以機械方式激活的緊急事件釋放系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種釋放系統(tǒng)包括安置在心軸周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管，以及與所述心軸嚙合的夾頭支柱。所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管和所述心軸構(gòu)造成基本上防止所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管圍繞所述心軸進行旋轉(zhuǎn)移動，且所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管構(gòu)造成相對于所述心軸在第一位置與第二位置之間移位。當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第一位置中時，所述夾頭支柱保持與夾頭嚙合，且所述夾頭支柱保持與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合。所述夾頭支柱構(gòu)造成當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管安置在所述第二位置中時響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)移動而縱向平移。移位組合件構(gòu)造成嚙合所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管，且將所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管從所述第一位置移位到所述第二位置。
【專利說明】以機械方式激活的緊急事件釋放系統(tǒng)和方法

【背景技術(shù)】
[0001]有時將井眼鉆到含有碳氫化合物的地層中以允許開采碳氫化合物。一旦井眼已鉆出，就可執(zhí)行各種完井操作以構(gòu)造井用于產(chǎn)生碳氫化合物?？稍谕昃僮髌陂g使用各種工具將完井組合件和/或組件傳輸?shù)骄壑校瑘?zhí)行完井操作，且接著與組合件和/或組件解除嚙合，隨后將工具取回到井眼的表面。然而，在一些情況下，解除嚙合機構(gòu)可能未如期操作，這可要求利用工具從井眼移除完井組合件，或工具與完井組合件一起留在井眼中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在一實施例中，一種釋放系統(tǒng)包括安置在心軸周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管，以及與心軸嚙合的夾頭支柱。扭轉(zhuǎn)鎖定套管和心軸構(gòu)造成基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管圍繞心軸進行旋轉(zhuǎn)移動，且扭轉(zhuǎn)鎖定套管構(gòu)造成相對于心軸在第一位置與第二位置之間移位。當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第一位置中時夾頭支柱保持與夾頭嚙合，且當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第一位置中時夾頭支柱保持與扭轉(zhuǎn)鎖定套管成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合。夾頭支柱構(gòu)造成當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管安置在第二位置中時響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)移動而縱向平移。移位組合件構(gòu)造成嚙合扭轉(zhuǎn)鎖定套管，且將扭轉(zhuǎn)鎖定套管從第一位置移位到第二位置。
[0003]在一實施例中，一種釋放系統(tǒng)包括安置在心軸周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管、與心軸和扭轉(zhuǎn)鎖定套管嚙合的夾頭支柱、與夾頭支柱嚙合的夾頭，以及構(gòu)造成與扭轉(zhuǎn)鎖定套管嚙合且將扭轉(zhuǎn)鎖定套管從第一位置移位到第二位置的移位組合件。扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于心軸被扭轉(zhuǎn)鎖定，且夾頭支柱與扭轉(zhuǎn)鎖定套管之間的嚙合構(gòu)造成將夾頭支柱相對于扭轉(zhuǎn)鎖定套管扭轉(zhuǎn)鎖定。夾頭將夾頭支柱耦合到井下組件。
[0004]在一實施例中，一種方法包括:當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第一位置中時將移位組合件與扭轉(zhuǎn)鎖定套管嚙合；響應(yīng)于移位組合件與扭轉(zhuǎn)鎖定套管嚙合，將扭轉(zhuǎn)鎖定套管縱向平移到第二位置；當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第二位置中時將旋轉(zhuǎn)力施加到夾頭支柱或心軸；基于旋轉(zhuǎn)力縱向平移夾頭支柱；以及基于夾頭支柱的縱向平移將夾頭支柱與夾頭解除嚙合。扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第一位置中相對于夾頭支柱被扭轉(zhuǎn)鎖定，且扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于心軸被扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0005]從結(jié)合附圖和權(quán)利要求書作出的以下詳細描述將更清楚地理解這些和其它特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]為更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)參考結(jié)合附圖和詳細描述作出的以下簡要描述:
[0007]圖1是根據(jù)一實施例的井眼維修系統(tǒng)的一實施例的剖視圖。
[0008]圖2是釋放機構(gòu)的一實施例的剖視圖。
[0009]圖3是扭轉(zhuǎn)鎖定套管與心軸嚙合的一實施例的剖視圖。
[0010]圖4是扭轉(zhuǎn)鎖定套管與夾頭支柱嚙合的一實施例的另一剖視圖。
[0011]圖5是釋放機構(gòu)的一實施例的又一剖視圖。
[0012]圖6是釋放機構(gòu)的一實施例的再一剖視圖。

【具體實施方式】
[0013]在附圖和以下描述中，相同零件通常貫穿說明書和附圖分別以相同附圖標(biāo)記來標(biāo)記。附圖不一定按比例繪制。本發(fā)明的特定特征可在尺度上夸示或以某種程度示意形式示出，且常規(guī)元件的一些細節(jié)可能為了清晰和簡潔而未示出。
[0014]除非另外指定，否則任何形式的術(shù)語“連接”、“嚙合”、“耦合”、“附接”或描述元件之間的相互作用的任何其它術(shù)語的任何使用并未打算將所述相互作用限于元件之間的直接相互作用，且還可包含所描述的元件之間的間接相互作用。在以下論述和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包含”和“包括”以開放端方式使用，且因此應(yīng)解釋為表示“包含，但不限于…”。將出于描述的目的參考向上和向下，其中“向上”、“上方”、“朝上”或“上游”表示朝向井眼的表面，且其中“向下”、“下方”、“朝下”或“下游”表示朝向井的終端，而不管井眼定向如何。將出于描述的目的參考中和外，其中“中”、“內(nèi)部”或“向內(nèi)”表示朝向井眼的中心或中心軸，且其中“外”、“外部”或“向外”表示朝向井眼管道和/或井眼的壁。對“縱向”、“縱向地”或“軸向”的參考表示與井眼的主軸和/或井眼管道基本上對準(zhǔn)的方向。對“徑向”或“徑向地”的參考表示與井眼的主軸和/或井眼管道與同井眼的主軸和/或井眼管道基本上垂直的井眼壁之間的線基本上對準(zhǔn)的方向，但徑向方向不必通過井眼和/或井眼管道的中心軸。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的輔助下在閱讀實施例的以下詳細描述后且通過參看附圖將容易了解上文提及的各種特性以及下文更詳細描述的其它特征和特性。
[0015]維修操作中使用的若干工具可包括構(gòu)造成與一或多個其它組件嚙合的夾頭。舉例來說，完井工具和/或取回工具可包括夾頭，所述夾頭具有構(gòu)造成與組件中的對應(yīng)凹部嚙合以用于在井眼內(nèi)運輸?shù)囊换蚨鄠€凸耳。所述組件可運輸?shù)骄壑泻?或運輸離開井眼以供取回到表面。包括夾頭的工具可包括夾頭支柱以將夾頭嚙合且維持在嚙合位置。當(dāng)夾頭準(zhǔn)備好釋放時，夾頭支柱可與夾頭解除嚙合，借此允許夾頭從組件釋放。夾頭支柱可通過使用機械力來致動，所述機械力經(jīng)由延伸到井眼表面的井眼管道而供應(yīng)到工具。在一些情況下，井眼管道和/或工具可能無法移動或移動到所需程度，以將夾頭支柱與夾頭解除嚙合。在這些情況下，可使用釋放機構(gòu)以允許夾頭支柱與夾頭解除嚙合，借此允許包括夾頭的工具與組件解除嚙合。通常，釋放機構(gòu)的使用可涉及將夾頭支柱與夾頭解除嚙合的額外步驟或動作序列。這些步驟可設(shè)計成減小和/或消除釋放機構(gòu)的無意過早激活的風(fēng)險。
[0016]如本文揭示，釋放機構(gòu)可構(gòu)造成允許通過使用旋轉(zhuǎn)力進行旋轉(zhuǎn)且提供夾頭支柱的縱向平移而使夾頭支柱與夾頭解除嚙合。為防止釋放機構(gòu)的過早致動，扭轉(zhuǎn)鎖可與夾頭支柱嚙合，借此防止夾頭支柱的旋轉(zhuǎn)運動。在正常操作情境中，釋放機構(gòu)可基于多種輸入而操作。舉例來說，可向工具施加向下力，其可用于將夾頭支柱與夾頭解除嚙合。然而，在一些情況下，可能無法實現(xiàn)向工具施加向下力。在一實施例中，釋放機構(gòu)內(nèi)的扭轉(zhuǎn)鎖可使用移位組合件以機械方式激活以相對于夾頭支柱平移扭轉(zhuǎn)鎖定套管。夾頭支柱可包括在其表面的一部分上的一或多個花鍵。扭轉(zhuǎn)鎖定套管的平移可允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管與花鍵解除嚙合，但扭轉(zhuǎn)鎖定套管可仍安置在夾頭支柱周圍?？山又鴮⑿D(zhuǎn)力施加到夾頭支柱，所述旋轉(zhuǎn)力可經(jīng)由力轉(zhuǎn)換機構(gòu)轉(zhuǎn)換為縱向平移以將夾頭支柱移位成與夾頭解除嚙合。夾頭可接著與其所嚙合到的井下組件解除嚙合以允許從井眼移除工具，同時將井下組件留在井眼中。因此，本文描述的機構(gòu)和方法可提供從工具釋放井下組件的簡單且有效的手段。舉例來說，可在正常釋放機構(gòu)不操作或不能操作的情況下使用所述釋放機構(gòu)。
[0017]轉(zhuǎn)向圖1，示出井眼操作環(huán)境的實例。如所描繪，操作環(huán)境包括鉆機106，其定位在地表面104上且在井眼114上方和周圍延伸，井眼114穿透地層102以用于開采碳氫化合物的目的。井眼114可使用任何適宜的鉆孔技術(shù)鉆孔到地層102中。井眼114在垂直井眼部分116上方基本上垂直延伸遠離地表面104,在偏離的井眼部分136上方相對于地表面104偏離垂直，且過渡到水平井眼部分118。在替代操作環(huán)境中，井眼的全部或部分可為垂直的、以任何適宜的角度偏離，水平的和/或彎曲的。井眼可為新井眼、現(xiàn)有井眼、直線井眼、大位移井眼、側(cè)鉆井眼、多邊井眼，和用于鉆孔和完成一或多個生產(chǎn)區(qū)的其它類型的井眼。此外，井眼可用于生產(chǎn)井和注入井兩者。在一實施例中，井眼可用于除碳氫化合物生產(chǎn)以外或作為碳氫化合物生產(chǎn)的補充的目的，例如關(guān)于地?zé)崮芰亢?或水(例如，飲用水)的生產(chǎn)的用途。
[0018]包含包括耦合到井下組件的釋放機構(gòu)的運行工具的井眼管道桿柱120可下降到地層102中用于整個井眼壽命期間的多種鉆孔、完井、修井和/或處理程序。圖1所示的實施例說明完井桿柱形式的井眼管道120下降到地層中。應(yīng)理解，井眼管道120同等適用于插入到井眼中的任何類型的井眼管道，包含(作為非限制性實例)鉆桿、生產(chǎn)油管、抽油桿柱和撓性油管。在一實施例中，井下組件可包含(但不限于)襯管懸掛器、襯管(例如，可膨脹襯管)、襯管補塊、篩網(wǎng)，或其任何組合。運行工具可用于將井下組件運輸?shù)骄壑校以谝恍嵤├?，運行工具可包括用于致動井下組件的一或多個特征件(例如，用于可膨脹襯管懸掛器的膨脹錐)。在圖1所示的實施例中，包括運行工具的井眼管道120可以常規(guī)方式運輸?shù)降貙?02中，且可隨后使用標(biāo)準(zhǔn)釋放機構(gòu)或如本文描述的釋放機構(gòu)從組件釋放。
[0019]鉆機106包括井架108，其具有鉆臺110，井眼管道120穿過鉆臺110從鉆機106向下延伸到井眼114中。鉆機106包括馬達驅(qū)動絞車和用于將井眼管道120延伸到井眼114中以將井眼管道120定位在選定深度的其它相關(guān)聯(lián)設(shè)備。雖然圖1中描繪的操作環(huán)境涉及固定鉆機106，其用于下降和設(shè)定包括陸基井眼114內(nèi)的運行工具的井眼管道120，但在替代實施例中，移動修井機、井眼維修單元(例如，撓性油管單元)等可用于將包括運行工具的井眼管道120下降到井眼中。應(yīng)理解，包括運行工具的井眼管道120或者可用于其它操作環(huán)境中，例如近海井眼操作環(huán)境內(nèi)。在替代操作環(huán)境中，垂直、偏離或水平井眼部分可加管套和注水泥，且/或井眼的部分可不加管套。
[0020]不論其中使用包括釋放機構(gòu)200的運行工具的操作環(huán)境的類型如何，將了解，釋放機構(gòu)200用以允許運行工具與井下組件解除嚙合，這在一些實施例中可在不能致動標(biāo)準(zhǔn)釋放機構(gòu)時發(fā)生。釋放機構(gòu)200可利用與標(biāo)準(zhǔn)釋放機構(gòu)不同的輸入。如下文參看圖2更詳細描述，釋放機構(gòu)200 —般包括安置在心軸204周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管202，和與心軸204嚙合的夾頭支柱206。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間的耦合可構(gòu)造成基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202圍繞心軸204進行旋轉(zhuǎn)移動，同時允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在其中扭轉(zhuǎn)鎖定套管202形成與夾頭支柱206的扭轉(zhuǎn)鎖定的第一位置與其中扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于夾頭支柱206釋放扭轉(zhuǎn)鎖定的第二移位位置之間縱向平移。當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第一位置中時，夾頭支柱206可保持與夾頭208嚙合，且當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在移位位置中時，夾頭支柱206可能夠縱向平移成與夾頭208解除嚙合，借此允許夾頭208向內(nèi)收縮并從井下組件210釋放。如下文更詳細描述，夾頭支柱206的縱向平移可歸因于夾頭支柱206和/或心軸204的旋轉(zhuǎn)。
[0021]如圖2所示，釋放機構(gòu)200的實施例包括具有安置在其周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的心軸204，和與心軸204嚙合的夾頭支柱206?？墒褂靡莆唤M合件相對于心軸204和夾頭支柱206嚙合和平移扭轉(zhuǎn)鎖定套管202，如下文更詳細描述。心軸204通常包括管道部件，其具有在心軸204的每一端之間延伸的流動孔212。流動孔212的大小可被選擇成允許在正常操作期間以所要速率穿過其的流體流動和/或允許運行工具和井下組件的安裝。心軸204可包括大體圓柱形部件，但其它形狀也是可能的。心軸204的端部可構(gòu)造成允許連接到心軸204上方和/或下方的另一組件。舉例來說，心軸204可包括一或多個端部，其具有螺紋連接(例如，盒或銷式連接)以允許心軸204耦合到用于將心軸運輸?shù)骄壑械睦缇酃艿赖攘硪唤M件。在一實施例中，心軸204的端部203耦合到夾頭支柱206。力轉(zhuǎn)換機構(gòu)可用于將心軸204的端部203耦合到夾頭支柱206的端部205，如本文更詳細描述。
[0022]在一實施例中，釋放機構(gòu)200包括安置在心軸204周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管202。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可通常構(gòu)造成響應(yīng)于向扭轉(zhuǎn)鎖定套管202施加力而相對于心軸204移位或平移。在一實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可構(gòu)造成響應(yīng)于施加到扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的機械力而平移，但在一些實施例中，可使用其它輸入致使扭轉(zhuǎn)鎖定套管202平移。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202通常包括安置在心軸204周圍的管道部件，且扭轉(zhuǎn)鎖定套管202通常經(jīng)設(shè)定大小以安置在心軸204周圍，同時允許相對于心軸204進行縱向移動。心軸204的外徑可沿著長度變化，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可在所述長度上圍繞心軸204行進。心軸204的在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上方(即，圖2中左側(cè))的第一區(qū)段的外徑可大于心軸204中扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可安置在其周圍的凹部227的外徑。具有比凹部227大的外徑的凸緣229可安置在凹部227附近，借此在凹部227與凸緣229之間的過渡處形成肩部231。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面上的突起233可構(gòu)造成與肩部231嚙合，借此防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于心軸204進一步平移。
[0023]在一實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可構(gòu)造成響應(yīng)于來自移位組合件的力而移位。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可利用足以剪切或以其它方式超過與保持機構(gòu)220相關(guān)聯(lián)的閾值的力相對于心軸204縱向平移，如本文更詳細描述。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可一直平移到突起233與心軸204上的凸緣229嚙合為止。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的平移可接著在初始位置(例如，第一位置)與經(jīng)移位位置之間發(fā)生，在所述初始位置中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于心軸204和夾頭支柱206被扭轉(zhuǎn)鎖定，在所述經(jīng)移位位置中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202已移位離開與夾頭支柱206的扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合足以允許夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合的距離。在經(jīng)移位位置中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可保持相對于心軸204被扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0024]如上所述，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和心軸204可構(gòu)造成基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202圍繞心軸204進行旋轉(zhuǎn)移動。對扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于以及圍繞心軸204的旋轉(zhuǎn)移動的限制和/或約束可稱為扭轉(zhuǎn)鎖定?？墒褂酶鞣N構(gòu)造來限制扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于心軸204的旋轉(zhuǎn)移動。舉例來說，心軸204可包括構(gòu)造成與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的一或多個對應(yīng)花鍵嚙合的一或多個花鍵，其中心軸204上的所述一或多個花鍵與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的所述一或多個花鍵的嚙合提供扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于心軸204的扭轉(zhuǎn)鎖定。或者，凸耳和凹槽構(gòu)造可與安置在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面或心軸204的外表面上的凸耳以及安置在相對表面上以接納凸耳的對應(yīng)凹槽一起使用。
[0025]圖3中示出說明對應(yīng)和互鎖花鍵的使用的實施例。如圖所示，第一多個花鍵302可形成在心軸204的外表面的一部分上。每一花鍵302具有在心軸204的外表面的一部分上縱向延伸且與心軸204的中心軸基本上縱向?qū)?zhǔn)的長度。因此，花鍵302也可稱為縱向花鍵302。每一花鍵302還具有從心軸204的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凹部形成在每一對鄰近花鍵302之間?？v向?qū)?zhǔn)的花鍵302可構(gòu)造成與形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面上的一組縱向花鍵302配對地嚙合和互鎖。第二多個花鍵304可形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上。每一花鍵304具有在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上縱向延伸的長度?；ㄦI304的長度可構(gòu)造成允許花鍵304在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的行進距離上與花鍵302嚙合?；ㄦI304可基本上縱向?qū)?zhǔn)，且因此花鍵304也可稱為縱向花鍵304。每一花鍵304還具有從扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面基本上徑向向內(nèi)延伸的高度。凹部306形成在每一對鄰近花鍵304之間。在此實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和心軸204可通過將心軸204上的縱向花鍵302與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的對應(yīng)縱向花鍵304嚙合和互鎖以形成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合而耦合在一起。扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間的相對旋轉(zhuǎn)移動，同時允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間的縱向移動。
[0026]在另一實施例中，可使用凸耳和凹槽構(gòu)造限制扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于心軸204的旋轉(zhuǎn)移動。在此實施例中，一或多個凸耳可形成在心軸204的外表面的一部分上。凸耳可通常包括從心軸204的外表面延伸的突起，且凸耳可包括包含圓形、正方形、矩形、橢圓形、卵形、類菱形等的多種形狀。所述一或多個凸耳可具有從心軸204的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凸耳可構(gòu)造成在形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面上的凹槽內(nèi)嚙合和平移?？蓪?yīng)于或可不對應(yīng)于凸耳數(shù)目的一或多個凹槽可形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上。每一凹槽具有在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上縱向延伸且基本上縱向?qū)?zhǔn)的長度。因此，所述一或多個凹槽可稱為縱向凹槽。每一凹槽具有從扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面基本上徑向向外延伸的深度和沿著扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)圓周延伸的寬度。凹槽的深度和寬度可構(gòu)造成將凸耳接納在凹槽內(nèi)。凸耳可接著在凹槽內(nèi)自由行進，同時基本上被約束不能垂直于凹槽的長度移動。在此實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和心軸204可通過將心軸204上的凸耳與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的對應(yīng)凹槽嚙合以形成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合而耦合在一起。雖然凸耳可在縱向凹槽內(nèi)隨行，但凸耳與縱向凹槽的側(cè)部的相互作用可基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間的相對旋轉(zhuǎn)移動，借此在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間形成扭轉(zhuǎn)鎖定。雖然相對于凸耳安置在心軸204上且凹槽安置在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上進行描述，但凸耳和凹槽的定位可互換以允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間的等效扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0027]移位組合件可構(gòu)造成嚙合扭轉(zhuǎn)鎖定套管202,且將扭轉(zhuǎn)鎖定套管從第一位置移位。移位組合件通常構(gòu)造成向扭轉(zhuǎn)鎖定套管202提供機械力。移位組合件可包括多種設(shè)計，包含活塞、膨脹工具、機械致動組件、井眼管道(例如，打撈筒型打撈工具)，或能夠向扭轉(zhuǎn)鎖定套管施加機械力的任何其它裝置。在一實施例中，移位組合件包括活塞。在此實施例中，活塞可安置在心軸204與井下組件210之間的環(huán)形區(qū)中?；钊尚纬膳c心軸204和井下組件210的內(nèi)表面的密封?？稍诨钊戏揭肓黧w壓力以將活塞移動成與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202嚙合?；钊?或流體壓力可構(gòu)造成將扭轉(zhuǎn)鎖定套管202從第一位置移位到第二位置。在一實施例中，活塞可包括用于可膨脹襯管懸掛器的膨脹工具(例如，膨脹錐)。在此實施例中，膨脹工具可包括構(gòu)造為楔形狀的活塞。在膨脹工具在心軸204與井下組件210 (例如，可膨脹襯管懸掛器)之間的環(huán)形區(qū)中平移后，膨脹工具可致使井下組件210徑向膨脹且與井眼和/或外殼的內(nèi)表面嚙合。井下組件210可因而經(jīng)由井下組件210與井眼壁和/或外殼之間的摩擦界面而保持在適當(dāng)位置中。在膨脹沖程結(jié)束時，膨脹工具可向扭轉(zhuǎn)鎖定套管202施加力以將扭轉(zhuǎn)鎖定套管從第一位置移位。當(dāng)膨脹工具與心軸204的外表面上的凹部227嚙合時，膨脹工具與心軸204之間的密封可不再對心軸204進行密封，從而允許驅(qū)動膨脹工具的流體壓力穿過凹部227且通過扭轉(zhuǎn)鎖定套管202而排出。在膨脹工具后方的壓力損失的情況下，驅(qū)動膨脹工具的壓力差可減小或消除。膨脹工具可接著保持在適當(dāng)位置中，且可基于膨脹工具與井下組件210之間的摩擦界面將扭轉(zhuǎn)鎖定套管202保持在適當(dāng)位置中。
[0028]移位組合件還可包括機械致動組件。在一實施例中，移位組合件可包括具有安置在流動孔212內(nèi)的部分的移位套管。舉例來說，指示器可安置在流動孔212內(nèi)且由井眼管道、夾頭或任何其它機械設(shè)備致動。移位套管可構(gòu)造成將施加到指示器的力轉(zhuǎn)移到扭轉(zhuǎn)鎖定套管，借此允許施加到指示器的機械力被施加到扭轉(zhuǎn)鎖定套管202。在另一實施例中,指示器可包括閥座或其它類似結(jié)構(gòu)。球、鏢或其它密封元件可安置在流動孔212內(nèi)且與指示器嚙合。在形成密封后，可將壓力施加到密封元件，密封元件可將力施加到指示器。指示器可接著構(gòu)造成將施加到指示器的力轉(zhuǎn)移到扭轉(zhuǎn)鎖定套管，借此允許施加到指示器的機械力施加到扭轉(zhuǎn)鎖定套管202。構(gòu)造成將機械力施加到扭轉(zhuǎn)鎖定套管的任何其它結(jié)構(gòu)也可與本文揭示的釋放機構(gòu)200 —起使用。
[0029]返回圖2，夾頭支柱206通常包括構(gòu)造成與心軸204嚙合的管狀部件。在一實施例中，心軸204的端部203構(gòu)造成與夾頭支柱206的端部205嚙合。一或多個密封件(例如，O環(huán)密封件)可安置在對應(yīng)凹部(例如，密封蓋)內(nèi)以在夾頭支柱206與心軸204之間提供基本上流密密封。夾頭支柱206通常包括具有在夾頭支柱206的每一端之間延伸的流動孔214的管狀部件。流動孔214的大小可被選擇成允許在正常操作期間以所要速率穿過其的流體流動且/或允許運行工具和井下組件的安裝。夾頭支柱206可包括大體圓柱形部件，但其它形狀也是可能的。流動孔214可經(jīng)設(shè)定大小以與穿過心軸204的流動孔212對應(yīng)，從而允許穿過心軸204和夾頭支柱206兩者的基本上一致的流動孔。夾頭支柱206的端部可構(gòu)造成允許連接到心軸204上方和/或下方的另一組件。舉例來說，夾頭支柱206可包括一或多個端部，其具有螺紋連接(例如，盒或銷式連接)以允許夾頭支柱206耦合到夾頭支柱下方的另一組件。
[0030]在一實施例中，夾頭支柱206通常在構(gòu)造成與心軸204和扭轉(zhuǎn)鎖定套管202嚙合的第一端205與構(gòu)造成嚙合夾頭208且維持夾頭208與井下組件210嚙合的第二部分216之間延伸。第二部分216可包括夾頭支柱206的端部，或夾頭支柱206可延伸超過夾頭208，如圖2所示。在一實施例中，當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第一位置中時夾頭支柱206可保持與夾頭208嚙合，且當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第二經(jīng)移位位置中時夾頭支柱206可能夠縱向平移成與夾頭208解除嚙合。夾頭支柱206的第一端205可構(gòu)造成與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202嚙合，且如下文更詳細描述，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206之間的嚙合可在扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第一位置中時形成扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0031]夾頭支柱206還可包括安置在夾頭支柱206的外表面上的環(huán)槽222。環(huán)槽222可構(gòu)造成接納安置在夾頭組合件228的一部分上的凹部中的保持環(huán)224。當(dāng)夾頭支柱206平移成不與夾頭208對準(zhǔn)(如本文更詳細描述)時，環(huán)槽222可與保持環(huán)224徑向?qū)?zhǔn)。此時，保持環(huán)224可向內(nèi)收縮以嚙合且保持在環(huán)槽222內(nèi)，同時保持嚙合在夾頭組合件228上的凹部中。保持環(huán)224可接著用以將夾頭支柱206縱向鎖定到夾頭組合件228。在此構(gòu)造中，心軸204和夾頭支柱206可在井眼內(nèi)運輸，同時將夾頭組合件228和夾頭208保持在解除哨合構(gòu)造中。
[0032]夾頭支柱206還可包括一或多個端口 226。端口 226可實現(xiàn)流體從心軸204與井下組件210和/或夾頭支柱206與井下組件210之間的環(huán)形區(qū)排出?？稍谝莆唤M合件包括在平移扭轉(zhuǎn)鎖定套管202后即刻排出的活塞時使用排出。排出還可用于允許各種組件(例如，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202、夾頭支柱206、夾頭208等)相對于彼此移動而不在各種組件之間累積壓力。雖然所述一或多個端口 226說明為安置在夾頭支柱206中，但一或多個端口也可安置在心軸204中以實現(xiàn)流體從環(huán)形區(qū)的相同排出。
[0033]在一實施例中，保持機構(gòu)220可與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和夾頭支柱206、心軸204和/或井下組件210嚙合。如圖2中說明，保持機構(gòu)220可構(gòu)造成防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202移位，直到將超過閾值的力施加到保持機構(gòu)220為止。如本文更詳細描述，當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第一位置中時扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可被基本上約束不能相對于心軸204和夾頭支柱206旋轉(zhuǎn)，且保持機構(gòu)220可于是被視為防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202從第一位置縱向平移，直到超過閾值的力施加到保持機構(gòu)220為止。適宜的保持機構(gòu)可包含(但不限于)剪切銷、剪環(huán)、剪切螺釘或其任何組合。雖然在圖2中說明為嚙合扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206，但保持機構(gòu)220作為替代或另外可嚙合扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204和/或扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與井下組件210。在一實施例中，一或多個保持機構(gòu)220可用于提供起始扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的平移所需的所要閾值力。
[0034]一般來說，夾頭208包括由槽分離的一或多個彈簧234(例如，梁彈簧)和/或彈簧裝置。在一實施例中，所述槽可包括縱向槽、成角度槽(如相對于縱軸測量)、螺旋槽，和/或盤旋槽，用于允許響應(yīng)于徑向壓縮力進行至少一些徑向壓縮。夾頭208可通常構(gòu)造成允許彈簧234響應(yīng)于徑向壓縮力進行有限量的徑向壓縮，且/或彈簧234響應(yīng)于徑向膨脹力進行有限量的徑向膨脹。夾頭208還包括安置在彈簧234的外表面上的夾頭凸耳236。在一實施例中，與如圖2中示出的釋放機構(gòu)一起使用的夾頭208可構(gòu)造成允許彈簧234和夾頭凸耳236響應(yīng)于徑向壓縮力進行有限量的徑向壓縮。徑向壓縮可允許彈簧234經(jīng)過井下組件210的具有擁有減小的直徑的內(nèi)表面的一部分，隨后允許夾頭凸耳膨脹到安置在井下組件210的內(nèi)表面上的對應(yīng)凹部中。夾頭凸耳236和/或井下組件210的內(nèi)表面可包括一或多個表面，其構(gòu)造成在夾頭凸耳236接觸井下組件210時嚙合彈簧234且向彈簧234提供徑向壓縮力。
[0035]一旦與井下組件210嚙合，除非被夾頭支柱206支撐，否則夾頭就自由徑向壓縮。在嚙合位置中，夾頭支柱206可通常與彈簧234和/或夾頭凸耳236嚙合且安置成與其徑向?qū)?zhǔn)。夾頭支柱206可通常抵抗徑向壓縮力，且當(dāng)夾頭支柱206安置成與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向?qū)?zhǔn)時，可防止彈簧234徑向壓縮。當(dāng)夾頭凸耳236嚙合在井下組件210中的對應(yīng)凹部中且與夾頭支柱206嚙合時，夾頭208可固定地將運行工具耦合到井下組件210。當(dāng)夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合時，彈簧234和/或夾頭凸耳236可自由徑向壓縮且移出井下組件210中的凹部，借此將井下組件210從運行工具釋放。可將夾頭支柱206描述為當(dāng)彈簧234和/或夾頭凸耳236能夠徑向壓縮成解除與井下組件210中的凹部的固定嚙合時與夾頭208解除嚙合。這可包含當(dāng)夾頭支柱206平移成不與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向?qū)?zhǔn)時，或當(dāng)夾頭支柱206上的足夠深度的一或多個凹部與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向?qū)?zhǔn)時，借此允許彈簧234徑向壓縮到凹部中以及與井下組件210中的凹部解除嚙合。
[0036]在一實施例中，夾頭支柱202、夾頭208和井下組件210可相對于彼此被扭轉(zhuǎn)鎖定。在此實施例中，夾頭支柱206可利用花鍵構(gòu)造與夾頭208嚙合。夾頭支柱206的構(gòu)造成嚙合夾頭208的外表面可具有花鍵、圓齒、波紋、蜂窩或其它特征件以嚙合夾頭和夾頭208上的一或多個對應(yīng)特征件，借此在夾頭支柱206與夾頭208之間提供扭轉(zhuǎn)鎖定。夾頭208與井下組件210之間的嚙合也可扭轉(zhuǎn)鎖定。在此實施例中，夾頭208可利用花鍵構(gòu)造與井下組件210嚙合。夾頭208的構(gòu)造成嚙合井下組件210的外表面可具有花鍵、圓齒、波紋、蜂窩或其它特征件以嚙合井下組件210和井下組件210上的一或多個對應(yīng)特征件，借此在夾頭208與井下組件210之間提供扭轉(zhuǎn)鎖定。在此實施例中，當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第一位置中時，歸因于心軸204與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202、扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206、夾頭支柱206與夾頭208，以及夾頭208與井下組件210之間的扭轉(zhuǎn)鎖定，心軸204可相對于井下組件210被扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0037]雖然相對于夾頭208安置在井下組件210內(nèi)且夾頭支柱206以徑向?qū)?zhǔn)安置在夾頭208內(nèi)部來描述，但將了解，零件的布置可重新構(gòu)造而不脫離當(dāng)前描述的范圍。舉例來說，夾頭可安置在井下組件外部且與井下組件的外表面中的凹部嚙合。在此實施例中，夾頭支柱可安置在夾頭外部且與夾頭成徑向?qū)?zhǔn)。此構(gòu)造將允許夾頭支柱防止彈簧和/或夾頭凸耳的徑向膨脹，借此維持夾頭與井下組件之間的嚙合。其它構(gòu)造和布置也可為可能的。
[0038]如圖2所示，夾頭支柱206與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202之間的嚙合可構(gòu)造成當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第一位置中時將夾頭支柱206相對于扭轉(zhuǎn)鎖定套管202扭轉(zhuǎn)鎖定，其中扭轉(zhuǎn)鎖定套管202又可相對于心軸204扭轉(zhuǎn)鎖定。如上文描述，夾頭支柱206與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202之間的扭轉(zhuǎn)鎖定構(gòu)造成約束夾頭支柱206相對于扭轉(zhuǎn)鎖定套管202進行旋轉(zhuǎn)運動。在一實施例中，夾頭支柱206和扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可包括一或多個配對且互鎖特征件，其一旦嚙合就基本上防止夾頭支柱206與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202之間的旋轉(zhuǎn)運動。舉例來說，夾頭支柱206可包括一或多個花鍵，其構(gòu)造成與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的一或多個對應(yīng)花鍵嚙合，其中夾頭支柱206上的所述一或多個花鍵與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的所述一或多個花鍵的嚙合提供扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于夾頭支柱206的扭轉(zhuǎn)鎖定?；蛘?，凸耳和凹槽構(gòu)造可與安置在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面或夾頭支柱206的外表面上的凸耳以及安置在相對表面上以接納凸耳的對應(yīng)凹槽一起使用。
[0039]包括夾頭支柱206和扭轉(zhuǎn)鎖定套管上的對應(yīng)花鍵的互鎖特征件的實施例在圖4中示出。在一實施例中，對應(yīng)且互鎖花鍵可類似于上文相對于心軸204與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202之間的扭轉(zhuǎn)鎖定而描述的花鍵。如圖所示，第一多個花鍵402可形成在夾頭支柱206的外表面的一部分上。每一花鍵402具有在夾頭支柱206的外表面的一部分上縱向延伸且與夾頭支柱206的中心軸基本上縱向?qū)?zhǔn)的長度。因此，花鍵402也可稱為縱向花鍵402。每一花鍵402還具有從夾頭支柱206的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凹部形成在每一對鄰近花鍵402之間?？v向?qū)?zhǔn)的花鍵402可構(gòu)造成與形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面上的一組縱向花鍵404配對地嚙合和互鎖。第二多個花鍵404可形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上。每一花鍵404具有在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上縱向延伸的長度?；ㄦI404的長度可構(gòu)造成允許花鍵404在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的行進距離的第一部分上與花鍵402嚙合，同時在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的行進距離的第二部分上與花鍵402解除嚙合?；ㄦI404可基本上縱向?qū)?zhǔn)，且因此花鍵404也可稱為縱向花鍵404。每一花鍵404還具有從扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面基本上徑向向內(nèi)延伸的高度。凹部406形成在每一對鄰近花鍵404之間。在此實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和夾頭支柱206可通過當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202在第一位置中時將夾頭支柱206上的縱向花鍵402與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的對應(yīng)縱向花鍵404嚙合和互鎖以形成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合而耦合在一起。扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206之間的相對旋轉(zhuǎn)移動。當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202從第一位置移位時，對應(yīng)花鍵402、404可不被扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0040]在另一實施例中，可使用凸耳和凹槽構(gòu)造限制扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于夾頭支柱206的旋轉(zhuǎn)移動。在此實施例中，一或多個凸耳可形成在夾頭支柱206的外表面的一部分上。凸耳可通常包括從夾頭支柱206的外表面延伸的突起，且凸耳可包括包含圓形、正方形、矩形、橢圓形、卵形、類菱形等的多種形狀。所述一或多個凸耳可具有從夾頭支柱206的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凸耳可構(gòu)造成在形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面上的凹槽內(nèi)嚙合和平移?？蓪?yīng)于或可不對應(yīng)于凸耳數(shù)目的一或多個凹槽可形成在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上。每一凹槽具有在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面的一部分上縱向延伸且基本上縱向?qū)?zhǔn)的長度。因此，所述一或多個凹槽可稱為縱向凹槽。每一凹槽具有從扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)表面基本上徑向向外延伸的深度和沿著扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的內(nèi)圓周延伸的寬度。凹槽的深度和寬度可構(gòu)造成將凸耳接納在凹槽內(nèi)。凸耳可接著在凹槽內(nèi)自由行進，同時基本上被約束不能垂直于凹槽的長度移動。在此實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和夾頭支柱206可通過將夾頭支柱206上的凸耳與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的對應(yīng)凹槽嚙合以形成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合而耦合在一起。雖然凸耳可在縱向凹槽內(nèi)隨行，但凸耳與縱向凹槽的側(cè)部的相互作用可基本上防止扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206之間的相對旋轉(zhuǎn)移動，借此在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206之間形成扭轉(zhuǎn)鎖定。雖然相對于凸耳安置在夾頭支柱206上且凹槽安置在扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上進行描述，但凸耳和凹槽的定位可互換以允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206之間的等效扭轉(zhuǎn)鎖定。
[0041]返回圖2，通過夾頭支柱206與心軸204的嚙合而形成的力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換為縱向力。如本文使用，“旋轉(zhuǎn)力”涉及導(dǎo)致組件的旋轉(zhuǎn)移動的任何力，而不管其實際向量對準(zhǔn)如何。在一實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218構(gòu)造成將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為縱向平移。一旦扭轉(zhuǎn)鎖定套管202平移成與夾頭支柱206解除扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合，夾頭支柱206就相對于心軸204自由旋轉(zhuǎn)。所述相對旋轉(zhuǎn)可用于縱向平移夾頭支柱206使其與夾頭解除嚙合(例如，與彈簧234和/或夾頭凸耳236解除徑向?qū)?zhǔn))。旋轉(zhuǎn)力可施加到心軸204、夾頭支柱206，和/或井下組件210以導(dǎo)致組件中的一或多者的旋轉(zhuǎn)移動。在一實施例中，夾頭支柱206可相對于井下組件210基本上旋轉(zhuǎn)地固定，井下組件210可相對于井眼基本上旋轉(zhuǎn)地固定。心軸204可接著旋轉(zhuǎn)以將旋轉(zhuǎn)力施加到力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218。在一實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)構(gòu)造成將施加到心軸204和/或夾頭支柱206的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換為夾頭支柱206相對于心軸204的縱向平移。所述縱向平移可足以使夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合。如上所述，這可包含當(dāng)夾頭支柱206平移成與彈簧234和/或夾頭凸耳236解除徑向?qū)?zhǔn)時，或當(dāng)夾頭支柱206上的足夠深度的一或多個凹部與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向?qū)?zhǔn)時，借此允許彈簧234徑向壓縮到凹部中以及與井下組件210中的凹部解除嚙合。在一實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可包括夾頭支柱206與心軸204、安置在心軸204的外表面中的螺旋凹槽與安置在夾頭支柱206的內(nèi)表面上的一或多個對應(yīng)凸耳(或反之亦然)以及安置在心軸204的外表面中的螺旋花鍵與安置在夾頭支柱206的內(nèi)表面上的一或多個對應(yīng)花鍵之間的螺紋嚙合。雖然圖2中說明為使夾頭支柱206的端部205安置在心軸204的端部203周圍，但將了解，端部203、205的相對位置可顛倒，同時仍維持夾頭支柱206與心軸204之間的相同功能關(guān)系O
[0042]在一實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218包括夾頭支柱206與心軸204之間的螺紋嚙合。在此實施例中，夾頭支柱206的端部205可包括構(gòu)造成與心軸204的端部203上的對應(yīng)螺紋嚙合和配對的螺紋?？山又ㄟ^將夾頭支柱206上的螺紋嚙合到心軸204上直到夾頭支柱206與夾頭208嚙合為止來安裝夾頭支柱206。當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管202平移成與夾頭支柱206解除扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合時，心軸204可旋轉(zhuǎn)，且心軸204的旋轉(zhuǎn)可歸因于心軸204上的螺紋與夾頭支柱206上的螺紋的相互作用而轉(zhuǎn)換為夾頭支柱206的向下縱向移動。在一實施例中，螺紋可包括左旋螺紋。左旋螺紋的使用可允許向右旋轉(zhuǎn)以平移夾頭支柱206，這可避免潛在地未扭轉(zhuǎn)用于將運行工具運輸?shù)骄壑械木酃艿阑蝾愃七B接的一或多個接點。
[0043]在另一實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可包括安置在心軸204的外表面中的螺旋凹槽以及安置在夾頭支柱206的內(nèi)表面上的一或多個對應(yīng)凸耳。在此實施例中，一或多個凸耳可形成在夾頭支柱206的內(nèi)表面的一部分上。凸耳可通常包括從夾頭支柱206的內(nèi)表面延伸的突起，且凸耳可包括包含圓形、正方形、矩形、橢圓形、卵形、類菱形等的多種形狀。所述一或多個凸耳可具有從夾頭支柱206的內(nèi)表面基本上徑向向內(nèi)延伸的高度。凸耳可構(gòu)造成在形成在心軸的外表面上的凹槽內(nèi)嚙合和平移。可對應(yīng)于或可不對應(yīng)于凸耳數(shù)目的一或多個凹槽可形成在心軸204的外表面的一部分上。每一凹槽具有在心軸204的外表面的一部分上沿圓周(例如，螺旋、盤旋等)延伸且相對于縱軸成角度偏移的長度。因此，所述一或多個凹槽可稱為縱向或軸向偏移凹槽。每一凹槽具有從心軸204的外表面基本上徑向向內(nèi)延伸的深度和構(gòu)造成將凸耳接納在凹槽內(nèi)的寬度。凸耳可接著在凹槽內(nèi)自由行進且在縱向偏移路徑中遵循凹槽。將旋轉(zhuǎn)力施加到心軸204可致使夾頭支柱206上的凸耳遵循縱向偏移路徑。當(dāng)夾頭支柱206歸因于與夾頭208和井下組件210的相互作用被抑制不能旋轉(zhuǎn)運動時，旋轉(zhuǎn)力可轉(zhuǎn)換為驅(qū)動夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合的縱向力。雖然相對于凸耳安置在夾頭支柱206上且凹槽安置在心軸204上進行描述，但凸耳和凹槽的定位可互換以允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與心軸204之間的等效力轉(zhuǎn)換。
[0044]在又一實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可包括安置在心軸204的外表面中的螺旋花鍵以及安置在夾頭支柱206的內(nèi)表面上的一或多個對應(yīng)花鍵。在此實施例中，第一多個縱向偏移花鍵可形成在心軸204的外表面的一部分上。每一花鍵可具有在心軸204的外表面的一部分上沿圓周(例如，螺旋、盤旋等)延伸且相對于心軸204的縱軸成角度偏移的長度。每一花鍵還具有從心軸204的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凹部可形成在每一對鄰近花鍵之間?？v向偏移花鍵可構(gòu)造成與形成在夾頭支柱206的內(nèi)表面上的一組縱向偏移花鍵配對地哨合和互鎖。第二多個縱向偏移花鍵可形成在夾頭支柱206的內(nèi)表面的一部分上。每一花鍵可具有在夾頭支柱206的外表面的一部分上沿圓周(例如，螺旋、盤旋等)延伸且相對于心軸204的縱軸成角度偏移的長度。夾頭支柱206上的每一縱向偏移花鍵還具有從夾頭支柱206的內(nèi)表面基本上徑向向內(nèi)延伸的高度。凹部可形成在每一對鄰近縱向偏移花鍵之間。在此實施例中，力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可包括心軸204上的縱向偏移花鍵與夾頭支柱206上的對應(yīng)縱向偏移花鍵的嚙合和互鎖。夾頭支柱206上的花鍵可在心軸204上的花鍵之間的凹部內(nèi)自由行進且在縱向偏移路徑中遵循凹部。將旋轉(zhuǎn)力施加到心軸204和/或夾頭支柱206可致使夾頭支柱206上的花鍵遵循縱向偏移路徑。當(dāng)夾頭支柱206歸因于與夾頭208和井下組件210的相互作用被抑制不能旋轉(zhuǎn)運動時，旋轉(zhuǎn)力可轉(zhuǎn)換為驅(qū)動夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合的縱向力。
[0045]力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可導(dǎo)致夾頭支柱206相對于心軸204縱向平移。在一實施例中，所述平移足以使夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合。在一實施例中，縱向平移可起初歸因于夾頭支柱206上的肩部235與夾頭組合件228上的肩部237的相互作用而受到限制。在此實施例中，夾頭支柱206可一直縱向平移到夾頭支柱206上的肩部235與夾頭組合件228上的肩部237嚙合。在此構(gòu)造中，夾頭支柱206可與夾頭208解除嚙合，借此允許夾頭從井下組件210釋放。
[0046]一旦釋放，夾頭208就可不相對于井下組件210被扭轉(zhuǎn)鎖定，且夾頭支柱206可繼續(xù)相對于心軸204旋轉(zhuǎn)。在一實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可構(gòu)造成在夾頭支柱206相對于心軸204平移足夠縱向距離的情況下再形成與夾頭支柱206的扭轉(zhuǎn)鎖定。如上所述，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可從第一位置一直平移到突起233與凸緣229嚙合，借此將扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉(zhuǎn)鎖定特征件使平移成與夾頭支柱206上的對應(yīng)特征件解除嚙合。在此構(gòu)造中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉(zhuǎn)鎖定特征件可保持安置在夾頭支柱206周圍，但從夾頭支柱206上的對應(yīng)鎖定特征件縱向偏移。夾頭支柱206響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)力的縱向平移可將夾頭支柱206上的對應(yīng)鎖定特征件朝向扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉(zhuǎn)鎖定特征件平移。如果夾頭支柱206相對于心軸204平移足夠距離，那么夾頭支柱206上的對應(yīng)鎖定特征件可與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉(zhuǎn)鎖定特征件嚙合，這可導(dǎo)致夾頭支柱206相對于扭轉(zhuǎn)鎖定套管202再形成扭轉(zhuǎn)鎖定。此嚙合可防止夾頭支柱206相對于心軸204的任何進一步旋轉(zhuǎn)，借此防止夾頭支柱206相對于心軸204的任何進一步縱向平移。
[0047]在一實施例中，可通過將夾頭與井下組件嚙合使得夾頭凸耳236與井下組件210中的凹部嚙合來組裝釋放機構(gòu)200。夾頭支柱206可接著與夾頭208嚙合，且夾頭支柱206可接著與心軸204嚙合。舉例來說，夾頭支柱206可旋轉(zhuǎn)到心軸204上以與力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218嚙合。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可接著安置在心軸204上，其中鎖定特征件與心軸204上的對應(yīng)特征件對準(zhǔn)，且扭轉(zhuǎn)鎖定套管202上的鎖定特征件與夾頭支柱206上的對應(yīng)特征件對準(zhǔn)。一或多個保持機構(gòu)220可接著與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202和夾頭支柱206嚙合。扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可接著相對于心軸204被扭轉(zhuǎn)鎖定，且扭轉(zhuǎn)鎖定套管202與夾頭支柱206之間的嚙合可進一步將夾頭支柱206相對于扭轉(zhuǎn)鎖定套管202扭轉(zhuǎn)鎖定。由于扭轉(zhuǎn)鎖定套管202相對于心軸204和夾頭支柱206被扭轉(zhuǎn)鎖定，所以夾頭支柱206可相對于心軸204被扭轉(zhuǎn)鎖定。釋放機構(gòu)200的所得構(gòu)造可如圖2中示出。一旦包括釋放機構(gòu)的運行工具經(jīng)構(gòu)成，運行工具和井下組件就可在井眼內(nèi)運輸且安置在所要位置處。
[0048]參看圖2和5，井下組件210可于是在維修操作期間安裝且/或使用。在操作中的某一點處，井下組件210可需要與運行工具解除嚙合。在維修操作期間，可致動移位組合件502。舉例來說，安置在心軸204與下組件210之間的膨脹工具可經(jīng)致動以抵靠外殼和/或井眼壁膨脹井下組件。膨脹工具可接著與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202嚙合且將力施加到扭轉(zhuǎn)鎖定套管202。在與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202嚙合后，移位組合件502可將縱向力施加到保持機構(gòu)220。當(dāng)施加到保持機構(gòu)220的力超過閾值時，保持機構(gòu)220可發(fā)生故障，借此允許扭轉(zhuǎn)鎖定套管202縱向平移成與夾頭支柱206解除扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合。在一實施例中，包括膨脹工具的移位組合件502可與凹部227嚙合且允許驅(qū)動膨脹工具的任何壓力經(jīng)由環(huán)形區(qū)且經(jīng)由所述一或多個端口 226排出，借此減小或消除施加到扭轉(zhuǎn)鎖定套管202的機械力。釋放機構(gòu)可于是如圖5所示而構(gòu)造。
[0049]如圖5和6所示，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可平移成與夾頭支柱206解除扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合，借此將夾頭支柱206與扭轉(zhuǎn)鎖定套管202之間的扭轉(zhuǎn)鎖定解除嚙合。在一實施例中，扭轉(zhuǎn)鎖定套管202可保持安置在夾頭支柱206周圍。在正常操作環(huán)境中，夾頭支柱206可縱向平移成經(jīng)由心軸204 (其與夾頭支柱206嚙合)的向下平移與夾頭208解除嚙合。然而，在一些情況下，心軸204可能無法在向下方向上平移。在此情況下或在需要使用釋放機構(gòu)而非卸下運行工具上的重量來向下移動心軸204的事件中，可將旋轉(zhuǎn)力施加到夾頭支柱206和/或心軸204。力轉(zhuǎn)換機構(gòu)218可接著將旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換為縱向力。舉例來說，心軸204可向右旋轉(zhuǎn)，借此將夾頭支柱206旋開且向下驅(qū)動夾頭支柱206。當(dāng)已施加足夠量的旋轉(zhuǎn)力(以及因此旋轉(zhuǎn))時，夾頭支柱206可與夾頭208解除嚙合。在此構(gòu)造中，保持環(huán)224也可與環(huán)槽222嚙合，借此提供夾頭支柱206、夾頭208與心軸204之間的固定嚙合。釋放機構(gòu)可于是如圖6所示而構(gòu)造。
[0050]如圖6所示，夾頭支柱206可基于夾頭支柱206的縱向平移而與夾頭208解除嚙合。夾頭彈簧234和/或夾頭凸耳236可于是能夠響應(yīng)于徑向壓縮力而徑向壓縮。徑向壓縮力可通過在心軸204(其可耦合到夾頭208)上施加向上力而施加。安置在環(huán)槽222中的保持環(huán)224可防止夾頭支柱206向上縱向平移以與夾頭208再嚙合。歸因于夾頭凸耳236與井下組件210中的凹部的邊緣之間的嚙合，夾頭彈簧234和夾頭凸耳236可徑向壓縮且與井下組件210中的凹部解除嚙合。包括釋放機構(gòu)的運行工具可接著與井下組件210解除嚙合且向上運輸，同時井下組件保持在井眼中。
[0051]雖然在使用釋放機構(gòu)使運行工具與井下組件解除嚙合的方面進行描述，但釋放機構(gòu)可替代地與例如取回工具、工作桿柱、完井桿柱，和其中釋放機構(gòu)可能有用的其它井下工具等其它工具一起使用。
[0052]揭示至少一個實施例，且所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員作出的對實施例和/或?qū)嵤├奶卣鞯淖兓⒔M合和/或修改在本發(fā)明的范圍內(nèi)。由于組合、集成和/或省略實施例的特征而產(chǎn)生的替代實施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在明確陳述數(shù)值范圍或限制的情況下，此類明確范圍或限制應(yīng)理解為包含屬于所述明確陳述的范圍或限制內(nèi)的類似量值的迭代范圍或限制(例如，從約I到約10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11,0.12,0.13等)。舉例來說，每當(dāng)揭示具有下限R1和上限Ru的數(shù)值范圍時，特別地揭示屬于所述范圍內(nèi)的任何數(shù)字。特定來說，特別地揭示所述范圍內(nèi)的以下數(shù)字:R = RdkMRu-R1)，其中k是從1%到100%范圍內(nèi)的具有1%增量的變量，即k為1%、2%、3%、4%、5%、-.50%,51%,52%,…、95%、96%、97%、98%、99%或100%。此外，還特別地揭示如上文界定的兩個R數(shù)字界定的任何數(shù)值范圍。相對于權(quán)利要求的任何元件使用術(shù)語“任選地”意味著需要所述元件，或者不需要所述元件，兩個替代方案均在所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如包括、包含和具有等較廣術(shù)語的使用應(yīng)理解為對例如由…組成、實質(zhì)上上由…組成和基本上上由…構(gòu)成等較窄術(shù)語提供支持。因此，保護范圍不受上文陳述的描述限制，而是由所附權(quán)利要求書界定，權(quán)利要求書的范圍包含權(quán)利要求書的主題的所有等效物。每一及每個權(quán)利要求作為進一步揭示內(nèi)容并入到本說明書中，且權(quán)利要求書是本發(fā)明的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種釋放系統(tǒng)，包括: 安置在心軸周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管，其中所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管和所述心軸構(gòu)造成基本上防止所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管圍繞所述心軸進行旋轉(zhuǎn)移動，且其中所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管構(gòu)造成相對于所述心軸在第一位置與第二位置之間移位； 與所述心軸嚙合的夾頭支柱，其中當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第一位置中時，所述夾頭支柱保持與夾頭嚙合，其中當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第一位置中時，所述夾頭支柱保持與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管成扭轉(zhuǎn)鎖定嚙合，且其中當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管安置在所述第二位置中時，所述夾頭支柱構(gòu)造成響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)移動而縱向平移；以及 移位組合件，其構(gòu)造成嚙合所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管，且將所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管從所述第一位置移位到所述第二位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭構(gòu)造成在所述夾頭支柱與所述夾頭嚙合時與井下組件固定地嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭構(gòu)造成在所述夾頭支柱縱向平移成與所述夾頭解除嚙合時可與井下組件解除嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭支柱構(gòu)造成相對于所述心軸在第一夾頭支柱位置與第二夾頭支柱位置之間移位，其中所述夾頭支柱構(gòu)造成在所述第一夾頭支柱位置中保持與所述夾頭嚙合，且其中所述夾頭支柱構(gòu)造成在所述第二夾頭支柱位置中與所述夾頭解除嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭支柱構(gòu)造成當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第二位置中且所述夾頭支柱在所述第二夾頭支柱位置中時與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管再嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放機構(gòu)，其進一步包括與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管和所述夾頭支柱嚙合的保持機構(gòu)，且其中所述保持機構(gòu)構(gòu)造成防止所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于所述夾頭支柱縱向移動，直到將高于閾值的力施加到所述保持機構(gòu)為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述保持機構(gòu)包括剪切銷、剪環(huán)、剪切螺釘或其任何組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管和心軸的用以基本上防止所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管圍繞所述心軸旋轉(zhuǎn)移動的構(gòu)造包括安置在所述心軸的外表面上的一或多個花鍵，以及安置在所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管上的構(gòu)造成與所述一或多個花鍵嚙合的一或多個特征件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭支柱響應(yīng)于所述旋轉(zhuǎn)移動而縱向平移的構(gòu)造包括使用構(gòu)造成將所述旋轉(zhuǎn)移動轉(zhuǎn)換為縱向移動的力轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述力轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括以下各者中的至少一者:所述夾頭支柱與所述心軸之間的螺紋嚙合、安置在所述心軸的外表面中的螺旋凹槽和安置在所述夾頭支柱的內(nèi)表面上的一或多個對應(yīng)凸耳、安置在所述夾頭支柱的內(nèi)表面中的螺旋凹槽和安置在所述心軸的外表面上的一或多個對應(yīng)凸耳，或安置在所述心軸的外表面中的螺旋花鍵和安置在所述夾頭支柱的內(nèi)表面上的一或多個對應(yīng)花鍵。
11.一種釋放系統(tǒng)，包括: 安置在心軸周圍的扭轉(zhuǎn)鎖定套管，其中所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于所述心軸被扭轉(zhuǎn)鎖定; 與所述心軸和所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管嚙合的夾頭支柱，其中所述夾頭支柱與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管之間的嚙合構(gòu)造成相對于所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管將所述夾頭支柱扭轉(zhuǎn)鎖定； 與所述夾頭支柱嚙合的夾頭，其中所述夾頭將所述夾頭支柱耦合到井下組件；以及移位組合件，其構(gòu)造成嚙合所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管，且將所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管從第一位置移位到第二位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述心軸包括構(gòu)造成與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管上的一或多個對應(yīng)花鍵嚙合的一或多個花鍵，且其中所述心軸上的所述一或多個花鍵與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管上的所述一或多個花鍵的嚙合提供所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于所述心軸的扭轉(zhuǎn)鎖定。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述移位組合件包括膨脹錐組合件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭支柱包括安置在所述夾頭支柱的表面的一部分上的一或多個花鍵，且其中所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管構(gòu)造成在所述第一位置中與所述一或多個花鍵嚙合，且在所述第二位置中與所述花鍵解除嚙合。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭支柱與所述心軸螺紋嚙口 ο
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述夾頭支柱與所述心軸之間的螺紋嚙合包括左旋螺紋。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的釋放機構(gòu)，其特征在于，所述井下組件包括襯管懸掛器、襯管、襯管補塊、篩網(wǎng)，或其任何組合。
18.一種方法，包括: 當(dāng)扭轉(zhuǎn)鎖定套管在第一位置中時使移位組合件與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管嚙合，其中所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第一位置中相對于夾頭支柱被扭轉(zhuǎn)鎖定，且其中所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管相對于心軸被扭轉(zhuǎn)鎖定； 響應(yīng)于所述移位組合件與所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管的嚙合，將所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管縱向平移到第二位置； 當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第二位置中時，旋轉(zhuǎn)所述夾頭支柱或所述心軸； 基于所述旋轉(zhuǎn)，縱向平移所述夾頭支柱；以及 基于所述夾頭支柱的所述縱向平移，使所述夾頭支柱與夾頭解除嚙合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管在所述第二位置中時且當(dāng)所述夾頭支柱與所述夾頭解除嚙合時，相對于所述扭轉(zhuǎn)鎖定套管扭轉(zhuǎn)鎖定所述夾頭支柱。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包括當(dāng)所述夾頭支柱與所述夾頭解除嚙合時，使所述夾頭與井下組件解除嚙合。
【文檔編號】E21B17/043GK104271868SQ201280072922
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】R·P·諾夫克 申請人:哈里伯頓能源服務(wù)公司