钻井致动器，处理柱以及其方法

钻井致动器，处理柱以及其方法
【专利摘要】一种钻井油管柱组件包括：一柱，包括一具有内径的内孔和多个沿着该柱安装的刀具，该刀具包括沿着柱的轴向偏移的第一刀具和第二刀具；该第一个刀具包括：一在该内孔中的第一套筒，该内表面限定一小于该内径的第一限制直径；一第一传感器机构与第一套筒连通，并且该机构响应于对着第一套筒的施加力；该第二个刀具包括；具有一内壁表面的第二套筒，该内壁定义一个小于内径直径的第二限制直径；一第二传感器机构与第二套筒连通，并且该机构响应于对着第二套筒的施加力；和一密封装置，具有一大于第二限制直径的直径，并且该装置是可变的推进通过第二限制直径，从而施加相对第二套筒的力。
【专利说明】钻井致动器，处理柱以及其方法
[0001]优先权
[0002]本申请要求于2011年10月11日提交的美国专利61/545，818作为优先权。
【技术领域】
[0003]本发明涉及钻井装置及其方法，尤其涉及一种用于制动钻井工具和钻井处理装置的装置及其方法
【背景技术】
[0004]许多钻井系统需要向井底致动用的刀具。滑动套筒被用在用于致动钻井刀具的装置，其中，插头结构，通常被称为球，被启动到达套筒并且此采用压力来移动套筒。套筒的移动可以在井下工具中打开端口，连通管路压力到液压致动机构，或者影响一个机构的循环，例如，一个计数器。在钻井柱或钻井柱组中可以单独采用基于钻井致动器的滑动套筒。例如，引入沿着壁的一长边的流体，可能包括多个间隔分离的钻井致动器的滑动套筒。一钻井孔的处理，名为钻井孔刺激，例如压裂，采用了具有多个基于钻井致动器的套筒。该滑动套筒是可移动的以打开端口，这是通过从钻井孔中引入该钻井处理流体给钻井孔以处理该成型。可以同时打开一组或一个该套筒，这取决于所期望的处理方式。
[0005]许多基于致动器的滑动套筒采用在套筒上的收缩用以捕捉该插头。当插头试图通过，该收缩伸入柱的内径并且捕捉该插头。该收缩，或与其相邻的密封区域，与插头形成密封，并形成一个活塞状结构，它允许压力差相对于套筒的端部被开发并且套管被驱动到低压侧。在套管上的收缩可能是一个圆锥形座，狗，筒夹，戒指等。虽然一些插头致动一个滑动套筒，当该套筒通过一个柱移动，期望有时有一个插头其致动多个套筒。因此，已经开发了一些收缩，能够克服以下特征:接住一个插头，通过该插件可以致动，然后松开。这种收缩可能会变形或可改变，因此重复致动并且与它们相关联的套筒可能被制动不止一次和/或向井底改变。
[0006]尽管这些基于致动器的套筒已被证明是有效的，一些致动器具有固定的直径穿过压缩物，这限制了可以在井中采用的套筒的数量。另一方面，当可变形的或可转换的重复内径收缩机，允许更大数目的套筒，它们具有复杂和敏感的机构，这可能导致不利的成本和可靠性的影响。

【发明内容】

[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种钻井油管柱组件包括:一柱，包括一具有内径的内孔和多个沿着该柱安装的刀具，该刀具包括沿着柱的轴向偏移的第一刀具和第二刀具；该第一个刀具包括:一在该内孔中的第一套筒，该内表面限定一小于该内径的第一限制直径；一第一传感器机构与第一套筒连通，并且该机构响应于对着第一套筒的施加力；该第二个刀具包括；具有一内壁表面的第二套筒，该内壁定义一个小于内径直径的第二限制直径；一第二传感器机构与第二套筒连通，并且该机构响应于对着第二套筒的施加力；和
[0008]一密封装置，具有一大于第二限制直径的直径，并且该装置是可变的推进通过第二限制直径，从而施加相对第二套筒的力；
[0009]根据本发明的另一个方面，一个井油管柱组件包括:一柱，具有一内孔的内径和一远端；一安装在该柱中的第一个刀具，该刀具包括:一在内孔中的第一套筒，在该内孔中具有一内表面，该内表面限定一小于内径的第一限制直径；该第一传感器机构与第一套筒连通，并且响应于对第一套施加的力；密封装置有一大于第一限制直径的直径，和变形是可推进通过该第一限制直径，从而施加对第一套的力；以及一第二刀具，该第二刀具沿着该柱轴向偏离该第一刀具，该第二个刀具相比第一刀具放置于更靠近远端处，并且还包括一个球形障碍物伸入内孔，该球停止装置具有一个小于第一限制直径的直径并且成型该球停止装置用以停止，以及创建在该内孔中的一密封件，密封件具有一通过该柱传输的插头，从而通过在球停止装置中的插头停止流体。
[0010]根据本发明的一个方面，一种用于致动在钻井柱中的刀具的方法，包括:将钻井柱放置在钻井孔中，该柱包括上刀具和轴向偏离上刀具的下刀具，该上刀通过施加一个轴向力来致动，发动一密封装置将通过该柱移动并到达该刀具，以及施加压力该密封装置和通过该上刀具的内孔推动该密封装置，施加相对该刀具的力，该力足够致动该刀具；并且到达在第二刀具上的密封装置。
[0011]根据本发明的一个方面，一种钻井致动器包括:一具有限定了内部直径的内孔的管状体；一在该内孔内的套筒阀，该内孔具有内表面，该内表面的至少一部分伸入该内孔，通过在停留时间内接触在钻井孔内的反应液，形成可降解的材料的部分；以及一种密封装置的大小被设置为，当密封装置穿过该内部孔，抵靠和施加一个力给该套筒式阀。
[0012]应当可以理解在下面详细描述这些本发明的其他方面的不同的实施例对于本领域的人是显然可以理解的，本发明的不同的实施方案和几个细节可以在其他方面修改。因此，图纸和详细的描述将被视为例子，而不是限制。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]参照附图，对本发明的几个方面通过举例的方式在附图中示出，而不是通过限制的方式，其中:
[0014]图1A到ID是根据本发明的一个方面的一系列的钻井致动器的剖视图；
[0015]图2A至2F是根据本发明的一个方面的一系列的钻井致动器的剖视图；
[0016]图3是根据本发明的一个方面的安装在钻井流体处理设备中的钻井孔的剖视图；
[0017]图4A至4F是根据本发明的一个方面的安装在钻井流体处理设备中的钻井孔的剖视图的一系列剖视图，所述系列的视图还示出了根据本发明的一个方面的方法；
[0018]图5A和5B是根据本发明的另一个方面的钻井流体处理装置的系列剖视图，所述系列的视图还示出了根据本发明的一个方面的方法；
[0019]图6是根据本发明的另一个方面的在钻井流体处理装置的剖面图。
[0020]图7是根据本发明的另一个方面的致动球的剖视图。
[0021]图8A至SC是根据本发明的另一个方面的钻井装置的剖视图，该系列的视图显示了根据本发明的一个方面的方法。[0022]图9示出了根据本发明另一钻井装置。
具体实施例
[0023]详细说明附图连接的目的是描述本发明的不同的实施例，并不代表发明人设想的唯一的实施例的。详细说明，包括提供一个全面的了解，本发明的目的的具体细节。然而，明显的对于熟练的技术本发明可以不描述这些具体的细节。
[0024]本发明涉及一钻井致动器，钻井处理柱以及钻井的操作方法。
[0025]在本发明中，一致动器包括一机构，通过该机构致动器大体上通过固定内径的限制加以驱动；一用于内孔直径(ID)限制的传感器机构，通过该传感器机构进而驱动致动器的刀具，以及一可变形的密封装置，该密封装置可穿透内径限制并产生一稳定的作用力来应对与传感器机构相互联系的内径限制。
[0026]通过内径限制择取该密封装置的外径大于内径(例如:该密封装置可通过内径限制择取一过盈配合)，但会被流体压力挤压从而穿透该内径限制，并且这样一来可以在刀具上产生一稳定的作用力。特别注意，本文中的球通过内径限制产生一稳定的作用力(例如:该作用力的已知最小值)从而通过该作用力来驱动这机构。
[0027]该致动器可用于控制钻井内开/关状况下的端口或者控制其他刀具的操作(例如:一包装机的安装)。
[0028]内径限制可以是刀具内孔中任意的结构，该刀具内孔比该刀具正常内径(通径)要小，并且可以承受本文中提到的密封装置所施加的作用力，例如，该内径限制可以至少是滑动套筒的一部分，有时可选地可被称呼一芯轴，一嵌件或者一接头。在实施例一中，例如，该内径限制形成一产生套筒式滑阀内径限制的结构(即一狭窄部分、一颈部、一肩部、一凸出部)。该套筒式滑阀通常可轴向移动来应对施加的作用力以及端口表面或者控制液压可通过油管柱刀具。该内径限制的范围可以是沿着整个套筒或者可以定位于沿着套筒的一部分。在下文中，“内径限制”这个术语有时指的是套筒这一整体，有时仅仅指的是在套筒中较小直径的限制。
[0029]该传感器可包括一应变仪或者一可释放锁或者一偏置构件，例如，该传感器可以择取为一可释放锁，诸如一卡环、剪切销、夹头抓、棘爪等等，从而通过施加其中特殊的作用力来克服，可选地或另外地，该传感器可以是偏置构件，例如一分度机构的偏置构件。
[0030]该密封装置可以是流体可转插头，诸如一球，镖等等。它可以从连接件到表面自由活动以便于操作。
[0031]该作用力可以通过一机械移位来移动该致动器，该移位可以是直接进入最终位置的单循环移位，或者说该移位可以被分度例如在进入一个可活动状况前先使刀具经过一个或多个非激活位置(也称为被动位置)。
[0032]如图1A?1D，一钻井致动器10显示在一个阱中的位置，该阱的位置被其壁12所限定。当该阱内一空间设定为环13，该环13位于致动器和壁之间。
[0033]该致动器被设定为可固定在钻井柱15的油管柱接头，该接头包括一拥有外表面44a和内壁表面44b的管状壁44，内壁表面44b定义了该接头的内孔45。一个或多个端口17位于壁44内，当端口 17打开时，可用于内孔45和外表面44a的流体连通。接头还包括末端44c，44d用以连接油管柱。例如，该末端可以通过螺纹正常连接其他接头形成该柱子。[0034]该接头还包括一套筒22，套筒22位于多个端口 17内，可通过关闭端口 17防止流体泄漏。套筒22在一位置上可移动(该位置被称为已关闭端口位置)，如图1A?1B，其中，该端口 17被该套筒所覆盖并位于一位置(该位置被称为端口暴露位置)，如图1C?1D，其中，该端口 17暴露在内孔45中并且流体从内孔可连通该端口。在该端口在内孔中暴露后，该端口可以塞住或者一定程度的打开。如图所示，端口包括嵌件19，嵌件19可限制流体通过但允许一小开口的腐蚀液体通过。如果/或者端口 17打开，流体经由箭头F的方向流通。
[0035]壁44可在它的内表面形成一圆柱槽46以固定套筒22。肩部46a, 46b限定了圆柱槽46的末端并限制了套筒的移动范围。肩部46a，46b可通过诸如铸造、研磨等一切方式形成。接头的壁材料或通过与螺纹部分连接一起作为连接件48。
[0036]在已关闭端口位置，套筒22紧挨着肩部46a和所有端口 17。该套筒的长度的择取考虑了肩部46a到端口 17的距离，并确保该端口在套筒被驱动至肩部46b时可以一定程度的暴露，套筒22可拥有一锁，该锁使套筒固定在打开位置。在本实施例中，锁52是一个卡环，改卡环扩展后卡入圆柱槽46c，为了方便取出，该致动器可包含一套筒防自传机构，诸如一扭力销/凹槽或一齿形端22b。
[0037]当端口被关闭时，油管柱必须承受住压力才适用，例如，除了通过打开的端口的状况，油管柱必须承受住流体向外流动所施加的压力。因此，密封装置52可应用于套筒和壁44之间用于防止流体流通至端口直到套筒移动到可以暴露端口的位置。密封装置52在此处视作O型圈，该O型圈设置在套筒外表面上的密封压盖内，从而使套管和壁44之间的流体旁路基本上被阻隔。此外，在接头内任一连接件实质上可被选择作为压力密封。诸如连接件48。
[0038]剪切销50固定在壁44和套筒22之间，从而保持该套筒在该位置上。一球24(也称做插头)用于通过套管22对剪切销产生一个作用力，图中所示为剪切销50’并使套筒移动至端口暴露位置。当球运动至套筒内部会被套筒中呈现的内径限制所阻拦其移动，该球阻挡流体流过套筒和压力积聚在该球的仰口。最终，整个球的压力差形成一显著的作用力。由于压力P作用于球24，球24通过套筒遭到了挤压。球在通过该套筒时会变形(图1C)。
[0039]由于球24阻挡了流体通过套筒并通过套筒时遭到挤压，球24对套筒的产生一作用力。该作用力用于操纵致动器，并且在本实施例中，使套筒22切换至端口暴露位置。
[0040]球24是可变形。该球可以采用塑性变形或弹性变形。在一实施例中，球大体上是具有弹性的，从而使它变形穿过套管22后恢复一定程度，例如恢复至原始直径(图1D)。当球穿过柱子，可变形的特性有利于该球操纵一个致动器甚至多个致动器。应该避免不能变形球穿过套筒和一些干扰(即球损坏或球停止移动以及无法通过)。
[0041]球是可变形的并且其外径OD小于柱子通径内孔直径(ID)D (即标准的直径)，使得球能通过重力、泵抽或滚动均能平稳地穿过该柱子。套筒22有一个限制直径内孔直径(ID)s，该限制直径内孔直径(ID) s比柱子的通径内孔直径(ID) D小，并且小于与套筒配合的球24的外径0D。因此，只有对球24施加足够的作用力使其变形并推动，球24才能通过套筒的内径。该作用力是由流体压力施加的，即箭头P。
[0042]当球到达套筒22内部，第一密封装置在套筒仰口端22a上，之后该压力产生球的井口并使其变形并推动球穿过套筒。当球推入套筒后产生一个活塞作用，该作用力施加在球上使其变形，并且在推动球穿过套筒时该作用力被传递至套筒。[0043]择取的施加作用力足以释放剪切销50和套筒22，使其被驱动并被肩部46b所阻挡。在套筒的仰口端22a可以是倒角，以便球进入套筒的内径。
[0044]当套筒被肩部46b所阻挡并停止运动，然后压力作用球24完全穿过套筒中的限制直径。当球从套筒22穿出后，它可以继续移动，并且如有需要，可针对套筒22下端另一刀具进行运动。
[0045]在本实施例中，套筒的内径内孔直径(ID)是一个基本光滑的孔，但在球和内径之间的过盈配合需要该球通过光滑内径内孔直径(ID)时受到挤压，以克服摩擦力以及防止材料变形，并且这样还产生了一作用力驱动该套管。产生的作用力是可选取的并且可以为任一数值，例如:1000磅到10000磅，但择取的致动器能感测并对该作用力进行响应，例如通过精选的剪切销50。
[0046]球24的整体可包括各种可变形材料，如金属，陶瓷，塑料，橡胶等等，球的使用的进一步的细节将在下文中探讨。
[0047]本发明简化了刀具内的下端制动器，该刀具应用于可变、反复，可转换位置的套筒。在本发明中，选择可变形的制动球，例如能够变形，并且可多次有弹性地恢复其原有形状，并且该致动球可承受一定的作用力的挤压，从而通过下端刀具的套筒限制直径来致动下端刀具。因此，该球(而不是所处的位置)的转换至少暂时驱动具有限制直径套筒的刀具。当球通过套筒并且变形，标准制动器的套筒大体上不会变形，转换或重新配置。该套筒的内孔由钢，招，陶瓷等材料组成，因此，虽然在这些实施例中限制内径有一定程度的变形，但值得强调的是该球的相对可变形性。球必须在套筒的限制下移动而不被毁坏且大体上没有负面的危害。因此，如有需要，球可以再次进一用于向下致动的另一个刀具。当球穿过套筒的限制直径移动时，球会产生一作用力致动刀具机构。
[0048]图1A到ID中的制动器叙述了一种单循环刀具制动器。其中，下落的球直接驱动套管22从而暴露端口 17，球可以通过其他方式作用于致动器的刀具。例如，在一实施例中，器在已选刀具中采用具有可变形的球技术的致动，该道具在制动至最终位置前经过了多个制动器下端。例如，可以采用可变形的球使制动器在配置成活动状态之前经历一个或多个非激活状态的循环。这样的循环可以通过致动器内的分度机构(也被称之为球型计数器)力口以实现。诸如此类致动器可以被用来应对拥有多个插头的通道。其中每一个插头遭到挤压并通过一循环驱动的致动器，直到最后一个插头遭到挤压从而移动致动器进入活动状态。
[0049]一个正常的分度机构包括一 J形槽，而其他分度机构基于J形槽理念提供了诸如那些采用冠棘轮或轴向步行球计数器等。例如，使用一 J形槽，由套筒内下落的球所产生的压力迫使致动器向下移动并被分度机构的偏置所阻挡。当压力达到该分度机构的偏置的限制时，球穿过套筒。之后，在该分度机构的偏置移动致动器到达其它非激活位置(也可以再次循环)或到达活动位置。
[0050]例如，如图2A?2F展示了另一种致动器110，它包括一个分度机构160。当球穿过致动器，并产生一施加于致动器作用力，它将会循环于一非激活阶段(也称为被动阶段)并最后进入活动状态。图2中的驱动器，套筒122位于多个端口 117内，可通过关闭端口 117防止流体泄漏。如图2A所示,套筒122在已关闭端口位置上可移动,其中，该端口被该套筒所覆盖并通过一个或多个非激活状态(如图2C?2D)，其中，剩余的端口被套筒所覆盖并最终进入活动状态，本实施例叙述了一端口暴露位置(如图2F)，其中，如果打开端口 117流体通过，此时端口 117会暴露在内孔145中，流体从内孔可连通该端口。
[0051]该套筒是由球124A、124B制动，球124a、124b可以通过油管柱到达致动器110并且每个球的尺寸都具有大于套筒122的内径的正常外径，但是这是每一个球可变形就能够通过流体压力挤压穿过套筒。由于压力P作用于球和球的柔性材料上，它们每个都发生变形，并遭到挤从而通过套筒。因为每个球都遭到挤压从而穿过套筒，一轴向力施加在套筒上。例如，第一球124a穿过致动器落在套筒内(图2B)，产生一施加于套筒122的作用力，该作用力足以剪断任何保持销150 (图中显示为剪切销150’)，并通过分度机构移动该套筒的一个周期(图2C)，例如针对在分度机构中的任何偏差。套筒只有通过分度机构的允许才能移动到活动状态。在图示的实施例中，分度机构只具有一个非激活状态，在第一球124a的通过后，套管通过其偏置力返回到非激活状态(图2D)并且套筒122仍然覆盖端口 117，当下一个球124b下落并遭到挤压从而穿过套筒，该套筒轴向移动进入一活动状态，本实施例为端口暴露位置(图2F)。该套筒可通过锁152被锁定在此状态。
[0052]本实施例中，球124a，124b基本上是具有弹性的，每当通过套筒122后球会大体上恢复为其通径，并且继续向下移动致动其他刀具。
[0053]当分度机构160在此处显示为一个，销162在J形槽164中移动并且通过弹簧165来偏置，它可以采取其它形式，如采用一种机构，该机构使用头冠或轴向延伸的棘齿，从而记录球通过的次数。分度机构可以有任意数量的非激活状态，在它进入最后的活动状态之前，该致动器必须在非激活状态下循环。
[0054]在图1A中的套筒限制基本上是由光滑的内孔设定的，图2提出了另一种选择，其中通过套筒122的内径基本保持不变，但却包括许多不一致，诸如一系列的内径突出166以及向内延伸并具有光滑或尖角的凸块。例如，可能由螺纹，波浪纹，槽，肋片，牙盘，波纹等形成的套筒的内径，他们都具有向内突出的特点，以使球通过内径时抓住并前进多次。当球穿过的内径的运动发生得很快，源自于球抓住内径引起刻度前进产生足够大的作用力。这种导致球抓住内径的结构可以通过各种方式来安排和间隔。例如，如图所示，基本上可以在内径上形成呈环形的脊部，并且可以按规则来间隔(例如每四分之一英寸或半英寸)。
[0055]这是由穿过套筒球通道所产生的作用力，该套筒取决于球材料的选择、流体压力、套筒的内径表面、球的相对尺寸、套筒内径的大小，以及任何对有利于操作者的数值:例如1000磅?10000磅，例如，通过选择的剪切销50和偏置件的偏置力来选择致动器，该致动器必须响应作用力，并通过该作用力被驱动。
[0056]在一实施例中，对于一刀具在一些非激活位置上循环，当套筒移动到端口打开的位置可以达到最终活动状态，如图2F所示。可选地，最终的活动状态可以是一种形成于刀具位置状态。该刀具可以具有一个分度系统，就类似一 J形槽，可以允许该刀具进行若干移动，；例如10个非激活循环，然后最终刀具进入活动状态，在分度机构的末端有多个突起可以暴露在刀具上并邻近内径限制或者在内径限制内，例如手指或狗。因此，提出最后的位置并准备抓住穿过柱子的球。
[0057]如果需要的话，钻井致动器10、110可以在一柱子中单独使用。可选地，钻井致动器可以与其他类似的或不同的致动器被安装在一个柱子。例如，由于用于致动所述致动器的球是有弹性的，但是钻井致动器10和/或钻井致动器110可以和其他一个或多个致动器应用于一个柱子内，而这些致动器按次序被同一通过球所驱动。这可能拥有多个致动器组，[0058]其中同一个组中的致动器是由同一通过的球所驱动，但在另一个组中的致动器是由不同尺寸的球驱动。当钻井致动器串联一组或多组致动器，并由一个不同尺寸的球所驱动，油管柱中低致动器组内径的选取取决于驱动致动器的小球的直径，并且小于上致动器组的内径，从而使球来致动下致动器都能够通过上致动器并基本上不受限制。
[0059]例如，在一实施例中，可变形球的技术可被应用于一致动器组，这些致动器各自拥有单循环刀具，类似于图1A上所示。在一实施例中，需要通过多个端口轴向沿柱子的长度方向间隔注入流体，这些端口上方分别设置有一封闭件，该封闭件的开启是通过可变形的球通过时施加在封闭件上作用力来完成的。
[0060]可变形球可以施加一作用力至第一封闭件，开启第一封闭件，将作用力传到下一个封闭件，在开启该封闭件等等，并同时每个作用力的应用包括球的变形，在准备开启该封闭件并准备致动下一个封闭件之后球恢复至原有形态要。封闭件可以采取多种形式，如科比插头，套管等。
[0061]在这样一个实施例中，例如，球穿过柱子可致动每个致动器，从而使套筒在其上方移动。例如，参照图3，提出了一安装在钻井212的钻井处理组件，该钻井可以是开放孔(无套管)，如图所示，套管，垂直，非垂直等等。
[0062]钻井处理组件包括一油管柱215，其一端215a延伸至表面，另一个端部延伸到钻井的底部。该油管柱带有多个致动器210a的-210d并且沿其长度方向间隔开，每一个致动器都设置一滑动套筒。因此，柱子215包括多个滑动套筒222a、222b、222C、222D，每个滑动套筒实质上内径尺寸基本相同。它们的内径小于柱子的内径，从而使多个致动器被选择以被作用于一个可变形的球224，该球224的外径比柱子内径内孔直径(ID)s的更大但小于其通径内孔直径(ID)d。多个致动器210a的-210d可以按顺序致动，从而在球穿过一次时暴露出所有端口 217a。当球受挤压从而穿过每个套筒时，该套筒将被致动。然后球224沿柱子215到达下一个套筒的，通过流体压力对该套筒施加一作用力并移动该套筒等等，直到所有的套筒已移动到暴露的端口。例如，球224从表面被释放后，流体通过柱子的内孔进行流通。当球达到224套筒222a内部，球将遭受挤压通过套筒并致动它并暴露端口 217A。此时球224通过套筒222a沿着柱子215达到下一个套筒222b，由流体压力压迫并移动套筒222b。暴露出端口 217b。球之后继续移动并受到挤压通过剩余的套筒222C和222D，直到所有的套筒已经被移动到暴露端口位置。尽管球在通过每个套筒时会变形，例如套筒222a，该球是有弹性的并准备致动下一个套筒222B等等。
[0063]为了确保足够的压力来保持球224的移动，因此将足够大的压力施加给套筒，致动器可包括延迟开启机构为了至少四个上端口 217a，217b，217c。在这种实施例中，该柱子可以包括在封闭装置内的延迟开启机构，使得该封闭装置仅只能移动子充分暴露或延迟一段时间后打开其端口。另外，该端口可以包括限入嵌件来从端口处限制其流量，例如一个或多个限流器，喷嘴，压力敏感插头，可侵蚀插头等等。
[0064]值得注意的是，套筒222d包括在套筒上成形的座椅。该套筒包括多个突起223，如手指或狗，那些平时在非活性状态，当套筒移动的的状态可致动的向内突出状态。当位于一向内突出的情况下，通过突起阻止球通过套筒的进一步移动，并与球密封，从而使流体可以转移到端口 217a-c。因此，由球224的挤压力使套筒222d移动，并最终得出球位置，并准备阻挡球通过柱子进一步移动。[0065]该柱子可以用于阶段式钻井处理，并且可能包括一个或多个封隔器220将钻井环213划分为封隔层段。一个或多个致动器的端口提供了从油管柱进入封隔层段中的通道，当端口被暴露和打开。封隔器可采取各种形式均可，例如，是实心的、液压装置等。通常，在操作者开始向致动致动器前，封隔器被设置来形成封隔层段。
[0066]需要注意的是四个以上的致动器可以在一个柱子内运行。例如，柱子可能包含多个相似于致动器210a_d的致动器。可选地或另外地，类似于致动器210a_d但拥有不同内径的致动器以及致动器组也可以在柱子中均可运行。致动器210a_d下端的所有致动器具有不同内径，该致动器被尺寸小于球224的球所致动从而使小球可以通过套筒222a-b同时不会对他们进行致动。
[0067]在另一个实施例中，可变形球技术可以用在一个反复作用的刀具，例如，为了转换一刀具，诸如一端口封闭，经过一系列的被动和主动的状况。如图2中公开一致动器通过多次被动转换和主动转换实现位移。图4公开了一油管柱包括通过相同球致动的致动器组。例如，图4A至4F公开了一种方法和系统，即允许多个套筒式滑阀在一个阱中运行，并有选择地被相同大小球所致动。该系统和方法采用了致动器，诸如，例如，如图2所示，在能够移动到活动状态(图2E和2F)之前，通过一个或多个非激活状态转换循环(图2B至图2D)。一旦进入活动状态下，阀门移位或者可从一个封闭位置移位到打开位置，从而允许流体位置通过开放端口从油管到开口流通。该实施例还包括一个单循环致动器，例如，类似于图1A。
[0068]图4A显示了在钻井孔312内的一个油管柱314。多个封隔器320的a_f可扩充关于油管柱将钻井分割成多个区域。在该钻井中，钻井壁是沿着封隔器之间的长度暴露部分从而形成的。该柱子可以被定义多个封隔层1-5，每个封隔层是每个相邻封隔器之间的空间。每个封隔层至少包含一个致动器310a_e，并各自包括一个端口 317 (可在此视图中可以看到)和端口上方一个套筒式滑阀套筒式滑阀322 (仅可在该视图中作为本实施例的套筒通过封闭端口看作是在柱子中)。致动器310b-e还包括分度机构来控制其套筒的移动。
[0069]每个套筒式滑阀包括一个受限制内径，它允许了套筒中可变形插头驱动的移动，正如上文详细的描述。所有致动器310b?310e中的套筒式滑阀具有相同尺寸的内径，从而使得一个球可以穿过并致动它们。
[0070]首先，如图4A所示，所有端口都处于闭合位置，其中，每个的套筒式滑阀位于端口上方并关闭了所有的端口。
[0071]如图4B所示，球324可根据箭头P方向被泵抽出，通过致动器310a内的套筒从而端口暴露，如图所示，有可能打开和处理通过访问封隔层I。当球在封隔层5，4，3和2穿过致动器310b-e的套筒，通过其分度机构被动转换每个套筒。当球穿过个封隔层2的致动，球致动套筒进入分度机构中的倒数第二位从而只有一个主动致动，暴露的端口位置和在它需要时通过多一个球的在此穿过。
[0072]例如，如图4C所示，在下一步骤中，一个球324a按箭头Pa的方向被泵抽出，通过柱子并通过致动器310b的套筒从而暴露端口或者可能在封隔层2打开端口，端口当球324a穿过在封隔层5和4的套筒，他们各自由分度机制控制被动转变。当球穿过封隔层3，它移动致动器310C的套筒进入它的倒数第二格，非激活的状态，从而通过下落多一个球使它可以更随意转移换到端口暴露位置或端口开启的位置。
[0073]其后，如图4D所示，球324b被引入到柱中，并且通过泵传输流体通过致动器310c的套筒从而暴露或开启间隔3中的端口。当球324b通过间隔5的致动器310e中套筒时，该套筒做了一个被动的转动。当球通过间隔4时，它将套筒移入倒数第二个不活跃的状态，以便于它能够在需要时被转移到暴露/开放的位置。
[0074]其后，如图4E所示，在倒数第二个不活跃状态的球324c被泵送通过致动器310d的套筒从而开启间隔4中的端口。当球324c通过在间隔5的致动器310e中套筒时，它将套筒310e移入它的倒数第二个不活跃的状态，以便于它能够在需要时被转移到暴露/开放的位置。
[0075]其后，如图4F所示，球324d被引入并被泵送通过柱315到达致动器310e的套筒从而开启间隔5中的端口，完成所有致动器到活跃、端口暴露/开放位置的致动。
[0076]值得注意的是，致动器310e的分度装置将会被设置为比它的致动器井内具有更多的不活跃位置。
[0077]注意到，可以在一个柱中运行超过五个致动器，并且一个柱可以包括更多组的致动器，所述致动器通过不同直径的球致动。为了致动一个在致动器310a_e下方的不同组的致动器，通过致动器310a_e传送一个较小直径的球，当借此穿过以在其上创建任何影响时，所述球不会产生足够的力。
[0078]当开启了每一个端口时，可以通过压裂来刺激由此接入的构造。在间隔的套筒被移入端口暴露、开放位置后或在所有端口根据需要被暴露/开启后，可以直接处理间隔。因此，值得注意的是，可以通过集中的，分级的方式处理构造。还值得注意的是，所有球324-324d可以为相同的尺寸。如图所示间隔不必要直接相邻而可以被隔开。
[0079]图4的这一系统和刀具允许单一大小的插头，例如，球324到324d用以运行多个阀门。可以利用分度装置致动系统，如上所述。系统允许很长的流体放置衬垫的安装，形成了多个的独立的可接近的钻井孔地带。
[0080]在一些实施例中，在柱中具有，或最终形成一个座是十分有用的，相对于所述座可以安装一个密封装置以产生一个维持的力，或对着流体可产生一个密封件，例如将流体转移到暴露的或开放的端口。因此，如上所述，当内径限制有利于在柱中的刀具上创建出一个力时，形成了内径限制以允许球通过，并且因此很难获得一个维持的压力。一个座，要么被设置为运行的要么是可形成的，用作为一个阻塞机制，因此，相对于所述座，球可以相应地密封。
[0081]在本发明的实施例比如图3和4中，例如，容纳一个致动器的柱可以包括一个致动器的井底实心座(设置为运行)用以捕捉一个球，并将流体转移到开放的端口。实心座可以在致动器上，例如覆盖端口的套筒，或简单地固定在柱中。参考图5A到5B，例如，可以提供一个油管柱415，所述油管柱包括一个致动器，如上所述，带有一个内径限制内孔直径(ID)小于通过柱的正常内径，以及一个球致动端口的开启刀具，包括一个带有球形停止装置的套筒式滑阀470，所述球形停止装置形成了一个实心座472。阀门470沿着柱的轴可移动到暴露的流体端口 417a。利用可变的球424来致动致动器410和套筒式滑阀470。球424可以被发动到达，挤压以及由此将致动器410的套筒422转变为暴露它的端口 417。一旦从致动器中释放出球，球424被沿着柱泵送到球座472 (图5A)，所述球被单独放置在柱415中，或作为一组致动器中的一个由该球致动。
[0082]球座472具有一个直径,保留了球424并不让球通过。例如,球座的直径小于内径。因此，一旦球击打球座就产生了一个压差，强迫套筒阀422转变并开启端口 417a。球424留在球座472中，并且隔离了球座下的油管。因此，流体转移到端口 417a和端口 417以及任何其他的井上致动器的暴露端口。可以继续进行钻井孔流体处理，流体通过端口 417，417a从油管柱中被注射到钻井孔中去以进行流体处理，例如挤压钻井孔可进入的构造。
[0083]端口 417包括有限制的入口插入件419，例如一个限制，管口，压力敏感插头，易受腐蚀的插头等，在暴露后至少从端口首先限制流量。这确保了压力可以保留在柱中，至少直到424密封于球座472上。在这一实施例中，插入件417是可移除的，以便于最终插入件充分地开启以允许流体，箭头F，通过端口 417以处理井。
[0084]球座472停止并保留了球424，直到横跨球424/球座472的压差消失。当球是可变的，它不能够充分地变形以通过球座472。在一些实施例中，一个有利于压力分流的球必须能够承受1500psi到IOOOOpsi的压差而不会失效。例如，一个3.75〃的球大体上需要IOOOOpsi的压差而不会失效，从而有利于对固定座的压力分流。因此，轮流的，如图6所示，另一个实质上非可变的球436可以为了在球座472中的密封目的而被发出，同时第一个球424由此通过。再一次，球座427的直径小于内径，以便于球的大小可通过套筒422，当将被球座472保留并密封。
[0085]如果一个可成形的座是有利的，套筒或另一个致动器能够包括一个座结构，所述座结构最初是不活跃的，但是可以通过井底操作内部致动以创建一个座。例如，套筒或另一个致动器能够包括多个的突起物，例如指状物或狗，通过操作例如机械位移暴露，例如向内偏置到刀具的孔。因此，出现了最终座并且准备捕捉通过柱的球，并且于是创建一个维持的压力。
[0086]因此，在使用本系统时，在柱中属于井底的刀具不需要有可转换/可变的座，但是需要有一个实质上非可变的限制，例如带有相对柱的长轴减小的直径的套筒，所述套筒可以与球一起通过以创建一个可靠的力，并且刀具包括一个用于显现并回应所产生的力的机制。然而，球可以重复行为，因为它沿着柱体通过以创建一个力，因为它通过了多个的刀具。球每一次通过刀具，它能够产生一个力并且在这么做时在一定程度上变形了。然而，球在通过该刀具后恢复了它的形状，并且准备好作用于下一个刀具，所述刀具具有一个内径限制以捕捉球。柱可以包括一个座以捕捉球并且与它创建一个可持续的密封件。球可以是可变的球或为了密封于座上的目的而单独发出的另一个球。座可以在运行期间被设置于井内，或者可以通过井底操作而形成。例如，如果需要，在柱内刀具的至少一个可以包括一个用于最终形成座以捕捉球的机制。
[0087]因此，提供了一个沿着油管柱致动多个刀具的方法，例如开启多个端口，用于对泵工作液的多区域刺激，通过多个开放的端口以刺激蓄水池。在一些情况下，需要一次开启多个端口以一次刺激全部。或者，方法可能需要刀具通过在开启前的多个不活跃条件而循环。
[0088]根据这一方法，可以掉落一个球，这能够提供一个力以致动刀具，开启端口或将刀具从一个不活跃的状况循环到下一个状态，然后传送到下一个刀具并且致动它而不需要在刀具本身中有一个复杂的机制。事实上，刀具本身可以仅仅包括一个简单的具有固定内径限制的套筒，例如一部分，并且在套筒内径上没有其他活动件。
[0089]一旦球已经致动了所有有关的刀具,在一个实施例中，方法包括将球放在一个座上，它不能通过所述座。这一座可以在运行中已经安装在井中，或者可以通过在刀具上的可变的球的致动系统而形成。座可以是固定的，只用于停止球，或者座可以被连接于一个致动系统，例如用以提供力来开启井的这一部分的刺激所需的最终一个端口。座可以被用来与球一起保持压力，例如以创建一个密封件。因此，座可以是一个大体上连续的圆形，例如截头圆锥。座本身可以具有一个可变的表面以便于它即使与球一起也能够创建一个密封件，所述球已经被通过一个或多个套筒内径限制所磨损。
[0090]在这一实施例中，被用于通过致动器的内径限制的可变的球是有弹力的。它们有一定的弹性以便于当他们受到某种程度的变形时，在移除了导致这种变形的力后能够基本上恢复其最初的形状。例如，当过盈配合为0.005到0.030"，或大约0.010到0.020〃时，为了相对于套筒内径的球适合于可靠地获得一个力，球可以通过磨损或柔性变形而变形，例如从而减小直径达0.010〃(即，可能在球周围的一圈内变形，当它通过时，球在这一范围内接触套筒内径)并且仍然在其他套筒和/或对着井底固体座产生一个致动力。
[0091]如前所述，球可以由不同的可变形材料形成，例如金属、陶瓷、塑料或橡胶。可以增强、填充等球材料，以确保可变的特性和在钻井孔条件下的持久性。已经被用来制造有用的球的一些材料是:软金属例如铝；聚合物如含氟聚合物及其复合材料，包括任何或所有的聚四氟乙烯(PTFE)，全氟烷氧基(PFA)，有石墨的氟化乙烯丙烯(FEP)，二硫化钥，硅等；聚合物如聚酯或聚氨酯，如聚乙醇酸等。除了它们的可变性，这些材料可以提供低摩擦性，持久性和耐磨性。这有助于使用比酚醛树脂更柔软的材料，因为酚醛材料已经被发现是失败的，而不是可靠地通过常用材料套筒材料:铸铁和低碳钢挤压。
[0092]尽管球可以完全由一个单独的材料形成，如果需要如图7所示，球575可以由多个部件形成。在一个实施例中，例如，球575包括一个核心576和一个外涂层578。多部分结构可以根据所需的效果服务于不同的目的。在一个实施例中，多部分结构被用于保护核心以防止不利的化学反应或机械损害。例如，可以涂覆核心用以防止酸性，氧化或水解降解，或者用以向球提供具有比自己占有的核心更高的耐磨损性。在另一个实施例中，多部分结构被用于选择球与套筒相互作用的优选特征。例如，相关的核心可被用于性能，例如硬度，以及更高的耐磨性，更柔软和/或低摩擦性的外涂层579可以被涂于核心上。例如，在一个实施例中，可以使用一个铝的或陶瓷的核心(实心的或空心的)，所述核心较硬并且基本上不变形，以及一个更软和/或更低摩擦和/或更高化学弹性的外涂层578，例如包括一个含氟聚合物，可以涂覆在核心之外。在这样一个实施例中，外涂层578能够在实质上有弹性地变形以通过刀具的限制，并且提高一个低摩擦力和耐磨性的表面，并且在挤压过程中内核可以限制球的变形和/或可以防止球通过最终的座，例如图5A的座472，球在所述座上停止并且创建一个密封件件。因此，即使外涂层可变，核心向球提供了一些阻力以准备好变形并且，例如，不能通过最终的座是因为它的直径大于最终座的直径，并且不能变形到所需要的程度以通过座。因此，更硬的内核能够支撑住更高的压力，而基本上不会变形，然而外层会变形，因为它通过致动器的内径限制，所述致动器例如图5A中的套筒422。最终的座472可以是在运行中已经设置在井中的座，如图5中所示，或者是一个在井底操作后形成的座，如上所述。
[0093]考虑系统的回流特征是有用的。尤其是，回流压力足以推动井上球，它们可能不足以迫使球变形并且向上通过内径限制，例如上述的套筒。如果它打算在致动致动器后将井水回流，当井水回流时，可能需要配置致动器组件以防止球密封于内径限制的井底侧(见图5A的套筒的末端422b)。
[0094]在一个实施例中，例如，在钻井孔的条件下，球被选择出来在一定程度上减小了外径，以便于在停留时间后井底变形，以避免位于内径限制的下方。例如，球可以变成非圆形的，有角的形状，有孔的等，以便于它不会位于并密封于座的井底侧。交替的或除此以外，球可以通过外径的整体减少而改变形状，以便于它能够很容易地通过内径限制。为了获得形状的改变，在钻井孔条件下能够最终分解的材料可以形成球，例如，可降解的(易碎的或可溶解的)材料。尽管球是可变的，并且在井底泵送过程中能够保持它的形状，例如，以挤过并致动套筒，在井底停留时间后，可以通过溶解、剥落等分解的材料形成了球。
[0095]球可以完全或部分地由在钻井孔条件下分解的材料形成。如果部分地由可以分解的材料形成，可以在其余主体部分的周围或四周填充可降解材料。其余主体部分可以是一个骨架或一个可折叠的外壳，可降解材料应用于所述外壳内部或周围，或者是一个内核，可降解材料作为球的外层，例如图7的外涂层578，应用于所述内核周围。其余主体部分，所述主体部分是在可降解材料分解后剩下的，可以形成以通过内径限制，或者具有穿孔或有角的形状以防止主体部分密封于内径限制的井底侧。
[0096]在一个实施例中，可以使用可降解的材料，例如通过与钻井孔或被引入的流体接触而降解的材料。例如，一些材料呈现出了酸性或水解不稳定性，例如电解金属材料或水解不稳定聚合物。可降解材料可以被选择出了在一段时间内保持稳定，所述时间是在它降解之前，它将球运到井底并致动刀具所花费的时间。通常，在6小时后开始分解并且在不到一个月内减小到回流尺寸的材料是合适的。
[0097]例如，可以使用聚乙醇酸形成整个球或球的涂层，在特定的停留时间后，例如一天，所述聚乙醇酸在水中开始分解。在超过150° F的水中聚乙醇酸开始分解，并且在一个月内分解成为小白点(〈1/2〃甚至〈1/8〃)，具有的尺寸远小于任何内径限制并且小到足以很容易地在回流的液体中传输。
[0098]在另一个实施例中，在钻井孔条件下内径限制能够具有一个扩大的内径，以便于在停留时间后井底内径限制改变形状以防止球密封于内径限制的下方。例如，内径限制可以变为非圆形的，有角的形状，有穿孔等，以便于球不能密封于其上。可选地或除此以外，内径限制能够保持它的圆形形状，但是能够降解，以至于内径能够变大以便于先前挤过内径限制的球能够轻易通过。为了获得形状的改变，内径限制包括至少一个内径部分，所述内径部分由在钻井孔条件下能最终分解的材料制成。这种材料能够被分解，如上所述。
[0099]内径限制能够完全地或部分地由在钻井孔条件下能够分解的材料制成。如果部分地由可分解材料制成，它可以填充于剩余主体部分的内部或四周。剩余主体部分可以是一个骨架或外层，可降解材料应用于所述外层的内部或四周。在可降解材料分解后剩下的主体部分可以被用来停止球或具有停止球的大小，但是不能用它创建密封件，或者可以被用来或大小被设置为允许球通过回流的压力穿过。
[0100]在一个实施例中，可以使用一种可降解的材料，例如通过接触钻井孔，或被引入的流体而降解的材料。例如一些材料呈现出酸性或水解不稳定性，比如电解金属材料或水解不稳定聚合物。可降解材料可以被选择为仅仅在一段时间后降解的材料，所述时间适合于内径限制接受球的致动。通常，在一天后开始分解并且在一个月内减小到能够回流的尺寸的材料是合适的。例如，所有或一部分内径限制，例如，从总体上所有或一部分小直径限制或者套筒，可以由一种可降解金属构成，例如铝镁合金，在特定的停留时间后在水中分解。
[0101]在一个实施例中，内径限制的内径被保护膜覆盖，所述保护膜保护可降解材料以免与反应液接触直到球通过。例如，保护膜可以是化学的，例如水，耐久的材料，所述材料将可降解材料和反应性化学品隔离开来。然而，保护膜可以通过停留时间或磨损移除，以最终允许反应性化学品与内径限制的可降解材料接触。例如，在一个实施例中，保护膜是在套筒内径上的薄涂层并且通过被推过套筒的球的磨损力而被移除。因此，一旦球通过套筒，套筒就开始降解。
[0102]图9展示了一个安装有可降解套筒的钻井孔刀具，用于轴向运动。倒角包括一个管状体744以及一个安装在管状体的孔内的套筒722。套筒722位于管状体内部的环形凹槽722内，并且可以在其中轴向移动。套筒包括一个外壳723，可降解材料725填满了所述外壳。可降解材料形成了座742，所述座伸入到管状体的内孔745内，并且在那里创建了一个限制内径。保护性涂层727覆盖了材料725所有暴露的表面。一旦保护膜被破坏，如果通过安装或磨损，球与之相反，材料725能够被引发降解的流体接触，并且材料在井中以停留时间降解。由于材料形成了伸入内孔的套筒部分，通过材料725的降解，内孔基本上开启到它的通径大小。
[0103]值得欣赏的是，这一可降解的套筒技术能够应用于可变的球或想要停止球的套筒，例如图5A的套筒470或作为472。还值得欣赏的是，整个套筒可以由可降解的材料形成。
[0104]在另一个实施例中，致动器或柱可以包括一个球捕捉器，防止球位于并密封于内径限制的井底侧。例如，参考图8，致动器610显示了通过套筒622，防止球位于并密封于内径限制的井底侧。致动器610在许多方面都类似于图1A的致动器。致动器610可以形成一个油管柱替代品，所述油管柱替代品能够被固定于钻井孔柱中。代替品包括一个具有外表面的管状围壁以及一个内围壁表面，所述内围壁表面规定了代替品的内孔645。代替品包括用于连接到油管柱内的端部。例如，端部可以螺纹正常连接于其他形成柱的代替品。
[0105]代替品包括套筒622，所述套筒在钻孔中可以从关闭的端口位置(图8A)轴向移动，其中通过套筒覆盖端口 617，并且到暴露的端口位置(图8B和8C)，其中端口 617暴露于钻孔645，并且来自内孔的流体能够接触端口。当端口最初暴露时可以通过插入件619塞住，或者已经开启到一定的程度。如果/当端口 617开启了，流体能够流过。
[0106]剪切销被固定在围壁和套筒622之间，以在运行时支撑端口关闭位置中的套筒。一个塞子，例如球624，被用来通过套筒622向剪切销创建一个力，如650’所示剪切，并且将套筒移动到端口暴露位置。球624是可变的并且有弹性的。因此，当球624的外径大于横跨套筒622的限制的内径时，作用于球624上的压力能够导致它被强迫通过套筒(图SB)。由于球624挤过套筒，它对套筒产生了一个力。这一力被用于操纵致动器，并且，在这一实施例中，将套筒622转移到端口暴露位置。然而，球624是有弹性的，以便于在它通过套筒622后，他随后大体上变回最初的直径(图8C)。
[0107]套筒622的限制内径的井底侧622b包括一个非圆形的表面，以便于球624不能在套筒上形成密封并且流体能够继续通过。因此，尽管球624在向下通过套筒622的限制后大致恢复最初的直径，并且因此能够向上通过限制，但是球没有阻塞生产流程。非圆形表面由槽口 680形成，所述槽口在套筒限制的井底侧622的周围形成了中断。即使流体压力将球624推到井底侧，槽口 680为流体流过球并且向上通过套筒提供了一个旁路开口。
[0108]值得注意的是，在图8A到8C中描述的致动器还包括一个座672能够停止球624防止进一步井底运动，并且提供了一个表面，在柱中，在所述表面能够上发展一个可维持的压力，例如，为了塞满插入件619并且通过端口 617分流以处理钻井。在这样的实施例中，当压力消散时，球被困在限制内径和座672之间。
[0109]当然，槽口 680的球捕捉功能能够被用于有或没有座672的致动器。
[0110]球捕捉器确保了球不会向上移动到座并且密封于致动器的内径限制的下方。能够提供球捕捉器的其他形式，例如位于致动器限制的井底的指状物，所述限制在球通过内径限制后被移动到向内突出。例如，向内推动的指状物是由于球通过致动器或到达球座而引起的机械位移，所述指状物例如带子、筒夹指状物等。如果球捕捉器防止球向井上和井底移动通过，它被选择出来仅仅设置在球向下泵送通过的步骤之后。
[0111]示例
[0112]示例 I
[0113]所使用的钻井孔组件包括根据图1A所述的五个致动器以及根据图8A所述的联顶接头。每一个致动器包括一个套筒，能够在500psi (3.45Mpa)下剪切所述套筒，并且被移动到一个端口，所述端口安装有一个塞满的插入件，以在3000psi下失效。联顶接头还包括一个套筒，能够在500psi下剪切所述套筒，覆盖安装有槽口和在3000psi下失效的塞满的插入件的端口。联顶接头还包括一个球座，所述球座附加在套筒的井底端，所述套筒的内径小于五个致动器。
[0114]为了致动致动器和联顶接头，球选择地由铝的内核和含氟聚合物(木聚糖1620)的涂层形成。涂层被选择出来用以增加核心的酸性和耐磨性，并且适用于大约0.001"的厚度。球具有2英寸的外径。通过致动器套筒和联顶接头套筒的限制每一个都具有一个内径，所述内径被选择出来以在球的外径和套筒内径之间形成一个0.015的过盈配合。据测定，迫使球通过套筒需要大约1200到1500psi的压力。球座具有一个直径，高达3000psi的压力不能使球通过所述直径。
[0115]球以1.5m3/min的流动速度被泵送通过柱。所有套筒被转移以暴露端口，球位于球座上，并且压力升至2455psi导致了破裂盘失败并且将端口向喷嘴流量开放。
[0116]套筒转换和向柱施加压力的最终座是可靠的。
[0117]流动被逆转并且确认了球被困在联顶接头中。回流速率为1001/min并且回流不受影响。没有可记录的压力下降。
[0118]球的检验显示圆周磨损环由通道通过套筒的限制而形成。在每一个圆周磨损环测量0.008〃到0.010〃的外径减少。
[0119]示例2
[0120]通过球重复示例I的测试，所述球由聚乙醇酸形成。所有套筒被转移以暴露端口。与套筒具有一个0.015"干扰物的球的检验显示了磨损环，其中直径被减小了 0.003"。
[0121]所披露的实施例的先前描述是用来确保本领域的任何技术人员能够制造或使用本发明。那些实施例的各种修改对于本领域中的技术人员是显而易见的，并且这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本发明的精神或范围。因此，本发明并不旨在被限制于本文所示的这些实施例中，而是要符合与权利要求书相一致的全部范围，其中以单数形式参考元件，例如通过使用冠词“一”或“一个”并不旨在意味着“一个且仅一个”，除非明确陈述，而是表示“一个或多个”。在披露中描述的不同的实施例的元件的所有的结构的和功能的等效物，已知或稍后将为本【技术领域】内的普通技术人员所知晓的所述等效物，旨在包括在权利要求的元件中。此外，此处披露的内容并不旨在奉献于公众而不管是否在权利要求中明确指出 这种披露。不能根据35USC112第六段解释权利要求要素，除非该要素明确使用短语“用于……的方法”或“用于……的步骤”。
【权利要求】
1.一种钻井油管柱组件包括: 一柱，包括一具有内径的内孔和多个沿着该柱安装的刀具，该刀具包括沿着柱的轴向偏移的第一刀具和第二刀具； 该第一个刀具包括:一在该内孔中的第一套筒，该内表面限定一小于该内径的第一限制直径；一第一传感器机构与第一套筒连通，并且该机构响应于对着第一套筒的施加力； 该第二个刀具包括；具有一内壁表面的第二套筒，该内壁定义一个小于内径直径的第二限制直径；一第二传感器机构与第二套筒连通，并且该机构响应于对着第二套筒的施加力；和 一密封装置，具有一大于第二限制直径的直径，并且该装置是可变的推进通过第二限制直径，从而施加相对第二套筒的力；
2.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该密封装置是一个球。
3.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，密封装置的直径的过盈配合至少为0.005”。
4.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该第一限制直径和该第二限制直径基本上相等，并且该装置是可变的推进通过第二限制直径，从而施加相对第二套筒的力。
5.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该第一限制直径大于该第二限制直径，并且该密封装置易于通过该第一限制直径。
6.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，进一步包括一第二密封装置是可变的推进通过第一限制直径，从而施加相对第二套筒的力。
7.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该第二个刀具是一组由密封装置致动的刀具。
8.根据权利要求1所述的钻井油管柱组件，其特征在于，第二套筒覆盖在油管柱壁内的一个端口，并且当密封装置施加力到第二套筒，该端口暴露于该内径。
9.根据权利要求8所述的钻井油管柱组件，其特征在于，所述端口具有位于其中的限流插入件。
10.一个井油管柱组件包括: 一柱，具有一内孔的内径和一远端； 一安装在该柱中的第一个刀具，该刀具包括:一在内孔中的第一套筒，在该内孔中具有一内表面，该内表面限定一小于内径的第一限制直径；该第一传感器机构与第一套筒连通，并且响应于对第一套施加的力； 密封装置有一大于第一限制直径的直径，和变形是可推进通过该第一限制直径，从而施加对第一套的力；以及 一第二刀具，该第二刀具沿着该柱轴向偏离该第一刀具，该第二个刀具相比第一刀具放置于更靠近远端处，并且还包括一个球形障碍物伸入内孔，该球停止装置具有一个小于第一限制直径的直径并且成型该球停止装置用以停止，以及创建在该内孔中的一密封件，密封件具有一通过该柱传输的插头，从而通过在球停止装置中的插头停止流体。
11.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，球停止装置在一设定装置的钻井致动后形成。
12.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该球停止装置在一套筒上。
13.根据权利要求12所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该套筒是一阀，该阀控制该端口的开启和关闭。
14.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该球停止装置是固体。
15.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该插头是密封装置。
16.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该插头和该密封装置是两个独立的结构。
17.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该密封装置可以通过该球停止装置推动。
18.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，进一步包括一配置，该配置用以防止密封装置对限制直径的井底侧的密封。
19.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，进一步包括，在在第一刀具和第二刀具之间的该柱子内的球捕捉器。
20.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该密封装置包括可降解材料，从而该密封装置降低在钻井孔中的停留时间。
21.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该限制直径包括可降解材料，从而该密封装置降低在钻井孔中的停留时间。
22.根据权利要求10所述的钻井油管柱组件，其特征在于，该限制直径的井底侧包括旁路通道。
23.一种用于致动在钻井柱中的刀具的方法，包括:将钻井柱放置在钻井孔中，该柱包括上刀具和轴向偏离上刀具的下刀具，该上刀通过施加一个轴向力来致动，发动一密封装置将通过该柱移动并到达该刀具，以及施加压力该密封装置和通过该上刀具的内孔推动该密封装置，施加相对该刀具的力，该力足够致动该刀具；并且到达在第二刀具上的密封装置。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括施该加柱对密封在第二刀具的该密封装置的压力。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括施加压力使密封装置变形和推动密封装置通过该第二刀具的内孔。
26.根据权利要求23所述的方法，进一步包括发动一第二密封装置以到达第二刀具并且在该第二密封装置中创建一个密封件。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，施加压力致动该刀具用以移动一套筒式滑阀远离一流体端口。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，该流体端口包括一个流动限制插入件，该插入件将限制流通过端口的流动直到密封装置落在该第二刀具。
29.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括防止该密封装置通过该柱对回流创建一个流体插头。
30.一种钻井致动器包括: 一具有限定了内部直径的内孔的管状体； 一在该内孔内的套筒阀，该内孔具有内表面，该内表面的至少一部分伸入该内孔，通过在停留时间内接触在钻井孔内的反应液，形成可降解的材料的部分；以及 一种密封装置的大小被设置为，当密封装置穿过该内部孔，抵靠和施加一个力给该套筒式阀。
31.根据权利要求30所述的钻井致动器，进一步包括一涂层，该涂层覆盖该部分以隔离该部分直至该涂层被开启。
32.根据权利要求30所述的钻井致动器，其特征在于，该涂层是由靠在该套筒上的密封装置开启的。
33.根据权利要求30所述的钻井致动器，其特征在于，该密封装置通过套筒阀挤压。
34.根据权利要求30所述的钻井致动器，其特征在于，该密封装置由套筒阀内的球停止装置停止的。
35.根据权利要求30所述的钻井致动器，其特征在于，该材料是聚合物。
36.根据权利要求30所述的钻井致动器，其特征在于，该材料是金属。
【文档编号】E21B23/10GK103917738SQ201280049916
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年10月9日 优先权日:2011年10月11日
【发明者】丹尼尔·乔恩·特米格, 罗伯特·乔·昆 申请人:帕克斯普拉斯能源服务有限公司