井下套管工具制造技术

提供了一种井下套管工具，其包含下部接头，所述下部接头限定穿过它的中心钻孔和一个或多个套管端口。存在活塞阀，所述活塞阀可滑动地定位在所述下部接头内以选择性地阻断所述中心钻孔和所述一个或多个套管端口之间的连通。存在上部接头，所述上部接头可连接到所述下部接头并与所述下部接头共享另一中心钻孔。所述上部接头具有入口端口、一个或多个连通端口和出口端口。存在至少一个套筒组件，所述至少一个套筒组件安置在形成于所述上部接头的壁中的套筒钻孔中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】井下套管工具
本公开总体上涉及一种用于井筒中的井下工具。一些实施例涉及一种用于工作管柱中的可测试起爆器套管。
技术介绍
油井或气井包含延伸到地下地层中地面(例如地球表面)以下某一深度处的井筒，且通常被加衬有例如外罩的管状物以增加井的强度。可能需要对地层进行生产处理或刺激以使地层断裂并提供烃到井筒的通道，可以将烃从井筒中带到地面并进行生产。经由水平井筒的地层断裂传统上涉及将刺激剂流体泵送通过井筒的有罩区段或开孔区段并进入地层中，以使地层断裂并由此生产烃。在一些情况下，将压裂管柱部署在有罩井筒中，在这种情况下，在固井中系统中设置穿孔以允许刺激流体行进通过压裂工具和穿孔的固井外罩，以刺激地层远处。在其它情况下，在无罩开孔中进行压裂。在多阶段压裂的情况下，按顺序使用多个压裂阀工具来压裂地层的区段，通常是从井筒的趾末端开始并逐渐朝向井筒的跟末端移动。趾阀是位于压裂管柱的趾末端处的特定阀。其是管柱上的第一阀，以打开并允许压裂管柱的内部和地层远处之间的连通。趾阀，也被称为趾起爆器套管，有时被设计成仅在施加了特定值的特定数量的压力循环之后才打开。一旦打开，流动路径就可以用于刺激地层以进行生产，或仅仅用于允许将精选的多阶段压裂底部钻具组件(BHA)泵入井下。完井管柱可以被固井或不在井筒内部。一些趾阀，例如US9,752,412中所教示的趾阀，使用形成于内部管状物的外表面上呈销槽布置形式的分度机构，以及允许流体在压力测试中将分度销移动到井下并允许偏置装置在压力测试结束时将分度机构移回井上的活塞系统，并且销槽布置防止流体压力打开阀直到预定数量的压力测试完成为止。US9,500,063教示了一种具有端口套管的趾阀，所述端口套管位于外心轴和内心轴之间并在它们之间移位。阀环具有四个端口：循环端口、致动端口、输出端口和打开端口。在压力测试中，将流体通过循环端口施加到套筒的井上末端以将套筒推入井下。弹簧将套筒返回偏置到井上，在此点处，流体穿过致动端口以向下游提供与下一套筒的流体连通或使活塞阀移位。包含至少一个锁定特征的锁定杆被定位成一旦第一活塞阀被打开就保持器第一活塞阀在打开位置中。需要是适合于提供多循环可操作性的井下工具或装置。
技术实现思路
本公开的实施例涉及一种井下套管工具，其可以包含以下中的一个或多个：下部接头，其限定穿过它的中心钻孔和一个或多个套管端口；活塞阀，其可滑动地定位在下部接头内以选择性地阻断中心钻孔和一个或多个套管端口之间的连通；上部接头，其可连接到下部接头并与下部接头共享中心钻孔，所述上部接头限定入口端口、一个或多个连通端口和出口端口并包括一个或多个套筒组件，每个套筒组件容纳在形成于上部接头的壁中的套筒钻孔中。此类套筒组件中的任一个可以包含以下中的一个或多个：弹簧杆，其轴向地固定在套筒钻孔中；套筒套管，其可滑动地定位在弹簧杆的至少一部分上；弹簧，其围绕弹簧杆而定位；安全销，其可插入到套筒套管的至少一部分中，且可与弹簧杆接合以由此轴向地固定套筒套管并使弹簧在弹簧杆和套筒套管之间保持压缩。由来自中心钻孔的流体压力引起的安全销的断裂以及流体压力的释放可以允许以下操作：允许弹簧的延伸以及套筒套管的轴向移动，从而允许流体经由连通端口传递到一个或多个后续套筒组件；或允许流体传递到活塞阀的井上末端，以由此使阀移位以允许中心钻孔和一个或多个套管端口之间的连通。本文中的其它实施例涉及一种打开井下套管工具的方法。所述方法可以包含提供井下套管工具的步骤。套管工具可以包含以下中的一个或多个：下部接头，其限定穿过它的中心钻孔和一个或多个套管端口；活塞阀，其可滑动地定位在下部接头内以选择性地阻断中心钻孔和一个或多个套管端口之间的连通；上部接头，其可连接到下部接头并与下部接头共享中心钻孔，所述上部接头限定入口端口、一个或多个连通端口和出口端口并包括一个或多个套筒组件，每个套筒组件容纳在形成于上部接头的壁中的套筒钻孔中。所述套筒组件中的任一个可以包含：弹簧杆，其轴向地固定在套筒钻孔中；套筒套管，其可滑动地定位在弹簧杆的至少一部分上；弹簧，其围绕弹簧杆而定位；安全销，其可插入到套筒套管的至少一部分中且可与弹簧杆接合以由此轴向地固定套筒套管并使弹簧在弹簧杆和套筒套管之间保持压缩。所述方法可以包含以下步骤：对所述井下工具的第一套筒加压以用来自中心钻孔的流体压力使所述安全销断裂；释放流体压力以允许弹簧的延伸以及套筒套管的轴向移动；允许流体经由连通端口传递到一个或多个后续套筒组件，或允许流体传递到活塞阀的井上末端，以由此使阀移位以允许中心钻孔和一个或多个套管端口之间的连通。本公开的其它实施例涉及一种井下套管工具，其可以包含与上部接头联接的下部接头。下部接头可以包含穿过它的(中心)钻孔。下部接头可以具有至少一个套管端口。此处可以与下部接头和/或上部接头一起操作的可移动构件。在各方面中，可以存在可滑动地定位在下部接头内以选择性地阻断下部接头的钻孔和一个或多个套管端口之间的流体连通(流体流动)的活塞阀。上部接头可以包含：至少一个流体连通端口；以及出口端口。上部接头可以具有侧壁。可以存在形成于侧壁内的套筒钻孔。可以存在安置于套筒钻孔内的套筒组件。套筒组件可以包含以下中的一个或多个：弹簧杆；套筒套管，其(可移动地)定位在弹簧杆的至少一部分上；偏置构件，其与套筒套管接合；以及安全销，其包括工作表面。安全销可以安置在套筒套管的至少一部分内。安全销可以与弹簧杆接合。安全销可以被配置成因抵靠工作表面施加压力(例如来自流体)而断裂。井下套管工具可以包含第二套筒组件。在各方面中，在偏置构件将套筒套管移动到缩回位置或第二位置之后，流体可以进入第二套筒组件。套筒组件和第二套筒组件中的至少一个可以具有纵向套筒轴线。井下套管工具可以具有相应纵向套管轴线。纵向套筒轴线可以(大致上)正交于纵向套管轴线。正交意味着包含合理的精度公差，但无需恰好为数学正交。井下套管工具可以包含流量控制插入件。流量控制插入件可以包含内部径向脊。内部径向脊可以包含纵向脊高度。在各方面中，活塞阀的一部分可以被配置成在活塞阀的末端与内部径向脊的末端接合时至少部分地阻塞至少一个套管端口。纵向脊高度对所述部分的高度的阻塞比率在0.8至1.2的比率范围内。所述比率可以为约1。井下工具套管可以包含接近活塞阀的井上末端的上部大气室。上部大气室可以与出口端口进行流体连通。活塞阀可以液压地平衡，直到上部大气室用从出口端口传送的流体进行加压为止。在各方面中，流体可以从入口端口进入套筒的压力室以便作用于工作表面。压力室可以被密封地隔离而不与套筒钻孔的任何其它部分进行流体连通，直到安全销断裂为止。在各实施例中，压力室中的流体压力的释放或减小可以允许偏置构件的延伸或解压以及套筒套管到缩回位置的合成移动。套筒套管的移动可以促进压力室和弹簧大气室之间的一个或多个密封件的移位，以由此允许流体从压力室流动到弹簧大气室，且然后进行以下流动中的至少一个：经由连通端口流动到后续套筒组件；以及流动到活塞阀的井上末端。井下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下套管工具，其包括：/n下部接头，其包括穿过它的中心钻孔和至少一个套管端口；/n活塞阀，其可滑动地定位在所述下部接头内以选择性地阻断所述中心钻孔和所述一个或多个套管端口之间的流体连通；/n上部接头，其能够连接到所述下部接头，所述上部接头进一步包括：/n入口端口；/n至少一个流体连通端口；/n出口端口；以及/n形成于所述上部接头的侧壁内的套筒钻孔；/n套筒组件，其安置在所述套筒钻孔内，所述套筒组件进一步包括：/n弹簧杆；/n套筒套管，其可移动地定位在所述弹簧杆的至少一部分上；/n偏置构件，其与所述套筒套管接合；/n安全销，其包括工作表面，所述安全销安置在所述套筒套管的至少一部分内并与所述弹簧杆接合，/n其中所述安全销被配置成因抵靠所述工作表面施加流体的压力而断裂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190124 US 62/796,2561.一种井下套管工具，其包括：
下部接头，其包括穿过它的中心钻孔和至少一个套管端口；
活塞阀，其可滑动地定位在所述下部接头内以选择性地阻断所述中心钻孔和所述一个或多个套管端口之间的流体连通；
上部接头，其能够连接到所述下部接头，所述上部接头进一步包括：
入口端口；
至少一个流体连通端口；
出口端口；以及
形成于所述上部接头的侧壁内的套筒钻孔；
套筒组件，其安置在所述套筒钻孔内，所述套筒组件进一步包括：
弹簧杆；
套筒套管，其可移动地定位在所述弹簧杆的至少一部分上；
偏置构件，其与所述套筒套管接合；
安全销，其包括工作表面，所述安全销安置在所述套筒套管的至少一部分内并与所述弹簧杆接合，
其中所述安全销被配置成因抵靠所述工作表面施加流体的压力而断裂。


2.根据权利要求1所述的井下套管工具，其中所述井下套管工具进一步包括第二套筒组件，并且其中在所述偏置构件将所述套筒套管移到缩回位置之后，所述流体进入所述第二套筒组件。


3.根据权利要求2所述的井下套管工具，其中所述套筒组件和所述第二套筒组件中的至少一个具有纵向套筒轴线，其中所述井下套管工具具有纵向套管轴线，并且其中所述纵向套筒轴线正交于所述纵向套管轴线。


4.根据权利要求1所述的井下套管工具，所述井下套管工具进一步包括流量控制插入件。


5.根据权利要求4所述的井下套管工具，其中所述流量控制插入件包括内部径向脊，并且其中所述内部径向脊包括纵向脊高度。


6.根据权利要求5所述的井下套管工具，其中所述活塞阀的一部分被配置成在所述活塞阀的末端与所述内部径向脊的末端接合时至少部分地阻塞所述至少一个套管端口。


7.根据权利要求6所述的井下套管工具，其中所述纵向脊高度对所述部分的高度的阻塞比率在0.8至1.2的比率范围内。


8.根据权利要求1所述的井下套管工具，所述工具进一步包括接近所述活塞阀的井上末端的上部大气室，其中所述上部大气室与所述出口端口进行流体连通。


9.根据权利要求8所述的井下套管工具，其中所述活塞阀液压地平衡，直到所述上部大气室用从所述出口端口传送的所述流体进行加压为止。


10.根据权利要求1所述的井下套管工具，所述流体从所述入口端口进入所述套筒的压力室以便作用于所述工作表面。


11.根据权利要求1所述的井下套管工具，其中所述压力室被密封地隔离而不与所述套筒钻孔的任何其它部分进行流体连通，直到所述安全销断裂为止。


12.根据权利要求11所述的井下套管工具，其中所述压力室中的流体压力的释放或减小允许所述偏置构件的延伸以及所述套筒套管到缩回位置的合成移动。


13.根据权利要求12所述的井下套管工具，其中所述套筒套管的移动促进所述压力室和弹簧大气室之间的一个或多个密封件的移位，以由此允许流体从所述压力室流动到所述弹簧大气室，且然后进行以下流动中的至少一个：经由连通端口流动到后续套筒组件；以及流动到所述活塞阀的所述井上末端。


14.根据权利要求1所述的井下套管工具，其进一步包括固位板以将所述弹簧杆轴向地固定在所述套筒组件中。


15.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德里安·奥仆雷尔，
申请(专利权)人：井博士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA