[发明专利]用于控制井下装置的设备和方法

说明书

一种用于控制井内的井下装置的设备包括主体，所述主体具有与销接合的控制槽。销相对于控制槽的移动使得该装置在启用状态和停用状态之间切换。槽具有至少一个环路和围绕主体相对于所述至少一个环路间隔开的至少一个细长轴向轨道。销能够在至少一个细长轴向轨道内在销和槽的对应于井下装置的启用配置和停用配置的不同配置之间移动。所述至少一个细长轴向轨道的每一个经由偏离分支轨道连接到至少一个环路之一，并且控制槽不具有适于所述销从偏离分支轨道返回到细长轴向轨道的单独的专用返回路径。

技术领域

本发明涉及用于控制井下装置的设备和方法。

背景技术

从表面对井下阀和其它工具的操作进行控制是有必要的。在对井眼进行钻孔、操作和维护的不同阶段经常需要打开和关闭阀或其它井下工具，因此需要实现在井中远程打开和关闭阀的控制器。

井下装置的启用和停用通常涉及诸如从表面落下启用球或停用球的步骤。这些方法的一个缺陷是将球从表面落下和将球降落到指定工具座上之间的时间在该方法中是一个可变因素。对于很长的井而言，例如可花费长达40分钟来将工具打开以及另外的40分钟来将第二球降落以便将工具关闭。这些方法还限制可能的打开/关闭周期的数目，因为可被降落并保持在球捕捉器(ball catcher)内的球数目是有限的，并且一旦球捕捉器装满，则工具必须被拉回到表面以及在工具可被重置之前必须清空球捕捉器。

此外众所周知的是利用井眼中流体传递的压力变化来控制井内的工具，所述流体使得套筒相对于销轴向移动。这种布置通常被称为J形槽装置，因为套筒开有J形槽，销在J形槽内移动。使得套筒相对于固定销旋转，所述固定销受限以便沿着所述J形槽行进。当压力增加时，套筒向下移动，销在槽内处于一个位置，例如在此位置时阀被打开，而当压力减小时，套筒相对于销向上移动，所述套筒被引导到销和槽的另一相对位置内，在此位置时阀可关闭。槽可围绕套筒形成为环路，环路的两端连接，因此套筒持续围绕其轴线移动，相继地打开和关闭阀。作用于套筒上的压力可以是井眼压力，或者可以是控制管线的压力。

发明内容

根据本发明，提供一种用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的设备，所述设备包括主体，所述主体具有与销接合的控制槽，控制槽和销设置于能够相对于彼此移动的单独部件上，以使得销相对于控制槽的移动将井下装置在启用状态和停用状态之间切换；

所述槽具有至少一个环路和至少一个细长轴向轨道，所述环路具有盲端轴向部分，其中所述销能够在销和槽的使该装置停用的不同闲置配置之间移动，所述细长轴向轨道布置在主体的轴向方向上并且在轴向方向上具有的长度大于盲端轴向部分的长度，并且其中所述销能够在所述至少一个细长轴向轨道中在销和槽的对应于井下装置的启用配置和停用配置的不同配置之间移动，其中所述至少一个细长轴向轨道中的每一个经由偏离分支轨道连接到至少一个环路之一，所述偏离分支轨道配置成使得所述销从所述至少一个细长轴向轨道之一行进到至少一个环路之一内；并且其中所述销能够在所述至少一个细长轨道中的每一个和所述至少一个环路之一之间进行切换，并且其中所述销能够在所述至少一个环路的每一个内在不同配置之间循环，而无需从所述环路切换到相邻的细长轴向轨道；

其中所述控制槽不具有适于所述销从偏离分支轨道返回到细长轴向轨道的单独的专用返回路径。

根据本发明，还提供一种用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的设备，其中，所述设备还包括第二主体，所述第二主体具有配置成与辅助控制销接合的辅助控制槽，所述辅助控制槽和所述辅助控制销设置在能够相对于彼此移动的单独部件上，以及所述辅助控制槽具有至少一个辅助控制环路，以使得辅助控制销在辅助控制环路内相对于辅助控制槽的移动使得井下装置在对应于辅助控制销和辅助控制槽的不同配置的多个不同状态之间进行切换。

本发明还提供一种用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的方法，所述方法包括：