载荷交越滑动接合机构及使用方法_5

文档序号:8385657阅读:来源:国知局
提交于2011年11月I日的美国专利申请13/587,596 (Stautzenberger),该文本以所有目的通过援弓I合并于本文。关于释放夹持组件的公开内容也可参见合并于本文的其它援引文献。油气作业中的数种工具包括夹持件(collet)和夹持柱,如膨胀工具收回工具。总体而言,夹持件配合在心轴的外部周围。夹持件通常包括至少一个同心环和从该环伸出的多个夹持指。夹持件附接和释放的对象大体包括对应于夹持指上的凸耳的凹部。夹持指被偏压以接触于心轴的外径周围。夹持柱用于将夹持指保持在所需位置,直至需要致动。可包括夹持件的工具的另一个示例是膨胀工具。在膨胀之前,管柱(比如衬管)可从夹持件经由与管柱中的凹部接合的夹持指凸耳悬吊。夹持指是刚性的,且仅当夹持柱位于夹持件下方时可支撑管柱的重量。这些工具通常包括外筒和内心轴。通常,外筒和内心轴被台肩式连接件阻止而不能相对管柱移动。一旦所需的工具操作完成后(比如管柱膨胀),将台肩式连接件分离,且外筒或内心轴相对于管柱可自由移动。根据台肩式连接件的分离,夹持柱可以移动(或者说掉落)。通常,这是通过或者将内心轴、或者将外筒相对于管柱向下移动来完成的。外筒或内心轴的移动使得夹持柱从夹持件的下方移出。夹持柱落到夹持件下方,所以夹持指能够朝向下心轴屈曲。该工具与下入工具管柱脱开,且该管柱被从井筒中拉出。
[0068]现已描述了本发明的多种示范性方法和用途,且应理解的是,本发明仅受权利要求的界定和限制。本领域技术人员应能预见到其它步骤、步骤的不同顺序,并且并非所有的步骤对于实施本发明的描述而言都是必须的。
[0069]在多个优选实施例中,描述了如下的方法;这些步骤并非排它性的,且可以各种方式结合。一种在延伸穿过含烃层的地下井筒中执行油田作业的方法,所述方法包括下列步骤:将井下工具组件设置在工作管柱上,该井下工具组件具有用于承受组件上的拉伸和旋转载荷的心轴组件以及用于相对于心轴组件移动的位移组件;沿着位于位移组件的上部的径向外部的加载路径承受井下工具组件上的拉伸和旋转载荷;沿着位于位移组件的下部的径向内部的加载路径承受井下工具组件上的拉伸及扭转载荷;以及使位移组件相对于心轴组件移动。该方法还包括:沿着径向穿过位移组件的加载路径承受工具组件上的拉伸及扭转载荷的步骤;使位移组件的一部分纵向移动穿过心轴组件中的配合通道的步骤;使多个位移载荷传递杆纵向移动通过多个对应的通道(这些对应的通道通过心轴组件的径向延伸部)的步骤。
[0070]本领域技术人员应能预见到本文中提供的多种方法的上述步骤和细节的各种组合和顺序。虽然本发明是参照所示实施例进行描述的,但这样的描述不应被理解为具有限制意义。在参照此描述后,所示的实施例的各种变型和结合以及本发明的其它实施例对本领域技术人员是显而易见的。因此,随附的权利要求理应涵盖任何这类变型或实施例。
【主权项】
1.一种用于井筒中的井下工具组件,所述组件包括: 心轴组件,用于在下入到井筒期间主要地承受施加在所述工具组件上的拉伸和旋转载荷; 位移组件,用于主要地承受位移载荷并提供相对于所述心轴组件的运动,所述位移组件用于致动附接到所述心轴组件的可致动工具;以及 其中,所述心轴组件具有:位于所述位移组件的径向外部的上心轴;位于所述位移组件的径向内部的下心轴;以及载荷交越心轴,该载荷交越心轴连接在所述上心轴与所述下心轴之间,并且能够操作为在所述上心轴与下心轴之间传递拉伸和旋转载荷。
2.如权利要求1所述的井下工具组件,其中,所述位移组件具有:位于所述载荷交越心轴的纵向上侧的上位移组件;位于所述载荷交越心轴的纵向下侧的下位移组件;以及位于所述上位移组件与所述下位移组件之间的穿通式位移组件,该穿通式位移组件能够操作为在所述上位移组件与所述下位移组件之间传递位移载荷。
3.如权利要求2所述的井下工具组件,其中,所述载荷交越心轴包括纵向延伸穿过其中的多个通道,且其中,所述穿通式位移组件包括延伸穿过对应的所述多个通道的对应的多个位移载荷传递构件。
4.如权利要求3所述的井下工具组件,其中,所述多个位移载荷传递构件是纵向延伸的多个杆。
5.如权利要求1所述的井下工具组件,其中,所述位移组件包括至少一个活塞组件,所述活塞组件能够操作为使所述位移组件相对于所述心轴组件移动。
6.如权利要求5所述的井下工具组件,其中,所述活塞组件能够响应于井筒流体的变化而进行操作。
7.如权利要求1所述的井下工具组件,其中,所述位移组件包括具有活塞杆和活塞的至少一个活塞组件,所述至少一个活塞组件能够响应于井筒流体压力的增大而进行操作。
8.如权利要求7所述的井下工具组件,其中,所述心轴组件和位移组件限定了纵向延伸穿过其中的工具孔,所述工具孔能够操作为将井筒流体的变化从地面传送到井下位置。
9.如权利要求2所述的井下工具组件,其中,所述上位移组件和所述下位移组件是套筒。
10.如权利要求2所述的井下工具组件,其中,所述上位移组件、所述下位移组件和所述穿通式位移组件的外径基本一致。
11.如权利要求1所述的井下工具组件,其中,所述交越心轴限定内环圈、外环圈和多个延伸通过所述交越心轴的纵向通道,以与对应的位移组件载荷传递构件配合。
12.如权利要求1所述的井下工具组件,其中,所述井下工具组件连接到可膨胀的衬管悬挂器工具管柱,所述位移组件能够操作为使所述衬管悬挂器膨胀,且所述心轴组件支撑用于将所述管柱从所述衬管悬挂器上释放的释放工具。
13.如权利要求2所述的井下工具组件,其中,所述井下工具组件能够在钻台上被组装。
14.如权利要求13所述的井下工具组件,其中,所述上位移组件包括工具接头。
15.如权利要求14所述的井下工具组件,其中,所述工具组件的组装不需要压力测试。
16.如权利要求14所述的井下工具组件,其中,至少一个活塞组件位于所述工具接头上方,且其中至少一个活塞组件位于所述工具接头下方,所述活塞组件能够操作为使所述位移组件相对于所述心轴组件移动。
17.—种在延伸穿过含烃层的地下井筒中执行油田作业的方法,所述方法包括下列步骤: 将井下工具组件设置在工作管柱上,所述井下工具组件具有用于承受所述组件上的拉伸和旋转载荷的心轴组件以及用于相对于所述心轴组件移动的位移组件; 沿着位于所述位移组件的上部的径向外部的加载路径承受所述井下工具组件上的拉伸和旋转载荷; 沿着位于所述位移组件的下部的径向内部的加载路径承受所述井下工具组件上的拉伸及扭转载荷;以及 使所述位移组件相对于所述心轴组件移动。
18.如权利要求17所述的方法,还包括沿着径向穿过所述位移组件的加载路径承受所述工具组件上的拉伸及扭转载荷的步骤。
19.如权利要求18所述的方法,还包括使所述位移组件的一部分纵向移动穿过所述心轴组件中的配合通道的步骤。
20.如权利要求19所述的方法,还包括使多个位移载荷传递杆纵向移动穿过对应的多个通道的步骤,所述对应的多个通道通过所述心轴组件的径向延伸部。
【专利摘要】提出了一种用于井筒中的井下工具组件,该工具包括:心轴组件,用于在下入到井筒的期间承受施加在工具组件上的主要的拉伸和旋转载荷;位移组件,用于承受主要的位移载荷并提供相对于心轴组件的相对动,该位移组件用于致动附接到心轴组件的可致动工具。该心轴组件具有位于位移组件的径向外部的上心轴以及位于位移组件的径向内部的下心轴。一载荷交越心轴在上心轴与下心轴之间传递拉伸和旋转载荷。该载荷交越心轴具有多个通道,这些通道允许位移组件的多个对应的杆滑过其中。这些杆将位移载荷从杆上方的致动器传递到这些杆下方的可致动工具。
【IPC分类】E21B4-06, E21B19-18, E21B17-046
【公开号】CN104704189
【申请号】CN201280076191
【发明人】亚瑟·史托特赞伯格, 布罗克·沃森
【申请人】哈利伯顿能源服务公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2012年10月1日
【公告号】CA2885888A1, EP2898175A1, WO2014055060A1
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