CN104053854A - 用于控制井下装置的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于控制井中井下装置的设备具有主体，所述主体具有控制槽和可在槽内移动的销。所述槽具有第一停用环路和第二启用环路，在第一停用环路中销可在不同的闲置配置之间循环，而在第二启用环路中，销可在对应于井下装置的启用和停用配置的不同配置之间移动。销可在所述第一和第二环路之间进行切换，并且可在不同的配置之间循环，而无需在不同的环路之间进行切换。所述槽可设置于活塞上，且活塞在所述孔内的轴向移动可驱动销和槽的相对移动。

Description

用于控制井下装置的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于控制井下装置的设备和方法。

背景技术

从地面对井下阀和其它工具的操作进行控制是有必要的。在对井眼进行钻孔、操作和维护的不同阶段经常需要打开和关闭阀或其它井下工具，因此需要实现在井中远程打开和关闭阀的控制器。

井下装置的启用和停用通常涉及诸如从表面落下启用球或停用球的步骤。这些方法的一个缺陷是将球从表面落下和将球降落到指定工具座上之间的时间在该方法中是一个可变因素。对于很长的井而言，例如可花费长达40分钟来将工具打开以及另外的40分钟来将第二球降落以便将工具关闭。这些方法还限制可能的打开/关闭周期的数目，因为可被降落并保持在球捕捉器(ball catcher)内的球数目是有限的，并且一旦球捕捉器装满，则工具必须被拉回到表面以及在工具可被重新设置之前必须清空球捕捉器。

此外众所周知的是利用井眼中流体传递的压力变化来控制井内的工具，所述流体使得套筒以短程往复方式相对于销轴向移动。这种布置通常被称为J形槽装置，因为套筒以销在其内移动的J形槽开槽。使得套筒相对于固定销旋转，所述固定销受限以便沿着所述J形槽行进。当压力增加时，套筒向下移动，销在槽内处于一个位置下，比如在此位置时阀被打开，而当压力减小时，套筒相对于销向上移动，所述套筒被引导到销和槽的另一相对位置内，在此位置时阀可关闭。槽可围绕套筒形成为环路，环路的两端连接，因此套筒持续围绕其轴线移动，相继地打开和关闭阀。作用于套筒上的压力可以是井眼压力，或者可以是控制线的压力。

发明内容

根据本发明，提供用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的一种设备，所述设备具有主体，所述主体包括与销接合的控制槽，控制槽和销设置于可相对于彼此移动的单独部件上，这样销相对于控制槽的移动将井下装置在启用和停用状态之间切换，所述槽具有第一环路，在所述第一环路中销可在销和槽的其中停用所述装置的不同闲置配置之间移动，所述槽还具有围绕主体相对于第一环路间隔开的单独的第二环路，以及其中所述销可在所述第二环路中在销和槽的对应于井下装置的启用和停用配置的不同配置之间移动，并且其中所述销可在第一环路和第二环路之间切换，并且其中所述销可在第一环路和第二环路中的每个环路内的不同的配置之间循环，而无需在第一环路和第二环路之间进行切换。

本发明还提供用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的一种方法，所述设备具有主体，所述方法包括在可相对移动的单独组件上设置控制槽和销，这样所述槽接合销，以及所述销和槽可相对于彼此移动，以及使得销相对于槽移动以便将所述井下装置在启用和停用状态之间切换，其中所述方法包括使得所述销在所述槽的第一环路内移动，其中所述环路限定销和槽的所述装置被停用的不同闲置配置，以及使得销在槽的围绕主体相对于第一环路间隔开的单独的第二环路内移动，其中所述第二环路限定销和槽的对应于井下装置的启用和停用配置的不同配置，并且其中所述方法包括使得所述销在第一环路和第二环路之间切换以及使得所述销在第一环路和第二环路中的每个环路内的不同的配置之间循环的步骤，而无需在第一环路和第二环路之间进行切换。

通常情况下，销可保持在第一环路和第二环路之一内，而无需在它们之间进行切换，在每条环路内在销和槽的不同配置之间移动。通常情况下，销在每条环路内在销和槽的不同配置之间重复地循环，重复地从一个配置移动到另一个配置直到在环路之间进行切换。通常情况下，销从第一和第二环路中的每一个环路的起点循环到环路内的第二位置，并返回到同一环路的起点。第一和第二环路可连接到可具有相同或不同功能的第三或另外的环路或轨道。相应地，这种第三和另外的环路可任选地允许以与第一和第二环路相同的方式循环，但倘若第一和第二环路允许循环，则对于其它环路或轨道而言没有必要这样做。

通常情况下，槽的几何形状将销的移动约束在环路之一内，直到进行切换。

通常情况下，每条环路包括第一轨道和第二轨道，其中所述第二轨道使得销返回到第一轨道的起点。通常情况下，销在两个轨道内通常以相反的轴向方向移动。通常情况下，销可在第二返回轨道上在第一和第二环路之间进行切换。通常情况下，通过将销相对于槽的轴向移动方向反向实现切换，通常这一反向是通过将开槽套筒移动的轴向方向反向而实现。通常情况下，当销处于第二返回轨道的过渡部分内时完成切换，通常此时销刚通过通往下一环路的接头(通常情况下，Y形接头)。通常情况下Y形接头倒置，当销处于Y的、离开Y的连接上部分支之间的接头的合并干线内时，完成环路之间的切换。通常情况下，Y的两个分支是不同的相应环路的部分。通常情况下，分支之一(例如连接到第二环路上的分支)与Y的干线轴向对准。

通常情况下，所述主体包括活塞，其响应于井内的压力变化，并响应于所述压力变化在设备内的孔中轴向移动。通常情况下活塞在该孔中的轴向移动驱动销和槽之间的相对移动。

通常情况下，槽可设置于相对于主体移动的套筒上，且销可设置于主体上，但在其它实施例中，套筒可具有销并且槽可设置于主体上。通常情况下，套筒可与活塞一体地形成。从而活塞可任选具有槽，或者所述槽可形成于连接到所述活塞的单独套筒上。

通常情况下，销在两个轨道之间切换之处的第一和第二轨道的起点和终点沿着套筒/活塞在轴向上分隔开，和/或起点和终点可任选地沿周向间隔开，但在某些实施例中，在每一环路内的第一和第二轨道的起点和终点可沿着主体的轴线轴向对准。每个轨道的终点，相应地也是另一轨道的起点，通常形成在槽的拐角处，其引导销在相对于槽的移动方向上发生变化，该终点通常形成止动部，该止动部要求将销相对于槽移动的轴向方向反向。例如，第一轨道可在套筒或活塞的一个端部例如下端部处开始，并可以沿着套筒/活塞(通常情况下利用除了轴向分量之外的侧向或周向分量)向上轴向延伸到以倒置的V形式提供的所述第一轨道的端部，所述端部在套筒/活塞上的与所述第一轨道的起始位置轴向间隔开的位置处，例如在套筒/活塞的顶部处或附近。倒置的V形标志着在所述第一和第二轨道之间的过渡。从倒置V形的顶点，对销进行约束使其沿着第二轨道向下移动。

通常情况下，第一和第二轨道具有第一部分，所述第一部分通常是线性的(例如轴向)且通常平行于轴线(例如主体或套筒和活塞的轴线)布置的，并且其不驱动销和槽组件的相对旋转；和第二部分，所述第二部分通常也具有笔直长度，但也可偏离远离第一部分，因此通常轴向和周向延伸，从而根据第二轨道相对于轴线的偏离角度驱动销和槽组件的旋转(通常相对于固定销驱动所述套筒/活塞)。在一些实施例中，第一直线部分和第二偏离部分可任选地相对于活塞/套筒的主轴线成一定角度。这种实施例也可任选地具有偏离部分，但通常情况下，第二偏离部分与第一直线部分相比设置成处于更大的角度处，以便驱动套筒的比直线部分更大的旋转。通常情况下在整个槽成一定角度(到或大或小的程度)的情况下，则销通过槽的移动将驱动活塞围绕其轴线的持续旋转，且通常情况下旋转的程度根据槽的直线部分和偏离部分相对于所述轴线的角度来变化。

通常情况下，当销处于第二返回轨道的过渡部分内时完成切换。第二返回轨道的过渡部分通常情况下是轴向部分。通常情况下，通过将销在槽的轴向部分内的移动方向反向而触发切换。通常情况下，轴向过渡部分邻近槽中的Y接头，在两个环路之间，并且通常情况下销在槽过渡部分内的移动反向使得销从一个环路移动到另一个环路。

通常情况下，槽包括间隔开的每一个具有盲端轨道(通常轴向延伸)的端部部分、通常从设备轴线偏离的偏离部分和轴向过渡部分。通常情况下一个第二(返回)轨道的过渡部分(通常为轴向过渡部分)的至少一部分形成邻近环路的第一(向外)轨道的一部分。

通常情况下，所述设备包括围绕套筒/活塞沿周向间隔开的交替环路。通常情况下环路成对布置。本发明的简单实施例可以仅仅包括一条第一环路和一条第二环路，并且销可以在两个环路之间过渡，在第一环路内闲置，且在另一环路内在启用和停用状态之间切换。然而，在本发明的其它实施例中，可具有多对成对的第一和第二环路，任选沿着套筒或活塞的周边相继交替(例如，第一-第二-第一-第二等)。从而在这种实施例中，销可在第一环路内闲置，切换到第二环路，在第二环路内销可使得装置在启用和停用位置之间移动，然后移动到另一个(任选不同的)第一环路，以便在切换到(任选不同的)第二环路内之前再一次闲置。在一些实施例中可任选地设置2、3、4或更多对第一和第二环路。不同的第一环路可任选地具有相同或不同的特性，但通常情况它们所有的都具有在套筒/活塞的不同位置之间闲置而不启用设备的相同特性。类似地，不同的第二环路可具有相同或不同的特性，并且任选地在不同的第二环路中可发现特性上的更多变化，因为在本发明的一些实施例中这些第二环路可配置成在装置的不同启用状态之间进行切换，例如，一条第二环路可在闭合和打开50％之间切换，而另一个第二环路可在闭合和打开75％之间等进行切换，等等。

在某些实施例中，代替成对布置的第一和第二环路，环路可布置成三个一组，且销可从第一循环到第二到第三，以及通常在返回到第一环路之前任选相继循环到另外的环路，并重复该循环。第三、第四、第五、和相继的环路可任选地选择成对应于装置的相同或不同配置，例如，第二环路可在例如闭合和打开50％之间切换，以及第三环路可在闭合和打开75％等或与第二环路相比的一些不同启用状态之间进行切换，切换之后销可任选地返回到第一环路，或可进入到另一环路或另一系列的环路，所述另一环路或另一系列的环路可任选地具有不同的结构特性，上述结构特性将工具设置成处于不同的配置，所述不同的配置在受控工具上提供不同的功能效果。不同的实施例可任选地在槽的过渡部分处具有不同的配置。

通常情况下销在所述第一轨道内的移动速度不同于销在第二返回轨道内、通常情况下在每条环路内或至少在第二环路内的移动速度。通常情况下，销在槽的第二轨道内比在第一轨道内移动地更慢。销通过第一轨道的移动通常情况下尽可能地快。然而，销通过第二(返回)轨道的移动任选故意放慢以便给触发销在槽的第二轨道内的移动方向反向提供更长的时间间隔。这给在两个环路之间触发过渡提供更长的时间，则通常情况下使用常规的地面设备(诸如地面泵)可更容易地且更准确地完成该过渡。通常情况下，可通过液压装置来控制两个轨道之间的速度差异，例如当使得销在相应的第一和第二轨道内移动时提供适于流体流动的不同流体路径。例如，销可在所述第二轨道内比在第一轨道内移动地更慢，因为迫使销在第二轨道内移动的流体可在流体路径中具有限流器，然而驱动销通过所述第一轨道的流体通常可任选地通过对流体流动阻力更小的、更高容量的路径。任选地，在所述第一和第二轨道中的每一个轨道内的流体流动路径可在结构上相同，而由例如在销通过每一轨道的过程中施加不同压力的功能性步骤控制其速度差异，以便使得与通过第一轨道相比销更慢地通过第二轨道。

任选地，所述第二轨道的不同部分(例如，偏离部分和轴向部分)具有关于销在那些部分中移动的最大可能速度的不同特性，并且在本发明的典型实施例中，与通过轴向部分相比，销可任选地更快地移动通过第二轨道的偏离部分中的至少一个。因此，在销通过槽的移动速度上的这些差异限制允许销快速地移动到在两个环路之间发生过渡的点，然后通过槽过渡区域的受控的、更慢的移动允许花费更长时间(例如几分钟)从地面触发变化以便在相邻环路之间切换销，任选地在销经过可在环路之间进行切换的过渡点之后接着是更快地移动回到第一轨道的起始点。

任选地，速度限制器是流体流量限制器，其中使得销移动通过槽的驱动力是液压，但在其它实施例中采用其它的动力使得所述销移动通过所述槽，则速度限制器可包括其它合适的组件。

任选地，所述设备用于操作阀，例如用于移动套筒/活塞，以便打开或关闭一个或多个端口，进而允许或限制或阻止流体流动，例如在一个循环阀中。任选地，所述设备用于操作切割工具，例如用于移动套筒/活塞，以便使得切割元件从工具主体延伸，例如在诸如下扩孔器的铰孔工具中。所述环路可设置成允许操作员使得流体循环通过工具，但是在第一环路中不会使得切割器扩展。第二环路可配置成在未扩展和部分扩展的切割器位置(即扩展50％)之间移动，以及第三环路可配置成在未扩展和不同的配置(例如扩展100％)之间移动。设备的实施例也可用于使得稳固器的叶片延伸和收回。该设备的许多其它用途也是可能的。

特别有益的是设备允许在不同的闲置配置之间循环而没有必要启用其控制的工具。这允许在柱中的其它压力驱动的工具独立于由本发明实施例控制的设备来操作。此外，其允许结合本发明设备的柱在地面被拆解和组装，以便将立管增加到柱或从柱移除立管，而不影响所述装置的配置，例如无需使得所述装置在非启用、部分启用、或完全启用配置之间进行切换，直到销在由操作员选择和控制的所需时间下在第一环路和第二环路之间进行切换。

通常情况下，所述设备包括通过主体的导管，允许流体通过经过设备的导管。任选地，主体的孔可与其中结合所述设备的柱的孔对准。

通常情况下，活塞可通过主体孔内的流体压力来移动。通常情况下该孔允许流体压力传递通过柱中的设备，以便启用柱中的其它工具。

任选地，套筒/活塞可由弹性装置(诸如弹簧，例如螺旋弹簧)在一个轴向方向上偏置，以及流体压力(或驱动销在槽内移动的其它动力)可克服弹性装置的力在相反的方向上起作用。因此，套筒/活塞可通常在一个方向上例如向上偏置，并且所述设备可任选地通过施加流体压力(或其它动力)以便克服弹性装置的力使得套筒/活塞向下移动来启用。

如将由相关技术领域内的那些技术人员理解的那样，本发明的各个方面可以单独地或与其它方面的一个或多个组合的方式来实施。本发明的各个方面可任选地以与本发明其它方面的任选特征的一个或多个结合的方式来提供。此外，关于一个实施例描述的任选特征通常可以单独地或连同本发明不同实施例中的其它特征一起相组合。

现在将参照附图对本发明的各个实施例和方面进行详细地描述。从本发明的包括附图(示出若干示例性实施例和方面以及实施方式)的整个说明书将容易明了本发明的其它另外方面、特征和优点。因此，本发明能够具有其它和不同的实施例和方面，且其若干细节可在各个方面进行修改，所有这些都不脱离本发明的精神和范围。因此，附图和描述在本质上应被视为是解释说明性的，而并非限制性的。此外，在本文中所使用的术语和措词仅用于描述目的，不应被解释为在范围上进行限制。诸如“包含(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“含有(containing)”或“涉及(involving)”及其变体的语言意旨是广泛性的并且涵盖其后列举的主题、未列举的等同物和附加的主题，且并不意旨排除其它添加物、组分、整体或步骤。类似地，为了适用法律的目的，术语“包括(comprising)”被认为是与术语“包含(including)”或“含有(containing)”是同义的。

文献的任何论述、作用、材料、装置、物品等被包括在说明书中只是为了提供对于本发明而言的上下文。并不暗示或代表形成现有技术基础的一部分的任何或所有这些内容是有关本发明领域内的公知常识。

在本公开中，当组合物、元件或一组元件的前面具有过渡术语“包括(comprising)”时，应当理解我们还设想到在陈述组合、元件或元件组之前具有过渡术语“基本上由……构成”、“由……构成”、“选自于由……构成的组”、“包含(including)”或“是(is)”的相同组合、元件或元件组，反之亦然。

在本公开中的所有数值都理解为由“约”修饰。本文中所述的元件或任何其它组件的所有单数形式应理解为包括其复数形式，反之亦然。

附图说明

在附图中：

图1是结合了根据本发明设备的第一循环工具处于第一闭合配置下的侧剖视图，在所述第一闭合配置下销处于第一环路中而循环工具闭合；

图2是图1所示循环工具处于第二闭合配置下的侧剖视图，在所述第二闭合配置下销仍处于第一环路内以及循环工具再次闭合；

图3是图1所示循环工具处于第三过渡配置下的侧剖视图，在所述第三过渡配置下销将要过渡到第二环路内；

图4是图1所示循环工具处于第一打开配置下的侧剖视图，在所述第一打开配置下销处于第二环路内以及循环工具打开；

图5是类似于图2的侧剖视图，其中循环工具处于闭合配置下，但在所述闭合配置下销处于第二环路内；

图6是类似于图4的侧剖视图，其中循环工具处于打开配置下，但在所述打开配置下销处于第二环路内；

图7是类似于图3的侧剖视图，其中销将要切换到相邻的第一环路内；

图8是图1所示设备的槽的示意性平面视图，就好似活塞表面沿着图9的线A-A轴向剖开并展开成一个平面；

图9是示出剖开线A-A的图1所示设备的活塞的透视图；

图10是结合了根据本发明设备的第二循环工具处于第一闭合配置下的侧剖视图，在所述第一闭合配置下销处于第一环路中，孔压力是低的，而循环工具闭合；

图11是图10所示循环工具处于第二闭合配置下的侧剖视图，在所述第二闭合配置下销仍处于第一环路内，孔压力是高的，以及循环工具再次闭合；

图12是图10所示循环工具处于第三过渡配置下的侧剖视图，在所述第三过渡配置下压力逐渐减小，销将要从第一环路过渡到第二环路内；

图13是图10所示循环工具处于第一打开配置下的侧剖视图，在所述第一打开配置下销处于第二环路内，压力是高的，以及循环工具打开，允许流体循环；

图14是类似于图11的侧剖视图，其中循环工具在低的孔压力下处于闭合配置下，但在所述闭合配置下销处于第二环路内；

图15是类似于图12的侧剖视图，其中压力减小以及销将要切换到相邻的第一环路内；

图16是结合了根据本发明设备的第三循环工具处于第一闭合配置下的侧剖视图，在所述第一闭合配置下销处于第一环路中，孔压力是低的，而循环工具闭合，其中通过工具的内部通道打开；

图17是图16所示循环工具处于第二闭合配置下的侧剖视图，在所述第二闭合配置下销仍处于第一环路内，孔压力是高的，以及循环工具再次闭合，其中通过工具的内部通道打开；

图18是图16所示循环工具处于第一打开配置下的侧剖视图，在所述第一打开配置下所述销已经移动到第二环路内，压力是高的，以及循环工具打开，允许流体循环，并且其中通过工具的内部通道闭合；

图19是铰孔工具处于第一闭合配置下的侧剖视图，在所述第一闭合配置下销处于第一环路内，孔压力是低的，切割器缩回，并且循环端口闭合；

图20是图19所示工具处于第二闭合配置下的侧剖视图，在所述第二闭合配置下销仍处于第一环路内，孔压力是高的，切割器缩回，并且循环端口闭合；

图21是图19所示工具处于第一打开配置下的侧剖视图，在所述第一打开配置下销处于第二环路内，孔压力是高的，切割器延伸，并且循环端口打开；

图22是图19所示工具的侧剖视图，在所述闭合配置下切割器处于低的孔压力下，但是在所述闭合配置下销处于第二环路内，以及切割器缩回，并且循环端口闭合；

图23是变型的铰孔工具处于第一闭合配置下的侧剖视图，在所述第一闭合配置下销处于第一环路内，孔压力是低的，切割器缩回，并且循环端口闭合；

图24是图23所示工具处于第二闭合配置下的侧剖视图，在所述第二闭合配置下销仍处于第一环路内，孔压力是高的，切割器缩回，并且循环端口闭合；

图25是图23所示工具处于第一打开配置下的侧剖视图，在所述第一打开配置下销处于第二环路内，孔压力是高的，切割器延伸，并且循环端口打开；

图26是图23所示工具的侧剖视图，在所述闭合配置下切割器处于低的孔压力下，但是在所述闭合配置下销处于第二环路内，以及切割器缩回，并且循环端口闭合；

图27-29示出类似于图8的活塞的三幅视图，示出可在图1所示装置中使用的不同活塞设计中使用的槽的替代性变型；

图30a和图30b以剖视图和局部侧视图示出处于第一停用配置下的工具的另一实例，其中没有压力施加到所述工具，且销处于第一(停用)环路内；

图31a和图31b示出了图30所示工具在一定压力下处于第二停用配置下的类似视图，其中销处于第一环路内；

图32a和图32b示出了图30所示工具处于第一启用配置下的类似视图，其中工具处于一定压力下以及销处于第二(启用)环路内；以及

图33a和图33b示出类似视图，其中工具未处于一定压力下且销处于第二环路内。

具体实施方式

现在参照附图，图1以横截面视图示出根据本发明用于控制井下工具的设备的第一实例。图1所示设备包括控制辅助部分(control sub)1，其具有主体5，所述主体5具有在相应的端部处适于将主体5连接到油井或天然气井的柱内的公母接头连接。通常情况下该柱可包括在控制设备1的上方和下方首尾相连的若干管状装置。如附图中所示，在该实例中，设备1在柱中连接，这样主体5的左侧端部沿着孔向下最远，而所述主体5的右侧端部更靠近地面，但在其它实例中可采用不同的布置。主体5具有中心孔5b，其具有三个面朝上的台肩，邻近上端部的第一台肩6u，邻近下端部的第二台肩6l，以及较小的中间台肩6m。孔5b在所述主体5的两个端部之间通过，允许流体通过主体5。流管10轴向延伸通过所述主体5，与孔5b的主轴线共轴，并且具有受限的内径，类似于在下部台阶(lower step)6l下方的孔5b的内径。流管在流管10的底部处在其外表面上密封，且通常情况下旋拧并密封到在下部台阶6l下方的孔5b狭道(throat)内的内螺纹内，并在其上端部处通过接合轴环12的夹头或簧环保持在适当的位置，所述夹头或簧环通常旋拧到在第一台阶6u上方的孔5b的较大直径部段的内表面上的内螺纹内。因此，流管10通常同轴地固定在孔5b内。代替螺纹，流管10可任选地通过夹头或簧环布置而连接在内孔中。在该实例中，流管10通常只在底部处机械地旋拧到主体5内，并在顶部处由轴环12保持，但是替代性地，其可由在每一端部或任一端部处的螺纹或夹头来保持。

流管10在流管10的外表面和主体5内的孔5b的内表面之间限定环形空间。在环形空间内，弹簧7设置于工具的下部部分内。弹簧7降至最低位于下部台阶6l的面朝上的表面上。通常情况下，弹簧7由在环形空间内在弹簧7上方以及环绕所述流管10上部部分的活塞20设置保持处于压缩状态。弹簧7在下部台阶6l的面朝上表面和活塞20的面朝下表面之间的压缩在环形空间内将活塞20向上推动，抵靠轴环12的下表面对其进行压缩。弹簧7的力在其图1中所示的扩展配置下通常选择成相对较弱，并且弹簧力设计成允许在活塞20上方的环形空间内的流体压力克服弹簧7的力，并允许活塞20在环形空间内轴向移动，如将在下面进行描述的那样。活塞20通常在其内表面和外表面上密封，以确保其随着流体的力在环形空间内移动，防止流体通过。活塞在环形空间内的用于压缩弹簧的滑动移动通常将活塞下方的流体通过排放端口8排出，这有助于避免锁定活塞。

主体具有若干周向间隔开的循环端口30，其布置在相同的轴向位置处，但在围绕主体5的不同周向位置处。这些端口与通过流管10壁的端口11轴向对准。循环端口30延伸通过主体5的壁，并且在某些情况下允许主体的孔5b和主体5的外表面之间的流体连通。然而，在图1中所示的位置下，端口30的内表面(以及端口11的外表面)由活塞20封闭，所述活塞20在端口11和30的轴向位置的上方和下方进行密封，从而当活塞20处于图1中所示的位置下时防止主体的孔5b和外侧之间的流体连通。

活塞20具有一组沿周向间隔开的端口25，其与主体5内的循环端口30具有相同的周向间隔。流管10还具有围绕其周边间隔开的多个端口11。在其它实例中，在流管10中的端口11周向间隔开的模式可以与主体5中的端口30的间隔模式相同或不同。在该实例中，端口11与端口30对准。然而，在流管10中的端口11的轴向位置是如此的，以至于只有当活塞20的下表面降至最低位于台肩6m上时，活塞20中的端口25与端口11轴向对准。活塞20上的端口25类似地布置于活塞上的共同轴向位置处。因此活塞20的用于压缩弹簧的沿着孔5b向下滑动的移动使得活塞20中的端口25与在主体5中的端口30轴向对准，并且端口11通过流管10，这使得用于使得主体5的孔5b和主体的外表面之间流体连通的流动路径打开。

活塞20在孔5b内的移动通过销和槽布置调节，所述销和槽布置限制活塞20在孔5b内的轴向移动范围，并引导活塞围绕其轴线旋转。活塞20为具有轴向孔的套筒形式，并且在该实例中，控制槽形成于活塞的外表面上。在图8中示出销和槽的布置。在该实例中，销40通过侧向通过主体5侧壁的螺纹孔插入，并延伸到所述孔内一短距离，当活塞20上下移动时，所述短距离足以接合槽50并足以将销40保持在槽50内。槽50通常设置于活塞20的外表面上。在替代性实施例中，槽可设置于可单独连接到所述活塞上的单独套筒上，或替代性地，活塞可设有销，所述销侧向向外延伸到设置于孔的内表面上或设置于与孔连接的单独套筒上的面向内的槽。销和槽布置可设置于设备的辅助部分1上，但这不是必须的，并且销和槽布置可设置于单独的组件上。

在辅助部分1中的槽50具有至少两个环路，即，槽具有：第一环路，其允许销40在限定活塞20的两个不同闭合配置的不同配置之间移动，其中通过活塞的端口25不与通过主体5的端口30和通过流管10的端口11对准，并且不发生流体连通；以及第二环路，在第二环路内销40在槽50内的对应于活塞20不同配置之间的两个不同位置之间循环，其中在活塞20的不同配置之间允许或禁止通过端口30的流体流动。销40可在操作员选择的时间下在两个环路之间进行切换，如现在将描述的那样，但还允许在每一环路上的两个配置之间重复循环，而没有必要在两个环路之间进行切换，直到操作员选择这样做。因此，装置可在不同的停用配置之间循环，其中在这两种配置下，外侧端口30闭合且不发生通过它们的流体连通；但在操作员选择的时间下，销和槽布置可切换成沿着通过第二环路的销的轨道行进，并允许打开和闭合外侧端口30。

孔5b中的流体压力通过在轴向方向上通过轴环12的轴向端口12p连通到活塞20，由此在孔5b和在流管10和孔5b内表面之间的环形空间之间提供流体连通路径。活塞20的内表面和外表面在端口25的上方和下方密封。因此，孔5b内的压力变化通过端口12p传递到活塞20的上表面，从而使得活塞20响应于压力变化而轴向滑动移动，例如以便当压力足够高以克服弹簧力时压缩弹簧7。活塞围绕流管10的旋转通过销40在槽50内的约束来控制，其以凸轮的方式带动活塞。

图1示出了控制辅助部分1的静止位置，在该静止位置下孔5b不受到压力，并且弹簧7沿着环形空间向上推动活塞20抵靠轴环12的下端部。约束活塞20防止进一步轴向移动的反作用力通常由轴环12提供；虽然如图1中所示销40处于活塞20外表面上的槽50的底部端部处，通常情况下，槽50的长度设计成使得保持活塞20的力由将轴环12固定在主体5内孔上适当位置的螺纹保持，并且销40可简单地设计成引导活塞20的旋转，而不是当压力高时还需要保持活塞20抵抗轴向移动。通常情况下，弹簧力相对较弱(在最小压缩下为约300ftlb以及在最大压缩下为1000ftlb)。当孔5b内的压力增加时，流体压力通过端口12p连通，其将活塞20在环形空间内向下推动，如图2中所示。

如参照图8最佳看到的那样，销40在槽50的盲端轴向部分的下端部处在图8上的点P1处开始。当活塞20相对于固定销40开始向下移动时，销40沿着轴向部分的盲端轴向向上行进，并进入偏离部分1d，这当销40沿着逆时针方向通过偏离部分时导致活塞20相对于固定销40沿着顺时针方向旋转。另一轴向部分使得旋转停止，但引导活塞20的轴向移动，直到槽50进入另一偏离部分1d'，此时在顺时针方向上朝向槽的在位置P2处终止的另一盲端轴向部分行进，对应于图2中所示的槽40的位置。销40从第一盲端轴向孔、通过第一逆时针方向的偏离部分1d、通过第一轴向过渡部分到达第二偏离的顺时针方向的轨道1d'并最终通向在P2处的第二盲端轴向孔的轨道是槽50第一环路的第一轨道。

在图2中所示的位置下，销40行进到第一环路中的第一轨道的在图8中所示的位置P2处终止的上端部。在该位置处，限制活塞防止进一步的轴向向上移动。因此端口25不与端口11，30配准，以及不发生流体循环。当孔5b内的流体压力减小时，例如，通过降低在地面上的泵的作用，弹簧7的力最终能够克服流体压力，并迫使活塞20向回沿着环形空间向上移动，这样销40开始沿着槽50向下移动。从位置P2开始，其中如图2中所示销40位于槽50内，销40沿着盲端轴向槽向下行进，但不进入第一轨道1d'的偏离部分，而是进入第一环路的第二轨道或返回轨道的偏离部分2d内。第一环路的第二(或返回)轨道包括逆时针方向延伸的第一偏离部段2d、轴向部段以及第二偏离部段2d'，所述第二偏离部段2d'在顺时针方向上返回并在P1处与对应于第一轨道的盲端轴向部分会聚，其中销40在图1中在P1处开始其行程。假设活塞20继续向上移动，这样销沿着第二返回轨道继续向下行进，销40将循环回到在P1处的起始位置，准备通过所述第一轨道的另一个循环。辅助部分1可以这种方式在环路的两个轨道内重复地循环，对于任意数量的所需循环而言加压和减压，但不启用所述工具。这是有用的，因为通常情况下其有必要不时地停止在地面处的泵，例如以便进行组装柱，以便增加另一立管，或者以便移除一个立管。因此，通过根据当前实例的设备，可在地面处启用和停用所述泵以便将任何数量的管长度添加到柱或从柱移除任何数量的管长度，而不会影响由辅助部分1所控制的工具的启用或停用，其原因在于销简单地在环路的两条轨道内循环，其中槽的两个端部对应于工具的停用配置。

上述的第一和第二轨道构成第一环路，并允许销40如所需那样多次循环通过第一环路，以便在地面处进行各种连接或断开它们，而不会启用或停用由辅助部分1控制的井下工具。

当辅助部分1准备打开循环端口30时，销40循环通过第一轨道从位置P1到达P2，如同图1和图2之间的过渡所示，并处于第一环路的返回或第二轨道内，销从第一环路切换到第二环路。这在第一环路的第二轨道上进行，并且具体地，在该实例中，当销40从第二轨道的第一偏离部分出现时且在其离开第二偏离轨道之前，以便重新进入到对应于起始位置P1的第一轴向轨道。在第一偏离部分的端部和第二偏离部分的端部之间的该过渡区域P3中的某些点处，通常情况下通过在地面处切换或调节泵，例如增加其活动水平以便使得活塞20在环形空间内改变轴向方向而使得套筒/活塞的移动方向反向。在该点P3处，活塞20不是沿着在第一偏离部分的端部和第二偏离部分的端部之间的过渡区域中的第二轨道向下移动，而是开始在该环形空间内向下移动，并且销40相应地沿着槽50的过渡部分向上移动。在所述第二轨道的轴向部分的顶部处，所述第二轨道分支成Y形接头，其一个分支偏离以便形成第一环路中第二轨道的第一偏离部分，而另一分支(其通常与轴向部分轴向对准)通向第二环路。由于槽的几何形状，当销40沿着过渡部分向上移动时，其行进到第二环路内，并且不返回到第一环路的第二轨道的偏离部分2d内。因此，销40行进通过第二环路的偏离部段到达在对应于图4中所示的辅助部分1位置的较长轴向轨道端部处的位置P4。在P4处的较长轴向轨道允许活塞20沿着环形空间向下的较长轴向行程，直到其降至最低位于中间台阶6m上，所述中间台阶6m形成活塞止动台肩，且在该点处活塞20可以不再向下轴向移动。在同一点处，销40位于位置P4处，且如图4中所示处于槽的最顶部或其附近，但反作用于流体压力的作用力通常由台阶6m施加而不是完全由销40保持(尽管其可能是这种情况)。在该位置P4处，端口11、25和30轴向对准，从而允许在所述流管内孔之间的流体连通，通过流管端口11、活塞端口25、并通过主体端口30，到达工具的外侧，如图4中所示。任选地，端口11在周向上也可与端口25和30对准，但这不是必须的。这允许流体从控制辅助部分1上方的孔5b循环通过端口以便使得流体以高压力循环，这对于保持碎屑循环是有用的，从而使得它们能够重新回到地面。在该路径上以高压力下继续循环允许体现本发明的循环辅助部分来将在主体5外侧和井孔内表面之间的环形空间内的例如钻屑和其它碎屑保持处于悬浮状态，并有助于将其冲洗回到地面。

当循环操作已经完成且在循环将被停止时，在地面关闭泵(或以其它方式调节)，并且通过使得销沿着第二环路的第二(或返回)轨道移动，所述弹簧的力使得活塞20返回到图5所示的位置。第二环路的第二(或返回)轨道在结构和功能上与第一环路的第二(或返回)轨道基本上相同，除了弹簧使得活塞20返回之外，因此如图8中所示和如图5中所示销40移动到闲置位置P5，但是槽50的较长盲端轴向部分(在图5中可见，与图1中的短槽相比)通过增大压力以便使得销40移动到如图8中所示的对应于图4中所示位置的位置P4而允许所述工具根据所需启动循环，其中在位置P4下销40处于槽的较长轴向部分的端部处，并且端口对准，允许流体循环通过工具的壁。类似于第一环路，根据地面泵的打开和关闭当销在第二环路内循环时，第二环路允许启用和停用的若干循环。在孔5b处可见的该压力增加使得控制辅助部分根据所需在图4和图5中所示的相继启用和停用配置(对应于图8中的位置P4和P5)之间循环多次，而不会使得工具转换到任何其它配置下，并且不会使得销离开第二环路，直至操作员希望那样做。当循环操作已经完成并且没有更多的循环将要被执行时，在第二环路的返回(或第二)轨道开始之前，销40可循环到对应于图4的位置P4。就第一环路而言，在返回轨道的所述第一偏离部段和第二偏离部段的端部之间存在过渡区域P6，这样当销40到达返回轨道的第一偏离部段的端部时，并且在其到达第二偏离部段的端部之前，通过从地面调节泵，使得销40在图8中所示的过渡区域P6处在反方向上行进，在反方向上向回移动以便进入下一环路的第一轨道内，最终在图8中所示的P2'处终止在短的盲端孔的端部处，而使得活塞20的移动方向反向。然后控制辅助部分实际上返回到在图2中所示的P2位置处，但经历了从第一环路出发、通过第二环路，并又进入随后的(第一)环路的循环，并且销可在下一环路内行进回到P1'位置，使得活塞移动回到图1中所示的位置(但移动通过同一个循环)，准备开始从起点开始的进一步操作。

图10-15示出图1-9控制辅助部分的另一实例101，具有类似的部件，所述部件将被标记以相同的参考数字，但加上100，并且与较早实例共享的部件在此将不详细地描述，但读者可参考为了解释说明该实例相应部件的结构和功能的先前公开内容。在图10-15的第二实例中，活塞120、销140、槽50、主体105、弹簧107、轴环112、端口111、125和130通常情况下都与前述相同。第二实例的不同之处在于流管110和轴环112，上述流管110和轴环112具有控制销通过过渡部分的移动速度，通常允许有更多的时间来切换轨道的附加特征。

流管具有一组沿周向布置的小端口116，所述端口116以通过靠近流管110上端部的流管110壁的环形布置。小端口116环形的精确轴向距离通常根据通过槽50的第一环路和第二环路之间接头的在槽50第二轨道的轴向部段起点处的销140通道来选择，如下面将进一步解释说明的那样，但该距离可以根据需要进行改变而不脱离本发明的范围。活塞在图10的位置中在小端口116的环形的上面和下面密封，并且在活塞内表面上的上部环形密封靠近所述活塞的上端部。

变型后的轴环112仍具有端口112p，以便允许流体在一定压力下从孔105b流出，但其设有一个单向止回阀113，从而允许流体从孔105b流入到环形空间内，但防止流体从环形空间流出通过阀113回到孔105b内。通常情况下，设置三个端口112p，每个端口具有相应的单向阀113。上述阀通常允许流体在许可方向上的高压力以及高流率，允许环形空间的快速注满以及将压力快速传递到活塞120，导致相对较少的传递损失。轴环还具有至少一个以及任选地多于一个的泄放阀114，通常情况下在相邻的端口112p之间等距离地间隔开，允许流体从环形空间流回到孔105b内。泄放阀114可任选地为可调节的。泄放阀通常具有非常小的孔，或者可调节成只允许非常小的通常比端口112p和止回阀113要小得多的流率通过泄放阀114。当活塞120在环形空间内在其内表面和外表面上密封时，流体只能从活塞上方的环形空间通过泄放阀114逸出。因此，流体可通过泄放阀逸出时的速度确定在压力减小之后活塞可沿着环形空间向回移动的速度。因此该移动速度可通过泄放阀的设置来调节。

在操作中，将压力施加到孔105b将活塞120沿着环形空间向下驱动，使得销140沿着槽向上从位置P1移动到P2。如前所述，所述装置可在设置P1和P2之间循环。环形空间由于大孔端口112p快速注满，以及单向阀113基本上不限制环形空间的注满，这样活塞相对快地向下移动(以及销向上移动通过所述第一环路的第一轨道)到图2中所示的位置。

然而，活塞沿着环形空间向上返回的移动(以及销沿着第一环路第二(返回)轨道向下返回的向下移动)要求在环形空间中的活塞上方的流体在活塞120向上移动之前从所述环形空间逸出。在环形空间内的流体不能通过止回阀113。当活塞处于图2中所示的位置内以及销140处于P2内时，环形空间中的流体可经由小端口116以及通过泄放阀114逸出回到孔105b。小端口116的合并的流动面积相对较大，以及活塞120的初始向上移动是迅速的，因为流体主要通过小端口116排出。当最上面的活塞密封通过小端口116时，销刚好移动通过在第一和第二环路之间的Y形结接头，并且处于P3处的过渡区域内，准备从第一环路切换到第二环路。在该点处，活塞上的密封覆盖小端口116，拒绝流体通路通过小端口116，这样在环形空间中的流体可只通过轴环112中的小孔泄放阀114逸出。通过小孔泄放阀114的流率比通过小孔116和端口112p的流动慢得多，以及端口112p由止回阀113关闭，这样活塞120非常缓慢地移动通过过渡区域P3，且因此销在过渡区域P3内保持一段较长的时间，这可通过操纵压差以及设置泄放阀来进行调节。通常的设置可允许销在位置P3下在第二(返回)轨道的过渡区域内保持例如15秒至2分钟或更长的时间，这取决于泄放阀114和压差的特性。如果需要可以停止地面处的泵，且如前所述通过使得销在停用的第一环路内重复地循环可对柱进行改变。

通常只有当操作员做出决定时，才发生在环路之间的切换。对于切换环路而言，操作员通常增加流速，从而导致销行进到位置P2，然后操作员将压力从地面泵减少(或完全切断)约15秒至2分钟，以便允许销行进到过渡区域P3，然后当销仍处于过渡区域P3内时，操作员再次提高流速以便使得销移动到位置P4。借助于通过大孔止回阀113和端口112p的井眼流体注满环形空间以便沿着环形空间向下驱动活塞120(以及使得销140沿着槽50向上)到位置P4，由于端口112p和止回阀113的更高流动区域，上述可以快速地完成。因此，第二实例允许操作员以更多的控制操纵过渡阶段的计时。该实例的其它操作与先前针对前一实例所述的操作类似。在泵关闭情况下的任何钻柱活动通常花费超过15秒至2分钟的过渡时间，以便销通过过渡区域P3返回到位置P1。这允许钻柱改变，以便在销继续在第一环路的两个轨道内循环的情况下执行添加或移除立管。通常情况下，将钻管添加到钻柱将花费超过2分钟的时间。

图16-18示出图10-15控制辅助部分101的另一实例201，具有类似的部件，所述部件将被标记以相同的参考数字，但加上100，并且与较早实例共享的部件在此将不详细地描述，但读者可参考为了解释说明该实例相应部件的结构和功能的先前公开内容。在图16-18的第三实例中，活塞220、销240、槽50、主体205、弹簧207、轴环212、端口211、225和230通常情况下都与前述相同。

流管210具有小端口216的相同布置，其中在小端口216的环形的上方和下方进行活塞密封。

变型后的轴环212具有端口212p，以便允许流体在一定压力下从孔205b流出，其具有类似于阀113的一个单向止回阀213，从而允许流体从孔205b流入到环形空间内，但防止流体从环形空间流出通过阀213回到孔205b内。通常情况下，设置三个端口212p，每个端口具有相应的单向阀213。轴环212还具有至少一个以及任选地多于一个的泄放阀214，通常情况下在相邻的端口212p之间等距离地间隔开，允许流体从环形空间流回到孔205b内。泄放阀214通常可如先前针对第二实例所述的那样进行调节，并且允许对流体通过泄放阀逸出的速度以及从而在压力减小之后活塞可沿着环形空间向上移动返回的速度进行控制，其可通过设置泄放阀来进行调节，如针对前一实例所述的那样。

第三实例解释说明了通常情况下体现本发明的某些装置如何用于在循环端口的下面关闭孔，并通过循环端口转移更多的流体。当前实例与第二实例的不同之处在于弹簧207的下端部由夹头止动，该夹头在环绕孔205b的缩窄狭道的面朝上的台肩上形成台肩。流管的下端部带有阀管215，所述阀管215通过导销保持防止在所述孔205b内旋转。阀管215通过台肩处的狭道，且在其下端部上阀管215带有闭合装置，诸如翼片219，其通常铰接到阀管215的一侧上。翼片219的上表面适于密封阀管215的下端部，从而闭合通过辅助部分201的孔。翼片219的下表面形成为与漏斗218的弧形上表面相互作用，漏斗218的弧形上表面逐渐弯曲以便当翼片和阀管沿着辅助部分201的孔205b轴向向下移动时引导翼片围绕铰链的轴线进行闭合。当阀管沿着辅助部分的孔205b向下移动时，漏斗218的弧形上表面导向翼片219在阀管215的下端部上方进行闭合。因此，通过所述流管210上端部的所有流体当端口225，230对准时都通过端口225，230转移，由此在主体205b外侧的环形空间内可以形成湍流更强的循环条件。

该实例的操作在其它方面类似于以前的描述；将压力施加到孔205沿着环形空间向下驱动活塞220，使得销240沿着槽向上从位置P1移动到P2。如前所述，所述装置可在设置P1和P2之间重复循环，而无需切换环路，直到操作员准备这样做。环形空间由于大孔端口212p快速注满，以及单向阀213不完全限制环形空间的注满，这样活塞相对快地向下移动(以及销向上移动通过所述第一环路的第一轨道)到图2中所示的位置。

如图3所示的活塞沿着环形空间向上的返回移动(以及销沿着第一环路第二(返回)轨道向下的返回向下移动)要求在环形空间中的活塞上方的流体在活塞220向上移动之前从所述环形空间逸出。在环形空间内的流体不能通过止回阀213返回。当活塞处于图2中所示的位置内以及销240处于位置P2内时，环形空间中的流体可经由小端口216进入到孔205b内。小端口的合并的流动面积相对较大，以及活塞220的初始向上移动是迅速的，因为流体通过小端口216排出。当最上面的活塞密封通过小端口216时，销刚好移动通过在第一和第二环路之间的Y形接头，并且处于P3处的过渡区域内，准备从第一环路过渡到第二环路(如果需要)。在该点处，活塞上的密封覆盖小端口216，拒绝流体通路通过小端口216，这样在环形空间中的流体可只通过轴环212中的小孔泄放阀214逸出。通过小孔泄放阀214的流率比通过小端口216和端口212p的流动慢得多，这样活塞220非常缓慢地移动，且销在过渡区域P3内保持一段较长的时间，这可通过操纵压差以及设置泄放阀来进行调节。通常的设置可允许销在位置P3下在第二(返回)轨道的过渡区域内保持15秒至2分钟(例如)或更长的时间。如果需要可以停止在地面处的泵，且如前所述可对柱进行改变。当操作员做出决定时，可通过单向阀213和端口212p再次注满环形空间，以便驱动活塞220沿着环形空间向下(以及使得销240沿着槽50向上)到达位置P4，这由于端口212p和止回阀213的更高流动面积而可以快速地完成。仅当销移动到第二环路内并进入位置P4时，翼片219接合所述漏斗218。因此，第三实例也允许操作员以更多的控制操纵过渡阶段的计时，并且由于孔205b通过翼片219闭合而可将更多的井眼压力施加到循环端口230。

图19-22示出结合控制辅助部分的第四实例301的铰孔装置，具有与前述类似的部件，所述部件将被标记以相同的参考数字，但加上100，并且与较早实例共享的部件在此将不详细地描述，但读者可参考为了解释说明该实例相应部件的结构和功能的先前公开内容。在图19-22的第四实例中，活塞320、销340、槽50、主体305、弹簧307、轴环312、端口311、325和330通常情况下都与前述相同。流管310具有小端口316的相同布置，其中在小端口316的环形的上方和下方进行活塞密封。变型后的轴环312如针对前面实例所述具有端口312p，止回阀313和泄放阀314。

第四实例与前面实例的不同之处在于除了循环辅助部分之外，其包括切割工具，在该实例中所述切割工具为下扩孔器的形式。弹簧307的下端部位于将切割器319从主体沿径向向外侧推动的致动器套筒315的面朝上的台肩上。当致动器套筒315沿着辅助部分的孔305b向下移动时，切割器319克服止动弹簧317的力沿着斜面向上移动以便从主体305径向延伸出来，并启动切割操作。

在操作中，将压力施加到孔305b将活塞320沿着环形空间向下驱动，使得销340沿着槽向上从位置P1移动到P2。如前所述，所述装置可在设置P1和P2之间循环。环形空间由于大孔端口312p快速注满，以及单向阀313基本上不限制环形空间的注满，这样活塞相对快地向下移动(以及销向上移动通过所述第一环路的第一轨道到达位置P2)到图20中所示的活塞位置。

活塞沿着环形空间向上的重复循环返回移动(以及销沿着第一环路第二(返回)轨道向下的返回向下移动)如前所述经由小端口316和泄放阀314控制。当最上面的活塞密封通过小端口316时，销刚好移动通过在第一和第二环路之间的Y形接头，并且处于P3处的过渡区域内，准备从第一环路过渡到第二环路。在该点处，活塞上的密封覆盖小端口316，拒绝流体通路通过小端口316，这样在环形空间中的流体可只通过轴环312中的小孔泄放阀314逸出。通过小孔泄放阀的流率比通过小孔316和端口312p的流动慢得多，这样活塞320非常缓慢地移动，且销在过渡区域P3内保持一段较长的时间，这可通过操纵压差以及设置泄放阀来进行调节。通常的设置可允许销在位置P3下在第二(返回)轨道的过渡区域内保持15秒至2分钟或更长的时间。如果需要在操作员做出选择时可以停止地面处的泵，且如前所述可对柱进行改变。可通过止回阀313和端口312p注满环形空间，以便驱动活塞320沿着环形空间向下(以及使得销340沿着槽50向上)到达位置P4，这由于端口312p和止回阀313的更高流动面积而可以快速地完成。辅助部分305则处于图21中所示的配置下，其中扩孔器切割器319延伸，以及循环端口打开。辅助部分305可如前面针对其它实例所述的那样被停用，当活塞320沿着环形空间向上运动时在弹簧317力的作用下使得所述切割器319向回缩回到工具的主体内。因此，第四实例也允许操作员以更多的控制操纵过渡阶段的计时。可以构建不具有切割器且不进行扩孔的其它类似实例，而是具有可扩展的稳固器元件，其保持柱和井眼内表面之间的预定径向间隙。

图23-26示出结合控制辅助部分的第五实例401的铰孔装置，具有与前述类似的部件，所述部件将被标记以相同的参考数字，但加上100，并且与较早实例共享的部件在此将不详细地描述，但读者可参考为了解释说明该实例相应部件的结构和功能的先前公开内容。在图23-26的实例中，活塞420、销440、槽50、主体405、弹簧407、轴环412、端口411、425和430通常情况下都与前述相同。流管410具有小端口416的相同布置，其中在小端口416的环形的上方和下方进行活塞密封。变型后的轴环412具有如针对前面实例所述的端口412p，止回阀413和泄放阀414。

第五实例与第四实例的不同之处在于切割器419铰接地附接到主体并当致动器套筒415沿着辅助部分的孔405b向下移动时通过围绕枢转轴线从主体405沿径向向外移动。切割器419像以前那样当切割操作已经结束时由止动弹簧417迫使其返回到其起始位置。

在操作中，将压力施加到孔405b将活塞420沿着环形空间向下驱动，使得销440沿着槽向上从位置P1移动到P2。如前所述，所述装置可在设置P1和P2之间循环而无需切换环路。环形空间由于大孔端口412p快速注满，以及单向阀413基本上不限制环形空间的注满，这样活塞相对快地向下移动(以及销向上移动通过所述第一环路的第一轨道到达位置P2)到图24中所示的活塞位置。

活塞沿着环形空间向上的返回移动(以及销沿着第一环路第二(返回)轨道向下的返回向下移动)如前所述经由小端口416和泄放阀414控制。当最上面的活塞密封通过小端口416时，销刚好移动通过在第一和第二环路之间的Y形接头，并且处于P3处的过渡区域内，准备从第一环路过渡到第二环路。在该点处，活塞上的密封覆盖小端口416，拒绝流体通路通过小端口416，这样在环形空间中的流体可只通过轴环412中的小孔泄放阀414逸出。通过小孔泄放阀的流率比通过小孔416和端口412p的流动慢得多，这样活塞420非常缓慢地移动，且销在过渡区域P3内保持一段较长的时间，这可通过操纵压差以及设置泄放阀来进行调节。通常的设置可允许销在位置P3下在第二(返回)轨道的过渡区域内保持15秒至2分钟或更长的时间。如果需要可以停止地面处的泵，且如前所述可对柱进行改变。可通过止回阀413和端口412p注满环形空间，以便驱动活塞420沿着环形空间向下(以及使得销440沿着槽450向上)到达位置P4，这由于端口412p和止回阀413的更高流动面积而可以快速地完成。辅助部分405则处于图25中所示的配置下，其中扩孔器切割器419延伸，以及循环端口打开。辅助部分405可如前面针对其它实例所述的那样被停用，当活塞420沿着环形空间向上运动时在弹簧417力的作用下使得所述切割器419向回缩回到工具的主体内。

现参照图27，以类似于图8的平面视图示出活塞520的替代性设计。活塞520的替代性设计具有槽550，其实际上是图8中所示槽50的镜像，且其通常以与具有如图8中所示槽50的活塞20相同的方式工作，除了活塞20和520在相反方向上旋转。活塞520的其它功能与前面针对其它实例所述的相同的。活塞520通常结合单独的套筒，该套筒设有与在活塞20中所设置的端口25类似的端口(未示出)。因此通常情况下活塞520不具有任何一体式端口。

现在参照图28，其示出与图27类似的视图，其中活塞620的替代性设计具有不同轮廓的槽650。槽650具有第一、第二和第三环路L1、L2和L3，其在设计上与活塞20的各个第一环路和第二环路类似且以相同的方式起作用。在套筒620上的差异在于每一环路L1、L2、L3允许在其最上部的轴向部分内的轴向行程的不同最大长度。因此，取决于销位于哪一环路上，销行进的轴向距离不同，其允许活塞620根据销在环路之间的切换选择其所控制的工具的不同配置。例如，第一环路L1可在两个停用位置之间循环。第二环路L2可在工具的停用和部分启用(例如启用50％)的配置之间循环。第三环路可在工具的停用和完全启用或一些其它启用(例如70％或80％启用)的配置之间循环。销在不同的环路L1、L2和L3之间的切换如前面针对较早实例所述的那样执行。

虽然允许销以增大的轴向移动范围行进通过不同的环路L1、L2和L3，但这没有必要对应于在受控工具中的可能的增加启用水平，且例如L3可允许比Ll或L2低的较低启用水平。

在适用于控制扩孔器的图28布置操作的可能的第二实例中，第一环路可用于使得扩孔器在停用位置之间循环。第二环路工具可配置成启用切割器臂，以及第三环路可配置成为每一环路2打开切割器臂，但适于较大的径向位移。

在图28布置的另一种可能的应用中，其可用于控制组合的扩孔器和循环辅助部分，其中第一环路可布置成使得工具在不同的停用位置之间循环。第二环路可配置成仅仅启用扩孔器或仅仅启用循环辅助部分，以及第三环路可配置成启用扩孔器和循环辅助部分。

槽650可布置成根据槽550和50的相对方向以任一方向循环通过环路LI、L2、L3，如前所述那样。可设置三条以上的环路。

现在参照图29，公开了具有槽750的另一变型的活塞720的另一替代性设计。槽750具有两条环路Ll'和L2'(虽然如针对槽650所述的那样，其可具有两条以上的环路)。在槽750中，在环路LI'和L2'盲端处的线性部分不平行于活塞720的轴线X-X，这样槽750的整体相对于所述轴线X-X偏离一定的角度。因此，销在槽750内行进导致活塞的持续旋转，以及旋转程度根据在槽750每一部分处远离轴线X的偏离角度而变化。在每一环路Ll'和L2'中的槽750的线性盲端部分通常情况下彼此平行，尽管这不是必要的。

任选地，槽750可布置成根据槽550和50的相对方向以任一方向循环通过一系列的环路，如前所述那样。在槽750中可设置两条以上的环路。

在一个典型的实例中，根据本发明的结合到通常根据第一实例的在循环柱内的控制辅助部分内的设备可按如下方式操作：

1.准备使得工具柱行进到孔内，在地面处的泵可以闲置，泵送0GPM/0PSI。销通常保持在位置P1内。

2.使得工具行进到预钻的孔内，同时使得地面泵以约100GPM运行，这通常对应于在钻头处约24PSI。销移动到位置P2。

3.在地面处添加后续组的钻管，而泵闲置，在钻头处泵送0GPM/0PSI。销从位置P2移动回到位置P1(通过过渡区域P3)。将一组钻管添加到柱会花费约2-5分钟的时间。

4.继续步骤2和步骤3，直到工具柱达到所需深度。

5.以来自地面泵的较高压力钻孔，通常约300+GPM，对应于在钻头处约225PSI。行进销移动到位置P2内，其中循环阀关闭。

6.在地面处添加另一组钻管，而泵闲置，在钻头处约0GPM、0PSI下。行进销从位置P2移动回到位置P1(通过过渡区域P3)，再次添加一组钻管。

7.继续步骤5和步骤6，直到需要启用现有的工具，例如循环辅助部分，下扩孔器，稳固器等。

8.为了通过在第一环路和第二环路之间切换来启用工具，将地面泵处的流率增加到100+GPM，使得销移动到位置P2内，对应于在钻头处约24+PSI，然后流率降低到在地面处小于60GPM，或在钻头处约9PSI，或完全关闭地面泵约20-50秒。使得销移动到过渡区域(位置P3)。同时行进销穿越过渡区域P3，再次以在钻头处100+GPM，24+PSI启动泵。这导致销在环路之间切换，并移动到位置P4。在该位置下，销已经进入到第二环路内，允许进入到较长行程的槽内，因此工具被启用。循环辅助部分通常增加TFA，下扩孔器通常情况下可使得切割面延伸，和/或稳固器通常情况可使得稳固垫延伸。

9.如果需要将工具保持停留在ON位置下，按照步骤5和步骤6继续钻进，直到需要停用现有的工具。销将对应于流动在位置P4和P5之间行进。如果在活塞上存在少量的压力，行进针将移动到位置P4。如果在活塞上不存在压力，行进销将返回到位置P5(通过过渡区域P6)。

10.为了关闭“OFF”工具，按照步骤8执行同样的方法，这次当压力减少时，销从位置P4移动到过渡区域P6，且在系统中增加流量之后，销将移动到对应于上述位置P2的位置P2'。

11.使用步骤8和步骤10中所述的方法可根据需要启用和停用多次。

如步骤8中所提及的那样，为了启用工具，可将泵关闭20-50秒，但是这可针对不同的时间段进行调节。此外，根据需要可调节60GPM与9PSI。在本发明的范围内泵送速率和压力值可以变化。

实施例允许在高压力和低压力(或打开和关闭)之间切换的工具构造，其中压力可降低(任选地降低到零)特定的时间，之后通过处于启用配置下的工具压力可再次增加或施加。其它实施方式允许在高压力和低压力之间进行切换，其中压力降低到允许在停用(第一)和启用(第二)环路之间进行切换的特定值。

本发明提供了用于井下控制器的销和槽布置的控制槽，其中所述槽包括第一环路和第二环路，所述第一环路配置成使得工具在不同的停用配置之间循环，并且所述第二环配置成使得工具在停用和启用配置之间循环。

因此槽的实施方式提供处于ON和OFF两个配置下的环路，并允许在环路之间进行切换。

P1，P2和配置(profile)中其它位置的径向间距通常情况下可在本发明的范围内进行变化。一种配置可具有位置P1和P2，其与位置P5和P4在周向上间隔开例如180度，但其它实例可具有不同的间距和/或更多或更少的成对环路。例如，可存在具有围绕所述活塞的周边间隔开60°的相等位置的三对环路。还可能是间隔开不同角度的不同数量的配置。

在所公开的实例中，位置P1和P2通常在功能上等同于位置P5和P4，但是这些对环路不需要结构等同，以及P1和P2例如不需要如图中所示那样彼此轴向对准。位置PI可任选地围绕周边相对于位置P2位移，这将改变配置的形状，但无需改变工具的功能。

图30-33示出图16-18控制辅助部分的变型实例，具有类似的部件，所述部件将被标记以相同的参考数字，但以“8”而非“2”开头，并且与较早实例共享的部件在此将不详细地描述，但读者可参考为了解释说明该实例相应部件的结构和功能的先前公开内容。在图30-33的当前实例中，活塞820、销840、弹簧807、轴环812、小端口816、端口812p、单向止回阀813以及泄放阀814通常情况下都与前述相同，但在一些实例中，槽850通常情况下可具有在上端部处形成有长槽的每一环路，而不是如附图所示交替的短槽和长槽。

主体805被分成阀辅助部分805v，其由公母接头结构固定在活塞辅助部分805p的下方。阀辅助部分805v承载为翼片819形式的封闭构件，所述翼片819以类似于翼片219的方式封闭孔805b。翼片819固定到阀管815的端部，并随同阀管815移动。阀管815安装在阀活塞816的下端部上，所述阀活塞816同轴地安装到流管810的外表面上，并且可相对于流管810滑动，所述流管810通常通过轴环812固定到主体上。任选地，轴环812可包括上部轴环812u和下部轴环812l，所述轴环沿流管间隔开，且通常例如通过焊接、螺纹连接等不可移动地连接到所述主体。轴环812u、812l通常将流管810定中于孔805b内以及将其轴向地固定到主体。下部轴环812l通常用作适于弹簧807的端部止挡部，所述弹簧807在下部轴环812l和活塞820的下端部之间进行压缩。

通过主体的端口830通常与活塞850间隔开，且在该实例中设置于阀辅助部分805v上。通常情况下阀活塞816承载端口825，以及流管上的端口811也承载于阀辅助部分805v内。阀活塞816在流管810的上方轴向滑动以便暴露和覆盖端口811，并允许以及拒绝通过830的连通。阀活塞816具有不同密封直径的活塞面积，这样当经受压差时，其沿着孔805b向下朝向翼片819移动。此外，阀活塞由非常薄的阀致动器套筒817(在图30b中最佳可见)在相同的方向上推动，所述阀致动器套筒817位于流管810的上方，且可向下滑动以便推动阀管816的上端部。

此外，当前的实例包括当活塞沿着环形空间向下移动时限制弹簧行程的任选机构，这样销基本上起到旋转控制器的作用，且当其接近槽的两端部时承载较少的轴向载荷，允许当前的实例在高压情况下使用而不会使得销过载。

行程限制机构包括分别安装到活塞850和下部轴环8121上的一对嵌入式上部和下部套筒860u和8601，其具有相对的嵌入式结构，所述嵌入式结构取决于结构860u、860l的相对旋转位置而允许不同程度的轴向行程。在当前实例中，嵌入式结构由边缘大致平行的指状部861u和861l提供，但是在不同实例中确切的形状也可以变化。因为下部套筒8601固定到下部轴环上，所述下部轴环固定到主体上，因此下部指状部8611不旋转且不轴向移动。然而，上部套筒860u固定到可沿轴向移动和旋转的活塞850上，因此随同活塞850相对于固定的下部套筒旋转和平移。

因此，如图30b中所示，上部指状部可沿周向与下部指状部对准且与其间隔开，或如图31b中所示沿周向对准并抵靠下部指状部，这样指状部的端部限制进一步的轴向行程，或如图32b中所示那样沿周向错开并嵌入，其中获得套筒860的最大轴向行程，或者如图33b中所示那样沿周向错开并轴向间隔开。因此在两个中间位置下，所述活塞的最大轴向行程取决于指状部861在两个套筒上的相对旋转位置。当套筒860间隔开时指状部的相对旋转位置并不总是重要的；当套筒被压到一起时指状部邻接或嵌入，通常情况下这是很重要的，因为其允许或拒绝用于启用装置的额外轴向行程。

该实例的操作在其它方面类似于图16实例；将压力施加到孔沿着环形空间向下驱动活塞820，使得销840沿着槽向上对应于先前所述的位置P1和P2移动。如前所述，所述装置可在设置P1和P2之间重复循环，而无需切换环路，直到操作员准备这样做。环形空间由于大孔端口812p快速注满，以及单向阀813基本上不限制环形空间的注满，这样活塞相对快地向下移动(以及销向上移动通过所述第一环路的第一轨道)到图31中所示的位置。在该阶段下，指状部861u、861l彼此对准并邻接，通常情况下在销840达到短槽端部之前，这限制活塞820轴向行程的程度。这减小作用于销840上的力。

任选地，活塞可形成具有相同尺寸的所有上部槽，以及可仅仅通过套筒860限定在槽内的行程限制。

活塞820沿着环形空间向上返回的移动(以及销沿着第一环路第二(返回)轨道向下的返回向下移动)要求在环形空间中的活塞上方的流体在活塞820向上移动之前从所述环形空间逸出。在环形空间内的流体不能通过止回阀813，且如之前那样，环形空间内的流体经由小端口816按路线进入孔805b内。小端口的合并的流动面积相对较大，以及活塞820的初始向上移动是迅速的，因为流体主要通过小端口816排出。当最上面的活塞密封通过小端口816时，销刚好移动通过在第一和第二环路之间的Y形接头，并且处于过渡区域内，准备从第一环路过渡到第二环路(如果需要)。在该点处，活塞上的密封覆盖小端口816，拒绝流体通路通过小端口816，这样在环形空间中的流体可只通过轴环812中的小孔泄放阀814逸出。通过小孔泄放阀814的流率比通过小端口816和端口812p的流动慢得多，这样活塞820非常缓慢地移动，且销在过渡区域P3内保持一段较长的时间，这可通过操纵压差以及设置泄放阀来进行调节。通常的设置可允许销在第二(返回)轨道的过渡区域内保持15秒至2分钟(例如)或更长的时间。如果需要可以停止地面处的泵，且如前所述可对柱进行改变。当销840在第一(停用)环路内循环时，如图30和图31中所示，指状部对准，因此上部指状部861u总是与阀致动器套筒817间隔开，所以阀从不致动。

当操作员决定切换轨道并启用所述装置，当销处于过渡区域内时，可通过止回阀813和端口812p再次注满环形空间，以便驱动活塞820沿着环形空间向下(以及使得销840沿着槽850向上)到达图32b中所示的位置，其等同于位置P4，这由于端口812p和止回阀813的更高流动面积而可以快速地完成。应该注意到作为活塞820旋转的结果，位于上部套筒860u上的指状部861u不再与位于下部套筒8601上的指状部861l对准，因此两组指状部861可嵌入，允许上部销861u接合薄的阀致动器套筒817，并将其向下推动到图32b中所示的位置。这使得整个阀活塞816和阀管815向下朝向翼片819滑动，其压缩弹簧迫使阀活塞816沿着孔向上朝向活塞820移动。

因此在启用位置下，当施加压力时，活塞820使得所附接的上部套筒860u沿着流管的外表面向下移动。当位于上部套筒上的嵌入式指状部在位于下部套筒8601上的指状部之间滑动时，它们接合薄的阀致动器套筒817(在下部套筒8601的下面)的上端部。阀致动器套筒附接到阀活塞816，且当沿着流管向下推动其时，上述将沿着流管的外表面向下推动阀活塞，直到阀活塞内表面上的密封经过在流管上的端口811下方，这允许从地面泵送的高流体压力通过流管的孔通过端口811以及阀活塞816的密封区域的后面。阀活塞816的外表面也抵靠阀辅助部分805v的内表面密封，并且打开通过流管的端口811，在阀活塞816密封的内部区域和外部区域的不同直径之间形成差异，由此克服弹簧的力迫使所述阀活塞816沿着孔805b向下移动，所述弹簧在位于阀活塞816上的台阶和固定到阀体805v上的轴环之间保持压缩。在由压差形成的力的作用下，阀活塞816相对于上部控制活塞820且独立于上部控制活塞820向下移动，且其具有的行程并不限制于活塞820的行程。当由压差所形成的力降低到低于压缩弹簧的力时，弹簧力使得阀活塞816返回到初始位置，其中端口811密封。任选地，上部控制活塞820可停止在孔内移动，以及阀活塞816可独自行进以便关闭翼片并将端口830和825对准，但是在一些实施方式中，两个活塞将通常一起行进以便提供用于关闭翼片的更大的力。阀活塞816的密封区域下方的环形空间(其通常是密封的)通常处于环境压力下，且通常具有通过阀辅助部分816壁的小端口，以便将环形空间区域连接到工具的外部，其中降低了液压锁定阀活塞的风险。当在系统中不存在压力时，阀活塞816通常情况下处于图33a所示的闭合位置下，其中弹簧在轴环和阀活塞816上的台阶之间扩展，抵靠在阀辅助部分805v顶部处的销上的内侧台肩来驱动阀活塞816，该内侧台肩充当活塞止动部。

一旦阀活塞816向下移动地足以将阀活塞816上的端口825和流管上的端口811对准，来自孔805b中流体压力的力则被传递到所述阀活塞816上，并且所述阀活塞816由液压的较大力在阀辅助部分805v内被迫向下移动。因此，由致动器套筒817传递的以便允许将流体压力施加到阀活塞816的初始动力可相对小，以及相关联的组件可以更轻且更简单。此外，闭合阀的力由此可布置成直接作用于阀活塞上，以便允许高效的力传递和高的闭合力。通常情况下，通过阀辅助部分的壁进入到活塞区域内的小端口降低了液压锁定阀活塞816的风险。

喷射端口830允许来自孔805b的流体在高压下再循环，同时孔在下面通过翼片封闭，从而引导所有的孔流体通过所述喷射端口。喷射端口830与活塞820间隔开意味着槽850可与通过孔805b以及流出喷射端口830的高压流体密封隔开，因此降低碎屑进入槽和限制活塞移动的风险。

当循环操作完成时，在地面处将泵关闭，以及阀活塞816在弹簧力的作用下返回到图30中所示的闭合位置。

如以前一样，当销移动到第二环路并进入位置P4内时，翼片819只接合漏斗818。因此，该实例也允许操作员以更多的控制操纵过渡阶段的计时，并且由于孔805b由翼片819闭合而可将更大的井眼压力施加到循环端口830。此外，活塞820和槽850可设计成较低的水平，因为它们的功能可集中控制操作上，而不是提供用于操作所述工具的动力，但是该设备作为一个整体可在更高的压力应用中使用，因为高的力方面可设计到阀活塞内，所述阀活塞可与所述控制活塞820分开。

目前的布置也允许更少的设计集中到槽上，所述槽通常可具有在物理上形状相同的第一环路和第二环路两者，但是销在不同环路中的行为可由其它因素制约，诸如在活塞下面的嵌入式指状部。

应该注意到当前的实例可以操作除了阀之外的工具(例如如在本文的其它实例中所示的切割器、下扩孔器等)，且可以操作除了如图所示的片状阀之外的不同种类的阀，且仅仅为了实例的目的而示出当前实施例。

某些实施方案优于J形槽和降落球的替代方案的一个优势是所述装置可在短的时间段内(例如在1分钟内)可逆地启用和停用。该装置可布置成在停用配置之进行循环，而无需改变循环，直到由操作员的选择启动改变环路的独特程序。因此，当操作员停止该地面泵来添加另一组钻管时，所述装置通常情况下将保持停留在同一(通常情况下停用的)环路内。当操作员再次提高流率时，通常情况下所述装置将在同一环路内循环回去，而不改变受控装置的配置。

Claims (36)

1.用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的一种设备，所述设备包括主体，所述主体具有与销接合的控制槽，控制槽和销设置于可相对于彼此移动的单独部件上，这样销相对于控制槽的移动将井下装置在启用和停用状态之间切换，所述槽具有第一环路，在所述第一环路中销可在销和槽的其中停用所述装置的不同闲置配置之间移动，所述槽还具有围绕主体相对于第一环路间隔开的单独的第二环路，以及其中所述销可在所述第二环路中在销和槽的对应于井下装置的启用和停用配置的不同配置之间移动，其中所述销可在第一环路和第二环路之间切换，并且其中所述销可在第一环路和第二环路中的每一个环路内在不同的配置之间循环，而无需在第一环路和第二环路之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述销可在销和槽的两个不同配置之间重复地循环，直到在环路之间进行切换。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其特征在于每条环路包括第一轨道和第二轨道，其中所述第二轨道使得销返回到第一轨道的起点。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述主体具有轴线，并且其中所述销在两个轨道内在相对于主体轴线的相反方向上移动。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的设备，其特征在于所述销可在第二返回轨道上在第一和第二环路之间进行切换。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其特征在于通过将销和槽移动的相对轴向方向反向而使得所述销在环路之间进行切换。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的设备，其特征在于至少一条环路具有过渡部分，所述过渡部分适于使得销在过渡部分内在环路之间进行切换，其中所述过渡部分设置于环路的第二返回轨道内，并且结合通往下一环路的接头。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于所述接头是Y形接头，且当销处于y的、离开y的连接上部分支之间的接头的合并干线内时通过将销相对于槽的移动方向反向而完成在环路之间的切换，并且其中所述y形接头的两个分支包括不同的相应环路的部分。

9.根据权利要求3至9中任一项所述的设备，其特征在于所述第一和第二轨道具有线性部分和偏离部分，并且其中所述偏离部分以比线性部分更大的旋转分量驱动销和槽的相对旋转。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述线性部分和偏离部分两者驱动销和槽的相对旋转。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的设备，其特征在于所述销在所述第一轨道内的移动速度不同于销在第二轨道内的移动速度。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述销在槽的第二轨道内比在第一轨道内移动得更慢。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于在两个轨道之间的速度差异通过液压装置来控制。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其特征在于包括活塞，所述活塞响应于井内的压力变化，并且可响应于压力变化在所述设备中的孔内轴向移动，并且其中所述活塞在孔内的轴向移动驱动销和槽的相对移动。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于所述槽设置于所述活塞上。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于所述设备具有多对第一环路和第二环路，所述第一环路和第二环路在每对之间相继地交替。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其特征在于所述设备具有两条以上的环路，并且其中在返回到第一环路并重复循环之前，所述销可从第一环路循环到第二环路到第三环路或随后另外环路。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的设备，其特征在于不同的环路允许销行进到使得所述装置在不同状态之间进行切换的销和槽的不同配置。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的设备，其特征在于所述设备包括第一和第二活塞，其中所述第一活塞承载控制槽，并且第二活塞可响应于流体压力在主体内相对于第一活塞移动，以便驱动井下装置的操作。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的设备，其特征在于所述设备结合限制销在槽内轴向移动的止动机构，其中所述止动机构限制销和槽在第一配置下的相对轴向移动，并且允许销和槽在销和槽的第二配置下的更大的相对轴向移动，并且其中在销到达槽端部之前限制所述销在槽内的轴向移动。

21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于所述销和槽的第一和第二配置对应于销和槽的不同旋转取向。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的设备，其特征在于所述井下装置包括阀、切割工具、或稳固器。

23.用于控制油井、天然气井或水井中井下装置的一种方法，所述方法包括提供设备，所述设备包括主体，所述主体具有在单独的相对可移动组件上的控制槽和销，这样所述槽接合销，以及销和槽可相对于彼此移动；以及使得销相对于槽移动以便将所述井下装置在启用和停用状态之间切换；其中所述方法包括使得所述销在所述槽的第一环路内移动，其中所述环路限定销和槽的、其中停用所述装置的不同闲置配置，以及使得销在槽的单独的第二环路内移动，其中所述槽的所述第二环路围绕主体与第一环路间隔开，并且其中所述第二环路限定销和槽的对应于井下装置的启用和停用配置的不同配置；并且其中所述方法包括使得所述销在第一环路和第二环路之间切换以及使得所述销在第一环路和第二环路中的每一个环路内在不同的配置之间循环的步骤，而无需在第一环路和第二环路之间进行切换。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于所述井下装置通过下述步骤从停用配置切换到启用配置：

a)增加来自泵的流体流量，以便将销移动到第一环路的一个端部内；

b)通过将来自泵的流体流量减小指定的时间，使得销移动到过渡区域内准备用于将销从第一环路切换到第二环路；以及

c)当销处于过渡区域内时，增加来自泵的流体流量，以便使得销移动到第二环路内，从而启用所述井下装置。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于在步骤a)中将泵从关闭切换到开启；在步骤b)中将泵从开启切换到关闭；以及在步骤c)中将泵从关闭切换到开启。

26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法，其特征在于在步骤a)中将泵增加到超过其正常操作状态的10％；在步骤b)中将泵降低到低于其正常操作状态的10％；以及在步骤c)中将泵增加到超过其正常操作状态的10％。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括使得销在销和槽的两种不同配置之间重复地循环，直到销在环路之间进行切换。

28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括通过将销和槽移动的相对轴向方向反向而使得所述销在环路之间进行切换。

29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其特征在于至少一条环路具有过渡部分，所述过渡部分适于使得销在过渡部分内在环路之间进行切换，其中所述过渡部分结合通往两个第一和第二环路之间的Y形接头，并且其中所述方法包括当销处于Y的、离开Y的连接分支之间的接头的合并干线内时通过将销相对于槽的移动方向反向而在环路之间进行切换，并且其中所述Y形接头的两个分支包括不同的相应环路的部分。

30.根据权利要求23至29中任一项所述的方法，其特征在于所述槽具有第一轨道和使得销朝向第一轨道的起点返回的第二轨道，并且其中所述方法包括使得销以不同的速度在所述第一和第二轨道内移动。

31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于所述方法包括使得销在槽的第二轨道内比在第一轨道内移动地更慢。

32.根据权利要求23至31中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括提供响应于井内压力变化的活塞，使得所述活塞响应于所述压力变化在孔内轴向移动，由此所述活塞的轴向移动驱动销和槽的相对移动。

33.根据权利要求23至32中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括提供多对第一环路和第二环路，并且使得销在每对之间相继地移动。

34.根据权利要求23至33任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括提供第一和第二活塞，其中所述第一活塞承载控制槽，并且第二活塞可响应于流体压力在主体内相对于第一活塞移动，并且包括利用所述第二活塞来驱动井下装置的操作。

35.根据权利要求23至34中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括提供限制销在槽内轴向移动的止动机构，限制销和槽在第一配置下的相对轴向移动，允许销和槽在销和槽的第二配置下的更大的相对轴向移动，并且包括在销到达槽端部之前限制所述销在槽内的轴向移动。

36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于所述方法包括通过改变所述槽相对于销的旋转取向而在销和槽的第一和第二配置之间移动。