CN100347404C - 用于处理地层的方法和设备 - Google Patents

Abstract

维修/完井衬管，具有多个打孔可选择指示工具并用于与跨式封隔器作业工具或常规交叉型作业工具结合的砂石控制(砾石充填)系统。各指示轴环具有提供井孔处理时精确定位和保持作业工具位置的坚固降落侧面的打孔指示轴环。套管接箍适应称为管道移动效应(造成工具位置误差和额外密封磨损)的液压和/或热效应。经工具运行、处理流体管道和移动工具的简单向上和向下运转，套管接箍(也称放下轴环)在通过(通过)和不通过(不通过)状态之间是井下可转换的。移动/放下轴环还用于开启和关闭打孔滑套阀，可以是注入工具或砂砾或压裂填充工具的整体部分。砂石置于过滤器套管环形空间中时，滑套阀设计和跨式封隔器结构保护砾石充填系统中的主要PBR和滑动套筒。

Description

用于处理地层的方法和设备

相关申请的交叉引用

申请者这里要求于2003年1月13日提交的、题为“处理地层的方法和装置”的美国临时专利申请No.60/439,640的优先权，这里将其引作参考。

申请者还要求将于2002年2月19日提交的、题为“管道运送压裂工具及方法”的专利申请No.10/078,963以及于2001年3月12日提交的、题为“用于盘管的压裂工具”的美国临时申请No.60/275,270的主要内容引作参考。这里公开的工具在后面称为“Mojave^TM工具”。

技术领域

本发明大体涉及用于完成井孔处理(例如，地层压裂、支撑剂泥浆注入、砾石充填等)的工具和方法。具体而言，本发明涉及一种利用盘绕的或有接缝的管道运送井孔处理工具一次作业处理多地层的方法和装置，该井孔处理工具提供一种用于运转或挤压类型的处理的手段，并通过倒流或排出而倒出多余的泥浆来清理，即，将多余的泥浆向内倾倒到工具下面的套管或井底小直径井眼中。本发明还涉及井下(downhole)可转换的井孔处理工具，从而具有完成可选择的下降或将工具定位在期望的作业工具位置，以进行井孔处理并打开和关闭工具的滑套阀，以便进行有效的注入流体流控制。

背景技术

这里使用的术语“作业工具”或“作业工具组件”用于包括许多不同类型的井孔处理工具，包括用在地层压裂操作期间的工具，包括支撑剂的注入，即，砂石/流体泥浆进入地层断层、砾石充填工具，为地下石油和气体生成层进行化学处理的流体注入操作的工具，等。为了简明及易于理解本发明，这里描述的处理地层的压裂工具和方法特别是涉及支撑泥浆的层压裂。

这里使用的术语“PBR”用于指“抛光孔座”，这是具有紧密公差直径和具有光滑的抛光表面的内圆柱表面。PBR一般用作与环形密封元件配合以建立元件之间有效密封的内密封表面。这里使用的术语“倒转(reverse out)”用于指倒转或改变向下流到井孔作业管并进入处理层的流动方向，使得处理流体(包括，清理流体)的流动通过返回路径(例如，可由两同心油管柱确定)向上转向到地面。

这里使用的术语“倒转(reversing out)”用于指具有实现流体运转型处理能力的井孔处理的流体注入，其中，通过布置返回流体通道使多余的处理流体返回到地面，例如当采用双同心流体处理管时可以这样布置。在该情况下采用中心油管柱将处理流体引导到打孔处理工具，并且中心油管柱和外油管柱之间的环形空间确定了返回流动路径。

一般的砾石充填工具大体装备有负载指示型套筒(collet)或定位位置的固定凸肩。负载指示型套筒设计成将固定的轮廓限制到可以记录管道负载或阻力变化的表面指示的程度。这种套筒指示器通常限制为最大负载(低于20,000lb)，这不足以补偿公共管道移动效应。固定凸肩定位器将仅提供套管内封隔器与封隔器延伸部内一个位置的井孔作业工具的定位，并可防止在上述位置下面任一点的井孔作业工具的重新定位。

可替换地，可选择的套管接箍(landing collar)是可选择的套筒(collet)，其是操作柱的一部分，而不是永久完井的一部分。目前可以买到可选择的或井下可转换套筒，但是它们一般不够坚固，容易因过大负载而损坏，并且可能会不适于多种作业场合，例如其它类似滑动套管(sleeve)的机械的致动。

一般用密封两个PBR的作业工具进行一般的砾石充填工作。一个PBR位于滑套阀和砾石充填封隔器的孔下面，第二PBR直接位于滑套阀上方。砾石充填作业工具使用沿其长度刚性联接于作业工具的粘接密封，以提供PBR的密封。完全跨接的开口位于两个作业工具密封之间，并强制砾石充填流体通过砾石充填管中的开口。在高流速砾石充填工作期间，在防止阀适当密封的滑动套筒壳孔上出现腐蚀损伤。在PBR暴露在金刚砂砾石充填流体的位置也会出现损伤。此外，砂石可以进入滑动套筒锁定机构并防止它滑进位置或闩锁到关闭位置。

在美国专利申请No.10/078,963中阐述的发明是多区域作业/实施工具组件，适于使用本发明的相关设备和方法。多区域作业/实施工具组件的部件包括：

·作业/实施工具组件使用杯形密封元件 ，以将泵送的流体直接导入开口的壳体。由于它的结构使用对岩屑不敏感的 杯形密封元件，在处理位置的倒转能力、在作业/实施工具组件中产生的滤出变得不很关键，不禁止工具移动或在连续区域中的作业。这是根据本发明的方法所使用的压裂工具的关键特征。

·作业工具系统并入主要用于选择性地关闭洗井管柱和开启开口以提高倒转的机械阀。机械阀经过油管柱的轴向移动来致动。倒转可在柱没有移动的条件下在处理位置启动，并且可以继续直到经由油管柱移动来关闭闭合管。该阀可以构造成运转型或挤压型处理。

·作业工具系统包括可选液压致动放卸阀机构，该机构允许待丢弃的多余地层处理泥浆向内排放到井筒或井底小直径井眼中，而不需要倒转流体流以从作业工具中移除多余的处理流体泥浆。此放卸阀特征降低了套管内粘附作业工具的可能性，尤其在高度偏离或水平井孔的情况下更是如此，并减少了多区域处理的运转时间。液压放卸阀不需要操纵油管柱来关闭和开启预定的速度或压力，作业工具连接到油管柱以用于流体供应和套管内的运送。

·作业工具精确定位在开口壳体前面，以构成到蓄水池的理想泥浆流动通道。为了在维修/完井衬管内正确地定位作业工具的位置，降落套筒(landingcollet)必须连接到作业工具。该降落套筒用于两个目的：1)定位并保持用于井地层处理的作业工具的理想位置；2)在处理各个区域之后，关闭维修/完井衬管的套筒阀。

·降落套筒是“放下(set down)”套筒，其可选择地定位于可选择的侧面轴环中，以保持向下的设定位置。下部区域隔离工具帮助隔离注入流体和压力与下面的区域，还产生消除向上液压负载的压力平衡条件。与压力平衡下游隔离工具相结合的放下特征，省去了锚定装置(例如，将工具固定在套管内的滑动或可膨胀的圆锥体)，并防止它在地层处理期间移动。

·当将处理泥浆注入到选定的地层区域时，提供可选降落凸肩(landingshoulder)的可选择的侧面(通过/不通过)轴环(profile collar)使作业工具在任何区域精确放置并保持。作业工具可以退回或拉到上部封隔器(packer)的上面，并返回到任何区域的放下位置。

·一次性的降落套筒失效套管提供有效装置以允许下部区域的再进入。

·在其最简单形式中，作业工具构造成以“挤压”模式进行地层处理；即，挤压的意思是所有流体都注入到地层中并且不转回到地面。当处理短距离的地层间隔时，挤压技术是可应用的。如果需要，分路工具(例如，AIIPAC^TM/AIIRAC^TM管)可以在过滤器中运行，以避免处理泥浆固体桥。添加打孔送出(剥离器)以及作业工具与上部封隔器之间的同心柱，增强了倒转并允许进行运转型处理。

·对于相等长度的区域间隔，(过滤器和空部分)，洗井管柱和下部隔离组件通过过滤器放置，以隔离下面的地层并消除会使工具移动的液压影响。

·对于使用洗井管柱(wash pipe)和下部隔离组件的不等间隔的区域或变体，可以使用盲的或内部关闭的过滤器。在过滤器处隔离的区域不需要下部隔离组件或洗井管柱，作业工具在降落套筒处终止，并将仅允许采用挤压型处理技术。

·开口壳体(ported housing)的管密封区域是关键的；管必须在处理后马上关闭。

·关闭管主要用作排砂装置，并应该在滤出后立即关闭，以使支撑剂流动返回的可能性最小。为了对付腐蚀的影响，利用两种关闭管的设计。对于支撑剂的极端速率或流量，长开口管是可取的。开口管设计通过用工具的非关键区阻止腐蚀来保护密封表面。更便宜的短管正好依靠让关键密封表面不受腐蚀影响。

·为了具备倒转(选项II，下面将阐述)的可能性，两个洗井管柱的同心柱需要在顶封隔器和作业工具之间运行；它可以是两个独立的柱，也可以是顶部和底部的适配器带孔管与环形组件形成的管子连接。在作业工具上面必须增加另外的开口，带有罩住开口的各侧的杯；为了倒转，流体将泵送到环形空间中，从开口送出，在面对杯的底部周围，到泵送开口中并向上到管柱；根据处理流体注入的蓄水池的阻力，这还要求使用打孔送出(pack-off)，通常指在顶部封隔器下面的剥离器。一旦处理完成，倒转便通过向下泵送套管/操作柱环形空间、到同心作业工具柱环形空间内和内隔离杯周围而开始。

·借助机械反向/运转(reversing/circulating)阀，通过开启从同心工具柱环形空间到跨式或杯形保持区的下部区域的流动通道，而加强倒转。开启流动通道，通过升高作业工具柱仅3英寸而关闭下部洗井管柱。

·用放卸阀(dump valve)，在井底小直径井眼充满处理砂的情况下，可选择的是将作业工具放到在顶部封隔器下面的空管中并进入只有底部作业工具杯起密封作用的区域中；然后，操作机可以利用反向流动条件来清除多余的砂石，然后，可以运行作业工具返回到其作业位置。当倾倒到最低的区域时，在水仓封隔器(sump packer)下面的固定过滤器用于保证泥浆的分离。

发明内容

本发明是用于可选择的降落或定位的设备和使用该设备的方法，该设备可用于与跨式封隔器作业工具或常规交叉型作业工具结合的砂石控制(砾石充填)布置系统。在正常泵送操作产生液压和/或热效应期间，可选择的套管接箍可用于提供坚固的降落侧面(profile)，以精确定位并保持作业工具的位置。这些效应一般称为管道移动效应，并且是导致工具位置误差和额外密封磨损的主要原因。在应用浮动钻探平台操作运行中，套管接箍也用于保持工具位置。

通过用管道和移动工具进行简单的向上和向下运转，套管接箍(也可称为放下轴环(set down collet))在通过(通过)和不通过(不通过)状态之间是打孔可逆的。移动/放下工具和轴环能够支撑大部分管道重量，在有些应用中，可以施加整个操作柱或管道的重量。移动/放下轴环也用于开启和关闭打孔滑套阀，并可以是注入工具(例如，用于砂砾或断裂填充的Mojave^TM或Quantum^TM作业工具)的整体部分。

通过/不通过(Go/No-go)轴环，或可选择的套管接箍(landing collar)用于在泵送和/或在浮动钻探平台应用过程中提供坚固的降落侧面，以精确定位和保持作业工具或管道的位置。精确定位和降落在预定的定位凸肩上的能力消除了工具移动，这导致更少的密封磨损，允许理想的流动通道以使腐蚀最小，并使操作误差最小。可选择的特点便于作业柱的配置，并根据需要随时提供在任何侧面中定位的多功能性。

本发明提供了滑套阀和跨式封隔器结构，这保护了砾石充填系统中的主要PBR，而且砂石被放置在过滤器套管环形空间中，因此也保护了滑动套筒。套筒阀包括不平衡的液压区，当经由配合杯形密封工具进行处理或施加压力时，这有助于保持管开启。

附图说明

为了获得并可详细理解本发明的上述特征、优点和目的以及其它显而易见的内容，下面参照附图中引证的实施例和下面随附的正文可以对本发明上面简要的总述做更具体的描述。但是，应该指出，附图仅解释本发明的典型实施例，并不应认为限制其范围，这是因为本发明允许仅改变具体细节的许多其它等效的实施例。

图1-A至1-C是示出在多个地下区域打孔并带有多区域维修/完井衬管的套管的纵向剖面图，多区域维修/完井衬管通过下端部处的水仓封隔器以及上端部处的Quantum^TM密封孔封隔器或任何锚定型密封孔封隔器锚定在套管内。图中示出用于隔离每个区域的套管孔眼的杯形区域隔离封隔器，但可用液压或可膨胀型的封隔器代替；

图1A-1至1A-3是与图1-A至1-C类似的纵向剖面图，示出适于容纳机械反向阀的多区域维修/完井衬管，机械反向阀用于在完成任何具体区域的地层处理之后，关闭洗井管柱并开启开口以便于倒转；

图2-1至2-2是井作业工具的纵向剖面图，井作业工具具有足够长度的洗井管柱隔离器，该洗井管柱隔离器用于在处理工具的单程期间在井内处理多个区域井实施，并具有在洗井管柱下端连接的注入/定位组件；

图2A-1至2A-2是图2-1至2-2的注入/定位组件的纵向剖面图，示出处于关闭位置的机械反向阀；

图2B-1至2B-2是图2A-1至2A-2的注入/定位组件的纵向剖面图，示出处于开启位置的机械反向阀；

图2C是更详细地示出图2-1至2-2的作业工具组件下端处的下部隔离工具的纵向剖面图；

图3是具有封隔器、闭合套筒阀、隔离器和指示轴环并特别适于砾石填充操作的封隔器和封隔器延伸部的纵向剖面图；

图4是示出封隔器和封隔器延伸部的纵向剖面图，所述封隔器和封隔器延伸部特别适于地层压裂处理，并具有封隔器、闭合套筒阀、期望长度的隔离器，并具有代替图3的指示轴环的打孔可选择的通过/不通过轴环，还示出处于开启位置的滑套阀组件；

图5是图4的封隔器和封隔器延伸部的纵向剖面图，并示出在向下或开启位置并带有向下可选择的通过/不通过轴环的长闭合管组件，通过/不通过轴环设置在“陷入”位置，以将放下工具降落在放下/降落凸肩或可选择的通过/不通过轴环的侧面上；

图6是封隔器和维修/完井衬管的地层作业延伸部的纵向剖面图，出于简单和便于理解的目的，示出设置成与其成重叠关系的地层作业工具，地层作业工具具有弹簧型套筒，该弹簧型套筒用于与封隔器和作业延伸部的通过/不通过套管接箍的内部指示侧面进行选择性的指示配合；

图7是更详细地示出图6的打孔可选择的通过/不通过轴环的剖面图，示出在中间“陷入”位置的移动管；

图7a是示出图7的打孔可选择通过/不通过轴环的纵向剖面图，示出移动管缩回以露出内部指示侧面，还示出在降落位置的作业工具的放下部分的降落套筒；

图7b是局部剖面和局部正视图，示出图3的滑动或移动“J”槽选择器管，并示出外部“J”槽的几何形状；

图8是与图7类似的纵向剖面图，更详细地示出滑动或移动管在下部或“不通过”位置，以防止放下工具降落在指示轴环的内部指示或降落侧面上；

图8a是与图7a类似的纵向剖面图，移动管在“不通过”位置，示出井作业工具的放下部分的降落套筒通过放下或降落环；

图9是示出封隔器和作业延伸部的通过/不通过指示轴环的纵向剖面图，其中通过/不通过指示轴环在上部或“陷入”位置以允许井作业工具降落在内部降落或指示侧面上；

图9a是与图9类似的纵向剖面图，示出降落在放下或降落环的内部指示侧面上的作业工具的放下部分的套管接箍；

图10是与图8和9类似的纵向横截面图，示出降落/指示轴环的移动管在其最上位置，示出移动管的J槽相对于控制销的运转，从而使移动管能够移动到“通过”或“不通过”位置；

图10a是与图8a和9a类似的纵向剖面图，示出移动管响应类弹簧轴环与移动管元件的内部致动侧面配合的运转；和

图11是示出本发明可选择实施例的纵向横截面图，其中用于容纳跨式封隔器井作业工具的封隔器延伸部设置有长的、带孔滑套阀，该滑套阀能够锁定在开启或关闭位置。

具体实施方式

现在参照附图，首先是图1-A至1-C，套管通常用10表示并用多个以12示出的间隔打孔，以完成从多个地下区域开采石油产品的井。虽然示出的井眼基本上是均匀隔开的，但应当理解，套管孔眼一般定位成不均匀的间隔关系，其间隔取决于所关注的不同地下区域的位置或深度和宽度。

如图所示，通常用14示出的维修/完井衬管位于打孔的套管10内并适于闩锁到在套管内形成密封的水仓封隔器16中，该维修/完井衬管设计成与具有液压驱动放卸阀的作业工具一起使用。水仓封隔器将最低打孔区域下的压力条件与套管的多个打孔区域相隔离。维修/完井衬管组件具有上封隔器元件18，还具有用于套管的每个打孔区的隔开的隔离封隔器20和封隔器延伸件22，用于分隔多个打孔区中的每个与其它打孔区。用在维修/完井衬管组件中的隔离封隔器元件优选地是杯形封隔器元件。但是，可以使用任何隔离封隔器组件，只要这些组件可以液压或机械调节并且用与作业工具密封件兼容的ID构成。这通常包括液压和膨胀封隔器以及压缩封隔器，如果配置成按先于调整最上面的封隔器的顺序调整是合适的。封隔器延伸件22每个都具有基本相同的长度，并根据期望进行处理的特定地下区域的宽度或厚度设置可以改变长度的过滤器23。过滤器30用于在套管10和维修/完井衬管14之间的套管环形空间11之间的流体连通。

邻近水仓封隔器16设置有一具有限定PBR的抛光内径表面的锚定闩锁组件24。锚定闩锁组件24有效地并可释放地将维修/完井衬管14锚定在套管10内，以防止处理流体通过套管通孔进入周围的地层间隔的高压注入期间，维修/完井衬管移动的可能性。每个封隔器延伸件22设置有多个流体交换口26并限定内抛光孔座(PBR)28。每个封隔器延伸件22还设置有过滤器30，以允许在油井孔处理和形成期间，排除固体颗粒(例如，砂石)的同时，套管环形空间和井作业工具的内部流动通道之间的流体交换。

现在参照图1A-1至1A-3，与图1-A至1-C的维修/完井衬管相似的维修/完井衬管设计成使用具有用于流体运转型作业和实施的机械反向阀的作业注入工具，该维修/完井衬管用相同的附图标记表示相同的元件。图1A-1至1A-3的维修/完井衬管与图1-A至1-C中所示的维修/完井衬管的不同之处在于，该维修/完井衬管设置有内部密封(pack-off)设备19，也称为剥离器，其能够沿维修/完井衬管运动到套管中，从而不需要为了其安装而另外进到井中。内部密封设备19用于密封和与运动到维修/完井衬管中的井作业工具的滑触配合。内部密封装置19帮助维修/完井衬管和井作业工具运动到组装的套管中，从而使工具进入井中的次数最少。应该指出，图1A-1至1A-3的维修/完井衬管特别设计成使用具有能够反向井孔实施程序的机械反向阀的井作业工具，而不是具有用于倾倒多余的砂石或支撑剂(proppant)到套管或工具下面的井底小直径井眼的放卸阀。但是，内部密封机构也可应用于具有反向阀或放卸阀的井作业工具。如上所述，对于反向型地层处理，经常采用双导管线，其带有用于处理流体注入的内部管道流动通道和用于将砂石、支承剂等引导到表面以处理或回收的反向流动的同心管道之间的环形空间。相反，放卸阀型作业工具完成多余的处理泥浆倒入工具下面的井中。

现在参照图2-1至2-2，通常用32表示作业工具组件，例如Quantum^TM作业工具，其用于运动到维修/完井衬管组件14中，并入足够长度的隔离管34，以容纳套管多个通孔的组合间隔和长度。隔离管34的上端连接到通常用33表示的运行/释放机构，隔离管34的下端连接到通常用36表示的注入/定位组件。注入/定位组件36由位于密封筒37和39之间的带孔管35组成。注入/定位组件36大体与Mojave^TM工具组件相同，还包括定位/移动套筒42。中间洗井管柱40连接注入/定位组件36和下部隔离组件41，这在图2C中更详细地示出。

参照图2A-1至2A-2，2B-1至2B-2和2C，更详细地示出图2-1至2-2的注入/定位组件，图2A-1至2A-2示出处于其关闭位置的机械反向阀43，图2B-1至2B-2示出处于其开启位置的机械反向阀。机械反向阀43的开启和关闭位置取决于内部管座件45和反向阀元件47的位置，反向阀元件47安装到固定在带孔管35的阀支撑件49上。

应该理解，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，作业工具组件32可具有各种不同形式，例如图3的砾石充填工具以及图4和5的地层压裂工具。通常用50表示的滑套阀组件直接连接到封隔器组件48的下面，并限定具有多个流体注入口54的管状阀壳体52，处理流体通过多个流体注入口54从工具流入打孔套管区的套管环形空间中。在不偏离本发明的精神和范围的条件下，PBR可代替封隔器或可置于封隔器之间。在砾石充填的情况下，处理流体是包含高浓度粗砂的泥浆，该高浓度粗砂用于填充环形空间，并提供允许开采流体流动但限制另外存在于开采流体中的地层微粒污染量的多孔过滤组合件。在管状阀壳体52内设置有管状滑套阀56，其具有与管状阀壳体内的PBR密封配合的外密封58和60。管状滑套阀56设置有内部阀致动侧面(profile)62和64，内部阀致动侧面62和64由井作业工具36的相应的阀致动侧面配合，以向下移动滑套阀到其开启位置，如图3中所示，或向上移动到相对流体注入口54的关闭位置。管状滑套阀56还设置有闩锁件57，闩锁件57在上和下闩锁凹槽59和61内形成闩锁或保持配合，从而将滑套阀元件56保持在其上或下位置，直到井作业工具施加足够的力来释放和移动它。

本发明的滑套阀设计成使滑套阀壳体52的ID是PBR(具有光滑表面抛光的紧公差直径)。滑套阀的ID稍大于砾石充填系统中其它PBR的孔。确定孔的大小，使得当通过孔时，用于实施密封组件上的标准粘接密封不接触滑动套筒。确定孔的大小，还使得跨式封隔器上的密封组件可以为泥浆布置形成有效的压力密封。

管状阀壳体52设置有与管状隔离件68相连接的隔离联接器66。无论是否使用放卸阀，隔离件66的长度取决于作业工具的结构。指示轴环连接到隔离件68的下端，并设置有内指示侧面72，用于井作业工具36通过/不通过轴环的精确降落，从而不需要精确的深度计算就可实现井作业工具的精确定位。作业实施衬套间隔的剩余长度构成空管和过滤器。过滤器的长度取决于套管中通孔的长度，空管在过滤器和套管接箍之间延伸。通常称为安全剪切接头(未示出)的预定薄弱点可置于套管接箍和空管之间，以提供分离和恢复的方法。安全剪切接头在这种情况下是有用的，即，作业工具的下部应在维修/完井衬管内被卡住。

如图4和5所示，维修/完井衬管的井作业/实施组件可以方便地采用与地层压裂延伸部相类似的形式，已知的是Quantum^TM封隔器/压裂延伸部，通常用74表示。维修/完井衬管74设置有用于与封隔器组件78相连接的上连接件82。连接件82还可用作PBR，以与液压调节型封隔器一起使用。封隔器组件78包括用于连接上述区域的过滤器的连接器。通常用80表示的套筒阀组件用壳体连接器82安装到封隔器组件78。套筒阀组件具有管状阀壳体84，该管状阀壳体84具有多个流体注入口86，流体通过这些流体注入口86从工具注入隔离套管环形空间中。处理流体以足够的压力和体积注入套管环状空间中以流过套管通孔并进入地层，使地层压裂，从而开采流体将更容易从地层流过断裂处，并经由套管通孔流入套管中。关于图5所示的作业/实施延伸部的实施例，滑套阀件88可以采取具有多个孔口87的长孔口的管状滑套阀的形式，当滑套阀在其开启位置时，多个孔口87位于管状阀壳体84的孔口86的配准位置。较长的套筒阀为管状阀壳体的内表面提供了腐蚀保护，并大体上消除了可能聚集干扰阀操作的砂石或支撑剂的内部空隙的存在。

如图4和5所示，滑动管状套筒阀件88位于管状阀壳体84内部，并带有内密封90和92，内密封90和92布置成与阀壳体的内表面密封配合。在由所连接的壳体部件限定的阀壳体内部的由内止动凸肩限定的限制下，管状套筒阀件88可相对于阀壳体线性移动。管状套筒阀件88设置有内部侧面94和96，内部侧面94和96在井作业工具36的运动和拉动期间相配合，使管状套筒阀件88相对管状阀壳体的流体注入口86移动到图4所示的开启位置或图5所示的关闭位置。

本发明的滑套阀设计成使得套筒的ID可以采用PBR(紧公差直径和光滑抛光表面)的形式。套筒的ID稍大于砾石充填系统其它内表面的孔。确定孔的大小，使得当通过孔时，用于实施密封组件上的标准粘接密封不接触滑动套筒。确定孔的大小，还使得跨式封隔器上的密封组件可以为泥浆布置形成有效的压力密封。

滑动套筒件88具有三个不同的密封区。上密封区位于滑动套筒顶部和套筒中的径向孔口顶部之间。中密封区位于径向孔口的底部和滑动套筒锁定机构的顶部之间。滑动套筒件88的下密封区位于滑动套筒锁定机构的底部和滑动套筒的底部之间。跨式封隔器的泥浆孔口上面的密封位于滑动套筒的上密封孔中。泥浆孔口下面的跨式封隔器密封位于中密封孔中。孔口下面的套筒ID实际上稍大于上述区域，以当经由跨式封隔器施加压力时提供向下的合力。第三密封可位于下密封孔中，以保证从锁定机构排除岩屑。当由位于中密封孔中的密封排除岩屑时，不需要第三密封。

尽管图4所示的管状套筒阀件88没有孔口，但应当知道，它可以设置有流动孔口87，例如图5所示的可与管状阀壳体84的注入口86配准定位的孔口87。这种阀设计可在这样的情况下采用，即当研磨压裂或砾石充填泥浆可能造成PBR的过度磨损并干扰套筒阀的有效密封的情况下。此外，应当知道，可以控制管状套筒阀的长度以及在其开启和关闭位置之间的线性行进的距离，以使由研磨处理泥浆引起的PBR或其它内表面的腐蚀可能性最小。

壳体连接件98连接到管状阀壳体84，并提供管状隔离件100到工具和封隔器延伸部的连接。连接件98还包括使作业工具36与封闭套筒88脱离的内径和端部侧面。指示连接器102优选地连接到管状隔离件100的下端，并提供管状通过/不通过指示轴环104(也称为可选择的套管接箍)的支撑。连接器102，与连接件98一样，也包括使作业工具36与通过/不通过轴环移动套筒脱离的内径和端部侧面。可选的结构将98、100和102组合成一个整体件。如上所述，通过/不通过套管接箍或可选择的套管接箍104用于提供坚固的降落侧面，用于在泵送过程中精确定位并保持作业工具或管道位置，和/或补偿浮动钻探应用中的相对移动。精确定位并闩锁到预定位置的能力消除了作业工具的移动，这导致了更少的密封损耗，使腐蚀最小化的理想流动通道并使操作误差最小化。可选择的套管接箍部件便于作业或操作柱的布置，并且根据需要随时提供任何侧面定位的多样性。通过/不通过指示轴环104限定适于指示(即，通过设下井作业工具36的定位轴环42而进行工具定位配合)的内指示侧面106。如图7、8、9和10更详细地示出，在内部，通过/不通过指示轴环104确定了环形内座108，具有一个或多个移动套筒控制件(例如，控制销112)的管状移动套筒控制件110位于环形内座108内，控制销112布置成在移动套筒116的连续J槽内引导并控制。移动套筒116设置有与致动套筒的套筒件配合的环形内套筒致动侧面118，在下面会详细解释，这使移动套筒116的选择定位或移位形成指示轴环的“通过”和“不通过”状态。

现在参照图6，示出带有图4和5的“通过/不通过(Go/No-go)”指示轴环的封隔器/压裂延伸部，并且叠加其上的是地层压裂作业工具，用120表示的已知Mojave^TM作业工具。地层压裂作业工具120一般定位成好像它位于封隔器/压裂延伸部74中。地层压裂作业工具120确定了具有流体注入口124的工具主体122，压裂泥浆通过流体注入口124注入到工具和套管之间的环形空间中。地层压裂作业工具120特别设计成在盘绕管作业或操作柱上运行，该盘绕管作业或操作柱在126处连接并支持杯形跨式封隔器元件128和130以及杯形下部封隔器元件132，以防止套管压力绕开下部跨式封隔器元件。地层压裂作业工具120通过流动响应压差致动，并与图6中处于关闭位置的放卸阀134结合。放卸阀134响应具有“设置”、“处理”、“倾倒”和“释放”操作状态或模式的J槽工具致动控制系统的条件而被开启，响应于流体流过工具和/或响应于给管道施加牵引力，产生J槽控制，工具连接到该管道以用于流体供给和运送。在美国专利申请No.10/078,963中阐述了管道运送压裂工具的结构和操作的详细说明。

地层压裂作业工具120的工具壳体136设置有支撑移动/放下套筒(通常用140表示)的套筒安装连接器138。移动/放下套筒140与依靠套筒安装连接器138的管状套筒支撑件141相结合。管状套筒支撑件141确定上部环形凸肩142，上部环形凸肩142用作环形保持器，以保证套筒支撑环144基本不能相对套筒安装连接器138移动。多个长的、大体弯曲的类弹簧的套筒件146具有固定到套筒支撑环144的端部并具有位于其长度中间的套筒件148。每个套筒件148确定槽侧面150，槽侧面150具有相应于各种通过/不通过指示轴环的内部指示侧面和地层压裂延伸部74的槽几何形状。管状套筒支撑件141确定环形止动凸肩152和大体圆柱形外表面部分154，固定套筒件148下端的套筒侧环156在外表面部分154上可移动。当将径向向内的力施加到类弹簧套筒件148时，例如当套筒通过工具的限制区运行时，套筒件148将在一定程度上塌陷，套筒侧环将沿着大体圆柱形外表面部分154移动。当施加在套筒件上的径向向内的力消失时，类弹簧套筒件148将弹回其初始结构。因此，当通过通过/不通过指示轴环104时，类弹簧套筒件148将稍微塌陷，根据可移动的移动管的位置，类弹簧套筒件148将通过通过/不通过指示轴环或与内部指示或降落侧面106形成指示配合。

如上所述，通过移动管元件116经由流体供给和工具运送管道和移动工具(也称为向下调整套筒)简单的向上和向下运转，本发明的套管接箍140在通过(通过)和不通过(不通过)状态之间是井下可转换的。移动/放下工具和轴环能够支撑大部分的管道重量，在有些应用中，可以施加全部操作柱或管道重量。移动/放下轴环也用于开启和关闭打孔滑套阀88，并可以是注入工具的整体部分，例如用于砾石充填或压裂和断口填充或支撑的Mojave^TM或Quantum^TM作业工具。

如图7和7a所示，通过运转与工具连接的操作柱使致动套管组件140向上和向下移动，从而使移动管116运转，使移动管定位在环形内座108的长度中间，即，“不通过”的位置，从而内部指示侧面116露出。而后，作业工具120向下移动，直到致动套筒组件140的套筒件148与槽侧面150一起定位以与内指示侧面106降落配合。此时，作业工具的致动套管组件140已经降落并抵抗作业工具较大的向下的力，包括作业工具操作柱的全部重量。作业工具以理想的方式相对跨式封隔器隔离的套管间隔和套管通孔与注入口一起精确定位，以有效地进行井作业操作。

在井作业操作完成后，期望在套管内的其它封隔器隔离间隔处提供相似的井作业操作，操作柱从降落的位置拉上来，套筒件148位于与环形内管致动侧面118致动配合的位置，从而形成移动管致动能力。然后，操作柱向上和向下运转，使J槽114将移动管116定在其环形内座108内的向下或“通过”位置，阻挡内部指示侧面106。然后，当操作柱从该位置向下移动时，套筒件148将越过轴环104的内部指示侧面106，从而让井作业工具向下移动到下一个下部隔离套管环形区，如果需要，将使指示轴环的移动管运转到“不通过”位置，然后降落在露出的内部指示侧面106上，以精确指示井用于作业操作的作业工具。

如图11所示，示出本发明的一实施例，其中安装“通过/不通过”指示轴环的封隔器延伸部通常同160表示。封隔器延伸部组合滑套阀壳体162，滑套阀壳体162具有一个或多个内部密封表面164并具有注入口166。形成部分工具壳体的管状隔离件168连接到滑套阀壳体162。“通过/不通过”指示轴环安装到隔离件上，如图4和5所示。封隔器心轴170连接到环套筒阀壳体162的上端，并设置有一个或多个内部封隔器表面172，如果期望，内部封隔器表面172可以采取PBR的形式以允许其它工具在PBR内形成基本密封的关系。

具有与内表面164密封配合的外环形密封180的管状滑套阀元件178位于滑套阀壳体162内。管状滑套阀元件178在其端部中间定义注入口182，并具有设置成与滑套阀壳体162的内表面164密封配合的外部孔口密封184。管状密封阀元件178定义不平衡区，因此使其响应压力从而沿一个轴线方向加载。锁定机构186设置在直接在环套筒阀下面的滑套阀壳体162内，当向上移动到环形锁定凹槽187内的锁定配合时，环套筒阀壳体162内用于将管状滑套阀元件178保持在阀关闭位置，直到诸如锁定机构释放时。应该指出，杯形封隔器元件174和188在管状滑套阀元件178的内圆柱面190上形成密封。在存在用于地层压裂和砾石充填操作中的研磨处理泥浆的情况下，这些内圆柱面保证杯形封隔器元件的有效密封。

当井孔处理泥浆泵送到过滤器套管环形空间时，跨式封隔器密封限制泥浆流到与滑套阀孔口直接相邻的区域。滑套阀壳体的密封表面受到滑动套筒保护而不受腐蚀。滑动套筒定位成使套筒阀元件中的径向孔或孔口对准套筒阀壳体中的径向孔或孔口。腐蚀损伤主要出现在孔口区的滑动套筒上。这种布置还保护主要内表面或PBR不受磨损，这是因为没有泥浆通过这些表面泵送。

在完成砾石充填之后，跨式封隔器工具从砾石充填系统移除。位于跨式封隔器作业工具下端的移动套筒锁入滑套阀中。套筒从图11的阀开启位置到关闭位置向上移动滑动套筒。当套筒阀锁进关闭位置时，移动套筒被释放并通过环形内表面172。

根据各种井孔处理工艺，本发明的设备可以互相连接。如下面所述，简要阐述三种可选择的井孔处理工艺，其中：

选项I.带有放卸阀的单程系统

-设定水仓封隔器(例如，用导线运行，与深度相关，设定水仓封隔器)

-打孔间隔

-构成外柱组件，包括：

定位器密封组件，

砂石过滤器(短的长度10-60英尺)

带有闭合管的砾石充填延伸部开口壳体，闭合运转，在两侧具有短延伸部以支持杯形作业工具的闭合管以及泵送操作期间支持作业

工具的通过/不通过轴环

空管，如果需要隔开

用于隔离目的的封隔器，带有用于形成隔离组件的抛光孔

-构成作业工具，包括密封、洗井管柱、指示器套筒和Mojave^TM工具，并且可以包括旋转或非旋转连接器

-构成顶部封隔器组件(包括洗井管柱/作业工具/外柱组件的调整机构、顶部封隔器、延伸部和封隔器调整机构)

-在孔中运行组件

-使用调整球或靠着井底小直径井眼固定砂砾封隔器(例如，Quantum^TM封隔器)

-释放包括Mojave^TM工具的作业工具

-拾起作业工具并将Mojave工具拉到第一打孔区域

-在过滤器上方拾起Mojave工具，以寻找位置#1

-通过将工具定位在闭合管上的空部分中而关闭放卸阀

-砾石充填或断裂填充第一区域

-定位位置

-设定下降重量

-泵送处理

-用卤水暂停运转

-泵送砂石泥浆

-在过滤掉之后，致动放卸阀(清洁工具)

-将多余的泥浆倾倒到井底小直径井眼和/或实施柱中。可替换地，将多余的泥浆放置在上杯形密封区外面的区域中

-拾起Mojave工具，以将通过/不通过轴环定位在第二打孔区

-通过将工具定位在闭合管上的空部分而关闭放卸阀

-对后面的区域重复砾石充填步骤

-拾起和从孔中拉出

选项II.具有反向能力的单程系统

-设定水仓封隔器(例如，用导线运行，与深度相关，设定水仓封隔器)

-打孔间隔

-构成外柱组件，包括：

密封组件，

砂石过滤器(短的长度10-60英尺)

具有闭合管的砾石充填开口壳体，闭合运转，在两侧具有短延伸部以支持杯形作业工具的闭合管以及泵送操作期间支持作业工具的顶面上的轴环

空管，如果需要隔开，用于隔离目的封隔器，带有用于形成隔离组件的抛光孔，和安装在顶部封隔器下面的打孔剥离器。

-构成作业工具，包括密封、用于形成返出泥浆的环形空间的外部和内部洗井管柱、指示器套筒和Mojave^TM工具，和旋转接头

-构成顶部封隔器组件(包括洗井管柱/作业工具/外柱组件的调整机构、顶部封隔器、延伸部和封隔器调整机构)

-在孔中运行组件

-使用调整球或靠着井底小直径井眼设定砂砾封隔器(例如，Quantum^TM封隔器)

-释放包括Mojave^TM工具的作业工具

-拾起作业工具和拉出Mojave工具，以将通过/不通过轴环定位在第一打孔区域

-如果使用液压调整封隔器，拾起Mojave工具到调整位置并施加调整压力

-第一区域砾石充填

-定位位置

-设定下降重量

-泵送处理

-用卤水暂停运转

-泵送砂石泥浆

-在过滤掉之后，通过泵送流体到环形空间中开始返出

-致动反向阀，以确保没有砂石留在Mojave工具中

-拾起Mojave工具，以定位在第二打孔区的通过/不通过轴环中

-重复上述砾石充填步骤以用于后面区域

-拾起并从孔中拉出

选项III.双行程CoilFRAC^TM系统(在美国专利No.6,446,727中描述的CoilFrac^TM系统，在此引作参考)

-设定水仓封隔器(例如，用导线运行，与深度相关，设定水仓封隔器)

-打孔间隔

-构成外柱组件，包括：

密封组件，

砂石过滤器(短的长度10-60英尺)

具有闭合管的砾石充填开口壳体，闭合运转，在两侧具有短延伸部以支持杯形作业工具的闭合管以及泵送操作期间支持作业工具的顶面上的轴环

空管，如果需要隔开，用于隔离目的、带有抛光孔的杯形封隔器，用于形成隔离组件

-构成洗井管柱/作业工具/外柱组件的顶部封隔器组件(包括调整机构)，包括顶部封隔器、延伸部和封隔器调整机构，

-在孔中运行组件

-调整和顺序

-设定顶部封隔器(例如，用第二球座中的第二球(然后，返出球)或用球和球行进前进器，然后，球落入井底小直径井眼中

-释放作业工具

-泵送出球或返出球

-从孔中拉出

CoilFRAC^TM砾石充填

RU注入头到提升器上

构成由密封、洗井管柱、指示套筒和Mojave^TM组成的Mojave^TM工具组件

在孔中用CoilFRAC^TM Mojave^TM工具组件运行

区域#1砾石充填

定位位置

设定下降重量

泵送处理

用流体暂停运转

泵送砂石泥浆

在滤除之后，致动放卸阀(清洁工具)

将多余的泥浆和/或实施柱倾倒到井底小直径井眼中

如果井底小直径井眼充满砂石，则可替换地，拾起Mojave^TM工具到顶部封隔器并将其放置在上杯不密封的区域中；然后，操作机可以返出多余的泥浆，并向下返回继续处理。

拾起Mojave^TM工具到第二打孔区的过滤器中

通过将工具定位在空部分而关闭放卸阀

-将工具拾起到过滤器的上方以寻找第二位置

-对后面的区域重复砾石充填步骤

-拾起并从孔中拉出

本领域的技术人员将容易理解，在不偏离本发明的精神或基本特征的条件下，本发明可容易地形成其它的具体形式。因此，本实施例仅仅是示意性的，而不是限制性的，本发明的范围用权利要求来限定，而不是前面的描述，因此，在权利要求等同物的含义和范围内的所有改变都包括在本发明范围内。

Claims (30)

1.一种用于处理与一套管交叉的地层的方法，在多个地下区域所述套管被打孔，所述方法包括：

在套管内定位维修/完井衬管组件，所述维修/完井衬管组件具有工具通道并具有多个互相连接的封隔器/指示延伸部工具，所述封隔器/指示延伸部工具隔离各个所述多个地下区域并限定在套管内的多个隔离套管环形区域，每个所述封隔器/指示延伸部工具具有至少一个注入口并具有相对于所述至少一个注入口可移动到开启和关闭位置的滑套阀组件，每个所述封隔器/指示延伸部工具具有井下可转换的指示轴环，所述指示轴环限定内部指示侧面并可选择地转换到“通过”状态，防止井孔处理工具降落在所述内部指示侧面上，以及“不通过”状态，所述“不通过”状态露出所述内部指示侧面以使井作业工具降落到其上；

将井作业工具运行到所述作业/实施衬管组件的所述工具通道中，并到选定的封隔器指示延伸部工具中，并将所述滑套阀组件移到打开位置，并致动选定的井下可转换指示轴环到所述“不通过”状态；

将所述井作业工具降落在选定的井下可转换指示器轴环的所述内部指示侧面上，从而使所述井作业工具经由选定的封隔器/指示延伸部工具的所述至少一个注入口与选定的隔离套管环形区连通；和

从所述井作业工具通过所述至少一个注入口将井孔处理流体注入到各个隔离套管环形空间中，以及通过各个隔离套管环形空间的套管通孔注入到周围的地层中，从而进行井孔处理。

2.如权利要求1所述的方法，其中内部密封装置与所述井作业工具形成密封和滑触关系，所述方法包括：

在所述维修/完井衬管内安装所述内部密封装置；

同时使所述维修/完井衬管和所述内部密封装置运行到所述套管；和

所述井作业工具运行到所述维修/完井衬管中时，形成所述内部密封装置与所述井作业工具的密封。

3.如权利要求1所述的方法，其中内部密封装置与所述井作业工具形成密封和滑触关系，所述方法包括：

在所述维修/完井衬管内安装所述内部密封装置；

在所述维修/完井衬管内组装所述井作业工具，并形成所述内部密封装置与所述井作业工具的密封配合；

运行所述维修/完井衬管，所述内部密封装置和所述井作业工具同时进入所述套管。

4.如权利要求1所述的方法，其中将井孔处理工具运行到所述作业实施衬套组件的工具通道中，并运行到选定的封隔器和指示延伸部工具中，所述方法包括：

相继致动在选定的封隔器和指示延伸部工具上方的所述封隔器/指示延伸部工具到所述“通过”状态，并将所述井孔处理工具移动到选定的封隔器/指示延伸部工具中，并转换选定的封隔器和指示延伸部工具到所述“不通过”状态；和

降落所述井作业工具到所述内部指示侧面。

5.如权利要求1所述的方法，其中包括：

用井作业工具，将选定的“通过/不通过”指示轴环转换到“通过”位置并使所述井作业工具穿过“通过/不通过”指示轴环；

用井作业工具，将选定的隔离套管环状区域的选定“通过/不通过”指示轴环转换到露出所述内部指示侧面以使井作业工具降落的“不通过”状态；

降落所述井作业工具到选定的“通过/不通过”指示轴环的露出内部指示侧面上；和

在与选定的“通过/不通过”指示轴环有关的选定隔离套管环形区内，进行井孔处理操作。

6.如权利要求1所述的方法，其中，每个所述井下可转换的指示轴环具有移动管，所述移动管定义J槽并在所述J槽内具有至少一个移动管移动控制元件，并选择性地控制所述移动管在中间的“不通过”位置处的定位，所述“不通过”位置露出所述内部指示侧面以使工具降落在所述井下可转换的指示轴环内，以及下部“通过”位置，所述“通过”位置防止挡住所述内部指示侧面并防止在所述井下可转换指示轴环内的工具降落，所述转换步骤包括：

形成所述井作业工具与所述移动管的致动连接；

向上和向下运转所述移动管，直到所述J槽和控制元件建立所述移动管的期望定位，即，定位在用于工具降落的所述“不通过”位置，或在使所述井作业工具穿过的所述下部“通过”位置；

所述井作业工具相继通过选定的“通过/不通过”指示轴环，到目的隔离套管环形区；和

用选定的“通过/不通过”指示轴环的所述移动管在所述“不通过”位置处使所述井作业工具降落在内部指示侧面上，以允许对目的隔离套管环形区的处理。

7.如权利要求1所述的方法，其中，每个所述井下可转换指示轴环具有移动管，所述移动管定义J型槽并在所述J槽内具有至少一个管移动控制元件，并控制所述移动管在中间的“不通过”位置处的定位，所述“不通过”位置露出所述内部指示侧面以使工具降落在所述井下可转换的指示轴环内，以及下部“通过”位置，所述“通过”位置挡住所述内部指示侧面并防止在所述井下可转换指示轴环内的工具降落，并且其中一致动套筒组件安装在井作业工具上并提供各具有至少一个指示侧面配合元件的降落和指示套筒件，所述方法包括：

形成所述指示侧面配合件与所述内部移动管致动侧面的可释放连接；

向上和向下移动所述作业工具，并运转所述移动管元件，直到所述移动管由所述位置控制元件和所述J槽位于所述中间的“不通过”位置；和

移动所述井孔处理工具，直到所述指示侧面配合元件形成与所述内部指示侧面的降落和指示配合。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述滑套阀组件具有阀壳体，所述阀壳体定义了所述注入口和滑套阀元件，所述滑套阀元件在所述阀壳体内在开启和关闭位置之间是线性可移动的，并具有内部阀管致动侧面，移动所述滑套阀组件的所述步骤包括：

在向下移动期间，所述内部管致动侧面与所述井作业工具配合，并将所述滑动套筒阀元件移动到所述开启位置；

继续向下移动并降落所述井作业工具；和

当期望所述滑动套筒阀元件闭合时，向上移动所述井作业工具并与所述内管致动侧面形成配合，继续向上移动所述井作业工具并将所述滑动套筒阀元件移动到所述闭合位置。

9.用于处理与一套管交叉的地层的设备，在多个地下区域所述套管被打孔，所述设备包括：

一维修/完井衬管，所述维修/完井衬管具有隔离所述多个地下区域的每一个的多个互相连接的封隔器/指示延伸部工具，并定义了在套管内的多个隔离套管环形区域，所述维修/完井衬管组件定义了作业工具通道；

所述互相连接的封隔器/指示延伸部工具，每个所述封隔器/指示延伸部工具都具有流体注入口，以及相对于所述流体注入口可移动到开启和闭合位置的滑套阀组件，每个所述封隔器/指示延伸部工具具有井下可转换指示轴环机构，所述指示轴环机构定义内部指示侧面，并具有防止井作业工具在所述内部指示侧面上降落的“通过”状态，和露出所述内部指示侧面以降落井孔处理工具的“不通过”状态；和

井作业工具，所述井作业工具适于运送到并通过所述作业工具通道，并具有致动套筒，所述致动套筒适于选择地转换所述井下可转换指示轴环组件到所述“通过”状态和所述“不通过”状态的致动。

10.如权利要求9所述的设备，其中包括：

所述维修/完井衬管内的内部密封装置，当所述井作业工具位于所述作业工具通道内时，所述内部密封装置与所述井作业工具形成密封和滑触配合。

11.如权利要求10所述的设备，其中：

所述维修/完井衬管、所述内部密封装置和所述井作业工具在表面组装并同时运行到套管中；并且

一作业工具导管柱向下与所述井作业工具连接。

12.如权利要求9所述的设备，其中包括：

一闩锁件，可释放地将所述滑套阀组件锁在所述开启和闭合位置，并通过由所述井作业工具施加预定的线性力而可从锁住状态释放。

13.如权利要求9所述的设备，其中：

致动套筒安装到所述井作业工具，并选择性地致动所述滑套阀组件到所述开启和闭合位置。

14.如权利要求13所述的设备，其中包括：

一移动管，所述移动管在所述指示轴环组件内可移动到“通过”位置，所述“通过”位置防止所述作业工具降落在所述内部指示侧面上，和“不通过”位置，所述“不通过”位置露出所述内部指示侧面以将作业工具降落在其上；和

所述致动套筒选择性地形成与所述滑套阀组件和用于致动移动的所述移动管的致动配合。

15.如权利要求9所述的设备，其中：

所述滑套阀组件具有管状阀壳体，所述管状阀壳体限定所述注入口并限定内部隔开的闩锁凹槽；

滑套阀元件在所述管状阀壳体内可移动到允许流体流过所述注入口的开启位置和阻止流过所述注入口的闭合位置；并且

闩锁件安装到所述滑套阀元件，并与各闩锁凹槽在所述滑套阀元件的所述开启和闭合位置形成可释放的保持配合，通过由所述井作业工具施加的预定阀释放力，所述闩锁件从各闩锁凹槽中释放。

16.如权利要求9所述的设备，其中，所述井下可转换指示轴环组件包括：

定义内部指示侧面的一管状指示轴环；

一移动管，所述移动管在其中确定J槽并在所述管状指示轴环内可移动到建立所述“通过”和“不通过”状态的位置；和

至少一个管控制件，所述管控制件在所述管状指示轴环内突出，并具有控制与所述移动管配合的条件。

17.如权利要求16所述的设备，其中包括：

至少一个致动侧面，所述致动侧面限定在所述移动管内，并通过所述井作业工具可释放地进行移动控制，所述井作业工具选择性地由所述井作业工具运转，以使移动管运转到所述“通过”和“不通过”状态。

18.如权利要求16所述的设备，其中包括：

由所述指示轴环限定的一环状内座；和

一环状移动管控制元件，所述环状移动管控制元件位于所述环状内座内，并支撑在所述J槽内的至少一个控制销，并控制所述移动管到所述“通过”和“不通过”状态的旋转和线性移动。

19.如权利要求9所述的设备，其中：

所述井作业工具具有足够长度，以延伸所述作业实施衬套组件的长度，并具有上封隔器元件和隔离洗井管柱；

一井作业机构安装到所述隔离洗井管柱上，并具有在所述作业实施衬套组件内的期望位置处选择性密封的隔离密封组件，所述井孔处理工具还具有限定工具指示侧面的放下指示轴环；

一环形内座限定在所述放下指示轴环内；

一移动管控制元件位于所述环形内座内并具有至少一个控制凸起部；并且

所述致动套筒是具有外部J槽的移动管件，所述控制凸起容纳在所述J槽中，所述J槽控制所述移动管件到“通过”位置和“不通过”位置的旋转和线性位置移动，“通过”位置允许所述井作业工具降落在所述内部指示侧面上，“不通过”位置防止所述井作用工具降落在所述内部指示侧面上。

20.如权利要求9所述的设备，其中包括：

定义环形内管致动侧面的所述移动管件；和

一致动和降落套筒组件，所述致动和降落套筒组件由所述井孔处理工具支撑并具有多个套筒件，多个套筒件中的每个都限定槽侧面，所述槽侧面用于与所述环形内管致动侧面运转配合以及用于与所述内部指示侧面降落配合。

21.如权利要求20所述的设备，其中，所述致动和降落套筒组件包括：

安装到所述井孔处理工具的一管状套筒支撑件；

多个套筒致动件，所述多个套筒致动件中的每个都是伸长的、弯曲的结构，并具有类弹簧特性并具有设置成与所述管状套筒支撑件为不可动关系的第一端，和设置成与所述管状套筒支撑件为可动关系的第二端，在所述井作业工具移动期间，所述多个套筒致动件响应于与所述封隔器/指示延伸部工具的内表面的配合而径向可膨胀和可收缩；和

套筒件，所述套筒件设置在所述多个套筒致动件中间，并具有用于与所述内部指示侧面降落配合的槽侧面。

22.用于处理与套管交叉的地层的设备，在多个地下区域所述套管被打孔，所述设备包括：

维修/完井衬管组件，所述维修/完井衬管组件具有多个互相连接的封隔器和指示延伸部工具，所述封隔器和指示延伸部工具用于在套管内密封并隔离所述多个地下区域的每一个并确定套管内的多个隔离套管环形区，所述维修/完井衬管组件定义作业工具通道；

所述互相连接的封隔器和延伸部工具，每个所述互相连接的封隔器和延伸部工具都具有定义流体注入口的套筒阀主体和在所述套筒阀主体内可移动并定义注入口的滑套阀，所述滑套阀可移动到与所述注入口对准的开启位置和阻塞所述注入口并防止流体流动的闭合位置；

所述封隔器/指示延伸部工具，每个所述封隔器/指示延伸部工具都具有定义内部指示侧面的井下可转换指示轴环机构；

在每个所述井下可转换指示轴环机构内的转换机构，所述转换机构具有移动管件，所述移动管件可移动到建立防止井孔处理工具降落到所述指示侧面上的“通过”状态的位置，以及露出所述内部指示侧面以降落所述井孔处理工具到其上的“不通过”状态的位置；和

井作业工具，所述井作业工具适于运送到并通过所述作业工具通道，并具有致动套筒，所述致动套筒适于选择性地将所述滑套阀移动到所述开启和闭合位置，并用于转换所述井下可转换指示轴环组件的所述移动管件到所述“通过”状态和所述“不通过”状态的致动。

23.如权利要求22所述的设备，其中：

一闩锁件可释放地将所述滑套阀组件锁在所述开启和闭合位置，并通过由所述井作业工具施加预定的线性力可从锁住状态释放；并且

致动套筒安装到所述井作业工具，并选择性地致动所述滑套阀组件到所述开启和闭合位置。

24.如权利要求23所述的设备，其中：

一移动管在所述指示轴环组件内可移动到“通过”位置，所述“通过”位置防止所述作业工具降落在所述内部指示侧面上，和“不通过”位置，所述“不通过”位置露出所述内部指示侧面以降落作业工具到其上；并且

所述致动套筒选择性地形成与所述滑套阀组件和用于致动移动的所述移动管的致动配合。

25.如权利要求22所述的设备，其中：

所述滑套阀组件具有定义所述注入口和定义内部隔开的闩锁凹槽的管状阀壳体；

一滑套阀元件在所述管状阀壳体内可移动到允许流体流过所述注入口的开启位置和阻止流过所述注入口的闭合位置；并且

一闩锁件安装到所述滑套阀元件，并与各个闩锁凹槽在所述滑套阀元件的所述开启和闭合位置形成可释放的保持配合，通过由所述井作业工具施加的预定阀释放力，所述闩锁件从各个闩锁凹槽中释放。

26.如权利要求22所述的设备，其中，所述井下可转换指示轴环组件包括：

定义内部指示侧面的一管状指示轴环；

一移动管，所述移动管在其中确定J槽并在所述管状指示轴环内可移动到形成所述“通过”和“不通过”状态的位置；和

至少一个管控制件，所述管控制件在所述管状指示轴环内突出，并具有控制与所述移动管配合的条件；和

至少一个致动侧面，所述致动侧面限定在所述移动管内并由所述井作业工具进行可释放地移动控制，所述井作业工具由所述井作业工具可选择地运转以将所述移动管运转到所述“通过”和“不通过”位置。

27.如权利要求26所述的设备，其中包括：

由所述指示轴环确定的一环状内座；和

一环状移动管控制元件，所述移动管控制元件位于所述环状内座内，并支撑所述J槽内的至少一个控制销，并控制所述移动管到所述“通过”和“不通过”状态的旋转和线性移动。

28.如权利要求22所述的设备，其中：

所述井作业工具具有足够长度，以延伸所述作业实施衬套组件的长度，并具有上封隔器元件和隔离洗井管柱；

一井作业机构安装到所述隔离洗井管柱，并具有隔离密封组件，所述隔离密封组件用于在所述作业实施衬套组件内的期望位置进行选择性的密封，所述井孔处理工具还具有限定工具指示侧面的放下指示轴环；

一环形内座限定在所述放下指示轴环内；

一移动管控制元件位于所述环形内座内并且在其上具有至少一个控制凸起；并且

所述致动套筒是具有外部J槽的移动管件，所述控制凸起容纳在所述J槽中，所述J槽控制所述移动管件到“通过”位置和“不通过”位置的旋转和线性位置移动，所述“通过”位置允许所述井作业工具降落在所述内部指示侧面上，所述“不通过”位置防止所述井作用工具降落在所述内部指示侧面上。

29.如权利要求22所述的设备，其中包括：

限定环形内管致动侧面的所述移动管件；和

一致动和降落套筒组件，所述致动和降落套筒组件由所述井孔处理工具支撑并具有多个套筒件，所述多个套筒件中的每个限定槽侧面，从而与所述环形内管致动侧面运转配合以及与所述内部指示侧面降落配合。

30.如权利要求29所述的设备，其中，所述致动和降落套筒组件包括：

安装到所述井孔处理工具的一管状套筒支撑件；

多个套筒致动件，所述多个套筒致动件中的每个都是伸长的、弯曲的结构，并具有类弹簧特性并具有设置成与所述管状套筒支撑件为不可动关系的第一端，和设置成与所述管状套筒支撑件为可动关系的第二端，在所述井作业工具移动期间，所述多个套筒致动件响应于与所述封隔器/指示延伸部工具的内表面的配合而径向可膨胀和可收缩；和

套筒件，所述套筒件设置在所述多个套筒致动件中间，并具有用于与所述内部指示侧面降落配合的槽侧面。

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