CN107429556B - 用于将沿井筒的端口相继露出以允许沿所述井筒注射流体的系统 - Google Patents

Abstract

一种系统，用于相继露出井筒内管道衬里中多个相邻端口，或者用于相继露出沿衬里以不同但相邻位置布置的各组端口，以允许在这样的位置跟踪井筒。管道衬里中提供其中有周槽的滑动套，通过置于管道衬里的孔中的致动构件，滑动套相继从覆盖相应端口的关闭位置运动到露出这种端口的开启位置。每个致动构件包括：可溶的塞，所述塞在一个实施例中通过剪销被保持在夹头套的向井上端，后者具有沿径向向外偏置的突起(指)而基于突起宽度配合接合在其中具有柱形槽的滑动套。在一个实施例中，当致动井下最远套时，剪销剪断以允许塞在夹头套中运动并防止突起(指)脱离接合。

Description

用于将沿井筒的端口相继露出以允许沿所述井筒注射流体的 系统

交叉引用

本申请要求来自共同受让的美国专利申请No.14/697,271(2015年4月27日提交)和加拿大专利申请CA 2,904,470(2015年9月18日提交)的优先权权益，这两个专利申请的名称均为“用于将沿井筒的端口相继露出以允许沿所述井筒注射流体的系统”。

技术领域

本发明涉及多级衬里，用于开孔(open hole)或包覆完成结构(casedcompletion)中，用以在沿井筒的相继相邻位置注射流体以在沿井筒的烃区域中形成多重压裂(multiple fractures)。

背景技术

提供本背景和以下所述文献的目的在于：使得申请人所相信的可能与本发明相关的信息公知，特别是允许读者理解针对发明人所知装置和方法的本发明优点，但不必公开。不必承认、也不应被认为承认的是：任何以下对于发明人所知的文献或方法在法律上构成针对本发明的可引用的现有技术。

当在地下烃结构(hydrocarbon formation)内钻出油或气井之后，所感兴趣的区域需要进行完井(complete)，即，调理(condition)，其典型地通过破裂/压裂(fracking)操作实现，从而最快地且最大可能程度地从每个具体区域产出油和/或气。如果感兴趣的区域要求一种类型的破裂/压裂(fracture)刺激，包括但不限于酸裂(acid fracture)或撑裂(propped fracture)，则感兴趣的区域将被隔离以将破裂集中到特定的区域上，并防止可能不希望出现的在其它区域中的破裂。

衬里系统可在进行破裂刺激之前使用，并可在开孔(open hole)或包覆孔(casedhole)应用中运行。

在方向性和水平的井的刺激中，可能希望通过单个破裂刺激在单个区域(已知为丛/簇(cluster))中处理多阶段(multiple stages)。也可能希望通过单个破裂刺激处理多于一个区域，以节省时间以及与多处理和使管道和工具运行进出井筒所费时间相关的费用。

各种井下(downhole)工具和系统已经用于对井刺激，其中允许在单个区域内的多个相邻区中进行处理/破裂。许多这样的工具和系统要求部件处于每个阀处的衬里的孔内，这在破裂泵浦操作过程中不利地限制流体流动通过衬里，而且甚至这样的系统或其残余部分剩余下来而类似地限制烃的产出。由于这样的流动限制，因而发生压降而导致操作效率下降，因为在破裂流体接触所述区域之前就形成压力损失。理想而言，希望压降较小以在每个阶段和另外的阶段更高效地进行破裂刺激。此外，这样的工具和方法要求：在从烃承载区域切换到产出流之前，通过每个阀位置处的这种部件出矿(milling)。希望具有更少材料/部件在开始从烃承载区域产出之前立刻在孔衬里内出矿。

存在多个专利和未决专利申请，涉及用于开启井筒内的衬里中的在沿其的多个相邻位置处的多个端口，由此允许流体从这样的衬里注入烃结构中，典型地目的在于在这样的位置破裂所述结构。

例如，美国专利No.8,215,411教示沿衬里的多个开启套/阀组用于井筒处理，并利用球构件或塞开启每个阀处的套，由此允许孔与套壳体中的端口之间的流体连通。不过，此发明需要对应于阀组中每个套的球座，可能限制流动。在将开启的每个阀处存在球座(由于结果在每个阀套处形成孔限制)在阀组组件上形成显著的压降。

美国专利No.8,395,879教示一种液压静力驱动的滑动套。这样的构造仍利用单个球，但每个滑动套构造需要其自己的球座。

美国专利No.4,893,678公开一种利用单个球的多套井下工具和方法。每个阀仍需要座，该座与滑动套集成并归于每个阀/端口。当套/座被球压迫滑动并由此开启端口时，夹头指可然后沿径向向外运动，与球脱离接合，并允许球进一步向井下行进以致动(开启)进一步的端口。

美国专利申请公开文献No.2014/0102709公开一种工具和方法，用于使用单个球压裂井筒，每个阀具有可变形的球座。每个阀仍具有归于每个阀/端口的阀座。

其它专利和公开的申请避免每个阀/端口具有归于每个阀的球座的问题，并提供镖或球构件而致动多个阀/端口。不过，这样的设计自身也存在独特的缺陷。

例如，2013年3月21日公开的US 2013/0068484(其中参见其图6)(同样参见2004年6月24日公开的US 2004/0118564的相同效果，童言参见其图6)教示一种沿轴向可动的滑动套322，其能够致动(开启)多个井下端口套325a、325b以由此开启对应的相应的井下端口317a、317a’(其通常被端口套325a覆盖)，并类似地随后开启相应的井下端口317b,317b’(其通常被端口套325b覆盖)。滑动套322通过剪销350安装在管道柱中。塞/球324插入管道中，对其施加的井上流体压力使塞324在所述柱中向下行进并邻接滑动套322，进一步使剪销350剪断，因而使套322然后向井下被驱动。滑动套322的外周上的弹簧偏置的夹头351然后接合滑动套325a上的内构形353a并使得套325a(由于作用于塞324上的流体压力)向井下运动，由此开启端口317a、317a’。如其中的段落[0071]中所述，连续施加流体压力使得夹头351破坏，由此使套322从与滑动套325上的内构形353a的接合中松脱，并允许套322进一步向井下行进以相似方式致动(即，开启)进一步的套。虽然在US 2013/0068484并未明确提及或显示，不过密封体有必要围绕夹头351以当进行这样的连续施加流体压力时允许形成压力差，从而使得这种夹头的破坏允许与第一套脱离接合且允许所述镖在此后进一步向井下行进以随后致动另外的井下套和端口。围绕夹头351的密封体的必然性必然引入更大的机械复杂度以及在这种密封体渗漏后由于不能形成压力差而导致套322不能从接合中松脱的可能性。

WO 2013/048810名称为“多区域处理系统”，2013年4月4日公开，教示一种系统和方法，用于相继开启管道柱中沿其长度的各流动控制装置(其可为滑动套)，以井下最远(most-downhole)阀开始并在这样的位置开启套，并通过将另外的镖逐渐相继向上插入管道柱中而开启进一步的井上套。管道柱设置有多个分开的流动控制装置，例如滑动套，每个在其中具有环形定位的凹部并相对于其它流动控制装置具有独特构形。注入第一镖，其具有的接合特征在尺寸上对应于特定的井下最远流动控制装置的所选择环形定位凹部，这样的镖通行以致动流动控制装置而允许其开启端口。所述过程对于另外的井上流动控制装置逐渐重复，其中注入另外的镖，其具有对应特征以接合所选择的流动控制装置。所述镖然后钻出以允许从管道产出。不利的是，仅能够一个镖开启一个端口，因而多个相邻分开的端口不能通过单个镖使用这样的设备/方法开启，由此使这样的系统/方法费时。

CA 2,842,568名称为“用于对井筒包覆物穿孔的设备和方法、和用于对结构破裂的方法和设备”，2014年5月29日公开，其中教示镖构件，类似于2013/048810的镖，每个镖具有突出的弹簧偏置构形，具有独特的尺寸以接合多个井下滑动套上的类似尺寸的环形凹部，并由此开启滑动套，进一步对每个这样的滑动套实施手段，以允许单个镖构件进一步向井下行进和开启具有类似尺寸环形凹部的另外的套。不提供夹头套，使用井下最远套的环形凹部上的非倾斜(非斜切)的表面保持所述镖免于进一步向井下行进。不利的是，与如下文中所述系统相比，所述镖的构造(即，具有弹簧偏置构形和其上的杯密封体)基本需要镖几乎实心并因而当开启一系列可滑动套中最后的套时对井筒构成永久阻塞。如果希望使用第二镖(具有比所用第一镖更窄的突出弹簧偏置构形)致动另外的井上套，则第一镖必须使用定位工具安装并在此后取回，在致动之后，多个套和相关联端口使用这样的工具，如图9A-9D中所示。这样的系统涉及从表面使用延伸装备并需要旁路端口，旁路端口需要开启和关闭以允许有效操作，包括插入和缩回定位工具。这些步骤和特征使这样的现有技术系统的操作复杂并增加成本且费时。

需要一种有效且更简单的系统，其在致动这样的端口之后不需要从表面使用工具开启产出管道进行使用。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种针对现有系统和方法的另外的可替代系统，用于开启沿井筒(wellbore)内的管道定位的相邻分开的端口以允许将流体注入到烃结构中。

本发明的进一步的目的在其特定实施例中在于：提供一种系统，可选择性地独立开启沿管道衬里的各组相邻端口，以允许独立且分别压裂各种不同位置的烃区域，所述烃区域可沿烃结构中的井筒内的管道衬里的长度存在。

本发明的另一进一步的目的在于，提供一种系统，可实现上述每个目的，不过还提供对管道衬里的孔的最小限制，从而使由此产出的烃的产量和流速最大化。

本发明的特定实施例的另一进一步的目的在于：能够实现每个上述目的，不过还在端口开启和压裂过程完成之后无需插入扩孔器对管道衬里内的任何剩余流动阻塞进行扩孔，并由此在能够从井筒产出烃之前避免另外的步骤。

相应地，在第一广义实施例中，本发明提供一种用于使沿井筒(wellbore)的多个相邻分开的端口相继(successively)露出(uncover)的系统，包括：

(i)管状衬里，其具有孔(bore)，进一步包括：

(a)多个所述分开的端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻地分开；

(b)对应的多个柱形滑动套构件，每个滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动，每个滑动套构件被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述端口，并当可滑动地移动到开启位置时露出所述对应端口，每个所述滑动套构件在其中具有内周槽(interiorcircumferential groove)；

(c)剪构件，初始将所述可滑动套构件紧固到所述初始关闭位置中，并当有力施加于相应的所述可滑动套构件时能够剪断(sheareable)；

(ii)致动构件，其位于所述孔内，包括：

(a)柱形中空的夹头套(collet sleeve)，其具有沿径向向外偏置和突出的突起，所述突起被构造以相继地配合接合所述滑动套构件上的每个所述相应内周槽，其中所述突起具有的宽度大致等于或小于每个所述滑动套构件上的所述周槽的宽度，其中所述突起可被向内压缩以允许所述夹头套和其上的突起从在所述周槽中配合接合变得脱离接合；

(b)塞构件，位于所述夹头套内，并当处于第一位置时位于所述夹头套的向井上的端(uphole end)处，而且当所述夹头套和塞构件一起位于所述孔中时，所述塞构件持续至少限定时间而和所述夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行；

(c)剪销，其将所述塞构件可松脱地紧固到所述夹头套的向井上端，当有力施加于所述塞构件时能够剪断而使得所述塞构件在所述夹头套中向井下(downhole)移动到其中的第二位置，以防止所述突起此后被迫使向内被压缩，由此使所述突起与所述周槽保持配合接合；

其中，施加于所述致动构件的向井上端的流体压力使得所述致动构件向井下(downhole)移动并相继地接合每个所述滑动套构件中的所述周槽和向井下(downhole)移动所述滑动套构件以由此露出所述多个端口中的每个；

其中，在除了(save and except for)井下最远的(most-downhole)所述可滑动套构件之外的所有所述可滑动套构件中剪断所述剪构件所需的流体压力，小于剪断将所述塞构件紧固到所述夹头套的所述向井上端的所述剪销所需的流体压力；

其中，所述塞构件当开启井下最远的(most-downhole)滑动套构件时，剪断其中的所述剪销，并在所述夹头套中从其中的所述第一位置向井下(downhole)移动到所述第二位置，以防止所述突起被向内压缩。

在进一步的优选方案中，管道衬里进一步设置有：

爆板(burst plate)，其覆盖每个所述端口，所述爆板适于：当所述孔中的流体压力高于和超过在以下情况所必要的流体压力时破裂和允许流体从所述孔流通到所述端口：

(i)使得所述塞构件和夹头套剪断所述剪构件；

(ii)使得所述塞构件剪断所述剪销和将所述塞构件移动到所述第二位置。

在另一进一步的优选方案中，所述塞构件是可溶的，并在移动到所述第二位置之后和暴露于所述孔内的流体一段时间之后变得溶解。这有利的是，一旦经由开启的端口将流体注入所述结构中已完成，则不必将井下扩孔器(reamer)插入管道衬里内，以使管道衬里准备生产以允许来自更井下位置的烃向井上流到表面。

在前述系统的进一步的优选方案中，提供装置而当这样的滑动套已被塞和夹头套移动到露出这种端口的开启位置时将滑动套锁定在开启位置。这样，在优选的实施例中，为所述多个滑动套构件中的每个提供卡环(snap ring)构件，当所述滑动套构件移动到所述开启位置时，所述卡环构件将每个滑动套构件锁定在所述开启位置。将每个滑动套锁定在开启位置的其它类似锁定装置现在对本领域技术人员而言将显见，并同样可替代地可设计用于本发明的系统中以将滑动套锁定在开启位置。

在另一进一步优选方案中，所述塞构件在移动到所述第二位置时防止所述突起被向内压缩，所述致动构件进一步被防止向井下进一步移动。

在进一步的优选实施例中，利用多个致动构件(每个包括夹头套，所述夹头套在其上具有不同宽度的突起)露出多组分立/独立的分开的端口，其中，所述衬里中的每组端口位于所述结构的不同区域中。这允许流体同时和依序(at a time and in a sequence)注入由完井工程师确定的井筒分立区域中，完井工程师控制压裂/完井过程最优化以实现最大井采收。

相应地，在本发明的系统的这种进一步的优选实施例中，提供一种用于使沿井筒的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，包括：

(i)管状衬里，其具有孔，进一步包括：

(a)多个分开的第一端口，其沿所述管状衬里沿纵向分开；

(b)对应的多个柱形第一滑动套构件，每个第一滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动，每个第一滑动套构件被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述第一端口，并当可滑动地移动到开启位置时不叠盖所述第一端口，每个所述滑动套构件在其中具有第一宽度的内周槽；

(c)多个分开的所述第二端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻分开，位于所述管状衬里中处于所述第一端口的井下方(downholefrom)；

(d)对应的多个柱形第二滑动套构件，每个第二滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动，每个第二滑动套构件被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述第二端口，并当可滑动地移动到开启位置时不叠盖所述对应第二端口，每个所述第二滑动套构件在其中具有第二宽度的内周槽，其中所述第二宽度大于所述第一宽度；

(e)剪构件，相应地将所述第一和第二可滑动套构件紧固在所述初始关闭位置，并当有力施加于相应的所述第一和第二可滑动套构件时能够剪断；

(ii)第一致动构件，其位于所述孔内，包括：

(a)柱形中空的夹头套，在其上具有多个细长的沿纵向延伸的指构件，所述指构件在其上具有沿径向向外突出的突起，所述突起被构造以相继地配合接合每个所述第二滑动套构件上的所述相应内周槽，其中所述突起具有的宽度大致等于所述第二宽度但大于所述第一宽度，其中，当流体压力施加于所述第一致动构件的井上侧时，所述突起被向内压缩以允许所述夹头套和其上的突起从在每个所述第二滑动套构件中的所述周槽中配合接合变得脱离接合；

(b)塞构件，位于所述夹头套内，并当处于第一位置时位于所述夹头套的向井上端处，而且当所述夹头套和塞构件一起位于所述孔中时，所述塞构件持续至少限定时间而和所述夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行；

(c)剪销，其将所述塞构件可松脱地紧固到所述夹头套的向井上端，当有力施加于所述塞构件时能够剪断而使得所述塞构件在所述夹头套中向井下移动到其中的第二位置，以防止所述指构件在此后被迫使向内受压缩，由此使所述突起与所述周槽保持配合接合；

其中，施加于所述第一致动构件的向井上端的流体压力使所述第一致动构件向井下移动并使其所述夹头套相继地接合每个所述第二可滑动套构件中的所述第二周槽和向井下移动每个所述第二滑动套构件以由此露出所述多个第二端口中的每个；

其中，在除了(save and except for)井下最远的(most-downhole)所述可滑动套构件之外的所有所述第二可滑动套构件中剪断所述剪构件所需的流体压力，小于剪断将所述塞构件紧固到所述夹头套的所述向井上端的所述剪销所需的流体压力；

其中，所述第一致动构件中的所述塞构件，当开启井下最远的(most-downhole)第二滑动套构件时，剪断其中的所述剪销，在所述夹头套中从其中的所述第一位置向井下移动到所述第二位置，以防止所述突起向内受压缩；

所述系统进一步包括：

(iii)第二致动构件，其位于所述孔内，包括：

(a)柱形中空的夹头套，在其上具有多个细长的沿纵向延伸的指构件，所述指构件在其上具有沿径向向外突出的突起，所述突起被构造以相继地配合接合每个所述第一滑动套构件上的所述相应内周槽，其中所述突起具有的宽度大致等于所述第一宽度但小于所述第二宽度，其中，所述突起可被向内压缩以允许所述夹头套和其上的突起从在每个所述第一滑动套构件中的所述第一周槽中配合接合变得脱离接合；

(b)塞构件，位于所述夹头套内，并当处于第一位置时位于所述夹头套的向井上端处，而且当所述夹头套和塞构件一起位于所述孔中时，所述塞构件持续至少限定时间而和所述夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行；

(c)剪销，其将所述塞构件可松脱地紧固到所述夹头套的向井上端，当有力施加于所述塞构件时能够剪断而使得所述塞构件在所述夹头套中向井下移动到其中的第二位置，以防止所述指构件在此后被迫使向内受压缩，由此使所述突起与所述周槽保持配合接合；

其中，施加于所述第二致动构件的向井上端的流体压力使所述第二致动构件向井下移动并使其所述夹头套相继地接合每个所述第一可滑动套构件中的所述周槽和向井下移动每个所述第一滑动套构件以由此露出所述多个第一端口中的每个；

其中，在除了(save and except for)井下最远的(most-downhole)所述第一可滑动套构件之外的所有所述第一可滑动套构件中剪断所述剪构件所需的流体压力，小于剪断将所述塞构件紧固到所述夹头套的所述向井上端的所述剪销所需的流体压力。

在进一步的实施例中，所述第二致动构件中的所述塞构件当开启井下最远滑动套构件时剪断其中的所述剪销，并在所述夹头套中从其中所述第一位置向井下移动到所述第二位置，由此防止所述突起被向内压缩。

在另一进一步的实施例中，所述第二致动构件和/或第一致动构件中的所述塞构件能够被可向井下注入的流体溶解。

在进一步的优选方案中，同样可设置爆板，其覆盖所述第一和第二端口中的每个，所述爆板适于仅当所述孔中的流体压力超过以下压力时破裂和允许流体从所述孔流通到所述端口：

(i)使得所述第一和第二致动构件中的每个中的所述塞构件和所述相关联的夹头套剪断所述剪构件所必要的流体压力；

(ii)使得所述第一和第二致动构件中的每个中的所述塞构件剪断所述剪销和在每个夹头套中将所述塞构件移动到所述第二位置所必要的流体压力。

按这种方式，由于压裂操作典型地以井筒的最井下/最远极点开始进行，因而井筒可从井筒的最井下/最远极点开始在每个区域中逐渐压裂。

在本发明的进一步的实施例中，本发明提供一种系统，其使用至少两个致动(可滑动镖)构件，所述至少两个致动构件中的每个具有不同尺度(或不同构造)的突起构形，使得每个致动构件的夹头套上的突起构形是独特的。这样的具有这种独特突起构形的致动构件中的第一致动构件相继地配合接合至少一个滑动套构件，且优选地相继地配合接合第一组滑动套构件，所有均在前述具有类似构造的内周槽或系列槽以配合接合致动构件上的突起构形，从而允许致动构件由此露出或开启沿中空管状构件的一系列的端口。塞构件典型地是沿管状衬里泵浦(pump)的球形球，阻塞流动通过每个致动构件的流体，由此在所述至少两个致动构件中的每个上提供向井下的动力。在通过至少两个致动构件中的第一致动构件开启至少一个端口(优选地为一组端口)之后，具有不同构造或尺度构形的第二致动构件可向井下泵浦以然后类似地移动且由此开启第二组滑动套构件，从而允许在不同时间开启沿管状衬里的第二组端口。

多组端口可独立开启，这是因为，存在具有不同构造/尺度突起构形的各致动构件。

在这样的进一步的实施例中，不必使塞构件(其在此实施例中典型地为球形球)通过剪销附接到致动构件的夹头套。

相应地，在这种进一步的实施例的第一广义实施例中，提供一种用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统。这样的系统包括：

(i)管状衬里，其具有孔，进一步包括：

(a)多个所述分开的端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻地分开；

(b)对应的多个柱形滑动套构件，每个所述套构件与所述多个分开的端口中的相应的端口相关联，每个滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动并被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述端口，且当可滑动地移动到开启位置时露出对应所述端口，每个所述滑动套构件具有内周槽，与第一组相邻分开的端口相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽的宽度不同于与第二组相邻分开的端口相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽的宽度；

(c)剪构件，初始将所述可滑动套构件紧固到所述初始关闭位置，并当有力施加于相应的所述可滑动套构件时能够剪断；

(ii)第一致动构件，其位于所述孔内，包括：

(a)柱形中空的夹头套，其具有沿径向向外偏置和突出的构形，所述构形被构造以配合接合与所述至少两组端口中的第一组相关联的所述滑动套中的所述内柱形槽，但是不配合接合与初始覆盖所述第二组端口的滑动套构件相关联的所述内柱形槽；

(b)可溶的塞构件，其在尺度上能够定位且保持停留在所述第一致动构件的所述夹头套内处于其向井上端处，当所述夹头套和可溶的塞构件一起位于所述孔中时，所述塞构件在未溶解时持续至少限定时间而和所述夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行，并且在所述流体沿所述井筒注入之后变得溶解；

其中，施加于所述第一致动构件的向井上端的流体压力使得所述第一致动构件向井下移动并接合与所述第一组端口相关联的所述至少一个滑动套构件中的所述周槽，而不接合与所述第二组端口相关联的剩余柱形滑动套构件中的不同宽度的所述周槽，并使与所述第一组端口相关联的每个滑动套构件向井下移动以由此露出所述第一组端口中的所述端口；

(iii)第二致动构件，其位于所述孔内，包括：

(a)柱形中空的夹头套，其具有沿径向向外偏置和突出的构形，所述构形被构造以配合接合与所述至少两组端口中的第二组相关联的所述滑动套中的所述内柱形槽；

(b)可溶的塞构件，其在尺度上能够定位且保持停留在所述第二致动构件的所述夹头套内处于其向井上端处，当所述夹头套和可溶的塞构件一起位于所述孔中时，所述塞构件在未溶解时持续至少限定时间而和所述夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行，并且在所述流体沿所述管状衬里注入之后变得溶解；

其中，在流体沿所述管状衬里注入时施加于所述可溶的塞构件的向井上端的流体压力使得所述第二致动构件向井下移动并接合与所述第二组端口相关联的所述至少一个滑动套构件中的所述周槽，并使与所述第二组端口相关联的每个滑动套构件向井下移动以由此露出所述第二组端口中的所述端口。

如前所述，这样的系统特别适于相继露出沿管状衬里的至少两个分立组的相邻分开的端口。优选地，所述内槽和/或所述第一和/或第二致动构件上的所述弹性向外偏置的构形设置有斜切部以允许：当在所述第一和第二致动构件上的所述构形已经配合接合相应的所述内周槽之后，所述第一和/或第二致动构件上的所述构形将在进一步的流体压力向井上施加于所述塞构件时从所述配合接合中松脱，从而允许所述第一和/或第二致动构件进一步向井下运动和致动(即，开启)沿这种管道衬里的另外的所希望的端口。

在这样的进一步的实施例的优选实施方案中，每个滑动套构件在其最低(井下)端具有沿径向向外偏置和延伸的突片构件，当相应的所述滑动套构件移动以露出相关联端口时所述突片构件接合于所述管道衬里中的口，所述突片构件当接合于所述口中时防止相应的所述滑动套构件向井上移动而由此关闭相关联端口。

在进一步优选方案中，所述第一和第二致动构件在其井下端处设置有环形环，环形环的直径大致等于所述滑动套构件的直径，所述环形环上具有斜切部以辅助所述致动构件在所述管状衬里中向井下移动。

在进一步优选方案中，所述第一或第二致动构件中的一种或两种在暴露于所述流体一段时间时能够溶解。这样的构造有利之处在于：在开启沿管状衬里的端口之后，不存在任何对管道衬里直径的限制，并且在通过开启的端口进行压裂之后允许利用管道衬里的同样的(as much)截面积生产在这种管道衬里中收集的油。由于生产时管道衬里中固有的限制减小，因而马力泵浦要求对于给定的管道衬里直径而言最大程度地减小。

在本发明的进一步的实施例中，本发明涉及一种方法，用于使沿中空的管状衬里的多个分开的端口相继露出。这样的方法包括以下步骤：

(i)将第一致动构件沿所述管状衬里注入，所述第一致动构件在其上具有第一宽度的构形，所述管状衬里具有多个滑动套构件而相应覆盖对应的沿所述管状衬里的多个所述分开的端口；

(ii)使所述第一致动构件上的所述构形接合最低的所述滑动套构件上的内周槽，并当在所述第一致动构件的上方(uphole of)施加流体压力时使所述滑动套构件向井下移动并由此露出所述管状衬里中的相关联的所述端口；

(iii)允许所述管状衬里中的流体将所述第一致动构件中的塞溶解，以允许流体在所述管状衬里中流动通过所述第一致动构件；

(iv)将进一步的致动构件沿所述管状衬里注入，所述进一步的致动构件在其上具有更小宽度的构形；

(v)使其上所述更小宽度的所述构形接合所述最低的滑动套构件的上方(upholeof)的滑动套构件上的内周槽，并当在所述进一步的致动构件的上方(uphole of)施加流体压力时使所述井上滑动套构件向井下移动并由此露出所述管状衬里中的另外的相关联的所述端口；

(vi)允许所述管状衬里中的流体将所述进一步的致动构件中的塞溶解，以允许流体在所述管状衬里中流动通过所述进一步的致动构件；

(vii)重复步骤(iv)-(vi)，直到沿所述管状衬里的所述多个分开的端口中的所有端口已经开启。

以上发明内容不必描述本发明的所有特征。为完整描述本发明，进一步参照附图和一些优选实施例的详细描述，并结合权利要求书一起阅读。

附图说明

通过以上描述以及以下参照附图对本发明的各种具体实施例(每个实施例将为非限制性的)的详细描述，本发明的进一步的优点和其它实施例现在将会显见，其中：

图1A-1D显示出包含本发明的系统的管道衬里的一系列次序图，其中：

图1A是初始图，显示出管道衬里，其中端口和对应套处于关闭位置；

图1B是随后的图，显示出管道衬里具有插入衬里中的致动构件，并显示出夹头套和其上接合第一滑动套构件的突起；

图1C是随后的图，显示出致动构件已移动最井上滑动套构件以剪断剪构件并且迫使相关联的滑动套构件向井下移动以由此露出其相关联的端口，这样的致动构件已经与这样的滑动套构件脱离接合并在进一步向井下移动过程中类似地开启进一步井下滑动套构件和相关联的端口；和

图1D是随后的图，显示出致动构件已接合更井下的滑动套构件并已剪断其相关联的剪构件且已将这样的套构件向井下移动以类似地露出其相关联端口，其中塞构件已进一步剪断其保持剪销并在夹头套内向井下移动，由此防止夹头套上的突起与相关联的滑动套构件脱离接合，并进一步防止塞构件和相关联的夹头套进一步向井下移动；

图2A-2D显示出管道衬里的一系列次序图，管道衬里包含本发明的系统的进一步的优化方式，即，包括两个不同类型的滑动套构件，意在通过不同致动构件分别致动；其中：

图2A显示出具有管道衬里，其中端口和对应套处于关闭位置，特别是具有两种类型的滑动套构件，其第一组(显示为最井上的可滑动套构件)具有的周槽比相邻井下滑动套构件中的周槽具有更小宽度，还显示出管道衬里具有插入衬里中的致动构件，夹头套和其突起已通过第一滑动套构件并在衬里中继续向井下延伸；

图2B是管道衬里的随后的图，显示出致动构件在管状衬里内已移动经过最井上滑动套构件，并向井下移动到第二组可滑动套的第二滑动套构件，其中其夹头套上的突起已接合于所述第二滑动套构件上的对应周槽；

图2C是随后的图，显示出致动构件已剪断初始保持第二可滑动套构件的剪构件，并已将这样的可滑动套构件向井下移动以由此露出其相关联端口，这样的致动构件已与这样的第二滑动套构件脱离接合并且处于进一步向井下移动的过程中；

图2D是随后的图，显示出致动构件已接合最井下的滑动套构件并已剪断其相关联的剪构件且已将这样的套构件向井下移动以类似地露出其相关联端口，其中塞构件已进一步剪断其保持剪销并在夹头套内向井下移动，由此防止夹头套上的突起与相关联的滑动套构件脱离接合，并进一步防止塞构件和相关联的夹头套进一步向井下移动；

图3A-3B显示出两种不同类型的滑动套构件：如图3A中所示的第一类型，其具有宽度W1的周槽；和如图3B中所示的第二类型，其具有宽度W2的周槽；

图4-8显示出在通过致动构件作用时最井下滑动套构件和相关联的端口的相继放大图，其中：

图4显示出致动构件，其已被安置在管道衬里中，这样的致动构件接近于(approach)井下最远(most-downhole)滑动套构件；

图5显示出致动构件已经接合最井下滑动套构件中的周槽；

图6显示出塞构件已剪断将其保持在夹头套向井上端中的剪销，且塞构件已经移动到夹头套井下端，由此防止夹头指与周槽脱离接合；

图7显示出夹头套和塞构件已经剪断将可滑动套构件保持在关闭位置的剪构件，并已经使可滑动套构件移动到开启位置；

图8显示出最井下套处于开启位置，其中塞构件已经溶解；

图9是修改的系统的透视剖视图，所述系统使用修改的套，适于接纳一镖(dart)，所述镖中具有可溶的球，每个所述套在其中具有独特尺寸或比例设置的环形凹部以适于仅配合接合于具有配合独特构形的独特的镖；

图10是通过套和镖的截面，此时特定镖的独特的弹性偏置的构形已经配合接合于特定滑动套的对应的独特尺度的环形凹部；

图11是类似的通过相同的套和镖的截面，在稍晚的时间点截取，即，此时向井上施加的流体压力已迫使原先将覆盖端口/缝的滑动套保持在管芯轴(pipe mandrel)内的剪螺丝剪断，并将所述套这样向井下移动以露出端口并允许所述镖上的夹头指接合于管中的凹部以将所述套保持在这样的露出端口的位置；

图12是图10中所示部件的三维放大图；

图13是图10中所示部件的三维放大图，其中向井上施加流体压力而使得具有接合套的镖向井下运动以开始开启管芯轴中的端口；

图14是图10中所示部件的三维放大图，其中已向井上施加流体压力持续进一步的时段而使得具有接合套的镖已进一步向井下运动以完全开启管芯轴中的端口；

图15是滑动套和镖的另一视图(其中具有球)，显示出端口已开启之后的位置；

图16是滑动套和镖的类似视图(其中球已溶解进一步的时段之后)，因而开启管用于流动；和

图17是镖构件在管中向井下运行时的视图。

具体实施方式

在以下描述中，图中的相似部件以对应相同的附图标记标识。

本发明的系统将用于在从井筒(wellbore)产出烃之前的井筒调理(即，在油田语境中的井筒“完井”)。

特别地，本发明的系统可有利地用于实现和允许在沿井筒的所希望的优化位置处将加压流体注射到含烃结构中，目的在于：初始压裂烃结构和/或将流动增强剂注射到所述结构中(例如酸、流动增强剂、和/或支撑剂)，所有这些均为了实现以下目的和目标：增大随后从烃结构采收烃的速度(rate)和量。

管道衬里200插入钻成井筒中，用于多种目的，其中一个目的在于：强化井筒并防止井筒坍塌，其中另一目的在于：允许经由沿管道衬里以沿纵向分开方式就位的各端口将这种压力下的完井流体供应到所希望的烃结构区域。

图1A显示出管道衬里200的用于插入钻成水平井筒(未示出)的一部分，包含本发明的系统的部分。

管道衬里200典型地通过钢管构件211、212、213的节段构建，每个钢管构件具有一致的长度并在其相应端处以螺纹方式联接到一起。管构件211、212、213典型地按照各种标准化的长度、宽度、厚度、和材料强度制成，取决于井筒的深度、直径、管道衬里200将面临的压力等等。管道衬里200典型地包含孔(bore)210，并具有进一步具有多个端口，例如端口206、206'、206"，所述端口在特定状况下允许与孔210流体连通(fluidly communicate)。端口206、206'、206"在管道衬里200插入井筒过程中初始关闭，以避免碎屑(例如典型地存在于井筒中的残余钻孔切割物)侵入到孔210中，否则将会阻塞端口206、206'和/或孔210而由此阻碍管道衬里中的烃收集和/或阻碍这种烃产出到表面。

图1B-1D显示出相同的管道衬里200与致动构件202的组合，致动构件202用于开启所选择的端口206、206'，其方式在下文中解释。图1B-1D相应图示出致动构件202对管道衬里200中的多个滑动套构件204、205相继操作以相继开启管道衬里200中的相关联端口206、206'的方式。这样的部件一起在广义上包括本发明的系统。

如在此所有图中可见，中空柱形的滑动套构件203、204、205设置在管道衬里200内，初始，每个滑动套构件处于关闭位置而叠盖并由此覆盖相应端口206、206'、206"，因而阻止孔210与任何端口206、206'、206"之间的流体连通。每个滑动套构件203、204、205设置有周槽或口220，其具有一致宽度W，如图1A-1D中所示。可替代地，在本发明的进一步的优选方案中，如在此更全面所述，多组的滑动套构件具有的周槽220具有给定的一致的宽度W1，而其它组的滑动套具有的周槽220具有更大的一致的宽度W2，如本文中的图2A-2D中所示。

剪构件(其在一个实施例中包括剪螺丝或剪销222)被设置以将每个滑动套构件203、204、205紧固(至少在初始时紧固)到管道衬里200，由此将每个滑动套构件203、204、205紧固在初始关闭位置而叠盖每个相应端口206、206'、206"。剪螺丝222被构造为：当施加于相应滑动套构件203、204、205上的力超过给定设计值时剪断，以允许套构件203、204、205的可滑动的向井下(downhole)的运动，以露出相应端口206、206’、206”。

为了操作本发明的系统和开启单组的相邻分开的端口206’、206”(如图1A-1D中所示)，设置致动构件202，其可位于孔210内。致动构件202包括柱形中空夹头套232。夹头套232具有至少一个沿径向向外突出且向外偏置的突起234。在优选实施例中，夹头套232在其上具有多个细长的沿纵向延伸且沿径向向外偏置的指构件240，其中每个指构件240在其上具有所述的沿径向向外突出的突起234。

突起234被构造为具有宽度等于或略小于周槽220的宽度W，由此允许与每个滑动套构件206'、206"中的每个相应内周槽220配合接合。指构件240沿径向向外偏置，可向内被压缩以允许夹头套232和相关联的突起234变得沿径向向内被压缩以由此允许夹头套232和突起234从相应滑动套构件和相关联的槽220脱离接合，一旦相应的滑动套构件204、205运动而露出相应端口206'、206"，则由此允许致动构件202继续向井下运动并进一步致动(开启)所有所希望的剩余滑动套构件204、205(其中具有宽度W的周槽220)。

塞构件250设置在致动构件202的夹头套232内。塞构件250在初始通过剪销275紧固到夹头套232，处于夹头套232的向井上端处，例如如图1B、1C、2B、2C和图5中所示。值得注意的是，在此申请中在此使用的表述“剪销”的所有情况均意味着和包括：初始将塞构件250紧固到夹头套232向井上端的任何剪螺丝、剪销、易破坏的焊接或软焊连接结构。

当施加于塞构件250的井上侧上的流体压力超过给定值时，剪销275适于剪断，以将被紧固到夹头套232井上侧的塞构件250松开并然后在夹头套232内向井下行进到夹头套232的井下部分，其中通过夹头套232的极端(斜切肩255)防止塞构件250的进一步运动。

施加于所述致动构件202的向井上端和塞构件250的流体压力使得夹头套232向井下运动，如相继的图1B-1D和相继的图2B-2D中所示，并接合相应的井下滑动套构件204、205中的周槽220且相继地向井下移动滑动套构件204、205以由此露出每个对应的端口206’、206”。

除了(save and except for)剪断用于紧固井下最远(most downhole)滑动套构件205的剪构件220所需的流体压力之外，剪断用于紧固可滑动套构件204的所述剪构件222所需的流体压力小于剪断将所述塞构件250紧固到所述夹头套232的所述向井上端的所述剪销275所需的流体压力。

相应地，当开启井下最远(most downhole)的滑动套构件205时，由于剪构件222中的剪切强度比剪销275高，因而塞构件250首先剪断其中的剪销275并由此允许塞构件250从夹头套232中的第一井上位置(图5)在夹头套232中向井下运动到第二位置(参见图6)，在此其受限于塞构件250上的斜切肩255。塞构件250运动到第二位置(参见图1D和图6)，由此防止突起234被向内压缩，施加额外的向井上的流体压力作用在塞构件250上于是使紧固井下最远(most downhole)滑动套构件205的剪构件222剪断，从而允许井下最远(mostdownhole)滑动套向井下运动并由此露出一系列端口206’、206”中的井下最远(mostdownhole)端口206”。

在图1A-1D中所示系统中，而且对于设置有希望独立开启的各个分立组的端口(例如，井上第一端口206和第二井下组的(第二)端口206’、206”，且希望所述第一端口206和第二端口206’、206”中的每个独立开启，如图2A-2D中所示)的系统而言，可设置爆板300以覆盖端口206、206’和206中的每个。爆板300(如图1A-1D中所示)适于当孔210中的流体压力处于以下情况下时破裂和允许流体从孔210流通到相应端口206’、206”：(i)超过使得塞构件250和夹头套232剪断剪构件222(包括紧固井下最远的滑动套205的井下最远的剪构件220)所必要的流体压力；和(ii)当孔210中的流体压力也超过使得塞构件250剪断剪销275和将塞构件250移动到在夹头套232中的第二井下位置所必要的流体压力时。覆盖这种第一组端口206的爆端口300可设置与覆盖端口206’、206”的爆端口300不同的爆破压力。特别地，当第一端口206位于第二端口206’、206”上方(uphole of)时(如图2A-2D中所示)，覆盖第二端口206’、206”的爆板可以具有比覆盖井上第一端口206的爆端口更低的爆裂压力。

图2A-2D显示出刚在上文中论述的系统的实施例，即，提供各个分立组的端口，即，第一端口206和第二端口206'、206"，其中，希望所述第一端口和第二端口206'、206"中的每个独立开启，但不提供爆板300。

在这样的实施例中，提供一系列/组的第一井上套构件203，如图2A-2D中所示且最佳地如图3A中的放大图中所示。每个第一端口206具有相关联的滑动套构件203，滑动套构件203在关闭位置时叠盖端口206以防止与孔201流体连通。井上滑动套构件203具有周槽220(宽度W1)，适于由致动构件202上的突起234配合接合，以允许致动构件202上方(upholeof)的流体压力向井下压迫包括夹头套232和塞构件250的致动构件202，由此同样向井下压迫滑动套构件203，从而露出端口220。槽220上的斜切边缘221和作用于致动构件202上的连续的流体压力允许夹头套232(特别是其上的夹头指240)沿径向向内压缩，由此使其上的突起234同样沿径向向内压缩，从而使突起234解除与槽220的配合接合并允许致动构件202连续向井下运动以致动具有槽220(具有类似或更小宽度W1)的类似的井下可滑动套构件。

在图2A-2D中所示系统200的实施例中，第二系列/组的(第二)端口206'、206"位于所述第一端口206的井下方(downhole from)，其中第二端口206'、206"的每个具有相应的第二滑动套构件204、205。每个这样的滑动套构件204、205具有宽度W2的周槽220，其中W2>W1。

图2A-2D和图3A－图8中所示优选实施例的操作：

用于露出如图2A-2D和图3A－图8中所示的两个分立组的端口(即，第一端口206和第二组的(第二)206'、206")的系统200的操作方式描述如下，并实际上是前述的图1A-1D中所示系统的复制体，不过具有覆盖第一端口206组的井上滑动构件203，这样的滑动构件203(其为图3A中所示类型)在其上具有槽220，其宽度W1小于图3B中所示类型的相关联滑动套构件204、205(覆盖相应的(第二)端口206'、206")上的周槽220的宽度W2。

特别而言，对于用于露出两个分立组的端口的系统200的操作，第一致动构件220(其上具有宽度W2的突起234)首先插入孔210中，并通过被施加到孔210的流体压力被向井下推进。第一致动构件220(其上具有夹头套232和宽度W2的突起234)不接合于覆盖第一端口206的(第一)(井上)滑动套构件203上的周槽220，这是因为，第一致动构件220上的突起234的宽度W2大于第一滑动套构件203中的槽220的宽度W1。第一致动构件220继续在管道衬里200中进一步向井下行进。

第一致动构件202当进一步向井下行进时，然后遇到覆盖(第二组的第二端口206'、206"的)第二端口206’的滑动套构件204，突起234配合接合于槽220中，这是因为，第一致动构件上的突起234的宽度W2等于(或略小于)夹头套232上的槽220的宽度W2。致动构件202的井上侧上的流体压力使得其进一步向井下运动，使得滑动套204向井下运动并因而露出/开启相关联端口206'。在这样的开启位置，卡环270可进一步接合滑动套204，以将滑动套204保持在这样的露出相关联端口206'的位置。

由于槽220中的斜切(即，设置斜切的肩221)，因而夹头套232(特别是其上的夹头指240和突起234)在向井下的力继续施加于致动构件202时沿径向向内被压缩，使得突起234从槽220脱离接合。这允许第一致动构件202继续进一步向井下运动，以致动/开启所述组的第二端口206’、206”中的另外的端口。

图2C和2D以及图4－7显示出井下最远(most downhole)套205在通过第一致动构件202致动时的操作的放大图，并图示出致动井下最远(most downhole)套205和露出相关联的井下最远(most downhole)(第二)端口206”的系统操作。

如果致动构件202上的宽度W2的突起234遇到与井下端口206”相关联的井下最远(most downhole)滑动套205上的周槽220，则突起234配合接合其上的槽220。不过，由于剪断将滑动套构件205紧固到相关联的管构件213的剪螺丝222所必需的剪力大于剪断将塞构件250紧固到夹头套232向井上端的剪销275所必需的力，因而作用于致动构件202上的连续的流体压力使得剪销275剪断，由此允许塞构件250可滑动地移动到夹头套232内的第二位置，即，移动到夹头套232的井下端，如图6中所示，在此处，夹头套232上的肩构件255阻止塞构件250进一步向井下运动。塞构件250当处于这样的第二位置时防止其上的夹头指240和相关联的突起234沿径向向内被压缩，并由此防止突起234变得与周槽220脱离接合(参见图6)。施加于第一致动构件202的上方(uphole of)的孔210的进一步的流体压力然后使塞构件202进一步向井下运动，由此使滑动套205向井下运动并因而露出/开启相关联端口206”。可进一步提供卡环270以接合处于这种开启位置的滑动套205，由此使滑动套204保持在这种露出相关联端口206”的位置，如图7中所示。此后，可将流体经由开放端口206’、206”注入所述结构中，以允许所述结构在端口206’、206”的区域中压裂。

当使用可溶的塞构件250时，孔210中剩余的流体起作用溶解塞构件250，留下管构件212、213的构造，以允许来自所述结构的烃经由开启的端口206、206’、206”侵入管道衬里中以随后产出到表面。

可替代地，塞构件250如果不可溶，则可通过将扩孔构件(未示出)插入衬里200内进行扩孔，由此从管道衬里200内移除致动构件202和相关联的塞构件250，以防止衬里200内的流体阻塞。

为了以类似方式致动/开启另外的井上(第一)端口206，在这样的进一步的优选方案中，采用另一(第二)致动构件202，在其上也具有突起构形234。第二致动构件202与第一致动构件202的不同之处仅在于：第二致动构件202在其上具有宽度为W1的突起构形234，其中W1小于第一致动构件202上的突起234的宽度W2。井上滑动套构件203上的第二致动构件202的操作由此致动/露出井上(第一)端口206，与前述利用第一致动构件202致动井下滑动套构件204、205以开启第二端口206’、206”的方式相同。如果希望的话，则仍可进一步提供卡环以接合处于这种开启位置的滑动套203，由此使滑动套203保持在这样的露出相关联端口206的位置。

如果希望的话，爆端口可设置在端口206、206’、206”中的每个上。类似地在这种进一步的实施例中，爆板300覆盖多组端口中的所述端口中的每个，特意被构造为仅当所述孔中的流体压力超过以下压力时破裂和允许从所述孔210流体连通：

(i)使得所述第一和第二致动构件202中的每个中的塞构件250和所述相关联夹头套232剪断剪螺丝222所必要的流体压力；

(ii)使得所述第一和第二致动构件202中的每个中的塞构件250剪断剪销(其将塞构件250附接到夹头套232的井上侧)以当致动/开启一组端口中的井下最远(mostdownhole)的套时剪断和允许塞构件250移动到每个夹头套232中的所述第二位置所必要的流体压力。

本发明的进一步的实施例及其方法现在将参照图9－17描述，其中例示出本发明的各方面。

图9显示出安装在井筒中且在致动构件202注入管道衬里200中之前的本发明的管道衬里200的一部分。滑动套构件203、204显示处于其初始(关闭)位置而覆盖管道衬里200中的相应端口206、206’。在图9中所示实施例中，每个滑动套构件203、204在其最低的井下端处具有沿径向向外偏置延伸的突片构件400，其向上突出端402被构造为当相应的所述滑动套构件203.204运动到露出相关联端口206、206’时接合所述管道衬里200中的口410，突片构件400的所述端402当接合于所述口410中时防止相应的所述滑动套构件203.204向井上运动而由此关闭相关联端口206、206’。

图10和11显示出一个致动构件202的序列操作，此时塞构件250(例如球形球250’)和致动构件202通过在表面处注入管道衬里200中的流体压力而被向井下压迫。

特别地，图10显示出致动构件202上的宽度W1的沿径向向外偏置的突起构形234的初始接合，其中滑动套构件203中具有对应宽度W1的内环形槽220。

图11显示出滑动套构件203在加压流体已在致动构件202的上方(uphole of)注入之后的随后位置，球构件250’已经向井下压迫滑动套构件203和突片400以开启端口206并同时使突片构件400的端402接合管状衬里200中的口410，从而在此后防止可滑动套构件203向井上返回运动。

重要的是，图10和11显示出分别在内槽220和突出构形/突起234的每个的井下侧上的突变边缘700、702，突变边缘700、702一起防止致动构件202在管道衬里200内进一步向井下运动。对于具有这种突变边缘700的致动构件202而言，致动构件202可仅用于接合和移动单个滑动套构件203，这对一些压裂操作而言可能是所希望的，其意在仅开启所述管道衬里200中的单个局部端口206用于特定压裂操作。

不过，如果希望其它滑动套构件(例如另外的井下滑动套构件204)运动，则需要采用另一致动构件202’。在这样的实施例中，有用的是，使包括夹头套232和突起/构形234的致动构件202可溶，即，由可溶性材料制成，其在流体(例如强碱性或酸性的流体)中相对较快地溶解，所述流体可在所述管道衬里200中向井下注入，由此将致动构件202从管道衬里200移除。

图12、13、14显示出图10和11中所示二维例示的三维局部剖切展示，图12中显示出致动构件202上的宽度W1的突出构形234初始接合于滑动套构件203中的宽度W1的内周槽220。图12－14例示出在前述“发明内容”中提出的方法的连续步骤(i)－(iii)。

重要的是，图12、13、14反而显示出突起构形234和内槽220的变例，其中，其井下侧边缘上的内槽220和/或其井下侧边缘上的所述突出构形234均设置有相应的斜切部800、802。这样的构形有利地允许：在致动构件102已经配合接合相关联可滑动套构件203上的相应的所述内周槽220并将所述可滑动套构件203向井下移动以开启相关联的端口206之后，致动构件202上的所述弹性向外偏置的构形234将在进一步的流体压力向井上施加于所述塞构件250’时从所述配合接合中松脱。通过这样的方式，致动构件202可有利地然后继续沿管状构件200(如图9中所示)向井下运动，然后致动具有类似尺度的宽度W1的内周槽220的另外的井下滑动套构件204，并由此开启另外的井下端口206’以及可能的希望通过单个致动构件202开启的组中的其它井下端口(参见图9)。

图12显示出致动构件202具有宽度W1的突出构形234以配合接合宽度W1的周槽220。

图13显示出致动构件202已使滑动套构件203部分地运动以部分地露出管道衬里200中的端口206。

图14显示出致动构件202已使滑动套构件204完全运动以完全露出管道衬里200中的端口206’，使得突片构件400(特别是其突出端402)然后接合管状衬里200中的口410，由此防止滑动套构件此后向井上运动再次覆盖端口206’。作用于球构件250’和致动构件202上的另外的流体压力使得周槽220上的斜切表面800、802和构形234相应地邻接，并且由此允许致动构件此后向井下经过以致动其中具有槽220的类似的套，直到遇到滑动套构件中的周槽220(其上不具有斜切部800)，在此部位可停止致动构件202的进一步向井下运动。这将在如下情况下发生：致动构件202未设置有斜切部800，而是设置有突变边缘700，如图10和11中所示，其在遇到具有突变边缘700的周槽220时将被防止与相应滑动套构件脱离接合并且被迫使保持配合接合于这样的滑动套构件。

图15显示出致动构件202及其球构件250’在端口206已开启之后的位置。

图16显示出所述方法中的随后的步骤，其中塞构件250(球250’)已溶解。

上述过程对于类似的具有恒定宽度W1的井下滑动套构件203可重复进行，其中，采用每个所述周槽220的所述井下边缘上的斜切部和突起构形234，以允许致动构件202在开启这样的套构件之后从相应滑动套构件脱离接合，用于随后向井下行进以致动其它类似的具有相同构形/尺寸周槽220的套构件。

对于其它组的井上滑动套构件(其中周槽220的宽度小于W1)，致动构件(例如图17中所示致动构件202’)具有对应较小宽度W0的突起构形234，可用于然后依序开启这种组中的滑动套构件。

如图17中可见，致动构件202’可设置有环形环600(其具有的直径大致等于滑动套构件的直径)，以辅助致动构件202’在管状衬里中向井下运动，而不会在所述衬里200中另外变得“翘起(cocked)”。环600上可进一步设置斜部602以进一步辅助实现此功能。

提供以上对本发明的系统和方法的一些实施例的描述，能够使本领域技术人员实现和使用本发明。

为了完整限定本发明及其期望范围，参见“发明内容”和所附权利要求书，并结合本文中的公开内容和附图阅读和考虑。

提及的单数元件(例如使用冠词“一”或“一个”)不是指“一个且仅有一个”(除非专门如此指明)，而是指“一个或多个”。此外，在提及“流体”时，这种表述被认为是指具有流体性能的所有液体和气体。

提及的“最下”、“下”、“最上”、“上”和所有其它相对性表述形容词是指：当置于竖直井筒中时相对于部件位置而言。

Claims (16)

1.一种用于使沿井筒的多个相邻分开的端口相继露出的系统，包括：

（i）管状衬里，其具有孔，进一步包括：

（a）多个所述分开的端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻地分开；

（b）对应的多个柱形滑动套构件，每个滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动，每个滑动套构件被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述端口，并当可滑动地移动到开启位置时露出所述对应端口，每个所述滑动套构件在其中具有内周槽；

（c）剪构件，初始将所述滑动套构件中相应的滑动套构件在所述初始关闭位置中紧固到所述管状衬里，并当有力施加于相应的所述滑动套构件时能够剪断；

（ii）致动构件，其位于所述孔内，包括：

（a）柱形中空的夹头套，其具有沿径向向外偏置和突出的突起，所述突起被构造以相继地配合接合所述滑动套构件上的每个相应的所述内周槽，其中所述突起具有的宽度大致等于或小于每个所述滑动套构件上的所述周槽的宽度，其中所述突起在被向内压缩时允许所述夹头套和其上的突起从在所述周槽中配合接合变得脱离接合；

（b）塞构件，位于所述夹头套内，并当处于第一位置时位于所述夹头套的向井上端处，而且当所述夹头套和塞构件一起位于所述孔中时，所述塞构件持续至少限定时间而和所述夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行；

（c）剪销，其将所述塞构件可松脱地紧固到所述夹头套的向井上端，当有力施加于所述塞构件时能够剪断而使所述塞构件在所述夹头套中向井下移动到其中的第二位置，以防止所述突起此后被迫使向内被压缩，由此使所述突起与所述周槽保持配合接合；

其中，施加于所述致动构件的向井上端的流体压力使所述致动构件向井下移动并相继地接合每个所述滑动套构件中的所述周槽和向井下移动所述滑动套构件以由此露出所述多个端口中的每个；

其中，在除了井下最远的所述滑动套构件之外的所有所述滑动套构件中剪断所述剪构件所需的流体压力，小于剪断将所述塞构件紧固到所述夹头套的所述向井上端的所述剪销所需的流体压力；

其中，所述塞构件当开启井下最远的滑动套构件时，剪断其中的所述剪销，在所述夹头套中从其中的所述第一位置向井下移动到所述第二位置，以防止所述突起被向内压缩。

2.如权利要求1所述的用于使沿井筒的多个相邻分开的端口相继露出的系统，进一步具有：

爆板，其覆盖每个所述端口，所述爆板适于仅当所述孔中的流体压力超过以下压力时破裂和允许流体从所述孔流通到所述端口：

（i）使得所述塞构件和夹头套剪断所述剪构件所必要的流体压力；

（ii）使得所述塞构件剪断所述剪销和将所述塞构件移动到所述第二位置所必要的流体压力。

3.如权利要求1所述的用于使沿井筒的多个相邻分开的端口相继露出的系统，其中，

所述塞构件是可溶的，并在移动到所述第二位置之后和暴露于所述孔内的流体一段时间之后变得溶解。

4.如权利要求1所述的用于使沿井筒的多个相邻分开的端口相继露出的系统，进一步包括：

（i）卡环构件，其与每个所述滑动套构件相关联，并且当所述滑动套构件移动到所述开启位置将每个滑动套构件锁定在所述开启位置。

5.如权利要求1所述的用于使沿井筒的多个相邻分开的端口相继露出的系统，其中，

所述塞构件在移动到所述第二位置时防止所述突起被向内压缩，所述致动构件进一步被防止向井下进一步移动。

6.一种用于使沿井筒的第一和第二组相邻分开的端口相继露出的系统，包括：

（i）管状衬里，其具有孔，进一步包括：

（a）多个分开的第一端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻分开；

（b）对应的多个柱形第一滑动套构件，每个第一滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动，每个第一滑动套构件被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述第一端口，并当可滑动地移动到开启位置时不叠盖所述第一端口，每个所述第一滑动套构件在其中具有第一宽度的第一内周槽；

（c）多个分开的第二端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻分开，位于所述管状衬里中处于所述第一端口的井下方；

（d）对应的多个柱形第二滑动套构件，每个第二滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动，每个第二滑动套构件被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述第二端口，并当可滑动地移动到开启位置时不叠盖对应的所述第二端口，每个所述第二滑动套构件在其中具有第二宽度的第二内周槽，其中所述第二宽度大于所述第一宽度；

（e）剪构件，相应地将所述第一和第二滑动套构件紧固在所述初始关闭位置，并当有力施加于相应的所述第一和第二滑动套构件时能够剪断；

（ii）第一致动构件，其位于所述孔内，包括：

（a）柱形中空的第一夹头套，在其上具有多个细长的沿纵向延伸的第一指构件，所述第一指构件在其上具有沿径向向外偏置和突出的第一突起，所述第一突起被构造以相继地配合接合每个所述第二滑动套构件上的相应的所述第二内周槽，其中所述第一突起具有的宽度大致等于所述第二宽度但大于所述第一宽度，其中，当流体压力施加于所述第一致动构件的井上侧时，所述第一突起被向内压缩以允许所述第一夹头套和其上的第一突起从在所述第二滑动套构件中的所述第二内周槽中配合接合变得脱离接合；

（b）第一塞构件，位于所述第一夹头套内，并当处于第一位置时位于所述第一夹头套的向井上端处，而且当所述第一夹头套和第一塞构件一起位于所述孔中时，所述第一塞构件持续至少限定时间而和所述第一夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行；

（c）第一剪销，其将所述第一塞构件可松脱地紧固到所述第一夹头套的向井上端，当有力施加于所述第一塞构件时能够剪断而允许所述第一塞构件在所述第一夹头套中向井下移动到其中的第二位置，以防止所述第一指构件在此后被迫使向内受压缩，由此使所述第一突起与所述第二内周槽保持配合接合；

其中，施加于所述第一致动构件的向井上端的流体压力使所述第一致动构件向井下移动并使其所述第一夹头套相继地接合每个所述第二滑动套构件中的所述第二内周槽和向井下移动每个所述第二滑动套构件以由此露出所述多个第二端口中的每个；

其中，在除了井下最远的所述第二滑动套构件之外的所有所述第二滑动套构件中剪断所述剪构件所需的流体压力，小于剪断将所述第一塞构件紧固到所述第一夹头套的所述向井上端的所述第一剪销所需的流体压力；

其中，所述第一致动构件中的所述第一塞构件，当开启井下最远的第二滑动套构件时，剪断其中的所述第一剪销，在所述第一夹头套中从其中的所述第一位置向井下移动到所述第二位置，以防止所述第一突起向内受压缩；

所述系统进一步包括：

（iii）第二致动构件，其位于所述孔内，包括：

（a）柱形中空的第二夹头套，在其上具有多个细长的沿纵向延伸的第二指构件，所述第二指构件在其上具有沿径向向外突出的第二突起，所述第二突起被构造以相继地配合接合每个所述第一滑动套构件上的相应的所述第一内周槽，其中所述第二突起具有的宽度大致等于所述第一宽度但小于所述第二宽度，其中，当流体压力施加于所述第二致动构件的井上侧时，所述第二突起被向内压缩以允许所述第二夹头套和其上的第二突起从在每个所述第一滑动套构件中的所述第一内周槽中配合接合变得脱离接合；

（b）第二塞构件，位于所述第二夹头套内，并当处于第一位置时位于所述第二夹头套的向井上端处，而且当所述第二夹头套和第二塞构件一起位于所述孔中时，所述第二塞构件持续至少限定时间而和所述第二夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行；

（c）第二剪销，其将所述第二塞构件可松脱地紧固到所述第二夹头套的向井上端，当有力施加于所述第二塞构件时能够剪断而使得所述第二塞构件在所述第二夹头套中向井下移动到其中的第二位置，以防止所述第二指构件在此后被迫使向内受压缩，由此使所述第二突起与所述第一内周槽保持配合接合；

其中，施加于所述第二致动构件的向井上端的流体压力使所述第二致动构件向井下移动并使其所述第二夹头套相继地接合每个所述第一滑动套构件中的所述第一内周槽和向井下移动每个所述第一滑动套构件以由此露出所述多个第一端口中的每个；

其中，在除了井下最远的所述第一滑动套构件之外的所有所述第一滑动套构件中剪断所述剪构件所需的流体压力，小于剪断将所述第二塞构件紧固到所述第二致动构件的所述第二夹头套的所述向井上端的所述第二剪销所需的流体压力。

7.如权利要求6所述的系统，进一步具有：

爆板，其覆盖每个所述端口，所述爆板适于仅当所述孔中的流体压力超过以下压力时破裂和允许流体从所述孔流通到所述端口：

（i）使得所述第一和第二致动构件中的每个中的所述第一或第二塞构件以及相关联的所述第一或第二夹头套剪断所述剪构件中相应的剪构件所必要的流体压力；

（ii）使得所述第一和第二致动构件中的每个中的所述第一或第二塞构件剪断所述第一或第二剪销和在所述第一和第二夹头套中的每个夹头套中将所述第一或第二塞构件移动到所述第二位置所必要的流体压力。

8.如权利要求6或7所述的系统，其中，

所述第二致动构件中的所述第二塞构件当开启井下最远的第一滑动套构件时剪断在所述第二致动构件中的所述第二剪销，并在所述第二夹头套中从其中所述第一位置向井下移动到所述第二位置，由此防止所述第二突起被向内压缩。

9.如权利要求6或7所述的系统，其中，

所述第二致动构件中的所述第二塞构件能够溶解在可向井下注入的流体中。

10.一种用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，包括：

（i）管状衬里，其具有孔，进一步包括：

（a）多个所述分开的端口，其沿所述管状衬里沿纵向相邻地分开；

（b）对应的多个柱形滑动套构件，每个所述套构件与所述多个分开的端口中的相应的端口相关联，每个滑动套构件在所述孔内能够沿纵向滑动并被构造为：在初始关闭位置叠盖对应的所述端口，且当可滑动地移动到开启位置时露出对应的所述端口，每个所述滑动套构件具有内周槽，与第一组相邻分开的端口相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽的宽度不同于与第二组相邻分开的端口相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽的宽度；

（c）剪构件，初始将所述滑动套构件紧固到所述初始关闭位置，并当有力施加于相应的所述滑动套构件时能够剪断；

（ii）第一致动构件，其位于所述孔内，包括：

（a）柱形中空的第一夹头套，其具有沿径向向外偏置和突出的第一构形，所述第一构形被构造以配合接合与所述至少两个分立组的相邻分开的端口中的第一组相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽，但是不配合接合与初始覆盖所述第二组相邻分开的端口的滑动套构件相关联的所述内周槽；

（b）可溶的第一塞构件，其在尺度上能够定位且保持停留在所述第一致动构件的所述第一夹头套内处于其向井上端处，当所述第一夹头套和可溶的第一塞构件一起位于所述孔中时，所述第一塞构件在未溶解时持续至少限定时间而和所述第一夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行，并且在所述流体沿所述井筒注入之后变得溶解；

其中，施加于所述第一致动构件的向井上端的流体压力使得所述第一致动构件向井下移动并接合与所述第一组相邻分开的端口相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽，而不接合与所述第二组相邻分开的端口相关联的剩余柱形滑动套构件中的不同宽度的所述内周槽，并使与所述第一组相邻分开的端口相关联的每个滑动套构件向井下移动以由此露出所述第一组相邻分开的端口中的所述端口；

（iii）第二致动构件，其位于所述孔内，包括：

（a）柱形中空的第二夹头套，其具有沿径向向外偏置和突出的第二构形，所述第二构形被构造以配合接合与所述至少两个分立组的相邻分开的端口中的第二组相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽；

（b）可溶的第二塞构件，其在尺度上能够定位且保持停留在所述第二致动构件的所述第二夹头套内处于其向井上端处，当所述第二夹头套和可溶的第二塞构件一起位于所述孔中时，所述第二塞构件在未溶解时持续至少限定时间而和所述第二夹头套一起实质阻塞所述孔内的流体通行，并且在所述流体沿所述管状衬里注入之后变得溶解；

其中，在流体沿所述管状衬里注入时施加于可溶的所述第二塞构件的向井上端的流体压力使得所述第二致动构件向井下移动并接合与所述第二组相邻分开的端口相关联的所述滑动套构件中的所述内周槽，并使与所述第二组相邻分开的端口相关联的每个滑动套构件向井下移动以由此露出所述第二组相邻分开的端口中的所述端口。

11.如权利要求10所述的用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，其中：

在其井下侧上的所述内周槽和/或在所述第一和/或第二致动构件的井下侧上的突出的第一或第二构形在其上设置有斜切部，以允许：在相应的所述第一或第二致动构件上的弹性向外偏置的第一或第二构形已经配合接合相关联滑动套构件上的相应的所述内周槽并且所述滑动套构件移动以由此开启相关联的端口之后，所述第一和/或第二致动构件上的弹性向外偏置的所述第一或第二构形将在进一步的流体压力向井上施加于所述第一或第二塞构件时从所述配合接合中松脱，并且由此允许所述第一和/或第二致动构件继续向井下运动以致动另外的井下滑动套构件和开启另外的井下端口。

12.如权利要求10所述的用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，其中：

每个所述滑动套构件在其最低端具有沿径向向外偏置和延伸的突片构件，所述突片构件的向上突出端当相应的所述滑动套构件移动以露出相关联端口时接合于所述管状衬里中的口，所述突片构件的所述端当接合于所述口中时防止相应的所述滑动套构件向井上移动而由此关闭相关联端口。

13.如权利要求11所述的用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，其中：

每个所述滑动套构件在其最低端具有沿径向向外偏置和延伸的突片构件，所述突片构件当相应的所述滑动套构件移动以露出相关联端口时接合于所述管中的口，所述突片构件当接合于所述口中时防止相应的所述滑动套构件向井上移动而由此关闭相关联端口。

14.如权利要求10所述的用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，其中：

所述第一和第二致动构件在其井下端处设置有环形环，环形环的直径大致等于所述滑动套构件的直径，从而辅助所述第一和第二致动构件在所述管状衬里中向井下移动。

15.如权利要求10所述的用于使沿插入井筒中的管的至少两个分立组的相邻分开的端口相继露出的系统，其中：

所述第一或第二致动构件中的一种或两种在暴露于所述流体一段时间时能够溶解。

16.一种用于使沿中空的管状衬里的多个分开的端口相继露出的方法，包括以下步骤：

（i）将第一致动构件沿所述管状衬里注入，所述第一致动构件在其上具有弹性向外偏置的第一宽度的构形，所述管状衬里具有多个滑动套构件相应覆盖对应的沿所述管状衬里的多个所述分开的端口；

（ii）使所述第一致动构件向井下流动以使所述第一致动构件上的所述构形接合最低的所述滑动套构件上的内周槽，并当在所述第一致动构件的上方施加流体压力时使所述滑动套构件向井下移动并由此露出所述管状衬里中的相关联的所述端口；

（iii）允许所述管状衬里中的流体将所述第一致动构件中的塞溶解，以允许流体在所述管状衬里中流动通过所述第一致动构件；

（iv）将进一步的致动构件沿所述管状衬里注入，所述进一步的致动构件在其上具有弹性向外偏置的更小宽度的构形；

（v）使其上所述更小宽度的所述构形接合所述最低的滑动套构件的上方的滑动套构件上的内周槽，并当在所述进一步的致动构件的上方施加流体压力时使井上的滑动套构件向井下移动并由此露出所述管状衬里中的另外的相关联的所述端口；

（vi）允许所述管状衬里中的流体将所述进一步的致动构件中的塞溶解，以允许流体在所述管状衬里中流动通过所述进一步的致动构件；

（vii）重复步骤（iv）-（vi），直到沿所述管状衬里的所述多个分开的端口中的所有端口已经开启。

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