專利名稱：遠(yuǎn)程控制的井下裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及可以從遠(yuǎn)程位置(比如地表)致動的井下工具。
背景技術(shù)：
油井(也稱做井眼或井筒)用鉆柱鉆出，鉆柱包括具有鉆探組件(也稱做鉆進(jìn)組件或底部鉆具組合或“BHA”)的管狀構(gòu)件(也稱做鉆管)，鉆探組件包括連接到其底端的鉆頭。鉆頭轉(zhuǎn)動以使巖層碎裂來鉆出井眼。鉆柱通常包括在鉆進(jìn)操作期間需要遠(yuǎn)程啟動工作和停止工作的工具或裝置。這種裝置包括擴(kuò)孔器、穩(wěn)定器或者用于轉(zhuǎn)向鉆頭的力施加構(gòu)件。采油井包括遠(yuǎn)程控制的諸如閥、入流控制裝置等等之類的裝置。本發(fā)明這里提供了一種新穎的用于控制這種以及其他井下工具或裝置的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面中，披露了一種用于井下的設(shè)備，其在一種構(gòu)造中包括構(gòu)造成用于處在工作位置和非工作位置的井下工具以及致動裝置，該致動裝置包括:殼體，其包括構(gòu)造成用于在其中容納第一流體的環(huán)形腔室；在所述環(huán)形腔室中的活塞，其構(gòu)造成將所述環(huán)形腔室分成第一部分和第二部分，所述活塞連接到偏壓構(gòu)件；控制單元，其構(gòu)造成用于使第一流體從第一部分移動到第二部分，以在壓力下將第二流體供應(yīng)至所述工具，以將所述工具移動到所述工作位置以及從第二部分到第一部分以停止向所述工具供應(yīng)第二流體以使所述工具移動到所述非工作位置。在另一個方面中，該裝置包括遙測單元，其向所述控制單元發(fā)送第一模式識別信號以使所述工具移動到所述工作位置，并發(fā)送第二模式識別信號以使所述工具移動到所述非工作位置。本發(fā)明提供了該裝置的各個特征的示例并且這里披露的方法是概括性的而不是全面的以便于可以更好地理解其如下的詳細(xì)描述。當(dāng)然存在下文中披露的構(gòu)成所附權(quán)利要求的主題的該裝置和方法的附加特征。


本發(fā)明在這里參照附圖最好理解，其中相似的附圖標(biāo)記總體上指派給相似的元件，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的包括致動裝置的鉆進(jìn)系統(tǒng)的正視圖；圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的鉆柱的一部分、工具和致動裝置的實施方式的截面?zhèn)纫晥D，其中所述工具以兩個位置示出；以及圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的處于兩個狀態(tài)或兩個位置的致動裝置 的截面示意圖。
具體實施例方式圖1是示例性鉆進(jìn)系統(tǒng)100的示意圖，其包括鉆柱，所述鉆柱具有連接到其底端的鉆進(jìn)組件，所述鉆進(jìn)組件包括根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的轉(zhuǎn)向單元。圖1示出了一種鉆柱120，其包括在井筒126中輸送的鉆進(jìn)組件或者底部鉆具組合(“BHA”)190。所述鉆進(jìn)系統(tǒng)100包括在支撐轉(zhuǎn)盤114的平臺或地板112上豎立的傳統(tǒng)的井架111，原動機(jī)比如電動機(jī)(未示出)使所述轉(zhuǎn)盤114以所需的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。底端連接所述鉆進(jìn)組件190的管(比如連接而成的鉆桿)122從地表延伸到井筒126的底部151。連接到鉆進(jìn)組件190的鉆頭150在轉(zhuǎn)動時使地層碎裂以鉆出井筒126。所述鉆柱120經(jīng)由方鉆桿接頭121、旋轉(zhuǎn)接頭128和繩索129通過滑輪連接到絞車130。絞車130操作來控制鉆壓(“W0B”)。鉆柱120可通過頂部驅(qū)動器(未示出)一而不是原動機(jī)和轉(zhuǎn)盤114—而轉(zhuǎn)動。絞車130的操作在本領(lǐng)域中是公知的，因而這里不再詳細(xì)描述。在一個方面中，泥漿泵134使來自于諸如泥漿池之類的鉆井液的源132的合適鉆井液131 (也稱做“泥漿”)在壓力下通過鉆柱120循環(huán)。該鉆井液131經(jīng)由去涌動器136和流體管線138從泥漿泵134進(jìn)入鉆柱120中。來自于鉆管的鉆井液131a通過鉆頭150中的開口在井筒底部151排出。返回鉆井液131b通過鉆柱120與井筒126之間的環(huán)形空間127向上循環(huán)并且經(jīng)由返回管線135和將鉆屑186從返回鉆井液131b中移除的鉆屑篩185而返回到泥漿池132。管線138中的傳感器S1提供關(guān)于流體流速的信息。與鉆柱120相關(guān)聯(lián)的地表扭矩傳感器S2和傳感器S3提供關(guān)于鉆柱120的扭矩和轉(zhuǎn)速的信息。鉆柱120的機(jī)械鉆速可以由傳感器S5確定，而傳感器S6可以提供鉆柱120的懸重。在一些應(yīng)用中，通過轉(zhuǎn)動鉆桿122使鉆頭150轉(zhuǎn)動。然而，在其他應(yīng)用中，布置在鉆進(jìn)組件190中的井下馬達(dá)155 (井下動力鉆具)也使鉆頭150轉(zhuǎn)動。在一些實施方式中，鉆柱120的轉(zhuǎn)速由地表設(shè)備和井下馬達(dá)155提供動力。對于給定的鉆頭和BHA，機(jī)械鉆速(“R0P”)很大程度上取決于鉆壓(WOB)或者鉆頭150上的推力及其轉(zhuǎn)速。繼續(xù)參見圖1，地表控制單元或控制器140經(jīng)由放置在流體管線138中的傳感器143接收來自于井下傳感器和裝置的信號，并且其接收來自于S1-S6和用在系統(tǒng)100中的其他傳感器的信號，并且根據(jù)由程序提供給地表控制單元140的程序化指令來處理這些信號。地表控制單元140在顯示器/監(jiān)視器142上顯示由操作人員使用以控制鉆進(jìn)操作的所需的鉆進(jìn)參數(shù)和其他信息。所述地表控制單元140可以是基于計算機(jī)的單元，其可以包括處理器142 (比如微處理器)、存儲裝置144 (比如固態(tài)存儲器、磁帶或硬盤)以及在存儲裝置144中的一個或多個計算機(jī)程序146，處理器142可以訪問所述計算機(jī)程序146來執(zhí)行包含在這些程序中的指令。所述地表控制單元140還可以與位于另一地表位置的至少一個遠(yuǎn)程控制單元148通訊。所述地表控制單元140可以處理與鉆進(jìn)參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)、來自于地表上的傳感器和裝置的數(shù)據(jù)、從井下接收到的數(shù)據(jù)，并且可以控制井下和地表裝置的一個或多個操作。所述鉆進(jìn)組件190還包含確定電阻率、密度、孔隙率、滲透性、聲學(xué)特性、核磁共振特性、井下流體或地層的腐蝕性、鹽或鹽溶液含量以及鉆進(jìn)組件190周圍地層195的其他選定特性的地層評估傳感器或裝置(也稱做當(dāng)鉆測量“MWD”或隨鉆測井“LWD”傳感器)。這些傳感器在本領(lǐng)域中一般是公知的并且為了方便這里總體用165表示。鉆進(jìn)組件190還可以包括多種其他傳感器和通訊裝置159，以用于控制和/或確定鉆進(jìn)組件的一個或多個功能和特性(比如速度、振動、彎矩、加速度、振蕩、旋轉(zhuǎn)、黏滑等等)和鉆進(jìn)操作參數(shù)，比如鉆壓、流體流速、壓力、溫度、機(jī)械鉆速、方位角、刀面、鉆頭轉(zhuǎn)動等等。仍然參見圖1，鉆柱120還包括一個或多個井下工具160a和160b。在一個方面中，工具160a位于BHA190中，并且包括至少一個擴(kuò)孔器180a以在BHA190穿透地層195時加大井筒126直徑。此外，工具160a可以在井筒內(nèi)定位于BHA190上方并且連接到BHA190，其中工具160b包括擴(kuò)孔器180b。在一個實施方式中，每個擴(kuò)孔器180a，180b是可膨脹擴(kuò)孔器，其選擇性地從工具160a，160b伸出和縮回以接合和脫開井筒壁。這些擴(kuò)孔器180a，180b還可以在井下操作期間穩(wěn)定鉆進(jìn)組件190。在一個方面中，擴(kuò)孔器180a，180b的致動或運(yùn)動分別由致動裝置182a，182b提供動力。這些致動裝置182a，182b則由位于致動裝置182a，182b中或者連接到致動裝置182a，182b的控制器184a，184b控制。這些控制器184a，184b可以獨立地操作或者可以與其他控制器比如地表控制器140通訊。在一個方面中，地表控制器140經(jīng)由井下控制器184a，184b分別遠(yuǎn)程控制擴(kuò)孔器180a，180b的致動。這些控制器184a，184b可以是基于計算機(jī)的單元，可以包括處理器、存儲裝置(比如固態(tài)存儲器、磁帶或硬盤)以及在存儲裝置中的一個或多個計算機(jī)程序，所述處理器可以訪問所述計算機(jī)程序來執(zhí)行包含在這些程序中的指令。應(yīng)該注意的是，所示出的擴(kuò)孔器180a，180b只是由下面詳細(xì)描述的致動裝置182a，182b可以致動或提供動力的工具或裝置的一個示例。在一些實施方式中，鉆進(jìn)系統(tǒng)100可以利用致動裝置182a，182b通過流體的選擇性流動來致動一個或多個工具，比如擴(kuò)孔器、轉(zhuǎn)向墊和/或具有可動刀片的鉆頭。因此，致動裝置182a，182b提供對一個或多個井下裝置或工具160a，160b的致動，其中該裝置由控制器184a，184b在地表處遠(yuǎn)程控制或者在原地進(jìn)行控制。圖2A和2B是鉆柱的一部分、工具和致動裝置的一個實施方式的截面?zhèn)纫晥D，其中示出了所述工具處在兩個位置。圖2A示出了具有處于縮回位置(也稱做“非工作”位置或“閉合”位置)的擴(kuò)孔器202的工具200。圖2B示出了具有處于伸出位置(也稱做“工作”位置或“打開”位置)的擴(kuò)孔器202的工具200。所述工具200包括構(gòu)造成用于改變擴(kuò)孔器202位置或狀態(tài)的致動裝置204。示出的工具200示出了單個擴(kuò)孔器202和致動裝置204，然而，這里討論的想法可以應(yīng)用于具有多個工具200、擴(kuò)孔器202和/或致動裝置204的實施方式中。例如，單個致動裝置204可以致動工具200中的多個擴(kuò)孔器202，其中致動裝置204控制流向擴(kuò)孔器202的流體流。如圖所示,將致動裝置204作為功能模塊示意性地示出，然而，在圖3A和3B中示出了更大的細(xì)節(jié)。在一個方面中，擴(kuò)孔器202包括或者連接到致動組件206，其中致動裝置204和致動組件206實現(xiàn)擴(kuò)孔器202的運(yùn)動。管線208提供致動裝置204與致動組件206之間的流體連通。致動組件206包括腔室210、滑套212、放液噴嘴214和止回閥216。所述滑套212 (或環(huán)形活塞)連接到擴(kuò)孔器202的刀片，其中擴(kuò)孔器202可以沿著致動軌道218伸出和縮回。在一個方面中，擴(kuò)孔器202包括研磨構(gòu)件，比如構(gòu)造成用于破壞井筒壁的切削元件，從而擴(kuò)大壁直徑。擴(kuò)孔器202可以伸出以接觸井筒壁，正如由箭頭219和在圖2B中示出的。仍然參見圖2A和2B，在一個方面中，鉆井液224流過襯套220，其中襯套220包括流動孔口 222、流動旁通端口 226和噴嘴端口 228。在一個方面中，致動裝置204經(jīng)由線路230電連接到沿井內(nèi)位于上方的控制器。如下所述，致動裝置204可以包括構(gòu)造成用于裝置的本地控制的控制器。此外，致動裝置204可以如圖所示通過線路232連接到其他井下裝置、傳感器和/或控制器。例如，工具端部234可以連接到BHA，其中線路232與位于BHA中的裝置和傳感器通訊。如圖所示，線路230可以連接到傳感器，該傳感器經(jīng)由井上產(chǎn)生的、發(fā)送包括擴(kuò)孔器202所需位置的命令的信號而能夠?qū)崿F(xiàn)致動裝置204的地表控制。在一個方面中，線路232連接到檢測鉆柱轉(zhuǎn)速或者RPM的模式的加速度計，其中所述模式被解碼，以用于控制一個或多個致動裝置204的命令。此外，操作人員可以使用線路230基于預(yù)定條件——比如以選定角度鉆出斜井——來改變所述位置。例如，在以15度鉆出斜井期間，來自于地表控制器的信號可以使擴(kuò)孔器202伸出，如圖2B中所示，其中伸出的擴(kuò)孔器202提供穩(wěn)定性同時還增大井筒直徑。應(yīng)該注意的是圖2A和2B圖示了可以由來自致動裝置204的流體流控制的工具或裝置(200，202)的非限制性示例，其也參照圖3A和3B進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3A和3B是處于兩個位置的致動裝置300的一個實施方式的示意性截面?zhèn)纫晥D。圖3A圖示了處于工作位置的致動裝置300，提供流體流301來致動井下工具，如圖2A和2B中所描述的。圖3B示出了處于閉合位置的致動裝置300，其中沒有流體流來致動所述工具。在一個方面中，致動裝置300包括殼體302和位于殼體302中的活塞304。殼體302包括腔室306，自活塞304延伸的環(huán)形構(gòu)件307定位在所述腔室306中。在一個方面中，殼體302包含液壓流體308，比如基本不可壓縮的油。所述腔室306可以由所述環(huán)形構(gòu)件307分成兩個腔室309a和309b。此外，流動控制裝置310 (或者鎖定裝置)可以使流體308在腔室309a與309b之間轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)所述環(huán)形構(gòu)件307在所述腔室306內(nèi)的移動。在一個方面中，所述殼體302包括提供與管線208流體連通的端口 312 (圖2A和2B)。當(dāng)活塞304處于選定的工作軸向位置時，如圖3A中所示，端口 314使活塞304中的流體流動路徑316 (也稱做流動路徑或環(huán)形空間)與端口 312和管線208流體連通。在一個方面中，鉆井液由地表泵泵送，使流體流到井下，由箭頭318示出。因此，如圖3A中所示，致動裝置300處于鉆井液從流動路徑316流過端口 314，312進(jìn)入供應(yīng)管線208中(正如由箭頭301示出的)的工作位置。在一個方面中，致動裝置300包括多個密封件，比如環(huán)形密封件315a，315b，315c，315d和315e，其中這些密封件限制并使流體能夠流過該裝置300的選定的部分。如圖所示，流動控制裝置310 (也稱做“鎖定裝置”)使用流體流來將活塞304 “鎖定”在選定的軸向位置。應(yīng)該理解的是，可以使用任何合適的鎖定裝置來通過鎖定和解鎖環(huán)形構(gòu)件307在腔室306內(nèi)的位置而控制軸向移動。在其他方面中，鎖定裝置310可以包括任何合適的機(jī)械的、液壓的或電元件，比如螺線管或偏壓夾頭。繼續(xù)參見圖3A和3B，偏壓構(gòu)件320——比如彈簧——連接到殼體302和活塞304。該偏壓構(gòu)件320可以被壓縮和伸長，從而當(dāng)活塞304沿著軸線321移動時提供軸向力。在一個方面中，使用流動控制裝置310來控制活塞304在殼體302內(nèi)的軸向移動。如圖所示，流動控制裝置310是閉環(huán)液壓系統(tǒng)，其包括液壓管線332、閥324、處理器326和存儲裝置328以及存儲在存儲裝置328中的可以由處理器326訪問的軟件程序319。所述處理器326可以是構(gòu)造成用于控制與腔室309a，309b流體連通的閥324的打開和關(guān)閉的微處理器。在一個實施方式中，處理器326和存儲器328由線路330連接到其他裝置，比如地表處的控制器140 (圖1)或者鉆柱中的傳感器和控制器。在其他實施方式中，流動控制裝置310基于處理器326、存儲器328、軟件329和另外的輸入(比如感測到的井下參數(shù)和感測到的參數(shù)的模式)獨立地或者本地地操作。在另一個方面中，流動控制裝置310和致動裝置300可以由地表控制器控制，其中由通訊線路比如線路330將信號發(fā)送到井下。在另一個方面中，傳感器比如加速度計可以感測泥漿脈沖模式，其中該模式傳遞命令消息，比如描述致動裝置300的所需位置的命令消息。如圖所示，活塞304包括具有一個或多個旁通端口 336的噴嘴335，其中噴嘴335能夠?qū)崿F(xiàn)從流動路徑316向井下的流動。下面參照圖3A和3B詳細(xì)地討論致動裝置300的操作。圖3A示出了致動裝置處于工作位置。當(dāng)流向井下的鉆井液317流過噴嘴335的受限容積時，在流動方向上形成軸向力，軸向地333推動活塞304，該裝置300移動到工作位置。在一個實施方式中，流體流的軸向力大于偏壓構(gòu)件320的抵抗彈簧力，從而當(dāng)活塞在方向333移動時壓縮所述偏壓構(gòu)件320。此外，閥324被打開以使液壓流體流動離開腔室309b，實質(zhì)上填充腔室309a。這實現(xiàn)了環(huán)形構(gòu)件307在腔室306中的移動，從而使活塞304能夠沿軸向333移動。因此，當(dāng)閥324打開(或解鎖)時，由泥漿泵在井上方控制的鉆井液的流動提供了軸向力以使活塞304移動到工作位置。當(dāng)腔室309a被基本填滿并且腔室309b被基本清空時，閥324關(guān)閉或鎖定，從而能夠使端口 312和314對準(zhǔn)并提供流動路徑。在工作位置，鉆井液流過噴嘴335和旁通端口 336，因為離開端口 336的流動不再受內(nèi)表面338的限制。因此，在工作位置，致動裝置300提供了流體流301以致動一個或多個井下工具，比如圖2B中示出的擴(kuò)孔器202。如圖3B中所示，致動裝置300處于閉合位置，流動控制裝置310和偏壓構(gòu)件320已經(jīng)使活塞沿軸向333移動，從而停止鉆井液從流動路徑316通過端口 314和312的流動。為了移動到閉合位置，打開所述閥324以使液壓流體能夠從腔室309a流到腔室309b，從而解鎖環(huán)形構(gòu)件307在腔室306內(nèi)的定位并且使活塞304能夠沿軸向332移動。此外，減小或停止鉆井液317的流動將允許偏壓構(gòu)件320的力使活塞304沿軸向332移動。一旦活塞304處于所需的閉合位置，其中端口 312和314不再彼此流體連通，閥324就關(guān)閉以將活塞304鎖定就位。在閉合位置，腔室309a基本是空的，腔室309b基本是滿的。此外，在致動裝置300的閉合位置，鉆井液并不流過由內(nèi)表面338限制的旁通端口 336。因此，處于閉合位置的致動裝置300截斷流體流以及停止對可操作地連接到該裝置的一個或多個工具的致動，從而將所述工具比如擴(kuò)孔器202 (圖2A)保持在中性位置?；剡^來參見圖1，在一個方面中，一個或多個井下裝置或工具比如擴(kuò)孔器180a，180b經(jīng)由通過鉆柱傳遞的模式識別信號而由地表控制并與地表通信。信號模式可以是任何合適的允許實現(xiàn)地表鉆機(jī)與井下工具之間的通訊的魯棒信號，比如鉆柱轉(zhuǎn)速(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或“ RPM”)的改變或者泥漿脈沖頻率的改變。在一個方面中，將旋轉(zhuǎn)的順序、轉(zhuǎn)速(RPM)和持續(xù)時間視作模式或模式命令，其在井下被檢測，用以控制一個或多個井下工具。例如，鉆柱可以以40RPM轉(zhuǎn)動10秒，接著以20RPM轉(zhuǎn)動30秒，其中一個或多個傳感器比如加速度計或其他傳感器感測鉆柱轉(zhuǎn)速并且向處理器326傳送這些檢測到的速度以及相應(yīng)的信號(圖3A和3B)。處理器326解碼所述模式，以確定從地表發(fā)送的選定工具位置，然后致動裝置300(圖3A和3B)使所述工具移動到所需位置。在另一個方面中，具有變化參數(shù)(比如持續(xù)時間、幅度和/或頻率)的泥漿脈沖序列可以提供由壓力傳感器接收的命令模式來控制一個或多個井下裝置。在一些方面中，多個井下工具可以由模式命令控制，其中第一模式序列觸發(fā)第一工具到位置A，第二模式序列觸發(fā)第二工具到第二位置B。在該示例中，第一和第二模式可以是RPM和/或向兩個單獨的井下工具發(fā)送特殊命令的脈沖模式。因此，RPM模式序列和/或與工具和致動裝置(比如上面描述的致動裝置)組合的脈沖模式序列和傳感器能夠與一個或多個井下裝置通訊并且改進(jìn)對一個或多個井下裝置的控制。雖然前面所披露的內(nèi)容涉及確定的實施方式，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說對于這些實施方式的改變和修改將會是顯而易見的。這里所披露的內(nèi)容旨在包括在所附權(quán)利要求的范圍和精髓內(nèi)的所有的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于井下的設(shè)備，包括: 井下裝置； 構(gòu)造成用于致動井下裝置的致動裝置，該致動裝置包括:構(gòu)造成用于在其中容納第一流體的腔室；將所述腔室分成第一腔室部和第二腔室部的可動構(gòu)件；以及構(gòu)造成用于使第一流體能夠在第一腔室部與第二腔室部之間移動的流動控制裝置，其中，當(dāng)使第一流體移動到第一腔室部中時，供應(yīng)第二流體以使所述井下裝置工作；當(dāng)使第一流體移動到第二腔室部中時，停止第二流體的供應(yīng)，從而使所述井下裝置停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述腔室形成在殼體與所述可動構(gòu)件之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述可動構(gòu)件包括用于使第二流體從中流過的通道，其中第二流體使所述可動構(gòu)件從非工作位置移動到工作位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括偏壓構(gòu)件，所述偏壓構(gòu)件構(gòu)造成用于當(dāng)使第一流體移動到第二腔室部中時使所述可動構(gòu)件從工作位置移動到非工作位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括遙測單元，該遙測單元構(gòu)造成用于向所述流動控制裝置發(fā)送第一命令信號以使所述井下設(shè)備工作，以及發(fā)送第二命令信號以使所述井下裝置停止工作，其中每個命令信號包括模式識別信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述遙測單元經(jīng)由管的轉(zhuǎn)動向所述流動控制裝置發(fā)送所述信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流動控制裝置包括處理器，所述處理器構(gòu)造成響應(yīng)于從遠(yuǎn)程位置接收到的命令信號來使所述致動裝置工作和使所述致動裝置停止工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的設(shè)備，其中所述井下裝置選自由擴(kuò)孔器、構(gòu)造成用于向井筒壁施加力的力施加構(gòu)件、構(gòu)造成用于將井下裝置夾持到井筒上的錨定件、可調(diào)節(jié)穩(wěn)定器和構(gòu)造成用于使流動路徑的流體轉(zhuǎn)向的循環(huán)裝置組成的組。
9.一種執(zhí)行井下操作的方法，包括: 在井筒中提供井下裝置，該井下裝置構(gòu)造成用于實現(xiàn)工作狀態(tài)和停止工作狀態(tài)； 提供致動裝置，該致動裝置包括第一腔室和第二腔室，其中當(dāng)使第一流體移動到第一腔室中時，供應(yīng)第二流體以使所述井下工具工作，當(dāng)使第一流體移動到第二腔室中時，停止第二流體的供應(yīng)以使所述井下裝置停止工作；以及 使第一流體選擇性地在第一腔室與第二腔室之間移動，以選擇性地使所述井下裝置工作和使所述井下裝置停止工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括通過布置于井下的處理器控制所述致動裝置的操作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括響應(yīng)于從遠(yuǎn)程位置接收到的信號開始實施第一流體在所述第一腔室與第二腔室之間的移動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述信號對應(yīng)于連接到所述井下裝置的管的轉(zhuǎn)動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述信號包括模式識別信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中提供所述井下裝置包括提供選自由擴(kuò)孔器、構(gòu)造成用于向井筒壁施加力的力施加構(gòu)件、構(gòu)造成用于將所述井下裝置夾持到井筒上的錨定件以及可調(diào)節(jié)穩(wěn)定器組成的組的裝置。
15.一種用于控制井下裝置的設(shè)備，包括: 管狀殼體，其包括與井下裝置流體連通以使所述井下裝置工作的第一端口和環(huán)形腔室; 活塞，其構(gòu)造成用于在所述管狀殼體內(nèi)部軸向移動，其中所述活塞和所述管狀殼體由偏壓構(gòu)件連接，所述活塞包括:用于使鉆井液流過所述活塞的流動路徑；構(gòu)造成用于在所述活塞的選定的軸向位置實現(xiàn)從所述環(huán)空到第一端口的流體連通的第二端口 ；在所述管狀殼體的環(huán)形腔室內(nèi)的環(huán)形構(gòu)件，以將環(huán)形腔室的兩個部分密封成第一腔室和第二腔室；以及 流動控制裝置，其構(gòu)造成基于命令信號來改變第一和第二腔室中的流體量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括遙測單元，其構(gòu)造成用于從遠(yuǎn)程位置向所述流動控制裝置發(fā)送命令信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述命令信號包括由所述遙測單元經(jīng)由連接到所述井下裝置的管傳遞的模式識別信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述井下裝置選自由擴(kuò)孔器、構(gòu)造成用于向井筒壁施加力的力施加構(gòu)件、構(gòu)造成用于將井下裝置夾持到井筒上的錨定件、可調(diào)節(jié)穩(wěn)定器和構(gòu)造成用于使流動路徑的流體轉(zhuǎn)向的循環(huán)裝置組成的組。
19.一種用在井下的致動裝置，包括: 殼體，其包括與 工具的腔室流體連通的第一端口和環(huán)形腔室； 鎖定裝置；以及 活塞，其構(gòu)造成用于在所述殼體內(nèi)部軸向移動，其中所述活塞和所述殼體通過偏壓構(gòu)件連接，所述活塞包括:用于使鉆井液流過所述活塞的流動路徑；在所述活塞的一端上的噴嘴，該噴嘴構(gòu)造成用于利用鉆井液流來提供作用到活塞上的軸向力；第二端口，其構(gòu)造成用于在所述活塞的選定的軸向位置實現(xiàn)從所述流動路徑到所述第一端口的流體連通；以及環(huán)形構(gòu)件，其構(gòu)造成用于定位在管狀殼體的環(huán)形腔室內(nèi)，其中所述鎖定裝置構(gòu)造成用于通過選擇性地鎖定和解鎖所述環(huán)形構(gòu)件在所述環(huán)形腔室內(nèi)的移動來控制活塞的軸向移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述環(huán)形構(gòu)件將所述環(huán)形腔室密封地分成第一腔室和第二腔室，其中所述鎖定裝置包括與第一和第二腔室流體連通的流動控制裝置，以通過控制第一和第二腔室中的流體量來鎖定和解鎖所述環(huán)形構(gòu)件。
全文摘要
在一個方面中，披露了一種用于井下的設(shè)備，其在一種構(gòu)造中包括構(gòu)造成用于處在工作位置和非工作位置的井下裝置以及致動裝置，該致動裝置包括殼體，其包括構(gòu)造成用于在其中容納第一流體的環(huán)形腔室；在所述環(huán)形腔室中的活塞，其構(gòu)造成將所述環(huán)形腔室分成第一部分和第二部分，所述活塞連接到偏壓構(gòu)件；控制單元，其構(gòu)造成用于使第一流體從第一部分移動到第二部分，以在壓力下將第二流體供應(yīng)至所述工具，以將所述工具移動到所述工作位置以及從第二部分到第一部分以停止向所述工具供應(yīng)第二流體以使所述工具移動到所述非工作位置。在另一個方面中，該裝置包括遙測單元，其向所述控制單元發(fā)送第一模式識別信號以使所述工具移動到所述工作位置，并發(fā)送第二模式識別信號以使所述工具移動到所述非工作位置。
文檔編號E21B44/00GK103154418SQ201180048830
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者S·R·雷德福, J·G·埃文斯, B·斯托弗, J·威特 申請人:貝克休斯公司