具有无效行程的多功能孔下释放工具机构制造技术

本发明专利技术涉及具有无效行程的多功能孔下释放工具机构。提出了一种用于在使多个测井电缆工具从测井电缆工具串上断开的同时保持仍然与测井电缆工具串一起的测井电缆工具的运行的系统和方法。该断开是非破坏性的，并且允许在从井中收回之后重新连接断开的工具。该系统还使得能够在将测井电缆工具串部署到井中之前测试断开机构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及孔下(downhole)远程操作的油井测井电缆(wireline)工具，并且更具体而言，涉及孔下测井电缆工具释放机构。
技术介绍
近来，化石燃料的越来越多的使用导致钻井技术有不可想象的发展。例如，关于钻井平台，能够从竖直方向至水平方向把井钻到期望深度且然后操纵该井现在是一般惯例。可基于诸如地质地层或用于优化来自井的输出的回收设计计划的因素来改变井的方向。上面所描述的多方向钻井能力引入了与确定井的运行参数有关的一系列的新问题。例如，在井的起用和运行中的普遍任务是将一个或多个测井电缆工具向下部署到井中，以收集数据。测井电缆工具可测量井参数，采用摄像机来进行光学观测，或者甚至执行放射性辐射，以评价局部地质地层。关键差别在于具有直的竖直方向的井中和具有从竖直方向转变到水平方向以及可能向上朝向表面的定向的井中。如容易想象到的那样，从具有变化的眼方向的井中收回一系列的测井电缆工具比从直的竖直井中收回同一系列的测井电缆工具更难。例如，重力与井中的弯道的弯曲部结合可导致测井电缆工具串被卡住。可出现这个问题，或者是因为工具中的一个在物理上卡在井中的弯曲部中，或者是因为将该一系列的测井电缆工具拉过该弯曲部所需的力大于附连到测井电缆工具上的线材的抗拉强度。在另一个实例中，当射孔弹爆炸时，在爆炸期间，射孔筒可变形，并且被留在井眼中。如上面描述的那样，收回变形的射孔筒所需的力可超过附连到测井电缆工具上的线材的抗拉强度。在上面描述的情况下，期望有这样的系统和相关联的方法：其允许在障碍物的上方释放测井电缆工具，而在工具串被从井中移除时不破坏其余的测井电缆工具继续执行它们的预期任务的能力。另外，重新连接测井电缆工具而无需更换从井中收回的所有构件的能力是合乎需要的，因为在插入井中之前测试测井电缆工具串的能力的额外益处变得可行。
技术实现思路
根据本专利技术的系统和方法，通过提供具有无效行程(lost motion)设计和用于使测井电缆工具串的上部区段与留在井中的工具串的下部区段断开的溢流阀的多功能井下释放工具机构来解决这些需要。在断开之后，测井电缆工具串的仍然附连到线材上的其余部分在缩短的串从井中移除时继续起作用。该设计还提供无破坏性的拆卸，从而允许测井电缆工具串与从井中移除的工具串的其余部分重新连接，或者重新连接到工具串的新元件上，而无需更换在断开点上方的工具串的元件。根据一个示例性实施例，线性运动马达驱动的往复轴促动释放过程的所有方面。这些方面包括(但不限于)释放闭锁夹、断开传到串中后面的工具的电连接，以及促动溢流阀以平衡释放室的压力。根据另一个示例性实施例，马达驱动的旋转运动轴使凸轮机构旋转，凸轮机构类似地促动释放过程的所有方面。如上面关于线性运动过程所描述的那样，这些方面包括(但不限于)释放闭锁夹、断开传到串中后面的工具的电连接，以及促动溢流阀以平衡释放室的压力。在各种实施例中，包括在促动行程中的无效行程保护传动系免受工具被释放时井流体所施加的较大的压力的影响。因此，该设计是稳定可靠和耐用的，允许重新连接或者新工具或者从井中收回的断开的工具。附图说明附图示出了示例性实施例，其中：图1描绘了显示为处于连接位置上的释放机构，其包括电动马达和齿轮箱；图2描绘了显示为处于连接位置上的释放机构传动系室和释放室的放大视图；图3描绘了在导杆螺母前进以取得无效行程的情况下显示的释放机构传动系室和释放室的放大视图。图4描绘了在溢流阀开始打开且闭锁闩(latching dog)部分地被释放的情况下显示的释放机构传动系室和释放室的放大视图。图5描绘了在溢流阀打开、闭锁闩被释放且释放室中的井流体压力迫使往复轴完全打开的情况下的释放机构传动系室和释放室的放大视图。图6描绘了在释放机构被完全释放且打捞颈被脱开的情况下的释放机构传动系室和释放室的放大视图。图7描绘了使打捞颈子组件与释放机构断开的方法。图8描绘了将打捞颈子组件重新连接到释放机构上的方法。具体实施方式示例性实施例的以下详细描述参照了附图。不同的图中的相同参考标号标识相同或类似的元件。并且，以下详细描述不限制本专利技术。相反，本专利技术的范围由所附权利要求限定。首先看图1，示出了根据一个示例性实施例的释放机构100的详图。如之前所论述的那样，释放机构100执行从测井电缆工具串中释放一个或多个工具的各方面。这些方面包括(例如而不限于)释放闭锁夹124、断开传到串中后面的工具116/118的电连接，以及促动溢流阀120以平衡释放室106的压力。大体上，释放机构由马达/齿轮箱组件102、传动系室104及其相关联的构件、释放室106及其相关联的构件、使释放室106与外部井流体分开的溢流阀120、使传动系室104和释放室106分开的密封隔板(bulkhead)126以及往复轴108组成。往复轴108通过导杆110组件和导杆螺母112组件来在功能上连接到马达/齿轮箱组件102上，并且根据此示例性实施例，同时促动电气弹簧触头116、闭锁闩124和溢流阀120。传动系室104在往复轴108的开放的无效行程区域114中容纳导杆110和导杆螺母112。当溢流阀120打开且往复轴108经受井流体的全部压力时，无效行程区域114允许往复轴108撞击传动系室104的最接近马达/齿轮箱102的端部。这保护导杆110和马达/齿轮箱102免受损害。在另一方面，传动系室104的邻近溢流阀120的端部在传动系室104的周边的周围提供了传导环118。传导环118对往复轴108提供功率连通和数据通讯传导性，以进一步沿着测井电缆工具串而连接到额外的测井电缆工具和释放机构100上。当释放机构处于连接位置上时，电气弹簧触头116与传导环118接合，从而为功率连通和数据通讯连接性提供电路。在往复轴108开始朝向马达/齿轮箱102运动时，电气弹簧触头116连接到往复轴108上，并且与传导环118断开。另一方面提供了密封隔板126，在释放机构100打开溢流阀120且允许井流体通入释放室106时，该密封隔板126防止井流体进入传动系室104。类似地，在往复轴108的释放端处位于密封的电连接器128的周围的密封件防止井流体进入往复轴108。释放室106容纳打捞颈122和用于在连接操作期间将打捞颈122固持在释放室106中的闭锁闩124机构。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.11.30 US 12/9562941.一种用于在使多个测井电缆井工具从测井电缆井工具串上断
开的同时保持仍然附连到所述井工具串上的多个测井电缆井工具的
运行的释放机构系统，所述系统包括：
(a)断开装置；
(b)至少包括传动系室和释放室的多室壳体；
(c)可折卸的打捞颈组件，其用于插入所述释放室中且连接到所
述释放室上，并且连接到测井电缆工具上；
(d)在所述传动系室和所述释放室之间的电传导性中断之后允
许井流体进入所述释放室中的溢流阀；以及
(e)所述断开装置中的无效行程，其用于在加压井流体进入所述
释放室时防止损害所述断开机构的元件。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述断开装置是
往复轴，所述往复轴附连到齿轮箱输出上，并且穿过所述传动系室、
所述溢流阀、所述释放室，并且锁紧到所述可拆卸的打捞颈组件中。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述往复轴同时
附连到电气弹簧触头上以使其与连接到所述传动系室上的传导环断
开，附连到圆锥形闩促动器上以脱开所述释放室中的多个闭锁闩，以
及套有溢流阀促动圆柱体以打开所述溢流阀。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传动系室具
有密封隔板，并且不允许井流体进入。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述断开装置中
的所述无效行程由所述往复轴中的和所述溢流阀中的不同的量的无
效行程组成。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述断开装置是
旋转轴，所述旋转轴附连到齿轮箱输出上，并且穿过所述传动系室、
所述溢流阀、所述释放室，并且锁紧到所述可拆卸的打捞颈组件中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述旋转轴附连
到旋转的电气弹簧触头上以使其与附连到所述传动系室上的触头断
开，附连到旋转促动器上以脱开多个闭锁闩，以及附连到旋转促动器
上以打开所述溢流阀。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，能够串联连接多
个释放机构系统，并且指示特定的释放机构系统断开的消息能够发送
给所述多个释放机构系统。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，电动马达和齿轮
箱被附连，以促动所述断开装置。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述打捞颈组件
利用多个闭锁闩来附连到所述释放室上。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，通过圆锥形闭
锁闩促动器来启用所述多个闭锁闩。
12.根据权利要求2所述的系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·拉克利夫，T·吉尔，P·维瑟斯，L·斯特罗贝尔，G·查德维克，
申请(专利权)人：桑德克斯有线有限公司，
类型：发明
国别省市：