井下工具的远程液压控制制造技术

井工具设备包括被构造成通过改变井下钻井流体状态来控制井下工具的响应的控制装置。该控制装置包括阀门活塞，该阀门活塞可在与井筒基本上同轴操作的大致管状控制器壳体中纵向地滑动，以打开或关闭钻柱内部与工具之间的流体流动连接件的阀门口。闩锁机构被构造成将阀门活塞闩锁在启用模式和/或停用模式。可以通过使阀门活塞沿着特定轴向方向位移到模式改变位置来实现阀门活塞的解锁。止动构件可响应于高于阈值的钻井流体状态而在液压致动下沿着特定实际方向自动位移，以阻碍阀门活塞在液压致动下移动到模式改变位置。止动构件可以包括承载用于阻碍阀门活塞的轴向移动的球锁定机构的锁定活塞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】井下工具的远程液压控制
本申请一般涉及钻井操作中的井下工具，并且涉及操作井下工具的方法。一些实施方案更具体地涉及用于井下工具的流体启用控制系统、机构和方法。本公开还涉及通过流体压力测序进行的井下扩孔器展开控制。
技术介绍
用于烃(例如，石油和天然气)生产的钻孔通常是使用钻柱钻出的，钻柱包括具有钻探组件的管状构件(也称为钻管)，该钻探组件包括附接到其底端的钻头。钻头旋转以剪切岩石地层的材料或使其破裂来钻探井眼。钻柱通常包括在钻井操作期间需要远程启用和停用的工具或其他装置。这些工具和装置尤其包括扩孔器、稳定器或用于使钻头转向的施力构件。此类钻井环境可能会给机电控制系统的使用带来许多挑战。通过控制钻柱中的流体压力来对井下工具启用进行远程控制通常仅允许单个启用/停用循环，之后控制系统将被复位，同时在一些系统中减小有效钻柱直径。替代的工具控制方法包括利用钻井流体(例如，沿着钻柱向下流通并且向上返回钻孔环空的泥浆)作为工具的控制通道。在此类情况下，可以防止工具启用/停用的意外触发(例如，响应于非操作者控制工具所期望的操作流体压力变化)。附图说明一些实施方案在附图的各图中以示例性而非限制性方式示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：大致管状壳体，所述大致管状壳体被构造用于结合在钻柱中，所述钻柱将沿着钻孔纵向地延伸，所述壳体限定纵向延伸孔，所述纵向延伸孔被构造成通过所述壳体输送钻井流体；阀门口，所述阀门口被构造用于连接到结合在所述钻柱中的工具的液压工具启用机构；阀门活塞，所述阀门活塞可在所述壳体中纵向地位移，并且被构造成通过所述阀门活塞沿着打开方向的纵向位移而将所述阀门口从关闭状态设置为打开状态，所述阀门口处于所述打开状态允许所述孔与所述工具启用机构之间的流体连接；闩锁机构，所述闩锁机构被构造用于将所述阀门活塞可释放地闩锁至所述壳体以限制所述阀门活塞的相对纵向移动，由此将所述设备置于操作模式之间，所述操作模...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：大致管状壳体，所述大致管状壳体被构造用于结合在钻柱中，所述钻柱将沿着钻孔纵向地延伸，所述壳体限定纵向延伸孔，所述纵向延伸孔被构造成通过所述壳体输送钻井流体；阀门口，所述阀门口被构造用于连接到结合在所述钻柱中的工具的液压工具启用机构；阀门活塞，所述阀门活塞可在所述壳体中纵向地位移，并且被构造成通过所述阀门活塞沿着打开方向的纵向位移而将所述阀门口从关闭状态设置为打开状态，所述阀门口处于所述打开状态允许所述孔与所述工具启用机构之间的流体连接；闩锁机构，所述闩锁机构被构造用于将所述阀门活塞可释放地闩锁至所述壳体以限制所述阀门活塞的相对纵向移动，由此将所述设备置于操作模式之间，所述操作模式包括：启用模式，其中在施加等于或基本上高于工具启用水平的钻井流体压力时所述阀门口处于所述打开状态，以及停用模式，其中在施加等于或基本上高于工具启用水平的钻井流体压力时所述阀门口处于所述关闭状态，其中所述闩锁机构被构造成响应于所述阀门活塞纵向移动到模式改变位置而从所述操作模式中的一个切换到另一个；以及止动构件，所述止动构件可响应于提供基本上高于触发阈值水平的钻井流体压力而在液压致动下沿着所述打开方向自动位移，以阻碍所述阀门活塞移动到所述模式改变位置。2.如权利要求1所述的设备，其中所述止动构件被构造成允许所述阀门活塞响应于在至少触发阈值间隔内提供低于所述触发阈值水平之水平的钻井流体压力而无阻碍地移动到所述模式改变位置。3.如权利要求2所述的设备，其中所述止动构件被构造用于响应于提供基本上高于所述触发阈值水平的钻井流体压力而防止以下两种情况：从所述启用模式到所述停用模式的模式改变，其是通过在所述阀门活塞到达解锁位置之前阻碍所述阀门活塞沿着所述打开方向移动；以及从所述停用模式到所述启用模式的模式改变，其是通过在所述阀门活塞在到达闩锁位置之前阻碍所述阀门活塞沿着所述打开方向移动。4.如权利要求3所述的设备，其中所述闩锁机构被构造成通过防止所述阀门活塞沿着关闭方向返回移动到其中所述阀门口处于所述关闭状态的纵向位置而将所述机构闩锁在所述启用模式，所述关闭方向与所述打开方向相反。5.如权利要求3所述的设备，其中所述阀门活塞和所述锁定活塞在至少一个重叠部分中轴向地重叠，所述锁定活塞承载阻塞元件，所述阻塞元件位于所述重叠部分中并且被构造成可通过所述锁定活塞在以下两个位置之间的纵向移动而移动：清除位置，其中允许所述阀门活塞的相对纵向运动足够到移动到所述模式改变位置，以及阻塞位置，其中所述阻塞元件被构造成阻碍所述阀门活塞移动到所述模式改变位置。6.如权利要求5所述的设备，其中所述锁定活塞被构造成：通过所述锁定活塞响应于提供基本上高于所述触发阈值水平的钻井流体压力而沿着所述打开方向的液压致动纵向移动来使所述阻塞元件从所述清除位置移动到所述阻塞位置；以及其中所述锁定活塞被构造成当所述阻塞元件处于所述阻塞位置时，通过所述锁定活塞响应于中断基本上高于所述触发阈值水平的钻井流体压力而沿与所述打开方向相反的关闭方向的纵向移动来使所述阻塞元件从所述阻塞位置移动到所述清除位置。7.如权利要求5所述的设备，其中所述锁定活塞被构造成响应于提供低于所述触发阈值水平的钻井流体压力而将所述阻塞元件保持在所述清除位置。8.如权利要求5所述的设备，其中所述阻塞元件被锚固到所述锁定活塞以用于随其一起纵向移动，并且可响应于所述阻塞位置与所述清除位置之间的纵向移动而相对于所述阀门活塞径向地位移。9.如权利要求8所述的设备，其中所述阻塞元件通过所述重叠部分中的所述阀门活塞的径向外周和结合在所述壳体中并且限定其中所述阻塞元件所处的锁定腔室的至少一部分的腔室壁的径向内周而抵抗从所述阀门活塞的径向脱离被保持在捕获状态。10.如权利要求9所述的设备，其中所述锁定腔室的所述腔室壁被构造成限定释放部分和收缩部分，所述腔室壁的内径在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·埃文斯，O·C·罗什，简皮埃尔·洛索伊，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US