[发明专利]用于夹持、扩张和穿透孔的壁中的至少一种的工具和方法

说明书

一种用于夹持、扩张和穿透孔(P)的壁(W)中的至少一种的工具(1)和方法，该工具(1)包括布置成可相对于彼此轴向移动的第一工具部件(10)和第二工具部件(30)。第一工具部件(10)包括实心楔形件(12)，而第二工具部件(30)包括至少一个楔形臂(32)；‑其中第一工具部件(10)还包括至少一个影响部分(14)，该影响部分构造用于在与第二工具部件(30)的至少一个楔形臂(32)接触时可径向移动；以及‑其中至少一个楔形臂(32)被构造为沿实心楔形件(12)轴向移动，从而被强制径向向外运动并因此径向向外推动至少一个影响部分(14)。

技术领域

本发明涉及一种工具。更具体地，本发明涉及一种用于夹持、扩张和穿透孔的壁中的至少一种的工具。孔可以由例如地中的地层或由管限定。

根据本发明的工具特别适于当需要扩张或穿透由延展性材料制成的管时使用，所述延展性材料即当受到工具影响时允许形状基本上局部改变的材料。根据本发明的工具还适于用作定中心装置或用于将该工具悬置在凹槽或限制部中，或用作在孔中的卡瓦锚(slips anchor)。

背景技术

在下文中，描述针对用于在石油和天然气勘探行业中扩张或穿透管壁的管工具。然而，该工具适用于其中例如可能需要扩张或穿透管壁的任何行业中。

在石油和天然气勘探行业中，不再可用于生产或因任何其它井孔问题而需要关闭的生产井必须被堵塞，以防止石油和天然气储层流体随着时间的推移沿井身上行(uphole)迁移并可能污染其它地层和/或淡水含水层。关闭且离开生产井的过程称为封堵且弃井(PA)。通过在井孔中以特定间隔设置机械或水泥塞子来堵塞井，以防止流体流动。

塞子的完整性通常通过压力测试来验证。经常出现这样的压力测试表明石油或天然气渗出塞子的情况。例如通过由水泥或其它可硬化材料提供的塞子的泄漏可能有数种原因。然而，最常见的原因通常是由于生产管柱与周围的管或孔洞之间的环空的填充不足，以及堵塞材料与限定环空的相邻表面之间的粘附不足之一或两者。填充不足通常是由于生产管柱相对于周围的管或孔洞偏离中心由此阻止了材料填充该间隙而引起的。粘附不足通常是由于残留的井液或沉积物阻碍了材料与周围表面之间的充分接触。

公开文献WO2007/144719公开了一种用于结合在钻管柱中的可扩张井下工具，例如扩孔器(under-reamer)或稳定器。该工具能够在启动和停用模式之间进行调整。为了启动该工具，可以将球或球簇沿钻管柱发射以机械地触发工具的启动。或者，可以将球或球簇沿钻管柱发射以接合座并导致工具在压力差增加时被启动。该工具可以通过液压来停用。在一个实施例中，通过沿钻管柱发射可变形启动器来触发工具启动。启动器随后变形，向下穿过接收座，然后允许该工具自动重置自身到停用模式。

公开文献EP2616625公开了一种用于对井下井套管进行穿孔的穿孔工具，以及包含这种穿孔工具的工作管柱。该工具包括至少一个可移动切割器块。该切割器块通过启动构件被移动，该启动构件由布置在压力室中的多个活塞启动。

公开文献US 1897985公开了一种用于油井的节流器，该节流器包括：外径小于井套管的管子；围绕管子周向布置的多个卡瓦(slips)；与管子滑动接合并逐渐变细以迫使卡瓦向外抵靠壳体的锥形心轴；在心轴上用于接合夹钳的装置；以及由心轴的向下行进致动以释放夹钳的装置。

公开文献RU 2612392、RU 2302515和RU 2546695示出了第一工具部件和可相对于第二工具部件轴向移动的第二工具部件。第一工具部件包括楔形件并且第二工具部件包括影响部分。