CN105874146B - 井筒中的深度、载荷和转矩参考 - Google Patents
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Abstract
一种井下深度、载荷和转矩参考系统。所述系统包括设置在井筒管内的井特征件件，该井特征件件具有深度参考元件、载荷参考元件和转矩参考元件。配合组件可操作用于在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行。该配合组件可操作用于接触所述井特征件件的深度参考元件以识别井特征件件的深度，可操作用于啮合井特征件件的转矩参考元件以使得运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破转矩参考元件从而识别该深度处的转矩效率，以及可操作用于啮合井特征件件的载荷参考元件以使得在表面上向运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破载荷参考元件从而识别该深度处的载荷效率。
Description
技术领域
本公开大体涉及与关于地下井所执行的操作联合使用的设备，并且具体来说涉及井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统和方法。
背景技术
例如，在不限制本公开范围的情况下，将关于在多向井的套管柱中形成窗来描述本公开的背景。
在多向井中，通常的做法是钻出从与主要井筒或主井筒的相交处向外延伸的分支或侧向井筒。通常，一旦主井筒套管柱被安装并且主井筒已完井，即可将造斜器定位在主井筒套管柱中位于所需相交处，并且随后使旋转碾磨机侧向偏转离开造斜器以形成穿过主井筒套管侧壁的窗，从而实现随后侧向井筒的钻井和完井。在某些设施中，碾磨机组件和造斜器可以作为单元一起沿井下方向运行。在这样的设施中，碾磨机组件初始可以利用一个或多个保险螺栓附接至造斜器面。一旦定位在所需位置处，例如，在将与造斜器相关的闩扣组件锚固到闩扣耦接件内并且在闩扣耦接件内旋转地取向后，该闩扣耦接件互连到主井筒套管柱中，碾磨机组件可以响应于压缩剪切力而与造斜器分离。
然而，在某些井配置诸如具有紧凑双向折弯的井或大位移基本水平井中，已发现，显著摩擦被引入井系统中，这大大影响了使保险螺栓压缩地剪切所要求的表面载荷，这些保险螺栓使碾磨机组件联接至造斜器面。因此，在这样的配置中，可能很难确定实现碾磨机组件和造斜器的恰当安装、分离和操作所需的保险螺栓强度。相应地，对于确定与具有例如高摩擦配置的井系统的井下相关的损耗的系统和方法有着日益增长的需要。
附图简述
为了更完整地理解本公开的特征和优点，现在参考详细描述以及附图，附图的不同图中的对应标号指代对应的部件，并且在附图中：
图1是根据本公开的实施方案的操作用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的海上石油和天然气平台的示意图；
图2A至2D是根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的各图；
图3A至3B是根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的配合组件的侧视图和顶视图；
图4A至4B是根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的侧视图和截面图；
图5A至5B是根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的侧视图和截面图；以及
图6A至6B是根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的侧视图和截面图。
具体实施方式
虽然以下详细论述了各种系统、方法和其它实施方案，但应当理解，本公开提供了多个可适用的发明概念，这些发明概念可以体现在多种特定的环境中。本文所论述的特定实施方案仅仅是说明性的，并且不界定本公开的范围。
一方面，本公开涉及井下深度、载荷和转矩参考系统。该系统包括设置在井筒管内的第一井特征件，该第一井特征件具有第一深度参考元件、第一载荷参考元件和第一转矩参考元件。第二井特征件设置在井筒管内，该第二井特征件具有第二深度参考元件、第二载荷参考元件和第二转矩参考元件。配合组件可操作用于在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行。该配合组件可操作用于接触第一深度参考元件以识别井筒管内的第一深度，可操作用于啮合第一转矩参考元件以使得运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破第一转矩参考元件并且识别第一深度处的转矩效率，可操作用于啮合第一载荷参考元件以使得在表面上向运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破第一载荷参考元件并且识别第一深度处的载荷效率，以及可操作用于穿过第一井特征件。另外，配合组件可操作用于接触第二深度参考元件以识别井筒管内的第二深度，可操作用于啮合第二转矩参考元件以使得运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破第二转矩参考元件并且识别第二深度处的转矩效率以及可操作用于啮合第二载荷参考元件以使得在表面上向运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破第二载荷参考元件并且识别第二深度处的载荷效率。
在一个实施方案中，第一深度参考元件和第二深度参考元件可以各自包括至少一个可剪切元件。在另一实施方案中，第一深度参考元件和第二深度参考元件可以各自包括多个可剪切元件。在一些实施方案中，第一转矩参考元件和第二转矩参考元件可以各自包括具有已知强度的至少一个可扭转剪切元件。在其它实施方案中，第一转矩参考元件和第二转矩参考元件可以各自包括具有已知强度的多个可扭转剪切元件。在某些实施方案中，第一载荷参考元件和第二载荷参考元件可以各自包括具有已知强度的至少一个可剪切元件。在其它实施方案中，第一载荷参考元件和第二载荷参考元件可以各自包括具有已知强度的多个可剪切元件。
第二方面，本公开涉及井下深度、载荷和转矩参考系统。所述系统包括设置在井筒管内的井特征件件，该井特征件件具有深度参考元件、载荷参考元件和转矩参考元件。配合组件可操作用于在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行。该配合组件可操作用于接触所述井特征件件的深度参考元件以识别井特征件件的深度，可操作用于啮合井特征件件的转矩参考元件以使得运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破转矩参考元件从而识别该深度处的转矩效率，以及可操作用于啮合井特征件件的载荷参考元件以使得在表面上向运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破载荷参考元件从而识别该深度处的载荷效率。
第三方面，本公开涉及井下深度、载荷和转矩参考方法。该方法包括将井特征件设置在井筒管内，该井特征件包括深度参考元件、载荷参考元件和转矩参考元件；使配合组件在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行；使井特征件的深度参考元件与配合组件接触以识别井特征件的深度；使井特征件的转矩参考元件与配合组件啮合；使运输工具在表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破转矩参考元件；识别井特征件的该深度处的转矩效率；使井特征件的载荷参考元件与配合组件啮合；在表面上向运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破载荷参考元件；以及识别井特征件的该深度处的载荷效率。
在该方法中，使运输工具在表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破转矩参考元件可以在从表面上向运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破载荷参考元件之前发生。该方法还可包括冲破多个可扭转剪切元件；冲破多个可剪切元件和/或使配合组件穿过井特征件。
第四方面，本公开涉及井下深度和转矩参考系统。该系统包括设置在井筒管内的井特征件，该井特征件具有深度参考元件和转矩参考元件。配合组件可操作用于在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行。该配合组件可操作用于接触井特征件的深度参考元件以识别井特征件的深度并且可操作用于啮合井特征件的转矩参考元件以使得运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破转矩参考元件从而识别该深度处的转矩效率。
第五方面，本公开涉及井下深度和转矩参考方法。该方法包括将井特征件设置在井筒管内，该井特征件包括深度参考元件和转矩参考元件；使配合组件在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行；使井特征件的深度参考元件与配合组件接触以识别井特征件的深度；使井特征件的转矩参考元件与配合组件啮合；使运输工具在表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破转矩参考元件；以及识别井特征件的该深度处的转矩效率。
第六方面，本公开涉及井下深度和载荷参考系统。该系统包括设置在井筒管内的井特征件，该井特征件具有深度参考元件和载荷参考元件。配合组件可操作用于在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行。该配合组件可操作用于接触井特征件的深度参考元件以识别井特征件的深度并且可操作用于啮合井特征件的载荷参考元件以使得在表面上向运输工具施加重量传送足够的转矩以冲破载荷参考元件从而识别该深度处的载荷效率。
第七方面，本公开涉及井下深度和载荷参考方法。该方法包括将井特征件设置在井筒管内，该井特征件包括深度参考元件和载荷参考元件；使配合组件在运输工具上在井筒管内沿井下方向运行；使井特征件的深度参考元件与配合组件接触以识别井特征件的深度；使井特征件的载荷参考元件与配合组件啮合；在表面上向运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破转矩参考元件；以及识别井特征件的该深度处的载荷效率。
初始参照图1，正由海上平台操作用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统，海上平台示意性地示出并且一般表示为10。使半潜式平台12在位于海床16下方的潜浮式石油和天然气岩层14上居中。海底导管18从平台12的甲板20延伸到井口设施22，该井口设施包括防喷器24。平台12具有起重设备26、井架28、行程块30、大钩32和转环34，用于使管柱(诸如工作管柱36)上升、下降、旋转并且在该管柱上施加下坐重量。
已通过各个地球地层包括岩层14钻出主要井筒38。术语“主”和“主要”在本文中用于表示从其中钻出另一井筒的井筒。然而，应当指出，主井筒或主要井筒并不一定直接延伸到地球表面，但相反可为另一井筒的分支。一个或多个表面和中间套管柱40已被安装在主要井筒38中并且已通过胶结物42固定在其中。术语“套管”在本文中用于表示用于井筒或用于对井筒加衬套的套管柱。该套管可为本领域技术人员称为“衬套”的类型并且可由任何材料(诸如钢或复合材料)制成并且可能是分段的也可能是连续的，诸如连续油管。
在井筒38的大体水平段，套管柱40包括窗接合部44和闩扣耦接件46。窗接合部44可能是常规设计的并且可能包括也可能不包括预研磨窗。闩扣耦接件46具有闩扣轮廓，该闩扣轮廓可与闩扣组件的闩扣锁可操作地啮合，以使得闩扣组件可以轴向地锚固在闩扣耦接件46中并在其中旋转地取向。在常规实践中，当闩扣组件的主闩扣锁与闩扣耦接件46的主闩扣轮廓可操作地啮合时，使偏转组件诸如与闩扣组件可操作地相关的造斜器相对于窗接合部44定位在所需周向取向上，以使得可以在窗接合部44中在所需周向方向上研磨窗。一旦窗形成，即可从主要井筒38的窗接合部44钻出分支井筒或侧向井筒。术语“分支”和“侧向”井筒在本文中用于表示从其与另一井筒(诸如主井筒或主要井筒)的相交处向外钻出的井筒。分支井筒或侧向井筒可以具有从其中向外钻出的另一分支井筒或侧向井筒。
在所示实施方案中，套管柱40具有设置于其中的三个井特征件48、50、52。例如，井特征件48、50、52可为定位在套管柱40的相邻管状构件诸如短节之间和/或螺纹固定至这些相邻管状构件的单独组件。替代地，可以使井特征件48、50、52定位在轮廓内并且联接至这些轮廓或者另外固定在套管柱40内。作为另一替代实施方案，井特征件48、50、52的某些部分可以与套管柱40的所选择接合部诸如通过将井特征件48、50、52的这些部分机械加工到套管柱40的所选择接合部中而成一体。根据本公开的益处，本领域技术人员将理解，可以在将套管柱40安装在井筒38中之前或之后，使用多种安装、联接和/或固定方法来将井特征件48、50、52设置在套管柱40内。
在所示实施方案中，将配合组件54定位在工作管柱36的一端，该工作管柱可为接合油管诸如钻杆、连续油管、复合材料连续油管或其它合适的运输工具。如图所示，配合组件54已在运输工具36上在套管柱40内沿井下方向运行到井特征件48附近的位置。可以使配合组件54从这个位置下降到与井特征件48的深度参考元件接触，这使得操作者能够识别井特征件48的深度。取决于所需测试序列、配合组件54的配置和井特征件48的取向，现在可以使配合组件54旋转以啮合井特征件48的转矩参考元件。在啮合配置中，运输工具36在表面上的额外旋转会向井特征件48的转矩参考元件传送转矩。当转移了足够的转矩时，井特征件48的转矩参考元件会破裂。当冲破井特征件48的转矩参考元件所需的转矩已知并且施加在表面上的转矩已知时，可以确定井特征件48的深度处的转矩效率。在测试该转矩效率之后或之前，配合组件54可以与井特征件48的载荷参考元件啮合。在啮合配置中，在表面上为运输工具36增加下坐重量会向井特征件48的载荷参考元件传送轴向载荷。当转移了足够的载荷时，井特征件48的载荷参考元件会破裂。当冲破井特征件48的载荷参考元件所需的载荷已知并且施加在表面上的下坐重量已知时，可以确定井特征件48的深度处的载荷效率。在确定了井特征件48的深度、井特征件48的深度处的载荷效率和井特征件48的深度处的转矩效率后，可以使配合组件54穿过井特征件48并且在井筒38中下降得更深。
如图所示，井筒38在其基本垂直段与其基本水平段之间具有相对紧凑的半径。这种方向变化可以形成高摩擦或高损耗区域以使随后的管柱穿过其中。为了确定其中形成的摩擦量，已将井特征件50定位在该方向变化的附近以及井下。可以使配合组件54下降到与井特征件50的深度参考元件接触，这使得操作者能够识别井特征件50的深度。取决于所需测试序列、配合组件54的配置和井特征件50的取向，配合组件54可以啮合井特征件50的载荷参考元件。在啮合配置中，在表面上为运输工具36增加下坐重量会向井特征件50的载荷参考元件传送轴向载荷。当转移了足够的载荷时，井特征件50的载荷参考元件会破裂。当冲破井特征件50的载荷参考元件所需的载荷已知并且施加在表面上的下坐重量已知时，可以确定井特征件50的深度处的载荷效率。在测试该载荷效率之后或之前，可以使配合组件54旋转以与井特征件50的转矩参考元件啮合。在啮合配置中，运输工具36在表面上的额外旋转会向井特征件50的转矩参考元件传送转矩。当转移了足够的转矩时，井特征件50的转矩参考元件会破裂。当冲破井特征件50的转矩参考元件所需的转矩已知并且施加在表面上的转矩已知时，可以确定井特征件50的深度处的转矩效率。在确定了井特征件50的深度、井特征件50的深度处的载荷效率和井特征件50的深度处的转矩效率后，配合组件54可以穿过井特征件50并且在井筒38中下降得更深。通过将井特征件48与井特征件50的深度处的载荷效率和/或转矩效率相比较，操作者能够根据需要确定与井筒38的方向变化相关的损耗。
如图所示，井筒38具有大位移基本水平段，该水平段可以针对运输工具36在套管柱40内的轴向移动以及旋转移动形成高抵抗力和/或高摩擦。为了确定其中形成的摩擦量，已将井特征件52定位在窗接合部44和闩扣耦接件46附近。可以使配合组件54下降到与井特征件52的深度参考元件接触，这使得操作者能够识别井特征件52的深度。取决于所需测试序列、配合组件54的配置和井特征件52的取向，配合组件54可以啮合井特征件52的载荷参考元件。在啮合配置中，在表面上为运输工具36增加下坐重量会向井特征件52的载荷参考元件传送轴向载荷。当转移了足够的载荷时，井特征件52的载荷参考元件会破裂。当冲破井特征件52的载荷参考元件所需的载荷已知并且施加在表面上的下坐重量已知时，可以确定井特征件52的深度处的载荷效率。在测试该载荷效率之后或之前，可以使配合组件54旋转以与井特征件52的转矩参考元件啮合。在啮合配置中，运输工具36在表面上的额外旋转会向井特征件52的转矩参考元件传送转矩。当转移了足够的转矩时，井特征件52的转矩参考元件会破裂。当冲破井特征件52的转矩参考元件所需的转矩已知并且施加在表面上的转矩已知时，可以确定井特征件52的深度处的转矩效率。通过将井特征件50与井特征件52的深度处的载荷效率和/或转矩效率相比较，操作者能够根据需要确定与井筒38的大位移基本水平段相关的损耗。
尽管图1显示了具有特定取向的井筒，但本领域技术人员应当理解，本发明的系统同样非常适用于具有其它取向的井筒，这些井筒包括垂直井筒、倾斜井筒、偏斜井筒等。因此，本领域技术人员应当理解，方向术语诸如上方、下方、上部、下部、向上、向下、井上、井下等当在附图中示出时，与说明性实施方案关联使用，向上方向朝向对应图的顶部并且向下方向朝向对应图的底部，井上方向朝向井的表面，井下方向朝向井的脚趾部。而且，即使图1显示了海上操作，本领域技术人员也应当理解，本发明的系统同样非常适用于陆上操作。另外，即使已将图1描述为在井中的特定位置处包括三个井特征件48、50、52，本领域技术人员也将认识到，可以将任何数量的井特征件设置在井内位于其中的任何所需位置或深度处。另外，各种井特征件可以具有强度相同或不同的载荷参考元件，以使得需要相同或不同量的载荷来使各种载荷参考元件破裂。同样，各种井特征件可以具有强度相同或不同的转矩参考元件，以使得需要相同或不同量的转矩来各种载荷参考元件破裂。
接下来参照图2A至2D，其中示出了根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的各个图，该井特征件一般表示为100。井特征件100包括示为环组件102的外壳，该外壳可由金属或其它合适材料形成。环组件102可以被可操作地定位在管柱的相邻管状构件内，可操作地接纳在管状构件的轮廓内，形成管状构件等的一部分。从环组件102大体径向向内延伸是示为一对相对定位的剪切凸耳104的转矩参考元件。剪切凸耳104通过摩擦配合连接、粘合剂连接、焊接连接、螺纹连接或类似连接牢固地附接或联接至环组件102。替代地，剪切凸耳104可以与环组件102成一体并且通过机械加工过程或其它合适过程形成。剪切凸耳104可由金属、陶瓷或具有已知剪切值的其它合适材料形成，以使得预定剪切力导致剪切凸耳104破裂并且与环组件102分离。确切地，剪切凸耳104被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的扭转力被施加到表面上联接至与剪切凸耳104啮合的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件100的深度处的转矩效率，其中通过将施加在表面上的转矩与剪切凸耳104的已知剪切值相比较来确定转矩效率。
井特征件100还具有载荷参考元件，该载荷参考元件示为一对相对定位的且大体径向向内延伸的弧形剪切构件106。剪切构件106通过摩擦配合连接、粘合剂连接、焊接连接或类似连接牢固地附接或联接至环组件102。替代地，剪切构件106可以与环组件102成一体并且通过机械加工过程或其它合适过程形成。剪切构件106可由金属、陶瓷或具有已知剪切值的其它合适材料形成，以使得预定剪切力导致剪切构件106破裂并且与环组件102分离。确切地，剪切构件106被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的下坐重量被施加到表面上联接至与剪切构件106啮合的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件100的深度处的载荷效率，其中通过将施加在表面上的重量与剪切构件106的已知剪切值相比较来确定载荷效率。
接下来参照图3A至3B，其中示出了根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的配合组件的各个图，该配合组合一般表示为110。配合组件110包括上部连接器112，该上部连接器可操作用于联接至运输工具诸如工作管柱36的下端。配合组件110具有对准构件114，该对准构件可操作用于使配合组件110在井特征件诸如井特征件100内中心化。配合组件110还包括载荷和转矩转移构件116。载荷和转矩转移构件116具有载荷转移肩状物118，该载荷转移肩状物可操作用于啮合井特征件100的剪切构件106。载荷和转矩转移构件116还具有一对相对定位的转矩转移凹口120，这些凹口可操作用于将剪切凸耳104接纳于其中。这样，配合组件110被设计成与井特征件100配合。根据本公开的益处，本领域技术人员将认识到，与井特征件100相比具有不同设计的井特征件可能需要与配合组件110相比具有不同设计的配合组件。例如，可能希望在配合组件中具有一个或多个对准元件以有助于使载荷和转矩转移构件与特定井特征件的元件对准。
现在将参照图2A至3B描述根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的操作。配合组件110优选定位在合适运输工具诸如工作管柱36的一端上并且降低到管柱包括井特征件100中，直到配合组件110接触井特征件100。取决于配合组件110的精确配置以及井特征件100和配合组件110的取向，可以在载荷转移肩状物118与剪切凸耳104或剪切构件106之间形成接触或者可以在转矩转移凹口120与剪切凸耳104之间形成接触。这样，剪切凸耳104、剪切构件106或这两者均可用作井特征件100的深度参考元件，因为配合组件110与井特征件100之间的正接触用于确定井中井特征件100的深度。此后，取决于所需测试序列、配合组件110的配置以及井特征件100和配合组件110的取向，接下来可以确定转矩效率或载荷效率。
接下来在确定了转矩效率的情况下，可以使配合组件110旋转以进行啮合或保证之前在转矩转移凹口120与剪切凸耳104之间的啮合。在啮合配置中，运输工具36在表面上的额外旋转会经由配合组件110的转矩转移凹口120向井特征件100的剪切凸耳104传送转矩。当转移了足够的转矩时，井特征件100的剪切凸耳104破裂。当冲破井特征件100的剪切凸耳104所需的转矩已知并且施加在表面上的转矩已知时，可以确定井特征件100的深度处的转矩效率。接下来，可以在表面上为运输工具36增加额外的下坐重量以进行啮合或保证先前在载荷转移肩状物118与剪切构件106之间的啮合。在啮合配置中，在表面上为运输工具36增加进一步的下坐重量会经由配合组件110的载荷转移肩状物118向井特征件100的剪切构件106传送轴向载荷。当转移了足够的载荷时，井特征件100的剪切构件106会破裂。当冲破井特征件100的剪切构件106所需的载荷已知并且施加在表面上的下坐重量已知时，可以确定井特征件100的深度处的载荷效率。在确定了井特征件100的深度、井特征件100的深度处的载荷效率和井特征件100的深度处的转矩效率后，配合组件110可以穿过井特征件100并且根据需要在井中下降得更深。
即使已在图2A至2D中描述和显示了具有特定数量和取向的载荷参考元件和转矩参考元件的井特征件，但本领域技术人员应当理解，在其它取向上具有其它数量的载荷参考元件和转矩参考元件的井特征件也是可能的并且是本公开所预期的。例如，图4A至4B示出了根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的各个图，该井特征件一般示为130。井特征件130包括示为环组件132的外壳。从环组件132大体径向向内延伸是示为剪切凸耳134的转矩参考元件，该剪切凸耳具有已知剪切值以使得预定剪切力将导致剪切凸耳134破裂。确切地，剪切凸耳134被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的扭转力被施加到表面上联接至与剪切凸耳134啮合的适当设计的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件130的深度处的转矩效率。井特征件130还包括大体径向向内延伸的载荷参考元件，该载荷参考元件示为基本圆形的剪切构件136，该剪切构件具有已知剪切值以使得预定剪切力将导致剪切构件136破裂。确切地，剪切构件136被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的下坐重量被施加到表面上联接至与剪切构件136啮合的适当设计的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件130的深度处的载荷效率。
再如，图5A至5B示出了根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的各个图，该井特征件一般示为140。井特征件140包括示为环组件142的外壳。从环组件142大体径向向内延伸是示为四个剪切凸耳144的转矩参考元件，这些剪切凸耳具有已知剪切值以使得预定剪切力将导致剪切凸耳144破裂。确切地，剪切凸耳144被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的扭转力被施加到表面上联接至与剪切凸耳144啮合的适当设计的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件140的深度处的转矩效率。井特征件140还包括大体径向向内延伸的载荷参考元件，该载荷参考元件示为四个弧形剪切构件146，这些剪切构件具有已知剪切值以使得预定剪切力将导致剪切构件146破裂。确切地，剪切构件146被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的下坐重量被施加到表面上联接至与剪切构件146啮合的适当设计的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件140的深度处的载荷效率。
接下来参照图6A至6B，其中示出了根据本公开的实施方案的用于井筒中的深度、载荷和转矩参考的系统的井特征件的各个图，该井特征件一般表示为150。井特征件150包括示为环组件152的外壳。从环组件152大体径向向内延伸是示为一对相对定位的剪切销154的转矩参考元件，这些剪切销螺纹联接至环组件152。剪切销154具有已知剪切值以使得预定剪切力将导致剪切销154破裂。确切地，剪切销154被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的扭转力被施加到表面上联接至与剪切销154啮合的适当设计的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件150的深度处的转矩效率。井特征件150还包括大体径向向内延伸的载荷参考元件，该载荷参考元件示为螺纹联接至环组件152的多个剪切销156。剪切销156具有已知剪切值以使得预定剪切力将导致剪切销156破裂。确切地，剪切销156被选择成具有已知剪切值，以使得当足够的下坐重量被施加到表面上联接至与剪切销156啮合的配合组件的运输工具时，可以确定井特征件150的深度处的载荷效率。
本领域技术人员应当理解，本文所述的说明性实施方案并不意图以限制意义来解释。在参照本公开之后，本领域技术人员可以明晓说明性实施方案以及其它实施方案的各种修改和组合。因此，随附权利要求意在包括任何这种修改或实施方案。
Claims (20)
1.一种井下深度、载荷和转矩参考系统，其特征在于，包括：
设置在井筒管内的井特征件，所述井特征件包括深度参考元件、载荷参考元件和转矩参考元件；以及
配合组件，所述配合组件可操作用于在运输工具上在所述井筒管内沿井下方向运行；
其中，所述配合组件可操作用于接触所述井特征件的所述深度参考元件以识别所述井特征件的深度，可操作用于啮合所述井特征件的所述转矩参考元件以使得所述运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破所述转矩参考元件并且识别所述井特征件的所述深度处的转矩效率，以及可操作用于啮合所述井特征件的所述载荷参考元件以使得在所述表面上向所述运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破所述载荷参考元件并且识别所述井特征件的所述深度处的载荷效率。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述深度参考元件进一步包括至少一个可剪切元件。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述深度参考元件进一步包括多个可剪切元件。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述转矩参考元件进一步包括具有已知强度的至少一个可扭转剪切元件。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述转矩参考元件进一步包括具有已知强度的多个可扭转剪切元件。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述载荷参考元件进一步包括具有已知强度的至少一个可剪切元件。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述载荷参考元件进一步包括具有已知强度的多个可剪切元件。
8.一种井下深度、载荷和转矩参考方法，其特征在于，包括：
将井特征件设置在井筒管内，所述井特征件包括深度参考元件、载荷参考元件和转矩参考元件；
使配合组件在运输工具上在所述井筒管内沿井下方向运行；
使所述井特征件的所述深度参考元件与所述配合组件接触以识别所述井特征件的深度；
使所述井特征件的所述转矩参考元件与所述配合组件啮合；
使所述运输工具在所述表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破所述转矩参考元件；
识别所述井特征件的所述深度处的转矩效率；
使所述井特征件的所述载荷参考元件与所述配合组件啮合；
在所述表面上向所述运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破所述载荷参考元件；以及
识别所述井特征件的所述深度处的载荷效率。
9.如权利要求8所述的方法，其中使所述运输工具在所述表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破所述转矩参考元件在从所述表面上向所述运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破所述载荷参考元件之前发生。
10.如权利要求8所述的方法，其中使所述运输工具在所述表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破所述转矩参考元件在从所述表面上向所述运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破所述载荷参考元件之后发生。
11.如权利要求8所述的方法，其中使所述运输工具在所述表面上旋转以传送足够的转矩从而冲破所述转矩参考元件进一步包括冲破多个可扭转剪切元件。
12.如权利要求8所述的方法，其中在所述表面上向所述运输工具施加重量以传送足够的载荷从而冲破所述载荷参考元件进一步包括冲破多个可剪切元件。
13.如权利要求8所述的方法，进一步包括将所述配合组件传递穿过所述井特征件。
14.一种井下深度、载荷和转矩参考系统，其特征在于，包括：
设置在井筒管内的第一井特征件，所述第一井特征件包括第一深度参考元件、第一载荷参考元件和第一转矩参考元件；
设置在所述井筒管内的第二井特征件，所述第二井特征件包括第二深度参考元件、第二载荷参考元件和第二转矩参考元件；以及
配合组件，所述配合组件可操作用于在运输工具上在所述井筒管内沿井下方向运行；
其中，所述配合组件可操作用于接触所述第一深度参考元件以识别所述井筒管内的第一深度，可操作用于啮合所述第一转矩参考元件以使得所述运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破所述第一转矩参考元件并且识别所述第一深度处的转矩效率，可操作用于啮合所述第一载荷参考元件以使得在所述表面上向所述运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破所述第一载荷参考元件并且识别所述第一深度处的载荷效率，以及可操作用于穿过所述第一井特征件；并且
其中，所述配合组件可操作用于接触所述第二深度参考元件以识别所述井筒管内的第二深度，可操作用于啮合所述第二转矩参考元件以使得所述运输工具在表面上的旋转传送足够的转矩以冲破所述第二转矩参考元件并且识别所述第二深度处的转矩效率以及可操作用于啮合所述第二载荷参考元件以使得在所述表面上向所述运输工具施加重量传送足够的载荷以冲破所述第二载荷参考元件并且识别所述第二深度处的载荷效率。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述第一深度参考元件和所述第二深度参考元件各自进一步包括至少一个可剪切元件。
16.如权利要求14所述的系统，其中所述第一深度参考元件和所述第二深度参考元件各自进一步包括多个可剪切元件。
17.如权利要求14所述的系统，其中所述第一转矩参考元件和所述第二转矩参考元件各自进一步包括具有已知强度的至少一个可扭转剪切元件。
18.如权利要求14所述的系统，其中所述第一转矩参考元件和所述第二转矩参考元件各自进一步包括具有已知强度的多个可扭转剪切元件。
19.如权利要求14所述的系统，其中所述第一载荷参考元件和所述第二载荷参考元件各自进一步包括具有已知强度的至少一个可剪切元件。
20.如权利要求14所述的系统，其中所述第一载荷参考元件和所述第二载荷参考元件各自进一步包括具有已知强度的多个可剪切元件。
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