用于井的利用了启动球的方法及装置制造方法及图纸

一种系统，其包括管柱和空心球。所述管柱被适配成部署在井的井下并且包括支座。启动球被适配成部署在所述井中，以便嵌入所述支座中。所述球包括形成球状表面的外壳。所述外壳中形成有封闭体积，并且所述外壳由金属材料形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及用于井的利用了启动球的方法及装置。
技术介绍
出于制备用于生产油和天然气的井的目的，可经由如钢丝绳或连续油管柱(coiled tubing string)的部署机构将至少一个射孔枪部署到所述井中。然后，当所述一个或多个射孔枪被适当地定位时，可发射所述一个或多个枪的聚能药包(shaped charges)以便形成进入周围岩层中的射孔孔道，并且如果所述井被下套管，那么可能穿透所述井的套管。可以在所述井中进行其它的操作来增加所述井的穿透性，所述操作如井增产操作以及涉及水力压裂、酸化等的操作。在这些操作过程中，可以使用需要启动和/或停止启动(deactivation)的各种井下工具。作为非限制性实例，这些工具可包括压裂阀、膨胀式扩孔器以及尾管悬挂器。
技术实现思路
在一个实施方案中，一种系统包括管柱和启动球。所述管柱被适配成部署在所述井中，并且所述启动球被适配成部署在所述管柱中，以便嵌入支座中。所述启动球包括形成球状表面的外壳。所述外壳中形成有封闭体积，并且所述外壳由金属材料形成。在另Iv实施方案中，一种技术包括将启动球部署在井的井下管柱中。所述启动球包括外壳，所述外科中具有封闭体积。所述外壳包括金属材料。所述技术包括使所述球通过所述管柱的通道，直到所述球嵌入所述柱的支座中以形成障碍物(或流体密封障碍物)，并且所述方法包括使用所述障碍物来加压所述柱的区域。其它特征和优点将从以下描述及所附权利要求书中变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的实施方案的井的示意图。图2是描绘根据本专利技术的实施方案的在井中使用启动球的技术的流程图。图3A、图3B和图3C是图1的根据本专利技术的实施方案的示例性球启动工具的横截面图。图4是根据本文所公开的实施方案的启动球的横截面图。图5是根据本文所公开的实施方案的启动球的横截面图。图6是根据本文所公开的实施方案的启动球的横截面图。图7A是根据本文所公开的实施方案的启动球的透视图。图7B至图7D是根据本文所公开的实施方案的启动球的一部分的横截面图。图7E是根据本文所公开的实施方案的启动球的一部分的透视图。具体实施例方式本文出于使用轻质启动球来启动井下工具的目的而公开了系统及技术。此种启动球可用于图1中所描绘的井10中。对这个实施例来说，井10包括延伸穿过一个或多个油气藏岩层的井眼12。尽管在图1中被描绘为主要的垂直井眼，但根据本专利技术的其它实施方案，井眼12也可以是偏斜或水平井眼。如图1中所描绘，管柱20 (套管柱，作为非限制性实例)延伸到井眼12中并且包括封隔器22，所述封隔器是径向扩展的或经“定型”以达到在管柱20的外表面与井眼壁之间形成一个或多个相应环形密封件的目的。封隔器22在定型时形成相应的隔离区域30 (在图1中描绘成区域30a、30b和30c，作为非限制性实例)，在所述隔离区域中可以进行各种完井操作。以这种方式，在管柱20伸入井眼12中并且将封隔器22定型之后，出于进行如压裂、增产、酸化等的完井操作的目的，可取决于特定的实现方式每次在一个区域30中进行完井操作。出于选择给定区域30来进行完井操作的目的，管柱20包括使用轻质启动球36来选择性地操作的工具。如本文所述，根据某些实现方式，每个启动球36都由外金属壳构造而成并且可能是空心的。对于图1中所描绘的特定非限制性实施例来说，井下工具为套筒阀33。一般来说，对这个实施例来说，每个套筒阀33都与给定区域30相关联并且包括套筒34，所述套筒通过所部署的启动球36来操作以选择性地打开套筒34。在这个方面，根据本专利技术的某些实施方案，当安装在所述井中作为柱20的一部分时，套筒阀33均被初始地配置成关闭的。结合图1参看图3A，当关闭时(如在区域30b和30c中所描绘)，套筒34遮盖径向端口 32 (形成于套筒阀33的壳体35中，所述套筒阀与管柱30同心)，以便阻挡管柱20的中央通道21与相关联区域30的环带之间的流体连通。尽管未在这些附图中示出，但套筒阀33具有相关的密封件(例如，O形环)以达到封闭穿过径向端口 32的流体连通的目的。套筒阀33可以通过给定启动球36的部署而打开，如在图1的区域30a中所描绘。结合图1参看图3B，在这个方面，启动球36是从所述的井的表面上进行部署并且在井下(沿箭头“A”的方向)行进穿过中央通道21，最终嵌入套筒34的支座38中。结合图1参看图3C，当嵌入支座38中时，形成障碍物(或流体密封障碍物)，这允许流体压力增加(例如，通过在所述井的表面上操作流体泵)，以便在套筒34上施加归结于压力差(S卩，球36上方的高压“Ps”与球36下方的低压的向下力，从而使得套筒阀33打开并且由此允许穿过相关径向端口 32的流体连通。参看图1，根据示例性非限制性实施方案，套筒阀33的支座38被分度，这样使得支座38的内径从所述井的表面朝向井眼12的末端或井趾(toe)变得越来越小。由于分度的开口，可以使用直径变化的一系列空心启动球36来选择并启动给定的套筒阀。以这种方式，对于本文所描述的示例性配置来说，出于启动最下方套筒阀的目的，首先将外径最小的启动球36部署到管柱20的中央通道21中。对图1中所描绘的实施例来说，用来启动用于区域30a的套筒阀33的启动球36由此小于用来启动用于区域30b的套筒阀33的相应的空心启动球36 (未示出)。以相应的方式，外径更大的启动球36 (未示出)可用来启动用于区域30c的套筒阀33，等等。尽管图1描绘了具有不同固定直径的支座38的系统，但可使用根据本专利技术的其它实施方案的其它系统。例如，根据本专利技术的其它实施方案，管柱可含有(例如)通过液压控制管线在“物体捕捉状态”下选择性地放置的阀座。不论所使用的特定系统如何，管柱都包括至少一个由启动球启动的井下工具，所述启动球是穿过所述柱的通道进行部署。因此，涵盖其它变化并且这些变化属于所附权利要求书的范围内。将给定启动球36从其支座38上移除可用来减轻由于穿过套筒阀33的通路37 (参见图3C)的障碍物而产生的压力差。由支座固定的启动球36可以多种不同的方式从支座38上移除。作为非限制性实施例，启动球36可由可钻孔的材料制成，这样使得启动球36可以被碾磨以允许穿过中央通道21的流体流动。替代地，阀座38、套筒34或启动球36可由可变形材料构造而成，这样使得启动球36可以在较高压力下受挤压穿过支座38，从而开放中央通道21。作为又一个实施例，可以使流体穿过中央通道21的流动反向，这样使得启动球36可以被向上推动而穿过中央通道21推向所述井的表面。以这种方式，可以在中央通道21与所述环带之间建立反向的循环流动，以便将球36收回到所述井的表面上。通过使流体流动反向来使启动球36移位，所述启动球36从所述井中以不可破坏的方式被移除，这样使得启动球36和相应的套筒阀二者均可被再次使用。当启动球36通过使流体穿过中央通道21向上流动而收回时,启动球36可能具有特定的比重，这样使得向上流动的流体能够从支座38上移除启动球36。虽然启动球36的比重可能是相对重要的限制条件，但启动球36应当能够耐受在支座38中进行安置的冲击、跨越球36的压力差建立以及在井下环境中存在的较高温度。启动球36在使用期间未能维持其形状和结构可能会导致如套筒阀的井下工具的失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.12 US 61/363,547;2010.07.14 US 61/364,2671.一种系统，其包括: 管柱，其被适配成部署 在井的井下，所述柱包括支座；以及 启动球，其被适配成部署在所述管柱中以嵌入所述支座中，所述球包括形成球状表面的外壳，其中所述外壳中形成有封闭体积并且所述外壳由金属材料形成。2.如权利要求1所述的系统，其进一步包括包含所述支座的工具，其中所述球被适配成嵌入所述支座中以便形成障碍物，这样使得由于所述障碍物所形成的流体压力启动所述工具。3.如权利要求1所述的系统，其中所述支座包括所述柱的多个支座之一。4.如权利要求3所述的系统，其中所述支座已形成一组分度的开口，以便允许所述支座中的每一个由大小与所述支座相关的启动球选择性地祀定。5.如权利要求1所述的系统，其中所述外壳包括第一部分，所述第一部分接合到第二部分。6.如权利要求5所述的系统，其中所述第一部分和所述第二部分使用选自由以下各项组成的组中的至少一种方法来接合:焊接、摩擦搅拌焊接、攻螺纹以及压配。7.如权利要求1所述的系统，其中所述金属材料包括选自由以下各项组成的组中的至少一种金属材料:招合金、镁合金、镍钴基合金以及钢。8.如权利要求1所述的系统，其中所述铝合金是选自由以下各项组成的组中的铝合金:6000系列铝合金和7000系列铝合金。9.如权利要求1所述的系统，其进一步包括布置在所述外壳的所述球状表面上的涂层。10.如权利要求1所述的系统，其中所述封闭体积是空心的。11.如权利要求1所述的系统，其中所述封闭体积包含填充剂，其中所述填充剂包括选自由以下各项组成的组中的至少一种填充剂:塑料、泡沫、纤维增强酚醛、聚醚醚酮、热塑性材塑料以及压缩气体。12.如权利要求1所述的系统，其进一步包括布置在所述外壳的内表面上的支撑结构。13.如权利要求12所述的系统，其中所述支撑结构包括选自由以下各项组成的组中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：特雷西·斯皮尔，皮瑞欧·什库瑞蒂，约翰·克里索斯托莫·沃夫，
申请(专利权)人：史密斯运输股份有限公司，
类型：
国别省市：