[发明专利]压力定向旋转接头

说明书

背景技术

在烃类开采工业中，将井眼钻至含烃地层，以便开采目标流体，如气、油或流体组合。尽管在传统上，井眼大体上竖直地钻出，从而使井底组件的方向能够通过在地面上跟踪管柱的方向而相对精确地跟踪，但是现今更为常见的高度偏斜或水平井中的定向变得困难，精度受到限制。这部分地缘于驱动数千英尺的管柱进入下侧井壁时遇到的摩擦系数。因为难以测量整个管柱上的摩擦，从而难以判断作用在管柱上并影响与地面上的可见定向相关的井下实际定向的作用力。

能够在井下环境中精确确定定向具有许多操作重要性。因此，本领域始终寻求在井下环境中改进或能够定向的新方法和设备。

发明内容

压力定向旋转接头装置包括配重组件和销适配器，该销适配器与配重组件可作用地相互接合以使销适配器适应(orientto)配重组件。

压力定向旋转接头装置包括：外壳；位于所述外壳内的弹簧压缩轴；围绕所述弹簧压缩轴布置的弹簧；可旋转支撑在所述外壳内的配重组件；和可旋转支撑在所述外壳内并与所述配重组件可作用地相互接合以接收来自所述配重组件的扭矩的销适配器。

用于使井下工具定向的方法包括使配重组件靠重力定向，与销适配器相互接合和利用所述配重组件引起销适配器旋转。

附图说明

现在参考附图，其中，相同的元件在附图中以同样的数字表示。

图1是处于未致动位置的压力定向旋转接头装置的一个实施例的横截面视图；

图2是处于致动位置的压力定向旋转接头装置的一个实施例的横截面视图；

图3是所述装置的配重组件的透视图；

图4是所述装置的齿圈的透视图；

图5是所述装置的销适配器的透视图。

具体实施方式

参考图1和2，分别显示了压力定向旋转接头装置10的一个实施例的未致动位置和致动位置。两个附图中装置的不同部件的位置对比为下文对单个部件及其相互作用的描述提供了总体显示。

参考图1，从装置的井上端部开始(通常在附图左侧)，可以看到上部接头12。上部接头12在螺纹连接部16处固定附接到弹簧套14上。上部接头12包括限定了流体通道20的最外部区域的内表面18，在希望致动装置10时，加压流体通过所述流体通道作用在装置10上。进一步地，上部接头12包括可接收例如O形圈的密封件(由于比例尺原因未具体显示，并且由于本领域的知识而不必显示)的密封凹部22。密封套筒24滑动设置在内表面18中。

密封套筒24的井下端部在连接点28处附接到弹簧压缩轴26上。密封套筒24提供弹簧台肩30，在装置10致动期间，弹簧34的井上端部32支撑在所述弹簧台肩上。当在装置致动期间受压缩时，弹簧34的井下端部36支撑在能够支撑弹簧34的衬套38或其它表面上。

一个或更多个流体偏移通道40(显示了两个)与衬套38相邻并穿过弹簧套14，装置10的一个实施例中的过滤材料42位于每个流体偏移通道中。这种措施允许流体在所述装置正在致动或者从致动位置释放的同时流动到该装置中或从其中流出，从而避免由于装置内流体产生的液压力导致液压锁定或者限制装置10的部件运动的可能性。

延伸套筒44位于弹簧套14井下方向并且固定附接于其上。延伸套筒支撑适于旋转限制齿圈72的销48。在延伸套筒44内，配重组件50在轴承46和轴承52处支撑于弹簧压缩轴26上。在轴承46和52之间，配重组件轴向平衡以促进在装置10内相对无摩擦的旋转运动。这对装置来说是有用的性质，因为它有利于配重组件50的自动定向。配重组件50的定向对于装置10的作用来说是重要的。进一步地，配重组件50的结构有助于装置10的操作。参考图3，为结构清楚起见提供了配重组件50的放大图。配重组件包括机架52、配重54、键56和定向扭矩生成器58。从附图应当认识到，配重54在本实施例中延长到机架52的大约一半的位置。配重的作用在于使配重组件50靠重力自动定向。在水平或大斜度井中，这确保了操作人员可以相信井眼中至少一个部件的正确方向。因为配重组件50的方向已知，装置10的另一部件的希望方向可以利用已知的配重组件50进行设定。配重组件只自身旋转，因此不会具有现有技术装置(其试图使用偏置配重使目标工具定向)的缺陷。相反，这里公开的配重组件具有大体上集中于配重54的总质量，因此机架52和键56只占极小比例。