[发明专利]模块化井下工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种沿纵向延伸的井下工具，该井下工具包括：工具壳体；可相对于工具壳体在缩回位置与突出位置之间移动的臂组件；用于使臂组件在缩回位置与突出位置之间移动的臂启动组件，该臂启动组件具有第一端面和第二端面。此外，本发明涉及一种包括根据本发明的井下工具和操作工具的井下系统。

背景技术

井下工具用于油气井的井眼内部的操作。井下工具在很苛刻的环境中操作并且必须尤其能够耐受腐蚀性流体、非常高的温度和压力。

为了避免油气生产中不必要和昂贵的干扰，布置在井下的工具必须可靠并且在发生故障的情况下易于从井移走。工具常常布置于井下数千米的很大深度处，并且移走卡住的工具因此是一项昂贵和耗时的操作。

井工具通常是包含具有不同功能的工具的较大工具管柱的一部分。工具管柱可包括用于在井中输送工具管柱的输送工具和用于执行各种井下操作的操作工具两者。

已开发和测试用于井下输送工具（也称为井下牵引机）的各种原理。输送工具主要用于在井的其中重力不足以向前驱动工具管柱的水平或接近水平的部分中输送工具管柱。

井下工具是复杂的机械结构，通常具有多种功能，不过它们必须是可靠的且能在苛刻环境中工作。这些条件为所采用的机械设计设定了高标准，包括接头和组件的密封质量、制造工艺、公差和材料。

以上情况常常导致具有例如造成许多潜在泄漏的脆弱内部液压管道的复杂结构。因此，存在对相对容易和安全地装配且随后在例如维护或检修期间拆开的井下工具的需求。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术的以上劣势和缺点。更具体地，一个目的是提供一种改进的井下工具，其中构件数目尽可能低以减少对形成接头的需求，并且其中该工具可由模块装配而不需要特殊器材或工具。

将从以下描述变得显而易见的上述目的以及许多其它目的、优点和特征由一种沿纵向延伸的井下工具通过根据本发明的方案来实现，所述井下工具包括：工具壳体；臂组件，该臂组件绕相对于工具壳体固定的枢转点枢转地安装且可相对于工具壳体在缩回位置与突出位置之间移动；以及用于使臂组件在缩回位置与突出位置之间移动的臂启动组件，该臂启动组件配置在工具壳体的内部并具有适于与其它臂启动组件的端面连接的第一端面和第二端面；其中该臂启动组件包括：活塞壳体，该活塞壳体具有沿井下工具的纵向延伸的活塞室并且包括：第一活塞壳体部分、可移除地连接到第一活塞壳体部分的第二活塞壳体部分、以及配置在活塞壳体的内部并与臂组件连接的活塞部件，该活塞部件可沿井下工具的纵向在活塞壳体中移动。

在一个实施例中，沿纵向延伸的井下工具可包括：工具壳体；可相对于工具壳体在缩回位置与突出位置之间移动的臂组件；用于使臂组件在缩回位置与突出位置之间移动的臂启动组件，该臂启动组件具有第一端面和第二端面；其中该臂启动组件包括：活塞壳体，该活塞壳体具有沿井下工具的纵向延伸的活塞室并且包括：第一活塞壳体部分、可移除地连接到第一活塞壳体部分的第二活塞壳体部分、配置在活塞壳体的内部并与臂组件连接的活塞部件，该活塞部件可沿井下工具的纵向在活塞壳体内移动。

由此，实现了模块化的结构，其中预装配的模块可配置并接合在工具壳体中，从而在对工具进行必要的维修时形成容易和安全的装配和拆卸过程。这种维修可在两次运行之间且在钻机或船舶上进行，并且因此在这种维修作业时可以不存在特殊安全器材。通过包括两部分活塞壳体和预装配模块的本井下工具，可在不使用任何这种特殊器材的情况下进行维修。

根据本发明的井下工具可包括至少两个臂组件和至少两个启动组件。

将若干模块合并在同一壳体中提供了在钻机或船舶上安装和拆卸井下工具的简单方案。此外，它提供了可伸缩的（scalable，可扩展的）井下工具，该井下工具可针对特定井下操作的具体特点进行定制并因此具有具体操作所需那么多的臂组件。

在一个实施例中，两个臂组件可沿相反的方向从壳体突出。

通过沿相反的方向突出的臂组件，井下工具在井眼或套管的内部被扶正。

此外，活塞壳体可在第一和/或第二活塞壳体部分的一个或多个壁中包括一个或多个贯通的流体通道。

因此，流体通道受到活塞壳体的固体材料良好的保护，从而提供坚固和可靠的液压系统。此外，不需要额外的管道来将流体从泵输送到相邻的臂启动组件。

此外，臂启动组件还可包括配置在活塞壳体中的弹簧部件，该弹簧部件作用在活塞部件上以沿第一方向推动活塞部件。