[发明专利]用于切换尾管膨胀工具的功能性的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于切换膨胀工具的功能性的方法和系统，所述膨胀工具用于使地下井筒中井下的油井尾管、壳体或其它井管膨胀。

背景技术

已知的井下膨胀方法和系统公开于WO2012104257和美国专利7,497,255、7,640,976以及7,493,946中。

在这些已知系统中，通过最初未膨胀的油井尾管、壳体或其它管在井下移动膨胀锥以使管膨胀。

已知通过机械地拉动和/或旋转钻柱(膨胀工具从所述钻柱悬吊下来)和/或通过逐步地改变钻柱的内部内的流体压力来切换膨胀工具的功能性，例如用于使可收缩膨胀锥膨胀或收缩和/或用于打开或关闭阀门。

已知系统的缺点是管内的膨胀锥的位置通常不是确切已知的，然而可能需要在沿膨胀管的长度的预定位置处切换膨胀工具的功能性。

需要一种克服已知系统的缺点的用于切换膨胀工具的功能性的改进的方法和系统。

发明内容

根据本发明，提供一种用于切换井下管状膨胀工具的功能性的方法，所述井下管状膨胀工具通过最初未膨胀的井管纵向移动以使所述管的长度的至少一部分膨胀，所述方法包括：

向所述未膨胀管提供内部宽度比所述未膨胀管的其它部分更大的过大部分；

向所述膨胀工具提供包括在所述过大部分内向外推动的触发器组合件的控制短管，从而切换所述工具的功能性。

所述未膨胀管可包括具有不同长度的多个过大部分，且所述膨胀工具可包括带有具有对应长度的可膨胀夹头部分的多个控制短管，从而在沿所述未膨胀管的长度的不同纵向间隔位置处切换所述膨胀工具的功能性。

根据本发明，另外提供一种用于切换井下管状膨胀工具的功能性的系统，所述井下管状膨胀工具可通过最初未膨胀的井管纵向移动以使所述管的长度的至少一部分膨胀，所述系统包括

控制短管，包括在未膨胀井管的过大部分内向外推动的触发器组合件，从而切换所述工具的功能性。

所述膨胀工具可包括通过所述触发器组合件切换为不同操作模式的可收缩膨胀锥和/或阀门，且所述触发器组合件可包括触发器套管和可膨胀夹头部分，当在所述过大部分内膨胀时，所述夹头部分相对于所述膨胀工具的其它部分轴向移动所述套管。

根据本发明的膨胀方法和工具的这些和其它特征、实施例以及优点描述于随附权利要求书、摘要以及附图中描绘的非限制实施例的以下详细描述中，其中使用指代图式中描绘的对应参考编号的描述参考编号。

不同图式中的相同参考编号表示相同或类似的对象。图式中描绘的和/或本说明书、摘要和/或权利要求书中描述的对象和其它特征可以被所属领域的技术人员以不同方式组合。

附图说明

图1和图2展示当移动进入、通过和移出最初未膨胀的井管的过大部分的根据本发明的控制短管。

具体实施方式

图1和图2展示改变在可膨胀尾管中的特定位置处的膨胀工具管柱的功能性的根据本发明的控制短管。

利用可膨胀尾管的内径的变化来触发位于如图1A中所说明的一或多个膨胀锥前方的膨胀工具管柱中的控制短管(2)的控制动作。控制短管(1)包括经由液压阀(4)由弹簧(3)加载的分段触发器套管(2)。弹簧力使得触发器套管部分朝向未膨胀尾管(6)的内径向外在斜面(5)上方移动。

在尾管的膨胀期间，触发器套管抵靠最初未膨胀的尾管的内表面滑动。当膨胀工具管柱到达具有增加的内径的尾管(7)的过大部分时，在斜面上方进一步向外推动触发器套管(2)，如图1B中所说明，其打开液压阀以在膨胀工具管柱的钻孔与流体通道(8)之间进行液压连接。

当触发器套管的总长度已进入尾管的过大部分时，其锯齿轮廓跃过控制短管的本体中的斜面，如图1C中所说明。随后，当进入具有标称内径的尾管部分时，触发器套管收缩，如图1D中所说明。

替代地，当膨胀工具管柱已到达尾管中的特定位置时，还或使用控制短管概念以采取机械动作。

此机械控制短管的原理图展示于图2a中。

夹头(10)通过夹头套管(11)锁定于工具管柱的本体中的凹槽中。此套管在触发器套管的方向上通过弹簧(3)推动，且具有标称内径的尾管防止夹头套管滑动。当触发器套管进入尾管的过大部分时，夹头套管开始滑动，如图2B中所说明。当触发器套管的全长已进入尾管的过大部分时，从工具管柱本体中的凹槽(9)释放夹头(10)，且触发器套管跃过斜面(5)(图2c)。在此之后，其可收缩且进入具有标称内径的尾管(图2d)。

夹头的释放和移动可用于机械地改变膨胀工具管柱的功能性。