[发明专利]井下工具的远程液压控制

说明书

技术领域

本申请总体涉及钻探操作中的井下工具，并且涉及操作井下工具的方法。一些实施方案更具体地涉及用于井下工具的流体启动控制系统、机构和方法。本公开还涉及通过流体压力程控进行的井下扩眼器展开控制。

背景技术

用于碳氢化合物(油和天然气)开采以及用于其它目的的钻孔通常是利用钻柱进行钻探的，所述钻柱包括具有钻探组件的管状构件(也被称为钻探管)，所述钻探组件包括附接到其底部末端的钻头。钻头旋转以剪切岩石地层的材料或使其破裂来钻探井眼。钻柱通常包括在钻探操作期间需要远程启动和停止的工具或其它装置。这类工具和装置尤其包括扩眼器、稳定器或用于使钻头转向的施力构件。

机电控制系统在这类钻探环境中通常是不可靠的。通过控制钻柱中的流体压力实现的对井下工具启动的远程控制通常仅允许单个启动/停止循环，在此之后控制系统需重置，同时在一些系统中导致有效钻柱直径的减少。钻探流体的使用导致在正常钻探操作期间工具意外启动的风险。

附图说明

一些实施方案在附图的各图中以示例性而非限制性方式示出，在附图中：

图1示出根据示例性实施方案的钻探设备的示意图，所述钻探设备包括提供用于对工具启动的远程流体启动控制的控制装置的钻探设备。

图2A-图2B示出根据示例性实施方案的用于对工具启动的远程流体启动控制的钻探设备的局部剖面三维视图，示例性工具为在图2A中展开并且在图2B中回缩的扩眼器的形式。

图3A-图3B示出根据示例性实施方案的图2的钻探设备的纵剖面。

图4A-图4B示出图2的钻探设备的一部分的放大的纵剖面，其分别示出处于打开状态和处于闭合状态的钻探设备的阀活塞。

图5A和图5B示出根据示例性实施方案的用于形成图2的钻探设备的一部分的筒形凸轮的三维视图。

图6示出根据示例性实施方案的图2的钻探设备的一部分的放大的纵剖面三维视图，其示出形成钻探设备的一部分的锁销和筒形凸轮的细节。

图7示出根据示例性实施方案的图2的钻探设备的一部分的放大的三维纵剖面，其示出钻探设备的支撑活塞(stay piston)的细节。

图8A-图8G各自示出根据示例性实施方案的图2的钻探设备在钻探设备的受控操作期间的不同阶段的三维纵剖面，以及对应于相关纵剖面的状态的压力曲线图和锁销行进图。

具体实施方式

以下详述参照附图来描述本公开的示例性实施方案，所述示例性实施方案示出示出可以如何实践本公开的实施例的各种细节。本文的讨论参照这些附图提出新颖方法、系统和装置的各种实施例，并且进行足够详细地描述，以使得本领域的技术人员能够实践本公开的主题。除本文所讨论的说明性实施例之外的许多实施方案可以用于实践这些技术。在不脱离本公开的范围的情况下，除本文明确讨论的替代方案之外可以做出结构上和操作上的改变。

在本说明书中，对本说明书中“一个实施方案”或“实施方案”或“一个实施例”或“实施例”的参考并不旨在一定是指同一个实施方案或实施例；然而，这类实施例并非相互排斥的，除非这样说明或如受益于本公开的本领域的普通技术人员将显而易见的。因此，本发明可包括本文所述的实施方案和实施例的多种组合和/或综合，以及如限定在基于本公开的所有权利要求和此类权利要求的所有法律等效物的范围内的其它实施方案和实施例。

图1是用于利用流体压力控制井下工具操作的系统的示例性实施方案的示意图。钻探设备100包括钻柱108位于其中的地下钻孔104。钻柱108可包括从固定在井口的钻探平台112悬置的钻杆的连接部分。位于钻柱108的底端的井下组件或井底组件(BHA)122可包括：钻头116，用于使位于钻柱108的前端处的地层破裂以导引钻孔104；以及一个或多个扩眼器组件118，在钻头116的沿井孔上行，用于通过选择性地可扩展的切削元件的操作而使钻孔104加宽。