用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法.pdf

上传人:000****221 文档编号:148051 上传时间:2018-01-29 格式:PDF 页数:49 大小:2.10MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200880021044.5

申请日:

2008.04.11

公开号:

CN101688438A

公开日:

2010.03.31

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 23/00申请日:20080411|||公开

IPC分类号:

E21B23/00; E21B33/12; E21B33/13; E21B49/00

主分类号:

E21B23/00

申请人:

哈利伯顿能源服务公司

发明人:

大卫·P·布里斯科; 布罗克·W·华生; 拉尔夫·H·埃科尔斯

地址:

美国得克萨斯州

优先权:

2007.4.20 US 11/737,868

专利代理机构:

隆天国际知识产权代理有限公司

代理人:

聂慧荃;潘培坤

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种送入工具,包括多个组件,所述组件响应于在施加左旋扭矩之后所施加的交替的拉力和压缩力而使送入工具从衬管悬挂器释放。一种送入工具,包括多个组件,所述组件响应于左旋扭矩及随后的增大的压力来坐放衬管悬挂器,并且在不先施加左旋扭矩的情况下响应于增大的压力来坐放衬管悬挂器。一种送入工具,包括多个螺纹连接件,通过送入工具传递的扭矩并不通过螺纹连接件来传递。一种坐放衬管悬挂器的方法,该方法包括:对送入工具施加压缩力;随后对送入工具施加左旋扭矩;以及随后对送入工具施加拉力。一种释放衬管悬挂器的方法,该方法包括:对送入工具施加左旋扭矩;以及随后通过对送入工具施加拉力使送入工具从衬管悬挂器释放。

权利要求书

1.  一种从衬管悬挂器释放衬管悬挂器送入工具的方法,包括如下步骤:
对所述送入工具施加左旋扭矩;以及
随后通过对所述送入工具施加第一拉力而使所述送入工具从所述衬管悬挂器释放。

2.
  如权利要求1所述的方法,其中释放步骤还包括在施加所述第一拉力之后对所述送入工具施加压缩力。

3.
  如权利要求2所述的方法,其中所述释放步骤还包括在施加所述压缩力的步骤之后对所述送入工具施加第二拉力。

4.
  如权利要求1所述的方法,还包括在施加左旋扭矩的步骤之前使井筒中的所述衬管悬挂器的至少一部分沿径向向外膨胀的步骤。

5.
  如权利要求4所述的方法,其中膨胀步骤还包括如下步骤:增大用于将所述送入工具和衬管悬挂器运送到所述井筒中的工作管柱中的压力,从而偏压膨胀装置,使所述膨胀装置在所述衬管悬挂器的一部分内移动。

6.
  如权利要求1所述的方法,其中施加左旋扭矩的步骤还包括:在不由位于所述送入工具的端部连接件之间的任何螺纹连接件的螺纹来传递扭矩的情况下,通过所述送入工具来传递扭矩。

7.
  一种坐放衬管悬挂器的方法,包括如下步骤:
使用送入工具将所述衬管悬挂器运送到井筒中;
对所述送入工具施加第一压缩力;
对所述送入工具施加左旋扭矩;以及
随后对所述送入工具施加第一拉力。

8.
  如权利要求7所述的方法,还包括如下步骤:在施加第一拉力的步骤之后,在附连到所述送入工具的工作管柱中施加增大的压力。

9.
  如权利要求8所述的方法,其中施加增大的压力的步骤还包括:驱使膨胀装置穿过所述衬管悬挂器的至少一部分,从而使所述衬管悬挂器膨胀。

10.
  如权利要求7所述的方法,其中施加左旋扭矩的步骤还包括:在不由位于所述送入工具的端部连接件之间的任何螺纹连接件的螺纹来传递扭矩的情况下,通过所述送入工具传递扭矩。

11.
  如权利要求7所述的方法,还包括在施加第一拉力的步骤之后对所述送入工具施加第二压缩力的步骤。

12.
  如权利要求11所述的方法,还包括如下步骤:在施加第二压缩力的步骤之后对所述送入工具施加第二拉力,从而使所述送入工具从所述衬管悬挂器释放。

13.
  一种用于将衬管悬挂器运送并坐放于地下井中的送入工具,所述送入工具包括:
位于所述送入工具的相对两端的端部连接件之间的多个螺纹连接件,所述螺纹连接件将所述送入工具的多个部件相互连接;以及
其中通过所述送入工具传递的扭矩并不通过所述螺纹连接件的螺纹来传递。

14.
  如权利要求13所述的送入工具,其中在每个螺纹连接件处的至少一个扭矩传递装置防止通过所述螺纹连接件的螺纹来传递扭矩。

15.
  如权利要求14所述的送入工具,其中所述扭矩传递装置包括在相应的螺纹连接件处容置于每个部件中的至少一个扭矩销。

16.
  如权利要求13所述的送入工具,其中所述扭矩是右旋扭矩。

17.
  如权利要求13所述的送入工具,其中所述扭矩是左旋扭矩。

18.
  如权利要求17所述的送入工具,其中所述送入工具响应于施加到所述送入工具的左旋扭矩而被从所述衬管悬挂器释放。

19.
  如权利要求13所述的送入工具,其中所述送入工具能够被操作为使所述衬管悬挂器沿径向向外膨胀。

20.
  一种用于将衬管悬挂器运送并坐放于地下井中的送入工具,所述送入工具包括:
多个组件,其能够响应于在对所述送入工具施加左旋扭矩之后施加到所述送入工具的增大的压力来坐放所述衬管悬挂器;并且能够在不先对所述送入工具施加左旋扭矩的情况下,响应于施加到所述送入工具的增大的压力来坐放衬管悬挂器。

21.
  如权利要求20所述的送入工具,其中所述组件包括上部适配组件、活塞心轴组件以及阀套心轴组件。

22.
  如权利要求21所述的送入工具,其中所述上部适配组件和活塞心轴组件允许对送入工具施加基本上无限制的压缩力,而不会使所述送入工具开始从所述衬管悬挂器释放。

23.
  如权利要求20所述的送入工具,其中所述组件包括位于所述送入工具的相对两端的端部连接件之间的螺纹连接件,所述螺纹连接件使所述送入工具的多个部件相互连接,并且其中通过所述送入工具传递的扭矩并不通过所述螺纹连接件的螺纹来传递。

24.
  如权利要求20所述的送入工具,其中所述送入工具响应于在对所述送入工具施加了左旋扭矩之后施加到所述送入工具的交替的拉力和压缩力,而被从所述衬管悬挂器释放。

25.
  如权利要求20所述的送入工具,其中所述送入工具能够使所述衬管悬挂器沿径向向外膨胀。

26.
  一种用于将衬管悬挂器运送并坐放于地下井中的送入工具,所述送入工具包括:
多个组件,其能够响应于在对所述送入工具施加左旋扭矩之后施加到所述送入工具的交替的拉力和压缩力,而使所述送入工具从所述衬管悬挂器释放。

27.
  如权利要求26所述的送入工具,其中所述组件还能够响应于在所述衬管悬挂器已膨胀之后施加到所述送入工具的压缩力,而使所述送入工具从所述衬管悬挂器释放。

28.
  如权利要求26所述的送入工具,其中所述组件还能够响应于在对所述送入工具施加增大的压力之后施加到所述送入工具的左旋扭矩来坐放所述衬管悬挂器;并且能够在不先对所述送入工具施加左旋扭矩的情况下,响应于施加到所述送入工具的增大的压力来坐放所述衬管悬挂器。

29.
  如权利要求26所述的送入工具,其中所述组件包括位于所述送入工具的相对两端处的端部连接件之间的多个螺纹连接件,所述螺纹连接件将所述送入工具的多个部件相互连接,并且其中通过所述送入工具传递的扭矩并不通过所述螺纹连接件的螺纹来传递。

说明书

用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法
技术领域
本发明总体上涉及与地下井协同使用的设备和与地下井协同执行的操作;更具体地,在本文中描述的实施例中提供了一种用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法。
背景技术
可膨胀式衬管悬挂器通常用于将衬管固定于先前安设的套管(casing)或衬管柱(liner string)内。通常,这类衬管悬挂器是通过使衬管悬挂器径向向外膨胀成夹紧先前的套管或衬管柱并与其密封接触而被坐放的。通过利用液压压力驱动膨胀锥(expanding cone)或膨胀楔穿过衬管悬挂器,来使许多此类衬管悬挂器膨胀,但也可使用其它的方法(例如,机械模锻、爆炸膨胀、记忆金属膨胀、可膨胀材料膨胀、电磁力驱动膨胀等)。
通常,借助送入工具(running tool)来完成膨胀过程,该送入工具用于将衬管悬挂器及其附连的衬管运送到井筒中。送入工具在工作管柱(例如,由钻杆或其它的分段式或连续式管状构件所构成的管柱)与衬管悬挂器之间同两者相互连接。
如果使用液压压力来使衬管悬挂器膨胀,则通常使用送入工具控制流体压力的传递(communication),并且控制流体进出衬管悬挂器膨胀机构的各个部分的流动情况以及在工作管柱与衬管之间的流动情况。送入工具还可用于在例如衬管悬挂器膨胀之后、在紧急情况下、或者在坐放衬管悬挂器失败之后,控制工作管柱被从衬管悬挂器释放的时机和方式。
在某些要将衬管固结于井筒中的情况之下,通常还期望经由送入工具来进行水泥灌浆(cementing)。此外,送入工具优选为能够将扭矩从工作管柱传递到衬管,用以例如矫正(remediate)衬管在井筒中的粘卡,使衬管能够被用作钻柱,以便进一步钻凿井筒(在此情况下,可在衬管的端部连接一钻头)等等。
因此,应领会的是,利用可膨胀式衬管悬挂器送入工具,可执行许多功能。如果想要有效地且可靠地执行这些功能,则送入工具的操作应当适当地适应于送入工具的使用环境。
令人遗憾的是,以往的送入工具设计方案均在一个或多个方面存在缺陷。例如,某些设计方案需要在水泥灌浆(固井)作业之后且在使衬管悬挂器膨胀之前,使球或其它的塞(plug)通过工作管柱落下。然而,在很深的深度处和/或在高度偏斜的井筒中,球可能要用很长时间才能到达送入工具(在这段时间内,水泥凝固),或者球可能根本不会到达送入工具。
其它一些送入工具的设计方案使用一种释放机构,该释放机构由响应于下坐重量(坐封负荷,set down weight)的安全销(工作管柱中的压缩力)来操作。如果该下坐重量被过早地应用(例如,如果衬管被卡住时)或者根本未被应用(例如,在高度偏斜的井筒中),则衬管悬挂器会过早地被释放或者根本不会被释放。
又一些送入工具的设计方案使用一种响应于施加到工作管柱的右旋(顺时针)扭矩来操作的释放机构,或者不能将很大的扭矩从工作管柱传递到衬管。这些设计方案不允许将衬管用作钻柱,并且在某些情况下不允许使用右旋扭矩来释放被卡住的衬管。
因此,应领会的是,在可膨胀式衬管悬挂器送入工具及相关的安装可膨胀式衬管悬挂器的方法的技术领域需要进行改进。这些改进可包括对操作效率、组装和操作的便利性、改善的功能性等上文中未论述的改进。
发明内容
为实施本发明的原理,提出了一种用以解决本技术领域中的至少一个问题的送入工具及相关的方法。在下文描述的一个示例中,送入工具利用左旋扭矩以开始一备用坐放程序(setting procedure)或应急释放程序。在下文所描述的另一个示例中,可在向送入工具施加预定的左旋扭矩之前的任何时刻向该送入工具施加压缩力而不会导致该送入工具被从衬管悬挂器释放。
在一个方案中,提供了一种从衬管悬挂器释放衬管悬挂器送入工具的方法。该方法包括如下步骤:对送入工具施加一左旋扭矩;以及随后通过对送入工具施加一拉力使送入工具从衬管悬挂器释放。
在另一个方案中,坐放衬管悬挂器的方法包括如下步骤:利用送入工具将衬管悬挂器运送到井筒中;对送入工具施加压缩力;其后对送入工具施加左旋扭矩;以及随后对送入工具施加拉力。
在又一个方案中,提供一种用于将衬管悬挂器运送并坐放在地下井中的送入工具。该送入工具包括位于送入工具的相对两端的端部连接件之间的多个螺纹连接件。螺纹连接件将送入工具的多个部件相互连接。通过送入工具传递的扭矩并不通过螺纹连接件的螺纹来传递。
在又一个方案中,用于将衬管悬挂器运送并坐放在地下井中的送入工具包括多个组件,这些组件能够响应于施加于送入工具的左旋扭矩及响应于随后施加于送入工具上的增大的压力来坐放衬管悬挂器。这些组件还能够在不先对送入工具施加左旋扭矩的情况下响应于施加于送入工具的增大的压力来坐放衬管悬挂器。
在另一个方案中,用于将衬管悬挂器运送并坐放在地下井中的送入工具包括多个组件,这些组件能够响应于在对送入工具施加左旋扭矩之后施加到该送入工具的交替的拉力和压缩力而使送入工具从衬管悬挂器释放。
本领域一般技术人员在细致地考虑下文对本发明的示例性实施例的详细描述以及附图之后,将显而易见本发明的上述的和其它的特征、优点、效果及目的,其中,在各个附图中使用相同的附图标记来表示类似的构件。
附图说明
图1是体现本发明原理的衬管悬挂器坐放系统及相关的方法的局部剖视示意图;
图2A至图2L是可在图1的系统和方法中使用的衬管悬挂器送入工具及可膨胀式衬管悬挂器的连续的轴向剖视图,图中示出的该送入工具和该衬管悬挂器处于送入构型下。
图3A和图3B是在压缩力被从工作管柱施加到送入工具之后的送入工具的一部分的剖视图;
图4A至图4C是在固井作业结束且送入工具的瓣阀(flapper valve)已关闭之后的送入工具的一部分的剖视图;
图5A和图5B是在施加于工作管柱的压力增大从而使衬管悬挂器开始膨胀之后的送入工具的一部分的剖视图;
图6是示出在瓣阀未恰当地关闭的情况下进行的备用坐放程序的送入工具的一部分的剖视图;
图7A和图7B是在施加于工作管柱的压力进一步增大从而使衬管悬挂器膨胀之后的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图8是在从工作管柱对送入工具施加压缩力从而使送入工具开始从已膨胀的衬管悬挂器释放时的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图9是构型类似于图8、但在衬管悬挂器上使用加长的回接座(tiebackreceptacle)的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图10是通过从工作管柱对送入工具施加拉力从而略微提升送入工具之后的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图11是通过工作管柱进一步提升送入工具之后的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图12是当送入工具被从衬管悬挂器内收回时的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图13A至图13C是在备用坐放程序中的送入工具和衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图14是在对工作管柱施加压力从而使衬管悬挂器开始膨胀之后的备用坐放程序中的送入工具的一部分的剖视图;
图15A至图15C是在从工作管柱对送入工具施加压缩力之后,在应急释放程序中的送入工具及衬管悬挂器的一部分的剖视图;
图16是送入工具的一部分的示意性正视“展开”图,描绘了在送入、坐放以及释放送入工具的对应的各过程中凸耳相对于有槽心轴(slotmandrel)和扭力环的各个位置。
具体实施方式
应理解的是,不会背离本发明的原理的情况下,在此描述的本发明的多个实施例可以运用于各种取向(例如:倾斜、倒置、水平、竖直等等)和各种构型中。这些实施例仅作为有效地应用本发明的原理的示例来进行描述,本发明不局限于这些实施例的任何具体的细节。
在下文对本发明的有代表性的实施例的描述中,使用诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等的方向性术语以方便参阅附图。通常,“上方”、“上部”、“向上”及类似的术语指的是沿井筒朝向地面的方向,而“下方”、“下部”、“向下”及类似的术语指的是沿井筒远离地面的方向。
图1中示意性地示出了体现本发明原理的衬管悬挂器坐放系统10及相关的方法。在该系统10中,套管柱(casing string)12已被安装并固结于井筒14内。现在要安装从套管柱12的下端向外延伸的衬管(尾管)16,以便进一步地在更深的深度处为井筒14加衬。
应当指出,在本说明书中,术语“衬管”和“套管”可互换使用来描述用于形成井筒中的防护衬(protective lining)的管状材料。衬管和套管可由任何材料(例如:金属、塑料、复合材料等)制成,可作为安装过程的一部分而膨胀或不膨胀,并且可以是分段式或连续式。衬管或套管并非必须要被固结于井筒中。在不背离本发明的原理的情况下,可使用任何类型的衬管或套管。
如图1所示,使用可膨胀式衬管悬挂器18密封及固定靠近套管柱12下端的衬管16的上端。可替换地,可使用可膨胀式衬管悬挂器18来密封及固定位于窗体(图1中未示出)上方的衬管16的上端,其中该窗体穿过套管柱12的侧壁而形成,衬管穿过该窗体向外延伸入分支井筒(branch wellbore)或侧井筒内。因此,应领会的是,在符合本发明原理的情况下,套管柱12与衬管16可具有多种不同的构型和相对位置。
送入工具20连接在衬管悬挂器18与工作管柱22之间。工作管柱22用于将送入工具20、衬管悬挂器18以及衬管16运送到井筒14中,引导流体压力和流体流动,传递扭矩、拉力及压缩力,等等。送入工具20用于部分地通过使用由工作管柱22输送的扭矩、拉力及压缩力、流体压力及流体流动等来,方便地传送与安装衬管16和衬管悬挂器18。
在此,应明确理解的是,本发明的原理绝不局限于在此描述的系统10及相关的方法的细节内容。相反地,应清楚地认识到,本发明的系统10、方法及其特定的元件(例如:送入工具20、衬管悬挂器18、衬管16等)仅是可结合本发明的原理的众多构型、可替代方案等的一些示例。
现在另外参考图2A至图2L,其有代表性地示出了衬管悬挂器18和送入工具20的连续的轴向部分的剖视图。图2A至图2L描绘了衬管悬挂器18和送入工具20的一个实施例的具体构型,但在不背离本发明原理的情况下,其它的许多构型和实施例也是可行的。
在图2A至图2L中示出的衬管悬挂器18和送入工具20处于被运送到井筒14中的构型下。当整个总成(assembly)被运送到井筒14中时,工作管柱22在上部螺纹连接件24处附连到送入工具20,衬管16在下部螺纹连接件26处附连到衬管悬挂器18。
送入工具20由若干个组件构成,这些组件包括上部适配组件28、活塞心轴组件30以及阀套心轴组件32。上部适配组件28包括上部适配件(adapter)34、缓冲件36、凸耳本体(lug body)38、锁定爪套40、锁定爪42及锁定爪保持件44。上部适配件34使送入工具20与工作管柱22相连。
凸耳本体38设置(make up)在上部适配件34的底部上,并包括内部凸耳46,这些内部凸耳46支撑送入工具20、衬管悬挂器18以及衬管16的重量。内部凸耳46组装在有槽心轴50的纵向槽48a、48b中,并使上部适配组件28相对于送入工具20的其余部分定位于不同的位置处。这些槽48a、48b可以是本领域的普通技术人员公知的类型,例如“J形槽”(由于它们具有大体为J形的轮廓)。
锁定爪套40设置在凸耳本体38的底部上。螺钉52设置成穿过凸耳本体38中的孔并进入锁定爪套40的螺纹孔中,使穿过凸耳本体的孔与穿过锁定爪套的孔对准。凸耳本体的凸耳46与有槽心轴50中的槽48对准,就使得穿过凸耳本体及锁定爪套的那些孔和锁定爪套40下端上的其它孔54与位于扭矩环62和活塞心轴64中的安全销孔56对准。这使得能够在送入工具20被组装之后接近(access to)安全销58,因此可无需拆卸送入工具的情况下加装或移除这些安全销。
锁定爪42被抵靠着锁定爪套40的下端组装。锁定爪保持件44越过锁定爪42而设置在锁定爪套40的下端。
活塞心轴组件30位于上部适配组件28内。活塞心轴组件30包括靴(shoe)60、有槽心轴50、扭矩环62、活塞心轴64、释放锁66、活塞68、阀释放套管(valve release sleeve)70以及盖72。如上所述,有槽心轴50位于凸耳本体38中。凸耳本体38中的每个内部凸耳46分别定位于有槽心轴50上的两组纵向槽48a、48b之一中。
两组槽48a、48b(一组槽较长、一组槽较短)在有槽心轴50的下端相互连接,因此这些凸耳46能够从一组槽移动到下一组槽。当凸耳46处于短槽48a中时,它们能够向上移动,并在这些短槽的上端与外肩部74接合。
在该位置(状态)下,凸耳46能够承靠着短槽48a的侧部,将左旋扭矩和右旋扭矩从凸耳本体38传递到有槽心轴50。当凸耳46处于短槽48a的下端时,同样能够将右旋扭矩从凸耳本体38传递到有槽心轴50。
当凸耳46处于长槽48b中时,它们能够向上移动并顶抵着有槽心轴50上端的靴60的下端。长槽48b的上端的一侧加工形成有凹部76,凸耳46能够旋转到凹部76(见图16)中。
当凸耳46位于长槽48b的上端时,左旋扭矩和右旋扭矩能够被从凸耳本体38传递到有槽心轴50。凸耳46能够顶抵着凹部76的下侧,使得凸耳能够将有槽心轴50下推。
扭矩环62组装在有槽心轴50的下端,并通过安全销78(图2B中不可见,见图13B)保持在适当的位置。扭矩环62的上端具有纵向槽80,该纵向槽80被加工成使得当凸耳46位于短槽48a的下端时能将左旋扭矩从凸耳本体38传递到扭矩环、安全销78以及有槽心轴50。
只要位于扭矩环62与有槽心轴50之间的安全销78未被折断,凸耳46就会保持在短槽48a中。如果凸耳46被移动到短槽48a的下端并足够大的左旋扭矩被施加而使这些安全销78折断,则凸耳能够被旋转到与长槽48b对准。
活塞心轴64设置在有槽心轴50的下端。活塞心轴64具有形成于其上的一组外部凹槽84。释放锁66被组装在凹槽84中,并通过锁定爪保持件44保持在适当的位置。
活塞68设置在活塞心轴64的下端,并通过安全销58保持在适当的位置。活塞68的下端使瓣阀86保持打开。
活塞68下端的外部加厚及密封件(upset and seal)88密封活塞心轴64的内部。在活塞68下端还具有提供用于球的座90的内加厚部。
在外部加厚及密封件88的上方是流体端口92。在流体端口92的上方是较小的外部加厚及密封件93,其密封活塞心轴64中的较小内径(ID)。
阀释放套70设置在活塞68的上端中并延伸穿过有槽心轴50、靴(套管靴)60以及缓冲件36。盖72设置在阀释放套70的上端。
阀套心轴组件32设置在活塞心轴64的下端上。阀套心轴组件32包括阀套心轴94、瓣阀86、阀座96、阀套98、跨接体(crossover body)100、跨接套102、调整套104以及跨接体保持件106。
瓣阀86通过销和扭簧108组装在阀座96上。阀座96设置在阀套98的上端。
阀套98插入阀套心轴94的上端中,并通过安全销110保持在适当的位置。阀套98具有外部密封件112,其封闭穿过阀套心轴94的流动端口(flowport)114。阀套98还具有流动端口116,这些流动端口116在阀套98下移时与阀套心轴94中的那些流动端口114对准。
跨接体100组装在阀套心轴94的外部。跨接体100具有一组径向流体端口118、一组径向安全销入孔(access hole)120以及一组纵向流体端口122。
纵向流体端口122允许在瓣阀86关闭时使压力能绕过瓣阀86,并作用于力倍增器(force multiplier)124和膨胀锥126上。径向流体端口118使得由力倍增器124和膨胀锥126移动的流体能够流到送入工具20的外部。径向安全销入孔120使得在送入工具20组装之后,能够接近将阀套98保持在阀套心轴94中的安全销110,因此,可在不拆开送入工具的情况下加装或移除这些安全销。
跨接体保持件106设置在阀套心轴94上,并为跨接体100提供较低的肩部,限制跨接体100的向下运动。
调整套104设置在跨接体100的下端。调整套104用于调整送入工具20总成与衬管悬挂器18中的公差,以确保膨胀锥126被紧顶着衬管悬挂器组装。
跨接套102设置在跨接体100的上端。跨接套102为用于使衬管悬挂器18膨胀的流体提供了围绕关闭的瓣阀86的同心旁路。跨接套102的上端顶抵着活塞心轴64上的释放锁66。
穿过送入工具20的各个部件安装的扭矩销128使得能够将左旋扭矩和右旋扭矩施加于送入工具,而不会发生倒退或通过螺纹连接件236、238、240、244、246、250、252、254的螺纹传递扭矩。
力倍增器组件124设置在阀套心轴94的下端。力倍增器组件124包括联结件138、力倍增器密封心轴140、中心联结件142、活塞隔离件144、力倍增器活塞146以及力倍增器缸体148。
联结件138将阀套心轴94与力倍增器密封心轴140相连接。中心联结件142设置在力倍增器密封心轴140的下端。中心联结件142密封力倍增器缸体148的内部。
活塞146设置在力倍增器缸体148的上端并密封力倍增器密封心轴140的外部。活塞隔离件144设置在活塞146的上端。
在力倍增器密封心轴140的外部与力倍增器缸体148的内部之间形成环形的差动活塞区域,膨胀压力作用于该区域。这就产生将力倍增器缸体148的下端推靠于膨胀锥组件150的向下的力,从而使可利用的膨胀力的量增大。力倍增器密封心轴140下端的径向端口152使得因力倍增器活塞146和缸体148的向下运动而被移动的流体能够流到力倍增器密封心轴140的内部中,并随后向上流动并流出跨接体100中的径向流体端口118。
密封心轴组件154设置在中心联结件142的底部。密封心轴组件154包括密封心轴156、端口密封套158以及下联结件160。
端口密封套158通过安全销162连接于密封心轴156,并覆盖穿过密封心轴的径向端口216。下联结件160设置在密封心轴156的下端上。
膨胀锥组件150设置在密封心轴156上,并且该膨胀锥组件150包括膨胀心轴166、膨胀锥126、膨胀靴168、保持件盖170、刮拭器(wiper)172、衬套174以及密封件176。
膨胀锥126设置在膨胀心轴166上,并通过膨胀靴168保持在适当的位置。保持件盖170设置在膨胀心轴166的下端并且保持密封件176、密封支持件(seal backup)178以及衬套174。另一衬套174和刮拭器172通过定位螺钉(调节螺钉)180保持在膨胀心轴166上端的适当的位置。
夹头心轴组件182设置在下联结件160的下端,并且该夹头心轴组件182包括夹头心轴132、延伸部184、锁定爪保持件186、锁定爪188、夹头136以及载荷传递套190。夹头保持件130和夹头心轴132结合成一个部件,其中铣槽134用于保持成组的夹头136。
夹头心轴132具有靠近其上端的外肩部192和靠近其下端的外加厚部194。在该加厚部194的上端加工形成有纵向槽134。
延伸部184设置在夹头心轴132的下端。延伸部184延伸出坐放套(setting sleeve)196的下端。在延伸部184的下端上可设置传统的刮塞(wiperplug)装置或称为“SSR塞组”的固井塞(cementing plug)装置。
这些夹头136设置在夹头心轴132上的纵向槽134中,并且夹头136的下端的直径扩大,夹头136的下端借助夹头心轴132保持在坐放套196中的内部槽198中。这使得能够经由夹头136和槽134、198,在夹头心轴132与坐放套196之间传递左旋扭矩和右旋扭矩。
锁定爪188被抵靠着夹头136的上端组装,并通过这些设置在夹头上端的锁定爪保持件186而保持在适当的位置。
送入工具20中的所有的承载连接部均利用螺纹来传递部件之间的纵向载荷。扭矩销128用于传递这些部件之间的扭矩。这就防止了因经通过螺纹起作用的扭矩而在螺纹连接件上施加额外的纵向载荷。这些扭矩销128还使得相邻的部件上的各种加工特征,例如槽和孔,很容易对准。每个扭矩销128的一端通常组装在这些孔中,而另一端伸入这些槽中。这些槽使得在将一个部件上的孔旋转以与其它部件上的槽对准时能够进行纵向调整。
在送入工具20中使用两种类型的扭矩销128。滚花扭矩销在其外径(OD)上具有滚花,而在其内径(ID)上具有螺纹。滚花扭矩销通过一个部件中的槽插入,并被驱使进入所配合的部件中的紧公差孔(close tolerance hole)中。滚花提供了扭矩销与将扭矩销保持于适当的位置的紧公差孔之间的干涉配合。扭矩销上的内螺纹可用于将扭矩销附连至打入工具(drive-in tool),并可用于从紧公差孔移除扭矩销。
另一种扭矩销是每一端均经加工的标准六角螺帽式螺栓。该六角螺帽被加工成使其头部轮廓较小,以便与送入工具20中的部件间具有余隙。螺栓的下端被加工成供扭矩载荷施加的光滑的外径。该扭矩销设置在螺纹孔中,其中该扭矩销的经加工的下端伸入到在所配合的部件上加工成的槽中。
如上所述,衬管悬挂器18是在送入工具20上运行的可膨胀式衬管悬挂器,送入工具20则设置在工作管柱22的底部上。衬管悬挂器18由借助螺纹连接件相连接的若干(多个)部件组成:位于顶部的回接座200、位于中部的可膨胀式衬管悬挂器本体202以及位于底部的坐放套196。
回接座200提供一密封面204,该密封面204用于在衬管悬挂器18被坐放之后嵌入采油管中并使之密封。可膨胀式衬管悬挂器本体202是可膨胀的部件,并且其外表面上具有多个密封带206,以密封并夹靠着套管柱12内部。
坐放套196具有内部槽198,送入工具20底部的夹头136在内部槽198中接合,以将送入工具连接至衬管悬挂器18。夹头136下面的夹头心轴132将这些夹头136保持在内部槽198中。坐放套196的底部具有将衬管悬挂器18连接于下面的衬管16的螺纹连接件26。
操作程序
衬管16设置到衬管悬挂器18的底部。由顶塞组成或由顶塞和底塞组成的传统的SSR塞组(未示出)设置在送入工具20的延伸部184的底部,并且在衬管16设置到衬管悬挂器18底部时插入衬管16内部。如果是使用底塞,则在固井作业期间在注水泥之前通过移动球来释放底塞。顶塞是通过在注水泥之后落镖来释放的。在衬管16的底部设置传统的浮力装置(未示出),如浮靴、浮箍(float collar)或这两者,以提供在固井作业期间用于安设固井塞的座。
图2A至图2L示出了送入工具20的送入状态。凸耳本体38中的内部凸耳46贴靠着有槽心轴50上的短槽48a上端的肩部74而被定位,并承载送入工具20、衬管悬挂器18以及衬管16的全部重量。
在该状态下,通过抵靠着有槽心轴50中的短槽48a的侧部来转动凸耳46,能够将左旋扭矩和右旋扭矩从凸耳本体38传递到有槽心轴50。这一状态是在衬管16被吊离井筒14底部的情况下,衬管悬挂器18的标准坐放程序开始时送入工具20所应当处于的状态。
现在另外参考图3A和图3B,图3A和图3B有代表性地示出了在压缩力被从工作管柱22施加到送入工具20之后的该送入工具的一部分的剖视图。
图3A和图3B中有代表性地示出了上部适配组件28的上部。这两幅视图描绘了在上部适配组件28相对于送入工具20的其余部分略向下移动之后的上部适配组件28。缓冲件36的底部现在端面压紧抵靠(推抵)着靴60。
在该状态下,通过承靠着有槽心轴中的短槽48a的侧部的凸耳46,能够将右旋扭矩从凸耳本体38传递到有槽心轴50。然而,左旋扭矩使凸耳46在扭矩环62的上端抵靠着槽80的侧部旋转,扭矩环62通过安全销78保持在有槽心轴50上的适当的位置处。可施加但不会使安全销78折断并使扭矩环62旋转(从而允许凸耳本体38相对于有槽心轴50旋转)的左旋扭矩的大小取决于所安装的安全销的强度和数量。
在下文所述的以机械方式释放瓣阀86的备用程序(另一程序)中或在下文所述的应急释放程序中,送入工具20仅在推动坐放于底部的衬管16时,才处于图3A和图3B中的这种构型。然而,图3A和图3B显示:即使相当大的压缩的下坐重量被从工作管柱22经由送入工具施加到衬管16,送入工具20仍保持可操作。
在衬管16已被送入并被吊离井筒14底部之后,使水泥移动经过工作管柱22、送入工具20以及SSR塞组。SSR塞组通过镖和/或球被释放,并被移动到浮箍或浮靴。
现在另外参考图4A至图4C,图4A至图4C有代表性地示出了在固井作业完成时且在送入工具的瓣阀86已关闭之后的送入工具20的一部分的剖视图。
图4A至图4C描绘了在固井件(cement)和SSR塞组已经移动经过工具管柱之后的送入工具20的一部分的状态。这些塞降已落在浮箍或浮靴上,并且压力已被施加到工作管柱22从而作用于活塞68上的差动区域。
施加到活塞68的这一压力导致安全销58折断,使活塞能够上移并使瓣阀86能够关闭。在这一时刻,瓣阀86上方和下方的压力相等。随后,瓣阀86上方的工作管柱22的压力被释放,并且瓣阀瞬间开启从而释放位于其下方的多余压力。
现在另外参考图5A和图5B,图5A和图5B有代表性地示出了在施加于工作管柱22的压力再次增大从而使衬管悬挂器18开始膨胀之后的送入工具20的一部分的剖视图。
图5A和图5B示出了在施加于瓣阀86上方的工作管柱22的压力已增大之后的瓣阀86和阀套98的状态;该压力作用于瓣阀,使安全销110折断,以及使瓣阀和阀套98向下移动。现在,阀座96的下端推抵着阀套心轴94的上端。这使得跨接端口(crossover port)114、116、118打开,允许送入工具20的内部与外部之间流体连通,并使得在衬管悬挂器18的膨胀过程中被移动的流体能够流到送入工具外侧的环形空间(annulus)。
现在另外参考图6,图6有代表性地示出了送入工具20的一部分的剖视图,图6描绘了在瓣阀86未正常关闭的情况下的备用坐放程序。
图6显示,在瓣阀86未关闭的情况下,作为备用坐放程序,球208可下落至活塞68中的球座90。随后,可施加压力使活塞68沿如箭头212所示的方向顶着阀座96中的肩部210向下移动。在这种方式下,从活塞68向阀套98施加一偏压力以折断安全销110,并使阀套向下移动以打开流动端口114、116、118。
如果没有迹象表明SSR塞组落于浮箍或浮靴上,或者如果工作管柱22的使活塞68上移并释放瓣阀86(如图4A至图4C所描绘的)的压力高于衬管悬挂器18或衬管16的爆裂压力时,可使用该备用坐放程序。当送入工具20处于并未偏斜到足以阻止球208落到球座90的井筒14的一部分内时,同样优选地执行该备用程序。
现在另外参考图7A和图7B,图7A和图7B有代表性地示出了在施加于工作管柱22的压力进一步增大从而使衬管悬挂器膨胀之后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图7A和图7B描绘了在施加于工作管柱22的压力已增大到足以通过驱使膨胀锥126向下穿过衬管悬挂器来使衬管悬挂器膨胀的程度之后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分。工作管柱22内部的压力通过活塞68中的径向端口92和活塞心轴64中的径向端口214,通过跨接套102的内部,通过在跨接体100中形成的纵向端口122传递,并向下传递到调整套104的内部。
这时,压力能够作用于力倍增器组件124的差动区域上,并使作用于膨胀锥组件150上的膨胀力增大。应当指出,送入工具20并非必须具有力倍增器,因为在某些情况下可用的膨胀压力可能足够大,并且/或所需的膨胀力可能足够小从而不需要力倍增器。
压力还下传到压力倍增器缸体148外部与回接座200内部之间的环形空间,并作用于膨胀锥组件150。该膨胀压力使膨胀锥组件150向下移动经过衬管悬挂器本体202,使衬管悬挂器本体202顶着套管柱12的内部向外膨胀。
膨胀继续进行,直到膨胀锥组件150接触端口密封套158并将密封套158推离径向端口216,这些径向端口216穿过密封心轴156。随后,位于膨胀锥组件150下端的密封件176移动越过径向端口216。这时,膨胀压力下降(由于力倍增器密封心轴140的内部与衬管悬挂器本体202的内部之间通过膨胀心轴166中的端口216和径向端口218而流体连通),从而给出衬管悬挂器18已完全膨胀的地面显示(surface indication)。
现在另外参考图8,图8有代表性地示出了在从工作管柱22向送入工具20施加压缩力从而使送入工具开始从已膨胀的衬管悬挂器18释放之后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图8描绘了在(通过放松工作管柱22)已将重量下坐于已膨胀的衬管悬挂器18上后的送入工具20的一部分。这使得夹头心轴132从心轴136之下移出(即,这些夹头不再被夹头保持件130上的外加厚部194向外地支撑),从而使这些夹头能够脱离坐放套196中的内部槽198。锁定爪188现在位于夹头心轴132上的肩部192上方,由此防止夹头136再次被夹头保持件130向外地支撑。
现在另外参考图9,图9有代表性地示出了处于与图8类似的构型下、但在衬管悬挂器上使用加长的回接座200的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图9描绘了处于另一下坐位置中的送入工具20的一部分。如果使用较长的回接座200,则调整套104可被构造为使其外径能够完全插入到回接座的上部内(见图2D)。这样就允许较长的回接座200能够延伸至送入工具20的上部。
当下放送入工具20以使夹头136脱离坐放套196时,通过顶抵着(shoulder against)载荷传递套190顶端的下联结件160及顶抵着夹头的加厚端顶部的载荷传递套的底端来限制向下的运动。应当指出,在这种构型下,锁定爪188再次位于肩部192上方,从而防止夹头136再次被夹头保持件130支撑。
现在另外参考图10,图10有代表性地示出了通过从工作管柱22向送入工具20施加拉力而略微提升送入工具后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图10描绘了在送入工具向上运动直至夹头心轴组件182中的锁定爪188接触夹头心轴132上的肩部192之后的送入工具20的一部分。这时,夹头136可被从坐放套196的内部槽198中自由地拉出。
在锁定爪188不接合肩部192的情况下,送入工具20能够在向上运动之前略微旋转。这就会使夹头136与夹头心轴132上的槽134不对准。送入随后,工具20的向上运动将会使得夹头心轴132上的肩部220将夹头136推出坐放套196中的内部槽198。
现在另外参考图11,图11有代表性地示出了通过工作管柱22进一步提升送入工具之后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图11描绘了在送入工具20进一步向上移位使得中心联结件142接触力倍增器活塞146之后的送入工具20的一部分。送入工具20的再进一步的向上移位还将使力倍增器组件124也向上移位。
现在另外参考图12,图12有代表性地示出了当送入工具被从衬管悬挂器内收回时的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图12描绘了在送入工具继续向上移位使得下联结件160接触膨胀锥组件150之后的送入工具20的一部分。应当指出,下联结件160的上端顶抵着保持件盖170的下端。随着送入工具20的进一步向上移位,膨胀锥126和膨胀锥组件150的其余部分将会被从已膨胀的衬管悬挂器18中拉出,并且整套送入工具将被从井中收回。
备用坐放和应急操作及释放程序
在衬管16的正常送入(下送)过程中,衬管悬挂器18和送入工具20自工作管柱22悬挂下来,送入工具和衬管悬挂器将处于图2A至图2L所示的构型。凸耳本体38中的内部凸耳46将抵靠着有槽心轴50上的短槽48a的上端而被定位,并将承载送入工具20、衬管悬挂器18以及衬管16的全部重量。
在该状态下,通过承靠着有槽心轴50中的短槽48a的侧部的凸耳46,左旋扭矩和右旋扭矩都能够被从凸耳本体38传递到有槽心轴50。该状态是在衬管16被吊离井筒14的底部的情况下,使衬管悬挂器18膨胀的标准坐放程序开始时送入工具20所应当处于的状态。
然而,如果衬管16接触井筒14的底部,或者如果衬管被卡在井筒中,则压缩力可从工作管柱22经由上部适配组件28传递到送入工具20。在缓冲件36的底部顶抵着靴60的情况下,上部适配组件28将如图3A和图3B所示地相对于活塞心轴组件30向下运动。
在该状态下,通过承靠着有槽心轴中的短槽48a的侧部的凸耳46,右旋扭矩可被从凸耳本体38传递到有槽心轴50。然而,左旋扭矩使凸耳46承靠着扭矩环62上端的槽80的侧部,扭矩环62通过安全销78保持在有槽心轴50上的适当的位置处。
所能施加的左旋扭矩的大小取决于安全销78的强度和数量。当左旋扭矩大到足以折断安全销78时,凸耳46旋转,直到这些凸耳与有槽心轴50中的长槽48b对准。
当开始执行程序以便:1)以机械方式释放瓣阀,或者2)将送入工具从衬管悬挂器18紧急释放时,送入工具20(在施加了左旋扭矩并且折断安全销78之后)应当处于该状态。为处于这种状态,衬管16应坐放(安放)在井筒14的底部上或被卡在井筒中的(井颈)缩小点。
现在另外参考图13A至图13C,图13A至图13C有代表性地示出了在备用坐放程序中送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图13A至图13C描绘了在上部适配组件28随后继续向上运动直至凸耳46接触位于长槽48b的上端的靴60的下端之后的送入工具20的一部分。上部适配组件28的这种向上运动产生多个效果,包括:1)锁定爪42移动到活塞心轴64上的外肩部222的上方;2)锁定爪保持件44上移并释放跨接套102上端的释放锁66;以及3)缓冲件36接触盖72并向上提升活塞68,由此释放瓣阀86。
这时,能够施加右旋(从地面观察时为顺时针方向)扭矩来使凸耳46旋转到长槽48b顶端的凹部76中。这就在将送入工具20从衬管悬挂器18释放时为凸耳46提供了一个下推抵靠的肩部。如果凸耳46不旋转到凹部76中,则在将送入工具20从衬管悬挂器18释放时,锁定爪42将接触活塞心轴64上的外肩部222以供下推抵靠。
如果想要坐放衬管悬挂器18,则可提升衬管16离开井筒14的底部来确保送入工具20处于拉伸状态,以便于膨胀作业。
现在另外参考图14,图14有代表性地示出了在已对工作管柱22施加压力从而使衬管悬挂器18开始膨胀之后的、处于备用坐放程序中的送入工具20的一部分的剖视图。
图14描绘了送入工具20的一部分,示出了当施加于瓣阀上方的工作管柱22的压力增大之后的瓣阀86和阀套98的状态。瓣阀86上的压差使安全销110折断,并使瓣阀和阀套98下移。这就使得跨接端口118、116、114打开,并允许送入工具20的内部与外部之间流体连通,以及使得在衬管悬挂器18的膨胀过程中被移动的流体能够流到送入工具外侧的环形空间。
从那时起的坐放程序(包括送入工具20的收回)与上文描述的以及在图8至图12中有代表性地示出的标准坐放程序相同。
现在另外参考图15A至图15C,图15A至图15C有代表性地示出了在应急释放程序中的、从工作管柱22将压缩力施加于送入工具之后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分的剖视图。
图15A至图15C描绘了在通过放松工作管柱22已将压缩力施加到上部适配组件28之后的送入工具20和衬管悬挂器18的一部分。执行该程序是为了在如上所述地施加了左旋扭矩以折断安全销78之后从衬管悬挂器18释放送入工具20。
如图15B所示,活塞心轴64的下端接触跨接体100的上端。如图15A所示,通过跨接套102的上端,释放锁66被推出活塞心轴64上的外部槽84。
在送入工具20的其余部分向下运动时,跨接套102、跨接体100、调整套104、力倍增器组件124、膨胀锥组件150以及衬管悬挂器18保持不动。如图15C所示,这就使得夹头心轴132从夹头136之下移出,从而使夹头被从衬管悬挂器坐放套196释放。
夹头心轴组件182中的锁定爪188锁定夹头心轴132上的肩部192。这就防止夹头136再次被夹头保持件130向外支撑。这时,送入工具20能够如上所述地被从衬管悬挂器18内收回。
现在另外参考图16,图16有代表性地示出了送入工具20的一部分的示意性正视“展开”图,描绘了在如上文所述的送入、坐放以及释放送入工具的各个对应程序中凸耳46相对于有槽心轴50和扭矩环62的多个位置。在图16中,凸耳46的不同位置被表示为46a至46e。
在图2A至图2L的送入构型中,凸耳46处于图16中描绘的位置46a。在该位置46a中,凸耳46位于短槽48a中并支撑送入工具20的其余部分、衬管悬挂器18以及衬管16的重量。
当如图3A至图3C所示,压缩力被施加到送入工具20时(例如,通过在衬管16到达井筒14的最低点或被卡在井筒中的情况下,放松工作管柱22),凸耳46将移动到位置46b并进入扭矩环62上的槽80中,如图16所示。只要在凸耳处于位置46b时不向送入工具20施加足以折断安全销78的左旋(从地面观察时为逆时针方向)扭矩,就可以从工作管柱22向送入工具施加任意次拉力和压缩力(由此,如图16中的双头箭头226所示,凸耳46在位置46a与位置46b之间反复地移动),而不会释放或过早地坐放送入工具。
施加到送入工具20的、足以折断安全销78的左旋扭矩使凸耳46移位到图16所示的位置46c。凸耳46的这种左旋旋转移位由图16中的箭头228表示。在凸耳46的该位置中(凸耳46正与长槽48b对准),送入工具20被配置为用于执行备用坐放程序或应急释放程序,如上文所述。
接着,从工作管柱22施加到送入工具20的拉力使凸耳46在长槽48b中向上移位(如箭头230所示)至图16所示的位置46d,从而开始备用的衬管悬挂器18坐放程序。送入工具20的这种构型还示于图13A至图13C中。
为了执行送入工具20的应急释放程序,将右旋扭矩从工作管柱22施加到送入工具,从而使凸耳46如图16中的箭头232所示地那样移动至凹部76中。在这种构型下,现在压缩力可被从工作管柱22施加到送入工具20,以便从衬管悬挂器18释放送入工具,如上文所述。
现在,应领会的是,上述的送入工具20及相关的方法对膨胀衬管悬挂器的技术领域非常有益。例如,瓣阀的操作能够使衬管悬挂器18在固井之后立即膨胀,而无需等待操作球208落到座90。瓣阀的操作还使得送入工具20在被放置于操作球208可能不能够到达座90的偏斜的或水平的井筒中时,仍能够执行操作。瓣阀86可使用操作球来关闭,或不使用操作球来关闭。
另外,左旋扭矩应急释放程序消除了由于去除现有送入工具设计中安全销操作的下坐重量紧急释放机构而造成过早释放的可能性。相反,送入工具20可通过仅在已施加左旋扭矩折断安全销78之后应用下坐重量而被释放。
扭矩销128的使用使得能够通过送入工具20传递右旋扭矩和左旋扭矩。扭矩经由扭矩销128而通过送入工具20被传递,而无需使扭矩通过送入工具的多个部件之间的螺纹连接件236、238、240、242、244、246、248、250、252、254来传递。
因此,通过上文的详细描述和附图应能领会的是,在衬管悬挂器送入工具及方法的技术领域中,本发明提供了若干新颖且有益的改进。例如,从衬管悬挂器18释放衬管悬挂器送入工具20的方法可包括如下步骤:对送入工具施加左旋扭矩;以及随后通过对送入工具施加拉力而从衬管悬挂器释放送入工具。释放步骤可包括在施加拉力之后对送入工具20施加压缩力。释放步骤可进一步包括在施加压缩力之后对送入工具20施加第二拉力。
该方法优选地包括:在对送入工具20施加左旋扭矩之前,使井筒14中的衬管悬挂器18的至少一部分沿径向向外膨胀。膨胀步骤可包括:增大用于将送入工具20和衬管悬挂器18运送到井筒14中的工作管柱22中的压力,从而偏压膨胀装置(例如:膨胀锥126),以使该膨胀装置在衬管悬挂器的一部分内移动。
施加左旋扭矩的步骤可包括:在不由送入工具的端部连接件24、26之间的任何螺纹连接件236、238、240、242、244、246、248、250、252、254的螺纹来传递扭矩的情况下,通过送入工具20传递扭矩。
上文还描述了坐放衬管悬挂器18的方法,该方法包括以下步骤:使用送入工具20将衬管悬挂器运送到井筒14中;对送入工具施加压缩力;随后对送入工具施加左旋扭矩;以及随后对送入工具施加拉力。
该方法可进一步包括如下步骤:在施加拉力的步骤之后,在附连到送入工具20的工作管柱22中施加增大的压力。施加增大的压力的步骤可包括:驱使膨胀装置(例如:膨胀锥126)穿过衬管悬挂器18的至少一部分,从而使衬管悬挂器膨胀。
施加左旋扭矩的步骤可进一步包括:在不由该送入工具的端部连接件24、26之间的任何螺纹连接件236、238、240、242、244、246、248、250、252、254的螺纹来传递扭矩的情况下,通过送入工具20来传递扭矩。
该方法可包括在施加第一拉力的步骤之后对送入工具20施加第二压缩力。该方法可进一步包括:在施加第二压缩力的步骤之后,对送入工具20施加第二拉力,以便从衬管悬挂器18释放送入工具。
上文描述了用于将衬管悬挂器18运送并坐放在地下井中的送入工具20。送入工具20可包括位于送入工具的相对两端的端部连接件24、26之间的多个螺纹连接件,其中这些螺纹连接件将送入工具的多个部件相互连接。通过送入工具20传递的扭矩并不由螺纹连接件236、238、240、242、244、246、248、250、252、254的螺纹来传递。
每个螺纹连接件上的至少一个扭矩传递装置防止通过螺纹连接件的螺纹传递扭矩。例如,扭矩传递装置可包括一个或多个扭矩销128,所述扭矩销在相应的螺纹连接件处容置于每个部件中。
通过送入工具20传递的扭矩可以是右旋扭矩或左旋扭矩。从送入工具20上方观察,右旋扭矩被定向为沿顺时针方向。从送入工具20上方观察,左旋扭矩被定向为沿逆时针方向。也就是说,如果不用作扭矩传递装置,则右旋扭矩将会另外用于使右旋螺纹拧在一起或拧紧,而左旋扭矩将另外用于拧松或拧开左旋螺纹。
送入工具20可响应于施加到送入工具的左旋扭矩而从衬管悬挂器18脱开。
送入工具20可操作为使衬管悬挂器18沿径向向外地膨胀。
上文还描述了具有组件28、30、32的送入工具20;这些组件28、30、32能够响应于在对送入工具施加左旋扭矩之后施加到送入工具的增大的压力,或者在不先对送入工具施加左旋扭矩的情况下响应于施加到送入工具的增大的压力,来坐放衬管悬挂器18。组件28、30、32可包括上部适配组件、活塞心轴组件以及阀套心轴组件。
上部适配组件28和活塞心轴组件30可允许对送入工具20施加基本上不限次的压缩力而不会使送入工具开始从衬管悬挂器18脱开。
组件28、30、32可包括位于送入工具20的相对两端的端部连接件24、26之间的螺纹连接件236、238、240、242、244、246、248、250、252、254,这些螺纹连接件使送入工具的多个部件相互连接。扭矩可在不通过这些螺纹连接件的螺纹传递的情况下经由送入工具20传递。
送入工具20可以为能够响应于在对送入工具施加了左旋扭矩之后施加到送入工具的交替的拉力和压缩力而被从衬管悬挂器18释放。
另外,送入工具20可包括组件28、30、32、124、150、154、182,这些组件能够响应于在对送入工具施加了左旋扭矩之后施加到送入工具的交替的拉力和压缩力而使送入工具从衬管悬挂器18释放。组件28、30、32、124、150、154、182可以为还能够响应于在衬管悬挂器膨胀之后施加到送入工具的压缩力而使送入工具20从衬管悬挂器18释放。
无庸置疑的是,本领域技术人员在仔细地考虑以上对本发明的示例性实施例的描述之后,将容易领会到的是可对这些具体实施例进行各种修改、添加、置换、删除以及其它的改变,并且这些变化均处于本发明原理的范围内。因此,前文的详细说明仅是通过说明和列举的方式给出以便于清楚地理解,而本发明的原理和范围仅由权利要求及其等同内容所限定。

用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法.pdf_第1页
第1页 / 共49页
用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法.pdf_第2页
第2页 / 共49页
用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法.pdf_第3页
第3页 / 共49页
点击查看更多>>
资源描述

《用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用于可膨胀式衬管悬挂器的送入工具及相关的方法.pdf(49页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

一种送入工具,包括多个组件,所述组件响应于在施加左旋扭矩之后所施加的交替的拉力和压缩力而使送入工具从衬管悬挂器释放。一种送入工具,包括多个组件,所述组件响应于左旋扭矩及随后的增大的压力来坐放衬管悬挂器,并且在不先施加左旋扭矩的情况下响应于增大的压力来坐放衬管悬挂器。一种送入工具,包括多个螺纹连接件,通过送入工具传递的扭矩并不通过螺纹连接件来传递。一种坐放衬管悬挂器的方法,该方法包括:对送入工具施加。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 固定建筑物 > 土层或岩石的钻进;采矿


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1