專利名稱：用于模塊化井下工具的電動(dòng)液壓接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所述的實(shí)施方案涉及組合式井下致動(dòng)器組件。詳細(xì)闡述了為了向井中的單次部署在井輸送線路上并入多個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)組件的系統(tǒng)。尤其是，說明了用于適應(yīng)模塊化插塞設(shè)定、套筒移位、錨定以及其它軸向或徑向的致動(dòng)工具組件的組合的線路接ロ。
背景技術(shù)：
對碳?xì)浠衔锖推渌目碧?、鉆孔和完成通常是復(fù)雜的、耗時(shí)的且最終成本極高。因此，近年來對于井的監(jiān)控和維護(hù)給予了越來越多的關(guān)注。進(jìn)而，甚至更多的關(guān)注可能集中于初期井的建造和設(shè)計(jì)?？偸?，對于設(shè)計(jì)、監(jiān)控和維護(hù)的細(xì)心關(guān)注會(huì)有助于使產(chǎn)量最大化并且延長井的使用壽命。因此，可以更好地確保對于完井投資的實(shí)質(zhì)性回報(bào)。在井監(jiān)控和測井的情況下，可主要用微創(chuàng)應(yīng)用，其提供了溫度、壓カ以及其它與產(chǎn)量相關(guān)的信息。作為對比，井的設(shè)計(jì)、完成和隨后的維護(hù)可以涉及到大量更加直接的干預(yù)性應(yīng)用。例如，可以使并入限定井的套管中的滑動(dòng)套筒移動(dòng)而打開或關(guān)閉以調(diào)節(jié)產(chǎn)量。另外，高壓穿孔和激勵(lì)應(yīng)用可以在ー些井下井位置處運(yùn)行。實(shí)際上，這些應(yīng)用可以先于通過使用能夠適應(yīng)這種高壓應(yīng)用的橋塞或機(jī)械式采油封隔器來封鎖和隔離井下位置的額外干預(yù)而進(jìn)行。大量其它的干預(yù)性應(yīng)用可類似地針對井下井區(qū)域。在一些情形下，試圖在単一輸送線路上將不同的應(yīng)用工具進(jìn)行組合。因此，例如鋼絲繩電纜可用于輸送與套筒移位工具耦合的測井工具，以使得可通過向井中進(jìn)行單次部署來實(shí)現(xiàn)測井和套筒移位。因此，由于避免了將工具多次部署到井中的需要，節(jié)約了幾個(gè)小時(shí)，甚至數(shù)天。然而，值得注意的是，在這種情形下，干預(yù)的、套筒移位的工具與不要求其自身的大型驅(qū)動(dòng)組件的更被動(dòng)型工具相結(jié)合。在一些情形下，諸如插塞設(shè)定工具或錨定工具的更多主動(dòng)型的干預(yù)工具可與所提到的套筒移位工具相結(jié)合。例如，對于橋塞部署而言，錨定和套筒移位致動(dòng)可用來輔助將設(shè)定工具推進(jìn)到井中的目標(biāo)位置。通過這種方式，在趨于呈現(xiàn)出ー些井下障礙物(流體靜カ粘著)的垂直井的情形下，可以避免較大規(guī)模的牽引操作。在并入同一井下系統(tǒng)的錨定工具、套筒移位工具和插塞設(shè)定工具的組合方案的此實(shí)施例中，每個(gè)工具均裝備有其自身獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)組件。事實(shí)上，對于這些特別干預(yù)性的致動(dòng)器工具，每個(gè)驅(qū)動(dòng)組件將包括專用電子模塊和容納其自身的泵和電動(dòng)機(jī)的液壓動(dòng)カ単元。不幸的是，在単一井下系統(tǒng)中為各個(gè)工具設(shè)置其自身獨(dú)立的電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件呈現(xiàn)出了一整套新的挑戰(zhàn)和缺陷，最常見的是由于使用三個(gè)單獨(dú)的獨(dú)立式驅(qū)動(dòng)工具導(dǎo)致的三驅(qū)動(dòng)組件成本。例如，在控壓套管井的情形下，通常大約為60英尺高的豎管可位于井頭處以有助于調(diào)節(jié)和保持壓力。這限制了可能附接到鋼絲繩電纜的井下系統(tǒng)總長度(例如，在實(shí)施例方案中不大于大約60英尺)。因此，在各個(gè)驅(qū)動(dòng)組件及其相關(guān)的工具超過組合的大約25英尺的可能的情形下，長度為75英尺的整個(gè)系統(tǒng)對于在井中的部署將是不可用的。 還存在超過這種不同工具和組件的組合式系統(tǒng)的尺寸和花費(fèi)的其它擔(dān)心。例如，包括多個(gè)電子模塊意味著使用多個(gè)電子板。因此，本質(zhì)上催生了通過系統(tǒng)在井中任何既定運(yùn)行上電子板故障的奇怪現(xiàn)象。總之，最終由于對于尺寸、花費(fèi)和可靠性的實(shí)際考慮，通常避免在同一井下系統(tǒng)上組合式主動(dòng)干預(yù)工具。發(fā)明概述為了與各種模塊化的液壓驅(qū)動(dòng)井下工具中的一種耦合，設(shè)置接口。該接口包括電連接件，電連接件被配置為與一個(gè)工具的另一電連接件耦合。在用于與一個(gè)工具的另一液壓連接件耦合的接口處也容置有液壓連接件。


圖I是對于多個(gè)模塊化工具采用單個(gè)電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件的井下系統(tǒng)的實(shí)施方案的前視圖。圖2A是圖I的驅(qū)動(dòng)組件和系統(tǒng)的模塊化工具之間的接口的放大側(cè)視圖。 圖2B是圖2A的模塊化工具的用于接受驅(qū)動(dòng)組件接口的耦合端的前視圖。圖3是油田的概略圖，此處有適應(yīng)圖I的具有用于橋塞設(shè)定的多個(gè)模塊化工具的井下系統(tǒng)的井。圖4A是位于井中目標(biāo)隔離位置的圖3中的橋塞和模塊化設(shè)定工具的放大側(cè)視圖。圖4B是在其設(shè)定在目標(biāo)隔離位置時(shí)圖4A的橋塞的放大側(cè)視圖。圖5A是井下系統(tǒng)的可選實(shí)施方案的視圖，該井下系統(tǒng)具有用于在井中進(jìn)行套筒移位的可選的模塊化工具。圖5B是圖5A的模塊化的套筒移位工具的放大剖視圖。發(fā)明詳述參照用于模塊化的插塞設(shè)定工具和插塞的輸送和部署的驅(qū)動(dòng)組件對本文中的實(shí)施方案進(jìn)行說明。這些實(shí)施方案主要集中于在高壓穿孔或壓裂應(yīng)用之前用于井隔離的插塞的軸向液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)定。然而，可通過這種驅(qū)動(dòng)組件來輸送和部署其它類型的液壓驅(qū)動(dòng)模塊化工具，也可能與這種所提到的插塞設(shè)定工具相結(jié)合。例如，可以輸送并且使用被徑向或軸向驅(qū)動(dòng)的模塊化的套筒移位工具、錨定工具或其它模塊化工具。盡管如此，驅(qū)動(dòng)組件的實(shí)施方案配置有用于與各種不同可互換模塊化液壓驅(qū)動(dòng)工具中的任一種耦合的電動(dòng)液壓接口?，F(xiàn)在參照圖1，示出了井下系統(tǒng)100的實(shí)施方案的前視圖，該井下系統(tǒng)100與多個(gè)模塊化工具122、126、129相結(jié)合來使用單個(gè)電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件101。也就是說，在工具122、126、129中的任一個(gè)要求或需要外部的電動(dòng)或液壓能力的程度上，可通過單個(gè)驅(qū)動(dòng)組件101來提供這種電動(dòng)或液壓能力。因此，避免了工具122、126、129中的每個(gè)對多個(gè)專用電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件的需要。這樣，可結(jié)合相關(guān)成本來減小系統(tǒng)的整體尺寸。此外，可以通過減少在操作期間可能遭遇故障的零部件的數(shù)量來提供操作可靠性，在這方面最顯著的是減少電氣零件的數(shù)量。驅(qū)動(dòng)組件101裝備有用作通用承窩或耦合平臺的電動(dòng)液壓接口 120。因此，如下文進(jìn)一步詳述的，配備有配置為由接口 120接受的耦合端的任何數(shù)量的工具122、126、129可插接到電動(dòng)液壓接口 120中。在所示的特定實(shí)施方案中，示出了錨定致動(dòng)器122與組件101的接口 120耦合。然而，軸向致動(dòng)器126、插塞設(shè)定致動(dòng)器129或其它井下工具可直接插接到接口 120中。事實(shí)上，如下文進(jìn)一步詳述的，在構(gòu)造系統(tǒng)100時(shí)，各種模塊化工具的組合可以插接到接口 120中以及相互插接。
繼續(xù)參照圖1，所描繪的系統(tǒng)100的實(shí)施方案涉及到在圖3的井380中設(shè)定井隔離機(jī)構(gòu)，諸如機(jī)械式采油封隔器或橋塞300。因此，系統(tǒng)的工具之一是所提到的插塞設(shè)定致動(dòng)器129。致動(dòng)器129包括殼體套筒110，可通過液壓方式來驅(qū)動(dòng)殼體套筒110，以用于在圖3的井380中引導(dǎo)所提到的插塞300的設(shè)定。為了支持這種液壓驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)100裝備有從驅(qū)動(dòng)組件101且通常是從ー個(gè)模塊化工具到下一個(gè)模塊化工具直到到達(dá)插塞設(shè)定致動(dòng)器129運(yùn)行的液壓系統(tǒng)。下文參照圖2A和圖2B進(jìn)ー步詳述對于這種液壓系統(tǒng)以及組件101和エ具中的最后ー個(gè)之間的電氣線路的支撐。盡管如此，在全程直至插塞設(shè)定致動(dòng)器129提供了液壓系統(tǒng)，套筒110可沿圖3中用于插塞300的壓縮和設(shè)定的井下方向移位，下文也將對此進(jìn)行進(jìn)ー步詳述。繼續(xù)參照圖1，示出了系統(tǒng)100設(shè)有輔助插塞輸送和部署的額外的工具122、126。這些工具122、126布置在插塞設(shè)定致動(dòng)器129和驅(qū)動(dòng)組件101之間，并且下文將進(jìn)ー步詳述。另外，系統(tǒng)100本身在其頭部150處緊固至鋼絲繩電纜140。因此，可以從地面在電纜 140上為用于驅(qū)動(dòng)所述殼體套筒110的液壓系統(tǒng)供給電動(dòng)力。此外，還可以提供對電纜140上的電子器件的實(shí)時(shí)遙測或者通過其相關(guān)的纖維光學(xué)器件。結(jié)果，可以合理地提供對通過設(shè)定致動(dòng)器129對圖3的插塞300的設(shè)定的診斷、反饋和響應(yīng)控制。例如，在所示的實(shí)施方案中，壓カ傳感器190和控制閥195可并入系統(tǒng)100中以容許對設(shè)定應(yīng)用進(jìn)行智能控制。在所示的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)組件101裝備有通過相鄰的動(dòng)カ殼體185來容納用于引導(dǎo)諸如所述插塞設(shè)定的井下應(yīng)用的處理器的電子器件殼體175。該殼體185容納用于如上所述的殼體套筒110的驅(qū)動(dòng)的井下電動(dòng)機(jī)187和泵189。泵189可為軸向活塞泵，諸如來自Bieri Hydraulics of Switzerland的可通過商業(yè)途徑獲得的AKP型號。然而，可以使用尺寸適當(dāng)設(shè)計(jì)以用于井下應(yīng)用的其它各種軸向活塞泵型號。盡管如此，為了充分實(shí)現(xiàn)插塞300的設(shè)定，泵189配置為供給量在大約7，500PSI至10，000PSI之間或更多，如下文詳述。再者，可由同一泵189和驅(qū)動(dòng)組件101來充分地驅(qū)動(dòng)錨定、軸向驅(qū)動(dòng)、套筒移位以及其它系統(tǒng)功能，如下文進(jìn)ー步詳述。繼續(xù)參照圖1，用于殼體套筒110的移位的液壓系統(tǒng)容置在致動(dòng)器129的延伸件115上方。事實(shí)上，如上所述，通用的液壓系統(tǒng)設(shè)置為通過各個(gè)模塊化工具122、126并且通過接ロ 120返回。此外，插塞設(shè)定致動(dòng)器129配置為通過液壓方式提供足夠的設(shè)定カ以實(shí)現(xiàn)諸如圖3的插塞300的可徑向展開、機(jī)械式井隔離機(jī)構(gòu)的設(shè)定。傳感器190、電子器件以及實(shí)時(shí)井下遙測器件的可用性可容許在設(shè)定應(yīng)用期間、設(shè)定應(yīng)用之前或設(shè)定應(yīng)用之后監(jiān)控大量的變量。例如，可以在操作之前發(fā)生泵速以及流體壓力的操作測試以有助于設(shè)定操作參數(shù)。隨后可以在操作過程中監(jiān)控這些變量以確保其一致性和有效性。事實(shí)上，在檢測到實(shí)質(zhì)性變化的情況下，由于在鋼絲繩電纜140上輸送，可以實(shí)時(shí)地對插塞設(shè)定應(yīng)用做改動(dòng)。這種提前測試還可用于建立最大壓カ以及其它系統(tǒng)容許量，在操作過程中可以監(jiān)控這些系統(tǒng)容許量以允許在適當(dāng)時(shí)候采取校正性措施。此外，除了整體液壓系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)組件101之外，預(yù)先測試和實(shí)時(shí)操作監(jiān)控還可針對系統(tǒng)100的各個(gè)エ具122、126、129中的任ー個(gè)工具。如上所述，圖I的實(shí)施方案包括錨定件致動(dòng)器122和布置在設(shè)定致動(dòng)器129和接ロ 120之間的軸向致動(dòng)器126。更具體地，錨定件致動(dòng)器122以上述方式插接到接ロ 120中。此外，通過與設(shè)定致動(dòng)器129插接到軸向致動(dòng)器126相同的方式，軸向致動(dòng)器126插接到錨定件致動(dòng)器122中。實(shí)際上，這種工具122、126、129的模塊化鏈串接到一起，從而使系統(tǒng)100適于特定的井下操作。因此，例如圖I的實(shí)施方案可尤其擅長錨定、軸向驅(qū)動(dòng)而經(jīng)過井下阻礙物以及設(shè)定橋塞，如圖3中詳述的。當(dāng)然，對于既定的井下環(huán)境和應(yīng)用，在構(gòu)造系統(tǒng)100時(shí)，這些以及其它這樣的模塊化工具可被添加、重新布置或限制為不多于一個(gè)。額外關(guān)注支撐所述設(shè)定應(yīng)用的干預(yù)工具122、126，液壓驅(qū)動(dòng)錨定和軸向驅(qū)動(dòng)會(huì)對操作的部署方面大有益處。例如在將圖3的設(shè)定致動(dòng)器129和橋塞300部署到目標(biāo)井下位置時(shí)，可能存在一些阻礙物、流體靜力粘著以及其它障礙物。因此，如下文進(jìn)一步詳述的，模塊化錨定件致動(dòng)器122的臂124可將整個(gè)系統(tǒng)100錨定在與障礙物相鄰的適當(dāng)位置處。通過將頭部127安裝到錨定件致動(dòng)器122上，軸向致動(dòng)器126的活塞128可用于推進(jìn)設(shè)定致動(dòng)器129經(jīng)過障礙物而到達(dá)目標(biāo)位置。通過從如上所述的驅(qū)動(dòng)組件101獲得大約7，500-10, 000PSI的液壓動(dòng)力，以此方式通過軸向致動(dòng)器126可獲得大于約35，OOOlbs的力。事實(shí)上，由于上述模塊化，支撐所有這些致動(dòng)器工具122、126、129的電子器件和液壓系統(tǒng)可從同一驅(qū)動(dòng)組件101獲得。
現(xiàn)在繼續(xù)參照圖2A，示出了圖I中的驅(qū)動(dòng)組件101和模塊化工具122之間的接口的放大側(cè)視圖。更具體地，示出了錨定件致動(dòng)器122取向?yàn)橛糜谂c驅(qū)動(dòng)組件101的接口 120耦合。為了示例的原因，致動(dòng)器122被描繪為略從接口 120中拔出，這與圖I所描繪的這些器件之間的完全耦合相對。因此，可易于鑒別各個(gè)器件的凸形部件和凹形部件，如下文詳述。另外，組件101的接口 120代表的是可存在于模塊化工具122、126、129中的任一個(gè)的一端處以使得可將它們鏈接到一起的其它接口(例如，見圖5A的接口 120、520、522)。通過使用相同的標(biāo)記，用于插接到接口 120中的錨定件致動(dòng)器122的耦合端200代表的是可設(shè)置于各個(gè)模塊化工具122、126、129(例如，設(shè)置于與接口結(jié)構(gòu)相對的端處)的耦合結(jié)構(gòu)。在圖示的實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)組件101的接口 120主要為凹形構(gòu)造。例如，所述凹形構(gòu)造包括用于接受錨定件致動(dòng)器122的耦合端200的大腔室201。通過使用相同的標(biāo)記，接口 120還包括為液壓延長件280和插腳陣列250形式的凸形部件。當(dāng)然，在可選的實(shí)施方案中，接口 120及其部件的凸形或凹形本質(zhì)可以全部為凸形、凹形或任何適當(dāng)?shù)慕M合，以便于與相應(yīng)配置的致動(dòng)器122的端200耦合。繼續(xù)參照圖2A，致動(dòng)器122的耦合端200主要為如上文所示的凸形構(gòu)造。然而，耦合端200還裝備有液壓受器285和插腳接受殼體255形式的凹形部件。這些部件被配置為分別牢固地接受液壓延長件280和插腳陣列250。因此，通過將延長件280和陣列250適當(dāng)?shù)鼐o固并且將耦合端200保持在腔室201中，可以實(shí)現(xiàn)接口 120和致動(dòng)器122的完全耦合?，F(xiàn)在參照圖2B，描述了模塊化致動(dòng)器122的耦合端200的前視圖。從該角度看，接受殼體255的各個(gè)電子插腳接受器257是可見的。另外，第二液壓受器290顯示為與圖2A的接口 120的另一液壓延長件成對設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施方案中，受器285、290可以為具有由于延長件(例如，280)與受器的耦合而被打開的彈簧加載的止回閥形式的端口。盡管如此，如上文所提及的，可通過驅(qū)動(dòng)組件101以及諸如所述的錨定件致動(dòng)器122的模塊化工具來共用地設(shè)置用于多條液壓線路的平臺。在為電子通道的情況下，還經(jīng)由上述鏈接的耦合通過組件101和模塊化工具來提供共用的電子線路。因此，例如模塊化工具中的任一個(gè)可裝備有響應(yīng)于來自地面的命令的處理器或控制模塊，如下文詳述。實(shí)際上，電磁閥、傳感器以及其它電子特征件可設(shè)置到任何模塊化工具以使得可根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、地面監(jiān)控或應(yīng)用變動(dòng)?，F(xiàn)在參照圖3，描繪了油田301的概略圖，油田具有井380，井380容納圖I中的井下系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括單個(gè)驅(qū)動(dòng)組件101、多個(gè)模塊化工具122、126、129，以及橋塞300，用于在井380中的位置處進(jìn)行設(shè)定和隔離。井380橫穿各個(gè)地層390、395并且可包括如上所述預(yù)期的或其它的一些阻礙物387。井380也由套管385限定，套管385被配置為在設(shè)定應(yīng)用運(yùn)行時(shí)與插塞300進(jìn)行密封和錨定接合，如下文進(jìn)一步詳述。在所示的實(shí)施方案中，插塞300裝備有上插條340和下插條360，以便在設(shè)定時(shí)實(shí)現(xiàn)與套管385的錨定接合。類似地，大致彈性的密封構(gòu)件375布置在插條340、360之間，以通過設(shè)定應(yīng)用來提供插塞300相對于套管385的密封。如上文詳述的，各種模塊化工具或致動(dòng)器122、126、129共享共用的驅(qū)動(dòng)組件101以及其電動(dòng)和液壓能力。在所示的實(shí)施方案中，在將插塞300驅(qū)動(dòng)至目標(biāo)位置并且在此處運(yùn)行設(shè)定應(yīng)用時(shí)，調(diào)整為系統(tǒng)100選定的特定致動(dòng)器122、126、129。更具體地，設(shè)置錨定件 致動(dòng)器122和軸向致動(dòng)器126以允許系統(tǒng)100選擇性地以尺蠖狀推進(jìn)而經(jīng)過所描述的阻礙物387。因此，例如，并不要求部署井下牽引器以及為其提供支撐的實(shí)質(zhì)的地面裝備，可以在現(xiàn)場配置使用鏈接工具122、126、129的模塊化的即用類型的系統(tǒng)100。再者，支撐將設(shè)定致動(dòng)器129驅(qū)動(dòng)到適當(dāng)位置的附加工具122、126可簡單地共享已經(jīng)為設(shè)定應(yīng)用提供的驅(qū)動(dòng)組件 101。繼續(xù)參照圖3，設(shè)定致動(dòng)器129和插塞300的組件包括位于其井下端的平臺320。平臺320在內(nèi)部與圖I的延長件115耦合。因此，另外參照圖1，由于該套筒110被迫擠壓插塞300，插塞300被壓縮在該平臺320和殼體套筒110之間。通過這種方式，一旦插塞300定位在目標(biāo)位置，則設(shè)定應(yīng)用最終使插塞部件徑向展開至適當(dāng)位置。在所示的實(shí)施方案中，用于插塞300的放置和設(shè)定的目標(biāo)位置就農(nóng)林具有限定穿孔398的生產(chǎn)區(qū)域397的上向鉆孔。因此，例如插塞300可用于將用于隨后高壓穿孔或激 勵(lì)應(yīng)用的區(qū)域397與井380的其它區(qū)域隔離。繼續(xù)參照圖3，組件的鋼絲繩輸送意味著，即使可能存在阻礙物387并且將要進(jìn)行相對高動(dòng)力的設(shè)定應(yīng)用，也可通過相對小型的移動(dòng)式地面裝備325來處理這些。事實(shí)上，整個(gè)組件橫穿豎管355和井頭350并且系接到鋼絲繩卡車326的線軸327，而無需任何其它實(shí)質(zhì)性的部署裝備。在所示的實(shí)施方案中，還示出了用于引導(dǎo)部署和設(shè)定的控制單元329。控制單元329可最終與驅(qū)動(dòng)組件101的電子器件電耦合，從而對插塞300的輸送和設(shè)定進(jìn)行監(jiān)控和智能控制。也就是說，單元329可啟動(dòng)模塊化工具122、126、129中的任一個(gè)的致動(dòng)并且還可根據(jù)監(jiān)控壓力和其它通過電子方式獲得的應(yīng)用數(shù)據(jù)來實(shí)時(shí)地調(diào)整應(yīng)用?，F(xiàn)在參照圖4A和圖4B，圖3中的橋塞300和設(shè)定致動(dòng)器129的下部的放大側(cè)視圖被描繪為位于井380中的所述目標(biāo)位置以便進(jìn)行隔離。更具體地，圖4A描繪了在插塞300壓縮在殼體套筒110和平臺320之間時(shí)設(shè)定應(yīng)用的啟動(dòng)。圖4A描繪了設(shè)定之后的插塞300，殼體套筒110被移除，并且插條340、360以及密封件375處于徑向完全展開的狀態(tài)。實(shí)際上，在圖4A中，在插塞部件和套管385之間保持了接口空間401、402。然而，如圖4B所示壓縮成徑向展開狀態(tài)與通過插條340、360實(shí)現(xiàn)的錨定以及通過密封件375在套管385處實(shí)現(xiàn)的隔離接合顯現(xiàn)出這些空間401、402的消除。當(dāng)然，可根據(jù)在既定操作中提出的特定的井下挑戰(zhàn)以各種不同的方式來布置或調(diào)整圖I中的模塊化系統(tǒng)100。例如，與圖3所示設(shè)定橋塞300相對，井380中的套筒移位應(yīng)用可輕而易舉的進(jìn)行。因此，為了示例的原因，圖5A和圖5B展現(xiàn)出井下系統(tǒng)100的可選的實(shí)施方案，其采用了具有套筒移位致動(dòng)器500的形式的可選的模塊化工具?；叵肫鹣到y(tǒng)100的驅(qū)動(dòng)組件101包括接ロ 120，可使接ロ 120標(biāo)準(zhǔn)化以接受任何數(shù)量的模塊化工具122、126、500(或圖I中的129)。在實(shí)施方案中，接ロ 120可采用液壓端ロ或延長件280的耦合以及插腳陣列250中大約30個(gè)電連接件(見圖2A)。實(shí)際上，由干支持即用型模塊化構(gòu)造，耦合地接受另ー個(gè)工具的各個(gè)模塊化工具122、126還可以包括這種標(biāo)準(zhǔn)化的接ロ 520、522。繼續(xù)參照圖5A和圖5B，軸向致動(dòng)器126用于實(shí)現(xiàn)套筒移位致動(dòng)器500沿井下方向501的運(yùn)動(dòng)。然而，在此情況下，這種動(dòng)カ運(yùn)動(dòng)不是用于如圖3的實(shí)施方案那樣橫穿阻礙物387。而是，在圖5A的實(shí)施方案中，這種運(yùn)動(dòng)可以用來使套筒550在生產(chǎn)區(qū)域397上方滑動(dòng)以將生產(chǎn)與其各個(gè)穿孔398封隔開。 另外參照圖5B，接合臂525可被驅(qū)動(dòng)而從中央主體527到達(dá)展開狀態(tài)?？赏ㄟ^液壓方式在液壓線路575的終端處對中央腔室590進(jìn)行增壓來實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)。該線路575最終通過經(jīng)由如上文詳述的各個(gè)模塊化工具122、126返回的共用液壓系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)組件101耦合。實(shí)際上，通過這種相同的方式，可以實(shí)現(xiàn)錨定件致動(dòng)器122的錨定件臂124的徑向展開。事實(shí)上，在整個(gè)系統(tǒng)100中可以采用任何數(shù)量這些徑向或軸向模塊化致動(dòng)器工具或這些工具的任何組合，并且如上文詳述裝備有電動(dòng)和液壓操作能力。上述實(shí)施方案避免了在將要采用多個(gè)井下干預(yù)工具的情況下使用多個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)-液壓驅(qū)動(dòng)組件。這是以限制系統(tǒng)的總長度同時(shí)也將驅(qū)動(dòng)組件的成本保持為最小的方式實(shí)現(xiàn)的。再者，用于井下系統(tǒng)的電子板的數(shù)量保持為最小。因此，降低了在井中系統(tǒng)的任何既定運(yùn)行中發(fā)生板故障的可能性。已經(jīng)參照當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方案給出了前面的描述。這些實(shí)施方案所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，在不是富有意義地偏離這些實(shí)施方案的原理和范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)所述的結(jié)構(gòu)和操作方法的改動(dòng)和改變。例如，除了橫穿阻礙物和轉(zhuǎn)移滑動(dòng)套筒之外，經(jīng)調(diào)整的模塊化電動(dòng)液壓系統(tǒng)的實(shí)施方案可用于打開和關(guān)閉隔離閥。此外，前面的描述不應(yīng)理解為僅涉及所述以及附圖中所示的精確結(jié)構(gòu)，而是應(yīng)當(dāng)理解為與具有其最全面和最公正范圍的隨附權(quán)利要求書相一致并且支持具有其最全面和最公正范圍的隨附權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種接口，其用于與各種不同的模塊化液壓驅(qū)動(dòng)井下工具中的一種工具耦合，所述接口包括 第一電連接件，其用于與所述一種工具的第二電連接件電耦合；以及 第一液壓連接件，其用于所述一種工具的第二液壓連接件耦合。
2.如權(quán)利要求I所述的接口，其并入用于適應(yīng)所述工具的井下系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)組件中，所述第二電連接件和所述第二液壓連接件布置在其耦合端處。
3.如權(quán)利要求2所述的接口，其中，所述第一和第二電連接件的所述耦合包括電子插腳陣列的配合。
4.如權(quán)利要求3所述的接口，其中，所述第一和第二液壓連接件的所述耦合包括液壓端口的配合。
5.如權(quán)利要求4所述的接口，其中，所述液壓端口的所述配合進(jìn)一步包括彈簧加載的止回閥的配合。
6.一種用于井下系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)組件，所述組件包括 電子殼體，其容納處理器； 動(dòng)力殼體，其容納電動(dòng)機(jī)和液壓泵；以及 接口，其用于所述殼體和各種可互換的模塊化液壓驅(qū)動(dòng)井下工具中的一種工具之間的電率禹合和液壓I禹合。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)組件，其中，所述泵為軸向活塞泵。
8、如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)組件，進(jìn)一步包括與所述殼體中的一個(gè)耦合的壓力傳感器和控制閥中的一個(gè)。
7、一種模塊化液壓驅(qū)動(dòng)井下工具，包括用于與接口電耦合和液壓耦合的耦合端，所述接口配置為用于與所述工具和不同的模塊化液壓驅(qū)動(dòng)井下工具中的一個(gè)耦合。
8.如權(quán)利要求7所述的模塊化液壓驅(qū)動(dòng)井下工具，其中，所述工具是選自由錨定致動(dòng)器、軸向致動(dòng)器、插塞設(shè)定致動(dòng)器、套筒移位致動(dòng)器和隔離閥致動(dòng)器構(gòu)成的組的致動(dòng)器。
9.如權(quán)利要求7所述的模塊化液壓驅(qū)動(dòng)井下工具，進(jìn)一步包括用于井下應(yīng)用的處理器和傳感器中的一個(gè)。
10.一種模塊化井下系統(tǒng)，包括 電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件； 模塊化井下工具；以及 所述組件的接口，其配置為用于與所述模塊化工具和其它各種模塊化井下工具中的任一種電稱合和液壓I禹合。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括鋼絲繩電纜，所述鋼絲繩電纜緊固至所述系統(tǒng)以便于向井中部署。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 所述其它各種模塊化井下工具中的一種工具；以及 另一接口，其布置在所述模塊化井下工具處以便與其電耦合和液壓耦合。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述模塊化井下工具為錨定件致動(dòng)器，并且所述其它各種模塊化井下工具中的所述一種工具為軸向致動(dòng)器，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述軸向致動(dòng)器耦合的插塞設(shè)定致動(dòng)器和套筒移位致動(dòng)器中的一個(gè)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括與所述插塞設(shè)定致動(dòng)器耦合的井隔離機(jī)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述井隔離機(jī)構(gòu)是機(jī)械式采油封隔器和橋塞中的一個(gè)。
16.一種在具有模塊化系統(tǒng)的井中執(zhí)行應(yīng)用的方法，所述方法包括 將所述系統(tǒng)的模塊化工具與所述系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)組件的接口進(jìn)行電耦合和液壓耦合，所述接口被配置為允許與各種不同模塊化工具中的任一種工具耦合； 通過鋼絲繩電纜將所述系統(tǒng)布置到所述井中；以及 在所述井中的目標(biāo)位置處執(zhí)行所述應(yīng)用。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述模塊化工具為錨定件致動(dòng)器，所述方法進(jìn)一步包括 將軸向致動(dòng)器與所述錨定件致動(dòng)器電耦合和液壓耦合； 在所述布置之前將插塞設(shè)定致動(dòng)器與所述軸向致動(dòng)器進(jìn)行電耦合和液壓耦合，所述布置進(jìn)一步包括將所述錨定件致動(dòng)器錨定在所述井中并且使所述軸向致動(dòng)器軸向運(yùn)動(dòng)以影響所述插塞設(shè)定致動(dòng)器的位置。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，通過液壓方式為所述軸向運(yùn)動(dòng)提供大于約.35,OOOlbs的力的動(dòng)力。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括在所述執(zhí)行期間獲取應(yīng)用數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括基于所獲取的數(shù)據(jù)來對所述執(zhí)行進(jìn)行改動(dòng)。
全文摘要
提供了一種具有單個(gè)電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件的模塊化井下工具系統(tǒng)。所述組件包括用于與各種不同的模塊化井下工具中的任一種工具耦合的電動(dòng)液壓接口。這種工具可以包括插塞設(shè)定致動(dòng)器、套筒移位致動(dòng)器、閥效應(yīng)致動(dòng)器和其它各種徑向或軸向驅(qū)動(dòng)的液壓動(dòng)力型致動(dòng)器。事實(shí)上，各種不同的致動(dòng)器可在同一系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行組合，基于既定的井下應(yīng)用需要進(jìn)行調(diào)整。因此，基于現(xiàn)場組裝的可用的即用型模塊可提供給操作員以便于脫離單個(gè)電動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)組件而運(yùn)行。
文檔編號E21B17/02GK102713141SQ201080059963
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者L·帕拉, R·馬丁內(nèi)斯 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司