[发明专利]井下工具释放机构

说明书

背景技术

当在井下（downhole）进行维修时，存在许多情形需要使工具脱离连接并下放到井中的孔。在过去，已经以不同的方式使用多种系统和机构来释放诸如封隔器（packer）的井下工具。通常使用剪切销钉（shear pin）来可释放地连接工具，但是在实际应用中，由于质量控制、材料强度因不同使用年限、批次和场地的变化、不同的维修或者保养水平、以及其它可能导致仓促释放的这种困难，剪切销钉有时是不可靠的。

本公开涉及克服上述现有技术的缺陷的用于可释放地连接井下工具的机构。结果形成更一致的、更可预测的并且更可靠的机构，以用于在适当的时间释放井下工具。本发明的这些和其它优点将从对下面的多个实施方式、附图和相关的描述的浏览中更容易理解。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种井下工具释放机构，其包括：夹头（筒夹，collet），夹头具有用于接合井下工具的心轴的多个夹头指部；以及保持带，保持带周向地设置在夹头指部周围以用于将夹头相对于心轴保持在接合位置中，当应用施加到夹头的预定大小的轴向力时，夹头能够从心轴释放。

根据本发明的另一个方面，提供了一种释放组件，释放组件可释放地连接到可设定井下工具，释放组件包括：设定套筒，设定套筒能够与设定工具接合；以及适配器，适配器能够与设定工具接合并且可释放地连接到井下工具的心轴；以及保持带，保持带设置在适配器周围以用于保持适配器与心轴之间的连接直到设定力施加到可设定井下工具。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于将可设定工具设定在井中的设备，设备包括：设定套筒；夹头，夹头设置在设定套筒内，夹头包括：从夹头本体延伸的多个夹头指部；以及夹头头部，夹头头部位于夹头指部的下端处，其中夹头头部适于接合井下工具的心轴；以及保持带，保持带设置在夹头指部周围以用于保持夹头与心轴的接合，直到应用施加到夹头的轴向释放力，轴向释放力至少等于将井下工具从未设定位置移动到设定位置所需要的设定力。

本公开的井下工具释放机构包括用于用于接合井下工具的心轴的夹头以及设置在夹头周围的保持带。保持带将保持夹头与井下工具接合，直到预定大小的轴向力或者拉力被施加到夹头。当施加预定的轴向力或者释放力时，夹头从井下工具的心轴释放。然后夹头可以相对于井下工具轴向地移动并且可以从井中移除。

在一个实施方式中，夹头包括多个夹头指部，保持带是剪切带，并且心轴具有可滑动地将夹头指部耦接到井下工具（例如可以是封隔器）的心轴的锯齿形螺纹。当封隔器被定位在期望的深度或者位置时，夹头和设定套筒工作，以便通过对封隔器设定力施加而将封隔器移动到设定位置。当施加设定力时，封隔器将被设定，并且夹头指部沿着封隔器心轴的锯齿形螺纹滑动，使夹头指部扩张，直到剪切带破裂，夹头从封隔器脱离接合。

附图说明

图1是井的横截面，其示出了布置于井中的井下工具；

图2是定位在井中的本发明的局部截面图；

图3是本发明的实施方式的截面图；

图4是图3的实施方式的锯齿形螺纹（buttress thread，斜梯形螺纹）的细节视图；

图5是本发明的可替换实施方式的截面图。

具体实施方式

图1示出了井2，该井包括井孔4，井孔具有布置在其中的壳体6，并且壳体6可以胶结（cemented）在井孔4中。通常地，壳体6的胶结通过在壳体6与井孔4之间填充环而使壳体6固定到井孔4。壳体6以及在环中的胶结材料可以是穿孔的，以允许由构造7生产油或者气体。将在下面更加详细地描述的井下工具40可以通过井下工具释放机构10下降到井2中。井下释放机构10可以在其上端11上连接到设定工具，并且可以是在其下端12处可释放地连接到井下工具40。

井下工具释放机构10必须具有足够的强度，以便当井下工具40下降到井2中并定位在井2内且移动到设定位置时防止不当的释放或者损坏。

如在图2和图3中更好地示出的，井下工具释放机构10可以包括夹头或者适配器14。夹头14具有带有夹头头部18的多个指部16，以用于可释放地接合井下工具40。夹头14具有本体部分20以及从夹头本体20延伸的指部16。夹头14具有上端22和下端24。夹头头部18位于夹头14的下端24处，其可以称作为夹头指部16的下端26。