CN110352285A - 液压致动的坐封工具和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将辅助工具坐封在井中的液压致动坐封工具(1000、1200)，该坐封工具包括：壳体(1006)，其防止井流体进入壳体内；浮动活塞(1010)，其设置在壳体内并封闭压力室(1004)的一端；附接活塞(418)，其设置在壳体内并且被配置为致动辅助工具；流体室(412)，其位于浮动活塞(1010)和附接活塞(418)之间，其中，流体室(412)容纳流体(413)；以及连通元件(450、1042、1280、1490)，其被配置为在壳体的外部和内部之间建立流体连通。该流体连通使得井中的井流体直接作用于浮动活塞。

Description

液压致动的坐封工具和方法

技术领域

本文公开的主题的实施例总体上涉及用于井下操作的井下工具，更具体地，涉及用于井中以致动辅助工具的液压致动的自动排气坐封工具。

背景技术

在探井过程中，各种工具被下入井内，并放置在对于钻井、封堵、射孔或压裂井的期望位置处。这些工具在导管如线缆、电线、连续油管、螺纹工作管柱等的帮助下放置在井内。然而这些工具需要被启动或坐封到位。启动这种工具所需的力很大，例如超过20000至30000磅。上述导管不能提供这样大的力。

工业上通常使用坐封工具来启动上述工具。这种坐封工具通常由快速燃烧并产生高压气体的粉末启动，该高压气体导致活塞在坐封工具内被驱动。该活塞的移动被用于启动各种辅助工具。传统的坐封工具100在图1中示出，并且包括连接到压力室104的点火头102。点火头102点燃初级点火器103，初级点火器103又点燃位于压力室中的动力装药106。应该注意，次级点火器可以位于初级点火器和动力装药之间，以增强初级点火器的点火效果。

气缸110连接到压力室104的壳体，并且与压力室流体连通。因此，当动力装药106燃烧时，压力室104内产生的大的压力被引导入气缸110。位于气缸110内的浮动活塞112被形成在压力室104中的压力推到图中的右侧。储存在气缸110的第一室115中的石油114通过连接器116被推到第二室120，该连接器形成在位于气缸110内的块118中。另一活塞122位于第二室120中，并且在石油114施加的压力下，活塞122和活塞杆124在坐封芯轴128上施加大的力。设置交联件126以封闭气缸的一端130。应该注意，气缸110具有用气缸盖132密封的一端130，气缸盖132允许活塞杆124来回移动而不受井筒/地层压力的影响。

坐封工具已经坐封辅助工具后，需要将坐封工具提升到地面，并重置以备再次使用。因为动力装药106的燃烧已经在压力室104内产生了大的压力，该压力需要被释放，因此压力室需要清除残留的炸药和灰烬，并且活塞和石油(液压流体)需要返回到其初始位置，以便坐封工具能够再次使用。

释放压力室104中形成的高压不仅由于燃烧动力装药会留下有毒气体而对执行该任务的工人的健康有害，而且也是一个安全问题，因为如果对压力释放没有仔细控制，压力室中的压力高到足以伤害工人。在这点上，应该注意，传统的坐封工具100具有释放阀140，该释放阀用于从压力室内释放压力。但是由于气缸内的高压，当将释放阀140从气缸100中移除时，释放阀可能表现得像弹丸，并伤害移除它的人。出于这个原因，已经设置专门的移除程序，并且当在地面时，使用安全套筒来覆盖释放阀，以释放来自坐封工具的压力。

另外，动力装药106的燃烧产生覆盖压力室104内部表面的残留物。因此，当坐封工具被带到地面时，不仅必须释放压力室中形成的高压，而且需要清洁压力室的内部以备下次使用。这个过程非常耗时。

因此，用于从压力室释放高压和清洁压力室的传统程序繁琐、且危险。因此，需要一种克服上述缺点的新的坐封工具。

发明内容

根据实施例，提供一种用于将辅助工具坐封在井中的液压致动的坐封工具。该坐封工具包括防止井流体进入壳体内的壳体；浮动活塞，其设置在壳体内并封闭压力室的一端；附接活塞，其被设置在壳体内，并且被配置为致动辅助工具；流体室，其位于浮动活塞和附接活塞之间，其中流体室容纳流体；以及连通元件，被配置为在壳体的外部和内部之间建立流体连通。该流体连通使得井中的井流体直接作用于浮动活塞。

根据另一实施例，提供一种制造用于将辅助工具坐封在井中的坐封工具的方法。该方法包括将浮动活塞设置在壳体中以封闭压力室的一端，该壳体配置为防止井流体进入压力室内；将附接活塞设置在壳体中，其中附接活塞配置为致动辅助工具；在浮动活塞和附接活塞之间建立流体室，其中流体室容纳流体；以及将连通元件设置在壳体内，该连通元件被配置为在壳体的外部和内部之间建立流体连通。

根据又一个实施例，提供一种用于利用坐封工具将辅助工具坐封在井中的方法。该方法包括将坐封工具附接到辅助工具；将坐封工具和辅助工具降低到井内的期望位置；在坐封工具的内部和坐封工具的外部之间建立流体连通；以及增加井流体的压力以致动坐封工具来坐封辅助工具。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图图示了一个或更多个实施例，并且与描述一起解释了这些实施例。在附图中：

图1示出一种传统的坐封工具，该工具需要被收回到地面以从内部移除加压气体；

图2示出被配置为使用井流体来致动的一种坐封工具；

图3示出被配置为使用井流体来致动的另一种坐封工具；

图4示出直接连接到枪管柱的坐封工具；

图5示出在点燃枪管柱的聚能装药后图4的坐封工具；

图6是使用由井流体致动的坐封工具的方法的流程图；

图7示出连接到单枪并由井流体致动的坐封工具；

图8是使用单枪和坐封工具的方法的流程图；

图9示出附接到枪管柱的坐封工具，并且枪管柱除了聚能装药之外还具有冲孔装药；

图10示出一种坐封工具，其包括用于对坐封工具的壳体进行射孔的冲孔装药；

图11示出附接到枪管柱的坐封工具，该枪管柱具有位于端口塞旁边的冲孔装药，以在枪管柱的套管中制造孔。

图12示出一种坐封工具，该坐封工具具有位于端口塞旁边的冲孔装药，以在坐封工具的壳体中形成孔；

图13示出附接到枪管柱的坐封工具，该工具具有用于充满枪管柱内部的爆破片；

图14示出具有用于充满坐封工具内部的爆破片的坐封工具；

图15示出当部署在井中时附接到枪管柱的坐封工具；

图16是用于将上述坐封工具之一附接到枪管柱的方法的流程图；

图17是制造上述坐封工具之一的方法的流程图；以及

图18是用于致动上述坐封工具之一的方法的流程图。

具体实施方式

以下参考附图描述实施例。各图中相同的附图标记表示相同或相似的元素。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求书限定。为了简单起见，针对坐封工具讨论了以下实施例。但是，本文讨论的实施例也适用于需要产生高压且然后需要在工具外释放高压的任何工具。

整个说明书中提及的“一个实施例”或者“实施例”指的是结合实施例描述的特定特征、结构或者特性包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”不一定指同一实施例。另外，特定特征、结构或者特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多个实施例中。

根据实施例，液压致动的坐封工具具有浮动活塞和附接活塞。浮动活塞在被致动时推动位于坐封工具内的流体以致动该附接活塞。在本实施例中，浮动活塞由井中存在的井流体液压地致动。例如，通过在井口的泵来控制井流体的压力，从而将能量传递到坐封工具。如现在所讨论地，通过各种机构允许井流体进入坐封工具。

根据液压致动坐封工具的第一实施方式，允许井流体通过附接到坐封工具的枪管柱进入坐封工具。更具体地说，图2示出了直接附接到枪管柱240的坐封工具200。应该注意，如图3中示意性所示，现有坐封工具300经由子部件320和快速更换工具322连接到枪管柱340，并且子部件320和快速更换工具322设计成防止枪管柱340和坐封工具300之间的流体连通。这意味着即使井流体进入枪管柱340的套管内，在聚能装药发射后井流体也不能移动到坐封工具中。

返回图2，位于枪管柱240和井套管201之间形成的环形空间中的井流体230通过聚能装药242产生的孔进入枪管柱240内，然后进入坐封工具200的压力室204内，如箭头202所示。

图4更详细地示出了坐封工具400和枪管柱440的内部。在该图中示出具有套管444的枪管柱440，套管444直接连接到坐封工具400的壳体406。例如，坐封工具400的第一端406A处形成的螺纹408与枪管柱440的远端444B处形成的相应螺纹446接合。应该注意，套管406具有面向枪管柱第一端406A(也称为坐封工具端)和面向需要被坐封的辅助工具460的第二端406B。第一端406A还更靠近井口，且第二端406B更靠近井底。枪管柱440具有面向井口的近端444A，并且连接到子部件470，同时远端444B(也称为枪端)面向井底。套管444具有容纳聚能装药和其它元件的内室445。

图4还示出了浮动活塞410，其与块414一起限定流体室412。流体室412容纳流体413(例如石油)。流体室412通过在块414中形成的流体通道416与附接活塞(或第二活塞)418流体连通。活塞418通过杆420附接到坐封芯轴424。交联件422封闭壳体406的第二端406B。坐封芯轴424连接到辅助工具460。辅助工具460可以是压裂塞、桥塞、可收回塞或需要坐封工具的其他井筒工具。

在枪管柱440的套管444的内室445和坐封工具400的压力室404之间形成直接连通通道450。在一个应用中，整个连通通道450形成在枪管柱内。在其他应用中，连通通道的一部分形成在枪管柱中，且另一部分形成在坐封工具的壳体中。当枪管柱440和坐封工具400在井口组装(即彼此连接)时，在压力室404内以及枪管柱440的套管444(和内室445)内都存在大气压下的空气。此外，当这两个元件彼此连接时，从外部对压力室404的内部和套管444的内室445进行密封，使得井流体不能进入任一元件的内部。换句话说，当枪管柱440没有附接到坐封工具400时，类似于坐封工具400的第一端406A，枪管柱的远端444B对周围环境开放。

当组装好的坐封工具400和枪管柱440降到井的套管内部时，没有井流体能够进入内室445和压力室404内，尽管这两个室通过连通通道450流体连通。然而，当如图5所示射击枪管柱440时，聚能装药442中的至少一个穿过枪管柱440的套管444形成孔443，并且来自井套管401的井流体430现在进入由套管444限定的内室445内。由此，井流体430通过连通通道450进入压力室404，并接触坐封工具400中的浮动活塞410。

如果井的操作者增加井流体430的压力，则浮动活塞410被液压致动，并且它开始推动流体413从流体室412内通过流体通道416，这又致动附接活塞418。附接活塞418开始向辅助工具460移动，以利用坐封芯轴424致动辅助工具460。这样，浮动活塞、附接活塞和坐封芯轴的移动仅由于井内井流体的压力增加而实现，而不需要传统上利用点火器和动力装药实现的爆炸。

这样，压力室404内的残余物(例如硫、碳和其他有害化学物质)的量减少，因为只有井流体进入该室内，并且井流体主要是水和沙子。这意味着当坐封工具被带到地面并准备下一次使用时，与传统方法相比，压力室的清洁操作简化了很多。另外，因为压力室的内部与井自由连通，由于由聚能装药442之一形成的孔443，当坐封工具被带到地面时，压力室内的压力与坐封工具周围环境的压力相同，因此压力室中没有受限制的残留高压。

现在关于图6讨论使用坐封工具400的方法。在步骤600中，坐封工具400直接附接到枪管柱444。应该注意，在一个应用中，没有使用子部件或快速更换工具或任何其他装置来将坐封工具附接到枪管柱。然后在步骤602中，将辅助工具460附接到坐封工具400。然后在步骤604中，将组件400、444降低到井内的期望位置。在步骤606中，在坐封工具的外部和坐封工具的压力室404之间建立流体连通。该步骤可以通过如上关于图4和图5所讨论的射击枪管柱来实现，或者通过如关于图7所讨论的使单枪射击来实现，或者通过如稍后所讨论的点燃冲孔装药来实现，或者，如稍后所讨论地通过简单地增加井中的压力并使枪壁或坐封工具中的片破裂来实现。与在组件外部和组件内部之间建立流体连通所采用的路径无关，在步骤608中，井流体进入坐封工具的压力室。在步骤610中，操作者从地面增加井流体的压力，以启动坐封工具并在步骤612中坐封辅助工具。坐封辅助工具后，将辅助工具所附接到的坐封工具芯轴配置为脱离坐封工具或辅助工具，使得在步骤614中，能够将坐封工具收回到地面，而辅助工具保持坐封在井内。然后清洁坐封工具并准备再次使用。

根据液压致动坐封工具的另一种实施方式，允许井流体通过单(小)枪而不是如前所讨论的枪管柱进入坐封工具。图7示出了一种实施例，其中枪管柱740通过子部件720和单枪750附接到坐封工具700。单枪750具有由位于子部件720内的引爆器722控制的冲孔装药752。在一个实施例中，单枪750具有单冲孔装药，且无其他装药。也位于子部件740内的开关724从地面被电气控制，并用于引爆引爆器，从而将冲孔装药752点燃。冲孔装药752是一种小型装药，比传统枪管柱740中能够存在的聚能装药742小，因此冲孔装药752在点燃时能够形成位于单枪750的套管756中但不穿过套管701的孔754。这样，井流体730能够进入通过连通通道758与坐封工具700的壳体706的压力室704流体连通的套管756内。井流体直接接触浮动活塞740并如前一实施例中讨论的那样致动坐封工具。

现在关于图8讨论致动坐封工具700的方法。该方法包括将枪管柱740附接到子部件720的第一端的步骤800、将单枪750直接附接到子部件720的第二端的步骤802、将单枪750附接到坐封工具700的步骤804、将该组件降低到井中的步骤806、使单枪750射击以建立井流体与单枪内部和坐封工具之间的流体连通路径的步骤808、增加井流体的压力的步骤810以及通过将井流体的压力直接施加到浮动活塞710来致动坐封工具700的步骤812。

根据液压致动坐封工具的又一种实施方式，如图9中所示，坐封工具900直接附接到枪管柱940，类似于图4所示的配置。与图4中所示的配置不同的是，在本实施例中，不使用聚能装药442对枪管柱440的套管444穿孔，而是使用冲孔装药942形成仅穿过枪管柱的套管444而不穿过井套管的孔。另外，冲孔装药942单独且独立于枪管柱的聚能装药442来接线。开关944用于引爆将冲孔装药942点燃的引爆器946。本领域技术人员将理解，开关944和引爆器946也可以位于枪管柱940和坐封工具900之间的子部件(未示出)中。

在又一实施例中，冲孔装药1042可直接位于坐封工具1000的压力室1004中，如图10中所示。开关1044也可位于压力室1004内，且工具的操作者可指示该开关点燃引爆器1046。当点燃时，引爆器1046使冲孔装药1042爆炸，冲孔装药1042被选择为形成仅穿过坐封工具1000的壳体1006而不穿过井套管的孔。应该注意，由于冲孔装药太小，通过将冲孔装药1042点燃而在压力室1004内产生的压力不足以致动坐封工具。但是，允许井流体直接进入压力室1004并致动浮动活塞1010。如果坐封工具如图10所示被修改，那么枪管柱1040可以直接附接到坐封工具，如图中所示并类似于关于图4讨论的实施例，或者通过传统的子部件和快速更换工具直接附接到坐封工具，即坐封工具附接到快速更换工具，枪管柱附接到子部件。

虽然图9和图10的实施例示出冲孔装药位于枪管柱中或坐封工具中并且被配置为制造穿过枪管柱的套管或穿过坐封工具的壳体的孔，但是图11的实施例示出了一种实施方式，其中端口塞1180位于枪管柱1140的套管444的壁中。更具体地，在套管444的壁中形成孔1182，并且端口塞1180覆盖孔1182，使得防止井流体从井进入内室445中。端口塞1180被设置为使得冲孔装药942在点燃时会破坏端口塞，以便在套管444的内部和外部之间建立连通，并且允许井流体进入套管444内和坐封工具1100中的压力室404。在这点上，冲孔装药942可以位于与端口塞1180直接接触的位置。然后，如前面的方法中所讨论地，通过增加井流体的压力来实现对坐封工具的控制。在一个实施例中，端口塞是爆破片，其被制造成在给定压力下破裂。压力可以根据井的特性来选择。

图12示出了液压致动坐封工具1200的另一种实施方式，其中端口塞1280形成在坐封工具的壳体1006的壁中(以覆盖在壁中形成的孔1282)，并且冲孔装药1042邻近端口塞，以能够在点燃时使端口塞破裂。开关1044和引爆器1046定位成类似于图10中所示的实施例。对于该实施例，如图中所示，坐封工具可以直接附接到枪管柱1210，或者它可以通过子部件和快速更换工具来附接，如图3中所示。为了控制坐封工具，指示开关1044点燃引爆器1046，引爆器1046点燃冲孔装药1042。然后冲孔装药1042使端口塞1280破裂，使得允许井流体通过孔1282进入压力室1004。由此，对坐封工具的致动遵循前面讨论的方法。应该注意，孔1282在点燃冲孔装药之前被端口塞1280完全密封。

根据又一实施例，液压致动坐封工具可如图13中所示实施为具有爆破片1390，该爆破片位于枪管柱1340的套管1344的壁中形成的孔1392中。爆破片1390被制造成承受给定的阈值压力。如果井中的压力被井的操作者增加到超过阈值压力，则爆破片1390会破裂，因此，会允许井流体进入套管1344内。由此，井流体通过连通通道450移动到坐封工具1300的压力室1304中，因此井流体直接作用于浮动活塞1310。然后如前面的方法中所讨论的那样致动坐封工具。爆破片可以由任何材料制成。

在图14中所示的又一实施例中，爆破片1490安装在坐封工具1400的壳体1406的壁中形成的相应孔1492中。对于该实施例，枪管柱1440可以如图中所示直接连接到坐封工具，或者如图3中所示通过子部件和快速更换工具连接到坐封工具。类似于关于图13讨论的实施例，当井的操作者增加井压力时，井流体使爆破片1490破裂，且井流体直接进入压力室1404。由此，如先前在其它实施例中讨论地，井流体在致动坐封工具的浮动活塞1410上施加压力。

应该注意，上面讨论的实施例依赖于井流体提供的能量，即不需要通过燃烧动力装药来加压坐封工具压力室中的内部气体。换句话说，致动坐封工具所需的能量是从从井中接收的液压(即井的流体静压)获得的，其可以与地面泵1502产生的压力结合或不结合，如图15中所示。这意味着不同于通过燃烧动力装药致动的传统坐封工具，本申请中的一个或更多个实施例中的坐封工具由从井的流体静压获得的能量致动，并且该压力通过在井和坐封工具的内部之间形成连通路径而被传递到坐封工具，或者直接传递到坐封工具中，或者传递到枪管柱中并然后传递到坐封工具中。地面泵1502放置在井1501的口1501A处的地面1504处。线缆1503可用于将枪管柱240降低到井中。类似于图2中所示的实施例，枪管柱240被示出为直接附接到坐封工具200。组件示出为位于井的水平部分中，靠近井底1501B。但是，如在图3的实施例中所讨论地，枪管柱240可以通过子部件和快速释放工具附接到坐封工具200。通过用泵1502或本领域中使用的任何其它装置控制井流体230的压力，在坐封工具的内部和外部之间实现流体连通之后，井的操作者能够控制坐封工具内的压力。这样，坐封工具可以被致动。换句话说，坐封工具可以被认为包括连通元件，该连通元件被配置为使得坐封工具的壳体的外部与壳体的内部连通，从而井流体能够直接作用于浮动活塞410。如图9中所示，该连通元件是枪的开口450，或者图10中的冲孔装药1042，或者图12中的端口塞1280，或者图14中的爆破片1490。

现在关于图16讨论制造用于将辅助工具坐封在井中的组件400、440的方法。该方法包括提供坐封工具400的步骤1600和提供枪440的步骤1602，该坐封工具400具有壳体406对周围环境开放的一个坐封工具端406A，该枪440具有套管444对周围环境开放的一个枪端444B。该枪端被配置为直接附接到坐封工具端，使得在枪440的内部和坐封工具400的内部之间存在内部流体连通。

现在关于图17讨论一种制造用于将辅助工具坐封在井中的坐封工具1000或1200的方法。该方法包括：将浮动活塞1010设置在壳体1006中以封闭压力室1004的一端的步骤1700，该壳体1006被配置为防止井流体进入压力室内；将附接活塞418设置在壳体中的步骤1702，其中附接活塞被配置为致动辅助工具；在浮动活塞1010和附接活塞418之间建立流体室412的步骤1704，其中流体室412容纳流体413；以及冲孔装药1042设置在壳体1006内的步骤1706，该冲孔装药被配置为在点燃时在壳体的壁中形成孔，使得井流体进入压力室1004。

现在关于图18讨论一种用于利用坐封工具将辅助工具坐封在井中的方法。该方法包括将坐封工具附接到辅助工具的步骤1800、将坐封工具和辅助工具降低到井内期望位置的步骤1802、在坐封工具的内部和坐封工具的外部之间建立流体连通的步骤1804以及增加井流体的压力以致动坐封工具从而坐封辅助工具的步骤1806。

在一个实施例中，用于将辅助工具坐封在井中的组件(400、440)包括坐封工具(400)；以及枪(440)，其直接附接到坐封工具(400)，使得在枪(440)的内部和坐封工具(400)的内部之间存在内部流体连通。该组件还可包括连通通道(450)，该连通通道允许来自枪的流体在坐封工具内移动。枪可以具有包括内室(445)的套管(444)，并且内室与井流体密封隔绝。坐封工具可具有壳体(406)，该壳体具有与井流体密封隔绝的压力室(404)。连通通道可以将枪的内室流体连接到坐封工具的压力室。坐封工具可包括位于压力室一端处的浮动活塞(410)；以及附接活塞(418)，该附接活塞与浮动活塞一起限定压力室。压力室可以被石油填充。枪可以是包括多个聚能装药的枪管柱，其中聚能装药被配置为在枪套管中且也在井套管中形成孔。可替换地或另外地，枪可以是包括冲孔装药(752)的单枪，其中冲孔装药被配置为在枪套管中但不在井套管中形成孔。在一个应用中，枪可以是包括多个聚能装药的枪管柱，并且枪还包括冲孔装药(942)，该冲孔装药位于内室中且被配置为形成穿过枪套管而不穿过井套管的孔。冲孔装药可以被布线成独立于枪管柱的多个聚能装药而点燃。枪管柱可以包括形成在枪套管壁中的端口塞(1180)，以覆盖形成在壁中的孔，并防止来自井的井流体进入内室内，其中冲孔装药邻近端口塞并且在端口塞后面定位，并且冲孔装药和端口塞被选择成使得冲孔装药在点燃时使端口塞破裂。枪可以是包括多个聚能装药的枪管柱，并且枪还包括位于在枪管柱的套管壁中形成的孔(1392)中的片(1390)，使得来自井的井流体不通过孔进入套管内。片可以被配置为在井流体的压力高于阈值压力时破裂，并且井流体进入枪套管和坐封工具内。

在又一实施例中，提供一种用于制造用于将辅助工具坐封在井中的组件(400、440)的方法。该方法包括提供坐封工具(400)的步骤(1600)，该坐封工具具有壳体(406)对周围环境开放的坐封工具端(406A)；以及提供枪(440)的步骤(1602)，该枪具有套管(444)对周围环境开放的枪端(444B)。枪端被配置为直接附接到坐封工具端，从而在枪(440)的内部和坐封工具(400)的内部之间存在内部流体连通。该方法还可以包括在坐封工具端和枪端之间建立连通通道(450)，以允许来自枪的流体在坐封工具内移动。枪的套管(444)包括内室(445)，并且内室与井流体密封隔绝，并且坐封工具的壳体(406)具有与井流体密封隔绝的压力室(404)。在一个应用中，连通通道将枪的内室流体连接到坐封工具的压力室。枪可以是包括多个聚能装药的枪管柱，并且聚能装药被配置为在枪的套管中以及在井的套管中形成孔。枪可以是包括冲孔装药的单枪，并且冲孔装药被配置为在枪的套管中但不在井的套管中形成孔。可替代地，枪是包括多个聚能装药的枪管柱，并且该方法还包括：将冲孔装药(942)设置在枪的内室中，以形成穿过枪的套管但不穿过井的套管的孔的步骤；以及对冲孔装药进行布线以使其独立于枪管柱的多个聚能装药而点燃的步骤。该方法还可以包括：在枪的套管的壁中形成端口塞(1180)，以覆盖在壁中形成的孔，并防止来自井的井流体进入内室内，其中冲孔装药邻近端口塞并且在端口塞后面，并且冲孔装药和端口塞被选择成使得冲孔装药在点燃时使端口塞破裂。枪还可以是包括多个聚能装药的枪管柱，并且该方法还包括将片(1390)设置在枪管柱的套管壁中形成的孔(1392)中，使得来自井的井流体不通过孔进入套管内。该方法还可以包括将井流体的压力增加至高于阈值压力以使片破裂使得井流体进入枪的套管和坐封工具内的步骤。

在再一实施例中，提供一种利用组件(400、440)将辅助工具坐封在井中的方法，该方法包括：将坐封工具(400)直接附接到枪(440)使得在枪(440)的内部和坐封工具(400)的内部之间存在内部流体连通的步骤(600)；将辅助工具附接到坐封工具(400)的步骤(602)；将组件和辅助工具下降到井中的步骤(604)；在坐封工具的内部和坐封工具的外部之间建立流体连通的步骤(606)；以及增加井流体的压力以致动坐封工具的步骤(608)。

所公开的实施例提供了用于在位于井中时液压致动坐封工具的方法和系统。应该理解的是，该描述并不旨在限制本发明。相反，示例性实施例旨在覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等同物。另外，在示例性实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所要求保护的发明的全面理解。但是，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施各种实施例。

尽管本示例性实施例的特征和元件在实施例中以特定组合进行描述，但是每个特征或元件能够在没有实施例的其他特征和元件的情况下单独使用，或者以具有或不具有本文公开的其他特征和元件的各种组合使用。

该书面描述使用被公开以使本领域技术人员能够实践其的主题的示例，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。这样的其它示例旨在落入权利要求的范围内。

Claims (32)

1.一种用于将辅助工具坐封在井中的液压致动坐封工具(1000、1200)，所述坐封工具包括：

壳体(1006)，其防止井流体进入壳体内；

浮动活塞(1010)，其设置在壳体内并封闭压力室(1004)的一端；

附接活塞(418)，其设置在壳体内并被配置为致动所述辅助工具；

流体室(412)，其位于浮动活塞(1010)和附接活塞(418)之间，其中，所述流体室(412)容纳流体(413)；以及

连通元件(450、1042、1280、1490)，其被配置为在壳体的外部和内部之间建立流体连通，

其中，所述流体连通使得井中的井流体直接作用于浮动活塞。

2.根据权利要求1所述的坐封工具，其中，所述连通元件是冲孔装药(1042)，该冲孔装药位于壳体(1006)内，并且被配置为在点燃时在壳体的壁中形成孔，使得井流体进入压力室(1004)内。

3.根据权利要求1所述的坐封工具，其中，所述压力室填充有空气。

4.根据权利要求2所述的坐封工具，其中，所述冲孔装药位于压力室内。

5.根据权利要求4所述的坐封工具，其中，当在压力室内点燃时，由冲孔装药产生的气体压力不足以致动所述坐封工具。

6.根据权利要求2所述的坐封工具，还包括：

开关(1044)；以及

引爆器(1046)，

其中，所述开关被配置为启动所述引爆器，并且所述引爆器被配置为点燃冲孔装药以形成孔。

7.根据权利要求6所述的坐封工具，其中，所述开关和所述引爆器位于压力室中。

8.根据权利要求1所述的坐封工具，其中，所述连通元件包括端口塞(1280)，该端口塞形成在坐封工具的壳体的壁中，以覆盖在所述壁中形成的孔(1282)，其中，所述端口塞防止来自井的井流体进入压力室内，以及

邻近端口塞并且在端口塞后面设置的冲孔装药，所述冲孔装药和端口塞被选择成使得冲孔装药在点燃时使端口塞破裂。

9.根据权利要求8所述的坐封工具，其中，所述孔位于压力室中。

10.根据权利要求1所述的坐封工具，其中，所述连通元件包括片(1490)，该片位于在坐封工具的壳体的壁中形成的孔(1492)中，使得来自井的井流体不通过所述孔进入壳体内。

11.根据权利要求10所述的坐封工具，其中，所述孔位于压力室中。

12.根据权利要求10所述的坐封工具，其中，所述片被配置为在井流体的压力高于阈值压力时破裂，并且井流体进入坐封工具的压力室内以致动所述浮动活塞。

13.根据权利要求1所述的坐封工具，其中，所述连通元件包括在枪管柱的内室和坐封工具的压力室之间形成的直接连通通道(450)。

14.一种制造用于将辅助工具坐封在井中的坐封工具(1000、1200)的方法，所述方法包括：

将浮动活塞(1010)设置在壳体(1006)中以封闭压力室(1004)的一端，所述壳体(1006)被配置为防止井流体进入压力室内(1700)；

将附接活塞(418)设置在壳体中(1702)，其中，所述附接活塞被配置为致动所述辅助工具；

在浮动活塞(1010)和附接活塞(418)之间建立流体室(412)(1704)，其中，所述流体室(412)容纳流体(413)；以及

将连通元件(450、1042、1280、1490)设置在壳体(1006)内(1706)，所述连通元件被配置为在壳体的外部和内部之间建立流体连通。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述连通元件是冲孔装药(1042)，并且所述方法还包括：

点燃所述冲孔装药以在壳体的壁中形成孔，使得井流体进入压力室(1004)内。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述冲孔装药位于压力室内。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，当在压力室内引爆时，由冲孔装药产生的气体压力不足以致动所述坐封工具。

18.根据权利要求13所述的方法，还包括：

将开关(1044)设置在壳体内；以及

将引爆器(1046)设置在壳体内，

其中，所述开关被配置为启动引爆器，并且所述引爆器被配置为点燃所述冲孔装药以形成孔。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：

将所述开关和所述引爆器设置在压力室内。

20.根据权利要求12所述的方法，其中，所述连通元件是位于坐封工具的壳体的壁中的端口塞(1280)，所述端口塞覆盖在所述壁中形成的孔(1282)，并且所述端口塞防止来自井的井流体进入压力室内，所述方法还包括：

邻近端口塞并且在端口塞后面定位冲孔装药，以及

点燃所述冲孔装药以使端口塞破裂。

21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述孔位于压力室中。

22.根据权利要求12所述的方法，其中，所述连通元件为片，并且所述方法还包括：

将片(1490)设置在坐封工具的壳体的壁上形成的孔(1492)中，使得来自井的井流体不通过所述孔进入壳体内。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，所述孔位于压力室中。

24.根据权利要求20所述的方法，还包括：

通过将井流体的压力增加至高于阈值压力来使所述片破裂，使得井流体进入坐封工具的压力室内以致动所述浮动活塞。

25.一种用于利用坐封工具(1000、1200)将辅助工具坐封在井中的方法，所述方法包括：

将坐封工具附接到辅助工具(1800)；

将坐封工具和辅助工具降低到井内的期望位置(1802)；

在坐封工具的内部和坐封工具的外部之间建立流体连通(1804)；以及

增加井流体的压力以致动坐封工具，从而坐封所述辅助工具(1806)。

26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述建立的步骤包括：

利用位于壳体内的冲孔装药在壳体的壁中形成孔，使得井流体进入压力室(1004)内。

27.根据权利要求24所述的方法，还包括：

将冲孔装药设置在压力室内。

28.根据权利要求25所述的方法，其中，当在压力室内引爆时，由冲孔装药产生的气体压力不足以致动所述坐封工具。

29.根据权利要求24所述的方法，还包括：

点燃所述冲孔装药以使在坐封工具的壳体的壁中形成的端口塞(1280)破裂，其中，所述端口塞覆盖在所述壁中形成的孔(1282)，并防止来自井的井流体进入压力室内。

30.根据权利要求27所述的方法，还包括：

将冲孔装药设置在端口塞后面，以及

选择冲孔装药和端口塞，使得冲孔装药在点燃时使端口塞破裂。

31.根据权利要求23所述的方法，还包括：

将片(1490)设置在坐封工具的壳体的壁中形成的孔(1492)中；以及

通过增加井的液压压力来使片破裂。

32.根据权利要求29所述的方法，还包括：

使片在井流体的液压压力高于阈值压力时破裂，使得井流体进入坐封工具的压力室内以致动所述浮动活塞。