[发明专利]使用具有可移动臂的工具将材料输送到井下

说明书

一种井下钻井工具及其使用方法，包括：主体，该主体具有限定内部容积的壁；以及至少一个臂，该至少一个臂附接到壁，该至少一个臂包括在每个臂的主体内的通道。该至少一个臂提供将内部容积连接到壁外部的流体路径，并且该至少一个臂可相对于该壁移位。

优先权要求

本申请要求于2017年12月21日提交的美国专利申请No.15/849,948的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及使用具有可移动臂的工具将材料输送到井下。

背景技术

在烃开采中，井筒被钻入到地质地层中。在石油或天然气井钻探中，当钻井液(通常称为“泥浆”)流入一个或多个地质地层而不是返回到钻柱的环空时，会发生井漏。堵漏材料是当钻井液漏失到井下地层中时可能会被添加到钻井液的许多物质的统称。常用的堵漏材料是纤维状的(例如树皮和毛发)，薄片状的(例如塑料片)，或颗粒状的(例如地面石灰石、大理石或木材)。

在石油或天然气井的钻探期间，井漏可能是一个严重的问题。井漏的后果可能是灾难性的，例如井喷。井漏的另一个可能后果是干钻，当流体从井筒被完全漏失且没有实际停止钻探时会发生此。干钻可能会破坏钻头并严重损坏井筒，甚至需要钻一口新井。干钻还会对钻柱造成严重损坏，包括卡住管道和钻机本身。出于安全和经济原因，控制钻井现场的井漏很重要。

发明内容

本公开描述了用于使用具有可移动臂的工具将材料输送到井下的工具和方法。可移动臂可以被铰接、被单独地控制、或者被铰接且被单独地控制。该工具和方法可以被用于将材料(例如，流体和物体)精确地输送到井下的感兴趣点，例如将堵漏材料输送到限定井筒的壁中的断层。臂可以提供通道，以将材料精确地放置到井下感兴趣区域，并且一旦被放置就引导和调节材料。这些材料可以从地面被向下泵送通过钻柱到达臂，再到感兴趣区域(例如，井下井下地层岩石中的裂纹，以及井下管件(例如套管)的裂缝。

在一些实施例中，通过算法控制臂以将被泵送的物体放置到感兴趣区域中。该臂还具有对通过臂部署的物体执行调节的能力。

在一个方面中，一种井下钻井工具，包括：壁主体，该壁主体限定内部容积；和至少一个臂，该至少一个臂附接到壁，且该至少一个臂包括在每个臂的主体内的通道。该至少一个臂提供将壁的主体的内部容积连接到壁外部的流体路径，并且该至少一个臂可相对于壁移位。该工具的实施例可以包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施方式中，壁主体包括至少一个凹部，该至少一个凹部的尺寸被设计成容纳至少一个臂。该至少一个臂可以在可旋转关节处附接到壁主体。在一些实施方式中，可旋转关节为至少一个臂提供相对于壁主体的一个自由度。在一些实施方式中，可旋转关节为至少一个臂提供相对于壁主体的多于一个的自由度。该至少一个臂可以在沿着臂的远离可旋转关节的位置处具有臂关节。磁体可以附接在至少一个臂的端部处。在一些实施方式中，至少一个臂包括第一臂和第二臂，并且第二臂限定具有与由第一臂所限定的通道的直径不同的直径的通道。在一些实施方式中，至少一个臂包括第一臂和第二臂，第一臂具有不同于第二臂的长度的长度。

在一个方面中，一种方法包括：识别形成在地质地层中的井筒中的感兴趣区域；将一种或多种物体或溶液从采矿现场的地面发送到定位于感兴趣区域附近的井下接头；以及将附接到井下接头的一个或多个臂伸出，并将利用该一个或多个臂将所述一种或多种物体或溶液放置到感兴趣区域中。该方法的实施例可以包括以下特征中的一个或多个。