[发明专利]跨越工具接头的井下阀及其制造和使用方法有效
申请号: | 201710418823.X | 申请日: | 2017-06-06 |
公开(公告)号: | CN107461172B | 公开(公告)日: | 2021-10-29 |
发明(设计)人: | J·R·门科尼;P·R·小塞居拉 | 申请(专利权)人: | 本奇特里集团有限责任公司 |
主分类号: | E21B34/06 | 分类号: | E21B34/06 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 72002 | 代理人: | 李隆涛 |
地址: | 美国德*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 跨越 工具 接头 井下 及其 制造 使用方法 | ||
公开了一种井下阀。井下阀具有导向阀区段和工具区段。导向阀区段具有第一管。工具区段具有与导向阀区段的第一管滑动相连的第二管,从而提供导向阀区段与工具区段之间的流体连通。工具区段可以形式为泥浆脉冲遥测阀、拖缆、竖直转向工具、旋转导向工具、旁通阀、封隔器、造斜器或者稳定器的信号阀区段。
背景技术
将泥浆脉冲遥测阀集成到随钻测量(MWD)/随钻测井(LWD) 系统中有时是麻烦且昂贵的,这是因为系统部件的严格的机械间距容差要求造成的。机械、电以及液压连接必须被维持。
这些系统的部件易于机械磨损,这是因为它们包括在钻柱的流体流路径中直接安置的移动部件。这种系统的部件被设计成产生压力脉冲,从而部件有目的地中断流并且暴露于非常高速的研磨媒介。附加地,在一些设计中,中断钻井液流的可互换的部件针对非常特定的钻井液流速而被构造。偶尔地,这些结构需要在现场调整。
附加地,钻具构件、即钻杆和钻铤(所述钻具构件容纳泥浆脉冲遥测阀的一部分或者作为泥浆脉冲遥测阀的一部分)可以包括能够受到损害的螺纹接头。螺纹受损的可能性是高的,这是因为在这些装置中通常采用的材料以及这些构件的大质量要求重型机械来将构件一起搬运和扭转。受损的构件有时需要替换。有时,受损的螺纹可以被再次机加工(“切回”)以恢复其状态并延长非常昂贵的钻具构件的使用寿命。然而,这种再次机加工改变了构件的长度,并且可以非故意地改变需要替换的钻具构件的泥浆脉冲遥测阀的系统部件之间的机械间距。
因为已经在钻杆以及钻铤中做出的巨大的投资,所以非常期望的是泥浆脉冲遥测阀能够与已有的钻井设备兼容并且对钻杆以及钻铤需要最小化的调整或者无需调整。泥浆脉冲遥测已知提供了一种高效的方案,因为其并不依赖于延伸至地面的电线或者针对现有硬件必须调整的其它机构。泥浆脉冲遥测使得信号以声速经过在钻柱中流动的钻井液传播至地面,因而提供了与地面的非常迅速的通信链接。泥浆脉冲遥测通常形式为位于钻头附近的阀,其断续地限制钻柱中的钻井液的流。泥浆脉冲遥测系统可以被降低在位于钻柱中的线缆上,但是通常被形成为在钻头附近插入到钻柱中的专门的钻铤的一体部分。
在正常的钻探操作过程中,钻井液的连续的液柱在钻柱中从井的地面到位于井的底部的钻头循环。泥浆脉冲遥测的基本操作原理是在钻井液流经井下遥测阀时断续地限制钻井液的流,因而在钻井液中产生压力脉冲,所述压力脉冲通过钻井液以声速传播至井的地面。在钻头附近被感测的、将被传递至地面的信息被编码成数字化格式,并且,数字化格式的信号被用于断续地致动限制钻杆中的钻井液的流的井下遥测阀,因而将脉冲传递至地面。脉冲在地面被检测,并且被转化成电或者其它信号,所述电或者其它信号可以被解码并且被处理以重现所传递的信息。在传统的油气井中,钻井液以大约100至大约1200加仑每分钟的流速被循环经过钻杆的内部。泥浆脉冲遥测系统必须操作以部分地限制这种流。因此,系统必须控制大量的能量。井下遥测阀必须迅速操作以在这种高压环境中产生压力脉冲,从而断续地限制钻井液的流。这种限制必须足以在流体流中产生压力升高,这将在井的地面是可检测的。在钻井液的传统高流速的情况下,需要很大的力和能量来以产生期望的压力脉冲所必须的方式致动井下遥测阀。
因此,需要一种井下阀,能够高效地传递井下数据或者操作井下工具同时减少维修和维护成本。在此公开的本发明的内容涉及这种井下阀,在一些实施例中所述阀特征为和/或能用作为泥浆脉冲遥测阀。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种组件,包括:
具有第一孔和第一端部的第一管形构件;
具有第二孔和第二端部的第二管形构件,所述第一管形构件的第一端部连接至所述第二管形构件的第二端部,以形成工具接头,以使得所述第一孔与所述第二孔连通;以及
井下阀,所述井下阀在所述第一孔和所述第二孔中设置,以横跨所述工具接头,所述井下阀固定至所述第一管形构件和所述第二管形构件。
可选地,所述井下阀包括在所述第一管形构件的第一孔内邻近所述工具接头固定的导向阀区段。
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