專利名稱：井下工具的作動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
01本發(fā)明涉及一井下工具，其包括 [02-一管狀主體，其配備一軸向腔的，本發(fā)明的目的在于開發(fā)一作動(dòng)裝置，所述作動(dòng)裝置不會(huì)經(jīng)受空心 活塞意外作動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，且無需耗費(fèi)較大能量就能允許空心活塞選擇性地被 作動(dòng)，從而在鉆井工具的軸向腔內(nèi)以總是恰當(dāng)?shù)姆绞剿砷_空心活塞。有利 地，安全措施被設(shè)置用來避免鉆井工具的零件的運(yùn)動(dòng)不會(huì)被鉆探泥漿阻擋 或阻礙。-脹緊式管狀套筒的臨時(shí)閉塞裝置，其在閉塞位置引起在所述管 狀套筒上的液動(dòng)壓力升高到超出一預(yù)定的閾值，其中，所述至少一剪切銷在該閾值處發(fā)生剪切，且引起所述脹緊式管狀套筒滑動(dòng)至一松開位置，從 而允許所述卡鍵元件從所述空心活塞的所述靜定位置向其隱退位置移動(dòng)。
17可注意到，在鉆井工具的休眠模式下，由空心活塞在差動(dòng)壓力的 作用下施加的牽引力不直接傳輸給作動(dòng)裝置的剪切銷。相反，正是卡鍵元 件通過支靠在與鉆井工具的管狀主體連接的固定環(huán)上，保持空心活塞固定， 卡鍵元件和所述支靠無論如何都不會(huì)在使用過程中中斷。由此排除鉆井工 具在休眠模式下的工作階段中意外作動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，液動(dòng)壓力僅能 當(dāng)管狀套筒被閉塞時(shí)被施加在管狀套筒上。因此存在活塞的有選擇的作動(dòng)，
因?yàn)閮H通過套筒被有意閉塞才可以發(fā)生該作動(dòng)，所述閉塞從表面開始被操 控。因?yàn)樵谟苫钊┘拥臓恳图羟袖N的剪切力之間不存在直接的聯(lián)系， 剪切銷可以定直徑成比從前強(qiáng)度值低許多的強(qiáng)度值，且用于折斷所需的作 動(dòng)壓力可以相對(duì)較小，這能避免太大能量的參與且因此避免對(duì)設(shè)備的潛在 損害。-—凹室，其在所述管狀主體、和所述空心活塞和/或使得鉆^:泥
漿通過的所述空心活塞的一延伸部分之間環(huán)狀地延伸，所述空心活塞的一 表面從一第一側(cè)面軸向地限定所述凹室，因此有利的是，按尺寸加工零件，以便獲得與由機(jī)械運(yùn)動(dòng)所引起 的體積變化相比盡可能大的死容積，從而限制泥漿的壓實(shí)效應(yīng)。
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當(dāng)然，本發(fā)明絕不僅局限于以上描述的實(shí)施方式，且在不超出所 附權(quán)利要求的范圍的情況下，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一些修改。
58可以例如設(shè)置，活塞及其管狀延伸部分可以被安置成經(jīng)受來自鉆 探泥漿部分的一引向下方的壓力。
1權(quán)利要求
1.井下工具，其包括-一管狀主體(1)，其配備一軸向腔(2)的，-一空心活塞(8)，其能夠在所述軸向腔內(nèi)滑動(dòng)且經(jīng)受可變化的差動(dòng)的液動(dòng)壓力，以及-一作動(dòng)裝置，其作動(dòng)所述空心活塞，其特征在于，所述作動(dòng)裝置包括-一卡鍵元件(14)，其與所述空心活塞(8)連接，所述卡鍵元件(14)從所述空心活塞的一靜定位置開始朝向一隱退位置移動(dòng)，在所述靜定位置中，所述卡鍵元件抵抗差動(dòng)壓力地被保持擋靠著一管狀主體的支撐件；在所述隱退位置，所述卡鍵元件(14)不擋靠著所述支撐件，且松開所述空心活塞，-所述卡鍵元件(14)的一脹緊式管狀套筒(16)，其在所述卡鍵元件的所述靜定位置，通過至少一剪切銷(17)連接于空心活塞(8)，并防止所述卡鍵元件從其空心活塞的所述靜定位置向所述隱退位置移動(dòng)，以及-脹緊式管狀套筒(16)的臨時(shí)閉塞裝置(23)，其在閉塞位置引起在所述管狀套筒(16)上的液動(dòng)壓力升高到超出一預(yù)定的閾值，其中，所述至少一剪切銷(17)在該閾值處發(fā)生剪切，且引起所述脹緊式管狀套筒(16)滑動(dòng)至一松開位置，從而允許所述卡鍵元件(14)從所述空心活塞(8)的所述靜定位置向其隱退位置移動(dòng)。
2. 按照權(quán)利要求l所述的井下工具，其特征在于，所述脹緊式管狀 套筒(16 )被插入在與所述空心活塞(8 )連接的所述卡鍵元件(14 )和所 述空心活塞的一延伸部分(13)之間，從而在所述至少一剪切銷(17)剪 切之后能在所述卡鍵元件(14)和所述空心活塞的所述延伸部分(13)之 間滑動(dòng)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的井下工具，其特征在于，所述脹緊式管狀 套筒(16)包括具有第一厚度的第一壁部分(18)以及具有小于所述第一 厚度的第二厚度的第二壁部分(19);并且在所述空心活塞的所述靜定位置中，所述卡鍵元件(14)徑向支靠在所述脹緊式管狀套筒的所述第一壁 部分(18)上，而在其隱退位置，所述卡鍵元件(14)徑向支靠在所述第 二壁部分(19)上。
4. 按照權(quán)利要求3所述的井下工具，其特征在于，作為上述支撐件， 所述管狀主體包括朝向所述軸向腔的內(nèi)部徑向地凸出的一保持環(huán)(21)，并且，在所述空心活塞(8)的靜定位置，所述卡鍵元件(14)軸向擋 靠著所述環(huán)，并且，在所述空心活塞(8)的隱退位置，所述卡鍵元件(14) 被在所述保持環(huán)(21)的內(nèi)部松開的所述空心活塞驅(qū)動(dòng)。
5. 按照權(quán)利要求3或4所述的井下工具，其特征在于，所述卡鍵元 件(14 )由一簧片環(huán)(15 )構(gòu)成，所述簧片環(huán)圍繞所述脹緊式管狀套筒(16 ) 的所述第一部分(18)在所述卡鍵元件(14)的所述靜定位置軸向延伸， 且當(dāng)所述卡鍵元件(14)處于所述隱退位置上時(shí)，所述簧片環(huán)徑向地支靠 在所述第二壁部分(19)上。
6. 按照權(quán)利要求5所述的井下工具，其特征在于，所述簧片環(huán)的簧 片(15)由彈簧鋼制成。
7. 按照權(quán)利要求5或6所述的井下工具，其特征在于，所述簧片(15 ) 具有較厚的自由端部(20)，所述自由端部(20)徑向向外凸出，并且在 所述卡鍵元件(14)的所述靜定位置軸向抵靠所述保持環(huán)(21)。
8. 按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的井下工具，其特征在于，所 述臨時(shí)閉塞裝置(23)是被投放在所述軸向腔(2)內(nèi)的一滾珠；并且，所述脹緊式管狀套筒(16)包括 一座體(22)，其用于接收 所述滾珠；以及側(cè)開口 (24)，當(dāng)所述脹緊式管狀套筒(16)處于其松開 位置時(shí)，可以重建液動(dòng)流體流動(dòng)。
9. 按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的井下工具，其特征在于，所 述井下工具是一擴(kuò)張器，所述擴(kuò)張器配設(shè)有由相互鉸接的切割臂(5、 6) 形成的刀具元件(4)，并且，所述空心活塞(8)是一驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置允許所述切割 臂延伸到所述井下工具的所述自鎖管狀主體(1)之外。
10. 按照權(quán)利要求9所述的井下工具，其特征在于，所述井下工具還 包括一回動(dòng)彈簧(12)，所述回動(dòng)彈簧作用于所述空心活塞(8)，用以朝所述所述空心活塞的靜定位置的方向帶動(dòng)所述空心活塞，在該靜定位置中， 所述切割臂處于回縮位置上。
11. 按照權(quán)利要求10所述的井下工具，其特征在于，所述回動(dòng)彈簧 (12)圍繞所述空心活塞的一管狀延伸部分(13)按支靠在所述管狀延伸部分上的方式安置。
12. 按照權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的井下工具，其特征在于， 作用于所述空心活塞(8)的所述可變化的液動(dòng)壓力被引向高處。
13. 按照權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的井下工具，其特征在于， 所述井下工具還包括-一凹室(10),其在所述管狀主體(1)、和所述空心活塞(8)和/ 或使得鉆探泥漿通過的所述空心活塞的一延伸部分(13 )之間環(huán)狀地延伸， 所述空心活塞的一表面(11)從一第一側(cè)面軸向地限定所述凹室，--環(huán)狀套圈(26)，其從與所述第一側(cè)面相對(duì)的一第二側(cè)面軸向地限定所述凹室(10),并且其通過至少一剪切銷(27)連接于所述管狀主 體，-一流體通道(25)，其介于所述空心活塞(8)的和/或其管狀延伸 部分(13 )的內(nèi)部、和所述凹室(10 )之間，所述空心活塞的所述表面(11) 因此經(jīng)受所述鉆^l泥漿的可變化的差動(dòng)的液動(dòng)壓力，-所述空心活塞(8)，其由所述卡鍵元件(14)的隱退而松開，所述 空心活塞(8)能夠在一第一位置和一第二位置之間滑動(dòng)，在所述第一位置，所述凹室(10)具有一第一體積；在所述笫二位置，所述凹室具有大于所 述第一體積的一第二體積，以及-復(fù)位裝置(4、 5、 6、 7、 12)，其作用于所述空心活塞，用于把所 述空心活塞帶回到其第一位置，當(dāng)一障礙物阻止所述空心活塞返回到其第 一位置且由此增加施加于所述環(huán)狀套圏上的壓力而使之超過一預(yù)定值時(shí)， 所述的至少一剪切銷(27)被剪切，從而松開所述環(huán)狀套圏(26)，并因 此使得所述空心活塞返回到其笫一位置。
14. 按照權(quán)利要求13所述的井下工具，其特征在于，所述井下工具 存在零件之間的間隙和死容積，并且，所述間隙和死容積被一潤滑劑或凝膠充填。
15.按照權(quán)利要求14所述的井下工具，其特征在于，所述凹室(10) 是所述井下工具的一死容積。
全文摘要
井下工具，其包括配備一軸向腔的一管狀主體(1)；可以在所述軸向腔中滑動(dòng)的一空心活塞(8)；以及一作動(dòng)裝置，該作動(dòng)裝置包括與空心活塞連接的一卡鍵元件(14)，所述卡鍵元件從空心活塞的靜定位置向松開空心活塞的隱退位置移動(dòng)；以及通過至少一剪切銷(17)連接于空心活塞的卡鍵元件的一脹緊式管狀套筒(16)；以及一脹緊式管狀套筒的臨時(shí)閉塞裝置，所述臨時(shí)閉塞裝置通過至少一所述剪切銷的剪切引起液動(dòng)壓力在脹緊式管狀套筒上的升高，并引起脹緊式管狀套筒在一松開位置上滑動(dòng)，從而允許卡鍵元件在隱退位置上的移動(dòng)。
文檔編號(hào)E21B10/26GK101636551SQ200780049705
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者E·迪斯馬, L·昆塔納, P·法努埃爾, S·E·莫伊 申請(qǐng)人:霍利貝頓能源服務(wù)股份有限公司