使管柱进入或通过井筒变形且相异的邻接壁的方法和设备的制造方法_5

文档序号:8287499阅读:来源:国知局
杆(6X5)之间泵送(31)流体时,动力流体(31)使碳化物捞篮(7X2)旋转以铣削相异壁部分(4X),其可在工具串(8X)利用管柱(8)张力而升高及降低时由滑板(7X1,7X3)在轴向切割。对置捞篮的形状、其柔性踏板性质及跨越相异壁部分(4X)移动旋转捞篮时的管柱张力逐渐研磨及/或平滑化畸形或受限井筒(10)以允许其它工具及串通过。下端井下装置(3X)可例如为用以测量井筒(10)的壁(9)的双脚规工具。
[0169]工具串(8X)可与常规电动或流体马达一起使用,从而形成轴杆(6X3)来替代下端旋转井下装置(3X)的流体动力流体承载马达,其中上部及下部滑板轴向枢转部件(7X1,7X3)可保持上部有线连接器^Xl)、中心(6X2)及常规马达外壳(6X3)轴杆区段实质上固定,而中心轴杆(6X5)及下部轴杆(6X4)区段使用从轴向枢转部件(7X2)或任何其它合适的旋转工具经由孔口(28)集中的流体旋转钻头、毛刷研磨机或喷射工具(3X2)。
[0170]图46及47、图48及49以及图50及51说明可与本发明的各种其它实施例一起使用的具有带轮(26)实施例(分别为26AC,26AB1及26AB2,26AA)及铰接(25)实施例(分别为25AC1及25AC2,25AB1及25AB2,25AA1及25AA2)的机械连杆(14)实施例(分别为14AC,14AB, 14AA)。带轮滑板(26)可啮合到可环绕或围绕中心轴杆(6X5)的轴杆区段(图45的6X1到6X4),所述中心轴杆在部署期间可实质上固定或可旋转,其中轴杆(图45的6X5)内的张力的施加及松弛通过沿着中心轴杆安置轴杆(图45的6X1到6X4)以推动部件的扩展及回缩来使轴向枢转部件(图45的7X1到7X3)延伸及收缩。各种致动器可用以通过施加张力及从中心轴杆(图45的6X5)移除张力而使部件延伸及回缩。滑板(26)轮配置模式(包含轮及滑板的数目及定向)可用以切断及/或充当抗旋转装置以阻止连接轴杆的轴向旋转。取决于应用,可使用多种轴向切割轮配置来经由相对低摩擦切割动作使井筒壁变形,其中工具串(8)在井筒内的重复轴向移动倾向于逐渐地弱化及/或扯裂受影响的壁部分。
[0171]用于扩展及回缩的带轮组件及相关联连杆臂的形状通常可配置以适合井筒的最小直径,其中单一滑板可用于部署以推动轴杆与井筒啮合,或两个滑板可用以引起围绕例如球形接头轴杆或其它抗旋转机构的螺旋转动,或三个或三个以上滑板可用以提供例如实施例的抗旋转、居中及/或定向以引导工具串的至少下端以进入或通过井筒的阻塞性异质邻接通道。
[0172]本发明的任何实施例可使用轴承、座圈、油脂或其它摩擦减小装置来例如改善铰接连接(25)、旋转连接、径向安置的连接、轴向安置的连接及/或带轮(26)机械连杆的任何其它配置以提供例如抗旋转、居中、及/或工具串到井筒的啮合。
[0173]现参考图52和53,所述图分别描绘现有技术发射枪的等角视图及用于以爆破方式挤压井下井筒组件的设备(如在本发明人的GB2486591中所描述)的等角视图。本发明通过提供具有冲击吸收及集中能力的可引导工具串实施例来提供对井下管道壁的爆破变形的显著改良。类似于使用爆破腔室(52)来从机筒(53)驱出对象的现有技术发射枪(51),井筒(10)的壁(9)可用作机筒(54),爆破布置(55)可用以使用类似于猎枪壳弹塞(56)的设备(具有减压孔口(57))从其轴向驱出各个壁部分(4,5)的至少部分。轴向枢转脚蹬捞篮类似于用于驱出及/或楔开壁部分(4,5)的猎枪壳弹塞,其中反转的脚蹬捞篮可用以吸收在井筒内使用炸药的轴向流体锤击效应,且将爆破流体锤击集中在特定轴向方向上(如同经成形装料(图23的40))。
[0174]图54及55展示穿过井筒(10)的切片的正视图,其说明可与工具串⑶实施例(分别为8Y,8W)及井下装置(3)(包括用于切割、塑形及/或楔开相异通道壁部分(4Y,4W)的炸药(3Y,3W)) —起使用以使得能够进入或通过井筒的相异邻接通道壁(9)的方法(I)实施例(分别为1Y,1W)及设备⑵实施例(分别为2Y,2W)。轴向枢转圆锥形部件(7,7Y1)(例如脚蹬捞篮或锥形包层)用以作用于轴向液柱以在炸药(3Υ)燃烧时限制工具串(8Υ)的抬升,且经反转轴向枢转圆锥形组件(7Y3,7W1到)(例如脚蹬捞篮或圆锥形包层)可用以使下端燃烧的炸药(3Y,3W)从轴杆(6Y5,6W4)轴向向下集中,以作用于从最内通道(9,9Y,9W)的较大直径(5Y,5W)径向向内突出的摩擦阻塞性最内筒壁(4Y,4W)。
[0175]啮合到轴向枢转部件(7Y2,7W3)的滑套可将工具串(8Y,8W)啮合到井筒壁;因此,其在炸药燃烧期间可充当桥塞(35Y1,35Y2)。对于工具串(8Υ),紧固到轴杆(6Υ3,6Υ4)的对置圆锥形轴向枢转部件(,7Υ3)可以机械方式连结以延伸滑套以减小工具串(8Υ)向上移动的可能性且避免将流体锤击效应施加到在例如平直管柱的工具串或鸟巢(bird nesting)上方的井设备。管柱上到轴杆^Yl)的轴向张力(穿过环绕外壳轴杆(6Y2)及上部圆锥形漏斗部件(7Y1))可用以释放滑套(7Y2)及下部圆锥形漏斗部件(7Y3)两者且随着例如延伸楔状物(图36到43的37T1及37T2)的回缩而使上部圆锥形漏斗部件(7Y1)回缩。
[0176]工具串(8W)的向上移动可由于例如将滑套样型材放置于经反转圆锥形脚蹬捞篮的踏板或圆锥形隔膜的表面上而受到限制,所述圆锥形隔膜通过与点燃炸药(3W)以将圆锥形形式(7W1,7W2)及相关联紧固滑套啮合到井筒(10)壁(9)相关联的流体锤击而扩展,其中提供孔口(28)以释放可能损坏轴向枢转部件(7W1,7W2)的过大爆破压力。最初,可设定下部滑套,且锥体随着中心轴杆^Wl)的向上轴向移动而扩展,其中在炸药(3W)燃烧之后,圆锥形漏斗滑套部件(7W1,7W2)可由于将张力施予周围轴杆(6W2)(经由柔性铰链啮合至IJ部件(7W1,7W2)及相关联轴杆(6W3))上以释放下部滑套部件(7W3)而收缩。
[0177]此外,为移除利用例如平直管线或电线工具串(8Y,8W)产生线团的可能性,可部署设备(2Y,2W),其中拆下部署串(8)及用于燃烧炸药(3Y,3W)的计时器,其后可部署取回管柱以啮合上端轴杆及/或连接件以牵拉冲击吸收及集中设备(2Y,2W)。移除部署管柱允许将例如可膨胀充填器或本发明的充填器实施例放置在设备(2Y,2W)上方以提供最后担保或次级保障:其不会因井下爆炸而被向上驱出。
[0178]为使得能够通过受限壁部分(4Y),爆破装置(3Y)可用以利用例如图15到20及图23的(1H,1I,1J)及(IM)切割或塑造壁以在受限圆周壁之间提供额外空间。方法(IW)可使用圆锥形轴向枢转部件(7W4)来楔开变形部及/或残渣壁部分(4W)以在受限圆周壁之间产生更多空间以用于进入或通过,其中圆锥形漏斗楔状物(7W4)可与工具串(8W)分离以随着锥体扩展而使爆炸引起的流体锤击轴向向下移动且径向向外集中。放置及/或钓鱼啮合连杆(14W)可具备可拆卸楔状物,或其可被抓住以取回。或者,其可以爆破方式穿孔、铣削及/或推动动井下或毁损。另外,方法(IW)可在方法(IY)之后,且继之以方法(IY)或任何其它方法实施例以切割、塑造及/或楔开壁部分、残渣及/或源自切割、塑形或径向向外楔入壁部分的残渣以形成较大的有效通过直径。
[0179]现参考图56和57,图56展示穿过井筒(10)的切片的正视图,其说明可与工具串
(8)实施例(8V)及井下装置(3) —起使用的方法⑴实施例(IV)与设备⑵实施例(2V),且图57展示在冲击吸收外壳机械连杆(14)实施例(14AD)中的记录工具实施例(IAD)传感器/发射器(59)的等角视图,其展示为使用弹簧(23AD)来提供对源自例如爆破流体锤击的移动的冲击吸收缓冲,其中实施例可用于提供记录井筒图像以提供经验性测量数据用于在各种操作(包含通过及切割或可能引起显著冲击或振动的爆破操作)期间进入或通过井筒的相异邻接通道壁(9V)的壁。
[0180]工具串(8)实施例(8V)可使用各种机械臂部署的轴向枢转部件(7V1到7V3),其中记录(59)井下装置(3V)可啮合到可扩展枢转组件(7V2)以轴向放置记录工具(3V1)传感器/应答器(59)(包括机械连杆(14AD))以提供例如与工具串(8V)数据收集相关联的倾斜记录信息,所述信息可经由声波脉冲在例如套管壁内发射,在套管壁处,可以与本发明人在GB2483675中描述的方式类似的方式从井口收集声波脉冲。轴向枢转部件可用以在引导工具串(8V)穿过井筒壁时将发射器传感器放置在套管上。由于相异通道(9)的壁内的轴线可能不规则,因此工具串(8V)可具有球形接头、转向节接头或柔性接头咖以提供上部轴杆^V3)与下部轴杆(6V4)之间的倾斜记录数据,且围绕限制物引导工具串或引导工具串穿过壁部分放大部(4V)。
[0181]在各种实施例中,可经由井筒(10)内的电线或液柱内的流体脉冲发射数据。然而,数据发射在平直旋转线缆工具正流体位移马达操作期间是复杂的,其中经由井筒壁(9)的发射提供替代方案,因为平直管线不具有电核心及向上脉冲。
[0182]因此,由例如机械连杆(14AD)形成的记录井下工具(3V,3AD)可经由柔性铰接连接(25AD1,25AD2)啮合到臂(14V),且经由例如工具串重量、管柱张力、弹簧及/或与轴杆(包含(6V1)、(6V2)、(6V3)、(6V7)及(6V8))的液压致动器互操作性加以部署以维持与井筒壁(9V)接触以例如提供抗旋转功能性且执行记录操作,从而在使用中经由传感器/应答器(59)收集/发射数据,所述传感器/应答器可经由以例如工具串内的流体涡轮机发电工具补充的电池电力经由井筒壁(9V)大体连续地收集或发射数据。举例来说,周界可调适记录设备(2V)可与开孔设备(图45的IX)组合以允许对平直管线开孔数据(例如棒滑套及振动信息,其可限制工具串(8X,8V)的寿命)的持续监视。
[0183]或者,轴向枢转部件(7V1)可为用于导引流体轴杆誠的组合式抗旋转圆锥形漏斗,其包括例如具有补充性流体涡轮机发电器的坡度(其中流体持续经过轴杆(6V8)及(6V3)),所述轴杆可包括例如与传感器(3V1)连接的记录设备,所述传感器经由方向控制接头(16V)连接到流体马达轴杆^V4)、驱动轴杆^V5),且经由抗旋转滑板(7V3)连接到用于转动旋转钻头(3V2)的旋转钻头棒/滑套制止器轴杆^V6)。可从地面井口经由通过套管发送的脉冲(经由发射器(59)与套管(9V)的啮合)连续地监视整个工具串(8V)的振动效率以及方向控制。
[0184]图58描绘穿过井筒(10)的切片的正视图,其说明可与工具串⑶实施例(8U)及井下装置(3)实施例(3U1) —起使用以使得能够进入或通过井筒(10)的相异邻接通道(9,9U)的壁的方法(I)实施例(IU)及设备(2)实施例(2U),所述壁包含壁(4U,5U)的部分。流体填充单胞或多胞隔膜球囊、袋或充填器的移动可经受跨越实质上不同周界的显著摩擦力,因为隔膜与相异壁(9U)及/或残渣(18)相符。
[0185]隔膜(7U1)可被用作充填器(34U)及/或桥塞(35U),且可以各种常规方式膨胀,所述方式类似于用以用其它实施例及可用以使总成轴向地移位、定向及对准的井下装置填充可膨胀充填器的那些方式,所述可膨胀充填器可包含例如平直泵。一旦被填充,流体填充隔膜便可使用孔查找器穿越相异壁(9U),所述孔查找器包括例如通过柔性滑板(7U2)啮合到轴杆(6U5)的逐渐变窄的外圆角(3U2),从而允许完全扩展的柔性滑板(7U2)与并未完全扩展的柔性滑板(7U2)之间的波动,以促进轴杆(6U5)及外圆角(3U2)从通道(9U)的近轴的角变化¢1)。膨胀的隔膜可例如用地面流体压力(31)进行推动,且使用动量振动器实施例(12U)经由通道振动。
[0186]可省略上部阀门(IlUl)以允许较高流体差压,从而遵循其自身选择的路径,或允许下方截留的较高差压占主导,其中如图所示,(IlUl)放置于轴杆(6U1)中的上部孔口(28)上方,或允许上方的较高差压占主导,其中单向阀(IlUl)被放置于轴杆(6U4)中的下部孔口(28)的正上方。在上部、下部及中间孔口(轴杆6U1中的28)之间通过的流体可操作正位移流体释压阀(11V2)及动量振动器(12U),所述动量振动器包括例如螺旋转子轴杆(6U2)及定子轴杆(6U3)。隔膜(15U)、阀(11U1及/或11U2)与动量阀(12U)之间的互操作性允许较高压力移动到较低压力,例如,来自轴杆(6U4)中的孔口(28)的压力可经由轴杆(6U1)中的中间孔口(28)填充隔膜,或离开阀(IlUl)上方的轴杆(6U1)中的上部孔口
(28)。
[0187]如果来自上方的压力(31)通过迫使其向下抵抗抑制力或通过在阀(IlUl)不存在的情况下对其进行填充在隔膜(15U)引起超压,那么流体压力可离开隔膜(15U),且在隔膜下方或上方离开。流体归因于差压的任何输送可操作动量振动器以引起振动及角变化(61),从而使隔膜及轴杆振动,同时增加及/或降低隔膜内部压力以致使其在所要方向
(31)上移动。
[0188]活塞充填器的振动对在井下挤压管道及其它井设备尤其有用,如本发明人的专利GB2471760B及优先权专利申请案GB2484166A中所描述,其中井下装置(3U)可为例如到经挤压的管道的连接器。
[0189]因此,本发明通过提供经由例如振动降低对挤压的抗性及引导被用作活塞的充填器经由实质上不同周界的相异活塞通道的壁挤压井下井组件的手段而提供优于GB2471760B及GB2484166A的显著益处,从而改进使用本发明的方法(I)及设备(2)实施例实现或提供盖岩修复的能力。
[0190]图59描绘穿过井筒(10)的切片的正视图,其说明可与工具串⑶实施例(8Z)及井下装置(3,3Z) —起使用以使得能够进入或通过井筒的阻塞性相异邻接通道壁(9Z1)的方法⑴实施例(IZ)及设备⑵实施例(2Z)。限制物(4,4Z)可防止不适合于引导井筒
(10)的壁(9Z1)的实质上不同周界的现有技术挤压活塞及具有适合于挤压套管(9Z1)内的管(9Z2)残渣(18)的下端孔查找器(3Z)刚性或柔性外圆角的设备(2Z)的通过。
[0191]周界可调适设备用于使圆锥形轴向枢转部件(7Z1,7Z3)偏移以形成两个活塞,其中中间滑板稳定器(7Z2)及中间弹簧式装置(23Z1,23Z2)可用以在设备(2Z)穿过限制物(4Z)时在活塞之间输送能量,其中维持与通道(9Z1)的较大直径相关联的挤压力。经由轴杆通过通道(24)提供抵抗较大直径的压力的维持及在工具穿过较小直径时与较大周界的面积相关联的相关联力的维持,所述轴杆在轴向枢转活塞部件收缩时打开最近孔口(28),且在活塞扩展时闭合孔口。
[0192]使抵抗限制物(4Z)的下部活塞(7Z3)收缩打开下部孔口(28)阀(11Z2),且经由仍然打开的中间孔口放掉活塞之间的任何截留压力,且上部活塞区域控制所施加的力。因为下部活塞离开限制物(4Z)到较大内径(5Z)中且扩展,所以下部孔口(28)闭合,且继续挤压直到上部活塞(7Z1)遇到限制物且打开其阀(IlZl)以允许抵抗下部活塞的压力拉动设备(2Z)使其穿过限制物(4Z)为止。
[0193]根据可扩展及可收缩轴向枢转部件(7)的状态选择性地打开及关闭的阀(例如IlZl到11Z2)可通过在由设备(2)使用的多个轴杆内安置各种轴杆以用于经由阻塞的内部通道穿越或放置管柱(8)或由部署管柱载运的各种工具而形成于本发明的各种实施例内。弹簧式机构(例如23Z1,23Z2)可用以使用其弹簧式性质及多个轴杆(例如6Z1到6Z5)相对于弹簧式机构的安置截留设备(例如2Z)内的能量,其中可使用井下致动装置将能量放置于地面处的轴杆及弹簧式配置内或在地下井孔内。
[0194]枢转轴向部件(例如7Z1到7Z3)的轴向及/或径向移动可与多个轴杆及弹簧式布置相抵触以例如使孔口(例如图59的28)与穿过中心轴杆(例如6,6Z1)的中心流体通道对准,且形成阀(例如11Z1,11Z2)以经由、围绕及在密封轴向枢转部件(例如7Z1,7Z3)之间在压力差之间发射流体,以例如选择性地对多个挤压活塞(7Z1,7Z3)施加压力以通过跨越最大区域(IZ)选择性地施加压力差而最大化抵抗残渣(18,9Z2)的挤压力。
[0195]虽然所示的限制物(4Z)是大致的,但其还表示从例如具有与例如常规支撑物套管耦合相关联的常规内部间隙的相对不变的井筒壁进行挤压的摩擦阻塞性抗性,在此之后活塞可保持或失去其密封,因此降低挤压力。提供通过具有阀(图58的11Z1,11Z2,11U1到11U2)的弹簧式机构(23Z1,23Z2)供给能量的活塞、动量振动器(图58的12U)、柔性接头(图56)的16V、滑板(图35到43的26T1到26T2)及/或经布置以根据井筒壁(9Z1)选择性地扩展、密封及收缩的其它实施例通过在形成用于放置可定型密封材料的空间时最大化井下残渣(18,9Z2)的力及压缩而提供优于现有技术的显著益处。
[0196]另外,经由轴杆内或轴杆之间的中心通道放置流体的能力提供在挤压期间的两个动量振动,且形成马达以提供例如轴杆(6Z2)内的反扭矩牵引机,以辅助挤压例如生产管(9Z2)以形成残渣(18),在此之后可放置可定型密封材料以报废井,且其中轴向枢转部件切割车轮滑板(图46到51的26AC,26AB, 26AA),且弹簧式机构可与所述枢转牵引机一起使用以辅助挤压。由例如正位移阀(图56的11U2)操作的反扭矩牵引机的振动及/或拉动的添加可在与来自液柱的差压组合时向挤压提供显著益处,因为根据物理学定律,静止的物体倾向于保持静止,且运动的物体倾向于保持运动,因此提供优于现有技术的显著益处。
[0197]现参看图60到67,所述图说明可与工具串⑶实施例(8AE)及井下装置(3) —起使用以使得能够进入或通过井筒的阻塞性相异邻接通道壁(9AE)的方法⑴实施例(IAE)及设备(2)实施例(2AE)的各种视图,其中涡轮机叶片(62)驱动通过机械连杆(14AE1到14AE4)定向的切割(13AE)井下装置(3AE),所述机械连杆可用以经由切割、铣削或研磨变形的壁部分(4AE)而变形,其中实质上不同周界形成邻近壁部分(5AE)。
[0198]一系列轴杆(6AE2到6AE11)环绕及包含具有中间轴向枢转部件(7AE1到7AE3)的各种长度的中心轴杆(6AE1),所述中间轴向枢转部件可用以操作工具串(8AE)及井下装置(3AE),其包括例如在旋转井下装置(3AE)切割器(13)的内部周界上具有偏移的涡轮机叶片型材(62)的切割、刷涂、碾磨或其它研磨外圆周环,其中经由相异通道壁(9AE1,9AE2)从地面抽汲的流体(31)由涡轮机型材(62)与中心轴杆(6AE1)之间的圆锥形脚蹬捞篮(22AE)汇集,以使切割(13)工具旋转且铣削或研磨壁部分(4AE),所述壁部分具有实质上不同于井筒(10)的相异通道壁(9AE1,9AE2)的邻接壁部分(5AE)的周界。
[0199]经由用弹簧(23AE1,23AE2)致动的相关联轴杆(6AE2到6AE3,6AE8到6AE9)的柔性铰链(25AE1到25AE10)啮合部署上部(26AE1)及下部(26AE2)反旋转滑板,以实质上防止轴杆(6AE3,6AE9)处的中心轴杆(6AE1)与滑动弹簧致动轴杆(6AE2,6AE8)相反地旋转,其中所述反旋转滑板跨越实质上不同周界可用。虽然相反涡轮机叶片(62)在图67中经展示为在切割环(3AE1)与邻近切割环(3AE2)之间,以说明在一个方向上指引流体(31)以使经成形以指引流体流的涡轮机叶片在不同方向上转动的需求,此举可用于各种目的,可通过由反旋转滑板(26AE1,26AE2)将涡轮机叶片固定到保持实质上静止的中心轴杆以指引由抵抗其相关联可旋转涡轮机叶片而施加的流体力使切割环(3AE1,3AE2)旋转所必需的流体流(31)而显著增加涡轮机叶片的扭矩及速度能力,其中单个环的停止并不会使流体流停止过去,也不会使另一环旋转。另外,为了改进工具串(8AE)的反旋转性质,放置中心轴杆(6AE1)的型材可用以指引一个环(6AE1)在与另一环(6AE2)相反的旋转方向上旋转,其中中心轴杆的流体型材将经由介入的放大轴杆部分的通道而出现,所述介入的放大轴杆部分充当切割环(3AE1,3AE2)或由切割环(3AE1,3AE2)井下工具(3)及/或其可用力推动的轴杆之间的推力轴承轴杆(6AE11)覆盖的涡轮机型材之间的推力轴承。
[0200]图60及61展示与图62相关联的具有细节线H的图60的具有线G-G的平面图及穿过线G-G的正视切片,其描绘相异邻接通道壁(9AE)内的方法(IAE)及设备(2AE),其中短划线说明移除的区段,其中其它实施例可被放置于移除的区段内,在工具串(8AE)上方及/或下方。流体驱动工具串(8AE)可使用例如具有使流体循环的容量的平直线部署及操作,因为其不具有中心流体通道,其中流体(31)可经由例如95/8英寸套管的套管(9AE1)内的管(9AE2)例如51/2英寸外径进行抽汲,且由圆锥形漏斗(22AE)轴向枢转部件(7AE2)俘获以操作一系列可旋转切割型材井下装置(3AE
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