关于浮动保持打开装置及其方法或其改进

申请号 CN201380047870.8 申请日 2013-09-04 公开(公告)号 CN104822896A 公开(公告)日 2015-08-05
申请人 转换浮动控股有限公司; 发明人 马克·格拉哈姆·霍韦尔;
摘要 公开了一种在井眼内 定位 在井下的作为 钻柱 的一部分的浮动 阀 。该浮动阀具有用于连接至钻柱的上区段和下区段并定位在钻柱的上区段与下区段之间的中空 外壳 。瓣阀至少部分地定位在中空外壳内以允许或不允许 流体 经由浮动阀流动穿过中空外壳和/或物体经由浮动阀穿过中空外壳。滑动套筒至少部分地定位在中空外壳内以至少部分地在中空外壳内平移,使得在第一 位置 滑动套筒不与瓣阀 接触 并且在第二位置滑动套筒保持瓣阀打开以允许流动穿过该瓣阀。滑动套筒可以在第一位置与第二位置之间被远程致动以允许瓣阀关闭或保持瓣阀打开,使得当瓣阀被保持打开时,物体和或流体能够穿过中空外壳从上区段行进至下区段以及从下区段行进至上区段。
权利要求

1.一种浮动,所述浮动阀适于在井眼内定位在井下作为钻柱的一部分,所述浮动阀包括或包含:
中空外壳,所述中空外壳用于连接至所述钻柱的上区段和下区段并定位在所述钻柱的所述上区段与所述下区段之间,
瓣阀,所述瓣阀至少部分地定位在所述中空外壳内,以允许或不允许流体经由所述浮动阀流动穿过所述中空外壳和/或物体经由所述浮动阀穿过所述中空外壳,滑动套筒,所述滑动套筒至少部分地位于所述中空外壳内以至少部分地在所述中空外壳内平移,使得在第一位置所述滑动套筒不与所述瓣阀接触并且在第二位置所述滑动套筒保持所述瓣阀打开以允许流动穿过所述瓣阀;
其中,所述滑动套筒能够在所述第一位置与所述第二位置之间被远程致动以允许所述瓣阀关闭或保持所述瓣阀打开,使得当所述瓣阀被保持打开时物体和或流体能够穿过所述中空外壳从所述上区段行进至所述下区段以及从所述下区段行进至所述上区段。
2.根据权利要求1所述的浮动阀,其中,所述中空外壳形成作为所述钻柱的一部分的接头。
3.根据权利要求2所述的浮动阀,其中,所述中空外壳具有可释放地连接至下部的上部,所述上部和所述下部一起形成所述接头。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的浮动阀,其中,所述中空外壳定尺寸为沿所述井眼向下配合。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的浮动阀,其中,所述瓣阀在被关闭时允许沿所述钻柱向下流动但不允许沿所述钻柱向上流动。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的浮动阀,其中,所述瓣阀容纳在阀本体内,所述阀本体能够在组装或拆卸所述中空外壳时被安装及移除。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的浮动阀,其中,所述滑动套筒具有用于通过工具进行所述远程致动的工具接合轮廓。
8.根据权利要求7所述的浮动阀,其中,所述工具接合轮廓位于所述滑动套筒的内表面上。
9.根据权利要求7或8所述的浮动阀,其中,所述工具接合轮廓为方向上特定的,以至少在所述工具沿与所述工具接合轮廓接合的正确方向移动时才与所述工具接合。
10.根据权利要求9所述的浮动阀,其中,所述工具具有接合取向和非接合取向,为了与所述工具接合轮廓接合并远程地致动所述滑动套筒,所述工具必须处在所述接合取向上并且沿所述正确方向行进。
11.根据权利要求10所述的浮动阀,其中,在所述滑动套筒的每个端部处或朝向所述滑动套筒的每个端部设置有所述工具接合轮廓,每个所述工具接合轮廓沿与另一工具接合轮廓的方向相反的方向定向。
12.根据权利要求7至11中的任一项所述的浮动阀,其中,所述工具为移位工具,并且所述移位工具是在滑线上或丝绳上被降下、送、牵引、行进的或者沿着所述钻柱由另外的装置运送的。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的浮动阀,其中,设置有至少两个工具:第一工具和第二工具,所述第一工具和所述第二工具彼此相继以实现所述远程致动,所述第二工具和任何随后的工具为所述第一工具提供后备。
14.根据权利要求13所述的浮动阀,其中,当沿所述钻柱向下移动所述工具以致动所述滑动套筒从而保持所述瓣阀打开时,所述第一工具、所述第二工具和任何所述随后的工具处于相同的接合取向上,并且在所述第一工具未能将所述滑动套筒从所述第一位置完全地致动到所述第二位置的情况下所述第二工具和任何所述随后的工具将接合所述滑动套筒并且使所述滑动套筒移位。
15.根据权利要求7至14中的任一项所述的浮动阀,其中,所述工具从所述钻柱的上高度向下移动至所述钻柱的期望的下高度,以沿所述钻柱向所述期望的下高度向下地将一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
16.根据权利要求15所述的浮动阀,其中,当沿所述钻柱向上移动所述工具以将所述滑动套筒致动到与所述瓣阀不接触的所述第一位置从而允许关闭时,所述第二工具处在所述接合取向上以将所述滑动套筒致动到所述第一位置,并且所述第一工具处在相反的取向上,使得一旦所述滑动套筒不与所述瓣阀接触,所述第一工具不能下落经过所述瓣阀。
17.根据权利要求16所述的浮动阀,其中,从所述钻柱的所述期望的下高度处或朝向所述钻柱的所述期望的下高度向上移动所述工具,以沿所述钻柱向上地将一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的浮动阀,其中,所述滑动套筒具有至少一个定部,所述至少一个锁定部与所述中空外壳的内部接合以提供抵抗所述滑动套筒移动的摩擦。
19.根据权利要求18所述的浮动阀,其中,所述至少一个锁定部是由下述部件中的任何一个或更多个部件提供的,
a.至少一个弹性体材料,
b.锁定夹套装置。
20.根据权利要求18或19所述的浮动阀,其中,所述内部具有制动部,所述制动部用于选择性地接纳所述至少一个锁定部从而防止所述滑动套筒在除了被致动时以外的情况下移动。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的浮动阀,其中,所述滑动套筒的所述至少一个锁定部朝向所述滑动套筒的上端部。
22.一种在钻柱中使用浮动阀的方法,所述方法包括或包含下述步骤:
控制容纳在所述钻柱的长度的中间的接头内的滑动套筒在所述接头内平移,使得在第一位置所述滑动套筒在所述接头内不与所述浮动阀的挡板接触并且在第二位置所述滑动套筒保持所述挡板打开以允许流体和物体经由所述挡板连通;
其中,对所述滑动套筒的远程致动使得能够将所述浮动阀控制为允许或不允许流体流动穿过所述浮动阀和/或物体穿过所述浮动阀并且随后沿所述钻柱向上或向下。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,沿着所述钻柱存在有多个所述浮动阀。
24.根据权利要求22或23所述的方法,其中,下至所述钻柱的期望高度的所述多个所述浮动阀能够被顺序地保持打开。
25.根据权利要求24所述的方法,其中,一旦沿所述钻柱向下保持所述多个所述浮动阀打开,就能够实现下至所述期望高度的任何点的操作。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,在完成井下操作之后,所述多个所述浮动阀中的至少一些所述浮动阀然后能够被允许从所述期望高度处或附近沿所述钻柱向上顺序地关闭。
27.根据权利要求22至26中的任一项所述的方法,其中,所述浮动阀容纳在阀本体中,所述阀本体能够在组装或拆卸所述接头时被安装及移除。
28.根据权利要求21至26中的任一项所述的方法,其中,所述滑动套筒具有用于通过工具进行所述远程操作的工具接合轮廓。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述工具接合轮廓位于所述滑动套筒的内表面上。
30.根据权利要求28或29所述的方法,其中,所述工具接合轮廓为方向上特定的,以至少在所述工具沿与所述工具接合轮廓接合的正确方向移动时才接合所述工具。
31.根据权利要求30所述的方法,其中,所述工具还具有接合取向和非接合取向,为了与所述工具接合轮廓接合并远程地致动所述滑动套筒,所述工具必须处在所述接合取向上并且沿所述正确方向行进。
32.根据权利要求31所述的方法,其中,在所述滑动套筒的每个端部处或朝向所述滑动套筒的每个端部设置有所述工具接合轮廓,每个所述工具接合轮廓沿与另一工具接合轮廓的方向相反的方向定向。
33.根据权利要求28至32中的任一项所述的方法,其中,所述工具为移位工具,并且所述移位工具是通过滑线或钢丝绳或其他装置沿着所述钻柱降下、泵送、牵引或运送的。
34.根据权利要求28至33中的任一项所述的方法,其中,设置有至少两个工具:第一工具和第二工具,所述第一工具和所述第二工具彼此相继以实现所述远程致动,所述第二工具和任何随后的工具为所述第一工具提供后备。
35.根据权利要求34所述的方法,其中,当沿所述钻柱向下移动所述工具以致动所述滑动套筒从而保持所述瓣阀打开时,所述第一工具、所述第二工具和任何所述随后的工具处于相同的接合取向上,并且在所述第一工具未能致动所述滑动套筒的情况下所述第二工具和任何所述随后的工具将接合所述滑动套筒并且使所述滑动套筒移位。
36.根据权利要求28至35中的任一项所述的方法,其中,使所述工具从所述钻柱的上高度向下移动至所述钻柱的期望的下高度,以沿所述钻柱向所述期望的下高度向下地将浮动阀的一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
37.根据权利要求36所述的方法,其中,当沿所述钻柱向上移动所述工具以将所述滑动套筒致动到与所述瓣阀不接触的所述第一位置从而允许关闭时,所述第二工具处在所述接合取向上以将所述滑动套筒致动到所述第一位置,并且所述第一工具处在相反的取向上,使得所述第一工具不能下落穿过所述接头。
38.根据权利要求16所述的方法,其中,使所述工具从所述钻柱的所述期望的下高度处或朝向所述钻柱的所述期望的下高度向上移动,以沿所述钻柱向上地将浮动阀的一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
39.根据权利要求23至38中的任一项所述的方法,其中,所述滑动套筒具有锁定部,所述锁定部与所述接头的内部制动部接合以提供抵抗所述滑动套筒移动的摩擦。
40.一种可致动瓣阀,所述可致动瓣阀用于在井眼内定位在井下作为钻柱的一部分,所述可致动瓣阀包括或包含:
定位在接头中的瓣阀,所述瓣阀能够打开从而允许移动穿过所述接头,或者能够关闭以密封从而防止移动穿过所述接头,
定位在所述接头内的滑动套筒,所述滑动套筒相对于所述瓣阀在第一位置与第二位置之间滑动,在所述第一位置,所述滑动套筒不与所述瓣阀接触以允许所述瓣阀关闭,在所述第二位置,所述滑动套筒保持所述瓣阀打开以允许移动穿过所述瓣阀;
其中,所述滑动套筒适于在所述第一位置与所述第二位置之间被远程地致动,使得当所述瓣阀被保持打开时物体能够经过所述瓣阀行进并且能够沿所述钻柱上下移动。
41.一种具有浮动阀的钻柱,所述浮动阀包括或包含:
至少一个接头,所述至少一个接头定位在钻柱的长度之间,上部与下部经由所述至少一个接头的中空内部选择性地流体连通;
浮动阀,所述浮动阀至少部分地定位在所述接头内,以允许或不允许流体经由所述浮动阀流动穿过所述中空内部和/或物体经由所述浮动阀穿过所述中空内部;
滑动套筒,所述滑动套筒至少部分地位于所述接头内以至少部分地在所述接头内平移,使得在第一位置所述滑动套筒不与所述浮动阀接触并且在第二位置所述滑动套筒保持所述浮动阀打开以允许流动穿过所述浮动阀;
其中,对所述滑动套筒的远程操作使得能够将所述浮动阀控制为允许或不允许流体流动穿过所述中空内部和/或物体穿过所述中空内部并随后沿所述钻柱向上或向下。
42.根据权利要求41所述的钻柱,其中,在所述钻柱中存在有多个所述浮动阀。
43.根据权利要求42所述的钻柱,其中,所述滑动套筒是由移位工具致动的,所述移位工具是通过钢丝绳或滑线、其他装置沿着所述钻柱降下、泵送或运送的。
44.根据权利要求42或43所述的钻柱,其中,所述多个浮动阀能够从上方向下至期望的下高度被顺序地打开,通过所述移位工具将每个所述浮动阀中的所述滑动套筒移位至所述第二位置,并且然后通过将每个所述浮动阀中的所述滑动套筒移位至所述第一位置而从下方从所述期望的下高度处或附近顺序地关闭所述多个浮动阀。
45.一种用于浮动阀的零件套件,所述零件套件包括:
定位在接头中的瓣阀,所述瓣阀能够打开从而允许移动穿过所述接头或者能够关闭以密封从而防止移动穿过所述接头,
滑动套筒,所述滑动套筒定位在所述接头中并且位于所述浮动阀上方,所述滑动套筒在被组装时相对于所述浮动阀在第一位置与第二位置之间滑动,在所述第一位置,所述滑动套筒不与所述瓣阀接触以允许所述瓣阀关闭,在所述第二位置,所述滑动套筒保持所述瓣阀打开以允许移动穿过所述瓣阀;
其中,当所述浮动阀和所述接头被组装成钻柱的一部分时,所述滑动套筒能够在所述第一位置与所述第二位置之间被远程地致动,使得当所述瓣阀保持打开时物体能够经过所述瓣阀行进并且能够沿所述钻柱上下移动。
46.根据权利要求45所述的零件套件,其中,所述零件套件包括所述接头。
47.根据权利要求45或46所述的零件套件,其中,所述接头能够被拆卸为上部和下部以接近所述接头的中空部分从而允许在所述中空部分内组装和拆卸所述瓣阀和所述滑动套筒。
48.一种根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的浮动阀。
49.一种使用根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的浮动阀的方法。
50.一种根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的可致动瓣阀。
51.一种根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的钻柱。
52.一种用于根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的浮动阀的零件套件。

说明书全文

关于浮动保持打开装置及其方法或其改进

技术领域

[0001] 本发明涉及用于类储层、储层和地热储层的井眼的钻井作业。
[0002] 特别地,本发明为能够在钻柱中保持多个浮动阀打开的装置。

背景技术

[0003] 当钻凿井眼——作为钻井作业的一部分(与完井作业不同)——时,通常在钻柱中使用浮动阀。浮动阀允许沿一个方向流动而不允许沿另一方向流动。
[0004] 浮动阀允许沿着钻柱向下流体。当沿着钻柱向下的流体流动停止时,浮动阀关闭。浮动阀下方的比浮动阀上方的压更高的压力保持浮动阀关闭。因而防止了流体沿钻柱向上反向移动。这允许在地表处对钻柱进行操作,比如增加或移除钻杆。在钻井作业中,通常的作业成本为每天NZ$100,000。因此,在钻机闲置或者未进行钻井所花费的任何时间都是昂贵的。
[0005] 然而,常常有一些会导致钻机闲置或至少钻井未进行的对钻机进行的操作是必须的,为了使钻杆的连接在地表处断开,钻柱中的压力首先必须被泄放至大气压力。通过将多个浮动阀包括在钻柱中,需要泄放的体积更少,由此减少了执行该过程所需的时间。
[0006] 出于各方面原因,可能必须通过滑线(slickline)、丝绳或其他方法例如勘探设备来在钻柱中运送物体。如果浮动阀存在于钻柱中,则其对于沿钻柱上下移动的设备造成障碍或阻碍。
[0007] 目前,当必须沿钻柱向下运送物体时,需要将浮动阀从钻柱中移除。这涉及将钻柱从钻井中移除,从而增加了操作的时间和成本。这也因钻柱部件使用寿命的缩短而增加了成本。为了获得与移除浮动阀以执行例如勘探并将所述浮动阀再次放回相关联的成本的指示,我们检查了用于地热井的通常程序。通常必须随钻柱沿井向下行进以规则的距离进行勘测,例如,可在深度每增加300米处进行勘测。套管靴的深度为1500米,总深度为2800米,勘测频率为300米,钻杆长度为13.4米,钻杆起下钻速度为180m/hr。
[0008] 其中,钻井要求在钻杆内进行沿滑线方向的勘测或P/T测井,必须将浮动阀从钻柱移除并随后将其重新安装在钻柱内。为了定向勘测而进行上述操作,将钻头向上反向起出至套管靴内部以移除浮动阀接头,在滑线上将勘测工具运送到BHA中的接头,将钻柱下钻至底部然后反向向上进入套筒靴,在滑线上收回勘测工具,然后将钻柱下钻回至底部以继续钻井,将浮动阀插入到位。这从勘测深度至套管靴的距离进行4次起下钻。因此若考虑在1800米、2100米、2400米及2800米处进行勘测的井,则因勘测而起下钻的总距离为:
[0009] 4×300米+4×600米+4×900米+4×1300米=12400米
[0010] 12400/180米/每小时=每井68小时或2.9天
[0011] 钻柱浮动阀通常以150m间隔安装,钻柱浮动阀将被移除或安装(4+8+12+16=40)次。每次更换花费5分钟,则产生另外3小时的安装钻机时间。
[0012] 假定每年钻6个井并且每天的钻机成本为$100,000,则这将省出6×3×100000=$180万/年。
[0013] 通过降低当前与勘测相关联的时间和成本,在需要时/若需要的话可以进行另外的勘测。
[0014] 因此可以看出,即使仅对一个钻机而言,成本也会迅速攀升,更别提一队钻机在作业中成本的迅速攀升。
[0015] 与钻凿不稳定地层相关联的险为钻柱周围的钻井的潜在塌陷。在一些情况下,这会导致钻柱卡在孔中。如果发生这种情况,那么会产生尝试取出钻柱的额外的成本和时间。沿着钻柱向下运送工具和炸药以帮助恢复会是必须的。在这些情况下,浮动阀会阻碍井下作业和恢复。如果恢复是不成功的,则会产生沿着钻井向下的丢失的工具的成本。
[0016] 目前使用的另一部分解决方案为沿着钻杆向下运送“保持打开装置”,该装置坐置在浮动阀的最顶部中。这使得能够接近第一浮动阀下面的钻杆但不能将钻柱中的任何另外的浮动阀保持打开。
[0017] 在本说明书中,对专利说明书、其他外部文献或其他信息源进行了参照,这基本上是出于提供用于讨论本发明特征的背景的目的。除非有另外的具体说明,否则对于这种外部文献的参照不应解释为承认这种文献或这种信息源在任何司法管辖区为现有技术或形成本领域中公知常识的一部分。
[0018] 本发明的目的为提供一种改进的浮动阀保持打开装置或者克服以上缺陷或解决以上迫切要求,或者至少向公众提供有用的选择。

发明内容

[0019] 在本发明的第一方面中,包括一种下述的浮动阀,所述浮动阀适于在井眼内定位在井下作为钻柱的一部分,所述浮动阀包括或包含:
[0020] 中空外壳,所述中空外壳用于连接至所述钻柱的上区段和下区段并定位在所述钻柱的所述上区段与所述下区段之间,瓣阀,所述瓣阀至少部分地定位在所述中空外壳内,以允许或不允许流体经由所述浮动阀流动穿过所述中空外壳和/或物体经由所述浮动阀穿过所述中空外壳,
[0021] 滑动套筒,所述滑动套筒至少部分地位于所述中空外壳内以至少部分地在所述中空外壳内平移,使得在第一位置所述滑动套筒不与所述瓣阀接触并且在第二位置所述滑动套筒保持所述瓣阀打开以允许流动穿过所述瓣阀;
[0022] 其中,所述滑动套筒能够在所述第一位置与所述第二位置之间被远程致动以允许所述瓣阀关闭或保持所述瓣阀打开,使得当所述瓣阀被保持打开时物体和或流体能够穿过所述中空外壳从所述上区段行进至所述下区段以及从所述下区段行进至所述上区段。
[0023] 优选地,所述中空外壳形成作为钻柱一部分的接头。
[0024] 优选地,所述中空外壳具有可释放地连接至下部的上部,所述上部和所述下部一起形成所述接头。
[0025] 优选地,所述中空外壳定尺寸为沿所述井眼向下配合。
[0026] 优选地,所述瓣阀在被关闭时允许沿所述钻柱向下流动但不允许沿所述钻柱向上流动。
[0027] 优选地,所述瓣阀容纳在阀本体内,所述阀本体能够在组装或拆卸所述中空外壳时被安装及移除。
[0028] 优选地,所述滑动套筒具有用于通过工具进行所述远程致动的工具接合轮廓。
[0029] 优选地,所述工具接合轮廓位于所述滑动套筒的内表面上。
[0030] 优选地,所述工具接合轮廓为方向上特定的,以至少在所述工具沿与所述工具接合轮廓接合的正确方向移动时才与所述工具接合。
[0031] 优选地,所述工具具有接合取向和非接合取向,为了与所述工具接合轮廓接合并远程地致动所述滑动套筒,所述工具必须处在所述接合取向上并且沿所述正确方向行进。
[0032] 优选地,在所述滑动套筒的每个端部处或朝向所述滑动套筒的每个端部设置有所述工具接合轮廓,每个所述工具接合轮廓沿与另一工具接合轮廓的方向相反的方向定向。
[0033] 优选地,所述工具为移位工具,并且所述移位工具在滑线上或钢丝绳上被降下、泵送、牵引、行进或着沿着所述钻柱通过另一装置运送。
[0034] 优选地,设置有至少两个工具:第一工具和第二工具,所述第一工具和所述第二工具彼此相继以实现所述远程致动,所述第二工具和任何随后的工具为所述第一工具提供后备。
[0035] 优选地,当沿所述钻柱向下移动所述工具以致动所述滑动套筒从而保持所述瓣阀打开时,所述第一工具、所述第二工具和任何所述随后的工具处于相同的接合取向并且在所述第一工具未能将所述滑动套筒从所述第一位置完全致动到所述第二位置的情况下所述第二工具和任何所述随后工具将接合所述滑动套筒并且使所述滑动套筒移位。
[0036] 优选地,所述工具从所述钻柱的上高度向下移动至所述钻柱的期望的下高度,以沿所述钻柱下至所述期望的下高度向下地将一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
[0037] 优选地,当沿所述钻柱向上移动所述工具以将所述滑动套筒致动到与所述瓣阀不接触的所述第一位置从而允许关闭时,所述第二工具处在所述接合取向上以将所述滑动套筒致动到所述第一位置,并且所述第一工具处在相反的取向上,使得一旦所述滑动套筒不与所述瓣阀接触所述第一工具不能下落经过所述瓣阀。
[0038] 优选地,从所述钻柱的所述期望的下高度处或朝向所述钻柱的所述期望的下高度向上移动所述工具,以沿所述钻柱向上地将一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
[0039] 优选地,所述滑动套筒具有至少一个定部,所述至少一个锁定部与所述中空外壳的内部接合以提供抵抗所述滑动套筒移动的摩擦。
[0040] 优选地,所述至少一个锁定部是由下述部件中的任何一个或更多个部件提供的,[0041] a.至少一个弹性体材料,
[0042] b.锁定夹套装置。
[0043] 优选地,所述内部具有制动部,所述制动部用于选择性地接纳所述至少一个锁定部从而防止所述滑动套筒在除了被致动时以外的情况下移动。
[0044] 优选地,所述滑动套筒具有朝向所述滑动套筒的上端部的所述至少一个锁定部。
[0045] 在本发明的另一方面中,包括一种在钻柱中使用浮动阀的方法,所述方法包括或包含下述步骤:
[0046] 控制容纳在所述钻柱的长度的中间的接头内的滑动套筒在所述接头内平移,使得在第一位置所述滑动套筒在所述接头内不与所述浮动阀的挡板接触并且在第二位置所述滑动套筒保持所述挡板打开以允许流体和物体经由所述挡板连通;
[0047] 其中,对所述滑动套筒的远程致动使得能够将所述浮动阀控制为允许或不允许流体流动穿过所述浮动阀和/或物体穿过所述浮动阀并且随后沿所述钻柱向上或向下。
[0048] 优选地,沿着所述钻柱存在有多个所述浮动阀。
[0049] 优选地,下至所述钻柱的期望高度的所述多个所述浮动阀能够被顺序地保持打开。
[0050] 优选地,一旦沿所述钻柱向下保持所述多个所述浮动阀打开,就能够实现下至所述期望的高度的任何点的操作。
[0051] 优选地,在完成井下操作之后,所述多个所述浮动阀中的至少一些所述浮动阀然后能够被允许从所述期望的高度处或附近沿所述钻柱向上顺序地关闭。
[0052] 优选地,所述浮动阀容纳在阀本体中,所述阀本体能够在所述接头组装或拆卸时被安装及移除。
[0053] 优选地,所述滑动套筒具有用于通过工具进行所述远程操作的工具接合轮廓。
[0054] 优选地,所述工具接合轮廓位于所述滑动套筒的内表面上。
[0055] 优选地,所述工具接合轮廓为方向上特定的,以至少在所述工具沿与所述工具接合轮廓接合的所述正确方向移动时才与所述工具接合。
[0056] 优选地,所述工具还具有接合取向和非接合取向,为了与所述工具接合轮廓接合并远程地致动所述滑动套筒,所述工具必须处在所述接合取向上并且沿所述正确方向行进。
[0057] 优选地,在所述滑动套筒的每个端部处或朝向所述滑动套筒的每个端部设置有所述工具接合轮廓,每个所述工具接合轮廓沿与另一工具接合轮廓的方向相反的方向定向。
[0058] 优选地,所述工具为移位工具,并且所述移位工具是通过滑线或钢丝绳或其他装置沿着所述钻柱降下、泵送、牵引或运送的。
[0059] 优选地,设置有至少两个工具:第一工具和第二工具,所述第一工具和所述第二工具彼此相继以实现所述远程致动,所述第二工具和任何随后工具为所述第一工具提供后备。
[0060] 优选地,当沿所述钻柱向下移动所述工具以致动所述滑动套筒从而保持所述瓣阀打开时,所述第一工具、所述第二工具和任何所述随后的工具处于相同的接合取向并且在所述第一工具未能致动所述滑动套筒的情况下,所述第二工具和任何所述随后工具将接合所述滑动套筒并且使所述滑动套筒移位。
[0061] 优选地,使所述工具从所述钻柱的上高度向下移动至所述钻柱的下高度,以沿所述钻柱向所述期望的下高度向下地将浮动阀的一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
[0062] 优选地,当沿所述钻柱向上移动所述工具以将所述滑动套筒致动到与所述瓣阀不接触的所述第一位置从而允许关闭时,所述第二工具处在所述接合取向上以将所述滑动套筒致动到所述第一位置,并且所述第一工具处在相反的取向上,使得所述第一工具不能下落穿过所述接头。
[0063] 优选地,使所述工具从所述钻柱的所述期望的下高度处或朝向所述钻柱的所述期望的下高度向上移动,以沿所述钻柱向上地将浮动阀的一系列的所述滑动套筒从所述第二位置顺序地致动到所述第一位置。
[0064] 优选地,所述滑动套筒具有锁定部,所述锁定部与所述接头的内部制动部接合以提供抵抗所述滑动套筒移动的摩擦。
[0065] 在本发明的另一方面中,包括一种可致动瓣阀,所述可致动瓣阀用于在井眼内定位在井下作为钻柱的一部分,所述可致动瓣阀包括或包含:
[0066] 定位在接头中的瓣阀,所述瓣阀能够打开从而允许移动穿过所述接头或能够关闭以密封从而防止移动穿过所述接头,
[0067] 定位在所述接头内的滑动套筒,所述滑动套筒相对于所述瓣阀在第一位置与第二位置之间滑动,在所述第一位置,所述滑动套筒不与所述瓣阀接触以允许所述瓣阀关闭,在所述第二位置,所述滑动套筒保持所述瓣阀打开以允许移动穿过所述瓣阀;
[0068] 其中,所述滑动套筒适于在所述第一位置与所述第二位置之间被远程地致动,使得当所述瓣阀被保持打开时,物体能够经过所述瓣阀行进并且能够沿所述钻柱上下移动。
[0069] 在本发明的又一另外的方面中,包括一种具有浮动阀的钻柱,所述浮动阀包括或包含:
[0070] 至少一个接头,所述至少一个接头定位在钻柱的长度之间,上部与下部经由所述至少一个接头的中空内部选择性地流体连通;
[0071] 浮动阀,所述浮动阀至少部分地定位在所述接头内,以允许或不允许流体经由所述浮动阀流动穿过所述中空内部和/或物体经由所述浮动阀穿过所述中空内部;
[0072] 滑动套筒,所述滑动套筒至少部分地位于所述接头内以至少部分地在所述接头内平移,使得在第一位置所述滑动套筒不与所述浮动阀接触并且在第二位置所述滑动套筒保持所述浮动阀打开以允许流动穿过所述浮动阀;
[0073] 其中,对所述滑动套筒的远程操作使得能够将所述浮动阀控制为允许或不允许流体流动穿过所述中空内部和/或物体穿过所述中空内部并随后沿所述钻柱向上或向下。
[0074] 优选地,在所述钻柱中存在有多个所述浮动阀。
[0075] 优选地,所述滑动套筒是由移位工具致动的,所述移位工具是通过钢丝绳或滑线、其他装置沿着所述钻柱降下、泵送或运送的。
[0076] 优选地,所述多个浮动阀能够从上方向下至期望的下高度被顺序地打开,通过所述移位工具将每个所述浮动阀中的所述滑动套筒移位至所述第二位置,然后通过将每个所述浮动阀中的所述滑动套筒移位至所述第一位置而从下方从所述期望的下高度处或附近顺序地关闭所述多个浮动阀。
[0077] 在本发明的另一方面中,包括一种用于浮动阀的零件套件,所述零件套件包括:
[0078] 定位在接头中的瓣阀,所述瓣阀能够打开从而允许移动穿过所述接头或能够关闭以密封从而防止移动穿过所述接头,
[0079] 滑动套筒,所述滑动套筒定位在所述接头中并且位于所述浮动阀上方,所述滑动套筒在被组装时相对于所述浮动阀在第一位置与第二位置之间滑动,在所述第一位置,所述滑动套筒不与所述瓣阀接触以允许所述瓣阀关闭,在所述第二位置,所述滑动套筒保持所述瓣阀打开以允许穿过所述瓣阀的所述移动;
[0080] 其中,当所述浮动阀和所述接头被组装成钻柱的一部分时,所述滑动套筒能够在所述第一位置与所述第二位置之间被远程地致动,使得当所述瓣阀保持打开时物体能够经过所述瓣阀行进并且能够沿所述钻柱上下移动。
[0081] 优选地,所述套件包括所述接头。
[0082] 优选地,所述接头能够被拆卸为上部和下部以接近所述接头的中空部分从而允许在所述中空部分内组装和拆卸所述瓣阀和所述滑动套筒。
[0083] 在本发明的另一方面中,包括一种根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的浮动阀。
[0084] 在本发明的另一方面中,包括一种使用根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的浮动阀的方法。
[0085] 在本发明的另一方面中,包括一种根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的可致动瓣阀。
[0086] 在本发明的另一方面中,包括一种根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的钻柱。
[0087] 在本发明的另一方面中,包括一种用于根据本文中参照任一幅或更多幅附图描述的浮动阀的零件套件。
[0088] 如在本文中使用的术语“和/或”意味着“和”或“或”或二者。
[0089] 如在本文中使用的跟随名词的“(s)”意味着复数和/或单数形式的名词。
[0090] 如在本说明书中使用的术语“包括”意味着“至少部分地包括”。当解释本说明书中的包括该术语的表述时,在每个表述中以该术语引出的特征,应存在所有这些特征,但也可以存在其他特征。相关术语诸如“包括”和“包含”以相同的方式解释。
[0091] 意在使本文中所公开的数字的范围(例如,1至10)也包含引用在该范围内的所有有理数(例如,1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)以及同样在此范围内的有理数的任何范围(例如,2至18、1.5至5.5以及3.1至4.7)。
[0092] 上文和下文引用的所有申请、专利和公报的整个公开内容,若有的话,则通过参引合并到本文中。
[0093] 对于本发明涉及的领域的技术人员而言,结构中的许多变化以及区分较大的实施方式和本发明的申请将暗示其不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的范围。本文中的公开和描述仅为说明性的而并非在任何意义上进行限制。
[0094] 本发明的其他方面从以下仅以示例性的方式并且参照附图给出的描述中将变得明显。

附图说明

[0095] 现在将参照附图描述本发明的优选形式,在附图中;
[0096] 图1A示出了本发明的实施方式在套筒缩回并且浮动阀处于其正常操作模式的情况下的剖视图,
[0097] 图1B示出了本发明的实施方式在浮动阀保持打开的情况下的剖视图,
[0098] 图2A以分解图示出了滑动套筒在被从浮动阀接头移除时的一个实施方式,[0099] 图2B示出了滑动套筒的沿着线D-D的截面图,
[0100] 图2C示出了图2B的圈出的区域的放大图,
[0101] 图3A示出了锁定夹套在被从滑动套筒移除时的等距图,
[0102] 图3B示出了锁定夹套的前视图,
[0103] 图3C示出了锁定夹套的沿着线E-E的截面图,
[0104] 图4A示出了上壳体在滑动套筒和浮动阀组件被移除的情况下的剖视图,[0105] 图4B示出了上壳体的沿着线F-F的截面,
[0106] 图4C示出了图4B的圈出的区域的放大图,
[0107] 图5示出了井眼和钻柱的示意性截面图,以及
[0108] 图6A示出了来自图2的截面D-D,其示出了被接合为将滑动套筒从不与阀(未示出)接触的第一位置致动到保持阀打开的第二位置的工具,
[0109] 图6B为与图6A类似的视图,但其示出了被倒置并接合为将滑动套筒从第二位置移动至第一位置的工具。

具体实施方式

[0110] 现在将参照图1至图6描述优选的实施方式。本发明允许多个浮动阀1在沿着如图5中示出的陆地17中的井孔或井眼4向下的钻柱3中保持打开。这是在无需将钻柱3从井眼4中移除的情况下实现的。物体——比如但不限于勘测工具、维护工具或其他工具——然后可以在钻柱3内无阻地运送。浮动阀1然后可以在也无需将钻柱3从钻井4移除的情况下返回至其操作的标准模式。
[0111] 本发明允许在无需将钻柱从井眼中移除的情况下使一个或多个浮动阀1在钻柱3中保持打开。用于获得对从沿着钻柱3向下的多于一个的浮动阀1下面接近的目前实践为将钻柱3向上提升并且将下至期望使所述浮动阀打开的高度——例如,下至必须进行勘测的高度——的每个浮动阀1移除。钻柱3然后在不使浮动阀1就位的情况下重新安装在井眼4中。然后完成期望的操作(例如勘测)。然后使这个过程颠倒进行以重新安装浮动阀1并且将所述浮动阀1返回至浮动阀1以其正常模式操作的状态(即,因背压而被关闭)。
[0112] 本发明允许沿着钻柱向下的多个浮动阀1被沿着钻柱3向下顺序地打开、保持打开以及然后允许其沿钻柱向上反向再次按顺序关闭。处于其打开位置的浮动阀1允许流体和物体无阻碍地穿过或经过钻杆3内的打开的浮动阀1。浮动阀1然后能够被允许再次关闭并且浮动阀1返回至其正常操作模式,从而允许沿一个方向流动(通常向下)而不允许沿另一方向流动。
[0113] 在图1至图4中示出了本发明的优选形式。使用了通常被称为接头18的外壳体,接头18通常由作为上部、壳体或上接头18A以及下部、壳体或下接头18B的两件组成,上接头18A与下接头18B一起形成接头18组件。上接头18A具有利用诸如螺纹连接件15(在一些例子中其为锥形螺纹连接件)之类的标准工业连接件而连接至下接头18B的接合部19,尽管也可以使用其他已知的连接方法。在组装的接头18的顶部和底部处也同样存在连接件以允许其被连接作为钻柱的一部分由此加入浮动阀1功能。这种连接件可以是任何标准的工业类型连接件,并且在示出的优选形式中,其为锥形螺纹——位于顶部处的内螺纹15A和位于底部处的外螺纹15B。在接头18的上端和下端处的螺纹连接部15A、15B处包括额外的材料以允许根据需要进行螺纹重车。
[0114] 上接头18A和下接头18B二者的外表面20上设置有足够的长度,以允许夹持和使螺纹连接上紧/松开。这在需要接近浮动阀/挡板阀5以及不久讨论的滑动套筒2时可以作为接头的组装和拆卸的一部分而发生。
[0115] 接头18具有这样的外表面区域和长度,使得一旦上接头18A和下接头18B被组装,则接头18能够作为其组装至钻柱3和从钻柱3拆卸的一部分地被夹持以上紧/松开。这些外表面18与本发明结合使用的钻杆具有相同的尺寸。这允许操作者利用现存的钻机工具来上紧或松开连接。接头18通常由诸如AISI 4145或AISI 4140之类的钢制成。
[0116] 接头18具有如图1A和图1B中示出的在连接部15A与15B之间从一端行进至另一端的中空内部21。这允许在满足某些条件时流体和/或物体移动穿过接头18。
[0117] 在中空内部内,通常在接头18的内部的扩大部分内容置有如图1A和1B中示出的瓣阀或浮动阀门5。瓣阀5在行业内也称为挡板阀。在优选的形式中,如图1A中所示,瓣阀5被向上偏压而关闭,使得当被关闭时,来自下方的在沿接头18向上的方向A上的压力保持瓣阀关闭并由此关闭或阻挡瓣阀。超过来自瓣阀5下方的压力的上方的压力将打开瓣阀5。
瓣阀5相对于接头被枢转,使得其能够打开和关闭接头18的内部21。通常,瓣阀5保持在阀本体21中,在其他实施方式中,瓣阀5可以从接头18的内部直接地枢转。阀本体为最简单形式的中空筒体,瓣阀5在该中空筒体内枢转。当被打开时,如在图1B中所示,瓣阀5提供了穿过接头18的基本上无阻的通道。
[0118] 阀本体具有下述优势:阀本体能够安装至接头或从接头移除以改变阀尺寸,从而用于维护、修复或更换阀5。
[0119] 在接头18内还至少部分地存在有滑动套筒2,该滑动套筒2能够在接头18内平移。优选形式的滑动套筒具有与中空内部21的主内径大致相同的外直径。这具有的功能为当被移动就位时,如在图1B中所示,滑动套筒将保持瓣阀打开。滑动套筒优选地与接头18摩擦接合,使得在钻柱、穿过接头18和滑动套筒2的流体和物体的正常流动操作下,滑动套筒2将保持在其被致动的任何位置,例如,图1A中的不与瓣阀5接触的位置或如在图1B中的将瓣阀5保持打开的位置。优选形式的摩擦接合可以由滑动套筒2上的位于方便位置或各位置处——例如,如图2中示出的上端部处——的如图2中示出的夹套11来提供。也存在执行擦拭和/或密封功能的“O”形圈14,以确保在致动时砂砾和碎屑被擦拭干净并能够根据需要密封任何空腔,例如在滑动套筒的外壁与中空内部21之间的空腔。在其他形式中摩擦接合由弹性元件辅助。
[0120] 在如图2中示出的一个实施方式中,滑动套筒2为多部件的组件并且包括图2中详细地示出的弹簧夹套11。当滑动套筒2分别处于如图1A中示出的不接触浮动阀的位置或第一位置或者处于如图1B中示出的保持浮动阀打开的位置或第二位置时,弹簧夹套11在上壳体18A内分别接合在上制动槽12A和下制动槽12B中。夹套和摩擦防止了套筒2由于诸如钻柱中的振动或由流动套筒2的流体产生的力之类的原因而移动。擦拭O形环14还防止材料进入弹簧夹套机构9中。
[0121] 在滑动套筒的每个端部23处或朝向滑动套筒的每个端部23处的是工具接合轮廓24,其优选地在如图2中示出的内表面中。每个轮廓24A布置成在工具7处在正确的取向上并且沿正确的方向行进时与工具7接合,并且允许工具7致动滑动套筒2以及使滑动套筒2在第一位置与第二位置之间平移或者在第二位置与第一位置之间平移。
[0122] 可以通过许多不同的方法来致动浮动阀1,比如在钢丝绳或滑线8上运送的工具7、沿着钻柱3向下下降或泵送的工具7,牵引系统、泥浆脉冲系统或沿着钻柱3向下连通工具与井下物体的其他方法。
[0123] 在图1B中示出的浮动阀打开位置,浮动阀门3被保持为使得其不对运送通过浮动阀的物体造成障碍。
[0124] 在图1、图2、图3和图4中示出的一个这种滑动套筒2是通过称为“B移位工具”的通常在钢丝绳(未示出)上运送的特别的工具7来致动的。替代性地,该设计也可以利用沿着钻柱下降、泵送或由其他装置运送的B移位工具来致动。
[0125] 现在将参照图6A至图6B描述将滑动套筒2移动到浮动阀1中的方法。
[0126] B移位工具7具有如在图6中示出的位于其外表面上的键10。这些键10具有成度的前边缘25和阶梯状的后边缘26。键10被向外偏压。工具7被向下带至浮动阀1及其滑动套筒2。
[0127] 参见图6A,工具7通过滑线8被降低穿过滑动套筒2,并且工具7由于其取向而不与上工具接合轮廓24A接合,而是被允许滑动经过工具接合轮廓24A。工具7然后向下滑动穿过滑动套筒直到最下方工具7的后边缘26与工具接合轮廓24B接合——在这种情况下后边缘26与轮廓24B具有互补的阶梯状形状,工具7上的键的偏压出的部分与该阶梯状接合。当被接合在滑动套筒2上的工具接合轮廓24B中时,经由B移位工具将力施加至滑动套筒2以使滑动套筒2向下移动并且使滑动套筒2从第一位置致动(如在图1A中示出的),并且推靠挡板阀5并将浮动阀门5打开(即,阀构件或挡板),并且在滑动套筒移动至第二位置时滑动套筒移动穿过、将挡板阀5推至一边,从而保持瓣阀5打开,如在图1B中示出的。力可以以已知的方式施加以用于井下操作。在示出的实施方式中,用于致动滑动套筒2的力是由滑线8致动的机械振击器(spang jar)27来提供的(即,提起某一距离然后允许落下)。在其他方法中,这例如是通过牵引驱动、重力或通过流体推动来实现的。
[0128] 一旦滑动套筒2已经移动至其下方位置或第二位置(在图1B中示出),B移位工具上的前边缘(未示出)接触下接头18B的下内部轮廓28A,这通过迫使键向内以从轮廓释放而将键10从工具接合轮廓24B释放。B移位工具然后穿过浮动阀2组件并且可沿着钻柱进一步行进,例如,行进至钻柱中的另一浮动阀。
[0129] 当从第一位置移动至第二位置时,在优选的实施方式中,设置有沿如在图6A中示出的同一取向彼此相继的两个(或更多个)移位工具7。因此,如果第一工具7应当致动或出于一些原因而出故障,则存在对其进行后备的第二工具(若存在的话为随后的工具)。这防止了移位工具在其已经全程穿行之前经过套筒,并且因此防止了工具/滑线卡在挡板阀中。
[0130] 该方法沿着钻柱向下顺序地重复,直到期望数目的浮动阀被打开。
[0131] 一旦期望的下高度的所有所述阀打开,则优选将工具7撤回,然后可进行井下操作,例如勘测、钻杆恢复操作或类似操作。在一些操作中,在移位工具进行操作之后,可以在滑线8上设有操作工具,以免不得不通过移位工具来撤回滑线,并且然后通过操作工具重置滑线。
[0132] 现在将参照图6B描述从滑动套筒2保持瓣阀5打开的第二位置向滑动套筒2不与瓣阀5接触的第一位而将滑动套筒2从浮动阀5移除的方法。上B移位工具的取向被倒置为使得上工具7A中的键10将接合在滑动套筒2的另一工具接合轮廓24A上——注意24A为与24B的轮廓相同的轮廓但被倒置。在优选的形式中,存在两个B移位工具7A和7B,并且最下面的B移位工具7B的取向未倒置。以此方式,如果发生套筒的局部致动,则由于如以上描述地最下面的工具将卡在其最下面的工具接合轮廓24B上而能够防止工具组件掉落穿过阀。为了将套筒2向上移动以释放阀5并且使浮动阀返回至其正常操作模式例如关闭,经由B移位工具7A将力施加至套筒2。一旦滑动套筒2已经被移动或致动到其上方位置或第一位置时,B移位工具上的键就接触上接头18A的上内部轮廓28B(参见图1B)并且将B移位工具7A从滑动套筒2释放。B移位工具然后穿行经过浮动阀组件并且可沿着钻柱进一步行进以顺序地将另一些阀沿着钻柱向上移位至第一位置。取决于所使用的工具方法,可以通过拉动钢丝绳或滑线8、或通过震动、或通过牵引来供给用于致动的力。
[0133] 类似于上文,当将套筒2从不与瓣阀5接触的第一位置移位至套筒2将瓣阀5保持打开时的第二位置时,存在一种当移位套筒2时套筒2以另一方式返回至不与瓣阀5接触的第一位置的风险,如在图6B中示出的。
[0134] 这会在滑线工具7沿着孔向下并且套筒2向上移动至第一位置或朝向第一位置移动并且瓣阀5目前可以关闭的情况下发生。在该情况下,如果工具7出于某些原因行进至瓣阀5下方时,那么工具7会被卡在瓣阀下方——事实上瓣阀5在偏压作用下将尝试关闭,并且如其被设计地封闭该中空内部21。工具7现在卡在瓣阀下方并且不能在滑线上被反向提升。
[0135] 这会在B移位工具的键在滑线震动期间从上轮廓脱离并且允许B移位工具穿过或向下掉落穿过目前可自由关闭的浮动阀的情况下发生。
[0136] 为了降低此类情况发生的风险,可以使用串联的多个B移位工具7且最下方的移位工具7B在取向上与上(各上)移位工具7A的取向相反。以此方式,由于如以上描述的最下方的工具将卡在其最下方的工具接合轮廓24B上,因而将防止工具组件掉落穿过阀。在滑动套筒2不能从第二位置向第一位置移动的情况下,有必要从装置撤回B移位工具。B移位工具具有安全剪切销,其允许键在移动期间被施加过大的力时塌缩。
[0137] 在B移位工具上不具有突出边缘的底圆头29将确保在底圆头29从套筒的下端突出时浮动阀门不会卡在移位工具的底部上。
[0138] 以下为来自测试方案的本发明浮动阀的使用的一系列事件。在该情况下仅使用了沿着钻柱向下的一个浮动阀,但可以容易地致动两个或更多个浮动阀。在实际操作中,省略了一些步骤,因这些步骤是不相关的。
[0139] 接头组件在管柱中的安装:
[0140] ●在钻柱中安装浮动阀组件(安装装载有滑动套筒2的接头18,然后安装阀本体22与瓣阀5)。使用了具有挡板的5R GS浮动阀。套筒处于上方位置或第一位置(浮动阀运行位置)。
[0141] ●钻柱行进到井中。预期的浮动阀深度1375m。
[0142] 打开滑线上的阀:
[0143] ●滑线工具串组装有两个B移位工具,所述两个B移位工具具有定向为将套筒2向下移动的键。在移位工具7中安装有“无剪切环”。
[0144] ●RIH(在孔中行进)的滑线和位于1377m处的加标记的套筒(张力下降)
[0145] ●向下振动六次,重新获得张力并且行进穿过浮动阀组件。
[0146] ●上下运送穿过阀组件三次
[0147] ●在孔中行进至1398m
[0148] ●POOH(起钻,Pull Out Of Hole)
[0149] 关闭滑线上的阀
[0150] ●滑线工具串组装有两个B移位工具。下移位工具具有向下定向的安装有“无剪切环”的键(以防止掉落穿过阀)。上移位工具具有定向为将套筒向上移动的、安装有安全剪切销的键。
[0151] ●RIH.在1360m处拾起400lb(磅)的重量
[0152] ●穿过阀组件在孔中行进至1395m
[0153] ●向上拉至套筒。在1377m处拉起600lb的重量
[0154] ●向上振动11次,张力下降并且向上拉动工具串穿过套筒。
[0155] ●RIH和套筒的略微加标记的下轮廓然后穿过套筒向上反向拉动
[0156] ●POOH
[0157] ●检查移位工具安全剪切销并且确保销完好。
[0158] ●滑线被向下操纵。
[0159] 组件检查
[0160] ●POOH钻柱。将钢丝绳、浮动阀、接头从钻柱移除。
[0161] ●观察套筒处于上位置时浮动阀的操作性。
[0162] ●系统在表面处成功地起作用。
[0163] ●拆卸系统——对组件无损伤。
[0164] 测试结果
[0165] 钢丝绳浮动阀1系统定位在钻井4中的1377米处。滑线工具7成功地将套筒2移动到瓣阀5中。滑线工具7运送穿过浮动阀1。套筒2然后成功地被移动至其不与瓣阀5接触的上方位置或第一位置(参见图1A),从而允许浮动阀的正常操作。
[0166] 本发明以截面提供了浮动阀1,该截面提供了用于钻井液的大的流动区域,浮动阀1可以沿着钻柱3向期望的下高度处向下顺序地打开并保持打开,并然后沿着钻柱向为最上面浮动阀1的位置的期望的上高度反向地向上顺序地关闭。
[0167] 一旦处于浮动阀打开位置,就在钻柱中存在能够阻碍物体穿过浮动阀移动的最小的障碍。该装置具有通过使一个致动工具在钻井中行进而将钻柱中的所有浮动阀保持打开的能力。该装置具有被磨损以及需要保养的最少的移动部件。该装置容易生产、组装以及维护。该装置是坚固的以承受恶劣的操作条件。
[0168] 本发明还至少具有以下益处。
[0169] 根据介绍中的示例,本发明基于在该示例中的数据能够每年节省约NZ$180万。仅凭这一点就是显著的节省,但对于整个一队钻机,对于客户而言,或甚至对于行业而言,本发明能够节省更多的钱。
[0170] 若钻杆卡在钻井中,则使用本发明来收回钻杆是更容易的。在钻柱卡在钻井中时,钢丝绳浮动阀系统允许钢丝绳立即接近井底钻具组件(BHA)中以接近卡点并且使打捞设备行进到BHA中。这能够省去数天的用于将浮动阀从钻柱中移除的回收操作并且降低与机械拆卸和多个解卡爆震拆卸相关联的风险。期望快速的以及受控制的钻杆回收程序以增大回收有价值的BHA和钻柱部件的机会。
[0171] 由于在这些情况下的许多变化,很难估计所产生的节省。例如,如果钻机每年被卡住两次,则节省了每次五天时间的钻机时间,这仅钻机时间一项就等于$100万/年。
[0172] 在钻柱螺纹的磨损方面的降低:由于消除了用于勘测所需的起下钻而极大地减少了钻柱部件制造和断裂。例如,如果我们假定钻头起下钻为每钻凿700m进行一次,则除了在钻井中的初始下钻以及最终的从钻井中起钻之外,仅在2200m处会进行一次额外的从钻井中起出的起钻。从一个独立的检验服务得知钻杆螺纹每第二个井检验一次,并且大约10%的螺纹需要重车。螺纹重车的成本为每个钻杆$450,因此若重车之间的时间间隔增大,则能够有相当大的节省。
[0173] 降低钻机磨损和拆卸:通过利用钢丝绳浮动阀系统减少了对于起下钻的需要并且将减少对钻机和钻井设备的磨损和拆卸。
[0174] 反向循环:出于各种原因,钻井液的反向循环可以是有益的。该钢丝绳浮动阀系统能够在无需从钻井中起出以移除浮动阀的情况下使反向循环变得有可能。
[0175] 安全:降低钻柱浮动的处理,起下钻距离以及钻机运行具有健康安全的好处。
[0176] 本发明的前述描述包括其优选的形式。在不背离本发明的范围的情况下,可对其进行修改
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