[發明專利]用于井下工具的操控系統和方法

在審

• 申請號: 201380015343.9
• 申請日: 2013-02-13
• 公開（公告）號: CN104169520A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: S·P·傅伊特;M·S·卡林;A·L·D·克里斯圖雷安;C·H·杜威;J·多博什;J·胡;D·A·S·斯威策;R·烏特
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B34/06
• 分類號: E21B34/06;E21B10/30
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新;蔡洪貴

技術領域

這里公開的實施例總體上涉及井下工具。更具體地，這里公開的一個或多個實施例涉及用于操控井下工具以執行它們預期的操作和/或功能的系統和方法。

背景技術

在鉆探井眼的過程中，經常采用井下工具執行井下工具預期的操作或功能，例如擴孔器被用于擴大井眼的直徑。在井下工具為擴孔器的例子中，傳統的擴孔器具有主體，主體具有從其中軸向延伸穿過的軸向孔，流體流動通過軸向孔。一個或多個切割器組可移動地連接到主體并且適于在收起狀態和展開狀態之間轉變。

處在收起狀態的擴孔器通過鉆柱被送入井眼中。在收起狀態，切割器組被折疊到擴孔器的主體內以使得切割器組相對于包圍的套管或井眼壁徑向靠內設置。一旦擴孔器到達井眼的期望深度，擴孔器被操控到展開狀態。在展開狀態，切割器組徑向向外移動并且與井眼壁接觸。切割器組接著被用于切割或研磨井眼壁以擴大其直徑。

發明內容

本發明內容部分用于介紹在下面的詳細說明中進一步描述的選取的概念。本發明內容不是用于確定要求保護的主題的關鍵或本質特征，也不是用于幫助限定要求保護的主題的范圍。

公開了一種具有操控系統的井下工具。該井下工具包括具有軸向延伸的孔的主體和相對于孔徑向靠外設置的腔，所述孔至少部分地延伸穿過主體，腔例如位于主體的壁內。孔通過端口與腔流體連通。閥被設置在孔內并且適于在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置，該閥阻斷流體從孔通過端口流到腔中，在第二位置，該閥允許流體從孔通過端口流到腔中。馬達被設置在孔內并且適于使閥在第一位置和第二位置之間移動。可移動地連接到主體的井下工具的可操控部件適于響應于流體流動通過端口進入腔中而在操控狀態和非操控狀態之間移動。閥在第一位置和第二位置之間的移動可包括線性和旋轉閥移動。在這里公開的一個或多個實施例中，井下工具為擴孔器并且可操控部件為適于在閥處于第一位置時的收起狀態和閥處于第二位置時的展開狀態之間移動的切割器組。

在另一個實施例中，井下工具包括具有軸向延伸的孔的主體和相對于孔徑向靠外設置的腔，所述孔至少部分地延伸穿過主體，腔例如位于主體的壁內。孔通過端口與腔流體連通。閥設置在孔內并且適于在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置，閥阻斷流體從孔通過端口流到腔中，在第二位置，閥允許流體從孔通過端口流到腔中。馬達設置在孔內并且適于在孔內在第一位置和第二位置之間軸向地移動該閥。井下工具的可操控部件(例如切割器組)可移動地連接到主體并且適于在閥處于第一位置時的非操控(或收起)狀態和閥處于第二位置時的操控(或展開)狀態之間移動。位置傳感器系統設置在孔內并且配置成測量可操控部件的軸向位置。連接到位置傳感器系統的遙測系統同樣設置在孔內并且配置成將表示可操控部件的軸向位置的信號傳遞到遠程位置，例如地面位置。

還公開了一種用于操控井下工具的方法。該方法包括將信號從地面位置傳遞給設置在井下工具中的井下接收器。該信號控制設置在至少部分地軸向延伸穿過井下工具的主體的孔內的馬達的一個或幾個操作。腔相對于孔徑向靠外設置，其例如位于主體的壁中。馬達連接到并且移動設置在孔內的閥，使其在第一位置和第二位置之間移動。當閥處于第一位置時，阻斷流體流動通過設置在孔和腔之間的端口，當閥處于第二位置時，允許流體從孔通過端口流到腔中。可操控部件能夠可移動地連接到井下工具的主體并且被布置和設計成響應于由于流體流入腔中所引起的液壓升高而在非操控狀態和操控狀態之間移動。在井下工具的可操控部件被操控時，井下工具被操作。

公開了一種用在井眼中的井工具操控系統。該井工具操控系統包括設置在井下管道的內部流道內的閥。該閥被布置和設計成在密封井下管道的內壁中的端口的第一位置和允許流體從內部流道流入端口中的第二位置之間移動。該閥具有一個或多個從其中穿過的通道使得無論閥處于什么位置都允許流體從通道軸向地通過到達井下鉆頭。馬達設置在井下管道的內部流道內以允許內部流道中的流體從馬達周圍通過。馬達被連接到閥并且被布置和設計成使閥在第一位置和第二位置之間移動。響應于流體流入端口并通過端口的可操控部件由此通過將閥從第一位置移動到第二位置而被操控。閥在第一位置和第二位置之間的移動包括線性和旋轉閥移動。