[发明专利]远程地下工具激活系统

说明书

技术领域

本发明的领域是用于地下工具的致动装置，并且更特别地是能够选择性地远程致动并同时避免采用可能存在潜在泄露路径的壁开口及其相关联的密封件的装置。该装置将允许在管中无须具有必须对其施加压力的塞子的情况下对设备进行致动。

背景技术

为选择性致动地下工具而设计的压力致动组件典型地包括球座和球，所述球下落或被泵送到球座并着陆。球一旦着陆，内部压力就累积并穿过壁开口至围绕主井眼的活塞壳体，使得工具可以被致动。典型地，活塞接收穿过壁孔的内部压力并且具有相应于环空压力的相反端。提高管道压力使得活塞运动，所述活塞致动工具。在衬管悬挂器的一个示例中，活塞可以移动卡瓦和密封元件以从环绕的套管支持衬。

这样的设计会存在问题。工具可以处于长的水平行程中，使得球在不必须被泵送的情况下需要花费很长时间到达球座。在水平行程中，即使有将球推向基座的流动流，球也可能不位于球座上。如果密封件损坏或失效，壁开口到活塞壳体也可能存在潜在的泄露路径。

因此，需要一种能从远程位置选择性地被操作的致动系统以在期望的位置操作工具。在优选的实施例中描述了一种致动系统，所述致动系统利用锁而锁在势能中，所述锁失去作用时释放势能以安放工具。在一优选的应用中，衬管悬挂器卡瓦系统和密封件可以通过所述装置安放。锁因由所施加的场或由机电装置引起的物理运动而失去作用，以指定一些优选的选项。在一个实施例中，该场是磁场并且锁的释放以对磁体的排斥反应实现，所述磁体至少部分地起到锁定开关的作用并且其运动导致势能作用力的释放。虽然应认识到本发明的全部范围将在所附权利要求书中得到，但是本领域的技术人员将通过研究优选实施例的描述和相关附图来更好地理解本发明的优选实施例的各方面。

USP7703532阐释了使磁体运动就位以在处于打开位置的安全阀中使阀瓣保持打开并减少其在打开位置中的震颤的趋势。2009/0032238号美国专利申请公开文件中示出了一种磁体，所述磁体通过增加力到使其趋向于运动到打开位置的阀瓣重量的重力中而用来帮助安全阀中的阀瓣运动到打开位置。另一磁体可用来将阀瓣促动到闭合位置。USP7828066通过磁性联轴器传递能量。USP3264994示出了使用被泵送过工具的突部（dart）上的磁体以利用该场来触发工具致动。2010/0126716号美国专利申请公开文件阐明了用于利用磁场启动工具致动的硬连线系统。关于本发明的其他有关专利为：USP RE30988；7703532；7669663；7562712；7604061；7626393和7413028。

发明内容

一种使用锁的致动工具，所述锁在释放时允许可运动磁体运动就位以推斥另一磁体。作为替代，磁场可以在固定磁体中被触发以例如实现工具致动，例如是在线缆上输送的那种。第二磁体上的斥力使它远离储存势能的系统上的锁定位置运动，其中势能的释放产生动能以驱动致动组件以安放工具。在一优选的应用中，工具可以是衬管悬挂器。释放装置可以是选择性地被激励的电磁体或电磁线圈，所述电磁体或电磁线圈将至少一个磁体移动成与至少一个第二磁体对准，以便使第二磁体从有效储存的势能中解除以在锁失去作用时能够安放工具。

附图说明

图1是以处于下送位置并以透视的方式示出的用于锁的触发机构的透视图；

图2是图1的侧视图，显示了借助电磁线圈退回的用于卡环的保持器；

图3是图2中位置的替代性视图，其以透视的方式示出了卡环并示出了卡环的延伸进入圆形槽内以使卡环起行程止动作用的部分；

图4是图3中恰好在弹簧推动一前一后的环以使磁体在这些环中重新定位之前的位置的透视图；

图5是在下送位置中的衬管悬挂器的截面图，其显示了一前一后的环将锁定段保持在锁定位置以防止卡瓦安放；

图6是图5的视图，显示了一前一后的环被移动并且锁定段被推斥使得用于卡瓦的安放弹簧能使卡瓦运动；

图7是图6的视图，其中卡瓦被完全致动以便夹住环绕的管；

图8是图1实施例的替代性机构的下送位置的透视图，所述替代性机构通过施加的磁场致动；

图9是图8在安放位置的视图；

图10是使用图8中的机构下送衬管悬挂器的透视图；

图11是图10在安放位置的视图；

图12是替代实施例的截面图，其使用下送工具通过利用电-磁场推斥锁定磁体来解锁工具；

图13是锁定段的详细视图，所述锁定段被推斥以通过从图12中的下送工具发出的场来剪切销钉；