專利名稱：在排空口內(nèi)具有單向閥的砂礫壓緊跨接工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是跨接工具(crossover tools)從而砂礫壓緊篩子向下打眼，尤其，本發(fā)明涉及這樣的跨接工具在管繩反向之前，它不需要把該工具升高到排空位置上。
背景技術(shù)：
圖1-6示出了處于典型砂礫壓緊(packing)工作中的現(xiàn)有技術(shù)的跨接工具。井孔10安裝著運轉(zhuǎn)的繩和示意地用12來表示的定位工具。壓緊器14可密封地接受和定位工具12。球形座16剛好在砂礫壓緊口20上方設(shè)置在跨接工具18中。篩子延伸部22連接到壓緊器14上并且具有口24以允許砂礫到達環(huán)形空間26中。篩子延伸部22具有密封孔28，沖洗管30在密封接觸時延伸通過該密封孔28，從而由于密封件32的接觸而插入，如圖1所示。擋片34允許在沖洗管30內(nèi)進行井上流動，并且防止井下流動。返回口36處于壓緊器14的密封孔38中，并且由于密封件40的位置而關(guān)閉，該密封件40跨立在密封孔38內(nèi)的返回口36上。篩子延伸部22具有支撐表面42，該支撐表面42可以接合小片44以正確定出圖4的循環(huán)位置。
為了給壓緊器14進行定位，該組件延伸到圖1所示的位置上，球體46降落到球座16上。最后，在壓緊器定位之后，球體46通過球座16，或者在剪切銷(未示出)破裂并且該組件落座到凹口48中之后，球體和座一起進行運動(參見圖3)。這種布置的一個問題是，如果地巖層處于子流體靜壓力作用下，這種子流體靜壓力與座16上的球體46的下側(cè)相連通并且限制壓力大小，在使球座16上的剪切銷破裂之前，該壓力可以從上部進行施加，如箭頭示意性所示那樣。這可以減少所得到壓力以給壓緊器14進行定位，因為球體46下側(cè)上的子流體靜壓力同樣地起作用以從上面施加壓力，用箭頭50來表示。這種布置的另一個缺點是，當壓緊器14與井孔10相接觸并且阻止通過它的密封孔38時，壓緊器14上方的液體柱不再把壓力施加在地巖層上。這可以導(dǎo)致地巖層的一些部分脫落到井孔中并且潛在地阻塞它。本發(fā)明借助下面方法解決了這些問題改變球座18′的位置，并且確保在給壓緊器進行定位期間密封孔38′不被跨接工具18′所關(guān)閉。
現(xiàn)在繼續(xù)描述現(xiàn)有技術(shù)，在壓緊器14被定位之后，球體46和座16落入到凹口48中。借助把壓力施加到環(huán)形空間54中來測試壓緊器的定位。此外，用箭頭52來表示的砂礫漿或者流體被擠壓到鄰近篩子(未示出)附近的地巖層中，如圖3所示。用箭頭52來表示的流體流過跨接工具18從而離開砂礫壓緊口20，然后流過篩子延伸部22的口24，從而到達繞著篩子(未示出)外側(cè)的環(huán)形空間26中?；亓鞅蛔柚棺?，因為這些返回口36借助跨式密封件40而密封地定位在壓緊器14的密封孔38中。當壓力在環(huán)形空間54內(nèi)升高時，可以看到通過壓緊器14的任何泄漏。
下一個步驟是進行循環(huán)，如圖4所示。在這里，用箭頭56來表示的砂礫漿通過砂礫壓緊口20而經(jīng)過跨接工具18。然后，通過篩子延伸部22中的口24并且進入到環(huán)形空間26中。砂礫保持在繞著篩子(未示出)的環(huán)形空間26內(nèi)的后部，用箭頭58來表示的載體流體通過篩子并且打開擋片34。應(yīng)該注意到，跨接工具18稍稍升高來進行工作，從而使返回口36露出到位于壓緊器14上方的環(huán)形空間54中。載體流體58通過擋片34，并且從返回口36出來，并且通過環(huán)形空間54到達表面。凸耳44支撐在支撐表面42上，從而允許表面上的工作人員知道已到達合適的循環(huán)位置。
在下一個步驟中，稱為排空步驟，處于篩子延伸部22和跨接工具18之間的環(huán)形空間70中的過量砂礫需要反向，因此當跨接工具18被升高時，跨接工具18將不會粘在壓緊器密封孔38中。為了實現(xiàn)這個，跨接工具18不得不升高從而剛好足以到達密封孔28外部的排空口60。用箭頭62來表示的排空流進入返回口36并且通過關(guān)閉的擋片34來停止。唯一的出口是排空口60并且返回到砂礫壓緊口20，并且通過繩和定位工具12返回到表面。這里的問題是，使砂礫從壓緊器14下方的反向的中間位置從表面上難以發(fā)現(xiàn)。由于繩12較長并且在這個位置上裝載有砂礫，因此繩承受著拉伸。出于那個原因，表面上的人員容易有意地或者無意地跳過這個步驟，并且把跨接工具18向上拉得太高從而到達圖6所示的另一反向位置。在圖6的位置上，排空口60關(guān)閉在壓緊器14的密封孔38中，砂礫壓緊口20現(xiàn)在位于環(huán)形空間54內(nèi)壓緊器14的上方。箭頭64示出了反向流如何弄干凈壓緊器14上方的繩12。
跳過排空步驟的問題是，當跨接工具18升高以實現(xiàn)圖6所示的反向步驟時，或者之后當跨接工具18試圖移動時，位于壓緊器14下方的環(huán)形空間70中的過量砂礫使得跨接工具18粘在密封孔38中。本發(fā)明允許在沒有改變跨接工具18相對于壓緊器1的位置的情況下進行排空步驟。這個借助在再定位過的排空口60′內(nèi)加入單向閥66來實現(xiàn)。通過回顧優(yōu)選實施例的描述和下面所出現(xiàn)的權(quán)利要求，本發(fā)明更加容易為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所接受。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用來給壓緊器進行定位的砂礫壓緊方法和裝置；球體降落到座上，在給壓緊器進行調(diào)整時，該座不受地巖層壓力的影響。這個借助下面方法來實現(xiàn)當給壓緊器進行定位時，隔離砂礫壓緊出口，并且把球座設(shè)置在合適的位置上，在該位置上地巖層壓力的影響不相關(guān)。此外，在進行循環(huán)以沉積砂礫的期間，借助把排空口定位在篩子延伸部中的密封孔的上方，并且還把單向閥設(shè)置在排空口中，在沒有改變跨接結(jié)構(gòu)的位置的情況下可以實現(xiàn)循環(huán)之后的排空步驟。


圖1是插入到現(xiàn)有技術(shù)的砂礫壓緊方法的位置上；圖2是處于壓緊器定位位置上的圖1的視圖；
圖3是壓緊器實驗和擠壓位置上的圖2的視圖；圖4是循環(huán)到沉積砂礫位置上的圖3的視圖；圖5是處于排空位置上的圖4的視圖；圖6是處于另一反向位置上的圖5的視圖；圖7是本發(fā)明插入到合適位置上；圖8是處于壓緊器定位位置上的圖7的視圖；圖9是實驗壓緊器和擠壓位置上的圖8的視圖；圖10是循環(huán)到沉積砂礫位置上的圖9的視圖；圖11是處于排空位置上的圖10的視圖；及圖12是處于另一反向位置上的圖11的視圖。
具體實施例方式
在插入到圖7的位置上時，密封孔38′繞著繩和定位工具12′具有間隙68。球形座16′設(shè)置在砂礫堆口20′的下方。在壓緊器14′插入和定位期間，砂礫堆口20′借助密封件32′而密封在密封孔28′中。當球體46′座落在座16′上時，它將不會更低。因此，露出到球體46′下方的子流體靜壓力的地巖層壓力中不會影響壓緊器14′的定位。這是由于不再需要剪出座16′，因為它的位置處于砂礫堆口20′的下方。向上移動跨接(crossover)工具18′將使砂礫堆口20′定位出來并且位于密封孔28′的上方，如圖10所示，因此砂礫漿56′可以泵出到繩12′下部且進入到具有環(huán)形空間26′中，其中返回部分58′借助返回口36′而通過擋片34′并且進入到環(huán)形空間54′中。應(yīng)該注意的是，在循環(huán)期間，排出口60′位于密封孔28′上方，但是可以防止沖洗管30′內(nèi)的內(nèi)部壓力借助單向閥66而通過排出口60′離開沖洗管30′。這是由于，環(huán)形空間70中的壓力超過沖洗管30′內(nèi)的壓力，從而借助彈簧76迫使閥件72靠在它的座74上。
在沒有升高跨接工具18′的情況下可以實現(xiàn)圖11所示的排空步驟。而，箭頭62′所示的反向流動通過返回口36′向下到達環(huán)形空間54′，并且通過單向閥66出來。這時，沖洗管30′內(nèi)的壓力大于環(huán)形空間70內(nèi)的壓力，這些閥件72克服彈簧76的偏壓(bias)而被推動從而移離它們的相應(yīng)座74。該流動連續(xù)地到達砂礫堆(pack)口20′并且向上通過繩12′到達表面。在砂礫循環(huán)到合適位置上之后，跨接工具18′的位置不需要改變，確保了排空步驟實現(xiàn)被執(zhí)行了。如果沒有消除把跨接工具18′粘在壓緊器14′的密封孔38′中的危險，那么使得排空步驟被實現(xiàn)的保險最小化，因為，當跨接工具18′被升高來進行圖12的反向步驟時，或者在完成砂礫壓緊工作時，在全部除去期間，環(huán)形空間70′內(nèi)的剩余砂礫位于壓緊器14′的下方。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易知道本發(fā)明的優(yōu)點。首先，由于在定位壓緊器14′之后，球形座16′永不被剪切，因為球形座16′已經(jīng)位于砂礫壓緊出口20′的下方，子流體靜壓力地巖層壓力對壓緊器定位工作的影響被消除了。這是由于在壓緊器14′定位之前沒有剪切銷過早地破裂，因為在落座后的球體46′的下側(cè)上具有子流體靜壓力的壓力，如圖8-12所示一樣。
當壓緊器被定位時，壓緊器孔38′繞著繩和定位工具12′具有間隙。因此即使當壓緊器與進孔10′接觸時，表面上的液體柱也總是作用在地巖層中。使該流體柱把壓力施加在地巖層以防止井孔下陷，因為壓力防止地巖層片折斷到井孔中。
跨接工具18′不必在圖10所示的循環(huán)和圖11所示的排出之間進行移動。在努力移動沖洗管30′之前，這確保了能夠合適地從環(huán)形空間70′中除去砂礫。如果沒有消除，那么把跨接工具18′粘在密封孔38′上的機會減少了。
在圖8的壓緊器定位位置上，砂礫壓緊口20′密封在密封孔28′中。為了實驗定位壓緊器，因此跨接工具18′稍稍升高以露出到砂礫壓緊口20′中并且在壓緊器14′的密封孔38′內(nèi)使排空口60′進入到密封孔28′和返回口36′，如圖9所示。當小片44′落座到支撐表面77上時，發(fā)現(xiàn)這個位置。為了到達圖10的循環(huán)位置，跨接工具18′被升高，直到小片44′落座到支撐表面42′上為止。這兩個位置由于小片44′而容易從表面來確定。然后，在跨接工具18′沒有進行運動的情況下，流動方向被反向，如圖11所示。位于壓緊器14′下方的單向閥66被迫打開，而沖洗管30′外部的砂礫通過砂礫壓緊口20′被推出并且通過繩12′到達表面。
本發(fā)明的上面公開內(nèi)容和描述只是解釋性和示例性的，各種尺寸大小、形狀和材料及所示結(jié)構(gòu)的細節(jié)的改變也沒有脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種砂礫壓緊方法，它包括插入壓緊器，篩子組件由所述壓緊器來支撐；插入跨接結(jié)構(gòu)的組件進入到所述壓緊器中，該跨接結(jié)構(gòu)至少部分地支撐沖洗管；使砂礫流過壓緊器和跨接結(jié)構(gòu)，并且流過位于篩子組件與沖洗管之間的環(huán)形空間從而到達位于篩子組件外部的環(huán)形區(qū)域；在沒有使跨接結(jié)構(gòu)和沖洗管運動的情況下，除去所述環(huán)形空間內(nèi)的過量砂礫。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括把座設(shè)置在所述跨接結(jié)構(gòu)上，以接受阻礙物體，從而調(diào)整壓緊器；如此給座定位，以致在井下壓力的影響沒有作用在座上的物體下方的情況下，在阻礙物體上可以使壓力形成到預(yù)定大小。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括在它被調(diào)整時，在壓緊器的孔內(nèi)提供間隙；在給壓緊器進行調(diào)整期間，允許流體柱通過所述間隙進行作用，從而把壓力施加在位于壓緊器下方的地巖層上，從而防止下陷到井孔中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括使流體沿著第一方向流過所述壓緊器，從而使所述砂礫沉積在所述環(huán)形區(qū)域中，并且使流過所述壓緊器的方向反向成第二方向，從而從所述環(huán)形空間中除去過量砂礫。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括在所述沖洗管中設(shè)置至少一個返回口；使所述返回口露出到所述環(huán)形空間中；在所述返回口內(nèi)設(shè)置第一單向閥。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，它包括由于具有所述第一單向閥，因此可以防止返回流體流過所述返回口，該流體沿著所述第一方向進行流動，在所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)留下砂礫并且進入所述沖洗管之后，該流體通過篩子組件。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，它包括在通過所述沖洗管的流動通道中設(shè)置第二單向閥；允許進入所述沖洗管的下端的流體沿著所述第一方向通過所述第二單向閥，同時防止從所述跨接結(jié)構(gòu)中進入到所述沖洗管中的流體沿著所述第二方向通過所述第二單向閥。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，它包括使流體沿著所述第二方向流入到所述沖洗管中；通過所述第二單向閥防止所述流體從所述沖洗管的下端出來；在返回通過所述壓緊器之前，允許來自所述沖洗管內(nèi)部的流體經(jīng)過所述返回口和所述環(huán)形空間而通過所述第一單向閥，從而帶走至少一些剩余在所述環(huán)形空間中的砂礫。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，它包括在所述篩子組件內(nèi)設(shè)置密封孔；使所述沖洗管延伸通過所述密封孔；在所述密封孔與所述壓緊器之間限定出所述環(huán)形空間；及有選擇地把所述返回口定位在所述密封孔內(nèi)和上方。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，它包括當所述返回口處于所述密封孔內(nèi)時阻塞所述壓緊器內(nèi)的通道，從而使流體返回到表面上；在沿著所述第一方向進行流動時，在使砂礫沉積在所述環(huán)形區(qū)域之后，迫使流體進入到地巖層中。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，它包括當所述返回口離開所述密封孔并且設(shè)置在所述環(huán)形空間中時，打開所述壓緊器內(nèi)的通道，從而使流體返回到表面上；允許沿著所述第一方向進行流動的流體通過所述篩子、通過所述第二單向閥進入所述沖洗管，并且流過所述壓緊器中的所述敞開的通道以到達表面。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，它包括通過在所述壓緊器內(nèi)敞開的所述通道和所述環(huán)形空間內(nèi)的所述返回口使所述第二流體方向反向，從而從所述環(huán)形空間中除去砂礫。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，它包括在所述沖洗管上設(shè)置小片，以接合所述篩子組件，以支撐在第一位置上，而所述返回口位于所述密封孔內(nèi)并支撐在第二位置上，而所述返回口位于所述密封孔上方。
14.如權(quán)利要求2所述的方法，它包括從所述跨接結(jié)構(gòu)中設(shè)置砂礫出口，該跨接結(jié)構(gòu)可以有選擇地定位成與所述環(huán)形空間處于流體連通中；及把座設(shè)置在所述砂礫出口下方的所述跨接結(jié)構(gòu)上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，它包括固定地安裝所述座；使物體落入到所述座上；通過在所述座上形成壓力來給所述壓緊器進行調(diào)整。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，它包括在所述篩子組件內(nèi)設(shè)置密封孔；把所述砂礫出口定位在所述密封孔內(nèi)，從而調(diào)整所述壓緊器；使所述砂礫出口運動從而與所述環(huán)形空間處于流體連通中，從而允許沿著所述第一方向進行流動，從而使砂礫沉積在所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，它包括在給所述壓緊器進行定位之后，允許所述物體保留在所述座上，從而阻止沿著所述第一方向的流進入到所述沖洗管中，同時通過所述砂礫出口使該流從所述跨接結(jié)構(gòu)中出來。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，它包括允許沿著與所述第一方向相反的第二方向的流進入到繞著所述座的所述沖洗管中，并且通過返回口從所述沖洗管中出來并且進入到所述環(huán)形空間中；在所述返回口內(nèi)設(shè)置單向閥；隨著該流通過所述單向閥，從所述環(huán)形空間中除去砂礫。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，它包括在它被定位時，在壓緊器的孔內(nèi)提供間隙；在給壓緊器進行調(diào)整期間，允許流體柱通過所述間隙來作用，從而把壓力施加在位于壓緊器下方的地巖層中，從而防止下陷到井孔中。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，它包括當使流體沿著所述第一方向進行流動從而使砂礫沉積在所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)時，有選擇地阻塞所述壓緊器中的所述間隙。
全文摘要
公開了一種砂礫壓緊方法和裝置；其中給壓緊器(14′)進行定位，球體(46′)降落到座(16′)上，在給壓緊器進行定位時，該座不受地巖層壓力的影響。這個借助下面方法來實現(xiàn)當給壓緊器進行定位時，隔離砂礫壓緊出口(20′)，并且把球座設(shè)置在合適的位置上，在該位置上地巖層壓力的影響不相關(guān)。此外，在進行循環(huán)以沉積砂礫的期間，借助把排空口定位在篩子延伸部中的密封孔(28′)的上方，并且還把單向閥(66)設(shè)置在排空口(60′)中，在沒有改變跨接結(jié)構(gòu)的位置的情況下可以實現(xiàn)循環(huán)之后的排空步驟。
文檔編號E21B43/04GK1685132SQ03822549
公開日2005年10月19日 申請日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月1日
發(fā)明者T·G·科比特 申請人:貝克休斯公司