[发明专利]用于地下井中的活塞牵引机系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及与地下井协力利用的设备及执行的操作，在下面所述的一个示例中更具体地提供了一种活塞牵引机系统。

背景技术

在某些情况下(例如，具有很长的水平段的超大位移井等)，使用牵引机使管柱前进穿过井眼是有益的。例如，管柱的重量可能不足以使该管柱前进穿过井眼。

因此容易理解的是，在构造和操作用于地下井中的牵引机的领域就需要不断改进。这些改进在井中会是有用的，无论该井是否为超大位移井，和/或无论管柱的重量是否不足以使该管柱前进穿过井眼。

附图说明

图1为可体现本发明的原理的井系统和关联方法的代表性剖视图。

图2-图4为操作可体现本发明原理的活塞牵引机系统的方法的各步骤的代表性剖视图。

图5为活塞牵引机系统的活塞组件的比例放大的代表性剖视图。

图6为活塞牵引机系统的另一活塞组件的代表性剖视图。

图7为可用于活塞牵引机系统的控制系统的代表性示意图。

图8为活塞牵引机系统的另一配置的代表性剖视图。

图9为活塞牵引机系统的又一配置的代表性剖视图。

具体实施方式

图1中代表性地示出用于地下井的系统10及关联的方法，该系统和方法可体现本发明的原理。然而应清楚地理解，系统10及方法仅是在实践中应用本发明的原理的一示例，各种各样的其他示例是可能的。因此，本发明的范围完全不限于本文描述的和/或附图中描绘的系统10及方法的细节。

在图1的示例中，井眼12衬有套管14和水泥16。希望使管柱18前进穿过井眼12，为此目的，井系统10设有活塞牵引机系统20。

本文使用术语“套管”来表示井眼用保护衬里。套管可用于防止井眼的倒塌，提供压力隔离等。套管可包括被本领域技术人员称为套管、衬里或油管的管。套管可为分段的或连续的、金属的或非金属的，并可在原位预先形成或形成。可使用任意类型的管，均符合本发明的原理。

活塞牵引机系统20可出于各种目的被用于使管柱18前进穿过井眼12。在图1所示的示例中，钻头22连接在管柱18的远端，用于将井眼进一步向地下钻进。

管柱18前进穿过井眼12，以继续钻井眼。在其他示例中，管柱18可被移位以扩张套管14或其他套管，进而穿过井眼12安装套管、运送完井设备或其他类型的设备等。管柱18可出于任意目的而被移位穿过井眼12，这符合本发明的原理。

注意，活塞牵引机系统20未必位于井眼12的套管段。而是，活塞牵引机系统20可位于井眼12的未套管的、裸眼段(例如，图1示例中正在钻进的井眼段)。

如图1所示，管柱18包括内管元件24和外管元件26，并具有在这些管元件之间径向地形成的环空28。流体30(例如，钻井泥浆、其他钻井流体等)从地表位置(例如，地面的钻机、海底设施、浮动钻机等)经由环空28循环到钻头22，经由内管元件24返回。转换工具32允许流体30从径向地形成在管柱18和井眼12之间的环空34进入内管元件24。

为了示出和说明的清楚，在图1中未示出可用于管柱18中的附加设备。例如，管柱18可包括使钻头22转动的钻井马达(也称为泥浆马达，例如，Moineau型马达或涡轮)、旋转导向工具、震击器、扶正器、扩眼器、稳定器、随钻测量(MWD)、随钻测压(PWD)或随钻测井(LWD)传感器以及通信/遥测技术装置等。管柱18中可使用设备的任意组合，这符合本发明的原理。

各种线36可沿着管柱18延伸。线36可从地表位置延伸到活塞牵引机系统20，延伸到MWD、PWD和/或LWD装置，延伸到转向工具，和/或延伸到其他任意设备。

线36可包括电的、液压、光学或其他任意类型的线。该线可用于供电，用于数据、命令和/或其他类型的信号的通信，用于感测井环境中的参数(例如，压力、温度、振动等)，用于供应液压流体和/或压力等。线36可服务于任何目的，这符合本发明的原理。

图1所示的线36延伸穿过管元件24、26之间的环空28。然而，在其他示例中，线36可延伸穿过任一管元件24、26的壁，在内管元件的内部中，在外管元件的外部上等。按需要，线36可使用任意位置。

在图1的示例中，活塞牵引机系统20包括管柱18上的由活塞组件40、42构成的组38。每个活塞组件40、42密封地接合于井眼12和管柱18，因此这两个活塞组件将径向地形成在该井眼和该管柱之间的环形区域分成单独隔离的环空34、44、46。