自上而下的挤压系统和方法技术方案

一种井下工具子组件具有外部套筒，所述外部套筒具有第一组孔口，所述第一组孔口从内部钻孔延伸穿过所述外部套筒的外表面。所述井下工具子组件还包括耦合到所述外部套筒并且从所述外部套筒的所述内部钻孔向内延伸的销，以及与所述外部套筒滑动地啮合的内部套筒。所述内部套筒具有槽和从所述内部套筒的套筒钻孔延伸穿过所述内部套筒的外表面的第二组孔口，并且可操作以在所述内部套筒处于第一位置时限制跨越所述第一组孔口的流动。所述销啮合所述槽，所述槽包括第一跟踪路径和第二跟踪路径。所述槽还包括从所述第一跟踪路径延伸到所述第二跟踪路径的第一过渡路径。

Top-down extrusion system and its application

A downhole tool subassembly has an external sleeve, the external sleeve has a first set of orifices, the first set of orifices extend from the internal borehole through the external surface of the external sleeve. The downhole tool subassembly also includes pins coupled to the external sleeve and extending inward from the internal borehole of the external sleeve, and an internal sleeve sliding meshing with the external sleeve. The inner sleeve has a groove and a second group of orifices extending through the outer surface of the inner sleeve from the sleeve borehole of the inner sleeve, and can be operated to limit the flow across the first group of orifices when the inner sleeve is in the first position. The pin engages the slot, which comprises a first tracking path and a second tracking path. The slot also includes a first transition path extending from the first tracking path to the second tracking path.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自上而下的挤压系统和方法
技术介绍
本公开涉及油气勘探和生产，并且更具体来说，涉及与将水泥输送到井筒相关地使用完井工具。钻出各种深度的井以接近并生产来自地下地质构造的石油、天然气、矿物和其他自然产生的沉积物。作为完井过程的一部分，通常利用水硬性水泥组合物来完成钻出的石油和天然气井以回收此类沉积物。举例来说，可以使用水硬性水泥组合物在初次注水泥操作中注水泥井筒中的套管柱。在此类操作中，将水硬性水泥组合物泵送到井筒的壁与设置在井筒中的套管柱的外部之间的环形空间中。在泵送之后，所述组合物在所述环形空间中凝固以形成围绕所述套管的硬化水泥环。所述水泥环物理地支撑并定位井筒中的套管柱，以防止被井筒穿透的区域或地层之间的流体和气体的不合意的迁移。附图说明包括以下各图来说明本公开的某些方面，并且这些图不应被视为穷举实施方案。在不脱离本公开的范围的情况下，所公开的主题能够在形式和功能方面有大量变体、变型、组合和等效形式。图1说明其中部署有根据说明性实施方案的工具串的海上井的示意图；图2说明其中部署有根据说明性实施方案的工具串的陆上井的示意图；图3说明转向器组件的说明性实施方案的示意性侧视图；图3A是图3的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第一配置；图4是图3的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第二配置；图5是图3的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第三配置；图6说明转向器组件的替代性实施方案的示意性侧视图；图6A是图6的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第一配置；图7是图6的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第二配置；图8是图6的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第三配置；图9说明转向器组件的替代性实施方案的示意性侧视图；图9A是图9的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第一配置；图9B是图9的转向器组件的示意性侧视图，其中所述转向器组件的油管段被隐藏；图10是图9的转向器组件的示意性横截面视图，其中已经将球部署到转向器组件的密封座；图11是图9的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第二配置；图12是图9的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第三配置；图13是图9的转向器组件的示意性横截面视图，其中已经使球穿过转向器组件的球座挤出；图14是图9的转向器组件的示意性横截面视图；图15是转向器组件的另一替代性实施方案的示意性横截面透视图，其中转向器组件处于第一配置；图16是处于第一配置的图15的转向器组件的示意性横截面视图；图17是图15的转向器组件的示意性横截面视图，其中已经将球部署到转向器组件的内座；图18是图15的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件处于第二配置；图19是图15的转向器组件的示意性横截面视图，其中所述转向器组件转变为第三配置；以及图20是图15的转向器组件的示意性横截面视图，其中已经使所述球穿过内座挤出。所说明的图仅是示例性的，并且无意断言或暗示对可以在其中实施不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。具体实施方式在以下说明性实施方案的详细描述中，参考了形成该详细描述的一部分的附图。充分详细地描述了这些实施方案，以便使得本领域技术人员能够实践本专利技术，并且应当理解，可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下作出逻辑结构、机械、流体、电气和化学改变。为了避免对于使得本领域技术人员能够实践本文描述的实施方案来说是不必要的细节，该描述可能省略了本领域技术人员已知的某些信息。因此，以下详细描述不应当在限制性意义上来看待，并且说明性实施方案的范围仅仅由所附权利要求来限定。在井的完井期间并且在初次注水泥之后，在一些情况下可能需要注水泥在井筒的先前注水泥的部分上方延伸的井筒的一部分。在这些情况下，可以采用“挤压”操作，其中按照井筒的间隔自顶向下(即，向井下)部署水泥。本公开涉及用于在井筒中使流体转向以(例如)将水泥浆从工作管柱(例如，钻柱、就位管柱、完井管柱或类似的管柱)转向到所述柱的外表面与井筒壁之间的环从而在间隔上形成水泥边界并且使井筒与周围的地理区域或其他井筒壁隔离的子组件、系统和方法。所公开的子组件、系统和方法允许操作者紧接在传统的注水泥操作之后执行自上而下的挤压注水泥操作并且随后在挤压工作完成之后返回到标准的循环路径。为此，公开一种转向器组件，所述转向器组件具有以下能力：允许基于位移的设备(例如，水泥位移刮镖)和流体通过其中心并且向井下继续，同时保持打开向所述子组件外部的环提供路径的球致动的端口或孔口的能力。为将要从工具串转向的流体打开孔口以使水泥浆或类似的流体沿着环向井下流动，从而执行自上而下的注水泥或“挤压”操作。在水泥循环之后，可以关闭所述孔口，使得可以对所述工具串加压以设定工具，例如衬管悬挂器。除了衬管悬挂器或其他工具之外，所述关闭还可以是球致动的。为此，可以使用第二球来关闭阀，并且还可以用于从转向器组件向井下致动和设定衬管悬挂器或类似的工具。可以出于任何数目的原因以此方式完成注水泥。举例来说，规章要求可能需要在先前注水泥的区域附近和上方注水泥从发现碳氢化合物的区域向井上的井筒的区域，或者水泥间隔可以从井底钻具组件接收水泥并且受益于从所述间隔的顶部施加的额外的水泥。现在转向图，图1说明根据说明性实施方案的操作包括转向器组件100的工具串128的海上平台142的示意图，所述转向器组件是可以在自上而下的挤压操作中使用或者用于设定衬管悬挂器的井下工具。可以部署图1中的转向器组件100以使得能够在区域148中从转向器组件100向井下施加自上而下的挤压操作并且从转向器组件100向井下设定衬管悬挂器150。工具串128可以是钻柱、完井管柱、就位管柱或用于完成或维持井的其他合适类型的工作管柱。在一些实施方案中，所述工作管柱可以是衬垫铺设柱。在图1的实施方案中，在通过海上平台142接近的海底井138中通过防喷器139来部署工具串128。流体供应源132定位在海上平台142上并且可操作以将加压流体供应给工具串128，所述流体供应源可以是耦合到水泥浆或其他流体储器的泵系统。如本文引用，“海上平台”142可以是漂浮的平台、锚定到海床140或船只的平台。替代地，图2说明钻机104的示意图，其中将工具串128部署到陆基井102。工具串128包括根据说明性实施方案的转向器组件100。钻机104定位在井102的表面124处。井102包括从井102的表面124延伸到地下基底或地层的井筒130。在图2中在陆上说明井102和钻机104。图1和图2各自说明转向器组件100的可能的使用或部署，所述转向器组件在任一情况下可以用于工具串128中以施加自上而下的挤压操作并且随后辅助设定衬管悬挂器或者利用另一井下装置。在图1和图2中说明的实施方案中，已经通过钻井过程形成井筒130，其中已经通过经由钻柱操作的钻头从地层切削泥土、岩石和其他地下材料以产生井筒130。在钻井过程期间或之后，可以使用套管146将井筒的一部分加套。可能不时地需要经由工作管柱来部署水泥以在套管146上方的井的无套管的区域148中形成套管。在一些实施方案中，所述工作管柱可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下工具子组件，所述井下工具子组件包括：外部套筒，所述外部套筒具有第一组孔口，所述第一组孔口从所述外部套筒的内部钻孔延伸穿过所述外部套筒的外表面；销，所述销耦合到所述外部套筒并且从所述外部套筒的所述内部钻孔向内延伸；以及内部套筒，所述内部套筒与所述外部套筒滑动地啮合，并且具有槽和从所述内部套筒的套筒钻孔延伸穿过所述内部套筒的外表面的第二组孔口，所述内部套筒可操作以在所述内部套筒处于第一位置时限制跨越所述第一组孔口的流动，其中所述销啮合所述槽，并且其中所述槽包括第一跟踪路径、与所述第一跟踪路径偏移的第二跟踪路径，以及从所述第一跟踪路径延伸到所述第二跟踪路径的第一过渡路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种井下工具子组件，所述井下工具子组件包括：外部套筒，所述外部套筒具有第一组孔口，所述第一组孔口从所述外部套筒的内部钻孔延伸穿过所述外部套筒的外表面；销，所述销耦合到所述外部套筒并且从所述外部套筒的所述内部钻孔向内延伸；以及内部套筒，所述内部套筒与所述外部套筒滑动地啮合，并且具有槽和从所述内部套筒的套筒钻孔延伸穿过所述内部套筒的外表面的第二组孔口，所述内部套筒可操作以在所述内部套筒处于第一位置时限制跨越所述第一组孔口的流动，其中所述销啮合所述槽，并且其中所述槽包括第一跟踪路径、与所述第一跟踪路径偏移的第二跟踪路径，以及从所述第一跟踪路径延伸到所述第二跟踪路径的第一过渡路径。2.如权利要求1所述的井下工具子组件，其中所述槽还包括与所述第二跟踪路径偏移的第三跟踪路径，和从所述第二跟踪路径延伸到所述第三跟踪路径的第二过渡路径。3.如权利要求2所述的井下工具子组件，其中所述第一跟踪路径、所述第二跟踪路径和所述第三跟踪路径平行于所述套筒的轴线。4.如权利要求2所述的井下工具子组件，其中所述套筒可操作以在使所述套筒移动到第二位置时准许跨越所述第一组孔口和所述第二组孔口的流动，在所述第二位置，所述第二组孔口至少部分与所述第一组孔口对准。5.如权利要求4所述的井下工具子组件，其中所述第一位置对应于所述销处于所述第一跟踪路径的井上部分中，并且其中所述第二位置对应于所述销处于所述第二跟踪路径的井上部分中。6.如权利要求5所述的井下工具子组件，其中所述套筒可操作以在使所述套筒移动到第三位置时限制跨越所述第一组孔口和所述第二组孔口的流动，在所述第三位置，所述第二组孔口与所述第一组孔口未对准，并且其中所述第一位置对应于所述销处于所述第三跟踪路径的井上部分中。7.如权利要求1所述的井下工具子组件，其中在所述套筒处于所述第一位置时，所述第二组孔口与所述第一组孔口偏移预选距离，并且其中所述第一跟踪路径的井上部分与所述第二跟踪路径的井上部分偏移所述预选距离。8.如权利要求1所述的井下工具子组件，其中所述第一组孔口和所述第二组孔口被布置成平行于所述外部套筒的中心轴线。9.如权利要求1所述的井下工具子组件，其中所述第一组孔口和所述第二组孔口被布置成垂直于所述外部套筒的中心轴线。10.如权利要求1所述的井下工具子组件，所述井下工具子组件还包括弹簧，所述弹簧定位在由所述套筒的外表面、所述外部套筒的内表面形成的空腔之间，并且其中所述弹簧将所述套筒的肩部偏置远离外部套筒盖帽，所述外部套筒盖帽耦合到所述外部套筒的第二端。11.如权利要求10所述的井下工具子组件，其中所述套筒包括密封座。12.一种在井筒中引导井下流的方法，所述方法包括：将流体引导到井下工具子组件的井上部分，所述井下工具子组件包括：外部套筒，所述外部套筒具有第一组孔口，所述第一组孔口从所述外部套筒的内部钻孔延伸穿过所述外部套筒的外表面；销，所述销耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·L·斯托罗拉，M·R·格雷，D·K·莫伊勒，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US