CN108138553A

CN108138553A - 井下流动装置

Info

Publication number: CN108138553A
Application number: CN201680057646.0A
Authority: CN
Inventors: S·库玛; N·汉娜
Original assignee: Welltec AS
Current assignee: Welltec AS
Priority date: 2015-10-06
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2018-06-08
Also published as: DK3374594T3; AU2016335213A1; BR112018004858B1; US10408017B2; EP3374594B1; RU2018113251A3; MY190993A; AU2016335213B2; BR112018004858A2; RU2018113251A; WO2017060292A1; MX2018003418A; CA2998271A1; US20170096879A1; RU2725207C2; EP3153656A1; EP3374594A1; SA518391239B1

Abstract

本发明涉及一种井下流动装置1，该井下流动装置用于控制在环空与布置在井孔中的金属井管结构的内孔之间的流体流动。该井下流动装置包括具有第一开口6和轴向延伸方向的管状部件5、和配置成在覆盖开口6的第一位置与完全未覆盖开口的第二位置之间在管状部件5的内部滑动的滑动套筒7，管状部件5包括第一凹槽8和第二凹槽11，第一凹槽8布置在沿轴向延伸方向距第二凹槽11第一距离处，并且滑动套筒7包括突伸部10，该突伸部配置成在第一位置接合第一凹槽8并且在第二位置接合第二凹槽11，其中，管状部件5包括第三凹槽，该第三凹槽配置成能被突伸部10接合并具有距第二凹槽11的第二距离，该第二距离小于第一距离。

Description

井下流动装置

技术领域

本发明涉及一种井下流动装置，用于控制环空与布置在井孔中的金属井管结构的内孔之间的流体流动，该井下流动装置包括具有第一开口和轴向延伸方向的管状部件和配置成在覆盖开口的第一位置与未覆盖开口的第二位置之间在管状部件内滑动的滑动套筒。本发明还涉及一种用于控制流体在井下的流动的井下系统以及一种用于转换井下系统的井下流动装置的位置的井下操纵方法。

背景技术

在将滑动套筒从闭合位置操纵至另一位置期间，难以检验滑动套筒的实际位置，并且后续工具如测井工具需要被送入井中以检验滑动套筒的位置并因此检验滑动套筒是否实际移动。此外，存在开/闭二进位阀，但能通过干预而被可靠地操作的多位阀从未在商业上使用过。一些已知的多位阀需要多个工具来将多位阀转换至多个不同的位置。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服现有技术中的上述缺点和不足。更特别地，一个目的是提供一种改进的井下流动装置，其实际位置易于控制和检验，而无需在后续程序中使用测井工具。

从下面的描述中将变得显而易见的上述目的以及众多的其它目的、优点和特征由根据本发明的方案来实现，即通过一种井下流动装置来实现，该井下流动装置用于控制在环空与布置在井孔中的金属井管结构的内孔之间的流体流动，该井下流动装置包括：

-管状部件，所述管状部件包括第一开口和轴向延伸方向；以及

-滑动套筒，所述滑动套筒配置成在覆盖所述开口的第一位置与未覆盖所述开口的第二位置之间在所述管状部件内部滑动，所述管状部件包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽沿所述轴向延伸方向布置在距所述第二凹槽第一距离处，并且所述滑动套筒包括突伸部，所述突伸部配置成在第一位置接合所述第一凹槽并且在所述第二位置接合所述第二凹槽，其中，所述管状部件包括第三凹槽，所述第三凹槽配置成能被所述突伸部接合并具有距所述第二凹槽的第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。

本发明还涉及一种井下流动装置，所述井下流动装置用于控制在环空与布置在井孔中的金属井管结构的内孔之间的流体流动，所述井下流动装置包括：管状部件，所述管状部件具有轴向延伸方向并包括第一开口和第二开口，所述第一开口沿所述轴向延伸方向布置在距所述第二开口的开口距离处；和滑动套筒，所述滑动套筒配置成在覆盖所述开口的第一位置与未覆盖所述开中的至少一个开口的第二位置之间在所述管状部件内滑动，所述管状部件包括所述滑动套筒在其内滑动的第一凹槽，并且所述管状部件包括第二凹槽和第三凹槽，所述第二凹槽沿所述轴向延伸方向布置在距所述第三凹槽第二距离处，所述第二距离小于所述开口距离，并且所述滑动套筒包括配置成在第二位置接合所述第一凹槽或所述第二凹槽。

此外，所述突伸部可以是能伸缩的突伸部。

此外，所述突伸部可以是能压缩的。

此外，所述突伸部可由弹簧钢制成。

此外，所述突伸部能在突伸位置与缩回位置之间运动。

所述突伸部可具有中间缩回位置。

此外，所述突伸部可具有在所述第一位置与所述第二位置之间的中间缩回位置。

此外，所述井下流动装置可包括多个位置，即所述井下流动装置是多位阀。

在另一方面，所述井下流动装置可沿与所述轴向延伸方向垂直的同一平面包括多个开口。

此外，所述多个开口的尺寸可不同。

此外，所述突伸部可借助作用在突伸部上的弹簧或液压流体来突伸。

此外，所述突伸部可具有缩回位置和突伸位置，并且在所述突伸位置，所述突伸部配置成与所述凹槽中一个凹槽接合。

此外，在所述缩回位置，所述滑动套筒可具有与所述管状部件的内径一致的外径。

此外，所述滑动套筒可包括外表面和密封元件，所述密封元件布置在配置成抵靠所述管状部件的内表面密封的外表面上。

此外，所述管状部件可包括在所述轴向延伸方向上相对于所述第一开口移位的第二开口。

此外，所述管状部件可包括多个开口。

此外，所述第一开口和所述第二开口可沿所述轴向延伸方向相对于所述凹槽移位。

此外，所述滑动套筒可包括配置成能被井下操纵工具接合的凹槽。

此外，所述第二凹槽和所述第三凹槽可组成凹槽组，其中一个凹槽是指示凹槽且另一个凹槽是锁定凹槽。

此外，所述第二凹槽和所述第三凹槽可组成凹槽组，并且所述管状部件可包括多个凹槽组。

此外，所述第二凹槽和所述第三凹槽可组成凹槽组，其中，所述第二凹槽和所述第三凹槽可具有比第一凹槽与第二凹槽之间的距离小的相互距离。

此外，所述凹槽组可包括多于两个凹槽，例如至少三个或至少四个凹槽。

在另一方面，每个凹槽组可包括不同数量的凹槽。

此外，所述滑动套筒可包括多个突伸部。

此外，所述管状部件可包括滑动套筒在其中滑动的凹槽。

此外，所述滑动套筒可具有与金属井管结构的内径基本上相等的内径。

此外，所述管状部件的凹槽可包括倾斜端面。

此外，所述突伸部可包括至少一个倾斜面。

根据本发明的井下流动装置还可包括布置在所述开口中的插入件。

所述插入件可借助紧固元件如卡环被紧固在所述开口中。

所述卡环可与所述开口中的凹部接合。

此外，所述插入件可由陶瓷材料制成。

此外，所述卡环可由钢如弹簧钢制成。

此外，所述突伸部的倾斜面可配置成沿凹槽的倾斜端面滑动。

此外，所述滑动套筒可由金属制成。

此外，所述突伸部可由金属制成。

此外，所述管状部件可由金属制成。

本发明还涉及一种井下系统，所述井下系统用于控制流体在井下的流动，所述井下系统包括：

-布置在井孔中的金属井管结构；

-上述的井下流动装置；

-配置成沿轴向延伸方向移动滑动套筒的井下操纵工具；以及

-配置成为所述井下操纵工具的操作供电的电源。

所述井下系统还可包括配置成检测所述井下操纵工具所用的功率的功率读取单元。

此外，所述井下操纵工具可包括配置成提供沿所述轴向延伸方向的轴向力的冲程工具区段。

此外，所述冲程工具区段可提供沿井下工具的轴向方向的轴向力并且包括：泵；用于驱动所述泵的驱动单元；以及轴向力发生器，所述轴向力发生器包括具有第一端部和第二端部的细长活塞壳体；以及设置在轴杆上的活塞，所述轴杆贯穿所述壳体以将轴向力传递至锚固工具，其中，所述活塞设置在活塞壳体中以使得所述轴杆贯穿所述活塞和所述活塞壳体的每个端部并将所述壳体分隔成第一腔室和第二腔室，并且其中，所述第一腔室经由流道流体连接至所述泵并且所述第二腔室经由另一流道流体连接至所述泵，从而使所述泵能通过从一个腔室抽吸流体来将流体泵送至另一腔室，从而使活塞在壳体内运动并从而使轴杆往返运动。

此外，所述冲程工具区段可提供沿井下工具的轴向的轴向力并且包括：壳体；第一腔室；包括向所述腔室提供加压流体的泵送单元的第一工具部分；贯穿所述腔室的轴杆；以及将第一腔室分隔成第一腔室区段和第二腔室区段的第一活塞，其中，所述活塞被连接至壳体或形成为壳体的一部分，所述壳体形成第二工具部分的一部分，并且所述活塞能相对于所述轴杆滑动，从而使所述壳体相对于所述轴杆运动，在对所述第一腔室或所述第二腔室加压从而在活塞上产生压力期间所述轴杆相对于所述泵送单元静止，其中，所述轴杆被固定连接至所述第一工具部分，并且其中，所述壳体能相对于所述第一工具部分滑动并与所述第一工具部分重叠。

此外，所述冲程工具区段可包括至少一个突伸单元，如键。

此外，所述井下操纵工具可包括配置成沿所述轴向延伸方向锚固所述井下操纵工具的锚固区段。

此外，所述冲程工具区段可配置成提供上冲程和下冲程。

此外，所述锚固区段可以是驱动单元，如井下牵引器。

此外，所述井下操纵工具还可包括检测单元，如套管接箍定位器或磁分布单元，用于定位井下操纵工具沿所述金属井管结构的位置。

根据本发明的井下系统还可包括存储单元。

此外，所述存储单元可布置在井下操纵工具中。

此外，所述存储单元可布置在井口处。

所述井下系统还可包括通信单元。

此外，所述金属井管结构可包括两个环状屏障，每个环状屏障均包括：安装为第一金属井管结构的一部分的管状部件；围绕所述管状部件的可膨胀管结构，所述可膨胀管结构的每个端部区段均与所述管状部件连接；在所述管状部件与所述可膨胀管结构之间的环状屏障空间；以及在所述管状部件上的膨胀开口，加压流体经由所述膨胀开口通过以膨胀所述可膨胀管结构并使所述环状屏障从未膨胀位置进入已膨胀位置。

此外，所述井下流动装置可布置在所述两个环状屏障之间。

此外，所述井下系统可包括多于两个环状屏障。

此外，所述井下系统可包括更多个井下流动装置。

本发明还涉及一种用于转换上述井下系统的井下流动装置的位置的井下操纵方法，包括：

-将工具布置成与滑动套筒接合；

-沿轴向延伸方向移动所述滑动套筒直至所述滑动套筒的突伸部与第二凹槽接合；以及

-通过为与第三凹槽接合而沿所述轴向延伸方向进一步移动所述滑动套筒来迫使所述突伸部与所述第二凹槽脱离接合。

所述井下操纵方法可进一步包括读取井下操纵工具在滑动套筒的运动期间所用的功率；以及检测使用了增加量的功率以证实所述突伸部已与所述第二凹槽脱离接合。

最后，所述井下操纵方法可进一步包括沿与将滑动套筒从第二凹槽移动至第三凹槽的运动相反的方向移动滑动套筒。

附图说明

下面将参考后附的示意图更详细地描述本发明及其许多优点，所述示意图出于示例目的仅示出了一些非限制性的实施例，其中：

图1示出了井下流动装置在处于关闭位置时的剖视图；

图2示出了图1的井下流动装置在处于全开位置时的剖视图；

图3示出了图1和2中的井下流动装置的局部视图，其中，突伸部与凹槽接合；

图4示出了图1和2中的井下流动装置的局部视图，其中，突伸部脱离接合；

图5示出了另一井下流动装置在处于关闭位置时的剖视图；

图6示出了井下系统的局部剖视图，其中，操纵工具对着井下流动装置布置；

图7示出了具有环状屏障的另一井下系统的局部剖视图；

图8示出了又一井下系统的局部剖视图；

图9示出了冲程工具区段的剖视图；

图10示出了另一冲程工具区段的剖视图；

图11示出了另一井下流动装置在处于关闭位置时的剖视图；

图12示出了又一井下流动装置在处于关闭位置时的剖视图；

图13示出了在阀从一个位置转换至另一位置期间所用的电流的图表；

图14示出了用以识别标记距离和因此阀的位置而测量的磁力大小的图表；以及

图15A和15B示出了布置在开口中的插入件的剖视图。

所有的附图是高度示意性的，未必按比例绘制，并且它们仅示出了阐明本发明所必需的那些部件，省略或仅暗示了其它部件。

具体实施方式

图1示出了井下流动装置1，其用于控制在环空20与布置在井孔4中的金属井管结构3的内孔2之间的流体流动，用于从储层生产含烃流体。井下流动装置1包括管状部件5，该管状部件具有用于允许流体流入井下流动装置中的第一开口6。井下流动装置还包括滑动套筒7，该滑动套筒配置成在图1所示的覆盖开口的第一位置与完全未覆盖开口的第二位置之间在管状部件5的内部滑动，以防止流体流入井下流动装置1中，如图1所示。管状部件5包括第一凹槽8和第二凹槽9，第一凹槽沿轴向延伸方向布置在距第二凹槽第一距离d₁处。滑动套筒7包括突伸部10，突伸部配置成在第一位置接合第一凹槽8并且在第二位置接合第二凹槽9。管状部件5包括第三凹槽11，第三凹槽也配置成能被突伸部10接合，并且第三凹槽11具有离第二凹槽9的第二距离d₂，该第二距离小于第一距离d₁，如在图1所示。通过将第二凹槽9和第三凹槽11彼此邻近地布置，突伸部10在接合第一凹槽并沿相同方向进一步运动之后需要被向内挤压，这需要移动滑动套筒7的井下操纵工具提供明显更大量的功率。因此，这能证实套筒7实际上处于未覆盖第一开口的第二位置处。这归因于这样的事实，即第二凹槽9充当指示凹槽，因为，当突伸部离开第二凹槽时，功率需求明显增加，这指示突伸部10已离开第二凹槽。第三凹槽11充当锁定凹槽。当沿相反方向移动滑动套筒7时，第三凹槽11是指示凹槽且第二凹槽是锁定凹槽。

当拉动滑动套筒7时，很难仅通过执行滑动套筒的滑动运动的工具来检验滑动套筒的位置。随后，后续工具如测井工具需要被送入井中以检验滑动套筒7的位置并因此检验滑动套筒是否已被实际地移动。通过本方案，可通过看执行滑动套筒的滑动运动的工具的功率需求来检验滑动套筒7的位置。因此，通过看图13所示的电流需求和计算曲线的峰值，操作者可检验滑动套筒的位置。

图1和图2的井下流动装置包括沿轴向延伸方向的多个开口并因此是多位阀。井下流动装置1还包括布置在垂直于轴向延伸方向的同一周向平面中的多个开口。

在图3中，突伸部10处于已突伸位置，在该已突伸位置，突伸部与第二凹槽9接合。突伸部10是可伸缩的突伸部，并且在图4中，突伸部10处于已缩回位置并且被管状部件5的位于两个凹槽之间的部分向内挤压，并且滑动套筒7具有对应于管状部件5的对着凹槽处的内径的外径。突伸部10由弹簧钢或类似材料制成。在本发明的另一方面，突伸部10可借助作用在突伸部上的弹簧或液压流体突伸。如图1所示，滑动套筒7包括外表面16和布置在该套筒的外表面上并配置成密封管状部件5的内表面18的密封元件17。

如能在图2中看到的，管状部件5包括第二开口12和沿轴向延伸方向相对于第一开口移位的多个其它开口。管状部件5上的这些开口沿轴向延伸方向相对于凹槽移位，从而当突伸部10接合第一凹槽8时，滑动套筒7覆盖所有开口。当移动滑动套筒7以使得滑动套筒的突伸部10接合第一凹槽组P、P₁中的第一凹槽8时，滑动套筒7未覆盖沿管状部件5的同一周向平面布置的多个第一开口6。

如果套筒具有多个位置，则沿管状部件的轴向延伸方向布置更多组凹槽，并且每个组中的第一凹槽充当指示凹槽，其中，当突伸部离开该凹槽时，它是执行该运动的工具的明显更高的功率需求的指示。当沿相反方向移动滑动套筒时，第三凹槽是指示凹槽并且第二凹槽是锁定凹槽。

在图5中，井下流动装置1包括管状部件5，管状部件包括第一开口6和第二开口12，第一开口沿轴向延伸方向布置在距第二开口一开口距离D_o处。滑动套筒7以相同方式配置成在覆盖开口的第一位置与未覆盖至少一个开口的第二位置之间在管状部件5内滑动。管状部件5包括第一凹槽8，滑动套筒7在该第一凹槽8内滑动，并且该管状部件还包括第二凹槽9和第三凹槽11，第二凹槽沿轴向延伸方向布置在距第三凹槽第二距离d₂(在图1中示出)处，第二距离小于该开口距离，并且该滑动套筒包括突伸部10，该突伸部配置成在第二位置处接合第一凹槽或第二凹槽。因此，第一凹槽8是主凹槽，第二凹槽9和第三凹槽11布置在该主凹槽中，并且第二凹槽和第三凹槽组成凹槽组P。

此外，图5的井下流动装置1包括遮蔽件34和筛件35，从而允许流体从储层经由筛件进入并在遮蔽件下方流动至开口6、12。最靠近滑动套筒7布置的开口12C具有明显更大的直径并且可用于其它目的或仅在经由较小开口的流体的流量不足够的情况下打开。井下流动装置1包括布置在管状部件5中的第一标记36和布置在滑动套筒7中的第二标记37。当检测标记36、37的位置时，滑动套筒7的位置和因此井下流动装置1的位置可被确定。标记可以是放射性标记，如PIP标签、围绕管状部件5和/或滑动套筒7卷绕的磁性线圈，或仅由与管状部件5和滑动套筒7的材料不同的磁性材料制成的标记。在图14中，检测单元已借助磁力仪测量了磁力大小，其中，曲线上的两个峰值标记出所述两个标记以及这两个标记之间的距离。检测单元可包括在井下操纵工具40(在图6中示出)中。

如图2所示，滑动套筒7包括配置成能被图6中示出的井下操纵工具40接合的凹槽21。滑动套筒7包括沿滑动套筒的周向分布的多个突伸部10。在图2中，滑动套筒7具有内径ID_s，该内径ID_s与金属井管结构的内径ID_w基本上相等。

如图3和4所示，管状部件5的凹槽包括倾斜端面14，并且突伸部10包括对应的倾斜面15，从而突伸部能够沿凹槽的倾斜端面滑动至与凹槽接合或滑动至与凹槽的脱离接合。滑动套筒7、突伸部10和管状部件5可由金属制成，从而能够耐受滑动套筒的被操纵工具多次来回拉动的力。

图6公开一种井下系统100，该井下系统用于控制流体在井下的流动和经由安装为布置在井孔中的金属井管结构3的一部分的井下流动装置1进入的流动。为了将滑动套筒7从一个位置移动至另一个位置，井下系统100还包括井下操纵工具40，该井下操纵工具配置成使滑动套筒沿轴向延伸方向滑动。井下操纵工具40由电源44如电缆或布置在工具中的电池供电。井下系统100还包括配置成检测井下操纵工具40所用的功率的功率读取单元41。

如图7所示，功率读取单元41也可布置在井口处，并且因此是地面读取单元。显示读取的功率或电流的曲线在图13中示出。电流的第一个峰值指示在突伸部离开第一凹槽8(图1和2)时所用的电流，并且接下来的两个峰值指示用于为到达第二位置并进一步到达第三位置上而通过第二凹槽和第三凹槽所用的电流。在第三位置，仅有一个峰值，这是因为滑动套筒的突伸部未离开第三位置处的这组凹槽中的第二凹槽。第一位置与第二位置之间的距离是井下操纵工具的一个冲程的距离。为了继续，井下操纵工具被准备好用于一个新的冲程。滑动套筒还可在一个冲程中从一个位置绕过另一位置而到达下一个位置地被操纵。然而，通过准备井下操纵工具以使其具有对应于两个开口位置之间的距离的冲程距离，滑动套筒无法容易地控制成在不漏掉一个位置的情况下从一个位置到达所述下一个位置。井下操纵工具40包括冲程工具区段22，其配置成提供沿轴向延伸方向的用以移动滑动套筒7的轴向力。冲程工具区段22包括至少一个突伸单元23，如键，以接合滑动套筒7中的凹槽。因此，冲程工具区段22配置成提供上冲程运动和下冲程运动。

在图7中，井下操纵工具包括锚固区段50，锚固区段配置成沿轴向延伸方向锚固井下操纵工具40。如在图8中所示，井下操纵工具40还可包括可充当锚固区段的驱动单元60如井下牵引器。井下操纵工具40还包括检测单元61如套管接箍定位器或磁分布单元，用于检测井下操纵工具沿金属井管结构3的位置。

井下系统100还包括存储单元62，该存储单元布置在井下操纵工具40中(如图8所示)或布置在井口处(如图6所示)。井下操纵工具40还包括通信单元43，以便能从地面与工具通信。

在图7中，金属井管结构3包括两个环状屏障70，这两个环状屏障布置在井下流动装置1的相对两侧以提供生产区域101，含烃流体能从该生产区域流出并经井下流动装置1上的开口流入。每个环状屏障均包括安装为第一金属井管结构3的一部分的管状部件71和围绕该管状部件的可膨胀管结构72。可膨胀管结构的每个端部区段均与管状部件连接，从而在管状部件与可膨胀管结构之间限定出环状屏障空间73。管状部件包括膨胀开口74，加压流体可经由该膨胀开口通过以膨胀该可膨胀管结构并使环状屏障从未膨胀位置进入已膨胀位置。

在另一方面，该井下系统包括多于两个的环状屏障和布置在这些环状屏障中的一些环状屏障之间的更多个井下流动装置。

操纵工具40布置成与滑动套筒7接合并沿轴向延伸方向移动滑动套筒直至滑动套筒的突伸部10接合第二凹槽9。当为了与第三凹槽11接合而沿轴向延伸方向进一步移动滑动套筒时，突伸部被迫与第二凹槽脱离接合。以这种方式，井下流动装置1转换位置。在该运动方向上，第二凹槽是指示凹槽。为了验证井下流动装置已转换了位置，井下操纵工具在滑动套筒运动期间所用的功率被演绎，并且如果在运动过程中使用了增大的功率，则证实突伸部已与第二凹槽脱离接合。当通过从第二凹槽向第三凹槽移动滑动套筒而沿相反方向移动滑动套筒时，第三凹槽则充当指示凹槽。

在图8中，冲程工具区段22连接至驱动单元60。冲程工具区段22经由马达42经其供电的电缆44被浸入井下的金属井管结构3中。操纵工具40还包括由马达驱动的泵45，用于提供加压流体以驱动冲程工具区段22。在图9中，冲程工具区段22包括活塞壳体51，轴杆59贯穿该活塞壳体51。活塞58围绕轴杆59设置，从而轴杆59可在壳体51内来回行进以提供轴向力F。活塞58设置有密封机构56，以在活塞壳体51的内侧与活塞58的外侧之间提供密封连接。

活塞壳体51包括管状部54，该管状部由两个环形件65封闭，以限定出活塞壳体51。环形件65具有密封机构56，如O型密封圈，以在环形件65与轴杆59之间提供密封连接。以这种方式，活塞壳体51被分隔成两个腔室，即第一腔室31和第二腔室32。每个腔室经由流道53流体连接至泵。在图9中，轴杆59如由箭头F所示地突伸出，并且流体方向由流道中的箭头指示。当缩回时，流体沿相反方向行进。

图10示出了另一冲程工具区段22，用于提供沿操纵工具的轴向的轴向力，操纵工具的轴向方向也是金属井管结构的轴向方向。冲程工具区段22包括壳体82、在冲程工具区段22内部的第一腔室、和包括用于向腔室提供加压流体的泵送单元55的第一工具部分84。冲程工具区段22包括贯穿腔室83的轴杆86和将第一腔室分隔成第一腔室区段88和第二腔室区段89的第一活塞87。活塞87形成壳体的一部分，该壳体形成第二工具部分90的一部分。第二工具部分90、壳体82和活塞87可相对于轴杆86和第一工具部分84滑动，以使得壳体相对于轴杆运动。在第一腔室区段88或第二腔室区段89的加压期间，轴杆相对于泵送单元55静止。流体经第一部分上的流体通道91和轴杆86上的流体通道91被给送至其中一个腔室区段，以在第一腔室区段88或第二腔室区段89的加压期间向腔室83中提供流体和/或从腔室83提供流体，从而在活塞87上产生压力。

第一腔室区段的加压在活塞上产生压力和产生其中壳体向下移动远离泵的下冲程，如在图10中所示。当向第一腔室88中给送流体时，流体被迫使离开第二腔室区段。当向第二腔室区段89中提供加压流体时，在活塞上产生压力，从而提供上冲程运动，在该上冲程运动中，活塞自图10中的位置向初始位置运动并因此朝向泵运动。轴杆与第一工具部分固定连接，并且壳体可相对于第一工具部分滑动并且壳体的第一端部部分96与第一工具部分重叠。当重叠时，外壳部分地由该第一部分支承，这是因为，第一部分84具有与壳体的内径OD_H基本上相等的外径OD_H。壳体包括连接至具有键的区段的第二端部部分97。

在另一实施例中，该工具由工具中的电池供电并且因此是无线的。在另一未示出的实施例中，泵可通过高压流体从地面沿管道、连续油管、金属井管结构或套管向下供电。

在图11中，井下流动装置1还包括第四凹槽13，意味着凹槽组包括三个凹槽，从而提供滑动套筒的位置的进一步指示。开口6、12的尺寸不同，以使得第一开口最小而最靠近滑动套筒7的开口最大。以这种方式，井下流动装置1不仅仅是多位阀，而且还是其中当井下流动装置1从一个位置转换到下一个位置时流经井下流动装置1的流量可变化的井下流动装置1。

图12的井下流动装置1包括第一凹槽8，并且接下来的凹槽是布置在一组中的第二凹槽9和第三凹槽11。接下来的一组凹槽包括三个凹槽，并且再接下来的一组凹槽包括四个凹槽。以这种方式，给出了进一步的指示凹槽以便检验滑动套筒7的实际位置并因此检验哪个开口未被滑动套筒覆盖且哪个开口被滑动套筒覆盖。

在图15A和15B中，井下流动装置还包括布置在管状部件5的开口6中的插入件27。在图15A中，以分解图示出了插入件的布置结构，并且在图15B中，插入件被紧固在开口内部。插入件借助紧固元件29如卡环29被紧固在开口中。卡环29与开口中的凹部30接合。插入件由陶瓷材料制成并且具有预定的通孔，该预定的通孔基于井如完井设计、井孔、地层的参数和/或井筒流体参数如密度、含量、温度和/或压力确定。卡环由钢如弹簧钢制成。

流体或井筒流体是指存在于油井或气井井下的任何类型的流体，如天然气、石油、油基泥浆、原油、水等。气体是指存在于井、完井、或裸井中的任何类型的气体组分，并且油是指任何类型的油组分，例如原油，含油流体等。气体、油和水流体可因此均分别包括除气体、油和/或水之外的其它元素或物质。

金属井管结构、生产套管或套管是指井下使用的与石油或天然气生产有关的任何类型的管、管道、管结构、衬管、管柱等。

在该工具不是完全浸没入套管中的情况下，井下牵引器可用来推动所述工具完全进入井中的位置。井下牵引器可具有带轮子的可突伸的臂部，其中，轮子接触套管的内表面，用于在套管内推进该牵引器和该工具前进。井下牵引器是能够在井下推动或拉动工具的任何类型的驱动工具，例如Well

尽管上面已经结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但在不背离如下面的权利要求所限定的本发明的情况下可想到的若干变型对本领域技术人员来说将是显而易见的。

Claims

1.一种井下流动装置(1)，用于控制在环空(20)与布置在井孔(4)中的金属井管结构(3)的内孔(2)之间的流体流动，包括：

-管状部件(5)，所述管状部件包括第一开口(6)和轴向延伸方向；和

-滑动套筒(7)，所述滑动套筒配置成在覆盖所述开口的第一位置与完全未覆盖所述开口的第二位置之间在所述管状部件内滑动，所述管状部件包括第一凹槽(8)和第二凹槽(9)，所述第一凹槽沿所述轴向延伸方向布置在距所述第二凹槽第一距离(d₁)处，所述滑动套筒包括突伸部(10)，所述突伸部配置成在所述第一位置接合所述第一凹槽并且在所述第二位置接合所述第二凹槽，

其中，所述管状部件包括第三凹槽(11)，所述第三凹槽配置成能被所述突伸部接合并具有距所述第二凹槽的第二距离(d₂)，所述第二距离小于所述第一距离。

2.根据权利要求1所述的井下流动装置，其中，所述突伸部是能伸缩的突伸部。

3.根据权利要求1或2所述的井下流动装置，其中，所述突伸部能在突伸位置与缩回位置之间运动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的井下流动装置，其中，所述管状部件包括在所述轴向延伸方向上相对于所述第一开口移位的第二开口(12)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的井下流动装置，其中，所述第二凹槽和所述第三凹槽组成一凹槽组(P)并且所述管状部件包括多个凹槽组。

6.根据前述权利要求中任一项所述的井下流动装置，其中，所述第二凹槽和所述第三凹槽组成一凹槽组(P)，其中，所述第二凹槽和所述第三凹槽具有比所述第一凹槽与所述第二凹槽之间的距离小的相互距离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的井下流动装置，其中，所述管状部件的凹槽包括倾斜端面(14)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的井下流动装置，其中，所述突伸部包括至少一个倾斜面(15)。

9.一种井下系统(100)，所述井下系统用于控制流体在井下的流动，其包括：

-布置在井孔(4)中的金属井管结构(3)；

-根据前述权利要求中任一项所述的井下流动装置(1)；

-配置成沿轴向延伸方向移动滑动套筒的井下操纵工具(40)；以及

-配置成为所述井下操纵工具的操作供电的电源(44)。

10.根据权利要求9所述的井下系统，还包括功率读取单元(41)，所述功率读取单元配置成检测所述井下操纵工具所用的功率。

11.根据权利要求9或10所述的井下系统，其中，所述井下操纵工具包括配置成提供沿所述轴向延伸方向的轴向力的冲程工具区段(22)。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的井下系统，还包括存储单元(62)。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的井下系统，还包括通信单元(43)。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的井下系统，其中，所述金属井管结构包括两个环状屏障，每个环状屏障均包括：

-安装为第一金属井管结构的一部分的管状部件；

-围绕所述管状部件的可膨胀管结构，所述可膨胀管结构的每个端部区段均与所述管状部件连接；

-在所述管状部件与所述可膨胀管结构之间的环状屏障空间；以及

-在所述管状部件上的膨胀开口，加压流体经由所述膨胀开口通过以膨胀所述可膨胀管结构并使所述环状屏障从未膨胀位置进入已膨胀位置。

15.根据权利要求9-14中任一项所述的井下系统，其中，所述井下流动装置布置在所述两个环状屏障之间。

16.一种用于转换根据权利要求9-15中任一项所述的井下系统的井下流动装置的位置的井下操纵方法，包括：

-将工具布置成与滑动套筒接合；

-通过朝着与第三凹槽接合的方向沿所述轴向延伸方向进一步移动所述滑动套筒来迫使所述突伸部与所述第二凹槽脱离接合。

17.根据权利要求16所述的井下操纵方法，进一步包括：

-读取井下操纵工具在滑动套筒的运动期间所用的功率；以及

-检测使用了增加量的功率以证实所述突伸部已与所述第二凹槽脱离接合。