專利名稱：閥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在油井和/或氣井中執(zhí)行各種操作的閥系統(tǒng)，特別是涉及用于在鉆井中促進(jìn)地層壓力的人工舉升系統(tǒng)，以從地層中提取出更多的烴。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，本發(fā)明不限于人工舉升，根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)也能夠應(yīng)用于其它操作中，例如將化學(xué)品注射入井中等。
背景技術(shù)：
油井和/或氣井被鉆入生成烴的地層內(nèi)，通常在地層內(nèi)能夠形成鉆井，以允許從地層中產(chǎn)出烴類產(chǎn)品。這樣的地層可以包括幾個(gè)不同的層，其中每個(gè)層可以包括一種或者多種烴類成分。經(jīng)常地,這樣的地層也包括水、氣體等。因此,生產(chǎn)條件(即地層中的油、氣 體、水的總量和壓力)通常在地層的不同層中變化，并且在地層的形成過(guò)程中也發(fā)生變化。烴類產(chǎn)品通常在地層中開(kāi)始于足夠的壓力，以壓迫烴至地表。隨著鉆井生產(chǎn)的繼續(xù)，儲(chǔ)層通常會(huì)失去壓力，直到來(lái)自鉆井的烴類產(chǎn)品不再由地層壓力提供。此外，在一些鉆井中，即使鉆井是首次開(kāi)采，地層壓力也不足以支持產(chǎn)品噴出鉆井。因此，被稱為人工舉升的操作被用于補(bǔ)充地層壓力，以從地層將烴舉升到鉆井的地表。所有人工舉升系統(tǒng)的基本理念是從儲(chǔ)層中提取更多的烴。例如，油井/或氣井可以設(shè)置有抽油桿舉升系統(tǒng)(sucker rod lifting system),這樣的系統(tǒng)通常包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、抽油桿管柱以及一個(gè)或多個(gè)井下的正排量泵，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在鉆井的地表上的。然后，烴能夠通過(guò)井下的泵的泵送動(dòng)作被輸送到鉆井孔的地表?！N可替換的人工舉升系統(tǒng)是被稱為氣體舉升系統(tǒng)，高壓水或高壓氣體被注射到地質(zhì)層本身或者鉆井的生產(chǎn)管柱中。氣體舉升系統(tǒng)可以是可回收管柱的氣體舉升系統(tǒng)或可回收鋼絲繩的氣體舉升系統(tǒng)。在氣體舉升系統(tǒng)中，來(lái)自地表的高壓氣體能夠例如提供給生產(chǎn)管柱和鉆井的殼體之間的空間(環(huán)形區(qū)域)。氣體通過(guò)多個(gè)氣舉閥(gas lift valve)從環(huán)形區(qū)域的側(cè)面進(jìn)入生產(chǎn)管柱內(nèi)，該多個(gè)氣舉閥沿生產(chǎn)管柱的長(zhǎng)度方向設(shè)置。然后，氣舉閥可以布置或者設(shè)置在生產(chǎn)管柱本身中，或者氣舉閥可以設(shè)置在所謂的偏心工作筒(side pocket mandrel)內(nèi)。偏心工作筒通常安裝在鉆井孔中的一系列生產(chǎn)管柱內(nèi)。偏心工作筒設(shè)置有全開(kāi)孔，該全開(kāi)孔與生產(chǎn)管柱的孔對(duì)齊并且與橫向偏離的偏心孔對(duì)齊，該偏心孔設(shè)計(jì)為收納不同的鉆井工具。這樣鉆井工具能夠穿過(guò)生產(chǎn)管柱并且可回收地放置在偏離的偏心孔中，以在鉆井孔或者生產(chǎn)管柱中執(zhí)行或監(jiān)控不同的操作。鉆井工具為可回收的并且能夠放置在偏離的偏心孔上以及能夠從偏離的偏心孔上回收，例如通過(guò)使用反沖式工具(kick overtool)或者類似的工具。鉆井工具通?？梢园黧w控制裝置、氣舉裝置、化學(xué)品注射裝置等，以用于傳統(tǒng)的生產(chǎn)操作。偏心工作筒還可以容納其它設(shè)備，例如傳感器、堵頭等。偏心工作筒通常包括主芯軸體部，該主芯軸體部設(shè)置有大致全開(kāi)的主孔和橫向偏離的偏心孔，主芯軸體部通過(guò)合適的方式(例如通過(guò)焊接等)連接于錐形端部。當(dāng)偏心工作筒連接于例如生產(chǎn)管柱時(shí)，全開(kāi)主孔與生產(chǎn)管柱的孔對(duì)齊，從而允許生產(chǎn)流體流經(jīng)偏心工作筒。橫向偏離的偏心孔用于容納鉆井工具或其它井下設(shè)備。然后，鉆井工具或井下設(shè)備通過(guò)一個(gè)或多個(gè)鎖定凸緣或者鎖定夾具固定于或者放置在橫向偏離的偏心孔的內(nèi)側(cè)上。主芯軸體部以由內(nèi)壁分隔的全開(kāi)主孔和橫向偏離的偏心孔的方式形成，使得鉆井工具和/或其它井下設(shè)備與產(chǎn)品流通過(guò)全開(kāi)孔分開(kāi)。如果偏心工作筒用于氣舉系統(tǒng)中，橫向偏離的偏心孔的表面和偏心工作筒的內(nèi)壁均設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)貫通槽或通孔，使得引入環(huán)形區(qū)域的壓力氣體能夠流經(jīng)橫向偏離的偏心孔的一個(gè)或多個(gè)槽或孔，并且通過(guò)設(shè)置在橫向偏離的偏心孔的內(nèi)側(cè)的閥流入橫向偏離的偏心孔內(nèi)，然后通過(guò)內(nèi)壁的槽或孔流入生產(chǎn)管柱內(nèi)。然后，在偏心孔內(nèi)的閥將根據(jù)其特定的設(shè)計(jì)控制壓力氣體進(jìn)入生產(chǎn)管柱內(nèi)的實(shí)際流量。但是，與將壓力氣體的主注射流打破為較小的流和/或氣泡不同，被釋放到生產(chǎn)管柱內(nèi)的壓力氣體通常不可控。這會(huì)引起釋放氣體流的主要部分作用在生產(chǎn)流體(即在生產(chǎn)管柱中增加向下的趨勢(shì))上，從而引起生產(chǎn)流體的減少。
此外，在鉆井執(zhí)行不同操作的過(guò)程中，通常必須利用設(shè)置在偏心工作筒內(nèi)的鉆井工具和/或井下設(shè)備。例如，氣舉閥通常在使用一段時(shí)間之后要求進(jìn)行維護(hù)、修理、更換和/或改變氣舉閥的壓力設(shè)定等使用。為了執(zhí)行必要的操作，氣舉閥必須從橫向偏離的偏心孔中回收。這會(huì)引起偏心工作筒“打開(kāi)”，從而生產(chǎn)管柱的生產(chǎn)流體將被允許從生產(chǎn)管柱流入鉆井的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。為了防止上述現(xiàn)象，鉆井必須以其它方式關(guān)閉，這會(huì)引起不需要的生產(chǎn)停滯，并且增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)最小化和/或減輕上述問(wèn)題。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)能夠以更有效地方式控制注射氣體的流量，從而增加生產(chǎn)管柱的生產(chǎn)流量。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)允許更換鉆井工具和/或井下設(shè)備而不需要關(guān)閉鉆井。本發(fā)明的還一個(gè)目的是提供一種閥系統(tǒng)，鉆井工具和/或井下設(shè)備能夠彼此單獨(dú)地更換。這些目的可以通過(guò)所附的獨(dú)立權(quán)利要求限定的根據(jù)本發(fā)明的偏心工作筒獲得，本發(fā)明的實(shí)施方式在獨(dú)立權(quán)利要求中給出。本發(fā)明涉及在油井和/或氣井中用于執(zhí)行不同操作的裝置，例如人工舉升操作。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于鉆井孔的閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)包括偏心工作筒，該偏心工作筒包括細(xì)長(zhǎng)的管體部，該細(xì)長(zhǎng)的管體部包括與鉆井管柱對(duì)齊的大致全開(kāi)的主孔和具有孔的橫向偏離的側(cè)腔，所述大致全開(kāi)的主孔和所述橫向偏離的偏心孔通過(guò)內(nèi)壁分開(kāi)。至少一個(gè)貫穿開(kāi)口設(shè)置在所述偏心工作筒上并且導(dǎo)向至所述橫向偏離的偏心孔內(nèi)，并且至少一個(gè)貫穿開(kāi)口設(shè)置在所述內(nèi)壁上并且導(dǎo)向至所述大致全開(kāi)的主孔內(nèi)。所述至少兩個(gè)貫穿開(kāi)口通過(guò)所述橫向偏離的偏心孔流體連通，這種結(jié)構(gòu)允許流體從環(huán)形區(qū)域注射進(jìn)鉆井管柱內(nèi)，從而流體將通過(guò)設(shè)置在所述偏心工作筒上的所述至少一個(gè)開(kāi)口進(jìn)入橫向偏離的偏心孔內(nèi)，流過(guò)橫向偏離的偏心孔，然后通過(guò)內(nèi)壁上的開(kāi)口進(jìn)入細(xì)長(zhǎng)的管體部的大致全開(kāi)的主孔。在橫向偏離的偏心孔內(nèi)，至少兩個(gè)閥成列設(shè)置，以在橫向偏離的偏心孔內(nèi)形成雙屏障，所述至少兩個(gè)閥通過(guò)設(shè)置在所述偏心工作筒的所述內(nèi)壁上的至少一個(gè)安裝開(kāi)彼此可單獨(dú)地回收。如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，所述閥可以為不同的流量控制裝置、氣舉裝置、化學(xué)品
注射裝置等。根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)還可以容納其它井下工具、設(shè)備和/或裝置。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)置在所述橫向偏離的偏心孔內(nèi)的所述至少兩個(gè)閥為氣舉閥，這種結(jié)構(gòu)在偏心工作筒的外側(cè)和內(nèi)側(cè)之間提供連接，使得流體(例如壓力氣體)可以通過(guò)殼體和生產(chǎn)管柱之間的環(huán)形空間注射進(jìn)生產(chǎn)管柱內(nèi)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，所述至少兩個(gè)可回收的閥中的每一個(gè)將作為單獨(dú)并且獨(dú)立的流體屏障，從而在偏心工作筒內(nèi)形成雙流體屏障。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述閥系統(tǒng)還可以設(shè)置有另外的壓力或流體屏 障，這種壓力或流體屏障能夠設(shè)置為與設(shè)置在所述偏心工作筒的橫向偏離的側(cè)腔內(nèi)的所述至少一個(gè)開(kāi)口(槽或入口)連接。如上所示，“流體屏障”可以為具有阻止流體介質(zhì)流經(jīng)該元件的性能的任何元件。這樣的元件可以為例如氣舉閥、單向閥、節(jié)流閥、波紋管閥、充氮圓頂閥(nitrogen chargeddome valve)、先導(dǎo)閥、差動(dòng)閥等。容納在橫向偏離的側(cè)腔中的閥例如可以是氣舉閥或化學(xué)介質(zhì)注射閥、單向閥等，這些用于增加油井和/或氣井的產(chǎn)量。偏心工作筒在其兩端還設(shè)置有連接件，以將偏心工作筒連接于鉆井管柱，例如生產(chǎn)管柱。設(shè)置在各個(gè)端部的連接件在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中可以為螺紋。但是，應(yīng)該理解的是夾具、螺栓等也可以用于將偏心工作筒連接于鄰近的管件。偏心工作筒還可以焊接于生產(chǎn)管柱。容納在橫向偏離的偏心孔內(nèi)的所述至少兩個(gè)閥優(yōu)選設(shè)置為可回收的，但是應(yīng)該理解的是其中一個(gè)閥也可以永久性地安裝在橫向偏離的偏心孔內(nèi)。此外，所述至少兩個(gè)閥彼此流體連通，所述閥彼此直接連接或通過(guò)所述橫向偏離的偏心孔彼此間接連接。優(yōu)選地，設(shè)置為靠近在橫向偏離的側(cè)腔的所述至少一個(gè)貫通開(kāi)口(入口)的閥被認(rèn)為是在偏心工作筒內(nèi)形成主要的流體屏障，同時(shí)設(shè)置為在內(nèi)壁靠近大致全開(kāi)的主孔的所述至少一個(gè)開(kāi)口(出口)的閥將形成次要的流體屏障。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，形成主要流體屏障的閥具有恒定并且不可調(diào)的節(jié)流孔，同時(shí)形成次要流體屏障的閥具有可調(diào)的節(jié)流孔。設(shè)置在橫向偏離的側(cè)腔內(nèi)的所述閥可以設(shè)置為以相同的壓力打開(kāi)或關(guān)閉，但是它們也可以設(shè)置為以不同的壓力操作。后者的結(jié)構(gòu)將例如引起根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)能夠適應(yīng)于各個(gè)鉆井孔的特定參數(shù)，從而能夠防止不必要的事故。根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)的偏心工作筒優(yōu)選地可以包括其它井下工具、測(cè)量設(shè)備和/或裝置，這依賴于需要執(zhí)行怎樣的操作以及油井和/或氣井的特定的特征。細(xì)長(zhǎng)的管件部的橫向偏離的偏心孔和大致全開(kāi)的主孔之間的內(nèi)壁可以設(shè)置多個(gè)貫通開(kāi)口(注射節(jié)流孔、出口)，開(kāi)口的數(shù)量依賴于鉆井的特征、被注射到鉆井的管柱中的哪種介質(zhì)等。此外，開(kāi)口還可以設(shè)置為相對(duì)于偏心工作筒的縱向軸線斜切或成角度，或者形成為在注射介質(zhì)進(jìn)入生產(chǎn)管柱之前提供旋轉(zhuǎn)力，以優(yōu)化生產(chǎn)流體的激勵(lì)作用。此外，至少一個(gè)可更換的套筒還可以設(shè)置在所述細(xì)長(zhǎng)的管體的主孔或偏離的側(cè)腔的外側(cè)或內(nèi)側(cè)上，所述至少一個(gè)套筒通過(guò)調(diào)節(jié)可以控制開(kāi)口的“打開(kāi)”。至少一個(gè)套筒可以設(shè)置為圍繞孔旋轉(zhuǎn)或沿孔的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)。開(kāi)口的打開(kāi)或關(guān)閉可以是液控或電控，或通過(guò)注射流體中的壓力脈沖或壓力波動(dòng)控制。特定的工具還可以用于機(jī)械地控制出口的調(diào)節(jié)。然后，特定的工具進(jìn)入鉆井中。為了能夠控制生產(chǎn)管柱中的氣體和/或化學(xué)品的注射，偏心工作筒和套筒可以設(shè)置為電控操作、液控操作或通過(guò)遠(yuǎn)程控制操作。但是，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，偏心工作筒和套筒均采用液控操作。當(dāng)然，也可以將偏心工作筒設(shè)置為液控操作，而旋轉(zhuǎn)的套筒例如可以設(shè)置為電控操作。相同的，第二可回收的“流體屏障”的可調(diào)節(jié)的節(jié)流孔也可以設(shè)置為可控的。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)或可滑動(dòng)的套筒在其表面上設(shè)置有至少一個(gè)貫通槽。這將給操作者帶來(lái)控制來(lái)自偏心工作筒的氣體和/或化學(xué)品注射進(jìn)生產(chǎn)管柱的可能性，因?yàn)樘淄材軌驀@生產(chǎn)管柱的縱向軸線旋轉(zhuǎn)或沿生產(chǎn)管柱的縱向 軸線滑動(dòng)，從而通過(guò)套筒上的槽調(diào)節(jié)在開(kāi)口(注射節(jié)流孔、出口)的打開(kāi)。套筒上的槽還可以形成為優(yōu)化從閥進(jìn)入生產(chǎn)管柱的注射流。在注射節(jié)流的情況下，套筒上的槽可以形成為斜切的或成角度的。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，閥系統(tǒng)的偏心工作設(shè)置具有測(cè)量裝置，在鉆井生產(chǎn)的激勵(lì)過(guò)程中，生產(chǎn)參數(shù)會(huì)改變。在該操作的過(guò)程中會(huì)改變的典型的參數(shù)可以是壓力、溫度、氣/油比、含水量等。通過(guò)執(zhí)行這些測(cè)量，能夠影響介質(zhì)的注射，從而獲得將注射介質(zhì)到生產(chǎn)管柱的優(yōu)選條件。另外的測(cè)量裝置可以測(cè)量泄漏量、烴的組分等。根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)的偏心工作筒將容納很多閥和/或其它井下裝置，適于由幾部分制成偏心工作筒。然后，每部分能夠形成為容納特定的“工具”，這會(huì)使偏心工作筒能夠獨(dú)立地適于每個(gè)鉆井。每部分可以具有螺紋、快速連接件等，以彼此連接。在不同的閥和/或井下裝置在偏心工作筒的安裝過(guò)程中，由于閥和/或裝置是否安全地放進(jìn)其端部止擋件內(nèi)而經(jīng)常存在一定程度的不確定性。因此，根據(jù)本發(fā)明的偏心工作筒可以設(shè)置定位裝置，從而確保操作者能夠接收到閥和/或裝置適當(dāng)?shù)匕惭b的信號(hào)。


本發(fā)明的新穎特征和發(fā)明本身將從附圖結(jié)合下面的說(shuō)明最好地理解，其中，相同的參考數(shù)字表示相同的部件，其中圖I是油井和/或氣井的示意圖，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的閥系統(tǒng)，以及圖3表示根據(jù)圖2的閥系統(tǒng)的芯軸的放大的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)本發(fā)明具有各種修改和可選擇的形式時(shí)，具體實(shí)施方式
通過(guò)示例的方式在附圖中圖示并且在此處將詳細(xì)描述。附圖不必是按照比例繪制的并且特定部分的比例被放大，以更好地說(shuō)明本發(fā)明的特定的細(xì)節(jié)。現(xiàn)在結(jié)合圖1，圖示的是本發(fā)明的實(shí)施方式，浮動(dòng)結(jié)構(gòu)I或海基結(jié)構(gòu)或陸基結(jié)構(gòu)(未圖示)通過(guò)生產(chǎn)管柱3連接于油井和/或氣井2。浮動(dòng)結(jié)構(gòu)I和?；Y(jié)構(gòu)或陸基結(jié)構(gòu)可以是生產(chǎn)設(shè)施和/或儲(chǔ)存設(shè)施。在該實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)被用作人工舉升系統(tǒng)。為了增加油井和/或氣井2的產(chǎn)量，壓力流體介質(zhì)注射進(jìn)位于油井和/或氣井2的殼體5和生產(chǎn)管柱3之間的環(huán)形空間(環(huán)形區(qū)域)4中。沿生產(chǎn)管柱3設(shè)置有多個(gè)偏心工作筒6，偏心工作筒6以合適的方式連接于生產(chǎn)管柱3的管件。圖2表不根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)包括偏心工作筒6,在該偏心工作筒6中設(shè)置有氣舉閥形式(參見(jiàn)圖3)的至少兩個(gè)閥100、101。每個(gè)閥100、101和其中一個(gè)閥100、101在偏心工作筒6中形成“流體屏障”。閥100、101設(shè)計(jì)為在鉆井中的兩種流體之間或兩個(gè)位置之間以不同的給定壓力打開(kāi)，例如在鉆井中穿過(guò)閥100、101或者以兩個(gè)不同的位置位于彼此上方地相對(duì)設(shè)置，這種不同的壓力會(huì)在不同的閥100、101之間改變。另外，如果在環(huán)形空間4中的壓力流體達(dá)到特定的極限值時(shí)，然后閥100、101將打開(kāi)并且將允許壓力流體流動(dòng)通過(guò)閥100、101并流入生產(chǎn)管柱3。
流體介質(zhì)可以是氣體、液體、處理過(guò)的鉆井流體或者甚至是來(lái)自儲(chǔ)層的鉆井流體的一部分，并且能夠在偏心工作筒6 (即從鉆井)附近的位置獲取或者從遠(yuǎn)離偏心工作筒6的浮動(dòng)結(jié)構(gòu)I (或其它?；Y(jié)構(gòu)或者陸基結(jié)構(gòu)，未圖示)中增加。沿生產(chǎn)管柱3應(yīng)該設(shè)置多少個(gè)偏心工作筒6以及它們應(yīng)該具有哪些特征將依賴于本領(lǐng)域或者每個(gè)特定鉆井的需要。圖3表示為閥系統(tǒng)的偏心工作筒6的放大的橫截面視圖(圖2中B指示的)，其中可見(jiàn)偏心工作筒6包括細(xì)長(zhǎng)的管體部7，該管體部7在其兩端設(shè)置有連接件8(僅標(biāo)記)。連接件8在管體部7的內(nèi)側(cè)(或外側(cè))具有螺紋部,使得管體部7能夠連接于鉆井管柱,例如生產(chǎn)管柱3。管體部7設(shè)置有貫通的大致全開(kāi)的主孔9和橫向偏離的偏心孔10。當(dāng)偏心工作筒6連接于生產(chǎn)管柱3時(shí)，主孔9將與生產(chǎn)管柱3的孔對(duì)齊。然后，管體部7將具有兩個(gè)流動(dòng)路徑，并且大致全開(kāi)的主孔9與橫向偏離的偏心孔10通過(guò)內(nèi)壁11 (也參見(jiàn)圖3)分開(kāi)。橫向偏離的偏心孔10形成為容納至少兩個(gè)“流體屏障”元件，例如以氣舉閥100、101和/或其它設(shè)備或工具(未圖示)的形式。措辭“流體屏障”應(yīng)該被理解為防止流體介質(zhì)在至少一個(gè)方向流過(guò)的元件。這將在偏心工作筒6內(nèi)提供雙屏障。如果例如在橫向偏離的偏心孔10中，其中一個(gè)閥100、101由于不同的原因必須維護(hù)、更換或校正時(shí)，為了回收閥100、101，反沖式工具會(huì)下放到生產(chǎn)管柱3中。然后，至少一個(gè)安裝開(kāi)口(未圖示)設(shè)置在偏心工作筒6的內(nèi)壁11上。當(dāng)閥100、101通過(guò)反沖式工具移除時(shí)，在偏心工作筒6中其它剩余的閥100、101將防止生產(chǎn)管柱3內(nèi)的生產(chǎn)流體通過(guò)偏心工作筒6流出生產(chǎn)管柱3，并且防止流入生產(chǎn)管柱3和鉆井的殼體5之間的環(huán)形空間4中。橫向偏離的偏心孔10在其內(nèi)側(cè)設(shè)置有用于閥100、101和/或其它設(shè)備的至少兩個(gè)起落容納部15，使得閥100、101和/或其他設(shè)備(未圖示)能夠固定在起落容納部15中。起落容納部15設(shè)置有至少一組密封件14。當(dāng)閥100、101和/或其它設(shè)備插入起落容納部15時(shí)，由于密封件14產(chǎn)生的壓力，閥100、101和/或其它設(shè)備將在壓力下保持。這也將在閥100、101和/或其它設(shè)備與起落容納部15之間提供必要的密封。閥系統(tǒng)的偏心工作筒6以使得閥100、101和/或其它設(shè)備在需要時(shí)不必拉出管柱的情況下可以更換的方式設(shè)計(jì)。這樣的更換可以通過(guò)使特定的工具(未圖示)下降并穿過(guò)生產(chǎn)管柱3的內(nèi)部的操作來(lái)完成。所述特定的工具連接于細(xì)鋼絲繩或金屬線。特定的工具可以例如是反沖式工具等。此外,偏心工作筒6設(shè)置有至少一個(gè)貫通開(kāi)口(入口)12 (僅標(biāo)記),其中，所述至少一個(gè)貫通開(kāi)口 12設(shè)置在橫向偏離的偏心孔10上。這將在橫向偏離的偏心孔10的外側(cè)和內(nèi)側(cè)之間提供連通。類似地，在橫向偏離的偏心孔10中用于大致全開(kāi)的主孔9的至少一個(gè)開(kāi)口(出口)13 (僅標(biāo)記)(將是大致全開(kāi)的主孔9的入口)設(shè)置在內(nèi)壁11上，該內(nèi)壁11將大致全開(kāi)的主孔9和橫向偏離的偏心孔10分開(kāi)。這將在偏心工作筒6的外側(cè)和內(nèi)側(cè)之間提供連通。
在圖中，至少一個(gè)開(kāi)口 12設(shè)置在位于橫向偏離的偏心孔10中的閥100的入口(未圖示)附近，使得當(dāng)環(huán)形空間的流體進(jìn)入橫向偏離的偏心孔10時(shí)，流體介質(zhì)將導(dǎo)向進(jìn)入第一閥100的入口內(nèi)。然后，第一閥100將被認(rèn)為是在偏心工作筒6中的主要流體屏障。當(dāng)流體達(dá)到極限值(通過(guò)閥的壓力設(shè)定而設(shè)置)，閥100將打開(kāi)并且允許流體介質(zhì)流過(guò)閥100。然后，流體介質(zhì)將到達(dá)設(shè)置在橫向偏離的偏心孔10中的第二閥101，該閥101被認(rèn)為是在偏心工作筒6中的次要流體屏障。該第二閥101可以具有與第一閥100相同的壓力設(shè)定，但是優(yōu)選地第二閥101將具有較低壓力的極限值。因此，閥101將打開(kāi)并且允許流體流過(guò)閥101并且通過(guò)橫向偏離的偏心孔10的所述至少一個(gè)開(kāi)口(出口)13流入管體部7的大致全開(kāi)的主孔9。此外，至少一個(gè)可更換的套筒(未圖示)設(shè)置在主孔9的外側(cè)或內(nèi)側(cè)或偏離的偏心孔10的外側(cè)或內(nèi)側(cè)上，通過(guò)調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)套筒能夠控制開(kāi)口 12、13的“開(kāi)啟”。所述至少一個(gè)套筒可以設(shè)置為圍繞孔9、10轉(zhuǎn)動(dòng)或沿孔9、10的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)。盡管本發(fā)明結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，在不脫離本發(fā)明的理念、精神和范圍的情況下，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是可以對(duì)此處描述的優(yōu)選實(shí)施方式做出各種修改。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)所有這樣的相似的替換物和改變均視為在權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神、范圍和主旨內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鉆井孔的閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)包括偏心工作筒(6),該偏心工作筒(6)包括細(xì)長(zhǎng)的管體部(7)，該細(xì)長(zhǎng)的管體部(7)包括與鉆井管柱(3)對(duì)齊的大致全開(kāi)的主孔(9)和具有孔(10)的橫向偏離的側(cè)腔，所述大致全開(kāi)的主孔(9)和所述橫向偏離的偏心孔(10)通過(guò)內(nèi)壁(11)分開(kāi)，其特征在于，至少一個(gè)貫穿開(kāi)口(12)設(shè)置在所述偏心工作筒(6)上并且導(dǎo)向至所述偏心孔(10)內(nèi)，并且至少一個(gè)貫穿開(kāi)口( 13)設(shè)置在所述內(nèi)壁(11)上并且導(dǎo)向至所述主孔(9)內(nèi)，所述至少兩個(gè)開(kāi)口(12，13)通過(guò)所述偏心孔(10)流體連通，其中偏心孔(10)的至少兩個(gè)閥(100，101)成列設(shè)置，以在所述主孔(9)和所述偏心工作筒(6)的外側(cè)之間形成雙流體屏障，所述至少兩個(gè)閥(100，101)通過(guò)設(shè)置在所述偏心工作筒(6)的所述內(nèi)壁(11)上的至少一個(gè)安裝開(kāi)口可單獨(dú)回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述閥(100，101)選自包括流量控制裝置、氣舉裝置、化學(xué)品注射裝置等的一組裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少兩個(gè)閥(100，101)設(shè)置在所述偏心孔(10)內(nèi)，所述閥(100，101)彼此直接連接或通過(guò)所述偏心孔(10)間接流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)閥(100，101)設(shè)置有至少一個(gè)恒定的節(jié)流孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)閥(100，101)設(shè)置有至少一個(gè)可調(diào)節(jié)的節(jié)流孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述閥(100，101)設(shè)置為以相同的壓力打開(kāi)或關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述閥(100，101)設(shè)置為以不同的壓力打開(kāi)或關(guān)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述偏心工作筒(6)還包括測(cè)量裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述偏心孔(10)設(shè)置有至少兩組鎖定凸緣或者鎖定夾具(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)套筒設(shè)置在所述偏心工作筒(6)的外側(cè)或內(nèi)側(cè)上，所述可旋轉(zhuǎn)的套筒設(shè)置為覆蓋所述橫向偏離的偏心孔(10)或內(nèi)壁(11)的所述至少一個(gè)貫通開(kāi)口。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或10所述的閥系統(tǒng)，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)的套筒設(shè)置有至少一個(gè)貫通槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鉆井孔的閥系統(tǒng)，包括偏心工作筒和一個(gè)或多個(gè)鉆井工具，該偏心工作筒(6)包括細(xì)長(zhǎng)的管體部(7)，該細(xì)長(zhǎng)的管體部(7)在其端部設(shè)置有連接件(8)，細(xì)長(zhǎng)的管體部(7)設(shè)置有與鉆井管柱(3)對(duì)齊的大致全開(kāi)的主孔(9)和橫向偏離的偏心孔(10)。至少一個(gè)貫通開(kāi)口(12)設(shè)置在偏心工作筒(6)上并且導(dǎo)向至偏心孔(10)內(nèi)，并且至少一個(gè)貫通開(kāi)口(13)設(shè)置在內(nèi)壁(11)上并且導(dǎo)向至主孔(9)內(nèi)，至少兩個(gè)開(kāi)口(12，13)通過(guò)偏心孔(10)流體連通，其中偏心孔(10)的至少兩個(gè)閥(100，101)成列設(shè)置，以在主孔和偏心工作筒的外側(cè)之間形成雙流體屏障，所述至少兩個(gè)閥通過(guò)設(shè)置在偏心工作筒的內(nèi)壁上的至少一個(gè)安裝開(kāi)口可單獨(dú)回收。
文檔編號(hào)E21B34/10GK102791956SQ201180010144
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者E·克里帕, M·特崴騰, O·斯弗海姆, O·斯道卡 申請(qǐng)人:石油科技公司