[发明专利]钻柱工具的液压控制

权利要求书

1.一种用于控制钻柱工具操作的设备，其包括：

主体，所述主体被配置用于并入在钻柱中以沿所述主体的内部传送钻井流体；

控制机构，所述控制机构连接至所述主体并且被配置用于联接至所述钻柱工具以响应于所述主体的所述内部与外部之间的流体压差的变化的预定义触发序列的发生来使所述钻柱工具从非激活状态切换到激活状态，所述预定义触发序列包括以下各项的多个周期：

使所述流体压差增大到但不超过预定义中间压力范围，以及

随后使所述预定义触发序列降低到低于所述预定义中间压力范围；

其中所述控制机构被进一步配置成在以下两种模式之间设置：

重复模式，其中在所述流体压差升高超过所述预定义中间压力范围时，在不执行所述预定义触发序列的情况下将所述钻柱工具再次切换到所述激活状态；以及

重设模式，其中将所述钻柱工具再次切换到所述激活状态取决于所述预定义触发序列的执行。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述预定义中间压力范围的下限阈值在150psi与250psi之间。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述预定义中间压力范围的上限阈值在650psi与850psi之间。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述控制机构进一步包括：

启动组件，所述启动组件能够沿所述主体的所述内部轴向移位，所述启动组件被配置成至少部分响应于所述启动组件轴向移动到启动位置而实现所述钻柱工具切换到所述激活状态；

偏置机构，所述偏置机构可操作地联接至所述启动组件并且被配置成推动所述启动组件轴向远离其启动位置并且朝向默认位置；以及

分级液压致动机构，所述分级液压致动机构被配置成响应于所述流体压差处于所述预定义中间压力范围内而导致所述启动组件针对所述偏置机构的操作从其默认位置轴向移位到中间位置，并且使得当所述压差处于所述预定义中间压力范围内时，所述启动组件在所述中间位置保持基本固定，所述液压致动机构被进一步配置成响应于所述流体压差大于所述预定义中间压力范围而导致所述启动组件针对所述偏置机构的操作从所述中间位置轴向移位到所述启动位置。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述启动组件能够相对于所述主体角移位，所述控制机构进一步包括旋转机构，所述旋转机构被配置成响应于所述预定义触发序列的执行而使所述启动组件从其中所述启动组件与工具启动机构的触发组件角度失准的未充注状态角移位到其中所述启动组件与所述触发组件角度对准的充注状态。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述控制机构进一步包括：

托架构件，所述托架构件承载用于使所述托架构件相对于所述主体轴向和旋转移位的所述启动组件，所述托架构件被配置用于进行由所述分级液压致动机构所引起的轴向移位；

旋转偏置机构，所述旋转偏置机构被配置成向所述托架构件应用旋转偏置，以推动所述托架构件旋转地朝向初始未充注状态并且远离其中所述启动组件与工具启动机构的触发组件角度对准的充注状态；

凸轮机构，所述凸轮机构可操作地连接至所述托架构件并且被配置成

响应于所述预定义触发序列的执行而使所述托架构件的往复式轴向移位转化成所述托架构件从所述初始未充注状态到所述充注状态的分级旋转，以及

当所述流体压差低于所述预定义中间压力范围时，阻止所述托架构件在所述旋转偏置机构的所述偏置下旋转。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述凸轮机构包括：

自动重设组件，所述自动重设组件被自动配置成在所述托架构件旋转到所述充注状态之前响应于所促使的所述托架构件轴向移位经过与所述预定义中间压力范围的上限阈值相对应的轴向位置而允许所述托架构件在所述旋转偏置机构的所述偏置下旋转到所述初始未充注状态；以及

止回组件，所述止回组件用于当所述托架构件处于所述充注状态时，响应于所述流体压差升高超过所述预定义中间压力范围而阻止所述托架构件在所述旋转偏置机构的所述偏置下旋转。