[發明專利]被動扶正器

無效

• 申請號: 200810083861.5
• 申請日: 2008-03-11
• 公開（公告）號: CN101363309A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 基思·R·納爾遜;弗朗茨·阿古愛爾
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 王新華

技術領域

在此描述的實施例涉及扶正器。主要探討被動扶正器。特別地，詳細 描述了使用自動保持、展開和鎖定機構的被動扶正器的實施例。

背景技術

扶正器經常使用在油田及相關產業中，這里在井內受控地定位裝置 是重要的。例如，在烴類井的情況下，將井下工具向下運送數千英尺到井 中以在那里操作的需求會增加。在執行操作時，優選的是工具以(相對于 井的直徑)周向居中的方式到達操作位置。因此，為了確保井下工具周向 居中地運送到操作位置，扶正器可與井下工具相關聯。井的水平或其它構 造是特別有益的，這些構造對獨立的居中提出了挑戰。

扶正器可包括徑向設置的支臂，該支臂從芯軸或其它支撐體向外偏置 以接觸井壁的側面，因此，居中定位支撐體。如上所述的井下工具可與支 撐體連接，從而在操作位置周向居中。這種居中方式對不同類型的主機操 作是有益的。實際上，在許多操作中，多次單獨運送的井下工具的垂直對 齊是有益的。用這種方式，在操作位置的這些工具的居中提供了工具相對 于彼此的已知方向或定位。在操作過程中這種已知方向可以在工具相互作 用處被利用，例如，使用一個井下工具抓住并取出另一個。另外，其它操 作的主機可受益于單個井下工具的周向居中定位。這樣的操作可涉及鉆井 性能、油井結構、和測井信息的收集(僅舉幾個例子)。

不幸的是，使用扶正器運送井下工具易于由于扶正器的徑向設置的支 臂而造成對井壁的損壞。這是因為扶正器設置有支臂，該支臂具有能夠在 更寬的井截面內穩定支撐自身的外徑。例如，扶正器可以達到大約13英 寸的自然外徑，用于在直徑12英寸的井截面內穩定定位。然而，扶正器 通常是具有在支撐體和井壁之間偏置的單一尺寸的支臂的被動裝置。因 此，當井的直徑變小時，通常弓形彈簧構造的所述支臂被迫變形并也收縮 為更小的直徑。例如，同樣12英寸直徑的井在井內更深的一些地方直徑 變成大約3英寸。這導致相當大的壓力分布在支臂和窄井壁之間。也就是 說，由于弓形支臂因窄井壁而被迫降到更低的輪廓，從而對井壁施加更大 的作用力。

上述施加的作用力變得極其依賴支臂的形狀和尺以及井的狹窄程度。 因此，當扶正器強行穿過更窄的井節面時，上述弓形彈簧支臂可能會過早 磨損或引起井壁的顯著損壞。認為許多這樣更窄的井截面也許不會涉及實 際操作位置是不適當的。因此，指出的損壞會發生在不需要扶正器居中的 井截面。此外，由于在扶正器和井壁之間的作用力，所以例如通過連續油 管推進會需要極大的附加力。這可能使連續油管、扶正器、甚至井本身由 于施加上述更大的作用力而易受損壞。

作為如上所述的被動扶正器的備選方案，主動扶正器，如牽引機構或 其它能夠交互式或動態支臂直徑變化的裝置，可以被使用。然而，這些類 型的裝置相當復雜，并且通常需要操作者練習在井中推進或撤回裝置的過 程中控制扶正器輪廓。因此，上述機構容易導致誤操作，該誤操作可能導 致井損壞，超過上述被動扶正器引起的可能的損害。此外，不論什么時候 上述裝置都需要維持支臂的動力，以便實現用支臂支靠井壁的偏置，而不 是依靠弓形或類似的支臂徑向擴展的自然力。因此，不同于被動扶正器， 當面臨動力損失時，主動扶正器可能不能居中。

發明內容

被動扶正器具有與支撐體連接的支臂。通過保持機構保持支臂緊貼支 撐體。此外，展開機構可與保持機構可脫離地相連接。以這樣的方式，使 支臂向遠離支撐體的方向徑向擴展。

在另一個實施例中，被動扶正器可包括具有徑向偏置的支臂的支撐 體，所述支臂用于相對于支撐體收縮和擴展。一旦預定的收縮程度出現， 鎖定機構就會與支臂和支撐體連接來消除擴展。

附圖說明

圖1是設置在井內的被動扶正器的一個實施例的側面透視圖。

圖2是在儲能負載位置的圖1中的被動扶正器的側面透視圖。

圖3是圖1和圖2中的被動扶正器的保持機構和展開機構的側面剖面 圖。

圖4是接著從負載位置展開的圖2和圖3中的保持機構和展開機構的側 面剖面圖。

圖5是在井的鉆孔套管的更多井下位置的圖1的被動扶正器的局部剖 面圖。

圖6是圖5中的被動扶正器鎖定機構的側面透視圖。

圖7是處于鎖定收縮位置的被動扶正器的圖6中的鎖定機構的側面剖 面圖。

圖8是設置在圖1的井內的被動扶正器的另一實施例的側面透視圖。