CN106121599A - 在井筒的完成中使用的工具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在套管柱中使用的滑动套筒，其包括：a.具有一个或多个处理端口的外管状构件，其中，所述外管状具有缺口以接收内管状；b.内管状构件，所述内管状构件可滑动地与所述外管状构件接合，并且比外管状的所述缺口短，以使得当内管状构件处于打开位置时，所述一个或多个处理端口向内管状构件的内部开放；c.所述内管状构件和所述外管状构件之间的密封元件，其中，当所述内管状构件处于封闭位置时，所述外管状构件的所述一个或多个处理端口被内管状构件覆盖并且接近内管状构件的内部；d.其中所述内管状构件没有特征可被除了抓持装置以外的任何工具接合，所述抓持装置将压力径向向外地直接施加到所述内管状构件上。本发明还提供了一种用于液压压裂与井筒相交的地层的方法。

Description

在井筒的完成中使用的工具和方法

本申请是申请日为2011年10月18日、申请号为CN 201180059339.3(国际申请号为PCT/CA2011/001167)、名为“在井筒的完成中使用的工具和方法”的进入中国国家阶段的PCT申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上是关于石油、天然气和煤床甲烷井的完成。更具体来说，提供用于在一个井下管子内接达、打开或创建一个或多个流体处理端口以用于穿过其中施加处理流体的方法和工具组件。可以沿着该管子，通过这些端口将多种处理选择性地施加到地层，并且可以在一个一次起下作业中根据需要创建新的穿孔。

背景技术

先前已经描述了用于在井筒的完成中在井下使用的各种工具和方法。举例来说，穿孔装置通常在井下被部署在线缆、钢丝、电缆或管柱上，并且通常使用桥塞、封隔器和跨式封隔器等密封装置针对流体处理而隔离井眼的多个部分。

在竖直井中，井下管子可以包括多个带端口套筒，处理流体和其他材料可以通过这些套筒递送到地层。典型地，这些套筒是在未胶结的井筒中在管柱或油层衬管柱上延伸，并且使用跨越套筒的多个外部套管封隔器被隔离。这些端口可以使用许多种方法来以机械方式打开，包括：使用一个转位工具，该工具部署在线缆或接合管上，迫使一个套筒以机械方式打开；将一个球向下泵送到一个座上，使该套筒转位而打开；对井筒的一个隔离段施加流体压力以打开一个端口；从地表发送声信号或其他信号，等等。用于打开一个端口或使一个滑动套筒转位的这些结构可能并不是始终可靠的，并且在较大深度的井和/或水平井中打开端口的选择受到限制。

发明内容

在一个方面中，提供一种用于将处理流体递送到与一个井筒相交的一个地层的方法，该方法包括以下步骤：

-用管道对该井筒进行加衬，该衬管包括一个或多个带端口管段，每一个带端口管段具有一个或多个横向开口，用于流体通过该衬管传送到邻近于该井筒的一个地层；

-在管柱上在井下部署一个工具组件，该工具组件包括一个磨料流体穿孔装置和一个密封构件；

-将该工具组件定位于通常对应于这些带端口管段中的一者的深度处；

-在该带端口管段下方抵靠该衬管固定该密封构件；并且

-将处理流体递送到该带端口管段。

在一个实施方案中，这些横向开口是在该衬管中产生的穿孔。在另一个实施方案中，这些开口是在对井筒进行加衬之前加工到管段中的端口。

在一个实施方案中，该密封构件是包括第一和第二密封构件的一个跨式隔离装置，并且该工具组件进一步包括位于该第一与第二密封构件之间的一个处理孔口，该处理孔口与该管柱连续，用于通过这些端口将处理流体从该管柱递送到该地层。举例来说，该第一和/或第二密封构件可以是膨胀式密封元件、可压缩密封元件、杯密封件或其他密封构件。

在另一实施方案中，该密封构件是一个机械固定封隔器、膨胀式封隔器或桥塞。

在另一实施方案中，该带端口管段包括位于这些横向开口中的一者或多者上的一个封闭物，并且该方法进一步包括从这些横向开口中的一者或多者移除一个封闭物的步骤。该封闭物可以包括滑动地安置于该管段内的一个套筒，并且该方法可以进一步包括滑动该套筒而打开这些横向开口中的一者或多者的步骤。

在另外的实施方案中，滑动该套筒的步骤包括对该套筒施加液压和/或机械力。

在一个实施方案中，该管柱是盘管。

在前述方面和实施方案中的任一者的一个实施方案中，该方法进一步包括在该衬管中喷射出一个或多个新穿孔的步骤。在该衬管中喷射出一个或多个新穿孔的步骤可以包括将磨料流体通过该管柱递送到该工具组件内的多个喷射喷嘴。

该方法可以进一步包括关闭该工具组件中的一个平衡阀以提供用于在处理过程中监视井底压力的一个单流管的步骤。

在第二方面中，提供一种用于使一个井筒内的一个滑动套筒转位的方法，包括：

-提供以管道加衬的一个井筒，该管道包括可滑动地安置于一根管子内的一个套筒，该管子具有用于定位所述套筒的一个内部型面；

-提供一个工具组件，该工具组件包括：一个定位器，该定位器可以与该管子的所述可定位内部型面接合；以及一个可再固定锚构件；

-将该工具组件在该井筒内部署于盘管上；

-使该内部型面与该定位器接合；

-将该锚固定于该井筒内以接合该滑动套筒；

-对该盘管施加向下力而使该套筒相对于该管子滑动。

在一个实施方案中，固定该锚的该步骤包括以该锚对该套筒施加径向向外的力，以便使该套筒与该锚摩擦接合。该套筒可以包括沿着它的长度具有均匀直径而没有任何接合型面的一个内表面。该内表面可以具有与该管道的内径一致的直径。

在一个实施方案中，该工具组件进一步包括与该锚相关联的一个密封构件，并且其中该方法进一步包括跨该套筒固定该密封构件以提供跨该套筒的一种液压密封的步骤。

在一个实施方案中，施加向下力的步骤包括对井筒环面施加液压。

在第三方面中，提供一种用于使一个井筒内的一个滑动套筒转位的方法，包括：

-提供以管道加衬的一个井筒，该管道包括可滑动地安置于一根管子内的一个套筒，该管子具有用于定位所述套筒的一个内部型面；

-提供一个工具组件，该工具组件包括：一个定位器，该定位器可以与该管子的所述可定位内部型面接合；以及一个可再固定密封构件；

-将该工具组件在该井筒内部署于盘管上；

-使该内部型面与该定位器接合；

-跨该滑动套筒固定该密封构件；

-对该盘管施加向下力而使该套筒相对于该管子滑动。

在一个实施方案中，固定该密封构件的步骤包括以该密封构件对该套筒施加径向向外的力，以便使该套筒与该密封构件摩擦接合。

在一个实施方案中，该套筒包括沿着它的长度具有均匀直径而没有任何型面的一个内表面。该内径可以与该管道的内径一致。

在第四方面中，提供一种用于使一个水平或偏斜井筒中的一个滑动套筒转位的方法，包括：

-提供一个偏斜井筒，其中可滑动地安置有一个套筒；

-提供用于接合该套筒的一个工作管柱，该工作管柱包括：一个密封元件；以及套筒定位装置，以操作方式与该密封元件相关联；

-将所述工作管柱部署在该井筒内以接近于所述套筒而定位该密封元件；

-跨该井筒固定该密封元件以接合该套筒；

-对该密封元件施加向下力而使该滑动套筒转位。

在一个实施方案中，施加向下力的步骤包括对井筒环面施加液压。

在第五方面中，提供一种带端口管子，用于安装在一个井筒内以提供对邻近地层的选择性接达，该带端口管子包括：

-一个管子外壳，包括一个或多个横向流体流动端口，该外壳适于安装在一个井筒内；

-一个端口封闭套筒，抵靠该管子外壳而安置并且可以相对于该外壳滑动而打开和关闭这些端口；以及

-定位装置，用于将一个转位工具定位于该外壳内位于该端口封闭套筒下方。

在一个实施方案中，该定位装置包括沿着该外壳或套筒的最内部表面的一个成型表面，该成型表面用于接合可部署在管柱上的一个转位工具上所带有的一个定位装置。

在另一实施方案中，该定位装置可由一个线缆测程工具检测。

该套筒可以具有沿着它的长度具有均匀直径而没有任何接合型面的一个内表面。该内径可以与邻近于该带端口管段的多个管段的内径一致。

在另一实施方案中，该带端口管子进一步包括用于使该外壳内的该滑动套筒减速的一个制动机构。举例来说，该外壳可以包括可接合于该滑动套筒内的一个干涉型面。作为另一实施例，该外壳可以包括一个肩部，该肩部界定该滑动套筒在该外壳内的轴向移动范围的一个极限。

在一个实施方案中，该滑动套筒在用于对接该外壳的一个肩部的一个前缘处渐缩。

在一个实施方案中，该外壳的内径朝向该肩部变窄以提供该滑动套筒的该渐缩前缘与该外壳的该肩部之间的一种干涉配合。

在另一方面中，提供一种带端口管子，用于安装在一个井筒内以提供对邻近地层的选择性接达，该带端口管子包括：

-一个管子外壳，包括一个或多个横向流体流动端口，该外壳适于安装在一个井筒内；

-一个端口封闭套筒，抵靠该管子外壳而安置并且可以相对于该外壳滑动而打开和关闭这些端口；

-用于锁定该套筒相对于该外壳的可滑动位置的装置。

在一个实施方案中，该用于锁定的装置包括沿着该套筒和外壳的邻近表面的多个可接合型面。

在一个实施方案中，该端口封闭套筒形成该带端口管段的内径。

在另一实施方案中，该端口封闭套筒具有与该井筒的内径相当的内径。

在一个实施方案中，该用于锁定的装置包括沿着该滑动套筒和外壳的相对表面的多个可接合型面。

在另一实施方案中，该外壳包括可以与该滑动套筒的一个表面接合的一个或多个突出部。

在一个实施方案中，该滑动套筒包括可以与该外壳接合的一个或多个突出部，用于限制该滑动套筒相对于该外壳的滑动移动。

在一个实施方案中，该滑动套筒包括一组环形齿。

在一个实施方案中，该外壳的型面包括一组环形凹槽。

在一个实施方案中，该带端口管子进一步包括用于使该外壳内的该滑动套筒的轴向运动减速的一个制动机构。

在另一实施方案中，该外壳包括可以与该滑动套筒接合的一个干涉型面。该外壳可以进一步包括一个肩部，该肩部界定该滑动套筒在该外壳内的移动范围的一个轴向极限。该滑动套筒可以在用于对接该肩部的一个前缘处渐缩。

在又一实施方案中，该外壳的内径朝向该肩部变窄以提供该滑动套筒的该渐缩前缘与该外壳的该肩部之间的一种干涉配合。

根据本发明的又一方面，提供一种用于将处理流体递送到与一个井筒相交的一个地层的方法，该方法包括以下步骤：

-用管道对该井筒进行加衬，该衬管包括一个或多个带端口管段，每一个带端口管段具有一个或多个横向开口，用于流体通过该衬管传送到邻近于该井筒的一个地层，每一个带端口管段进一步包括可滑动地安置于该管段内的一个封闭套筒；

-提供一个工具组件，该工具组件包括一个可再固定密封组件和一个定位装置；

-向井下降低该工具组件；

-将该工具组件定位于这些封闭套筒中的一者内；

-跨该封闭套筒固定该密封组件以使该密封组件上方的井筒从该密封组件下方的井筒被液压隔离；

-抵靠该密封组件将流体施加到该井筒以超过一个阈值压力，该阈值压力足以使该封闭套筒在该管段内可滑动地转位；

-在对该井筒的流体施加过程中监视井底压力；

-终止对该井筒的流体施加；并且

-使该密封组件从该封闭套筒松开。

在一个实施方案中，该封闭套筒是从覆盖该带端口管段中的这些横向开口的一个位置转位到这些横向开口未被覆盖的一个位置。

在另一实施方案中，跨该封闭套筒固定该密封组件的该步骤包括对该封闭套筒施加径向向外的力，以便使该封闭套筒与该密封组件摩擦接合。

该工具组件可以进一步包括一个泵送装置，并且向井下降低该工具组件的该步骤可以包括对该泵送装置施加流体压力。

固定该密封组件的该步骤可以包括以一个密封构件对该套筒施加径向向外的力，以便使该套筒与该密封构件摩擦接合。

在另一实施方案中，该密封组件包括一个密封构件、一组机械滑件以及一个压力或温度传感器，该传感器以操作方式与线缆相关联。

根据本发明的另一方面，提供一种用于使一个井筒内的一个滑动套筒转位的方法，包括以下步骤：

-提供与一根井筒管子连续的一个阀，该阀包括一个带端口外壳和一个可滑动地安置于该带端口外壳内的端口封闭套筒；

-提供一个工具组件，该工具组件包括：一个定位装置和一个可再固定密封构件；

-将该工具组件在该井筒内部署于线缆上；

-将该可再固定密封组件定位于该端口封闭套筒内；

-跨该滑动套筒固定该密封构件；并且

-对该密封构件施加向下力而使该套筒相对于该带端口外壳滑动。

在一个实施方案中，固定该密封构件的步骤包括以该密封构件对该套筒施加径向向外的力，以便使该套筒与该密封构件摩擦接合。该套筒可以包括沿着它的长度具有均匀直径而没有任何型面的一个内表面。此外，该套筒可以具有与该井筒管子的内径一致的内径。

在另一实施方案中，对该密封构件施加向下力的该步骤包括将流体递送到该井筒以增加该密封构件上方的液压。

在另一实施方案中，该端口封闭套筒通过由该流体递送产生的该密封构件上方的液压而初始相对于该带端口外壳被保持在一个封闭位置，该液压足以超过克服所述保持所需的阈值力。举例来说，该端口封闭套筒是由该套筒的外表面和该阀罩的内表面上的一个配合型面保持。在另一实施例中，该端口封闭套筒是由一个固定螺钉保持。

在一个实施方案中，该方法进一步包括通过阀端口将处理流体施加到一个邻近地质地层的步骤。

在一个实施方案中，该方法进一步包括在处理过程中监视该密封元件处的液压的步骤。

在一个实施方案中，该监视步骤包括在处理过程中从地表处接收感测到的测量值。

根据本发明的另一方面，提供一种部署在线缆上的工具组件，用于致动一根管子内的一个滑动套筒，该工具组件包括：

-一个测程工具；

-一个可再固定密封组件，包括一个压力传感器；以及

-一个泵送塞，从该密封组件悬垂。

在一个实施方案中，该泵送塞可以从该工具组件拆卸。该泵送塞可以是可缩回的。

在一个实施方案中，该可再固定密封组件包括一个可压缩密封构件。

在一个实施方案中，该管子是井筒套管或衬管。

该密封组件可以在操作过程中保持附接到线缆上。

本领域的普通技术人员在结合附图审阅本发明的特定实施方案的以下描述后将了解本发明的其他方面和特征。

附图说明

现在将仅通过实例并参考附图说明本发明的实施方案，其中：

图1a是在一个实施方案中根据本文描述的方法使用的一个管道部署的工具组件的透视图；

图1b是图1a所示的平衡阀和外壳的示意性横截面图；

图2a是在另一个实施方案中根据本文描述的方法使用的一个管道部署的工具组件的透视图；

图2b是图2a所示的平衡阀24的示意性横截面图；

图3是在一个实施方案中根据本文描述的方法使用的具有液压致动的滑动套筒端口的一个带端口异径接头的示意性横截面图；

图4a是具有一个内部机械操作的滑动套筒的一个带端口异径接头的透视局部横截面图；

图4b是图4a的带端口异径接头的透视横截面图，其中滑动套筒被转位到一个打开端口位置；

图5a是安置于图4a所示的带端口异径接头内的图1a所示的工具的透视局部横截面图；

图5b是安置于图4b所示的带端口异径接头内的图1a所示的工具的局部横截面透视图；

图6是在一个实施方案中根据本文描述的方法使用的一个线缆部署的工具组件的透视图；并且

图7a和7b分别是处于未锁定和锁定位置中的一个套筒锁定和制动机构的示意性横截面图。

具体实施方式

描述用于在一根管子内选择性地打开端口的工具和方法。带端口管子可以在管道的长度段之间作为接箍、异径接头或套筒而在井眼中延伸，并且例如通过胶结而紧固于适当位置。这些带端口管子以通常对应于期望处理位置的层段而间隔开。在每一根管子内，一个或多个处理端口延伸穿过该管子的壁，从而形成到达地层的流体递送导管(即，通过套管或管子)。因此，施加到井的处理流体可以通过这些端口退出而到达周围地层。

可以用一个滑动套筒封闭这些带端口管子，从而防止流体接达这些端口。这些套筒可以通过各种方式被转位或打开。举例来说，一个工具组件可以与该管子互锁或配合以符合该工具组件的井下位置，并且该总体上圆柱形的套筒可以随后被抓持或以摩擦方式接合而允许该套筒以机械或液压方式被驱动打开。在另一实施方案中，可以将加压流体选择性地施加到一个特定位置以在适当时打开一个端口或滑动一个套筒。

参见图1和2中所示的实施方案，下文一般性描述的以管道部署的工具组件包括一个密封构件，用于促进对含有一个或多个带端口管子的一个井筒部分的隔离。在该工具组件内还可以存在一个穿孔装置。如果需要额外的穿孔，例如如果特定端口将不打开，或者如果端口堵塞或因为其他原因未能吸取或产生流体，那么可以创建一个新穿孔，而不需要从井筒移除该工具组件。这些新穿孔可以置于带端口管子内或者沿着井筒的其他地方。

本申请人先前已经开发一种用于多个井筒层段的穿孔和处理的工具和方法。该工具包括一个喷射穿孔装置和隔离组件，具有一个平衡阀，用于控制通过该组件和该组件周围的流体流量。沿着井筒环面向下施加流体处理以处理穿孔区。

本申请人还已经开发一种井下跨式处理组件和方法，用于使一个井筒的多个层段破裂而不需要在层段之间从井筒移除工具组。此外，在该组件内可以存在一个穿孔装置以允许在一个一次起下作业中根据需要来创建和处理额外穿孔。

在本说明中，术语“上方/下方”和“上部/下部”是为了容易理解而使用，并且通常意思是从地表的相对井上和井下方向。然而，取决于井筒的配置，这些术语在某些实施方案中可能不准确。举例来说，在水平井筒中，一个装置可能不在另一装置上方，而是从该井筒的进入点来看将更近(井上、上方)或更远(井下、下方)。同样，术语“地表”意思是进入井筒的进入点，即，组件插入到井筒中所在的工作面。

本文提到的喷射穿孔是指以高速率递送磨料流体以便在一个特定位置侵蚀井筒的壁从而产生穿孔的技术。典型地，磨料流体从围绕一根心轴安排的多个喷嘴喷射，使得高速流将从喷嘴朝向井筒套管喷射磨料流体。喷沙是指在适当的载体流体中使用沙子作为研磨剂的实践。举例来说，用于在喷沙组分中使用的典型载体流体可以包括以下各项中的一者或多者：水、基于烃的流体、丙烷、二氧化碳、氮助水，和类似物。由于喷沙组件的寿命有限，因此使用带端口接箍作为主要处理递送例程使得对使用喷沙装置的需要最少。然而，在需要时，如果通过特定带端口接箍的处理失败，那么喷沙装置可以用作辅助手段来接达地层。

本文提到的带端口管子是在井下典型地使用的类型的管状部件或组件，具有穿过一个壁的一个或多个流体端口，从而允许从管子的内部到外部的流体递送。举例来说，带端口管子包括静止套筒和滑动套筒、用于连接管道的邻近长度段的接箍和组件，或用于在井下放置的异径接头和组件。在一些实施方案中，可以覆盖和选择性地打开这些端口。通过将套筒另外转位到替代性位置，可以获得例如带筛网端口等其他端口条件。带端口管子可以与例如套管或油层衬管等不带端口管道的长度段组装在一起，用于对井筒进行封套或加衬，或另外用于放置于井筒内。

带端口套管接箍

通过使用本文描述的一种或多种方法，可以选择性地将处理流体施加到个别端口或端口群组。也就是说，在一个实施方案中，通过提供一个滑动构件来促进沿着井筒选择性地、循序地将流体处理施加到地层的各种位置，该滑动构件例如为隐蔽一个井筒管子内的一个处理端口的套筒、活塞、阀或其他盖子，从而有效地密封该端口而使流体无法通过。举例来说，该滑动构件可初始被偏置或保持在处理端口上，并且可以被选择性地移动以允许流体处理通过打开的端口到达地层。在图中所示的实施方案中，带端口管子和套筒被示出为接箍或异径接头，用于附接井筒套管的邻近长度段。然而预期的是，在其他应用中可以使用一种类似的端口打开配置，该配置具有其他管状构件、套筒、衬管和类似物，无论是胶结于井眼中、部署于管柱上、与油层衬管组装在一起还是以其他方式定位于井筒、管路或管子内。

也可以使用其他机构来临时覆盖端口直到需要进行处理为止。举例来说，可以将能够选择性地移除的爆破隔膜、弹簧偏置阀、可溶解材料和类似物放置于组件内，用来允许在每一个带端口管子处进行个别处理。这些盖子可以与该滑动构件相结合而存在，例如用来允许即使在该滑动构件已经被移除而不覆盖端口之后，这些端口也保持关闭。通过改变沿着井筒的各种端口上的封闭物的类型或组合，可以实现对各个层段的更有选择性的处理。

在图3所示的带端口接箍30中，一个环形通道35在接箍30内纵向延伸并且与处理端口31相交。该通道35内的一个滑动套筒32通过一个剪力销33保持在处理端口31上。通道35在套筒端口34a、34b处在每一末端附近向内部井筒开放。该滑动套筒32通常被保持或偏置到覆盖端口31的封闭位置，但可以在通道35内以可滑动方式被致动以打开处理端口31。举例来说，一个密封件可以定位于套筒端口之间以允许将流体施加到套筒端口34a(无需通过套筒端口34b对应地施加液压)。因此，套筒32将在通道35内朝向相反的套筒端口34b滑动，从而打开处理端口31。随后可以通过端口31将处理施加到地层。该端口可以或可以不被锁定为打开，并且可以在处理之后保持打开。在一些实施方案中，例如通过在与套筒端口34a的水力隔离中将流体施加到套筒端口34b，可以在处理之后封闭端口。

参见图4a和4b，分别在端口封闭和端口打开位置中示出了一个带端口异径接头40，这个异径接头带有一个外壳和内部滑动套筒41。该异径接头可以用于在地表建构管道时连接套管或管道的长度段，之后在井筒中延伸并且在需要时用胶结材料或外部封隔器紧固于适当位置。端口42穿过异径接头40而形成，但不在滑动套筒14内。也就是说，当该套筒如图4a所示定位时，端口被封闭。可以使用剪力销43或其他扣件，通过与套管接箍的内表面上的一个型面互锁或配合，或者通过其他合适方式，来抵靠接箍端口而紧固封闭套筒位置。还可以在需要时将又一封闭件(例如，一个可溶解塞)施加于端口上。

在端口封闭位置中套筒41以可滑动方式抵靠异径接头的内表面而安置，由剪力销43保持时，一个或多个密封件44防止这些表面之间的流体流动。如果一旦套筒已经转位而需要将套筒锁定于端口打开位置，则可以围绕套筒41的外圆周而紧固一个锁合卡环45、夹头或其他接合装置。具有用于接合该卡环46的一个型面、凹槽、棘爪或截留器的一个对应截留环47适当地定位于异径接头内，以便在一旦套筒已经转位时便接合卡环，从而保持套筒打开。因此，可以在井下方向将一个井下力和/或压力施加到滑动套筒上以驱动套筒41，剪断该销43并且滑动套筒41以便打开端口43并且将该端口锁定为打开。

可以将一个制动机构加入到套筒和/或外壳中，用于在滑动套筒达到在外壳内的行程范围时对该滑动套筒进行减速。举例来说，可以将一个制动机构加入到一个锁合卡环、夹头或其他接合装置中，或者可以独立地提供一个制动机构。一个有效的制动系统可以用于在滑动套筒转位的过程中减少工具组的高冲击加载。

如图7a和7b中提供的实施例所示，通过在套筒与外壳之间存在锁定机构的情况下，在套筒与外壳之间提供干涉配合，可以实现制动。如图所示，外壳的锁定部分60带有一系列凹槽或缺口61，朝向外壳的内部末端。滑动套筒支承对应的单向脊部或在套筒内的前进方向上渐缩的环形齿62，使得套筒的带螺纹部分前进经过外壳的锁定部分60的缺口将会提供一种棘轮效应，从而防止套筒在反方向上的移动。另外，这些缺口可以提供足够的机械干涉来提供滑动套筒相对于外壳的某种轴向减速。这些缺口可以在与滑动套筒上的那些缺口相反的方向上渐缩。

如图7b所示，套筒已经前进并且环形齿62与外壳的缺口61啮合，从而防止反方向上的移动。通过滑动套筒的渐缩前缘63抵靠外壳的肩部64的干涉配合而提供另外的制动和锁定。也就是说，在用较大力使滑动套筒前进时，滑动套筒的渐缩前缘63将在最小程度上偏转，因为外壳的内径朝向肩部变窄。在套筒的渐缩前缘进一步朝向/抵靠肩部前进时(例如，在过量的力驱动滑动套筒时)，将遇到增加的机械干涉，这进一步使滑动套筒的轴向移动减速。

额外或替代的制动机构可以包括剪力销、固定螺钉、环密封件、爆破隔膜、金属弹簧、液压计量装置和类似物。

套筒的内表面是光滑的并且直径一致，并且在内径方面与管道的已连接长度段的内径相当，以便不会提供比管道的内径窄的型面。也就是说，套筒不会提供将阻碍工作管柱或工具沿着管道的通过的任何障壁或表面。

滑动套筒的内表面的无型面光滑特征抵制了为各种目的可能经过井下的工具或工作管柱对套筒的接合，并且将仅可以由一个抓持装置接合，该装置在直接施加到套筒时径向地向外施加压力。也就是说，套筒的内表面基本上与邻近管路的长度段的内表面相同。此型面的仅有偏差存在于带端口异径接头内在每一个未转位滑动套筒的底部，或在每一个已转位滑动套筒的顶部，其中可以检测到异径接头的一个径向放大部分(不存在同心滑动套筒)。在未转位套筒中，在未转位套筒下方的该径向放大部分可以用于定位未转位套筒并定位一个转位工具。此空间的不存在(不能定位)可以用于确认套筒的转位已经发生。

异径接头的上述径向放大部分可以进一步包括一个配合或定位型面，用于由转位工具组件的一个部分接合，例如当工具组件部署于盘管上时由一个套管接箍定位器接合。此型面将典型地不足以帮助对滑动套筒施加一个转位力，但是为了定位和转位确认的目的而提供此型面。显然，当接合或转位工具部署于线缆上时，沿着套筒的内表面可以不存在定位或配合型面，并且可以改为对井进行测程以使用已知的线缆定位装置来定位套筒。

在通常不存在用于实际地使套筒转位的接合型面的情况下，套筒可以改为通过与一个密封构件、封隔器、滑件、金属或弹性体密封件、人字纹密封件或模制密封件的接合来转位。这些密封件将通过抵靠套筒径向向外施加一个力来接合滑动套筒。在一些实施方案中，这种接合还提供一种液压密封。因此，一旦接合，套筒便可以通过施加机械力而转位，例如在具有部署于接合管路上的工具组的垂直井的情况中。作为另一实施例，可以通过在一旦密封件已经以摩擦方式接合滑动套筒的内表面时便将液压施加到井筒，来使井筒的水平部分内的套筒转位。一个合适的密封装置可以部署在管道、线缆或其他合适装置上。

沿着一个套管适当设计和放置带端口接箍或异径接头以提供穿过管子的穿孔或端口，将使得在完成操作过程中为了添加穿孔而在井眼中进出的需要最少。此外，使用本发明工具组件对滑动套筒进行转位还将通过提供部署于工作管柱上的一个二次穿孔装置而在完成操作中提供效率。由于穿孔通常是耗时、危险并且高成本的，因此这些操作的任何减少都会改善效率和安全性。另外，当在完成操作过程中可以选择性地打开预先安置的穿孔时，这为井作业者提供更多的灵活性。

套筒可以进一步被配置成防止锁定于打开位置，因此在处理完成之后可以例如通过将套筒滑动到它在端口上的原始位置来主动地或自动地封闭端口。

转位组件

本文描述的转位组件包括至少一个定位装置和一个密封构件。当该定位装置确认了该密封构件处于适当的井位置，即在有待转位的一个滑动套筒内时，致动该密封构件以跨过该套筒的内径设置。当被密封时，井筒的在密封件上方的部分有效地与下方井筒液压隔离，使得可以通过从地表将流体施加到井筒来在井下方向上对滑动套筒进行转位。也就是说，在密封构件上方的液压增加超过阈值压力时，将滑动套筒在端口上保持于封闭位置中的力将被克服，并且滑动套筒将向井下转位而暴露打开的端口。

当沿着外壳存在例如截留环47等接合装置时，沿着滑动套筒定位的卡环37将变为与外壳的截留环47接合，从而将阀锁定于打开位置。

显然，在套筒已经打开之后，密封件和工作管柱可以保持固定于井筒内，从而使新打开的套筒中的端口与下方的任何先前打开的端口隔离。替代地，可以取下该密封件以检验打开的套筒的状态，或者在必要时重新定位工作管柱(例如为了使又一个滑动套筒转位，并且随后将处理流体同时施加到一个或多个接箍的端口)。取决于工作管柱的配置，可以通过工作管柱中的一个或多个孔口或者经由围绕工作管柱的井筒环面来将处理流体施加到端口。

应注意，本文示出和讨论的工作管柱和部件以及滑动套筒和套管接箍是作为用于打开不同地配置的井下端口的合适的实施方案的实施例而提供。阅读本发明的人会预料到并且将了解许多修改。举例来说，虽然本文描述图3和4中所示的滑动套筒向井下转位，但套筒、接箍和工作管柱部件可以颠倒，使得套筒向井上转位以打开端口。此外，对接箍和套筒进行定位以及对套筒进行转位的各种形式都是可能的。显然，可以使用图1或图2所示的工具组件来致动图3或4中描绘的滑动套筒并且通过打开的端口来处理地层。在本文提供的教示的范围内，元件的各种组合是可能的。

还应当注意，即使抵靠滑动套筒的密封不完美也可以实现转位。然而优选的是监视密封件的完整性，因此可以确定施加到端口的处理的功效。因此可以通过工具组件记录测量值或在收回工具时回顾测量值，或者经由线缆或其他通信电缆将测量值实时发送到地表。

管道部署的转位组件

参见图1和2，当转位组件部署于管道上时，还可以在工具组件内提供一个穿孔装置。在工具组件内包括一个穿孔装置允许在穿过带端口外壳的流体处理并不成功的情况下或者当需要对不包含带端口管子的额外井筒位置进行处理时创建一个新穿孔。显然，此工具组件允许在流体处理操作内整合二次穿孔能力，而不需要从井筒移除处理组件，并且不需要向井下延伸单独的工具组。在一些实施方案中，可以创建新穿孔并且施加处理，而不需要调整工作管柱在井下的位置。

参见图1和以引用方式并入本文的本申请人的共同待决加拿大专利申请2,693,676，本申请人已经描述一种喷沙工具100和方法，用于多个井筒层段的穿孔和处理。该工具包括一个喷射穿孔装置10和一个可压缩密封构件11，具有一个平衡阀12，用于控制通过该组件和该组件周围的流体流量。使用滑件14对该密封构件的固定/松开以及对该平衡阀的位置的控制都受到对管柱施加机械力的影响，该机械力驱动一个自动J型面内的一个销围绕工具心轴的移动，其中各种销停止位置对应于固定和松开的密封位置。当该密封构件固定时沿着井筒环面向下施加流体处理以处理最上部的穿孔区。通过沿着管柱向下递送磨料流体到达喷射喷嘴，可以在井筒中喷射新的穿孔。

参见图2和以引用方式并入本文的本申请人的共同待决加拿大专利申请2,713,611，本申请人还已经描述一种跨式组件和方法，用于使井筒的多个层段破裂而不需要在层段之间从井筒移除工作管柱。上部跨式装置20包括围绕处理孔口21的上部杯形密封件22和下部杯形密封件23。因此，施加到管柱的流体在孔口21处退出组件，并且致使杯形密封件22、23张开并抵靠套管而密封，隔离一个跨式区内的一个特定穿孔，从而接纳处理流体。在工具组件内可以打开这些杯形密封件下方的一个旁通件，从而允许流体沿着工具组件的内部继续向下而沿着一个流体喷射穿孔装置25从喷嘴26喷射。还可以存在一个额外的锚组件24，用于进一步维持工具组件在井筒内的位置，并且帮助在必要时打开和关闭该旁通阀。

参见图5a，示出了用于以机械方式对一个滑动套筒进行转位的一个工作管柱。在所示的实施方案中，一个机械套管接箍定位器13与带端口管子内的未转位套筒下方的一个对应型面接合，该型面由接箍的下部内表面和滑动套筒的下部环形表面界定。一旦接箍定位器13如此接合，便可以在机械滑件14的帮助下抵靠滑动套筒来固定一个密封件11。固定的密封件，例如具有一个可压缩密封元件的一个封隔器组件，有效地隔离所关注的带端口异径接头上方的井筒。由于从井上将力和/或液压施加到工作管柱和封隔器上，因此滑动套筒将向井下被拉动，从而剪断销43并且使接箍定位器13崩塌。所施加的力和/或压力可以是例如通过抵靠盘管、接合管路或其他管柱施加力而从地表直接施加到工作管柱(并且进而施加到接合的滑动套筒)的机械力。替代地，所施加的力和/或压力可以是通过井筒环面和/或通过工作管柱抵靠密封件而施加的液压。一旦密封件11与滑动套筒41接合便可以施加力/压力的任何组合，从而使套筒从覆盖端口42的原始位置转位。举例来说，可以用流体对井筒和工作管柱适当地加压以帮助以机械方式将力施加到工作管柱并且使套管转位。在各种实施方案中，一些或全部的转位可以通过机械力来实现，并且在其他实施方案中通过液压来实现。在许多实施方案中，机械力与液压的合适组合将足以使套筒从覆盖端口的原始位置转位。

参见图5b，一旦接箍的下部内表面与滑动套筒的下部环形表面会合，端口42便打开，并且可以将处理施加到地层。此外，在滑动套筒与接箍的下部内表面会合的情况下，不再存在供对应的管道部署的止块/接箍定位器接合的可定位型面。因此，工作管柱可以延伸通过套筒而不需要过度拉动，从而验证套筒已经打开。

在密封件保持固定于滑动套筒内的同时可以通过打开的端口施加对地层的流体处理。以此方式，可以独立地处理每一个带端口位置。替代地，可以打开一个或多个套筒，并且随后同时进行处理。

线缆部署的转位组件

参见图6，可以使用部署于线缆上的一个工具组件来对一个滑动套筒进行转位，从而打开外壳中的端口来将流体递送到周围地层。线缆部署的工具组件50包括：一个密封组件52，用于与滑动套筒的内表面摩擦接合；一个耦合件，用于将线缆附接到该工具组件上；以及一个控制模块，用于对井进行测程并且控制该密封组件的致动。可以包括一个泵送杯51用于在需要时向井下泵送工具。该工具组件可以进一步包括其他装置，例如一个穿孔装置。

泵送杯典型地用于在部署于线缆、钢丝或电缆上时沿向井下降低工具。在当前描述的转位组件中，该组件可以具有适合于向井下泵送的直径，并且/或者可以包括一个用于帮助向井下递送转位组件的泵送杯。在一个实施方案中，在对井筒施加液压时该杯张开，并且因此被该杯后方的液压头向井下驱动，从而向井下拉动工具组件和线缆。在这个实施方案中，井筒应当是可渗透的、穿孔的或以其他方式允许流体从井底传递到地层，以便该杯和附接的工具组件可以随着流体从地表的泵送而前进到井底。一旦已经将工具组件向井下泵送到有待转位的滑动套筒的位置下方某一距离，便可以释放、缩回泵送杯或以其他方式使泵送杯不操作。

图6所示的密封组件52包括多个机械滑件53、多个密封构件54以及一组压力传感器55(一个在密封元件上方和/或一个在下方)。当包括两个压力传感器时，可以监视跨密封元件的压力差。可以进一步包括温度传感器，用于在操作过程中额外监视底部井眼状况。当在井下适当定位时，经由控制模块的一个线缆信号触发了通过抵靠套管的机械滑件53施加向外的力，从而起始密封构件52抵靠滑动套筒的固定。此密封提供了与滑动套筒的摩擦接合，使得一旦密封组件上的液压超过一个阈值并且从覆盖端口的原始位置滑动，滑动套筒便将被向下转位而打开外壳端口。当固定时，密封组件保持附接到线缆上，并且因此可以在需要时经由线缆将压力传感器测量值传输到地表，从而在对地层的处理过程中监视底部井眼压力。

当转位组件在电线上延伸时，密封构件上方和下方的实时压力和温度的测量是可能的。沿着工具管柱的一个被动式接箍定位器实时地定位全部的套筒和套管接箍。也可以使用电线从地表供应电力和信号，用于打开或关闭平衡阀、固定和解除固定密封件，以及在处理过程中或回顾性地验证密封装置和平衡阀的状态。在不利条件下，可以使用线缆来断开转位组件的连接，用于从井筒移除线缆。

一旦处理完成，盘管的一个线缆信号或操纵便起始跨密封组件的液压平衡。在线缆实施方案中，注意到，如果可以无线地建立密封组件与线缆上和/或来自地表的一个控制模块之间的通信，那么在需要时可以在操作过程中从密封组件断开线缆的连接。

还预期可以在包含于盘管内的线缆上部署转位组件，使得可以通过本文披露的盘管部署的转位组件和方法、通过本文披露的线缆组件和方法或通过这两者的组合，来操作和监视转位组件的一些或全部部件。

此外，可取回式线缆部署的桥塞是可用的，其中桥塞被固定并随后从线缆断开连接。在本发明的方法中，密封装置不需要断开连接，但是可以保持始终附接，从而促进通信和电力供应。盘管可以含有线缆，并且用于递送流体、均衡压力并在可能时操纵工具组件。

当本发明的转位组件在线缆上作用时，该线缆可以保持始终附接到组件上，并且可以用于将信号递送到该组件，例如用于击打密封装置中的一根心轴以打开穿过密封装置的一条平衡路径，随后从滑动套筒释放密封装置而在不受限制的数目的层段上重复操作。

可以使用除了击打心轴之外固定、平衡和释放密封装置的方法。举例来说，转位组件可以旋转而将密封件卡到一个固定位置，其中连续的旋转实现平衡并随后释放密封装置。许多等效的致动操作是可能的，并且本发明的方法不限于任一个特定装置来实现本文描述的方法。

方法

当如本文讨论对井筒进行加衬来使用时，构成套管并且套管在井眼中延伸，并且将预定数目的带端口接箍加入到套管的各区段之间的预定间隔处。一旦套管柱处于井筒内的适当位置，便将套管柱胶结到适当位置中。虽然胶结操作可以覆盖带端口接箍的外部端口，但在如下文将描述将处理流体递送通过每一个端口时，带端口接箍与地层之间的水泥塞容易被移位。如果井保持未胶结并且使用外部密封件另外隔离带端口接箍，那么不需要使水泥移位。

一旦井筒准备好进行完成操作，便将具有至少一个可复位密封或锚构件和一个定位装置的工具组件在盘管、线缆或其他装置上向井下延伸。取决于井的配置、工具组件以及带端口接箍的操作方法，选择所关注的特定带端口异径接头并且适当地定位工具组件。典型地，将致动带端口异径接头，并且在底部/最下部/最深接箍和工作向上井眼处开始处理井。可以使用适当的深度监视系统，并且可以根据需要在垂直、水平或其他井筒中与工具组件一起使用，从而确保工具组件的准确定位。

具体来说，当对用于操作图3所示的带端口异径接头的滑动套筒的工具组件进行定位时，该工具组件的一个密封构件定位于单一带端口异径接头的多个套筒端口之间，用于隔离该密封构件的任一侧上的成对套筒端口。因此，当将流体施加到井筒时，流体将通过仅一个套筒端口在所关注的带端口接箍处进入环形通道35，因为另一套筒端口将在密封构件的相对侧上并且将不会带走流体，从而在通道内平衡套筒。在图3所示的带端口接箍中，流体将仅施加到上部套筒端口34a。因此，从仅一端进入环形通道的流体流将在环形通道的上部部分内产生液压，从而最终剪断将滑动套筒保持在适当位置的销。滑动套筒将在通道内移位，从而打开处理端口并允许加压处理流体通过该端口、通过水泥并进入地层。

为了更加清楚，图3所示的带端口异径接头由于一个密封构件定位于它的套筒端口之间而打开，这允许仅一个套筒端口接收流体，从而对通道加压而剪断将滑动套筒保持在处理端口上的销(或者在其他实施方案中，强制打开偏置的处理端口封闭件)。沿着井筒的其余带端口接箍内的处理端口将不打开，因为流体将通常相等地进入两个套筒端口，从而维持滑动套筒在这些接箍中的端口上的平衡位置。

一旦例如通过管道或沿着井筒已经将处理完全施加于打开的端口，则终止处理流体对端口的施加，并且跨环形通道的液压散去。如果滑动套筒被偏置而关闭处理端口，那么处理端口可以在处理流体的施加停止时关闭。然而，处理端口的关闭是不需要的，尤其是当处理施加于从井的底部朝向地表移动的井筒层段时。也就是说，一旦第一井筒片段终止，便将工具组件向井上移动而将一个密封构件定位于有待处理的下一个带端口异径接头的多个套筒端口之间。因此，先前处理的接箍固有地被隔离而不会接收另外的处理流体，并且端口可以继续被独立地处理。

当具有跨式密封组件的工具组可用时，可以用至少两种不同方式使用工具组件来使一个套筒转位。在第一个实例中，可以在上述方法中使用该跨式工具，将下部密封构件固定于所关注的一个带端口异径接头的多个套筒端口之间并且沿着管柱施加处理流体。

替代地，当使用一个跨式密封组件而允许以任一次序处理带端口接箍时可以更改该方法。具体来说，将一个密封构件(在图2所示的组件中，下部密封构件)固定于所关注的一个带端口接箍的多个套筒端口之间。可以沿着管柱将处理流体施加到被隔离的层段，该处理流体将仅进入上部套筒端口，从而跨滑动套筒产生液压差并且迫使处理端口打开。

如果带端口接箍未能打开，或者通过带端口接箍的处理因其他原因而不成功，便可以使用图1和2所示的盘管部署的组件上存在的喷射穿孔装置来在套管中产生一个新穿孔。一旦已经喷射出新穿孔，处理便可以继续。

该方法因此允许用单一工具组件并在一次起下作业中对井筒内的预先存在的穿孔(例如带端口套管接箍)进行处理，并且在需要时产生新穿孔来进行处理。

在一个线缆部署的工具组件与图4所示的滑动套管一起使用的情况下，在泵送杯51的存在的促进下，沿着井筒泵送该工具组件。泵送杯51下方的流体被移位通过井筒的下部区域或底部中的一个带端口或预先穿孔的部分。泵送杯随后向井下被释放，或者以其他方式缩回或不活动，从而允许工具组件沿着线缆上升。

在工具组件沿着线缆通过井筒上升并且滑动套筒被定位时，每一个套筒可以打开并且连续地施加处理。

对底部井眼压力的监视

在本文讨论的任一个实施方案中通过带端口异径接头对地层施加流体处理的过程中，对处理压力进行监视。另外，还可以监视底部井眼压力，并且使用底部井眼压力通过消除在施加于井筒的处理的过程中原本因摩擦而损失的压力来确定裂缝延伸压力。

参照图1所示的盘管部署的工具组件，可以在沿着井筒环面施加处理的同时经由盘管来监视底部井眼压力。参照图6所示的线缆部署的工具组件，可以在处理施加过程中使用加入到密封构件上方和下方的底部井眼压力传感器来监视底部井眼压力。这些感测到的测量值可以经由线缆传输到地表。

当转位组件在盘管上运行时，管道表面压力可以与液压相加而得到底部井眼压力(密封构件上方)。这可以进一步解释为裂缝延伸压力。可以包括一个存储器仪器来记录压力测量值，这些压力测量值可以用于回顾性地确定在处理过程中密封的完整性。

通过了解裂缝延伸压力趋势(也称为刺激延伸压力)，可以实现对端口处的固体积累的早期检测。也就是说，通过将在沿着井筒环面递送处理流体过程中的压力趋势与在同一时间段期间的底部井眼压力趋势进行比较，操作者将快速地发现地层未能带走更多处理流体的情况。较早发现不一致性将允许进行早期干预，从而防止穿孔处以及工具周围的碎屑积累。

在处理过程中，通过所关注的下一个处理层段将期望体积的流体递送到地层，而被处理的层段下方的井筒其余部分(可能先前也已经经过处理)以液压方式与当前的处理层段隔离。如果成功地沿着环面成功进行了处理，便可松开密封装置并将工具组件移动到所关注的下一个带端口层段。

然而，如果处理监视表明，没有成功地将流体通过打开的端口递送到地层，那么这将表示可能有固体沉淀在环面内。在这种情况下，可以采取各种措施来从环面清除沉淀的固体，例如调整泵送速率、流体粘度或者以其他方式更改环面处理流体的组成来将固体循环到地表。

实例1：具有单一密封构件的工具组件

参见图1所示的工具组件，提供一个流体喷射装置，用于产生穿过衬管的穿孔，并且提供一个密封装置，用于隔离和处理一个穿孔层段。典型地，当进行一个标准完成操作时，在管道(例如盘管或接合管路)上在井下将工具组组装并部署到所关注的最下部层段上。密封装置11抵靠井筒的套管而固定，对着套管喷射磨料流体以产生穿孔，并且随后在压力下从地表沿井筒环面向下注入一个流体处理(例如一种压裂流体)，该流体经由穿孔进入地层。一旦处理完成，便缓慢耗散环面中的液压，并且释放密封装置11。随后可以将工具向井上移动到下一个所关注的层段。

显然，井筒环面与工具组的内部心轴之间存在正向和反向循环两个流动路径，从而允许穿过工具组在正向或反向方向上将碎屑带走。此外，在沿着环面的处理过程中，管柱可以用作一个单流管，用于允许压力监视以对处理过程中的不利情形进行早期检测，用于允许释放碎屑积累时的快速动作，或者最大化刺激处理。

当使用根据本发明方法的工具组时，穿孔是辅助功能。也就是说，通常仅当一个带端口接箍未能打开时，当流体处理另外在一个特定区域中失败时，或者当操作另外需要在该层段内产生一个新穿孔时，才使用磨料喷射穿孔。管子之间的带端口异径接头的存在将使磨料喷射装置的使用最少，并且因此允许在单一井筒中在减少时间内完成较多的处理阶段。处理流体成功递送通过的每一个带端口接箍减少了磨料穿孔操作的次数，进而通过减少流体和沙的递送需要(以及稍后当井投入生产时的处置需要)减少了时间和成本，增加了在单次作业中可以处理的区域的数目，并且还延长了喷射装置的寿命。

当需要磨料流体穿孔并且已经成功完成时，通过在对穿孔施加处理之前用一种替代流体冲刷管柱或套管柱，喷射流体可以从井筒循环到地表。在通过对井筒环面施加流体对穿孔进行处理的过程中，还可以沿着管柱将第二体积的流体(可以是第二体积的处理流体、清澈流体或任何其他合适的流体)泵送到喷射喷嘴，从而避免管柱的崩塌并防止喷射喷嘴堵塞。

如图1中图解说明的实施方案中所示，密封装置11典型地定位于流体喷射组件10的井下部分。这种配置允许密封件抵靠管子而固定，用作使套筒转位的转位工具，为对穿孔的直接流体处理提供液压密封，并且在需要时在管子中产生额外的穿孔。替代地，该密封件可以位于沿着工具组件的任何地方，并且工具组可以在必要时重新定位。

合适的密封装置将准许将最近穿孔或端口打开的层段与下方井筒的先前处理的部分隔离。举例来说，膨胀式封隔器、压缩式封隔器、桥塞、摩擦杯、跨式封隔器以及本领域中已知的其他装置可以用于这个目的。密封装置能够抵靠任何管状表面而固定，并且不需要套筒处的特定型面以便提供合适固定或用于使内部滑动套筒转位，因为这种型面可能另外干涉其他工具在井下的使用。密封装置可以与任何带端口异径接头一起使用以液压地隔离井筒的一部分，或者密封装置可以用于直接抵靠一个内部滑动套筒而固定一个液压密封件，从而提供套筒的物理转位，例如用于打开端口。密封装置还允许在处理之前对密封元件进行压力测试，并且实现对处理过程中的处理施加压力和井底压力的可靠监视。下文将阐释这种监视的重要性。

可以通过在组件内加入一个深度定位装置来实现沿着一个垂直、水平或偏斜井筒的精确位置的穿孔和处理。这将确保当需要磨料流体穿孔时，穿孔位于期望的深度。显然，一个机械套管接箍定位器准许在穿孔之前对密封和锚定装置的精确深度控制，并且在穿孔和处理过程中维持组件的位置。接箍定位器还可以用于在图5a所示类型的未转位套筒处定位一个工作管柱。

当使用此工具组件进行穿孔时，密封装置在穿孔之前抵靠套管而固定，因为这可以帮助在井筒的穿孔和处理过程中维持工具组的位置和定向。替代地，可以在穿孔之后致动密封组件。在任一种情况下，密封组件均抵靠所关注的穿孔层段下方的套管而固定，从而对下部井筒(可能先前已经穿孔并处理)与有待处理的层段进行液压隔离。也就是说，密封件界定了有待处理的井筒层段的下限。典型地，此下限将在最近形成的穿孔的井下部分，但是在任何先前处理的喷射穿孔或另外处理的端口的井上部分。此配置将使得能够通过将处理流体从地表施加到井筒环面而将所述处理流体递送到最近形成的穿孔。显然，当在具有其中端口被覆盖的带端口异径接头的一个井筒中喷射新穿孔时，未打开的带端口接箍将在喷射穿孔的处理过程中保持关闭，并且因此可以隔离地处理这些新喷射的穿孔。

如图所示，密封组件11是以机械方式致动，包括用于当致动时在工具组与套管之间提供液压密封的一个压缩密封元件，以及用于接合套管以固定该压缩密封元件的多个滑件14。在所示的实施方案中，用于固定密封组件的机构涉及到在围绕密封组件心轴形成的一个J型面内滑动的一个固定销。该销通过一个双件式离合器环而抵靠底部异径接头心轴保持在适当位置，并且底部异径接头心轴在支承该J型面的密封组件心轴上滑动。离合器环具有多个碎屑释放开口，用于允许流体和固体在销在J型面内滑动的过程中通过。在J型面内的各种位置处存在碎屑释放孔口，从而准许在销在J型面内滑动时排放沉淀的固体。这些J槽也比仅基于销长度通常将需要的深度更深，这进一步提供对碎屑积累的容纳以及在无需禁止密封装置的致动的情况下进行释放。适合于致动机械固定封隔器和其他井下工具的各种J型面是本领域中已知的。

为了使跨密封装置的压力平衡并且准许在各种情况下松开压缩密封元件，在工具组件内存在一个平衡阀12。虽然现有装置可以包括一个用于使跨封隔器的压力平衡的阀，但是这种平衡典型地是仅在一个方向上实现，例如从密封装置下方的井筒片段到密封装置上方的井筒环面。当前描述的平衡阀准许管柱与井筒环面之间的恒定流体连通，并且当该阀处于完全打开位置时，还准许与井筒的在密封装置下方的部分的恒定流体连通。而且，流体和固体可以在这三个隔间之间在正向或反向方向上通过。因此，对这些循环路径的适当操纵允许对组件的冲刷，从而防止固体沉淀在组件上或组件内。如果发生阻塞，那么对组件的进一步操纵和适当的流体选择将允许对穿孔的正向或反向循环来清除阻塞。

如图1b所示，通过一个平衡塞15在一个阀罩16内的滑动移动来操作该平衡阀。通过在由一根主拉管锚定到组件的盘管上进行拉动或推动，从地表致动这种可滑动移动。该主拉管总体上是圆柱形的，并且含有一个球形止回阀以防止在通过喷射喷嘴(位于该拉管的上游)施加流体的过程中流体从平衡阀回流通过到管柱。平衡阀15锚定在该拉管上，形成一个上部肩部，从而限制该平衡阀15在阀罩16内的行程范围。具体来说，一个上部锁定螺母附接到阀罩上并且抵靠拉管的外表面而密封，从而界定用于抵靠平衡塞的上部肩部而对接的一个止挡件。

阀罩16的下端锚定在组件心轴上，从而界定平衡塞15在阀罩16内可以行进的最下限。应注意，平衡塞支承一根中空圆柱形芯杆，该芯杆从平衡塞15的上端延伸到内部端口17。也就是说，平衡塞15在内部端口下方在它的下端处封闭，从而形成一个成型固体圆柱形塞18，该塞上覆有一个接合密封件。该固定塞末端和接合密封件的大小经过设定而接合下部工具心轴的内径，从而当平衡塞已经到达行程下限并且密封装置(平衡阀的井下部分)抵靠套管而固定时防止井筒环面/管柱与下部井筒之间的流体连通。

该接合密封件在心轴内的接合足以防止流体通过，但是可以通过对盘管施加足够的拉力而被移除从而打开心轴。此拉力小于松开密封装置所需的拉力，如下文将讨论。因此，可以通过在密封装置抵靠井筒套管保持固定的同时对管柱施加拉力来打开平衡阀。拉管在各种力下致动平衡塞和J机构以允许选择性致动是有利的。然而，用于提供这种功能性的其他机构现在可能是本领域的普通技术人员了解的，并且在本发明教示的范围内。

关于碎屑释放，当在平衡塞15处于密封或最下部位置的情况下密封装置抵靠井筒套管固定时，内部端口17和外部端口18对准。这种对准提供了从地表到穿孔的两条潜在的循环流动路径，如下将描述可以从地表操纵这些流动路径。也就是说，通过仅冲刷井筒环面可以将流体循环到穿孔。在此冲刷过程中，还将足够的流体体积递送通过管柱，用于将拉管内的球阀维持在固定位置，防止管道的崩塌，并且防止喷射喷嘴的堵塞。

如果需要反向循环，那么沿着管柱的流体递送终止，而向井筒环面的流体递送继续。在喷射喷嘴的直径不足以从环面接纳大量的流体时，流体将改为循环通过对准的平衡端口，使拉管内的球离开位置，并且进而提供通过管柱到地表的返回流体流动路径。因此，当密封装置被致动并且平衡塞处于最下位置时可以通过正向或反向循环来冲刷井筒环面。

当密封装置将释放(在环面的冲刷之后，如果是为了移除固体或其他碎屑所必要)时，对管柱施加一个拉力以使圆柱形塞15和接合密封件从下部心轴内离开位置。这将允许密封件下方和上方的压力平衡，从而允许该密封件松开并且向井上移动到下一个层段。

部件可以在组件内重复，并且例如通过在组件内连接一个或多个耐磨接头而按需要间隔开。此间隔可以用于保护工具组件部件不会在井下受到磨损，例如当在加压处理之后从穿孔排出固体时。举例来说，可以使用多个耐磨接头使穿孔装置在平衡阀和密封装置上方间隔开，使得在处理终止并且向井上拉动工具时这些耐磨接头接纳从穿孔排出的初始磨料流体。

平衡阀因此用作处于密封或最下位置的一个多功能阀，通过对从地表施加到管柱和/或井筒环面的流体的操纵可以实现正向或反向循环。此外，平衡塞可以从密封位置松开而允许流体流动到下部工具心轴/从下部工具心轴流动，随着上面部署有组件的管柱而连续。当平衡塞与一个密封装置相关联时，此动作将允许跨该密封装置的压力平衡。

显然，使用当前描述的阀和合适的变体，流体可以在平衡阀处于任何位置时循环通过阀罩，从而提供通过阀罩的恒定流动而防止被碎屑堵塞。因此，平衡阀在含沙环境中可能特别有用。

在经由井筒环面对穿孔施加处理的过程中，地层可能停止带走流体，并且悬浮于压裂流体内的沙可能沉淀在裂缝内、穿孔处、封隔器上和/或工具组件上。由于含支撑剂的流体沿环面的进一步循环将造成进一步不希望的固体积累，因此对此情形的早期通知对于成功清洁环面并且最终从井筒移除工具组来说是重要的。通过使用此工具组件，用于监视和早期通知这些情形的方法是可能的。

在使用图1所示的工具组件沿井筒环面的处理过程中，流体将典型地以恒定(最小)速率沿管柱递送，从而维持管柱内的压力并保持喷射喷嘴清洁。可以从地表监视维持这种流体递送所需的压力。同样地监视经由井筒环面将处理流体递送到穿孔过程中的压力。因此，管柱可以用作“单流管”，用于通过消除在施加于井筒的处理过程中原本因摩擦而损失的压力来准确地计算(估计/确定)裂缝延伸压力。通过了解裂缝延伸压力趋势(也称为刺激延伸压力)，可以实现对穿孔处的固体积累的早期检测。也就是说，通过将在沿着井筒环面递送处理流体过程中的压力趋势与在沿着管柱递送流体过程中的压力趋势进行比较，操作者将快速地发现地层未能带走更多处理流体的情况。较早发现不一致性将允许进行早期干预，从而防止穿孔处以及工具周围的碎屑积累。

在处理过程中，通过最近穿孔的层段将期望体积的流体递送到地层，而层段下方的井筒的其余部分(可能先前也已经经过穿孔并处理)以液压方式与处理层段隔离。如果沿着环面成功递送了处理，便可以通过从下部心轴拉动平衡塞来松开密封装置。这将使井筒环面与密封件下方的井筒之间的压力平衡。管柱上的进一步拉力将通过将销滑动到J型面中的松开位置而松开封隔器。随后可以向井上移动组件以对另一层段进行穿孔和处理。

然而，如果处理监视表明，没有成功地递送流体，表示可能有固体沉淀在环面内，那么可以采取各种步骤来从环面清除沉淀的固体。举例来说，可以更改环面处理流体的泵送速率、粘度或组分来将固体循环到地表。

如果以上清除方法未成功纠正该情况(例如，如果所关注的层段位于井下的较大距离处，阻止了穿孔处的足够循环速率/压力来清除固体)，那么操作者可以如上所述起始一个反向循环。也就是说，通过管柱的向井下的流动可以终止而允许环面流体通过平衡端口进入工具组，从而使球阀离开位置并且允许通过管柱到地表的向上流动。在此反向循环的过程中，平衡阀保持对密封组件下方的环面封闭。

用于部署和使用上述工具组件以及类似功能的工具组件的方法将包括以下步骤，这些步骤可以基于所使用工具组件的特定配置而以任何逻辑次序执行：

··对一个井筒进行加衬，其中衬管包括一个或多个带端口管段，每一个带端口管段具有一个或多个横向处理端口，用于流体从该衬管内部传送到外部；

··将一个工具组向井下延伸到对应于这些带端口管段中的一者的一个预定深度，该工具组包括一个液压喷射穿孔组件和一个密封或锚定组件；

··抵靠井筒套管固定隔离组件；

··通过带端口管子从地表沿井筒环面泵送一种处理流体；并且

··在处理过程中监视裂缝延伸压力。

另外，可以执行以下额外步骤中的任一者或全部：

··使一个滑动套筒与该密封或锚定组件接合并且对该套筒施加一个力以使该套筒滑动；

··打开这些处理端口；

··通过管柱将环面流体反向循环到地表；

··使该密封装置或隔离组件上方和下方的压力平衡；

··使该管柱与井筒环面之间的压力平衡而不使该管柱和井筒环面从套管离开位置；

··使该密封组件从该套管离开位置；

··在同一个井筒层段内重复以上步骤中的任一者或全部；

··通过从该液压喷射穿孔组件喷射磨料流体而在该套管中产生一个新穿孔；并且

··将该工具组移动到同一个井筒内的另一个预定层段并且重复以上步骤中的任一者或全部。

如果在井下发生发生阻塞，例如在组件内的一个密封装置上方，那么以足以清除阻塞的速率和压力通过管柱递送流体是不可能的，并且同样，将清除流体递送到井筒环面可能不会移走碎屑。因此，在这些情形中，仅通过操纵从地表递送到管柱和井筒环面的流体的类型和速率，可以在内部端口和外部端口保持对准的同时实现反向循环。在井筒环面内的液压超过沿管柱的液压的情况下(例如当对管柱的流体递送停止时)，平衡阀内的流体将迫使球离开位置，从而提供通过管柱到地表的反向循环而带走可流动的固体。

此外，通过对拉管施加力(通过从地表在管柱上拉动)可以从下部心轴移除塞子。在此离开的位置中，从下部工具心轴到内部阀罩(并且进而到管柱和井筒环面)打开又一条流动路径。在平衡装置下方存在一个密封装置的情况下，跨该密封装置的压力将被平衡，从而允许松开该密封装置。

应注意，从外部端口18到管柱的流体流动路径在平衡塞的任何位置中均可以实现。也就是说，仅当球基于沿管柱的流体而固定于座内时此流动路径才被阻塞。当平衡塞处于它的最下位置时，内部端口与外部端口对准而准许流入和流出平衡阀，但是流体无法向下通过下部组件心轴。当平衡塞处于离开的位置时，内部端口与外部端口不对准，但是流体仍可以通过每一组端口而进入和离开平衡阀。流体还可以通过到下部组件心轴或来自下部组件心轴。在任一个位置中，当球阀下方的压力足以使球离开位置时，流体也可以向上流动通过管柱。

密封装置可以抵靠任何管子而固定，包括如图4所示的滑动套筒。一旦被固定，对密封装置施加力(机械力或液压)便将向下驱动滑动套筒，从而打开端口。

实例2：具有跨式密封件的工具组件

参见图2所示的工具组件，将一个工具组部署在例如接合管路、同心管道或盘管等管柱上。该工具组将典型地包括：一个处理组件，具有上部和下部隔离元件；一个处理孔口，处于这些隔离元件之间；以及一个喷射穿孔装置，用于对着套管喷射磨料流体。可能存在一个旁通阀和锚定组件，用于在处理过程中接合套管。

用于在工具组件内使用以隔离所关注区域的各种密封装置是可用的，包括摩擦杯、膨胀式封隔器和压缩密封元件。在本文图解说明和讨论的特定实施方案中，摩擦杯被示出为跨越该工具的多个压裂端口。可以根据本领域中典型的变化程度和实验，对该工具组的各种部件进行替代选择和安排。

如图所示，锚组件27包括一个锚装置28和致动器组件(在本发明图中为圆锥元件29)、一个旁通/平衡阀24。合适的锚定装置可以包括膨胀式封隔器、压缩封隔器、摩擦块和本领域中已知的其他装置。图2中描绘的锚装置是通过圆锥29的向下移动而被向外驱动的一组机械滑件。通过对盘管施加一个机械力，从而驱动围绕工具心轴的一个自动J型面内的一个销，来从地表控制旁通组件。

提供锚定装置用于实现对工具进行设定时的稳定性，并且在处理过程中防止工具组件在井筒内的滑动。此外，该锚定装置允许通过从地表对管柱施加机械力对外壳内的旁通阀/塞进行受控致动。通常优选对锚的简单机械致动以提供对锚的固定的足够控制，并且使在固定和释放锚过程中的失败或与碎屑有关的堵塞最少。锚组件的机械致动宽松地联系到旁通阀的致动，从而允许这两个可滑动机构之间的协作。一个机械套管接箍定位器或者提供对套管的某种程度的摩擦的其他装置的存在有助于提供阻力，可以抵抗该阻力而机械地致动该锚和旁通/平衡阀。

也就是说，当在井下放置于一个适当位置时，该机械套管接箍定位器的多个指形物提供了用于通过对管柱施加力来操纵自动J机构的足够牵引阻力。当将销朝向它在J型面中的最下方销止挡件驱动时，圆锥29被抵靠这些滑件而驱动，从而迫使它们抵靠套管向外，充当井筒内的一个锚。当根据本发明方法使用时，通过带端口套管接箍30中的环形通道35的套筒端口34之间的一组或两组摩擦杯而使工具定位。将处理流体施加到这些套筒端口中的一者(在图3所示的接箍中，施加到上部端口34a)，从而朝向下部套筒端口34b向下驱动滑动套筒33。一旦处理端口31已经被打开，则处理流体将进入该端口。另外量的流体的加压递送将侵蚀该端口后方的任何水泥并且到达地层。

参见图2b，该旁通阀包括一个旁通塞24a，该旁通塞可以在一个平衡阀罩24b内滑动。通过在由一根主拉管锚定到组件的管道上进行拉动或推动，从地表致动这种可滑动移动。该主拉管总体上为圆柱形的，并且提供一个开放中心通路，用于从该管道穿过外壳的流体连通。旁通塞24a锚定在该拉管上，形成一个上部肩部，从而限制该旁通塞24a在阀罩24b内的行程范围。具体来说，一个上部锁定螺母附接到阀罩24b上并且抵靠拉管的外表面而密封，从而界定用于抵靠旁通塞24a的上部肩部而对接的一个止挡件。

阀罩24b的下端锚定在一根心轴上，从而界定旁通塞24a在阀罩24b内可以行进的最下限。旁通塞24a在它的下端处封闭，并且上覆有一个接合密封件。此固体塞末端和接合密封件的大小经过设定而接合下部工具组件心轴的内径，从而当旁通塞24a已经到达行程下限时防止井筒环面/管柱与下部井筒之间的流体连通。

旁通件的封闭防止了流体从管柱通过到下方，但可以通过对盘管施加坐足够拉力来打开旁通件。此拉力小于松开锚所需的拉力，因为旁通塞24a可以在罩24b内滑动。因此，可以通过在锚装置抵靠井筒套管保持固定的同时对管柱施加拉力来打开平衡阀。这允许平衡来自隔离区域的压力并且在压力被平衡的同时松开杯密封件而不会使杯密封件滑动和损坏。

显然，旁通阀24提供了从管道到下部井筒的一条中心流体通路。一旦对管柱施加力，旁通塞24a便可以在组件内滑动，从而打开和关闭该通路。显然，虽然旁通件和锚的状态均取决于从地表对管柱施加力，但旁通塞初始是在销在J槽内没有任何移动的情况下被致动。

当为了使图3所示的滑动套筒转位而在管道上在井下组装和部署此工具组时，可以通过所关注的一个特定带端口接箍的套筒端口之间的下部杯来定位该工具组。也就是说，下部密封件定位于处理端口下方，但在下部套筒端口上方。旁通阀24关闭并且锚抵靠套管而固定，并且流体在压力下沿着管道被泵送，从而在处理孔口21处退出管柱，因为关闭的旁通阀防止流体向下通过工具组到达喷射穿孔装置25。通过孔口11的流体递送使得摩擦杯22、23张开，而张开的杯抵靠套管而密封。一旦这些杯已经抵靠井筒而密封，被隔离的层段内的液压将上升，并且流体将进入上部套筒端口，最终使滑动套筒移位并且打开处理端口。一旦被打开，连续的流体递送便将导致处理端口后方的任何水泥被侵蚀，并且处理流体被递送到地层。

当处理终止时，旁通阀24被拉动打开而从隔离区域释放压力，从而允许流体和碎屑在井下流动通过工具组的底部部分。一旦破裂区域内的压力被释放，杯密封件便松弛到它们的运行位置。当处理完成时，通过将J型面内的销操纵到释放位置，使圆锥29脱离与向内偏置的滑件的接合，从而允许这些滑件28从套管缩回。锚进而被松开，并且工具组可以移动到所关注的下一个层段或从井筒取回。

如果需要对井筒进行穿孔，那么打开旁通阀24并且跨井筒将这些摩擦杯固定于有待穿孔的区域上方。沿管柱向下泵送磨料流体将优先递送流体通过处理端口11，直到摩擦杯抵靠井筒密封为止。在此层段未被穿孔时，一旦层段被加压，流体便将被沿组件引导而退出喷射喷嘴26。连续的流体递送将导致对着套管喷射磨料流体，从而使邻近于喷射喷嘴的井筒穿孔。当施加流体压力时这些杯密封件将接合套管，并且工具组将保持固定，从而在磨料流体喷射通过喷嘴26的同时使喷射异径接头稳定。

为了允许将流体递送到管柱而到达喷射喷嘴26，旁通阀必须处于打开位置。在使用期间已经注意到，当流体以高速率被递送到旁通阀时，阀内的压力典型地趋于驱使阀打开。也就是说，应当例如通过使锚固定来施加一个物理力来保持阀关闭。因此，当需要喷射穿孔时，通过将管柱向井上拉动到穿孔位置来打开阀。当通过旁通阀打开来起始流体递送时，施加到管柱(以及通过处理孔口)的液压将使杯密封件抵靠套管而密封。如果在该层段内不存在穿孔，则该层段内的液压将维持于这些杯之间，并且管道中另外的加压流体将被迫使/喷射通过喷嘴26。从喷嘴喷射的流体将使套管穿孔或侵蚀，并且在连续的流体施加时可以沿井筒通过而在其他可渗透区域中打开穿孔。典型地，从喷嘴26喷射的流体将是现有技术中已知的喷沙穿孔技术中通常使用的磨料流体。

一旦喷射完成，便典型地终止流体递送，并且管柱和跨越层段内的压力消散。随后可以移动工具而起始又一次穿孔或一次处理操作。

实例3：用于使用部署在盘管上的工具使滑动套筒转位的方法

参见图1所示的工具组件和图4所示的滑动套筒，提供一种用于使用在井下部署在盘管上的一个工具，通过对工具组件施加向井下的力而使一个滑动套筒机械地转位的方法。

井筒被封套，其中多个带端口异径接头用于在对应于稍后可能需要处理之处的位置处对管道的多个邻近长度段进行接合。在端口处于封闭位置的情况下将套管组装并胶结于井眼中，并通过剪力销43紧固。

将具有如图1所示的总体配置的一个完成工具附接到盘管上并且向井下降低到最下方带端口套管接箍下方的一个位置。接箍定位器13具有与接箍40的下端中的空间对应的一个型面。该空间也就是当套筒处于端口封闭位置时界定于滑动套筒的最下方边缘51b与接箍的最下方内表面51a之间的径向放大的环形空间。

在该工具在井筒内被缓慢地向上拉动时，接箍定位器13将变为接合于上文提到的径向放大的环形空间内，从而向操作者指明处于有待打开并处理的最下方带端口接箍处的工具组件的位置。通过对管柱施加机械力而固定封隔器11，其中多个机械滑件14帮助将封隔器抵靠套筒的内表面而固定。此机械力的施加还将关闭平衡阀11，使得封隔器上方的井筒从下方的井筒被液压密封。在将另外的机械压力施加到盘管时，通过沿井筒环面向下递送处理流体(并且在将避免管道崩塌的程度上向下递送到盘管)可以施加额外的向下力。随着针对封隔器和滑动套筒41的压力累积，剪力销43将剪断。套筒同时使套管接箍向下转位而打开(或解锁)套管接箍中的多个端口42，从而允许处理流体进入这些端口并到达地层。当套筒向下移动时，接箍定位器止块被推出定位型面。在对区域进行处理之后，接箍定位器可以自由地移动通过套筒，因为心轴现在覆盖了指示型面。接箍定位器向井上自由移动经过套筒确认了该套筒被转位。

在处理过程中，操作者如以上实施例1和2中那样正在监视井筒状况。如果确定流体没有正在通过端口递送到地层，那么可以尝试使用替代的循环流动路径来清除阻塞。如果这些处理井筒的另外尝试仍不成功，那么可以在平衡阀12保持关闭的同时大量地递送流体通过管道而从工具组件中的穿孔喷嘴10喷射流体，从而穿过套管喷射出新穿孔。操作者可能希望在喷射这些新穿孔之前松开封隔器并调整组件的位置。在再穿孔后，可以继续对地层的处理。

在对最下方带端口接箍的处理完成之后，封隔器11从井筒松开，并且工作管柱被向上拉动直到接箍定位器接合于另一个带端口接箍内为止。重复该过程，向上工作到地表。在向上方向上的这个进展使得每一个打开的带端口接箍能够与其余井筒层段隔离开来被处理，因为针对每一次处理施加，在固定的封隔器上方将只存在单一打开的端口。

该工具还可以被配置成在向井下方向上打开这些端口，并且对地层的处理可以任何次序完成，其中在处理过程中使每一个带端口接箍从其余的打开的接箍隔离或不隔离。

实例4：用于使用部署在线缆上的工具组件使滑动套筒转位的方法

参见图6，工具组件可以在线缆59上向井下下降。在具有较大深度的井中或者在水平井中，工具组件可以沿着井被泵送，其中移位的流体通过井的底部的一个端口或穿孔离开井筒。举例来说，可以将一个可拆卸泵送杯51加入到工具组件中处于密封组件52下方。该泵送杯可以缩回或重新固定而不是可拆卸，从而允许一旦工具组件已经到达井下的期望位置便使该泵送杯不活动，并且在又需要向井下行进的情况下可以使该泵送杯重新活动。此外，其他泵送机构是可能的，例如提供一个具有较大直径的转位组件，或者在工具组件内提供一个充气式或以其他方式可膨胀的部件。

一旦工具组件已经下降到足够深度，便可以缩回或释放泵送杯(如果存在)。随后在对井进行测程的同时升高工具组件，并且将工具组件定位于有待转位的滑动套筒内。电固定/释放工具58起始对密封组件52的密封构件54的压缩，这些密封构件在多个机械滑件53的帮助下被向外驱动而抵靠套筒进行密封。

随后可以向井下泵送流体以对固定的密封组件施加液压。一旦对密封组件的井下压力克服了使滑动套筒保持在封闭位置中的力，该套筒便将随着密封组件沿着井筒被驱动而转位。当滑动套筒到达它在带端口外壳内的可滑动行程的极限之后，施加到井筒的另外的处理流体将通过打开的端口并进入地层。在处理过程中，由多个压力传感器55感测井底压力，这些传感器可以是密封装置上方和/或下方的温度和/或压力传感器，而感测到的测量值经由线缆或其他合适形式的传输而被传输到控制模块。以此方式，在处理过程中可以检测到任何不利情况，并且可以对转位组件、套筒或方法做出适当调整。

一旦处理完成，跨密封构件的压力便被平衡，并且套筒被释放而脱离工具组件的摩擦接合。如果滑动套筒被偏置而封闭，那么该套筒将返回到它在带端口外壳内的原始位置。替代地，该套筒可以保留在已转位位置，或者可以进一步转位到带端口外壳内的一个替代位置。

希望本发明的以上描述的实施方案只是实施例。上述实施方案的每一个特征、元件和步骤均可以根据本文提供的教示的一般精神以任何合适方式组合。在不脱离仅由所附权利要求书界定的本发明的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实现多种更改、修改和变化。

Claims (19)

1.一种用于在套管柱中使用的滑动套筒，其包括：

a.具有一个或多个处理端口的外管状构件，其中，所述外管状具有缺口以接收内管状；

b.内管状构件，所述内管状构件可滑动地与所述外管状构件接合，并且比外管状的所述缺口短，以使得当内管状构件处于打开位置时，所述一个或多个处理端口向内管状构件的内部开放；

c.所述内管状构件和所述外管状构件之间的密封元件，其中，当所述内管状构件处于封闭位置时，所述外管状构件的所述一个或多个处理端口被内管状构件覆盖并且接近内管状构件的内部；

d.其中所述内管状构件没有特征可被除了抓持装置以外的任何工具接合，所述抓持装置将压力径向向外地直接施加到所述内管状构件上。

2.如权利要求1所述的用于在套管柱中使用的滑动套筒，其中，所述内管状构件的内表面与所述外管状构件的邻近所述缺口的内表面大致相同。

3.一种用于在套管柱中使用的滑动套筒，其包括：

a.具有一个或多个处理端口的外管状构件，其中，所述外管状构件具有被设定尺寸和配置为接收内管状构件的缺口；

b.内管状构件，所述内管状构件可滑动地接合在所述外管状构件的所述缺口内，并且比外管状的所述缺口短，以使得当内管状构件处于打开位置时，所述一个或多个处理端口向内管状构件的内部开放；

c.所述内管状构件和所述外管状构件之间的密封元件，其中，当所述内管状构件处于封闭位置时，所述外管状构件的所述一个或多个处理端口被内管状构件覆盖并且接近内管状构件的内部；

d.其中所述内管状构件被设定尺寸和配置为响应于且基于纵向机械力的施加而滑动，并且此外，其中，所述内管状构件没有型面或其它特征被配置为与建立机械力的工具配合。

4.一种用于在套管柱中使用的滑动套筒，其包括：

a.具有一个或多个处理端口的外管状构件，其中，所述外管状具有接收内管状构件的缺口；

b.内管状构件，所述内管状构件可滑动地接合在所述外管状构件的所述缺口内，并且比外管状构件的所述缺口短，以使得当内管状构件处于打开位置时，所述一个或多个处理端口向内管状构件的内部开放；

c.所述内管状构件和所述外管状构件之间的密封元件，其中，当所述内管状构件处于封闭位置时，所述外管状构件的所述一个或多个处理端口被所述内管状覆盖并且接近所述内管状构件的内部；

d.其中所述内管状构件可以仅被径向向外施加压力的夹持构件接合。

5.如权利要求4所述的用于在套管柱中使用的滑动套筒，其中，所述内管状构件可以仅被夹持构件接合，所述夹持构件包括密封件、封隔器、滑件、金属密封件、弹性体密封件、人字纹密封件或模制密封件。

6.如权利要求4所述的用于在套管柱中使用的滑动套筒，其中，所述内管状构件通过夹持构件的接合提供了液压密封，并且所述内管状构件可以通过施加机械力和/或液压在所述缺口内纵向地移动。

7.一种被配置为用于在井套管柱中使用的滑动套筒，其包括：

a.具有至少一个通孔的外管状构件，所述外管状构件具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一长度和第一内径(i.d.)，所述第二部分具有第二长度和大于第一内径的第二内径；以及

b.内管状构件，所述内管状构件处于所述外管状构件的第二部分内，并且被配置为用于与所述外管状构件滑动接合，所述内管状构件具有大致等于外管状构件的第一内径的内径以及小于外管状构件的第二长度的长度，所述内管状构件被配置为使得当所述内管状构件处于第一封闭位置时，所述外管状构件中的所述至少一个通孔被内管状构件覆盖，并且当所述内管状构件处于第二打开位置时，所述至少一个通孔向内管状构件的内部开放，

其中，所述内管状构件的内表面没有任何接合型面。

8.如权利要求7所述的滑动套筒，所述滑动套筒还包括：

a.所述内管状构件和外管状构件之间的密封元件，其被定位为使得当内管状构件处于封闭位置时，外管状构件中的所述至少一个通孔被密封以与内管状构件的内部隔离。

9.如权利要求7所述的滑动套筒，其中，所述内管状构件的内径大致等于井套管接头的内径，所述外管状构件被设定尺寸和配置为与所述井套管接头配合。

10.如权利要求7所述的滑动套筒，其中，所述内管状构件和所述外管状构件被设定尺寸和配置为使得：所述内管状构件可以通过所述内管状构件的内表面与井下工具之间的摩擦接合在所述外管状构件的第二部分内从第一封闭位置单独地滑动到第二打开位置。

11.如权利要求10所述的滑动套筒，其中，所述内管状构件的内表面与井下工具之间的摩擦接合起因于由所述井下工具抵抗所述内管状构件的内表面径向向外施加的压力。

12.如权利要求10所述的滑动套筒，其中，内管状构件的内表面与井下工具之间的摩擦接合提供了液压密封，并且所述内管状构件可以通过施加机械力和/或液压在所述外管状构件的第二部分内滑动。

13.如权利要求7所述的滑动套筒，其中，所述外管状构件的第二部分的长度与所述内管状构件的长度之间的差异产生了所述内管状构件的一端与所述外管状构件的第二部分的一端之间的间隙，所述间隙被配置为与井下工具上的定位装置配合。

14.如权利要求13所述的滑动套筒，其中，由所述外管状构件的第二部分的长度与所述内管状构件的长度之间的差异产生的所述间隙是被配置为与井下工具上的定位装置配合的成型间隙。

15.如权利要求13所述的滑动套筒，其中，当所述内管状构件在所述外管状构件的第二部分内从第一封闭位置滑动到所述第二打开位置时，所述内管状构件的一端与所述外管状构件的第二部分的一端之间的所述间隙大致封闭。

16.如权利要求15所述的滑动套筒，其中，封闭的所述间隙被配置为使得井下工具上的定位装置在移动通过封闭的所述间隙时将不被接合。

17.一种用于液压压裂与井筒相交的地层的方法，所述方法包括以下步骤：

用管道对该井筒进行加衬，衬管包括至少一个带端口段，所述带端口段具有至少一个穿过所述衬管被封盖覆盖的横向开口；

将工具组件部署到井下油管柱上的加衬的井筒中，所述工具组件包括磨料流体穿孔装置和密封构件；

将所述工具组件定位在所述密封构件邻近于所述封盖的深度处；

抵靠所述封盖来固定所述密封构件；

通过移动工具组件来移动所述封盖；以及

将加压流体递送到所述带端口段。

18.一种用于液压压裂与井筒相交的地层的方法，所述方法包括以下步骤：

用管道对所述井筒进行加衬，衬管包括多个带端口段；

将工具组件部署到井下油管柱上的加衬的井筒中，所述工具组件包括磨料流体穿孔装置和密封构件；

将工具组件定位在与带端口段不对应的深度处；

用磨料流体穿孔装置在所述衬管中喷射出穿孔；以及

将加压流体递送到喷射出的穿孔。

19.一种用于液压压裂与井筒相交的地层的方法，所述方法包括以下步骤：

用管道对该井筒进行加衬，衬管包括至少一个带端口段，所述带端口段具有至少一个穿过所述衬管被封盖覆盖的横向开口；

将工具组件部署到井下油管柱上的加衬的井筒中，所述工具组件包括磨料流体穿孔装置和密封构件；

将所述工具组件定位在所述密封构件邻近于所述封盖的深度处；

抵靠所述封盖来固定所述密封构件；

移动工具组件；

检测封盖从封闭位置移动的故障；

用磨料流体穿孔装置在所述衬管中喷射出穿孔；以及

将加压流体递送到喷射出的穿孔。