[发明专利]井下加工系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于在具有井口的井的井眼中加工套管(2)的井下加工系统(1)。该井下加工系统包括具有轴向延伸方向(5)和锚固部段(6)的第一工具部分(4)；适于相对于该第一工具部分转动和轴向运动的第二工具部分(7)，该第二工具部分包括可相对于所述轴向延伸方向沿径向运动的加工钻头(8)；第一致动器(10)，其包括用于使该第二工具部分相对于第一工具部分轴向运动的电动马达(11A)；第二致动器(12)，其包括用于使所述第二工具部分相对于第一工具部分转动的电动马达(13)；以及第三致动器(14)，其包括用于使钻头转动的电动马达(11b)。致动器中的至少一个包括用于改变马达的转子的转速的齿轮(15)。

技术领域

本发明涉及用于在具有井口的井的井眼中加工套管的井下加工系统。此外，本发明涉及一种加工方法。

背景技术

井技术不断发展，且智能完井技术一直被关注。然而，井在其使用期内需要进行改变以最优化生产，并且这些改变并不总是可预见的并且因此在组装套管时可能不会被考虑到。一种必要的改变可能是在套管中加工开口以便插入控制阀来启动气举。所需的另一种改变可能是在套管中加工更大的开口，以进行侧钻。然而，当开设更大的孔、细长的孔或者仅仅是与钻头的尺寸不同的孔时，不能使用浅地层的数控加工技术，因为这种技术需要大量的空间和动力，这在井下是受限的。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种改进的井下工具，其即使在井下空间和动力受限的情况下也能在预定位置加工套管并能够加工出预定几何形状的孔。

从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本发明的方案来实现，即通过用于在具有井口的井的井眼中加工套管的井下加工系统来实现，该井下加工系统包括：

-具有轴向延伸方向和锚固部段的第一工具部分；

-适于相对于该第一工具部分转动和轴向运动的第二工具部分，该第二工具部分包括能相对于所述轴向延伸方向沿径向运动的加工钻头；

-第一致动器，其包括用于使该第二工具部分相对于第一工具部分轴向移动的电动马达；

-第二致动器，其包括用于使所述第二工具部分相对于第一工具部分转动的电动马达；以及

-第三致动器，其包括用于使钻头转动的电动马达，

其中，所述致动器中的至少一个包括用于改变所述马达的转子的转速的齿轮。

在一个实施例中，所述齿轮可以是减速齿轮。

此外，该第一工具部分可以比所述第二工具部分更靠近井的井口布置。

此外，该系统可包括第二锚固部段，并且所述锚固部段可被布置成在它们之间具有相互的轴向距离，两个锚固部段比所述第二工具部分和所述钻头更靠近井的井口布置。

该井下加工系统还可包括两个锚固部段，所述两个锚固部段在它们之间具有相互的轴向距离，所述两个锚固部段均比所述第二工具部分更靠近井的井口布置。

此外，该钻头可不布置在两个锚固部段之间。

在一个实施例中，该第三致动器的齿轮可以是锥齿轮。

并且，所述第二致动器的齿轮可以是行星齿轮。

进一步地，所述第一致动器的齿轮可以是行星齿轮。

此外，该钻头可借助于电动马达和/或液压机构相对于轴向延伸方向径向运动。

此外，该钻头可借助于液压缸径向运动。

此外，该钻头可形成为液压缸的活塞。

此外，一个锚固部段可以相对于另一个锚固部段轴向运动。