[发明专利]井工具、钻井设备及控制钻柱工具的方法

说明书

一种用于钻柱工具的控制机构被构造成通过使转换元件液压致动运动至启动位置来启动所述钻柱工具，其中钻井泥浆作为致动介质。所述转换元件至所述启动位置的运动被自动调节，以便工具启动的条件是应用超阈值井下钻井流体状况达至少预定的切换持续时间。对所述转换元件至所述启动位置的运动进行调节的开关调节器可被构造成调节所述转换元件的运动速率，以便在超阈值井下钻井流体状况期间使切换持续时间保持基本恒定，而无论致动压力差的大小如何波动。

技术领域

本发明一般涉及钻井操作中的钻井工具以及操作钻井工具的方法。更具体地，一些实施方案涉及钻井流体启动钻柱工具控制和/或部署系统、设备和机构，并涉及用于控制井下钻柱工具的操作的方法。本公开还涉及通过控制由钻柱传送的钻井流体(例如，钻井泥浆)的井下压力状况进行的井下扩眼器部署控制。

发明背景

钻井眼是为了进行勘探并生产诸如油和气的碳氢化合物。通常利用设置在钻柱下端的钻头钻井眼。通常利用设置在钻柱下端的钻头钻井眼。钻柱通常包括多个被称为“钻杆”的管状段，其端对端地连接在一起。钻头可包括具有其它机械和机电工具以促进钻井过程的底部钻具总成(BHA)。使钻头紧抵地层旋转会剪切或压碎岩层物质从而钻出井筒。

钻柱常常包括在钻井操作期间可定位在井下(例如，定位在BHA内或沿钻柱的其它地方)的工具或其它装置。因此，可预期远程启动和停用钻柱工具和/或装置。这种工具和装置包括例如扩眼器、稳定器、用于使钻头转向的转向工具和地层测试装置。

已设计了通过控制钻井流体的压力水平远程控制井下工具启动的各种方法。钻井流体通常为“泥浆”，其在钻柱内部循环下降并向上循环回井眼环空。例如一些液压操作的扩眼器启动设备使用允许单个启动循环的落球机构，之后需要复位控制系统。

附图简述

附图通过实例而非限制性地图示了一些实施方案。

图1是根据实例实施方案的包括钻井工具总成(包括钻柱工具和关联的井工具，井工具具有用于停用液压致动工具的钻井流体操作的控制机构)的钻井设备的立面示意图。

图2是根据实例实施方案的包括扩眼器和被构造成选择性地部署液压致动工具的控制器的扩眼器总成的三维视图。

图3A和图3B是是分别描绘根据实例实施方案的用于钻柱工具的控制器总成、形成图3A中所示的处于关闭状态(在该状态下钻柱工具停用)的控制器总成的一部分的部署机构的局部纵切面的示意图，其中图3B中所示的控制机构处于打开状态，在该状态下对钻柱工具进行了部署。

图4A和图4B是根据实例实施方案的形成如图3A和图3B中图示的控制器总成的一部分的旋转阀的轴向端视图，其中旋转阀示为处于图4A中的关闭状态和图4B中的打开状态。

具体实施方式

以下具体实施方式参考附图描述了本公开的实例实施方案，附图描绘了示出可如何应用本公开的实例的各种细节。本讨论参考这些附图阐述了新颖方法、系统和设备的各种实例，并充分描述了所描绘的实施方案以使得本领域的技术人员能够应用本发明。除本文讨论的说明性实例之外的许多实施方案可用于实践这些技术。在不脱离本公开的范围的情况下，除本文特别讨论的替代方案之外，可做出结构性和操作性改变。

在本说明中提到的“一个实施方案”或“实施方案”或“一个实例”或“实例”并不一定是指相同的实施方案或实例；然而这些实施方案并不相互排斥，除非如此说明，或对受益于本公开的本领域的普通技术人员而言将显而易见。因此，可包括本文描述的实施方案和实例的各种组合和/或综合，以及限定在基于本公开的所有权利要求以及这种权利要求的所有合法等同物的范围内的进一步的实施方案和实例。

本公开的一个方面描述了钻柱工具控制机构，其被构造成通过利用钻井流体将开关顶杆液压致动至启动位置来启动井下钻柱工具，对开关顶杆移动至启动位置的速率进行了调节，以便启动工具的条件是应用超阈值钻井流体状况达至少预定的切换持续时间。