通过智能扩眼器对井筒进行扩眼制造技术

可伸缩牙轮型扩孔器定位在钻柱上。伸缩机构被配置成使牙轮型扩孔器伸出和缩回。液压动力单元被配置成控制伸缩机构。传感器定位在牙轮型扩孔器上或牙轮型扩孔器内。传感器被配置成检测井筒型扩眼系统的参数。控制器以能够操作的方式联接到液压动力单元和传感器。控制器被配置成定位在井筒中。控制器被配置成从传感器接收信号。所述信号表示由传感器检测到的参数。控制器被配置成识别由信号表示的参数。控制器被配置成响应于接收到的信号调节井筒型扩眼操作的参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过智能扩眼器对井筒进行扩眼相关申请的交叉引用本申请要求2018年3月21日提交的美国专利申请15/927,714的优先权，该美国专利申请的全部内容由此通过引用并入本文中。
本公开涉及井筒操作。
技术介绍
当形成井筒时，在钻头的沿井身向上端的钻柱可以包括扩眼器。在钻井过程期间，扩眼器扩宽井筒，而钻头形成导孔。在一些情况下，可以使用较大的钻头执行单独的起下钻以扩宽井筒。扩眼器可以是固体件或可致动装置。可致动装置包括可以从管柱向外伸出并伸入到井筒壁中的构件。固体装置和可致动装置都可以包括被构造成在井筒内破碎岩石的牙轮、被构造成在井筒内刮擦岩石层的聚晶金刚石复合片切割器、或所述牙轮和切割器的组合。
技术实现思路
本公开描述了与通过智能扩眼器对井筒进行扩孔有关的技术。在本公开内描述的本主题的示例性实施方式是具有以下特征的井筒型扩眼系统。可伸缩牙轮型扩孔器定位在钻柱上。伸缩机构被配置成使牙轮型扩孔器伸缩。液压动力单元被配置成控制伸缩机构。传感器定位在牙轮型扩孔器上或牙轮型扩孔器内。传感器被配置成检测井筒型扩眼系统的参数。控制器以能够操作的方式联接到液压动力单元和传感器。控制器被配置成定位在井筒中。控制器被配置成从传感器接收信号。所述信号表示由传感器检测到的参数。控制器被配置成识别由信号表示的参数。控制器被配置成响应于接收到的信号调节井筒型扩眼操作的参数。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。调节井筒型扩眼操作的参数包括：调节可伸缩牙轮型扩孔器。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。液压动力单元包括被构造成保持液压流体的液压贮存器。膨胀构件被构造成在被加压的液压流体被接收到所述膨胀构件中时膨胀。膨胀构件被构造成使伸缩机构膨胀。液压泵被构造成使液压流体从液压贮存器移动到膨胀构件。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。伸缩机构包括联接到膨胀构件的楔形心轴。楔形心轴被构造成沿纵向方向移动。楔形构件附接到牙轮型扩孔器的牙轮。楔形构件被构造成与楔形心轴相互作用。楔形构件被构造成响应于心轴的移动而从钻柱横向向外移动。回缩弹簧被构造成使楔形构件缩回。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。电源被配置成向控制器和液压动力单元提供电力。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。钻头定位在可伸缩牙轮型扩孔器的沿井身向下端。钻头被构造成在可伸缩牙轮型扩孔器的沿井身向下端形成导孔。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。可伸缩牙轮型扩孔器包括三个牙轮。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。液压动力单元是第一液压动力单元。该系统包括第二液压动力单元和第三液压动力单元。每个液压动力单元都以能够操作的方式联接到三个牙轮。每个液压动力单元被配置成使三个牙轮中的至少一个缩回或伸出。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。任何一个液压动力单元都可以控制三个牙轮中的任一个。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。控制器附接到牙轮型扩孔器并且定位在牙轮型扩孔器的沿井身向上端。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。该控制器包括一个或更多个处理器、和计算机可读介质，该计算机可读介质存储可由所述一个或更多个处理器运行以执行操作的指令。该操作包括从井筒外部的地面设施接收用于在井筒内执行扩眼操作的指令。该操作包括将扩眼指令的至少一部分发送到控制器。可伸缩牙轮型扩孔器响应于扩眼指令增加井筒的半径。该操作包括从传感器中的至少一个接收表示可伸缩牙轮型扩孔器的状态的状态信号。该操作包括将状态信号发送到地面设施。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。状态信号包括井筒型扩眼系统的状态。该状态包括接合状态或脱离状态。接合状态包括牙轮型扩孔器处于伸出位置。伸出位置包括从井筒型扩眼系统的圆柱形主体伸出到井筒的壁。脱离状态包括牙轮型扩孔器没有从圆柱形主体伸出到井筒的壁。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。状态信号包括牙轮型扩孔器的磨损状态、牙轮型扩孔器所经受的扭矩、牙轮型扩孔器的旋转速度、牙轮型扩孔器上的轴向载荷或井筒的半径。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。一个或更多个发送器位于地面设施处。一个或更多个发送器被配置成将指令发送到一个或更多个处理器。一个或更多个接收器位于地面设施处。一个或更多个接收器被配置成从一个或更多个处理器接收状态信号。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。一个或更多个发送器和一个或更多个接收器被配置成与一个或更多个处理器无线地通信。可以单独地或组合地与示例性实施方式结合的示例性实施方式的方面包括以下内容。液压动力单元包括以流体连通的方式连接到系统的液压泵。液压泵被构造成以足以使牙轮型扩孔器伸出或缩回的压力来供应液压流体。在本公开内描述的本主题的示例性实施方式是具有以下特征的方法。由部署在井筒内的控制器从位于井筒外部的地面设施接收用于在井筒内执行扩眼操作的指令。由控制器将指令的至少一部分发送到液压动力单元。由液压动力单元启动可伸缩牙轮型扩孔器以增加井筒的半径。由传感器检测液压动力单元和可伸缩牙轮型扩孔器的一组参数。响应于从传感器接收信号，确定可伸缩牙轮型扩孔器的状态。响应于确定所述状态来调节牙轮型扩孔器。可以单独地或组合地与示例性方法结合的示例性方法的方面包括以下内容。启动可伸缩牙轮型扩孔器包括：将液压流体从液压贮存器泵送到膨胀构件中。通过所泵送的液压流体使膨胀构件膨胀。响应于使膨胀构件膨胀而使楔形心轴纵向移位。楔形构件被横向地移位以使牙轮型扩孔器的牙轮朝向井筒的壁伸出。可以单独地或组合地与示例性方法结合的示例性方法的方面包括以下内容。由控制器将包括所确定的状态的状态信号从控制器发送到地面设施。可以单独地或组合地与示例性方法结合的示例性方法的方面包括以下内容。液压动力单元包括液压泵。由液压动力单元启动可伸缩牙轮型扩孔器以增加井筒的内半径包括：由液压泵泵送液压流体以机械地启动牙轮型扩孔器。启动牙轮型扩孔器包括使牙轮型扩孔器从中心主体径向向外伸出。在本公开内描述的本主题的示例性实施方式是具有以下特征的扩眼器。可伸缩三牙轮型扩孔器被构造成增加井筒的半径。伸缩致动器被配置成使牙轮型扩孔器伸出和缩回。液压动力单元被配置成控制伸缩致动器。传感器被配置成检测扩眼器的参数。控制器以能够操作的方式联接液压动力单元和传感器。控制器被配置成控制液压动力单元。控制器被配置成定位在井筒中。控制器被配置成从传感器接收信号。所述信号表示由传感器检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井筒型扩眼系统，包括：/n可伸缩牙轮型扩孔器，所述牙轮型扩孔器定位在钻柱上；/n伸缩机构，所述伸缩机构被配置成使所述牙轮型扩孔器伸出和缩回；/n液压动力单元，所述液压动力单元被配置成控制所述伸缩机构；/n多个传感器，所述多个传感器定位在所述牙轮型扩孔器上或所述牙轮型扩孔器内，所述多个传感器被配置成检测所述井筒型扩眼系统的参数；和/n控制器，所述控制器以能够操作的方式联接到所述液压动力单元和所述多个传感器，所述控制器被配置成定位在井筒中，所述控制器被配置成：/n从所述多个传感器接收多个信号，所述多个信号表示由所述多个传感器检测到的参数；/n识别由所述多个信号表示的所述参数；以及/n响应于接收到的所述多个信号调节井筒型扩眼操作的参数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180321 US 15/927,7141.一种井筒型扩眼系统，包括：
可伸缩牙轮型扩孔器，所述牙轮型扩孔器定位在钻柱上；
伸缩机构，所述伸缩机构被配置成使所述牙轮型扩孔器伸出和缩回；
液压动力单元，所述液压动力单元被配置成控制所述伸缩机构；
多个传感器，所述多个传感器定位在所述牙轮型扩孔器上或所述牙轮型扩孔器内，所述多个传感器被配置成检测所述井筒型扩眼系统的参数；和
控制器，所述控制器以能够操作的方式联接到所述液压动力单元和所述多个传感器，所述控制器被配置成定位在井筒中，所述控制器被配置成：
从所述多个传感器接收多个信号，所述多个信号表示由所述多个传感器检测到的参数；
识别由所述多个信号表示的所述参数；以及
响应于接收到的所述多个信号调节井筒型扩眼操作的参数。


2.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，其中，调节井筒型扩眼操作的参数包括：
调节所述可伸缩牙轮型扩孔器。


3.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，其中，所述液压动力单元包括：
液压贮存器，所述液压贮存器被构造成保持液压流体；
膨胀构件，所述膨胀构件被构造成在被加压的液压流体被接收到所述膨胀构件中时膨胀，所述膨胀构件被构造成使所述伸缩机构膨胀；和
液压泵，所述液压泵被配置成使液压流体从所述液压贮存器移动到所述膨胀构件。


4.根据权利要求3所述的井筒型扩眼系统，其中，所述伸缩机构包括：
楔形心轴，所述楔形心轴联接到所述膨胀构件，所述楔形心轴被构造成沿纵向方向移动；
楔形构件，所述楔形构件附接到所述牙轮型扩孔器的牙轮，所述楔形构件被构造成与所述楔形心轴相互作用，所述楔形构件被构造成响应于所述心轴的移动而从所述钻柱横向向外移动；和
回缩弹簧，所述回缩弹簧被构造成使所述楔形构件缩回。


5.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，还包括电源，所述电源被配置成向所述控制器和所述液压动力单元提供电力。


6.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，还包括定位在所述可伸缩牙轮型扩孔器的沿井身向下端的钻头，所述钻头被构造成在所述可伸缩牙轮型扩孔器的沿井身向下端形成导孔。


7.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，其中，所述可伸缩牙轮型扩孔器包括三个牙轮。


8.根据权利要求7所述的井筒型扩眼系统，其中，所述液压动力单元是第一液压动力单元，其中所述系统包括第二液压动力单元和第三液压动力单元，其中每个液压动力单元都以能够操作的方式联接到所述三个牙轮，每个液压动力单元被配置成使所述三个牙轮中的至少一个缩回或伸出。


9.根据权利要求7所述的井筒型扩眼系统，其中，任何一个液压动力单元都能够控制所述三个牙轮中的任一个。


10.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，其中，所述控制器附接到所述牙轮型扩孔器，并且定位在所述牙轮型扩孔器的沿井身向上端。


11.根据权利要求1所述的井筒型扩眼系统，其中，所述控制器包括：
一个或更多个处理器；和
计算机可读介质，所述计算机可读介质存储能够由所述一个或更多个处理器运行以执行操作的指令，所述操作包括：
从所述井筒外部的地面设施接收用于在所述井筒内执行扩眼操作的指令；
将扩眼指令的至少一部分发送到所述控制器，所述可伸缩牙轮型扩孔器响应于所述扩眼指令增加所述井筒的半径；
从所述多个传感器中的至少一个接收表示所述可伸缩牙轮型扩孔器的状态的状态信号；以及
将所述状态信号发送到所述地面设施。


12.根据权利要求11所述的井筒型扩眼系统，其中，所述状态信号包括所述井筒型扩眼系统的状态，所述状态包括接合状态或脱离状态，其中接合状态包括所述牙轮型扩孔器处于伸出位置，伸出位置包括从所述井筒型扩眼系统的圆柱形主体伸出到所述井筒的壁，并且其中脱离状态包括所述牙轮型扩孔器没有从所述圆柱形主体伸出到所述井筒的壁。


13.根据权利要求11所述的井筒型扩眼系统，其中，所述状态信号包括所述牙轮型扩孔器的磨损状态、所述牙轮型扩孔器所经受的扭矩、所述牙轮型扩孔器的旋转速度、所述牙轮型扩孔器上的轴向载荷或井筒的半径。


14.根据权利要求11所述的井筒型扩眼系统，还包括：
位于所述地面设施处的一个或更多个发送器，所述一个或更多个发送器被配置成将指令发送给所述一个或更多个处理器；和
位于所述地面设施处的一个或更多...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克多·卡洛斯·科斯塔德奥利韦拉，马里奥·奥古斯托·里瓦斯马丁内斯，哈立德·K·阿布埃勒纳吉，巴德·S·阿尔扎哈拉尼，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA