井下工具保护覆盖件制造技术

本发明专利技术涉及覆盖井下工具的敏感区域的系统和方法，所述系统包括：井下工具，所述井下工具的外表面包括在所述井下工具的所述外表面上的第一位置和第二位置，所述外表面具有敏感区域；井下敏感元件，所述井下敏感元件沿所述井下工具的所述外表面定位在所述敏感区域处；可移动覆盖件，所述可移动覆盖件可操作地连接到所述井下工具并且能够相对于所述敏感区域移动；控制单元，所述控制单元被配置为生成激活信号；以及激活机构，所述激活机构能够响应于所述激活信号操作，所述激活机构被配置为使所述可移动覆盖件相对于所述敏感区域从所述第一位置移动到所述第二位置，其中所述可移动覆盖件从所述第一位置到所述第二位置的移动增加或减少由所述可移动覆盖件覆盖的所述敏感区域的部分。

Protective cover for downhole tools

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】井下工具保护覆盖件相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月22日提交的美国专利申请15/820747的权益，该申请全文以引用方式并入本文。
技术介绍
1.
本专利技术总体上涉及井下工具、操作以及当井下工具设置在井下时用于保护井下工具的方法。2.相关技术的描述在地下深处钻出钻孔以用于许多应用，诸如二氧化碳封存、地热生产以及油气勘探和生产。在所有这些应用中，钻出钻孔，使得它们穿过位于地表下方的地层中所包含的材料(例如，气体或流体)或允许触及这些材料。可将不同类型的工具和仪器设置在钻孔中以执行各种任务和测量。例如，为了获得诸如石油和天然气的碳氢化合物，通过旋转附接到钻井组件(在本文中也称为“井底钻具组合”或“BHA”)的底部的钻头来钻出钻孔或井筒。钻井组件附接到管道，该管道通常是连接的刚性管道或柔性可缠绕的管道，在本领域中通常称为“螺旋管道”。包括管道和钻井组件的管柱通常称为“钻柱”。当使用连接管作为管道时，通过从地表旋转连接管和/或通过包含在钻井组件中的泥浆马达来旋转钻头。就螺旋管道而言，钻头由泥浆马达旋转。在钻井过程中，钻井液(也称为“泥浆”)在压力下被供应到管道中。钻井液穿过钻井组件，然后在钻头底部排出。钻井液为钻头提供润滑，并在钻出井筒时将被钻头碎裂的通常称为岩屑的岩石块带到地表。泥浆马达由穿过钻井组件的钻井液旋转。连接到马达和钻头的驱动轴使钻头旋转。在井筒操作期间，具有敏感外部零件和/或设备的井下工具可能会受到机械影响，诸如旋转、振动、轴向和侧向冲击、粘滑、弯曲、壁接触、磨削、磨损、碎裂和切割和/或与泥浆接触产生的化学影响。在操作之前，例如在地面上运输期间，井下工具可能会受到电磁辐射、化学影响(例如，变化的工作环境)和/或机械冲击。本公开满足保护这些敏感零件和设备的需要。
技术实现思路
本文公开了用于覆盖井下工具的敏感区域的系统和方法，所述系统包括：井下工具，所述井下工具的外表面包括在所述井下工具的所述外表面上的第一位置和第二位置，所述外表面具有敏感区域；井下敏感元件，所述井下敏感元件沿所述井下工具的所述外表面定位在所述敏感区域处；可移动覆盖件，所述可移动覆盖件可操作地连接到所述井下工具并且能够相对于所述敏感区域移动；控制单元，所述控制单元被配置为生成激活信号；以及激活机构，所述激活机构能够响应于所述激活信号操作，所述激活机构被配置为使所述可移动覆盖件相对于所述敏感区域从所述第一位置移动到所述第二位置，其中所述可移动覆盖件从所述第一位置到所述第二位置的移动增加或减少由所述可移动覆盖件覆盖的所述敏感区域的部分。附图说明在本说明书结束时的权利要求书中特别指出并明确要求保护被视为本专利技术的主题。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的前述和其他特征和优点将变得显而易见，其中类似的元件具有类似的编号，附图中：图1为可采用本公开的实施方案的用于执行井下操作的系统的示例；图2A为根据本公开实施方案的具有在第一位置的可移动覆盖件的井下工具的示意图；图2B为图2A的井下工具的示意图，示出了可移动覆盖件在第二位置；图3A为根据本公开的实施方案的具有可移动覆盖件和激活机构的井下工具的局部剖视图；图3B为图3A所示的激活机构的放大图；图4为根据本公开的另一实施方案的激活机构的示意图；图5为根据本公开的另一实施方案的激活机构的示意图；图6为根据本公开的另一实施方案的激活机构的示意图；图7为根据本公开的另一实施方案的激活机构的示意图；图8为根据本公开的另一实施方案的激活机构的示意图；图9为根据本公开的另一实施方案的激活机构的示意图；图10为根据本公开的实施方案的用于保护井下工具上的井下敏感元件的流程图；并且图11为根据本公开的另一实施方案的具有可移动覆盖件和激活机构的井下工具的局部剖视图。具体实施方式图1示出了可以采用本公开的实施方案的用于执行井下操作的系统的示意图。如图所示，该系统为钻井系统10，该钻井系统包括钻柱20，该钻柱具有钻井组件90(也称为井底钻具组合(BHA))，该钻井组件在穿透地层60的钻孔26中输送。钻井系统10包括常规井架11，该常规井架竖立在底板12上，该底板支撑旋转台14，该旋转台由原动机(诸如电动马达(未示出))以期望的旋转速度旋转。旋转钻柱的替代方式可以是顶部驱动器。钻柱20包括钻井管状物22诸如钻管，该钻管从旋转台14向下延伸到钻孔26中。碎裂工具50(诸如附接到钻井组件90的端部的钻头)在旋转时使地层碎裂以钻出钻孔26。钻柱20经由方钻杆接头21、旋转接头28和通过滑轮23的绳29联接到绞车30。在钻井操作期间，操作绞车30以控制钻压，钻压影响钻进速率。绞车30的操作在本领域中是众所周知的，因此在本文不再详细描述。在钻井操作期间，来自源或泥浆坑32的合适的钻井液31(也称为“泥浆”)在压力下由泥浆泵34循环通过钻柱20。钻井液31经由波动消除器36、流体管线38和方钻杆接头21进入钻柱20中。钻井液31在钻孔底部51处通过碎裂工具50中的开口排出。钻井液31通过钻柱20和钻孔26之间的环形空隙27沿井孔向上循环，并且经由回流管线35返回到泥浆坑32。管线38中的传感器S1提供关于流体流速的信息。与钻柱20相关联的地面扭矩传感器S2和传感器S3分别提供关于钻柱的扭矩和旋转速度的信息。另外，使用与管线29相关联的一个或多个传感器(未示出)来提供钻柱20的钩负荷以及与钻孔26的钻井有关的其他期望参数。该系统还可包括定位在钻柱20和/或钻井组件90上的一个或多个井下传感器70。在一些应用中，仅通过旋转钻管22来旋转碎裂工具50。然而，在其他应用中，使用设置在钻井组件90中的钻井马达55(泥浆马达)来旋转碎裂工具50和/或叠加或补充钻柱20的旋转。在任一种情况下，对于给定的地层和钻井组件，碎裂工具50进入钻孔26的钻进速率(ROP)在很大程度上取决于钻压和钻头旋转速度。在图1的实施方案的一个方面，泥浆马达55经由设置在轴承组件57中的驱动轴(未示出)而联接到碎裂工具50。当钻井液31在压力下通过泥浆马达55时，泥浆马达55使碎裂工具50旋转。轴承组件57支撑碎裂工具50的径向力和轴向力、钻井马达的下推力以及来自所施加的钻压的反应性向上负荷。联接到轴承组件57和其他合适位置的稳定器58充当泥浆马达组件的最下部和其他此类合适位置的扶正器。地面控制单元40经由设置在流体管线38中的传感器43从井下传感器70和装置接收信号，并且从传感器S1、S2、S3、钩负荷传感器和系统中使用的任何其他传感器接收信号，并根据提供给地面控制单元40的经编程的指令来处理这些信号。地面控制单元40在显示器/监视器42上显示由钻机现场的操作人员用来控制钻井操作的期望的钻井参数和其他信息。地面控制单元40包含计算机；存储器，该存储器用于存储计算机中的处理器可访问的数据、计算机程序、模型和算法；记录器，诸如磁带单元、存储器单元等，该记录器用于记录数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在井筒中进行井下操作时覆盖井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)的敏感区域的系统，所述系统包括：/n井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)，所述井下工具的外表面(200a)包括在所述井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)的所述外表面(200a)上的第一位置和第二位置，所述外表面(200a)具有敏感区域；/n井下敏感元件(202，302)，所述井下敏感元件沿所述井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)的所述外表面(200a)定位在所述敏感区域处；/n可移动覆盖件(204，306，406，506，606，706，806，906，1106)，所述可移动覆盖件可操作地连接到所述井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)并且能够相对于所述敏感区域移动；/n控制单元(40，390，490)，所述控制单元被配置为生成激活信号；和/n激活机构(310，410，510，610，710，810，910)，所述激活机构能够响应于所述激活信号操作，所述激活机构被配置为使所述可移动覆盖件(204，306，406，506，606，706，806，906，1106)相对于所述敏感区域从所述第一位置移动到所述第二位置，其中所述可移动覆盖件(204，306，406，506，606，706，806，906，1106)从所述第一位置到所述第二位置的移动增加或减少由所述可移动覆盖件覆盖的所述敏感区域的部分。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171122 US 15/820,7471.一种在井筒中进行井下操作时覆盖井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)的敏感区域的系统，所述系统包括：
井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)，所述井下工具的外表面(200a)包括在所述井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)的所述外表面(200a)上的第一位置和第二位置，所述外表面(200a)具有敏感区域；
井下敏感元件(202，302)，所述井下敏感元件沿所述井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)的所述外表面(200a)定位在所述敏感区域处；
可移动覆盖件(204，306，406，506，606，706，806，906，1106)，所述可移动覆盖件可操作地连接到所述井下工具(200，300，400，500，600，700，800，900，1100)并且能够相对于所述敏感区域移动；
控制单元(40，390，490)，所述控制单元被配置为生成激活信号；和
激活机构(310，410，510，610，710，810，910)，所述激活机构能够响应于所述激活信号操作，所述激活机构被配置为使所述可移动覆盖件(204，306，406，506，606，706，806，906，1106)相对于所述敏感区域从所述第一位置移动到所述第二位置，其中所述可移动覆盖件(204，306，406，506，606，706，806，906，1106)从所述第一位置到所述第二位置的移动增加或减少由所述可移动覆盖件覆盖的所述敏感区域的部分。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述激活机构是液压机构、机电机构、电动液压机构、气动机构、机械机构和烟火机构中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述激活机构由下行链路发起，其中所述下行链路包括泥浆脉冲遥测、电磁遥测、有线管道遥测、声波遥测和光学遥测中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述井下敏感元件(202，302)是传感器，优选地，其中所述传感器是电阻率传感器、核传感器、声波传感器、地层采样传感器、压力传感器、核磁共振(NMR)传感器和伽马检测器中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述井下敏感元件(202，302)是封隔器元件(202)。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可移动覆盖件包括网孔、狭缝或孔中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的系统，还包括处理器，所述处理器被配置为生成所述激活信号，其中所述激活信号包括电信号、光信号和电磁信...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可·拉勒曼德，斯蒂芬·伯纳德，约恩·弗勒林，马库斯·迪森，凯文·克吕格尔，
申请(专利权)人：贝克休斯控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US