选地,在第三状态下,流体在第三位置处离开外壳,所述第三位置允许流体离开外壳以对钻孔进行冲洗。

优选地,第一位置包括外壳的容许流体离开外壳以便对钻孔的侧壁或包含在钻孔中的设备进行压力喷射的侧面。

优选地,第二位置包括位于外壳的远端处的位置。

优选地,外壳的远端被调适用于接收摄像机。

优选地,第二位置邻近所述远端以便递送流体至摄像机以便对摄像机进行清洗和/或冷却。

优选地,外壳包括用以允许流体离开外壳的多个开口组合。

优选地,外壳包括第一组高压喷射通道,所述通道横穿外壳的侧面以允许对钻孔的侧壁或包含在钻孔中的设备进行压力喷射。

优选地,外壳包括第二组前方喷射通道,所述通道横穿外壳的远端以允许对摄像机进行清洗和/或冷却。

优选地,外壳包括第三组高容量通道,所述通道横穿外壳以允许对钻孔进行冲洗。

优选地,当活塞位于第一位置处时允许流体经由高压喷射通道离开外壳,并且活塞阻挡流体流动经过前方喷射通道以及经过高容量通道。

优选地,当活塞位于第二位置处时允许流体经由前方喷射通道离开外壳,并且活塞阻挡流体流动经过高容量通道以及经过高压喷射通道。

根据权利要求11至13中任一项所述的勘测工具,其中当活塞位于第三位置处时允许流体经由高容量通道离开外壳,并且活塞阻挡流体流动经过前方喷射通道以及经过高压喷射通道。

优选地,所述外壳和活塞被调适以限定外壳的孔内用于容纳钻柱的流体的压力腔室。

优选地,压力腔室包括上部压力腔室,当活塞位于第一位置处时界定所述上部压力腔室。

优选地,压力腔室进一步包括下部压力腔室,当活塞位于第二位置和第三位置处时界定所述下部压力腔室。

优选地,活塞可操作地连接至至少一个致动器,以便活塞沿外壳的纵向轴线移动。

优选地,致动器包括电动马达,所述电动马达包括可操作地连接至活塞以便活塞沿外壳的纵向轴线移动的主轴驱动蜗杆轴。

优选地,致动器包括被调适以移动活塞的上部腔室和下部腔室,所述上部腔室和下部腔室被调适以选择性地接收用于活塞的移动的液压流体,所述上部腔室接收液压流体以便活塞移动至外壳的远端,并且所述下部腔室接收液压流体以便活塞移动至外壳的近端。

优选地,液压流体由流体地连接至上部腔室和下部腔室的液压泵驱动,所述泵由电动马达驱动。

优选地,电动马达和液压泵定位在活塞内。

优选地,电动马达和液压泵定位在钻柱上。

优选地,致动器包括可操作地连接至活塞的远端以便沿外壳的纵向轴线在第一位置、第二位置与第三位置之间选择性地移动活塞的电动马达。

优选地,致动器包括可操作地连接至活塞的远端以便沿外壳的纵向轴线在第一位置、第二位置与第三位置之间选择性地旋转活塞的电动马达。

优选地,活塞包括用于接收流体的孔。

优选地,活塞包括多个开口,所述多个开口当活塞定位在第一状态、第二状态和第四状态下时允许流体离开外壳。

优选地,存在第一组、第二组和第三组开口。

优选地,第一组开口在第一位置处定位于活塞上,以使得当活塞定位在第一位置处时,所述第一组开口与外壳的高压喷射通道流体地连通。

优选地,第二组开口在第二位置处定位于活塞上,以使得当活塞定位在第二位置处时,所述第二组开口与外壳的前方喷射通道流体地连通。

优选地,第三组开口在第三位置处定位于活塞上,以使得当活塞定位在第三位置处时,所述第三组开口与外壳的高容量通道流体地连通。

优选地,勘测工具进一步包括外部套筒,所述外部套筒包括与外壳的多个通道组合流体地连通的出口,以允许流体经由所述外部套筒的出口的流动。

优选地,第一组高压喷射通道包括用于过滤流体的高压过滤器喷嘴。

优选地,勘测工具进一步包括被调适成电连接至电动马达和摄像机的电力能源。

优选地,能源包括被调适以由外壳接收的电池。

优选地,外壳的近端包括单向翻转瓣阀。

优选地,外壳的近端包括单向瓣短节。

优选地,外壳的远端包括被调适用于收集杂质的铲斗。

根据本发明的第二方面,提供包括根据前述权利要求中任一项的勘测工具的钻柱。

根据本发明的第三方面,提供包括前述权利要求的任一项中的勘测工具的井底摄像机。

附图简述

本发明的更多特征在以下对本发明的几个非限制性实施方案的描述中更加全面地描述。该描述仅被包括用于例证本发明的目的。其不应被理解成是对如上面所阐述的本发明的宽泛概要、公开或描述的约束。将参考附图进行描述,其中:

图1是根据本发明的第一实施方案的勘测工具的透视图。

图2是图1中示出的勘测工具的分解视图;

图3是图1中示出的勘测工具的主体和电池外壳以及电动马达的截面分解视图;

图3a和图3b是与图1中示出的勘测工具的主外壳分开的摄像机和电池外壳的分解截面视图;

图3c和图3d是与图1中示出的勘测工具的盖罩和活塞的分解截面视图;

图4a是根据本发明的第二实施方案的勘测工具的分解截面视图;

图4b是图4a中示出的勘测工具的活塞的截面视图;

图5a是根据本发明的第二实施方案的勘测工具的分解截面视图;

图5b是图5a中示出的勘测工具的主体的截面视图;

图6a是根据本发明的第四实施方案的勘测工具的分解截面视图;

图6b是图6a中示出的勘测工具的主体的截面视图;

图7a是根据本发明的第五实施方案的勘测工具的分解截面视图;

图7b是图7a中示出的勘测工具的主体的截面视图;

图8是根据本发明的第一至第五实施方案中的任何一个的结合了单向瓣阀的勘测工具的透视图;并且

图9是根据本发明的第一至第五实施方案中的任何一个的结合了杂质收集铲斗的勘测工具的透视图。

应注意,图1至图9仅是示意性的。

另外,说明书的描述的段落[0113]包括图1至图7中示出的参考编号的列表,指示勘测工具由列出的参考编号加以标记的部分。

具体实施方式

图1是根据本发明的第一实施方案的勘测工具1的示意图。

勘测工具1被调适成安装在钻柱上,所述钻柱用于将勘测工具部署到诸如井等钻孔中。附图中示出的勘测工具1包括摄像机和清洗工具。

摄像机14被调适以提供具有360度连续旋转和110摄像机俯摄以及10x光学变焦和40x数字变焦的实时视图。也提供led灯光以便对待清洗和检查的区域进行照明。

图1的勘测工具1的特定布置可以呈三种不同的清洗模式操作。

第一清洗模式包括主要用于清洗摄像机14的喷射喷嘴。确切地说,该模式主要清洗摄像机的镜头并且解散定位在摄像机的正面的任何杂质。

第二清洗模式允许高容量的流体冲洗,以清洗待检查的区域。这确保对相关区域的高品质查看。

第三清洗模式允许清洗例如内部bop表面的内部部件,确切地说其允许清洗螺纹、密封件、壳体和油管悬挂器以及液压离合器。该清洗模式包括侧面喷射清洗。

勘测工具1特别有利是因为其允许使用单个工具执行井的清洗方法和井的查看方法。

此外,可以连续地重复勘测工具1的第一、第二和第三清洗模式,以确保从bop的空腔适当地除去所有杂质。选择的特定清洗模式的顺序也可能视需要变化。

可以利用相对于勘测工具1的外壳2移动的活塞20的激活改变清洗模式。通过移动活塞20,可以对将由勘测工具1进行的清洗模式的类型进行选择。将进行清洗模式的类型的选择,并且可以从勘测工具的远端位置控制图像的查看或捕获应在何时发生。例如,定位在钻机处的操作人员可以控制勘测工具1。

现在参考图2。图2是图1中示出的勘测工具1的分解视图。

如图2中所示,勘测工具1包括主体2和盖罩29。盖罩29包括被调适以附接至钻柱的远端的上部螺纹端30和用于附接至主体2的下部端。主体12包括被调适以接收主体1的塑料封盖17。

盖罩29包括被调适以接收用于递送至勘测工具1的主体2中以便进行清洗方法的的流体的开口端。

勘测工具1包括被调适成由主体12的上部开口端接收的活塞20。活塞20被调适以沿勘测工具1的纵向轴线在主体2内滑动。活塞20在主体内的滑动允许对勘测工具1的第一、第二和第三清洗模式进行选择。

另外,勘测工具1包括电动马达15。电动马达15可操作地连接至活塞20,以在主体2内滑动活塞20。

电动马达15包括用于将马达15电连接至电池12的电线44。电池12包括在具有内壁8的电池外壳中(参见图3a和图3b)。外壳由主体2的下部端可滑动地接收。

另外,摄像机14被调适成附接至主体的下部端。摄像机14可操作地连接至电池12。摄像机14包括透镜。透镜定位在主体2的远离盖罩29的下部端处。

如先前所提及,活塞20被调适以在主体2的上部位置与主体2的下部位置之间选择性地滑动。

主体2包括多个通道。所述通道在纵向上和横向上横穿主体的壁。所述通道容许流体经由横穿主体的外壳的出口流动通过所述主体。

如前面所提及,主体包括外部套筒17。外部套筒17包括与主体2的通道的出口匹配的出口57,以允许流体经由所述外部套筒17的流动。

根据以下描述,横穿主体1的通道的目的将变得明显。

如前面所提及,勘测工具1被调适以提供三种清洗模式,勘测工具1的操作人员可以对所述三种清洗模式进行选择。因为存在不同类型的通道组合,所以特定清洗模式的选择是可能的。一组通道允许进行第一清洗模式;另一组通道允许进行第二清洗模式;并且又一组通道允许进行第三清洗模式。

确切地说,通过允许流体离开通道40(本文中称作前方喷射通道)选择第一清洗模式-参见图1;通过允许流体离开通道19(本文中称作高容量冲洗出口)选择第二清洗模式-参见图1;通过允许流体离开通道65(本文中称作高压喷射通道)选择第三清洗模式-参见图3。

所述特定通道19、40和65组合的选择通过阀门装置完成。阀门装置允许流体转向到特定通道组合中以便选择特定清洗模式。

根据本发明的第一实施方案,阀门装置包括被调适以相对于主体2的外壳移动的活塞20。

如先前所提及,活塞20被调适成由主体2可滑动地接收。并且,盖罩29被调适成安装在界定压力累积腔室的主体2上。活塞20具有容许活塞20被下降到下部外壳阀体壁59中的较小外壁直径25,所述下部外壳阀体壁59界定第一分区腔室3和第二分区腔室60。

空心活塞20相对于外壳阀体2可移动,以便由此控制外壳2内的流体的流动。确切地说,活塞20沿主体2的纵向轴线的移动允许将流体转向通过特定通道组合。

盖罩29包括容许流体从钻机(或介入容器)沿钻柱流下到压力累积分散腔室中的孔。该布置允许根据所需要的清洗模式的类型将流体转向到所述一组特定通道19、40和65中。这是因为根据活塞20沿主体2的纵向轴线的特定位置,活塞外壁25阻挡一对通道的进入,同时所述特定通道组合被打开,从而容许流体流动通过所述特定打开的通道。

举例来说,通过降下活塞20,活塞20密封下部外壳阀体壁59(参见图3)。这防止流体流过高容量冲洗出口19。随着活塞20进一步向下行进通过高容量出口挤压密封件53(参见图3),活塞20挤压密封件47并且将前方喷射通道40密封。随着活塞20缩回到其最低位置处,活塞20完全将第二分区腔室60密封。

在该位置处,第一膨胀腔室3中的多个高压喷射通道65打开,从而允许流体流动通过所述多个高压喷射通道65,然后通过多个高压纵向喷射通道66,并且离开多个横向喷射喷嘴出口67。这允许侧面高压喷射。在特定布置中,出口67可以被调适以接收高压过滤器喷嘴18。

活塞20具有在外部活塞壁25与第一分区腔室3之间进行密封的外部活塞密封件54,从而在外部活塞密封件54处阻断来自第一分区腔室3的流体。

活塞20利用致动器移动。致动器包括齿轮箱和电动马达15、主轴驱动蜗杆轴16和主轴驱动蜗杆轴螺母58(参见图1至图3)。按照设计,电动马达15将具有用于确定和提供活塞沿主体2的纵向轴线的位置的嵌入式霍尔传感器。

马达15和相应齿轮箱被螺丝拧紧并且密封到细长的主轴齿轮固定盖罩61中-参见图3。

主轴齿轮固定盖罩61具有用于在主轴齿轮盖罩61与电动马达15之间进行密封的密封件。马达15和齿轮箱密封在细长的主轴齿轮固定盖罩61中。主轴齿轮固定盖罩61放置在界定于主体2内的通道62中-参见图3。细长的盖罩61包括匹配凹槽,所述匹配凹槽用于将细长盖罩61接收在外壳62内,密封件51密封外壳62的内侧与主轴齿轮固定盖罩61之间的间隙。

马达15、主轴驱动和齿轮16以及主轴齿轮固定盖罩61插入密封在外壳62内的注油设备中。其通过螺丝拧紧或螺栓连接在适当位置处的弹性挡圈63(参见图3)保持在适当位置处。主轴齿轮固定盖罩61阻止马达15和主轴齿轮组件16在通道62的内侧旋转。电动马达15包括电力电缆,所述电力电缆具有防水连接器43、压盖填料螺母和用于围绕电源线44进行密封的密封胶垫64。

活塞20的底座包括用于接收主轴轴杆16的螺纹齿轮螺母组件58。活塞20的上部部分上存在通往主轴齿轮通道21中的通道23,这是为了允许诸如螺丝刀或艾伦内六角扳手等工具通过。该工具进入端口23允许对主轴驱动16进行手动操纵,以便手动移除活塞20。进入孔23将具有被插入以将这些通道23密封的平头螺丝22。

另外,参考图3,主体2的外壳的特定布置包括一系列过滤器凹槽35,所述一系列过滤器凹槽35被调适以接收将由弹性挡圈63固定在相应弹性挡圈保持器位置37处的至少一个过滤器36。这允许对从外壳的外侧流动通过过滤器36的被污染的流动流体进行过滤。过滤的流体可以流动通过过滤器36的开口38抵达活塞20的下侧。这样除去了形成在活塞20下方可能会阻止活塞20移动的任何真空状态。过滤方法还将除去来自流体的任何杂质,从而避免任何部件的阻塞。

现在特别参考图3a和图3b。

电动马达15和摄像机14由电池12电驱动。图3a和图3b示出电池12、电路板和摄像机14。

电池12包括盖罩69,所述盖罩69具有用于允许控制信号和电力传递通过电池盖罩69但是维持不透水密封的目的的防水连接器器70。

电池盖罩69上的肩部包括侧壁71上的密封布置。以此方式,电池外壳的匹配肩部8之间形成不透水密封。

电池盖罩60包括围绕盖罩60的周长的多个纵向孔72(未绘示),以将电池紧固在电池外壳内。

摄像机14电连接至电池12。为此,脐带56传递通过摄像机外壳的脐带侧端口10。脐带56的一端连接至电池盖罩69的不透水连接器70。脐带56的另一端连接至摄像机底座79上的不透水连接器。脐带56在塑料防护盖中的加工的凹槽与主体2的外壳中的加工的凹槽之间延伸。

摄像机保持器安装在摄像机14上。摄像机保持器和固定摄像机的外壳73的前方冲洗端口将与对应前方冲洗端口对齐。

固定摄像机的外壳73将具有多个固定摄像机的横向通道74,固定摄像机外壳的平头螺丝75固定摄像机外壳并且将其牢牢地固持抵靠橡胶密封件55。固定摄像机的外壳73包括防止摄像机被损坏的防护框架76

图4a至图4b示出根据本发明的第二实施方案的设备。根据第二实施方案的设备与根据第一实施方案的设备类似,并且相同的参考数字用于识别相同的部件。

然而,本发明的第二实施方案的若干特征与本发明的第一实施方案不同。例如,本发明的第二实施方案包括用于驱动液压泵的电动马达032。由液压泵驱动的液压流体沿主体2的纵向轴线移动活塞80。

如前面所提及,活塞80沿纵向轴线的移动允许选择特定清洗模式。特定清洗模式的选择通过打开特定通道组合以及使用活塞20阻挡其余一组通道来完成。

在该第二实施方案中,活塞20由液压流体驱动。在图4b中示出的特定布置中,主体2的内壁包括活塞腔室92。活塞腔室92的上部端包括活塞保持器98。

活塞腔室92通过(1)定位在活塞保持器98的外圆周长上的多个o形密封圈和(2)定位在活塞保持器98的内圆周长与外活塞壁82之间的多个密封件100进行密封-参见图4b。上部活塞腔室92包括用于与活塞保持器98的肩部101的下侧对齐的肩部93。

活塞保持器98包括允许螺栓穿过以便将活塞保持器98固定至主体2的外壳的多个纵向通道螺栓孔103。

空心内部液压泵活塞80包括突出部84和86。突出部84和86将活塞腔室92划分成下部腔室95和上部腔室96。

活塞腔室92的下部腔室95和上部腔室96通过定位在突出部84和86中的多个槽口中的多个o形密封圈彼此密封。

上部腔室96和下部腔室95流体地连接,从而允许流体从上部腔室96流到下部腔室95中以便提起活塞80。流体也可以从下部腔室95流到上部腔室96中以便降下活塞80。

为了允许上部腔室96与下部腔室95之间的流体连通,活塞壁包括通道85。活塞80也包括通道87,所述通道87具有由后来面向下的法兰87限定的延伸管88。管88被调适以保持流体中的检波器。

上部活塞腔室96和下部活塞腔室95二者均比要求的大,以容纳额外的流体供给,从而消除对流体供给瓶的需要。

通道85和88流体地连接至液压泵电动马达032。泵032驱动上部腔室96与下部腔室95之间的液压流体,以便沿主体2的纵向轴线对活塞80进行移位。

电动液压马达104利用螺栓105安装在活塞80的内侧上。螺栓105具有将马达连接至活塞80的适当不透水密封布置。注油电缆106连接穿过具有不透水连接器的电池外壳。电池外壳包括防水配件107。

如前面所提及,移动活塞80允许选择将容许流体从勘测工具离开以用于清洗目的的所述一组通道。在第二实施方案的特定布置中,流体经由在邻近活塞保持器98的位置处横穿主体2的至少一个通道65传递至所述一组通道67。当所述一组通道67打开时将流体提供至所述通道67。当活塞80已经被降下从而打开通道87时,通道67处于打开状态。如图4中所示,当活塞80的上部部分阻挡通道65时,通道67处于闭合状态。

另外,如图4a中所示,沟槽63界定在主体2中,从而允许通道65与主体2的包含流体的内孔之间的流体连通。

图5a和图5b示出根据本发明的第三实施方案的设备。根据第三实施方案的设备与根据第二实施方案的设备类似,并且相同的参考数字用于识别相同的部件。

本发明的第三实施方案的若干特征与本发明的第二实施方案不同。例如,本发明的第二实施方案包括附接至钻柱108的外壁的电动马达111(本发明的第二实施方案中称作马达032)-参见图5a。

电动马达111大致上是本发明的第二实施方案的同一个马达032。马达111被调适以移动上部腔室96与下部腔室95之间的液压流体,以便沿主体2的纵向轴线移动活塞80。

为了允许上部腔室96与下部腔室95之间的流体输送,提供横穿上部活塞腔室96的端口112。端口112将纵向通道113(向上穿过盖罩29)流体地连接附接至液压管道114,所述液压管道114连接至液压马达111。

另外,提供端口115,所述端口115横穿下部活塞腔室95并且流体地连接至纵向通道116(向上穿过盖罩29)并且流体地附接至连接至液压马达111的液压管道117。提供端口112,所述端口112横穿上部活塞腔室96并且流体地连接至纵向通道113(向上穿过盖罩29)并且流体地附接至连接至液压马达111的液压管道114。

活塞109(在本发明的第二实施方案中称作活塞20)的向上移动通过经由端口115泵送液压流体到下部活塞腔室95中完成;活塞109的降下通过经由端口112泵送液压流体到上部活塞腔室96中完成。

上部活塞腔室96和下部活塞腔室95二者均比要求的大,以容纳额外的流体供给,从而消除对流体供给瓶的需要。

图6a至图6b示出根据本发明的第四实施方案的设备。根据第四实施方案的设备与根据第一实施方案的设备类似,并且相同的参考数字用于识别相同的部件。

本发明的第三实施方案的若干特征与本发明的第一实施方案不同。例如,根据本发明的第四实施方案,活塞80(本文中称作活塞129)通过可操作地连接至活塞129的下部端的电动马达140的作用沿主体2(本文中称作主体120)的纵向轴线移动。

确切地说,电动马达140可操作地连接至齿轮箱。齿轮箱允许沿主体120的纵向轴线移动活塞129。如先前所提及,活塞129的移动允许选择将使用的特定清洗模式。活塞包括用于接收流体的孔。

参考图6b,根据本发明的第四实施方案的勘测工具1包括用于附接至钻柱(未示出)和附接至主体120的盖罩144。在第四实施方案的该特定布置中,盖罩144的下部端具有用于附接至主体120的上部端的外螺纹145。

盖罩144包括用于密封在主体壁121的内侧上的密封件124,盖罩144将具有用于将盖罩144对齐和固定至匹配的外壳肩部122的至少一个肩部150。

另外,盖罩144具有允许活塞129沿主体120的纵向轴线滑动的通道。提供用于对活塞129的内侧和盖罩146的内侧以及活塞129抵靠主体121的内侧的外侧进行密封的多个密封件。横穿主体120的排气通道148允许压力释放和真空释放。

活塞129利用致动器沿主体120的纵向轴线移动。致动器包括电动马达140以及齿轮箱和主轴驱动蜗杆轴141。也结合有主轴驱动蜗杆轴螺母。

沿纵向轴线移动活塞129允许选择将使用的特定清洗模式。这是因为通过移动活塞129,特定通道可能被阻挡或打开,以阻碍或允许流体从勘测工具1离开以用于清洗目的。为此,活塞155包括多个通道(诸如通道137)组合,从而当所述通道137的组合与主体151的通道组合流体连通时允许流体流出勘测工具1。

例如,如图6b中所示,主体120包括多个通道123、136和40的组合。因为存在不同类型的通道123、136和40的组合,所以特定清洗模式的选择是可能的。一组通道允许进行第一清洗模式;另一组通道允许进行第二清洗模式;并且又一组通道允许进行第三清洗模式。确切地说,通过允许流体离开通道40(本文中称作前方喷射通道)选择第一清洗模式-参见图6a;通过允许流体离开通道19(本文中称作高容量冲洗出口)选择第二清洗模式-参见图6a;通过允许流体离开通道123(本文中称作高压喷射通道)选择第三清洗模式-参见图6a。

特定通道组合的选择通过活塞129的移动完成。为此,不同的通道组合彼此定位在沿主体120的不同位置处。将每一组通道定位在与另一组通道不同的位置处允许选择(通过移动活塞129)将容许流体流出主体120以用于清洗目的的特定通道组合。其余通道组合不容许流体流出主体120,因为其被活塞129的壁阻挡。

按照设计,电动马达140将具有用于确定活塞210的位置的霍尔传感器。电动马达140以及齿轮箱被螺丝拧紧并且密封到不透水电池舱149中。

活塞129的下部端可操作地连接至电动马达140。为此,活塞129的下部端包括用于接收主轴轴杆141的螺纹齿轮螺母组件133。

活塞129可操作地连接至电动马达这一事实允许沿主体120的纵向轴线移动活塞129。如参考本发明的第一实施方案做出的解释,活塞120(或者如本发明的第一实施方案的描述中称作80)的移动允许选择将使用的特定清洗模式。

图7a至图7b示出根据本发明的第五实施方案的设备。根据第五实施方案的设备与根据第四实施方案的设备类似,并且相同的参考数字用于识别相同的部件。

本发明的第五实施方案的若干特征与本发明的第四实施方案不同。例如,本发明的第五实施方案包括被调适以旋转的活塞155(本发明的第四实施方案中称作129)。

活塞155围绕纵向轴线的旋转允许选择将使用的特定清洗模式。这是因为通过旋转活塞155,特定通道可能被阻挡或打开,以阻碍或允许流体从勘测工具1离开以用于清洗目的。为此,活塞155包括多个通道(诸如通道157)组合,从而当所述通道157的组合与主体151的通道组合流体连通时允许流体流出勘测工具1。

例如,如图7a中所示,主体152包括多个通道154、19和40的组合。因为存在不同类型的通道154、19和40的组合,所以特定清洗模式的选择是可能的。一组通道允许进行第一清洗模式;另一组通道允许进行第二清洗模式;并且又一组通道允许进行第三清洗模式。确切地说,通过允许流体离开通道40(本文中称作前方喷射通道)选择第一清洗模式-参见图7a;通过允许流体离开通道19(本文中称作高容量冲洗出口)选择第二清洗模式-参见图7a;通过允许流体离开通道154(本文中称作高压喷射通道)选择第三清洗模式-参见图7a。

特定通道组合的选择通过活塞155的旋转完成。为此,不同的通道组合彼此定位在围绕主体152的不同位置处。将每一组通道定位在与另一组通道不同的位置处(围绕主体152的纵向轴线)允许选择(通过旋转活塞155)将容许流体流出主体152以用于清洗目的的特定通道组合。其余通道组合不容许流体流出主体152,因为其被活塞155的壁阻挡。

活塞155由于致动器的作用而旋转。致动器包括电动马达158。致动器包括电动马达和齿轮箱158,所述齿轮箱158具有嵌齿159以与活塞155的下侧中的齿轮啮合以便旋转活塞155。

现在参考图8。根据本发明的当前实施方案的勘测工具1可能结合有一个单向瓣阀170。勘测工具19包括瓣阀170是特别有利的,因为其阻止来自钻孔的流体流到钻柱上。在可选布置中,可能提供附接在钻柱与勘测工具之间以避免流体流到钻柱中的单向瓣阀短节。

现在参考图9。根据本发明的当前实施方案的勘测工具1可能结合有用于接收和收集任何杂质的铲斗172,从而阻止杂质落入井中。铲斗172附接至勘测工具1的同时仍将操作清洗方法和查看方法。在图9中示出的特定布置中,铲斗利用一个或多个支架176附接。

对于本领域技术人员而言将显而易见的修改和变化形式被视为是在本发明的范围内。

另外,应了解,本发明的范围并不限于所公开的实施方案的范围。例如,以上描述已经相关于在井中使用的井底勘测工具进行了描述。然而,本发明的勘测工具1可用于诸如垂直钻井、水平钻井或定向钻井等任何类型的钻井操作。在与水平和定向钻井有关的本发明的实施方案中,术语“近”和“远”可能(分别)比先前描述中所使用的术语“上部”和“下部”更为适当。针对本发明的第一至第五实施方案的先前描述中所使用的术语“上部”和“下部”有关在井中使用的井底勘测工具。然而,本发明的范围并不限于垂直钻井方法。

在本说明书的全文中,除非上下文另外要求,措词“包括”或诸如“包括”等的变化形式应理解为暗示包括所述整数或整数组,但不排除任何其它的整数或整数组。

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