跨越工具接头的井下阀及其制造和使用方法技术

公开了一种井下阀。井下阀具有导向阀区段和工具区段。导向阀区段具有第一管。工具区段具有与导向阀区段的第一管滑动相连的第二管，从而提供导向阀区段与工具区段之间的流体连通。工具区段可以形式为泥浆脉冲遥测阀、拖缆、竖直转向工具、旋转导向工具、旁通阀、封隔器、造斜器或者稳定器的信号阀区段。

Downhole valve and its manufacturing and using method for crossing tool joint

A downhole valve is disclosed. The downhole valve has the guide valve section and the tool section. The guide valve section has a first tube. The tool section has second tubes that are connected to the first tube of the guide valve section, thus providing the fluid connectivity between the guide valve section and the tool section. The tool section can be in the form of mud pulse telemetry valve, towing cable, vertical steering tool, rotary steering tool, bypass valve, packer, tilting device or stabilizer signal valve section.

【技术实现步骤摘要】
跨越工具接头的井下阀及其制造和使用方法
技术介绍
将泥浆脉冲遥测阀集成到随钻测量(MWD)/随钻测井(LWD)系统中有时是麻烦且昂贵的，这是因为系统部件的严格的机械间距容差要求造成的。机械、电以及液压连接必须被维持。这些系统的部件易于机械磨损，这是因为它们包括在钻柱的流体流路径中直接安置的移动部件。这种系统的部件被设计成产生压力脉冲，从而部件有目的地中断流并且暴露于非常高速的研磨媒介。附加地，在一些设计中，中断钻井液流的可互换的部件针对非常特定的钻井液流速而被构造。偶尔地，这些结构需要在现场调整。附加地，钻具构件、即钻杆和钻铤(所述钻具构件容纳泥浆脉冲遥测阀的一部分或者作为泥浆脉冲遥测阀的一部分)可以包括能够受到损害的螺纹接头。螺纹受损的可能性是高的，这是因为在这些装置中通常采用的材料以及这些构件的大质量要求重型机械来将构件一起搬运和扭转。受损的构件有时需要替换。有时，受损的螺纹可以被再次机加工(“切回”)以恢复其状态并延长非常昂贵的钻具构件的使用寿命。然而，这种再次机加工改变了构件的长度，并且可以非故意地改变需要替换的钻具构件的泥浆脉冲遥测阀的系统部件之间的机械间距。因为已经在钻杆以及钻铤中做出的巨大的投资，所以非常期望的是泥浆脉冲遥测阀能够与已有的钻井设备兼容并且对钻杆以及钻铤需要最小化的调整或者无需调整。泥浆脉冲遥测已知提供了一种高效的方案，因为其并不依赖于延伸至地面的电线或者针对现有硬件必须调整的其它机构。泥浆脉冲遥测使得信号以声速经过在钻柱中流动的钻井液传播至地面，因而提供了与地面的非常迅速的通信链接。泥浆脉冲遥测通常形式为位于钻头附近的阀，其断续地限制钻柱中的钻井液的流。泥浆脉冲遥测系统可以被降低在位于钻柱中的线缆上，但是通常被形成为在钻头附近插入到钻柱中的专门的钻铤的一体部分。在正常的钻探操作过程中，钻井液的连续的液柱在钻柱中从井的地面到位于井的底部的钻头循环。泥浆脉冲遥测的基本操作原理是在钻井液流经井下遥测阀时断续地限制钻井液的流，因而在钻井液中产生压力脉冲，所述压力脉冲通过钻井液以声速传播至井的地面。在钻头附近被感测的、将被传递至地面的信息被编码成数字化格式，并且，数字化格式的信号被用于断续地致动限制钻杆中的钻井液的流的井下遥测阀，因而将脉冲传递至地面。脉冲在地面被检测，并且被转化成电或者其它信号，所述电或者其它信号可以被解码并且被处理以重现所传递的信息。在传统的油气井中，钻井液以大约100至大约1200加仑每分钟的流速被循环经过钻杆的内部。泥浆脉冲遥测系统必须操作以部分地限制这种流。因此，系统必须控制大量的能量。井下遥测阀必须迅速操作以在这种高压环境中产生压力脉冲，从而断续地限制钻井液的流。这种限制必须足以在流体流中产生压力升高，这将在井的地面是可检测的。在钻井液的传统高流速的情况下，需要很大的力和能量来以产生期望的压力脉冲所必须的方式致动井下遥测阀。因此，需要一种井下阀，能够高效地传递井下数据或者操作井下工具同时减少维修和维护成本。在此公开的本专利技术的内容涉及这种井下阀，在一些实施例中所述阀特征为和/或能用作为泥浆脉冲遥测阀。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种组件，包括：具有第一孔和第一端部的第一管形构件；具有第二孔和第二端部的第二管形构件，所述第一管形构件的第一端部连接至所述第二管形构件的第二端部，以形成工具接头，以使得所述第一孔与所述第二孔连通；以及井下阀，所述井下阀在所述第一孔和所述第二孔中设置，以横跨所述工具接头，所述井下阀固定至所述第一管形构件和所述第二管形构件。可选地，所述井下阀包括在所述第一管形构件的第一孔内邻近所述工具接头固定的导向阀区段。可选地，所述井下阀包括在所述第二管形构件的第二孔内邻近所述工具接头固定的工具区段。可选地，所述井下阀包括在所述第一管形构件的第一孔内邻近所述工具接头固定的导向阀区段，并且所述导向阀区段和所述工具区段利用滑动接头跨越所述工具接头流体连通。可选地，所述导向阀区段包含第一管，并且所述工具区段包含与所述第一管相连的第二管，所述第一管和所述第二管中的至少一个跨越所述工具接头延伸并形成所述滑动接头。可选地，所述第一管和所述第二管能够滑动地相连。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种井下阀，包括：具有第一管的导向阀区段；工具区段，所述工具区段具有与所述导向阀区段的第一管能够滑动地相连的第二管，从而提供所述导向阀区段与所述工具区段之间的流体连通。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于组装井下阀的方法，包括：将具有第一孔和第一端部的第一管形构件连接至具有第二孔的第二管形构件的第二端部，因而将在所述第一管形构件内设置的井下阀的导向阀区段流体连接至在所述第二管形构件内设置的井下阀的工具区段。可选地，所述第一端部和所述第二端部设有螺纹，并且所述导向阀区段经由滑动接头能够流体连接至所述工具区段，并且其中，将所述第一端部连接至所述第二端部是被进一步限定为使得所述第一管形构件和所述第二管形构件中的一个相对于所述第一管形构件和所述第二管形构件中的另一个旋转以将所述第一端部和所述第二端部螺纹相连，并且同时使得所述导向阀区段和所述工具区段中的一个的至少一部分相对于所述导向阀区段和所述工具区段中的另一个旋转。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种方法，包括：在第一管形构件的第一孔内邻近第一管形构件的第一端部固定井下阀的导向阀区段；以及在第二管形构件的第二孔内邻近第二管形构件的第二端部固定井下阀的工具区段，所述导向阀区段和所述工具区段中的至少一个具有延伸超过相应的第一管形构件和第二管形构件的界限的管。可选地，所述管是第一管，并且所述方法还包括将所述第一管形构件的第一端部连接至所述第二管形构件的第二端部，以形成工具接头，因而利用所述第一管将在所述第一管形构件内设置的所述井下阀的导向阀区段流体连接至所述井下阀的工具区段。可选地，固定所述导向阀区段和所述工具区段的步骤在第一场所被实施，并且将所述第一管形构件的第一端部连接至所述第二管形构件的第二端部的步骤在远离所述第一场所的第二场所被实施。可选地，所述第二场所是井现场。可选地，所述第一管形构件和所述第二管形构件是钻铤。附图说明图1是根据目前所公开的本
技术实现思路
的跨越工具接头部署的示意性井下阀的局部剖视图。图2是根据目前所公开的本
技术实现思路
的一个实施例的图1的井下阀的导向阀区段的局部剖视图。图3是根据目前所公开的本
技术实现思路
的一个实施例的图1的井下阀的信号阀区段的局部剖视图。具体实施方式在解释公开细节的至少一个实施例之前，应当理解的是除非另外指出，本公开并不限于其针对以下说明书提出的或附图示出的各部件的构造细节、试验、示意性数据和/或布置结构的应用。本公开中描述的系统和方法适合于其它的实施例或者适合于以不同方法实践或实施。此外，应当理解的是在此所采用的措辞和术语是出于描述的目的，且不应理解为限制。以下详细的说明针对附图。不同附图中的相同的附图标记可以表示相同或类似的元素。正如在说明书中所使用的，术语“包括”、“包括有”、“包含”、“包含有”、“具有”、“具备”或者它们的任何其它改型将是覆盖非唯一性的涵盖。例如，除非另外指出，包括一系列元素的过程、方法、物品或设备并不必然限制于仅仅那些元素，而还可以包括未专门列出的或者对此类过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组件，包括：具有第一孔和第一端部的第一管形构件；具有第二孔和第二端部的第二管形构件，所述第一管形构件的第一端部连接至所述第二管形构件的第二端部，以形成工具接头，以使得所述第一孔与所述第二孔连通；以及井下阀，所述井下阀在所述第一孔和所述第二孔中设置，以横跨所述工具接头，所述井下阀固定至所述第一管形构件和所述第二管形构件。

【技术特征摘要】
2016.06.06 US 15/174,4631.一种组件，包括：具有第一孔和第一端部的第一管形构件；具有第二孔和第二端部的第二管形构件，所述第一管形构件的第一端部连接至所述第二管形构件的第二端部，以形成工具接头，以使得所述第一孔与所述第二孔连通；以及井下阀，所述井下阀在所述第一孔和所述第二孔中设置，以横跨所述工具接头，所述井下阀固定至所述第一管形构件和所述第二管形构件。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述井下阀包括在所述第一管形构件的第一孔内邻近所述工具接头固定的导向阀区段。3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述井下阀包括在所述第二管形构件的第二孔内邻近所述工具接头固定的工具区段。4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述井下阀包括在所述第一管形构件的第一孔内邻近所述工具接头固定的导向阀区段，并且所述导向阀区段和所述工具区段利用滑动接头跨越所述工具接头流体连通。5.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述导向阀区段包含第一管，并且所述工具区段包含与所述第一管相连的第二管，所述第一管和所述第二管中的至少一个跨越所述工具接头延伸并形成所述滑动接头。6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述第一管和所述第二管能够滑动地相连。7.一种井下阀，包括：具有第一管的导向阀区段；工具区段，所述工具区段具有与所述导向阀区段的第一管能够滑动地相连的第二管，从而提供所述导向阀区段与所述工具区段之间的流体连通。8.一种用于组装井下阀的方法，包括：将具有第一孔和第一端部的第一管形构件连接至具有第二孔的第二管形构件的第二端部，因而将在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·门科尼，P·R·小塞居拉，
申请(专利权)人：本奇特里集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US