CN110603369A - 上下压裂系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在井眼中使用的阀，包括：壳体，其包括壳体端口；可滑动闭合构件，其设置在壳体的孔中并包括闭合构件端口；密封件，其设置在壳体中；以及棘部，其径向设置在闭合构件与壳体之间，其中，闭合构件包括在壳体中的第一位置以及与第一位置轴向间隔开的第二位置，在第一位置中，在闭合构件端口与壳体端口之间提供流体连通，在第二位置中，在闭合构件端口与壳体端口之间的流体连通受到限制，其中，响应于将闭合构件从第一位置致动到第二位置，闭合构件被构造成使棘部弹性变形。

Description

上下压裂系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请主张2017年4月5日提交的名为“上下压裂系统和方法”的第62/481,847号美国临时专利申请和2017年8月15日提交的名为“上下压裂系统和方法”的第62/545,827号美国临时专利申请的权益，两个美国临时专利申请中的每一个的全部内容都以引用方式并入本文中。

关于联邦资助的研究或开发的声明

不适用。

背景技术

本公开大致涉及用于生产烃类的修井和完井系统。更明确地说，本公开涉及可致动的井下工具，包括可滑动套筒，以在完井、修井眼和生产作业期间提供对开放(未加套)井眼和加套井眼的可选择进接，例如，将开放井眼和加套井眼液压压裂并对加套井眼射孔。本公开还涉及以下工具，该工具用于选择性致动井下工具的可滑动套筒，以在修井眼和生产作业中提供对开放井眼和加套井眼的可选择进接。此外，本公开涉及以下工具，该工具用于从延伸穿过地层的井眼的多个区将地下地层液压压裂。本公开还涉及以下工具，该工具用于在预备将地下地层液压压裂时将井管柱的部件可选择地射孔。

液压压裂和增产可提高从延伸到地下地层中的井眼的一个或多个生产区的烃类的流量。明确地说，例如液压压裂等地层增产技术可与偏斜或水平井眼一起使用，偏斜或水平井眼提供向例如页岩地层等含烃地层的额外暴露。水平井眼包括从地表延伸到“跟部”的竖直段，其中在“跟部”处，井眼过渡到水平延伸穿过含烃地层的水平或偏斜段，并终止在井眼的水平段的“趾端”处。

已经开发了结合有液压压裂作业的一系列完井策略和系统以在经济上增强从地下地层进行的生产。明确地说，已经开发了“桥塞和射孔”完井策略，其包括将栓系穿过井眼(通常具有水泥衬管)的桥塞与一个或多个射孔工具一起泵送到接近井眼的趾端的期望区。桥塞被放置并且使用射孔工具来对该区射孔。随后，工具被移除，并且高压压裂流体被泵送到井眼中并由所放置的桥塞将其引导成对着地层以经由完成的射孔在所选择的区处将地层液压压裂。然后，可重复该过程，从而在井眼的水平段的跟部的方向上移动(即，“下-上”移动)。因此，虽然桥塞和射孔作业实现了增强的对井眼的流量控制以及大量的离散生产区的产生，但是需要大量时间和大量流体以泵送并取回执行作业所需的各种工具。

结合有有液压压裂的另一完井策略包括球致动的滑动套筒(也称为“压裂套筒”)，并且隔离封隔器在衬管内或在裸眼井眼中行进。明确地说，此系统包括带端口的滑动套筒，该带端口的滑动套筒在单个井管柱上的隔离封隔器之间安装在井眼中。隔离封隔器密封住井眼的内表面以将井眼的水平段分隔成多个离散生产区，其中一个或多个滑动套筒设置在每个生产区中。球从地表泵送到井管柱中，直到其坐落于最接近井眼的水平段的趾端的滑动套筒内为止。对球作用的液压压力导致液压压力在所坐落的球后方逐步增强，从而导致滑动套筒移位到打开位置中以经由泵送到井管柱中的高压流体而在所致动的滑动套筒的生产区处将地层液压压裂。

然后，可重复该过程，从而使用尺寸逐渐增大的球以致动较接近井眼的水平段的跟部的剩余滑动套筒从而朝向井眼的水平段的跟部移动(即，“自下而上”移动)。球和滑动套筒的球座可使用连续油管钻出。与桥塞和射孔系统相比，沿着井管柱设置的滑动套筒和隔离封隔器的使用可将液压压裂作业流线化，但使用尺寸变化的球和球座以致动该多个滑动套筒会在压裂期间限制生产区的总数，同时限制通往地层的流体的流量，从而需要使用高压且低粘度的流体以向地层提供足够的流率。此外，使用尺寸变化的多个球也会使压裂作业复杂化，并增加了在执行作业时发生问题的可能性，例如，球在泵送期间卡住，以及无法成功致动其预期的滑动套筒。

发明内容

用于在井眼中使用的阀的实施例包括：壳体，其包括壳体端口；可滑动闭合构件，其设置在壳体的孔中，并包括闭合构件端口；密封件，其设置在壳体中；以及棘部，其径向设置在闭合构件与壳体之间，其中，闭合构件包括在壳体中的第一位置以及与第一位置轴向间隔开的第二位置，在第一位置，提供闭合构件端口与壳体端口之间的流体连通，在第二位置，限制闭合构件端口与壳体端口之间的流体连通，其中，响应于将闭合构件从第一位置致动到第二位置，闭合构件被构造成使棘部弹性变形。在一些实施例中，棘部包括径向设置在闭合构件与壳体之间的定位环的肩部。在一些实施例中，闭合构件的外表面包括由一对截头圆锥肩部限定的环形定位器，并且响应于将闭合构件从第一位置致动到第二位置，定位环被迫径向膨胀，并且越过闭合构件的截头圆锥肩部中的一个截头圆锥肩部。在某些实施例中，壳体的内表面包括由一对截头圆锥肩部限定的环形定位器，并且响应于将闭合构件在第一位置与第二位置之间致动，定位环被迫径向收缩，并且越过闭合构件的截头圆锥肩部中的一个截头圆锥肩部。在某些实施例中，定位环完全围绕闭合构件延伸。在一些实施例中，闭合构件包括与第一位置和第二位置轴向间隔开的第三位置，在第三位置中，在闭合构件端口与壳体端口之间的流体连通受到限制，并且阀还包括保持环，当保持环处于第一位置中时，保持环允许闭合构件进入第三位置，而当保持环处于第二位置中时，保持环限制闭合构件进入第三位置。

用于在井眼中使用的阀的实施例包括：壳体，其包括壳体端口；可滑动闭合构件，其设置在壳体的孔中并包括闭合构件端口；密封件，其设置在壳体中；保持环，其设置在壳体中，并且其中，闭合构件包括在壳体中的第一位置、与第一位置轴向间隔开的第二位置以及与第一位置和第二位置轴向间隔开的第三位置，在第一位置中，在闭合构件端口与壳体端口之间提供流体连通，在第二位置中，在闭合构件端口与壳体端口之间的流体连通受到限制，并且在第三位置中，在闭合构件端口与壳体端口之间的流体连通受到限制，其中，当保持环处于第一位置中时，保持环允许闭合构件进入第三位置，而当保持环处于第二位置中时，保持环限制闭合构件进入第三位置。在一些实施例中，保持环的第一位置包括径向外部位置，而保持环的第二位置包括径向内部位置。在一些实施例中，保持环包括剪切销，剪切销在当闭合构件设置在第三位置中时被容纳在形成在闭合构件中的凹槽中。在某些实施例中，阀还包括设置在壳体中的流体阻尼器，其中，流体阻尼器包括流量限制装置，流体响应于闭合构件在第一位置与第二位置之间移位而被迫穿过流量限制装置。在某些实施例中，流体阻尼器包括圆柱形的阻尼构件，该圆柱形的阻尼构件可滑动地设置在形成在壳体中的容纳座中。在一些实施例中，流体阻尼器包括端口，该端口延伸穿过闭合构件的环形凸缘。在一些实施例中，阀还包括棘部，该棘部径向设置在闭合构件与壳体之间，其中，响应于将闭合构件从第一位置致动到第二位置，闭合构件被构造成使棘部弹性变形，其中，棘部包括径向设置在闭合构件与壳体之间的定位环的肩部，并且其中，定位环完全围绕闭合构件延伸。

用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具的实施例包括：壳体，其包括可径向平移的接合组件；以及芯，其可滑动地设置在壳体中，其中，接合组件被构造成当芯相对于壳体处于第一位置中时，将阀从第一闭合位置移位到打开位置，其中，接合组件被构造成响应于芯从第一位置移位到在第一轴向方向上与第一位置间隔开的第二位置，而将阀从打开位置移位到第二闭合位置。在一些实施例中，接合组件包括：第一接合构件，其包括解锁位置和锁定位置；以及第二接合构件，其与第一接合构件轴向间隔开，包括解锁位置和锁定位置。在一些实施例中，第一接合构件设置在形成在壳体中的容纳座中，并且包括弧形槽，该弧形槽容纳壳体的唇缘以防止第一接合构件脱离容纳座，并且在壳体的唇缘与第一接合构件的弧形槽之间的接合防止了第一接合构件在壳体的容纳座中旋转。在某些实施例中，第一接合构件包括复合键，该复合键包括第一肩部以及可相对于第一肩部径向平移的第二肩部。在某些实施例中，紧塞工具还包括：致动组件，其设置在壳体中，并被构造成响应于感测到紧塞工具的第一端与第二端之间的预定压力差而允许芯从第一位置移位到第二位置；以及浮动活塞，其可滑动地设置在芯与壳体之间，其中，浮动活塞形成壳体中与周围环境流体连通的第一室以及壳体中相对于周围环境密封的第二室，并且其中，致动组件设置在第二室中，其中，浮动活塞被构造成平衡第一室与第二室之间的流体压力。在一些实施例中，紧塞工具还包括：过滤器，其联接到壳体，并被构造成允许壳体与周围环境之间的流体连通，其中，过滤器包括多个堆叠的垫圈，其中，每个垫圈的第一端包括在每个垫圈之间提供轴向延伸的间隙的凹口。

用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具的实施例包括：壳体，其包括第一接合构件，该第一接合构件包括解锁位置和锁定位置，以及第二接合构件，该第二接合构件与第一接合构件轴向间隔开，包括解锁位置和锁定位置；以及芯，其可滑动地设置在壳体中，其中，当第一接合构件处于锁定位置中时，第一接合构件被构造成将阀从打开位置移位到闭合位置，其中，当第二接合构件处于锁定位置中时，第二接合构件被构造成抵靠阀的着落肩部而着落，以防止紧塞工具穿过阀，其中，芯被构造成响应于将芯在第一轴向方向上相对于壳体在第一位置与第二位置之间移位而将第一接合构件从锁定位置致动到解锁位置，其中，芯被构造成响应于将芯在第一轴向方向上相对于壳体在第二位置与第三位置之间移位而将第二接合构件从锁定位置致动到解锁位置。在一些实施例中，第一接合构件可滑动地容纳在形成在壳体中的容纳座中，并且第一接合构件包括设置在第一接合构件的外表面上的环形密封件，并且其中，环形密封件密封接合容纳座的内表面以限制流体流动穿过容纳座。在一些实施例中，第一接合构件包括复合键，该复合键包括第一肩部以及可相对于第一肩部径向平移的第二肩部，并且复合键还包括将第二肩部偏置到径向外部位置中的偏置构件。在某些实施例中，紧塞工具还包括设置在形成在壳体中的凹槽中的环形密封组件，其中，密封组件包括金属活塞环以及具有L形截面轮廓的环形弹性体密封件。在某些实施例中，紧塞工具还包括致动组件，该致动组件设置在壳体中，并被构造成响应于感测到紧塞工具的第一端与第二端之间的预定压力差而允许芯从第一位置移位到第二位置。在一些实施例中，致动组件包括阀主体，该阀主体包括第一通道，该第一通道被构造成接收作用于紧塞工具的第一端上的流体压力，紧塞工具还包括流体阻尼器，该流体阻尼器被定位在阀主体的第一通道的上游，在形成在芯中的通道中，并且其中，流体阻尼器被构造成在芯的通道中提供流量限制装置。

用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具的实施例包括：壳体，其包括第一接合构件，该第一接合构件包括解锁位置和锁定位置，以及第二接合构件，该第二接合构件包括解锁位置和锁定位置；芯，其可滑动地设置在壳体中，并被构造成响应于将芯在壳体中从第一位置移位到第二位置而将第一接合构件从锁定位置致动到解锁位置；以及致动组件，其设置在壳体中，并包括第一阀组件，该第一阀组件被构造成响应于感测到紧塞工具的第一端与第二端之间的第一压力差而允许芯从第一位置移位到第二位置，其中，芯被构造成响应于将芯在壳体中从第二位置移位到第三位置而将第二接合构件从锁定位置致动到解锁位置，其中，致动组件包括第一阀组件，该第一阀组件被构造成响应于感测到紧塞工具的第一端与第二端之间的第二压力差而允许芯从第一位置移位到第二位置。在一些实施例中，第二压力差小于第一压力差。在一些实施例中，紧塞工具还包括：浮动活塞，其可滑动地设置在芯与壳体之间，其中，浮动活塞形成壳体中与周围环境流体连通的第一室以及壳体中相对于周围环境密封的第二室，其中，浮动活塞被构造成平衡第一室与第二室之间的流体压力。在一些实施例中，紧塞工具还包括：过滤器，其联接到壳体，并被构造成允许壳体与周围环境之间的流体连通，其中，过滤器包括多个堆叠的垫圈，其中，每个垫圈的第一端包括在每个垫圈之间提供轴向延伸的间隙的凹口，其中，每个垫圈的凹口被构造成允许预定大小的颗粒从周围环境进入壳体。在某些实施例中，致动组件的第一阀组件与第二阀组件两者包括：壳体；活塞，其被可滑动地容纳在壳体中；以及止回阀组件，其被容纳在致动组件的阀主体中，其中，致动组件的阀主体包括第一通道和第二通道，该第一通道被构造成接收作用于紧塞工具的第一端上的流体压力，该第二通道被构造成接收作用于紧塞工具的第二端上的流体压力。

附图说明

为了了解本发明的实施例的更详细描述，现将参照附图，其中：

图1是根据本文所公开的原理的井系统的实施例的示意图；

图2A是根据本文所公开的原理的滑动套筒阀的实施例的最上端的截面图；

图2B是图2A中所示的滑动套筒阀的最下端的截面图；

图3是图2A中所示的滑动套筒阀的分段沿着线3-3截取的截面图；

图4是图2A中所示的滑动套筒阀的分段沿着线4-4截取的截面图；

图5是图2B中所示的滑动套筒阀的分段沿着线5-5截取的截面图；

图6A是根据本文所公开的原理的用于致动图2A到图5中所示的滑动套筒阀的流动输送紧塞工具的实施例的最上端的截面图；

图6B是图6A中所示的紧塞工具的中段的截面图；

图6C是图6A中所示的紧塞工具的另一中段的截面图；

图6D是图6A中所示的紧塞工具的最下端的截面图；

图7A是图6A到图6D中所示的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图7B是图7A中所示的紧塞工具的中段的截面图；

图7C是图7A中所示的紧塞工具的另一中段的截面图；

图7D是图7A中所示的紧塞工具的最下端的截面图；

图8是图6A中所示的紧塞工具沿着线8-8截取的截面图；

图9是图6B中所示的紧塞工具沿着线9-9截取的截面图；

图10是图6B中所示的紧塞工具沿着线10-10截取的截面图；

图11是图6B中所示的紧塞工具沿着线11-11截取的截面图；

图12是图6C中所示的紧塞工具沿着线12-12截取的截面图；

图13是图6C中所示的紧塞工具沿着线13-13截取的截面图；

图14是图6C中所示的紧塞工具沿着线14-14截取的截面图；

图15是图6C中所示的紧塞工具沿着线15-15截取的截面图；

图16是图6C中所示的紧塞工具沿着线16-16截取的截面图；

图17是图6C中所示的紧塞工具沿着线17-17截取的截面图；

图18是图6D中所示的紧塞工具沿着线18-18截取的截面图；

图19是根据本文所公开的原理的图6A到图6D的紧塞工具的致动组件(为了清楚起见，被示出为展开)的实施例的俯视图；

图20和图21是根据本文所公开的原理的图6A到图6D的紧塞工具的分度器(为了清楚起见，被示出为展开)的实施例的俯视图；

图22A是根据本文所公开的原理的图19的致动组件的阀组件的实施例的截面图；

图22B是根据本文所公开的原理的图19的致动组件的另一阀组件的实施例的截面图；

图23是根据本文所公开的原理的用于致动图2A到图5中所示的滑动套筒阀的流动输送紧塞工具的另一实施例的最上端的截面图；

图24是图23中所示的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图25是图23中所示的紧塞工具沿着线25-25截取的截面图；

图26是根据本文所公开的原理的图23中所示的紧塞工具的垫圈的实施例的前视图；

图27是图26中所示的垫圈沿着线27-27截取的截面图；

图28是图27中所示的垫圈的放大图；

图29是根据本文所公开的原理的图23中所示的紧塞工具的复合键的实施例的立体图；

图30A是根据本文所公开的原理的用于致动图2A到图5中所示的滑动套筒阀的流动输送紧塞工具的另一实施例的最上端的截面图；

图30B是图30A中所示的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图31是根据本文所公开的原理的滑动套筒阀的另一实施例的最上端的截面图；

图32A是被示出在第一位置中的图6A的紧塞工具的最上端的截面图；

图32B是被示出在第一位置中的图6A的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图33A是被示出在第二位置中的图6A的紧塞工具的最上端的截面图；

图33B是被示出在第二位置中的图6A的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图34A是被示出在第三位置中的图6A的紧塞工具的最上端的截面图；

图34B是被示出在第三位置中的图6A的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图35是图34A和图34B中所示的紧塞工具的致动组件的俯视图；

图36是图34A和图34B中所示的紧塞工具的分度器的俯视图；

图37是被示出在第四位置中的图6A的紧塞工具的分度器的俯视图；

图38是被示出在第五位置中的图6A的紧塞工具的致动组件的俯视图；

图39是被示出在第五位置中的图6A的紧塞工具的分度器的俯视图；

图40A是被示出在第六位置中的图6A的紧塞工具的最上端的截面图；

图40B是被示出在第六位置中的图6A的紧塞工具的最上端的另一截面图；

图41是被示出在第六位置中的图6A的紧塞工具的致动组件的俯视图；

图42是被示出在第六位置中的图6A的紧塞工具的分度器的俯视图；

图43是被示出在第七位置中的图6A的紧塞工具的致动组件的俯视图；

图44是被示出在第七位置中的图6A的紧塞工具的分度器的俯视图；

图45是被示出在第七位置中的图6A的紧塞工具的最上端的截面图；

图46是根据本文所公开的原理的滑动套筒阀的另一实施例的截面图；

图47是根据本文所公开的原理的滑动套筒阀的另一实施例的截面图；

图48是图47的滑动套筒阀的棘部的放大截面图；

图49是根据本文所公开的原理的滑动套筒阀的另一实施例的截面图；

图50是图49的滑动套筒阀的棘部的放大截面图；

图51A是根据本文所公开的原理的滑动套筒阀的另一实施例的最上端的截面图；

图51B是图51A中所示的滑动套筒阀的最下端的截面图；

图52A是根据本文所公开的原理的用于致动滑动套筒阀的流动输送紧塞工具的实施例的最上端沿着图63的线52-52截取的截面图；

图52B是图52A中所示的紧塞工具的中段沿着图63的线52-52截取的截面图；

图52C是图52A中所示的紧塞工具的另一中段沿着图63的线52-52截取的截面图；

图52D是图52A中所示的紧塞工具的另一中段沿着图63的线52-52截取的截面图；

图52E是图52A中所示的紧塞工具的最下端沿着图63的线52-52截取的截面图；

图53A是根据本文所公开的原理的图52A到图52E的紧塞工具的致动组件的实施例的最上端沿着图63的线53-53截取的截面图；

图53B是图53A的致动组件的最下端沿着图63的线53-53截取的截面图；

图54是图53A、图53B的致动组件沿着图63的线54-54截取的截面图；

图55是图53A、图53B的致动组件(为了清楚起见，被示出为展开)的俯视图；

图56是图52B中所示的紧塞工具沿着线56-56截取的截面图；

图57是图52B中所示的紧塞工具沿着线57-57截取的截面图；

图58是图52C中所示的紧塞工具沿着线58-58截取的截面图；

图59是图52C中所示的紧塞工具沿着线59-59截取的截面图；

图60是图52C中所示的紧塞工具沿着线60-60截取的截面图；

图61是图52C中所示的紧塞工具沿着线61-61截取的截面图；

图62是图52C中所示的紧塞工具沿着线62-62截取的截面图；以及

图63是图52C中所示的紧塞工具沿着线63-63截取的截面图。

具体实施方式

以下描述示范本公开的实施例。这些实施例不应解释为或以其它方式用作限制包括权利要求书的本公开的范围。本领域的技术人员应理解，以下描述具有广泛应用，并且任何实施例的论述仅意味着示范该实施例，而不意图以任何方式暗示本公开(包括权利要求书)的范围限于该实施例。附图未必按比例绘制。可夸大比例地示出或以某种示意性形式示出本文所公开的某些特征和部件，并且为了清楚和简明起见，可能不示出常规元件的一些细节。在一些附图中，可不显示一个或多个部件或部件的一个或多个方面，或所述部件或方面可不具有在别处已被标识了的特征或部件的附图标记，以便使附图清楚和简明。

术语“包括”在本文中(包括在权利要求书中)是以开放式的方式使用的，并且因此应被解释为意味“包括(但不限于)”。并且，术语“联接”希望意味间接或直接连接。因此，如果第一部件联接到第二部件，那么所述部件之间的连接可以是通过两个部件的直接接合，或通过经由其它中间部件、装置和/或连接而实现的间接连接。如果连接传递电力或信号，那么联接可通过电线或通过无线电磁传输的一种或多种模式，例如，无线电模式、微波模式、光学模式或另一模式。此外，如本文中所使用的，术语“轴向”和“轴向地”通常意味沿着或平行于给定轴线(例如，主体或端口的中心轴线)，而术语“径向”和“径向地”通常意味垂直于该轴线。举例来说，轴向距离是指沿着或平行于轴线测量的距离，而径向距离是指垂直于该轴线测量的距离。

参照图1，示意性示出了井系统1的实施例。井系统1大体上包括延伸穿过地下地层6的井眼3，其中井眼3包括大体上圆柱形的内表面5、从地表延伸的竖直段(未示出)以及水平延伸穿过地层6的偏斜段3D。井眼3的偏斜段3D从设置在竖直段的下端处的跟部(未示出)和设置在井眼3的终端处的趾端(未示出)延伸。在井系统1的实施例中，井眼3是裸眼井眼，并且因此井眼3的内表面5并未以水泥套管或衬管加衬，从而允许地层6与井眼3之间的流体连通。

井系统1还包括设置在井眼3中的井管柱4，井管柱4具有延伸穿过其中的孔4B，从而在井眼3的内表面5与井管柱4的外表面之间在井眼3中形成环空3A。井管柱4包括多个隔离封隔器7和滑动套筒阀10。具体来说，井管柱4的每个滑动套筒10设置在一对隔离封隔器7之间。每个隔离封隔器7被构造成密封住井眼3的内表面5，从而在井眼3中形成离散生产区3E和3F，其中生产区3E与3F之间的流体连通受到限制。虽然图1中未示出，但井管柱4包括延伸到井眼3的偏斜段3D的趾端的额外的隔离封隔器7、滑动套筒阀10和离散生产区。如本文中将进一步描述的，滑动套筒阀10被构造成响应于从致动或紧塞工具进行的致动而经由多个周向间隔开的端口38向井眼3提供可选择的流体连通。

如本文中将进一步论述的，在图1的实施例中，每个滑动套筒阀10包括上闭合位置、打开位置和下闭合位置。井系统1包括紧塞工具200，紧塞工具200被构造成在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动每个滑动套筒阀10。虽然在图1的实施例中，滑动套筒阀10包括三个位置，但在其它实施例中，井系统1的阀10可包括两位置阀。在图1的实施例中，在将紧塞工具200插入到井管柱4的孔4B中之前，每个滑动套筒阀10设置在上闭合位置中。图1图示了经由紧塞工具200在生产区3E处的地层6中产生裂痕6F之后的井系统1。图1还图示了生产区3E的由紧塞工具200致动到下闭合位置中的滑动套筒阀10，其中紧塞工具200从生产区3E的滑动套筒阀10朝向生产区3F的滑动套筒阀10(其设置在上闭合位置中)移位。以此方式，生产区3F处的地层6可被液压压裂，并且朝向井眼3的趾端行进的每个生产区可接连被压裂。一旦每个生产区(例如，生产区3E、3F等)处的地层已经使用紧塞工具200来液压压裂，则紧塞工具200便被设置成接近井眼3的趾端，其中在井眼3的趾端处，紧塞工具200可被打捞并从井管柱4移除。

参照图2A到图5，图示了滑动套筒阀10的实施例。可锁定的滑动套筒阀10总的来说被构造成向井眼的所需部分提供可选择的流体连通。例如，在液压压裂作业中，多个滑动套筒阀10可结合到设置在裸眼井眼中的完井管柱中，其中一个或多个滑动套筒阀10经由一系列离散生产区中的多个坐封封隔器而隔离。在此布置中，滑动套筒阀10被构造成提供与井眼的所选择的生产区的选择性流体连通，由此允许所选择的生产区被单独地液压压裂或产生。

在图2A到图5的实施例中，滑动套筒阀10具有中心或纵向轴线15，并且包括壳体12、滑动套筒或承载器构件50和密封组件80。管状壳体12包括：第一端或上箱端14；第二端或下销端16；中心孔或通道18，其在第一端14与第二端16之间延伸，并且由大体上圆柱形的内表面20限定；以及大体上圆柱形的外表面22，其在端部14与16之间延伸。在图2A到图5的实施例中，壳体12由一系列分段构成，该一系列分段包括第一分段或上分段12A以及经由螺纹联接器或接头24而可释放地联接到上分段12A的第二分段或下分段12B。在图2A到图5的实施例中，联接器24包括限制跨越其中的流体连通的特殊螺纹；然而，在其它实施例中，壳体12可包括环形密封件，该环形密封件设置在上分段12A与下分段12B之间以密封形成在上分段12A与下分段12B之间的连接。

在图2A到图5的实施例中，壳体12的内表面20包括环形第一肩部或上肩部26以及直径缩小段或密封孔28。密封孔28在其上端处形成环形第二肩部或中间肩部30并在其下端处形成环形第三肩部或下肩部32。壳体12的内表面20另外包括：环形凹槽33，其形成在内表面20中并被定位成直接轴向邻接上肩部26；以及多个周向间隔开的容纳座34，其从内表面20的第一端或上端36轴向延伸到壳体12的下分段12B中。在图2A到图5中所示的实施例中，壳体12包括多个周向间隔开的端口38，其中每个端口38在内表面20与外表面22之间径向延伸。每个端口38由大体上圆柱形的内表面40限定，其中大体上圆柱形的内表面40包括形成在其中的环形肩部42。

在图2A到图5的实施例中，滑动套筒阀10的承载器50具有：第一端或上端50A；第二端或下端50B；中心孔或通道52，其由大体上圆柱形的内表面54限定；以及大体上圆柱形的外表面56。承载器50包括多个周向间隔开的端口58，其中每个端口58在内表面54与外表面56之间径向延伸。在图2A到图5的实施例中，承载器50包括设置在外表面56中的多个周向间隔开的环形密封件60。明确地说，每个密封件60都围绕承载器50的对应的端口58而设置或环绕承载器50的对应的端口58；然而，在其它实施例中，承载器50可不包括密封件60。在图2A到图5的实施例中，承载器50的内表面54包括环形第一肩部或上肩部62以及被设置成直接邻接上肩部62的环形第二肩部或下肩部64。此外，承载器50的外表面56包括：环形凹槽66，其形成在外表面56中，被定位成接近上端50A；以及多个周向间隔开的细长槽68。如图4中明确所示，每个细长槽68包括平坦或扁平表面。

承载器50的外表面56还包括环形肩部70以及多个周向间隔开的细长阻尼构件72。在图2A到图5的实施例中，每个阻尼构件72具有：第一端或上端，其物理接合承载器50的肩部70或被设置成直接邻接肩部70；以及第二端或下端，其容纳在对应的容纳座34中。虽然每个阻尼构件72的外表面不与对应的容纳座34的内表面密封接合，但是在所述表面之间形成有流体限制装置，使得阻尼构件72被构造成响应于承载器50与壳体12之间的相对轴向移动而(经由与承载器50的肩部70的接合)对承载器50提供阻力或阻尼力。明确地说，承载器50朝向壳体12的下端16的相对轴向移动迫使被截留在容纳座34中的流体经由形成在每个阻尼构件72的外表面与每个对应的容纳座34的内表面之间的界面从容纳座34挤出。在图2A到图5的实施例中，承载器50的外表面56另外包括环形密封件74，环形密封件74设置在外表面56中，被定位成接近承载器50的下端50B。

密封组件80被构造成取决于承载器50和壳体12的相对轴向位置而在壳体12的孔18与井眼3之间提供选择性流体连通。每个密封组件80大体上包括多个周向间隔开的第一密封构件或按钮82以及多个周向间隔开的第二密封或平坦构件100。每个按钮82是大体上圆柱形的，并且具有被设置成正交于中心轴线15的中心或纵向轴线。每个按钮82具有在第一端或外端与第二端或内端86之间延伸的中心孔或通道84，其中内端86包括第一密封表面86。此外，每个按钮82包括外表面，外表面包括环形肩部88，其中环形肩部88将偏置构件90容纳在其中。在一些实施例中，按钮82的偏置构件90包括波形弹簧。此外，每个按钮82的外表面包括设置在其中并被定位成接近按钮82的外端的环形密封件92，例如，T形密封件。每个按钮82的密封件92密封接合壳体12的在其中容纳有按钮82的对应的端口38的内表面40。虽然图2A到图5的按钮82的实施例包括密封件92，但在其它实施例中，按钮82可不包括密封件92。

在图2A到图5的实施例中，平坦构件100各自相对于中心轴线15轴向延伸，并且包括外密封表面或第二密封表面102以及径向延伸穿过其中的中心端口或通道104，其中每个平坦构件100的端口104与承载器50的对应的端口58轴向且成角度地对准，由此在它们之间提供流体连通。每个平坦构件100被容纳在承载器50的对应的槽68中。在图2A到图5的实施例中，每个平坦构件100的轴向长度小于承载器50的对应的槽68的轴向长度，从而提供了平坦构件100与承载器50之间的有限量的相对轴向移动；然而，在其它实施例中，平坦构件100与承载器50之间的相对轴向移动可受到限制。

在图2A到图5的实施例中，金属间密封形成在每个按钮82的第一密封表面86与对应的平坦构件100的第二密封表面102之间。在一些实施例中，密封组件80的按钮82和平坦构件100由硬化材料形成或包括硬化材料，例如，铍铜；然而，在其它实施例中，按钮82和平坦构件100可由各种材料形成。在图2A到图5中所示的构造中，偏置构件90作用在每个端口38的外肩部42上以将按钮82偏置成与平坦构件100密封接合。因此，在按钮82或平坦构件100暴露于压力差或作用在形成在第一密封表面86与第二密封表面102之间的接触上的其它力的情形下，可以将密封接合在密封表面86与102之间。在一些实施例中，环形密封件可在内端86中围绕每个按钮82的中心孔84设置，以密封接合对应的平坦构件100的密封表面102。

在图2A到图5的实施例中，滑动套筒阀10另外包括设置在壳体12的凹槽33中的环形保持环110。保持环110包括容纳在承载器50的凹槽66中的径向向内延伸的可剪切构件或剪切销112。在图2A到图5的实施例中，保持环110包括朝向中心轴线15向内偏置的所偏置保持环110。如图3中明确所示，在图2A到图5的实施例中，保持环110包括C形环。虽然滑动套筒阀10在图2A到图5中被示出为包括保持环110，但在一些实施例中，滑动套筒阀10可不包括保持环110。例如，在一些实施例中，滑动套筒阀10可依赖于如本文中将进一步描述的其它机构，以将滑动套筒阀10保持在其各种位置中。

在图2A到图5的实施例中，滑动套筒阀10包括三位置阀，如上文参照图1所述。在图2A到图5中，滑动套筒阀10被示出为处于上闭合位置中，其中按钮82与平坦构件100密封接合以由此限制壳体12的孔18与周围环境(即，图1中所示的井眼3的环空3A)之间的流体连通。经由剪切销112与限定承载器50的凹槽66的表面之间的接合，保持环110被构造成将滑动套筒10保持在上闭合位置中，直到将阈值的轴向向下指向(即，在壳体12的下端16的方向上)的力施加到承载器50，该力足以将剪切销112剪切并分别克服按钮82的密封表面86和102与平坦构件100之间的摩擦力。在滑动套筒阀10的打开位置中，承载器50的端口58与按钮82的孔84轴向对准，以允许它们之间的流体连通，并且继而允许壳体12的孔18与周围环境之间的流体连通。在滑动套筒阀10的下闭合位置中，承载器50的下端50B被设置成直接邻接或物理接合壳体12的中间肩部30，从而将承载器50的端口58定位成与按钮82的孔84充分轴向失准，以经由密封表面86与102之间的密封接合而限制端口58与孔84之间的流体连通。

参照图6A到图22B，示出了井系统1的非限制性的流动输送紧塞工具200的实施例，其中紧塞工具200被构造成在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动图2A到图5中所示的滑动套筒阀10。为了清楚起见，图6A到图6D示出了紧塞工具200的第一侧视截面图，而图7A到图7D示出了紧塞工具200的从图6A到图6D中所示的视图旋转90°的第二侧视截面图。紧塞工具200可在井眼3的地表处设置在井管柱4的孔4B中，并向下穿过井眼3朝向井眼3的跟部泵送，其中紧塞工具200可选择性致动一个或多个滑动套筒阀10从井眼3的跟部移动到井眼3的趾端。在图6A中所示的实施例中，紧塞工具200具有中心或纵向轴线，并且大体上包括：大体上管状的壳体202；芯或凸轮300，其设置在壳体202中；以及致动组件400，其被构造成控制芯300在壳体202内的致动。

紧塞工具200的壳体202包括：第一端或上端204；第二端或下端206；中心孔或通道208，其在端部204与206之间延伸，由大体上圆柱形的内表面210限定；以及大体上圆柱形的外表面212，其在端部204与206之间延伸。壳体202由一系列分段构成，该一系列分段包括第一分段或上分段202A、中间分段202B和202C以及下分段202D，其中分段202A到202D经由可释放连接或螺纹联接器214可释放地联接在一起。

在图6A到图22B的实施例中，壳体202的上分段202A包括上端204处的环形擦拭器216以及接近上端204设置在外表面212中的环形第一筛网(或上筛网)或过滤器218。擦拭器216被构造成响应于芯300与壳体202之间的相对轴向移动而擦拭或清洁芯300的外圆柱形的表面306，其中芯300可滑动地设置在壳体202的孔208中。上过滤器218被构造成过滤预定大小的颗粒以免从周围环境(例如，从井管柱4的孔4B)进入壳体202的孔208，同时允许经由形成在壳体202中的端口220使孔208与周围环境之间流体连通。在图6A到图22B的实施例中，上过滤器218包括绕丝筛网；然而，在其它实施例中，上过滤器218可包括用于过滤颗粒物质的其它机构。

壳体202包括多个周向间隔开的第一槽或上槽222、多个周向间隔开的第二槽或中间槽224、多个周向间隔开的第三槽或中间槽226以及多个周向间隔开的第四槽或下槽228。壳体202的上槽222各自将对应的复合键或接合构件230容纳在其中，其中每个复合键230能够在其相应的上槽222内在相应的壳体202的径向缩回位置与径向膨胀位置(在图6A中示出)之间径向平移。复合键230包括：弧形上肩部232；以及可缩回销或下肩部234，其设置在延伸穿过复合键230的槽内。明确地说，下肩部234相对于紧塞工具200的纵向轴线以一定角度轴向延伸，并且能够在其相应的槽内在相应的复合键230的径向缩回位置与径向膨胀位置(在图6A中示出)之间径向平移。每个复合键230的下肩部234由容纳在复合键230的对应的槽内的偏置构件236偏置到径向膨胀位置中。此外，每个复合键230包括：环形密封件238，其密封接合对应的上槽222的内表面；以及一对保持器240(在图8中示出)，其联接复合键230与壳体202。类似地，下肩部234还包括：保持器234R(在图8中示出)，以联接下肩部234与上肩部232；以及环形密封件242，其密封接合形成在复合键230的槽中的内表面。

在图6A到图22B的实施例中，壳体202的每个中间槽224容纳中间可径向平移的构件或键244，每个中间槽226容纳可径向平移的孔传感器250，并且每个下槽228容纳下可径向平移的构件或键254。每个中间键244包括：环形密封件246，其密封接合对应的中间槽224的内表面；以及保持器248，其将中间键244与壳体202联接。此外，每个孔传感器250包括：环形密封件252，其密封接合对应的中间槽226的内表面；以及带凸缘下端，以防止孔传感器250从壳体202掉出。此外，每个下键254包括：环形密封件256，其密封接合对应的下槽228的内表面；以及保持器258，其将下键254与壳体202联接。

紧塞工具200的壳体202的段202B包括多个堆叠的活塞环260，该多个堆叠活塞环260被构造成通过在活塞环260与密封孔(例如，滑动套筒阀10的密封孔28)之间形成金属间密封而对密封孔密封接合。在一些实施例中，活塞环260包括黄铜、铍铜、合金钢、塑料、弹性体等；然而，在其它实施例中，活塞环260可包括各种材料。壳体202的段202B另外包括设置在外表面212中的环形第二筛网(或下筛网)或过滤器262。下过滤器262被构造成过滤预定大小的颗粒以免从周围环境(例如，从井管柱4的孔4B)进入壳体202的孔208，同时允许经由形成在壳体202中的端口264使孔208与周围环境之间流体连通。在图6A到图22B的实施例中，下过滤器262包括绕丝筛网；然而，在其它实施例中，下过滤器262可包括用于过滤颗粒物质的其它机构。

在图6A到图22B的实施例中，壳体202的段202B的下端包括一对周向间隔开的第一指状物或长指状物264以及一对周向间隔开的第二指状物或短指状物266(在图20中示出)，其中长指状物264和短指状物266各自朝向壳体202的下端206轴向延伸。长指状物264延伸了比短指状物266大的轴向距离，并且在图6A到图22B的实施例中，长指状物264间隔开约180°，而短指状物266间隔开小于180°，但是在其它实施例中，指状物264和266的周向间隔可变化。在其它实施例中，指状物264和266的数量也可变化。此外，每个长指状物264包括弧形延伸的肩部264S，其中肩部264S基本上与短指状物266的终端轴向对准。此外，每个长指状物264包括从其径向向内延伸的分度器销268，其中分度器销268被设置成接近长指状物264的外端。如本文中将进一步论述的，分度器销268被构造成与芯300的可旋转分度器360接口连接(interface)。此外，环形密封件270(例如，T形密封件)被径向定位在壳体202的段202B与段202C的界面之间以在段202B与段202C之间密封。紧塞工具200的壳体202的段202D包括位于壳体202的下端206处的可移除塞272。此外，段202D包括接近其上端设置在段202D的内表面210中的环形密封件274，例如，T形密封件，其中密封件274密封接合段202C的外表面212。

紧塞工具200的芯300与壳体202的纵向轴线同轴设置，并且包括：上端302，其形成有用于在紧塞工具200设置在井眼中时取回紧塞工具200的打捞颈；以及下端304。在此实施例中，芯300包括：大体上圆柱形的外表面306，其在端部302与304之间延伸；以及孔或通道308，其在接近上端302的端口310与下端304之间延伸。在图6A到图22B中所示的实施例中，芯300包括第一分段或上分段300A和第二分段或下分段300B，其中分段300A和300B可释放地连接在可剪切联接件312处。可剪切联接件312包括：环形密封件314，以密封孔308；以及剪切构件或环316，以将上分段300A与下分段300B可释放地联接。在此构造中，在分段300A与300B之间的相对轴向移动受到限制，直到剪切环316响应于在芯300的上端302上施加的向上的力而被剪断为止，由此允许芯300的上分段300A与壳体202之间的有限的相对轴向移动。

芯300的上段300A的外表面306包括环形第一凹槽或上凹槽318、环形第一肩部或上肩部320、环形第二肩部或中间肩部322、环形第二凹槽或中间凹槽324、环形第三肩部或中间肩部326、环形第三凹槽或中间凹槽328、环形第四凹槽或下凹槽330、环形第四肩部或中间肩部332以及环形第五肩部或下肩部334。此外，紧塞工具200的芯300包括能够容纳在中间凹槽328中的径向向外偏置的C形环336。明确地说，C形环336被构造成物理接合孔传感器250的径向内端以由此将孔传感器250朝向图6B中所示的第一位置或径向向外位置偏置。芯300还包括设置在外表面306中并轴向位于中间凹槽328与下凹槽330之间的环形密封件338，例如，T形密封件。此外，芯300包括用于将芯300的下端304与致动组件400连接的可释放连接器或联接件340。

在图6A到图22B的实施例中，紧塞工具200包括围绕芯300设置的浮动活塞342，其中浮动活塞342包括：大体上圆柱形的内表面，其具有设置在其中的环形内密封件344；以及大体上圆柱形的外表面，其具有形成在其中的环形外密封件346。在一些实施例中，内密封件344和外密封件346可包括T形密封件。在此构造中，浮动活塞342的内密封件344密封接合芯300的外表面306，而外密封件346密封接合壳体202的内表面210。由浮动活塞342的密封件344和346提供的密封接合形成了环形第一流体室或上流体室348以及环形第二流体室或下流体室350。在此构造中，下流体室350相对于周围环境(即，井管柱4的孔4B的至少一部分)流体密封，而来自周围环境的压力经由浮动活塞342从上室348连通到下室350。在一些实施例中，下室350以用于促进致动组件400的作业的液压流体来填充。

在图6A到图22B的实施例中，紧塞工具200包括用于辅助致动组件400致动紧塞工具200的环形分度器360，如本文中将进一步论述。分度器360联接到芯300的外表面306，以使得分度器360与芯300之间的相对轴向和旋转移动受到限制。如图21中明确所示，分度器360大体上包括：第一端或上端360A；第二端或下端360B；以及大体上圆柱形的外表面362，其在端部360A与360B之间延伸。在图6A到图22B的实施例中，分度器360的外表面362包括从其径向向外延伸的多个周向间隔开的脊364，其中每个脊364从上端360A朝向下端360B轴向延伸。如本文中将进一步论述的，脊364与壳体202的长指状物264和短指状物266径向重叠，并且因此，当脊364与指状物264和/或266成角度地对准时，芯300与壳体202之间的相对轴向移动可导致每个脊364的上轴向端与每个短指状物266的终端和/或每个长指状物264的肩部264S之间的物理接合。

在图6A到图22B的实施例中，分度器360包括四个周向间隔开的脊364；然而，在其它实施例中，芯360可包括变化的数量的脊364。此外，分度器360的外表面362包括设置在其中的多个周向间隔开的凹槽366。在此实施例中，分度器360包括间隔开约180°的一对凹槽366；然而，在其它实施例中，分度器360可包括变化的数量的凹槽366。每个凹槽366容纳壳体202的分度器销268中的一个，并且包括多个成角度延伸的肩部368。如本文中将进一步论述的，分度器销268与分度器360的凹槽366的肩部368之间的物理接合或接触被构造成在紧塞工具200的作业期间控制芯300相对于壳体202的旋转。

在图6A到图22B的实施例中，致动组件400大体上包括圆柱形的阀块或主体402、第一对阀组件440A和440B以及第二对阀组件510A和510B。阀主体402包括：第一端或上端404；第二端或下端406；以及大体上圆柱形的外表面408，其在端部404与406之间延伸。阀主体402的外表面408包括设置在其中的密封接合壳体202的内表面210的环形密封件410，例如，T形密封件。由阀主体402的密封件410提供的密封接合将下室350划分成：第一致动室或上致动室352A，其在浮动活塞342的密封件344和346与阀主体402的密封件410之间延伸；以及第二致动室或下致动室352B，其在阀主体402的密封件410与壳体202的中心孔208的下终端之间轴向延伸。如本文中将进一步论述的，致动组件400被构造成选择性限制上致动室352A与下致动室352B之间的流体连通。

在图6A到图22B的实施例中，致动组件400的阀主体402包括第一阀孔或通道412、第二阀孔或通道414、第三阀孔或通道420以及第四阀孔或通道424，其中阀孔412、414、420和424各自从下端406轴向延伸到阀主体402中。在此构造中，第一阀孔412容纳阀组件440A的至少一部分，第二阀孔414容纳阀组件440B的至少一部分，第三阀孔420容纳阀组件510A的至少一部分，并且第四阀孔424容纳阀组件510B的至少一部分。第一径向端口或通道416在外表面408与第一阀孔412之间径向延伸穿过阀主体402，其中第一径向通道416接近第一阀孔412的内终端与第一阀孔412相交叉。类似地，第二径向端口或通道418在外表面408与第二阀孔414之间径向延伸穿过阀主体402，其中第二径向通道418接近第二阀孔414的内终端与第二阀孔414相交叉。径向通道416与418各自在密封件410与上端404之间被轴向定位在阀主体402中。在此布置中，当在第一阀孔412与第一径向通道416之间和/或在第二阀孔414与第二径向通道418之间允许流体连通时，由此在上致动室352A与下致动室352B之间提供流体连通。

致动组件400的第三阀孔420包括截头圆锥密封表面420S，并经由第三径向端口或通道422而与第一阀孔412选择性流体连通，第三径向端口或通道422在第一阀孔412与第三阀孔420的内终端之间延伸。第四阀孔424类似地包括截头圆锥密封表面424S，并经由第四径向端口或通道426而与上室孔或通道428选择性流体连通，第四径向端口或通道426在第三阀孔424与上室通道428之间延伸。上室通道428从上端404轴向延伸到阀主体402中，并且还经由第五径向端口或通道430与第一阀孔412和第二阀孔414两者流体连通，第五径向端口或通道430在第一阀孔412和第二阀孔414两者与上室通道428之间延伸。

在图6A到图22B的实施例中，阀主体402另外包括从上端404轴向延伸到阀主体402中的入口或芯孔或通道432。此外，阀主体402包括：颈部434，其被构造成与芯300的连接器340可释放地联接；以及环形密封件436，其被构造成密封接合芯300的孔308的内表面。在此布置中，在阀主体402的芯通道432与芯300的孔308之间提供流体连通，而在在芯通道432与下室350之间限制直接流体连通(经由密封件436)。在图6A到图22B的实施例中，阀主体402的芯通道432经由第六径向端口或通道438而与第一阀孔412和第二阀孔414两者流体连通，其中第六径向端口或通道438在芯通道432与第一阀孔412和第二阀孔414两者之间延伸。此外，阀主体402包括在阀主体402的上端404与下端406之间轴向延伸的旁路孔或通道437。旁路通道437包括止回阀439，止回阀439经由偏置构件441而被偏置成与旁路通道437密封接合。在此布置中，止回阀439允许经由旁路通道437从上致动室352A到下致动室352B的流体流动，但限制经由旁路通道437从下致动室352B到上致动室352A的流体流动。旁路通道437经由第六径向端口或通道443而与第二阀孔414流体连通，其中第六径向端口或通道443在旁路通道437与第二阀孔414之间延伸。

如图22A和图22B中明确所示，在图6A到图22B的实施例中，阀组件440A和440B各自大体上包括壳体442、活塞组件460和止回阀组件490。阀组件440A的壳体442接近阀主体402的下端406与第一阀孔412的内表面联接，而阀组件440B的壳体442接近阀主体402的第二端406与第二阀孔414的内表面联接。每个阀组件440A和440B的壳体442包括第一室或上室444和第二室或下室446。每个阀组件440A和440B的壳体442另外包括环形密封件448A和448B，在一些实施例中，环形密封件448A和448B可包括T密封件。此外，每个阀组件440A和440B的活塞组件460包括可滑动地设置在其对应的壳体442中的活塞462，活塞462包括设置在其外表面中的环形密封件464(例如，T形密封件)。此外，每个活塞组件460包括联接到壳体442的下终端的活塞保持器466，其中活塞保持器466包括：环形第一密封件或外密封件468A，其密封接合壳体442的内表面；以及环形第二密封件或内密封件468B，其密封接合活塞462的外表面。在一些实施例中，壳体442和活塞保持器466可包括单个整体部件。阀组件440A的壳体442的密封件448A密封接合阀主体402的第一阀孔412的内表面，而密封件448B密封接合活塞462的外表面，并且活塞462的密封件464密封接合壳体442的内表面。类似地，阀组件440B的壳体442的密封件448A密封接合阀主体402的第二阀孔412的内表面，而密封件448B密封接合活塞462的外表面，并且活塞462的密封件464密封接合壳体442的内表面。

在此布置中，流体连通经由多个周向间隔开的第一壳体端口或上壳体端口450而提供在每个阀组件440A和440B的上室444与第六径向通道438(并且继而，芯通道432)之间，而流体连通经由多个周向间隔开的第二壳体端口或下壳体端口452而提供在每个阀组件440A和440B的下室446与第五径向通道430(并且继而，上致动室352A)之间。相反，流体连通在阀组件440A和440B的上室444与第五径向通道430之间受到限制，并且流体连通在阀组件440A和440B的下室446与第六径向端口438之间受到限制。每个阀组件440A和440B的壳体442包括偏置构件454，偏置构件454容纳在上室444内以在阀主体402的上端404的方向上对对应的活塞组件460提供偏置力。在某些实施例中，第一阀组件440A的偏置构件454提供的偏置力大于第二阀组件440B的偏置构件454提供的偏置力。

在图6A到图22B的实施例中，每个阀组件440A和440B的活塞组件460大体上包括：活塞462；以及挡板组件480，其联接到活塞462的上端。每个阀组件440A和440B的活塞462包括设置在对应的壳体442的上室444中的环形肩部470。在此布置中，活塞462的环形肩部470经由阀主体402的芯通道432而从芯300的孔308接收流体压力。如上所述，芯300的孔308与设置在活塞环260上方的周围环境(即，井管柱4的孔4B)流体连通，并且因此在其中部署有紧塞工具200的管柱或井眼中来自紧塞工具200轴向上方的流体压力可连通到活塞462的肩部470。在此布置中，由上室444中的流体压力施加到活塞462的肩部470的压力抵抗从偏置构件454施加到活塞462的偏置力。因此，施加到活塞462的肩部470的充足的或阈值压力(经由上室444中的充足的或阈值流体压力而提供)可将活塞462在壳体442中轴向移位，由此压缩偏置构件454。

在图6A到图22B的实施例中，每个阀组件440A和440B的挡板组件480包括：壳体或承载器482，其联接到活塞462的上终端；以及挡板484，其经由偏置的铰链486而可枢转地联接到承载器482，其中挡板484包括径向延伸的接合肩部488。偏置的铰链486包括偏置构件，该偏置构件被构造成将挡板484偏置成与承载器482的内表面接合，或换句话说，将挡板484偏置出与活塞组件460的中心或纵向轴线对准。第一阀组件440A的止回阀组件490可滑动地设置在阀主体402的第一阀孔412中，而第二阀组件440B的止回阀组件490可滑动地设置在第二阀孔414中。

在图6A到图22B的实施例中，每个阀组件440A和440B的止回阀组件490包括：止回阀壳体492，其包括朝向挡板组件480轴向向上延伸的阀杆494；以及球或紧塞构件496，其设置在止回阀壳体492中。此外，每个阀组件440A和440B的止回阀组件490包括用于在阀主体402的下端406的方向上对止回阀壳体492施加偏置力的偏置构件498。此外，每个阀组件440A和440B包括环形塞500，环形塞500联接到阀主体402并轴向设置在挡板组件480与止回阀组件490之间。每个塞500的下端包括用于接合对应的挡板484的终端的大体上截头圆锥的表面502。在此布置中，第一阀组件440A的止回阀组件490的偏置构件498将止回阀壳体492偏置到下位置中，其中球496限制第一阀孔412与第一径向通道416之间的流体连通。类似地，第二阀组件440B的止回阀组件490的偏置构件498将止回阀壳体492偏置到下位置中，其中球496限制第二阀孔414与第二径向通道418之间的流体连通。换句话说，阀组件440A和440B各自朝向闭合位置被偏置。

在图6A到图22B的实施例中，致动组件400的每个阀组件510A和510B大体上包括：细长密封构件或塞512；以及延伸杆514，其经由形成在塞512的下端与延伸杆514的上端之间的可旋转接头或球接头516而枢转联接到塞512。每个阀组件510A和510B的塞512包括设置在塞512的截头圆锥外表面中的环形密封件518。阀组件510A的塞512可滑动地设置在阀主体402的第三阀孔420中，并且阀组件510A的密封件518被构造成当阀组件510A处于闭合位置中时密封接合第三阀孔420的密封表面420S，以限制第三阀孔420与第三径向通道422之间的流体连通。阀组件510B的塞512可滑动地设置在阀主体402的第四阀孔424中，并且阀组件510B的密封件518被构造成当阀组件510B处于闭合位置中时密封接合第四阀孔424的密封表面424S，以限制第四阀孔424与第四径向通道426之间的流体连通。

每个阀组件510A和510B的延伸杆514包括伸缩轴向长度调整器520，伸缩轴向长度调整器520被构造成经由延伸杆514的上端与下端之间的相对旋转而调整延伸杆514的轴向长度。此外，偏置构件522围绕延伸杆514的外表面而设置，并轴向位于延伸杆514的包括有球连接器524的下端处。如图7D中明确所示，每个阀组件510A和510B的延伸杆514的下端可滑动地容纳在多个通道532中的一个中，该多个通道532轴向延伸穿过设置在下致动室352B中的大体上圆柱形的第一弹簧保持器530。明确地说，通道532从其第一端或上端轴向延伸到第一弹簧保持器530中，其中第一弹簧保持器530的第二端或下端直接邻接壳体202的孔208的下终端。在图6A到图22B的实施例中，偏置构件534设置在第一弹簧保持器530的每个通道532内。明确地说，第一弹簧保持器530的第一偏置构件534物理接合阀组件510A的延伸杆514的球连接器524，从而将阀组件510A的塞512朝向第三阀孔420的密封表面420S偏置。类似地，第一弹簧保持器530的第二偏置构件534物理接合阀组件510B的延伸杆514的球连接器524，从而将阀组件510B的塞512朝向第四阀孔424的密封表面424S偏置。

每个阀组件510A和510B的偏置构件522还容纳在第一弹簧保持器530的对应的通道532中，其中偏置构件522被构造成当阀组件510A和510B各自致动到其闭合位置中时，当塞512分别接触密封表面420S和424S时，缓冲阀组件510A和510B的塞512的冲击。在图6A到图22B的实施例中，紧塞工具200的致动组件400另外包括：第二弹簧保持器540，其被容纳在下致动室532B中；以及偏置构件542，其由第二弹簧保持器540保持，被构造成在紧塞工具200的壳体202的上端204的轴向方向上对阀主体402(并且继而，对芯300)施加偏置力。

参照图23到图29，在图23到图29中示出了井系统1的非限制性流动输送紧塞工具600的另一实施例，其中紧塞工具600被构造成在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动图2A到图5中所示的滑动套筒阀10。为了清楚起见，图23示出了紧塞工具600的第一侧视截面图，而图24示出了紧塞工具600的从图23中所示的视图旋转90°的第二侧视截面图。紧塞工具600可在井眼3的地表处设置在井管柱4的孔4B中，并向下穿过井眼3朝向井眼3的跟部泵送，其中紧塞工具600可选择性致动一个或多个滑动套筒阀10从井眼3的跟部移动到井眼3的趾端。紧塞工具600包括与图6A到图22B中所示的紧塞工具200相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。

在图23到图29的实施例中，紧塞工具600包括：圆柱形的壳体602，其类似于上文所论述的紧塞工具200的壳体202；以及芯300，其可滑动地设置在圆柱形的壳体602中。类似于紧塞工具200的壳体202的配置，壳体602包括多个可释放地联接的段，包括第一段或上段602A以及联接到第一段或上段602A的第二段或中段602B。壳体602具有：第一端或上端604；以及中心孔或通道606，其由大体上圆柱形的内表面608限定。紧塞工具600的壳体602包括：过滤器610；以及径向端口612，其被构造成允许壳体602的孔606与周围环境之间的流体连通。不同于上文所论述的紧塞工具200的上过滤器218，紧塞工具600的过滤器610包括多个环形的轴向堆叠的垫圈614。如图26到图28中明确所示，过滤器610的每个垫圈614具有第一端616和第二端618，其中第一端616包括径向外环形密封表面620和径向内环形凹陷表面622。在图23和图24中所示的堆叠布置中，过滤器610的每个垫圈614的密封表面620密封接合邻接地设置的垫圈614的第二端618。

在图23到图29的实施例中，每个垫圈614的第一端616包括形成在其中的多个周向间隔开的凹口624。凹口624被构造成当垫圈614以图23和图24中所示的堆叠布置设置时，在每个凹口624与邻接地设置的垫圈614的第二端618之间提供轴向延伸的间隙。在此配置中，由垫圈614的凹口624形成的轴向间隙促进了跨越过滤器610的流体连通。此外，经由凹口624形成在每对邻接地设置的垫圈614之间的轴向间隙可被设定大小成允许预定大小的颗粒穿过过滤器610。在一些实施例中，斜面可形成在每个垫圈614的凹陷表面622的径向内端中以进一步促进穿过过滤器610的流体流动。

紧塞工具600的壳体602包括多个周向间隔开的槽630，槽630在配置上类似于紧塞工具200的壳体202的上槽222。壳体602的槽630各自将对应的复合键或接合构件640容纳在其中。复合键640各自包括弧形上肩部642和可缩回销或下肩部644。复合键640在配置上类似于紧塞工具200的复合键230。然而，不同于上文所述的复合键230，每个复合键640包括延伸到其下端中的弧形槽646。每个复合键640的槽646被构造成容纳轴向延伸的唇缘632，唇缘632形成壳体602的中段602B的上端。在中段602B的唇缘632容纳在每个复合键640的槽646中的情况下，允许键640在径向内部位置与外部位置之间径向平移，同时保持受约束或与壳体602联接。因此，唇缘632和槽646的互动起作用以将复合键640与壳体602保持，而不使用紧塞工具200的保持器240。

参照图30A和图30B，在图30A和图30B中示出了井系统1的非限制性流动输送紧塞工具700的另一实施例，其中紧塞工具700被构造成在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动图2A到图5中所示的滑动套筒阀10。为了清楚起见，图30A示出了紧塞工具700的第一侧视截面图，而图30B示出了紧塞工具700的从图30A中所示的视图旋转90°的第二侧视截面图。紧塞工具700可在井眼3的地表处设置在井管柱4的孔4B中，并向下穿过井眼3朝向井眼3的跟部泵送，其中紧塞工具700可选择性致动一个或多个滑动套筒阀10从井眼3的跟部移动到井眼3的趾端。紧塞工具700包括与图6A到图22B中所示的紧塞工具200相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。

在图30A和30B的实施例中，紧塞工具700包括壳体202和芯702，芯702在配置上类似于上文所述的紧塞工具200的芯300。然而，不同于紧塞工具200的芯300，芯702包括可滑动地设置在芯702的中心孔或通道704中的浮动活塞706。活塞706包括与孔704的内表面密封接合的环形密封件708，从而将孔704划分成：第一室或上室710A，其在孔704的上端与活塞706之间延伸；以及第二室或下室710B，其在活塞708与致动组件400的阀主体402的芯通道432之间延伸。在此配置中，下室710B相对于上室710A流体密封，而流体压力可经由浮动活塞706在室710A与710B之间连通。因此，活塞706允许流体压力从设置在紧塞工具700上方的流体传递到阀主体402的芯通道432，同时保护与芯通道432流体连通的致动组件400的部件免受设置在上室710A中的流体所含有的颗粒的影响。

在图30A和图30B的实施例中，芯702另外包括联接到下室710B的内表面的流体阻尼器712，其中流体阻尼器712包括延伸穿过其中的中心端口或通道714。流体阻尼器712的通道714具有相对小的直径，并且被构造成例如在活塞706穿过芯702的孔704的轴向移位的情形下对穿过下室710B的流体流动提供限制。在一些实施例中，流体阻尼器712包括定位螺钉；然而，在其它实施例中，流体阻尼器712可包括本领域中已知的其它阻尼机构。在图30A和图30B中所示的配置中，由流体阻尼器712的通道714提供的流体限制装置起作用以阻尼穿过形成在芯702中的下室710B的压力脉动(例如，水锤作用等)。

参照图31，在图31中示出了用于与图1的井系统1一起使用的滑动套筒阀750的另一实施例。滑动套筒阀750包括与图2A到图5中所示的滑动套筒阀10相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。与上文所述的滑动套筒阀10相同，滑动套筒阀750包括第一位置或上闭合位置、第二位置或打开位置以及第三位置或下闭合位置，并且能够经由紧塞工具(例如，上文所述的紧塞工具200、600、700)而在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动。滑动套筒阀750大体上包括壳体752和承载器构件50，其中壳体752具有由大体上圆柱形的内表面756限定的中心孔或通道754。

不同于滑动套筒阀10，图31中所示的滑动套筒阀750包括环形凹槽758，环形凹槽758形成在壳体752的内表面756中，将径向向内偏置的摩擦环760容纳在其中。摩擦环760被构造成对承载器构件50的外表面56提供阻力或摩擦力。从摩擦环760施加到承载器构件50的摩擦力被构造成防止承载器构件50在壳体752的孔754中被无意地移位。换句话说，摩擦环760通过施加抵抗承载器构件50与壳体752之间的相对移动的摩擦力而被构造成防止滑动套筒阀750在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间被无意地致动。在一些实施例中，摩擦环760包括抗卡滞材料，例如，铍铜。

在图31的实施例中，摩擦环760可被构造成将预定摩擦力提供到承载器构件50以抵抗承载器构件50在壳体752的孔754内的移动。在此布置中，摩擦环760可被设计成使得预定轴向力必须施加到承载器构件50以便将承载器构件50移位并由此在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动滑动套筒阀750。在一些实施例中，由摩擦环760施加到承载器构件50的摩擦力的量可经由摩擦环760的材料特性以及摩擦环760朝向承载器构件50的外表面56被径向向内偏置的程度来控制。

参照图1到图22B，在已经描述了滑动套筒阀10和750以及紧塞工具200、600和700的实施例的结构特征之后，现将在此描述所述实施例的作业。明确地说，在此描述图2到图5中所示的滑动套筒阀10以及图6A到图22B中所示的紧塞工具200的作业；然而，滑动套筒阀750以及紧塞工具600和700的作业类似于下文所述的滑动套筒阀10和紧塞工具200的作业。

图6A到图22B图示了随着紧塞工具200被泵送穿过图1中所示的井眼3处于入井位置中的紧塞工具200。在此位置中，复合键230、中间键244和孔传感器250各自处于径向向外位置中，而下键254各自处于径向缩回位置中。此外，如图19中明确所示，当紧塞工具200处于入井位置中时，致动组件400的该对第一阀组件440A和440B两者处于闭合位置中，而该对第二阀组件510A和510B两者处于打开位置中。在此布置中，经由第四阀孔424和上室通道428而允许上致动室352A和下致动室352B之间的流体连通。

随着紧塞工具200被泵送穿过井管柱4的孔4B，紧塞工具200将进入井系统1的最上滑动套筒阀10的孔18。参照图32A和图32B，随着紧塞工具200进入井系统1的最上滑动套筒阀10的孔18，每个复合键230的上肩部232接合滑动套筒阀的承载器构件50的上肩部62，而下肩部234被允许经由缩回在其相关联的槽内而穿过上肩部62，并且在穿过上肩部62之后，随后接合下肩部64以将承载器构件50与紧塞工具200的壳体202锁定。在图32A和图32B中所示的位置中，孔传感器250和C形环336各自处于径向向外位置中，从而经由在C形环336与形成在壳体202的内表面210中的肩部229(在图32B中示出)之间的接合而限制芯300与壳体202之间的轴向移动。

参照图33A和图33B，随着紧塞工具200的壳体202轴向锁定到滑动套筒阀10的承载器构件50，紧塞工具200继续轴向行进穿过滑动套筒阀10的壳体12的孔18，由此强制性地将承载器构件50轴向移位或拖曳穿过孔18。明确地说，将紧塞工具200泵送穿过井管柱4的孔4B的压力起作用以克服在每个按钮82的下端86与对应的平坦构件100的密封表面102之间提供的阻力，以强制性地将承载器构件50相对于滑动套筒阀10的壳体12轴向移位。此外，从紧塞工具200的壳体202施加到承载器构件50的力足以将保持环110的剪切销112剪断，从而允许承载器构件50与保持环110之间的相对轴向移动。

承载器构件50和紧塞工具200轴向移动穿过滑动套筒阀10的壳体12的孔18，直到中间键244物理接合壳体12的中间肩部30为止，由此中止紧塞工具200与承载器构件50两者穿过孔18的向下轴向运动。在此位置中，滑动套筒阀已经从图2A到图5中所示的上闭合位置致动到图33A和图33B中所示的打开位置，其中在承载器构件50的孔52与按钮82的孔84之间建立了流体连通。因此，中间键244与中间肩部30之间的接合起作用以将承载器构件50轴向定位在壳体12的孔18内，使得滑动套筒阀10设置在打开位置中。此外，在图33A和图33B中所示的位置中，壳体202的活塞环260密封接合壳体12的密封孔28，由此限制壳体12的上端14处的孔18的部分与壳体12的下端16处的孔18的部分之间的流体连通。换句话说，从壳体12的上端14进入到孔18中的流体流动必须经由按钮82的孔84从滑动套筒阀10流出到周围环境(即，井眼3的环空3A)。此外，在图33A和图33B中所示的位置中，孔传感器250也已经进入密封孔28，并且已经由与密封孔28的接触而被致动到径向向内位置中，从而迫使C形环336进入到径向向内位置中。

在C形环336设置在径向向内位置中的情况下，紧塞工具200的芯300从壳体202轴向解锁，并且因此被允许相对于壳体202轴向移动。此外，在图33A和图33B中所示的位置中，在承载器构件50从其在图32A和图32B的位置轴向移位的情况下，允许保持环110在壳体12的孔18中径向移位到径向向内位置中。在径向向内位置中，保持环110防止承载器构件50返回到其在图32A和图32B中所示的原始位置，并且因此，一旦滑动套筒阀10已经被致动到图33A和图33B中所示的打开位置，保持环110便限制滑动套筒阀10返回到上闭合位置。

参照图34A到图36，在滑动套筒阀10致动到打开位置之后，紧塞工具200的壳体202可轴向锁定到滑动套筒阀10的壳体12。明确地说，紧塞工具200上方的井管柱4的孔4B中的液压压力可增大以由此抵抗由偏置构件542对芯300提供的偏置力而将芯300轴向移位穿过壳体202的孔208。如图34B中明确所示，芯300的轴向移位经由下键254与芯300的下肩部334之间的接触而将下键254致动到径向向外位置中。在此位置中，下键254被设置成直接邻接壳体12的下肩部32，由此限制紧塞工具200的壳体202朝向上端14径向向上行进穿过壳体12的孔18。因此，在中间键244和下键254各自处于径向向外位置中的情况下，紧塞工具200的壳体202与滑动套筒阀10的壳体12轴向锁定。

一旦紧塞工具200的壳体202与滑动套筒阀10轴向锁定，位于紧塞工具200上方的井管柱4的孔4B的部分中的液压压力便可增大以液压压裂邻接滑动套筒阀10的地下地层6(在图1中示出)的区域。井管柱4的孔4B中的增大的液压压力对芯300的上端302起作用，由此将芯300进一步向下移位穿过紧塞工具200的壳体202的孔208。响应于芯300与壳体202之间的相对轴向移动，分度器销268移位穿过形成在分度器360中的凹槽366，直到它们占据图36中所示的位置为止。此外，随着分度器销268移动穿过凹槽366，销268接合凹槽366的肩部368，从而迫使芯300相对于壳体202旋转。

芯300继续轴向行进穿过壳体202的孔208，直到阀组件510B的塞512密封住第四阀孔424的密封表面424S为止，从而将阀组件510B设置在闭合位置中。在阀组件510B设置在闭合位置中的情况下，从下致动室352B到上致动室352A的流体流动受到限制，从而在下致动室352B中形成防止芯300进一步向下行进穿过壳体202的孔208的液压锁。在芯300被锁定而不能进一步向下移动穿过壳体202的孔208的情况下，井管柱4的孔4B内的流体压力可增大到压裂压力，并且邻接滑动套筒阀10的地层6的部分可被液压压裂。

参照图34A到图37，在滑动套筒阀10和紧塞工具200处于图34A到图36中所示的位置中时发生的液压压裂作业期间，可能无意地失去液压压裂压力。例如，将流体压力提供到井管柱4的孔4B的入口的井系统1的地表泵可能出现故障或以其它方式失去压力。在此情形下，紧塞工具200被构造成防止卡住、堵住或其它方式失去作业能力。明确地说，失去对芯300的上端302作用的流体压力，允许紧塞工具200的偏置构件542将芯300向上轴向移位穿过壳体202的孔208。然而，芯300在壳体202的孔208内的基本上向上的轴向移动经由壳体202的短指状物266和长指状物264的肩部264S与联接到芯300的分度器360的脊364之间的物理接合或接触而受到限制。如图37中明确所示，脊364与短指状物266和肩部264S成角度地对准，并且因此，芯300相对于壳体202的向上移动使脊364与短指状物266和肩部264S相接触，从而限制芯300的任何进一步向上移动。在液压压裂的中断之后，压裂压力可再次施加到井管柱4的孔4B，这使紧塞工具200恢复到图34A到图36中所示的位置。

参照图38和图39，一旦邻接滑动套筒阀10的地下地层6的部分被充分压裂，紧塞工具200便可作业以将滑动套筒阀10从图34A到图36中所示的打开位置致动到下闭合位置。明确地说，位于紧塞工具200上方的井管柱4的孔4B的部分中的流体压力可减小。井管柱4的孔4B内的流体压力的减小经由形成在阀主体402中的芯通道432和第六径向通道438而连通到每个阀组件440A和440B的上室444。上室444中的流体压力的减小继而减小了对每个阀组件440A和440B的活塞462的肩部470作用的压力，从而导致每个阀组件440A和440B的偏置构件454将每个活塞462朝向其相应的止回阀组件490轴向移位。在图38和图39的实施例中，阀组件440A的阀杆494的轴向长度大于阀组件440B的阀杆494的轴向长度，并且因此，在阀组件440B的挡板484接触其对应的阀杆494之前，阀组件440A的挡板484接触其对应的阀杆494。在此配置中，阀组件440A的上室444中的流体压力的减小导致挡板484接合阀杆494并将紧塞构件496轴向移位出与第一径向通道416密封接触。在图38和图39中所示的位置中，在阀组件440A的紧塞构件496脱离与第一径向通道416密封接触的情况下，允许先前被截留在下致动室352B中的流体经由第三阀孔420、第三径向通道422、第一阀孔412和第一径向通道416而流动到上致动室352A中。

参照图40A到图42，在流体连通随着阀组件440A的打开而在致动室352A与352B之间重新建立的情况下，再次允许芯300轴向向下行进穿过壳体202的孔208。明确地说，虽然紧塞工具200上方的井管柱4的孔4B中的液压压力已经减小，但跨越活塞环260的压力差保持，从而导致芯300响应于施加到上端302的流体压力而轴向向下行进穿过壳体202的孔208。芯300继续向下行进穿过壳体202的孔208，直到阀组件510A的塞512密封住第三阀孔420的密封表面420S为止，由此限制致动室352A与352B之间的流体流动，并且在下致动室352B中重新建立液压锁。如图42中明确所示，芯300与壳体202之间的相对轴向移动导致它们之间由分度器360导引的相对旋转。

在此位置，如图40A和图40B中所示，允许中间键244致动到径向向内位置中而容纳在芯300的中间凹槽324中，由此将紧塞工具200从滑动套筒阀10的壳体12解锁。在紧塞工具200从壳体12解锁的情况下，跨越活塞环260保持的压力差起作用以将紧塞工具200和承载器构件50(经由复合键230而锁定到工具200)向下移位到壳体12的孔18中，直到承载器构件50的下端50B接合壳体12的中间肩部30为止，从而将滑动套筒阀10设置在下闭合位置中。在图40A和图40B中所示的下闭合位置中，每个平坦构件100的密封表面102密封接合每个对应的按钮82的下端86，由此限制按钮82的孔84与承载器构件50的孔52之间的流体连通。

参照图40A到图45，在滑动套筒阀10设置在下闭合位置中的情况下，紧塞工具200可从阀10释放，使得紧塞工具200可从图40A和图40B中所示的阀10流运输穿过井管柱4的孔4B到被定位在井下的下一滑动套筒阀10。明确地说，为了将紧塞工具200从滑动套筒阀10的承载器构件50释放，芯300必须进一步向下轴向移位到壳体202的孔208中。在图40A到图44的实施例中，允许芯300通过进一步减小对芯300的上端302作用的液压压力而进一步轴向向下行进到孔208中。

如图43和图44中明确所示，液压压力的进一步减小连通到阀组件440A的上室444，这允许阀组件440B的偏置构件454将活塞462轴向向上移位，使得挡板484接合阀杆494并将紧塞构件496移位出与第二径向通道418密封接合。在阀组件440B现在处于打开位置中的情况下，先前被截留在下致动室352B中的流体可经由旁路通道437、第六径向通道443、第二阀孔414和第二径向通道418而连通到上致动室352A。如图45中明确所示，在阀组件440B的打开之后，允许芯300轴向向下行进穿过壳体202的孔208，直到允许复合键230致动到径向向内位置中而容纳在芯300的上凹槽318中为止。在此位置中，复合键230可穿过滑动套筒阀10的壳体12的密封孔28，由此允许紧塞工具200随着紧塞工具200朝向井管柱4的下一滑动套筒阀10流动而完全穿过壳体12的孔18。一旦紧塞工具200从滑动套筒阀10释放，便允许设置在上致动室352A中的流体随着芯300返回到其在图6A到图22B中中所示的原始位置而经由旁路通道437返回到下致动室352B。

参照图46，在图46中示出了用于与图1的井系统1一起使用的滑动套筒阀800的另一实施例。滑动套筒阀800包括与图31中所示的滑动套筒阀750相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。与同上文所述的滑动套筒阀750相同，滑动套筒阀800包括第一位置或上闭合位置、第二位置或打开位置以及第三位置或下闭合位置，并且能够经由紧塞工具(例如，上文所述的紧塞工具200、600、700)而在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动。虽然保持环110被示出在图46的实施例中，但在其它实施例中，滑动套筒阀800可不包括保持环110。在此实施例中，滑动套筒阀800大体上包括壳体802和承载器构件820，其中壳体802具有由大体上圆柱形的内表面806限定的中心孔或通道804。壳体802的内表面806包括：第一肩部或上肩部808，其限定凹槽33的下端；第二环形肩部或下环形肩部810；以及环形凹槽812，其轴向位于肩部808与810之间。

滑动套筒阀800的承载器构件820具有：第一端或上端820A；第二端或下端；中心孔或通道822，其在上端820A与下端之间延伸，由大体上圆柱形的内表面824限定；以及大体上圆柱形的外表面，其在上端820A与下端之间延伸。在此实施例中，承载器构件820的外表面826包括形成在上面的环形凹槽828，环形凹槽828被设置成接近上端820A。凹槽828将定位环830容纳在其中，其中定位环830包括径向向外延伸的环形肩部或棘部832。在图46中所示的滑动套筒阀800的上闭合位置中，定位环830的棘部832接合保持环110的内表面。在此实施例中，定位环830包括C形环，该C形环具有被设置成在当定位环830设置在放松位置中时直接相互邻接或邻靠的相对端部，其中在放松位置中，定位环830未因外力而弹性变形。在一些实施例中，定位环830包括抗卡滞材料，例如，铍铜。

在此实施例中，当滑动套筒阀800从图46中所示的上闭合位置致动到打开位置(未示出)时，定位环830的棘部832接触壳体802的内表面806，由此使定位环830弹性变形以允许棘部832随着承载器构件820轴向行进穿过壳体802的孔804而在上肩部808下方经过。承载器构件820继续行进穿过孔804，直到棘部832轴向对准并容纳在壳体802的凹槽812中为止，此时滑动套筒阀800已进入打开位置。在滑动套筒阀800的打开位置中，允许棘部832径向向外膨胀到凹槽812中，由此允许定位环830在滑动套筒阀800在上闭合位置与打开位置之间的转变期间弹性变形之前返回到其放松位置。此外，在此实施例中，当滑动套筒阀800从中所示出的打开位置致动到下闭合位置时，棘部832与壳体802的内表面806之间的接触再次使定位环830弹性变形，以允许棘部832随着承载器构件820轴向行进穿过壳体802的孔804而离开凹槽812。承载器构件820继续行进穿过孔804，直到棘部832至少部分地越过壳体802的下肩部810为止，此时滑动套筒阀800已经进入下闭合位置。在下闭合位置中，允许棘部832抵靠下肩部810径向向外膨胀，由此允许定位环830返回到其放松位置。

因此，如同图31中所示的滑动套筒阀750的摩擦环760，定位环830提供抵抗承载器构件820与壳体802之间的相对轴向移动的力，以由此防止承载器构件820被无意地移位穿过壳体802的孔804。然而，假定当定位环830处于放松位置中时，定位环830的端部邻靠，则除了克服棘部832与壳体802的内表面806之间的摩擦力之外，定位环830还必须也弹性变形以允许承载器构件820相对于壳体802轴向行进。在一些实施例中，可定制定位环830和棘部832的材料特性、物理尺寸和/或几何形状以提供抵抗承载器构件820与壳体802之间的相对轴向移动的预定阻力。以此方式，定位环830和棘部832可被设计成使得预定轴向力必须施加到承载器构件820以便在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动滑动套筒阀800。

参照图47和图48，在图47和图48中示出了用于与图1的井系统1一起使用的滑动套筒阀850的另一实施例。滑动套筒阀850包括与图46中所示的滑动套筒阀800相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。与上文所述的滑动套筒阀800相同，滑动套筒阀850包括第一位置或上闭合位置、第二位置或打开位置以及第三位置或下闭合位置，并且能够经由紧塞工具(例如，上文所述的紧塞工具200、600、700)而在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动。虽然保持环110被示出在图47和图48的实施例中，但在其它实施例中，滑动套筒阀850可不包括保持环110。在此实施例中，滑动套筒阀850大体上包括壳体852和承载器构件870，其中壳体852具有由大体上圆柱形的内表面856限定的中心孔或通道854。壳体852的内表面856包括：上肩部808；以及下肩部858，其与上肩部808轴向间隔开。

在此实施例中，保持组件860(包括例如扣环)抵靠下肩部858而保持定位环862。定位环862包括径向向内延伸的环形肩部或棘部864。不同于图46中所示的滑动套筒阀800的实施例的定位环832(其包括C形环)，定位环862包括连续环或环形构件。换句话说，定位环862围绕承载器构件870的圆周连续延伸360度。因此，为了将棘部864从径向收缩位置(对应于定位环862的放松位置)向外移位到径向膨胀位置中，定位环862必须经由对定位环862施加的径向向外指向的力通过张力而弹性变形。

滑动套筒阀850的承载器构件870具有：纵向或中心轴线875；第一端或上端870A；第二端或下端；中心孔或通道872，其在上端870A与下端之间延伸，由大体上圆柱形的内表面874限定；以及大体上圆柱形的外表面，其在上端870A与下端之间延伸。在此实施例中，承载器构件870的外表面876包括多个环形的径向向外延伸的且轴向间隔开的定位器878、880、882和884。如图48中明确所示，定位器878包括下定位器878，并且当滑动套筒阀850设置在上闭合位置中时被轴向定位成接近棘部864。定位器880和882包括中间定位器880和882，并且被轴向定位在下定位器878与定位器884之间，定位器884包括上定位器884。上定位器884被定位成直接邻接承载器构件870的凹槽66，并且中间定位器882被轴向定位在上定位器884与中间定位器880之间。在此实施例中，每个定位器878到882由一对对应的环形、倾斜或截头圆锥的肩部限定：这些肩部分别是，用于下定位器878的上肩部878A和下肩部878B；用于于中间定位器880的上肩部880A和下肩部880B；用于中间定位器882的上肩部882A和下肩部882B；和用于上定位器884的上肩部884A和下肩部884B。

在此实施例中，当滑动套筒阀850从图47和图48中所示的上闭合位置致动到打开位置(未示出)时，定位环862的棘部864接触下定位器878的下肩部878B，从而使定位环862弹性变形，以允许棘部864随着承载器构件870轴向行进穿过壳体852的孔854而膨胀到径向膨胀位置，并越过下定位器878。随着承载器构件870继续轴向行进穿过孔854，允许棘部864随着其从下定位器878的上肩部878A下落而返回到径向收缩位置，从而允许定位环862放松回到其放松位置中。此外，随着承载器构件850接近孔854中对应于滑动套筒阀850的打开位置的轴向位置，棘部864接触中间定位器880的下肩部880B，从而迫使棘部864进入到径向膨胀位置中，而再次使定位环862弹性变形。随着棘部864从中间定位器880的上肩部880A下落，再次允许棘部864返回到径向收缩位置，从而使定位环862放松并将滑动套筒阀850设置在打开位置中，其中棘部864轴向位于中间定位器880与882之间。

在此实施例中，当滑动套筒阀850从中所示出的打开位置致动到下闭合位置时，棘部864接触中间定位器882的下肩部882B，从而使定位环862弹性变形，以允许棘部864随着承载器构件870进一步轴向行进穿过壳体852的孔854而膨胀到径向膨胀位置，并越过下定位器878。随着承载器构件870继续轴向行进穿过孔854，允许棘部864随着棘部864从中间定位器882的上肩部882A下落而返回到径向收缩位置，从而使定位环862放松。此外，随着承载器构件850接近孔854中对应于滑动套筒阀850的下闭合位置的轴向位置，棘部864接触上定位器884的下肩部884B，从而迫使棘部864进入到径向膨胀位置中，而使定位环862弹性变形。随着棘部864从上定位器884的上肩部884A下落，允许棘部864返回到径向收缩位置，从而使定位环862放松并将滑动套筒阀850设置在下闭合位置中，其中棘部864容纳在承载器构件850的凹槽66中。

因此，如同图46中所示的滑动套筒阀800的定位环830和棘部832，定位环862提供抵抗承载器构件870与壳体802之间的相对轴向移动的阻力，并由此防止承载器构件870被无意地移位穿过壳体852的孔854。然而，不同于滑动套筒阀800，随着滑动套筒阀850在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动，定位环862不对承载器构件870行进穿过壳体852的孔854的轴向长度的大部分连续施加阻力。例如，当滑动套筒阀850在上闭合位置与打开位置之间致动时，定位环862仅在当棘部864在下定位器878和中间定位器880上方行进时提供阻力。换句话说，当棘部864行进穿过形成在下定位器878的上肩部878A与中间定位器880的下肩部880B之间的轴向空间时，定位环862不施加阻力(由于定位环862的弹性变形)。类似地，当滑动套筒阀850在打开位置与下闭合位置之间致动时，定位环862仅在当棘部864在中间定位器882和上定位器884上方行进时提供阻力。因此，当棘部864行进穿过形成在中间定位器882的上肩部882A与上定位器884的下肩部884B之间的轴向空间时，定位环862不施加阻力(由于定位环862的弹性变形)。

在一些实施例中，有利的是，随着滑动套筒阀850在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动，仅对承载器构件870行进穿过壳体852的轴向长度的部分或小部分施加阻力。例如，在一些应用中，此配置可实现以下益处：防止滑动套筒阀850在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间的无意地致动，同时减少施加到滑动套筒阀850的部件的磨损和/或必须耗费在致动滑动套筒阀850上的功或能量的量。然而，在其它应用中，可有益的是，对滑动套筒阀的承载器构件或滑动套筒(例如，滑动套筒阀800和850的相应的承载器构件820和870)在滑动套筒阀在其打开位置与闭合位置之间的致动期间行进的整个轴向长度或至少该轴向长度的大部分连续施加阻力。

在此实施例中，限定定位器878到884的上截头圆锥肩部和下截头圆锥肩部相对于承载器构件870的中心轴线875以变化的角度设置或延伸。明确地说：下定位器878的下肩部878B相对于中心轴线875以大于上肩部878A相对于中心轴线875的角度的角度设置(例如，限定上肩部878A的表面被设置成比限定下肩部878B的表面更平行于中心轴线875)，中间定位器880的上肩部880A相对于中心轴线875以大于下肩部880B相对于中心轴线875的角度的角度设置，中间定位器882的下肩部882B相对于中心轴线875以大于上肩部882A相对于中心轴线875的角度的角度设置，并且上定位器884的上肩部884A相对于中心轴线875以大于下肩部884B相对于中心轴线875的角度的角度设置。在一些实施例中，肩部878B、880A、882B和884A相对于中心轴线875以第一角度设置，而肩部878A、880B、882A和884B相对于中心轴线875以小于第一角度的第二角度设置。在其它实施例中，第一角度可与第二角度相同或相似。

在一些应用中，定位器878到882的肩部相对于中心轴线875设置的不同角度通过允许定位环862逐渐返回到其松弛位置而在作业期间使滑动套筒阀850减小磨损量。例如，以承载器构件870与壳体802之间的给定的相对轴向移动的速率，相比在棘部864越过上肩部878A(允许棘部864的直径收缩，使定位环862放松)时，棘部864的内径必须随着棘部864越过下定位器878的下肩部878B(迫使棘部864的直径膨胀并使定位环862弹性变形)而较迅速地改变。相比于如果上肩部878A以与下肩部878B相同的角度的设置的情况，上肩部878A相比下肩部878B相对于中心轴线875的较小角度实现了以下方面的较逐渐的减小：棘部864的直径的改变、定位环862中的弹性变形以及由定位环862施加的阻力的程度。定位环862的弹性变形的逐渐减小可以由于定位环862施加的阻力的减小而降低在作业期间损坏定位环862的可能性并减小对滑动套筒阀850(或用于致动滑动套筒阀850的工具)的任何冲击。类似地，中间定位器880的下肩部880B相对于中心轴线875设置的减小的角度减小了随着棘部864在下肩部880B上方行进而由定位环862施加的阻力的增大所致的冲击。此外，中间定位器880的上肩部880A的相对较大的角度通过辅助将定位环862的棘部864截留(与中间定位器882的下肩部882B一起)在中间定位器880与882之间而辅助将滑动套筒阀850保持在打开位置中。

参照图49和图50，在图49和图50中示出了用于与图1的井系统1一起使用的滑动套筒阀900的另一实施例。滑动套筒阀900包括与图47和图48中所示的滑动套筒阀850相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。与上文所述的滑动套筒阀850相同，滑动套筒阀900包括第一位置或上闭合位置、第二位置或打开位置以及第三位置或下闭合位置，并且能够经由紧塞工具(例如，上文所述的紧塞工具200、600、700)而在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动。虽然保持环110被示出在图49和图50的实施例中，但在其它实施例中，滑动套筒阀900可不包括保持环110。在此实施例中，滑动套筒阀900大体上包括壳体902和承载器构件920，其中壳体902具有中心或纵向轴线905以及由大体上圆柱形的内表面906限定的中心孔或通道904。滑动套筒阀900的承载器构件920具有：第一端或上端920A；第二端或下端；中心孔或通道922，其在上端920A与下端之间延伸，由大体上圆柱形的内表面924限定；以及大体上圆柱形的外表面，其在上端920A与下端之间延伸。

滑动套筒阀900在配置上类似于滑动套筒阀850，不同之处在于，在此实施例中，壳体902的内表面906包括多个环形的径向向内延伸的且轴向间隔开的定位器908、910、912和914，而承载器构件920包括环形凹槽928，环形凹槽928容纳定位环930，定位环930具有从其径向向外延伸的环形肩部或棘部932。在此实施例中，定位环930包括围绕承载器构件920延伸360度的连续环。如图50中明确所示：定位器908包括下定位器908并且下定位器908被定位成直接邻接下肩部858，定位器910和912包括中间定位器910和912，并且中间定位器910和912被轴向定位在下定位器908与定位器914之间，其中定位器914包括被定位成直接邻接上肩部808的上定位器914。此外，每个定位器908到914由一对对应的环形、倾斜或截头圆锥的肩部限定：这些肩部分别是，用于下定位器908的上肩部908A和下肩部908B；用于中间定位器910的上肩部910A和下肩部910B；用于中间定位器912的上肩部912A和下肩部912B；以及用于上定位器914的上肩部914A和下肩部914B。此外，在此实施例中，肩部908B、910A、912B和914A相对于壳体902的中心轴线905以第一角度设置，而肩部908A、910B、912A和914B相对于中心轴线905以小于第一角度的第二角度设置。在其它实施例中，第一角度可与第二角度相同或相似。

参照图51A和图51B，在图51A和图51B中示出了用于与图1的井系统1一起使用的滑动套筒阀950的另一实施例。滑动套筒阀950包括与图47、图48和图49、图50中所示的相应的滑动套筒阀850和900相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。与上文所述的滑动套筒阀850和900相同，滑动套筒阀950包括第一位置或上闭合位置、第二位置或打开位置以及第三位置或下闭合位置，并且能够经由紧塞工具(例如，上文所述的紧塞工具200、600、700)而在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动。滑动套筒阀950具有中心或纵向轴线，并且包括壳体952、滑动套筒或承载器构件980和密封组件80。管状壳体952包括：第一端或上箱端954；第二端或下销端956；中心孔或通道958，其在第一端954与第二端956之间延伸，由大体上圆柱形的内表面960限定；以及大体上圆柱形的外表面962，其在端部954与956之间延伸。

在此实施例中，壳体952由一系列分段构成，该一系列分段包括第一分段或上分段952A、第二分段或中间分段952B以及可释放地联接到上分段952A的第三分段或下分段952C。壳体952的分段952A到952C经由多个可释放连接器或螺纹连接器953而可释放地联接。壳体952的分段952A到952C之间的连接经由设置在它们之间的环形密封件955而密封。此外，在此实施例中，上分段952A与中间分段952B之间的相对旋转经由被定位在它们之间的径向延伸的构件或销957而受到限制；然而，在其它实施例中，壳体952可不包括销957。在此实施例中，壳体952的上分段952A的内表面960包括可释放连接器或螺纹连接器953，而中间分段952B的内表面960包括可释放连接器或螺纹连接器955。螺纹连接器953和955被构造成将滑动套筒阀950与井管柱4联接。

壳体952的内表面960包括环形第一肩部或上肩部964以及环形第二肩部或下肩部966。此外，内表面960包括密封孔968以及环形着落轮廓或“不通过(no-go)”肩部969，其中密封孔968在着落轮廓969与壳体952的下端956之间轴向延伸。在此实施例中，环形密封件970被定位在环形凹槽中，该环形凹槽形成在内表面960中并从上肩部964向上邻接地定位。在此实施例中，掣动环972被径向定位在壳体952与承载器980之间，邻接下肩部966。掣动环972经由保持环974而与壳体952轴向锁定，其中保持环974钉扎在壳体952的下分段952B的上端与上分段952A的环形肩部976之间。掣动环972包括围绕承载器980延伸360度的实心连续环。在此实施例中，掣动环972包括铍铜；然而，在其它实施例中，掣动环972可包括各种材料。

滑动套筒阀950的承载器980具有：第一端或上端981；第二端或下端982；中心孔或通道983，其由大体上圆柱形的内表面984限定，在端部981与982之间延伸；以及大体上圆柱形的外表面985，其在端部981与982之间延伸。在此实施例中，承载器980的外表面985包括环形的径向向外延伸的肩部986以及径向向外延伸的凸缘987。承载器980的外表面985的凸缘987包括环形外凹槽，该环形外凹槽容纳密封接合壳体952的内表面960的环形第一密封件或上密封件988。凸缘987另外包括延伸穿过其中的至少一个轴向端口989。在此实施例中，承载器980的外表面985还包括：多个轴向间隔开的环形凹槽990A、990B、990C，它们分别位于承载器980的凸缘987与下端982之间；以及环形第二密封件或下密封件991，其被定位成接近下端982。

壳体952的密封件970密封接合承载器980的外表面985，而承载器980的下密封件991密封接合壳体952的内表面960。在此配置中，第一环形室或上环形室978在承载器980的内表面960与外表面985之间形成在壳体952中，其中上室978在壳体952的密封件970与承载器980的上密封件988之间延伸。此外，第二环形室或下环形室979在承载器980的内表面960与外表面985之间形成在壳体952中，其中下室979在承载器980的上密封件988与下密封件991之间延伸。仅经由轴向通道988允许室978与979之间的流体连通，轴向通道988充当用于阻尼承载器980与壳体952之间的相对轴向移动的流体限制装置或流量限制器。换句话说，随着承载器980相对于壳体952轴向行进，流体被迫穿过由轴向通道988提供的流量限制装置，由此阻尼或抵抗承载器980与壳体952之间的相对运动。

类似于图2中所示的滑动套筒阀10，滑动套筒阀950包括三位置滑动套筒阀，三位置滑动套筒阀具有上闭合位置(在图51A、图51B中示出)、打开位置和下闭合位置。在滑动套筒阀950的上闭合位置中，承载器980的肩部986被设置成直接邻接壳体952的上肩部964或接合上肩部964，并且掣动环972设置在径向内部位置中而至少部分容纳在承载器980的下凹槽990C中。在打开位置中，掣动环972设置在径向内部位置中而容纳在承载器980的中间凹槽990B中，并且承载器980的每个端部981、982分别与壳体952的肩部964、966轴向间隔开。在下闭合位置中，掣动环972设置在径向内部位置中而容纳在承载器980的上凹槽990A中，而凸缘987的环形下表面被设置成直接邻接壳体952的下肩部966或接触下肩部966。当滑动套筒阀950在上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动(例如，经由钢索移位工具200、600等)时，掣动环972被迫弹性变形到径向膨胀位置中而与凹槽990A、990B和990C间隔开，以允许承载器980与壳体952之间的相对轴向移动。以此方式，掣动环972起作用以将滑动套筒阀950固连到其上闭合位置、打开位置和下闭合位置中的一个中，而不需要锁定机构或剪切构件。

参照图52A到图63，在图52A到图63中示出了井系统1的非限制性流动输送紧塞工具1000的另一实施例，其中紧塞工具1000被构造成将本文所述的滑动套筒阀中的一个或多个(例如，滑动套筒阀10、750、800、850、900和950)在其相应的上闭合位置、打开位置和下闭合位置之间致动。紧塞工具1000可在井眼3的地表处设置在井管柱4的孔4B中，并向下穿过井眼3朝向井眼3的跟部泵送，其中紧塞工具1000可选择性致动一个或多个滑动套筒阀10从井眼3的跟部移动到井眼3的趾端。此外，紧塞工具1000包括与图6A到图30B中所示的紧塞工具200、600和700相同的特征，并且共享的特征被类似地标记。

在图52A到图63的实施例中，紧塞工具1000大体上包括：圆柱形的壳体1002；凸轮或芯1100，其可滑动地设置在壳体1002中；以及致动组件1200，其被构造成控制芯1100在壳体1002中的致动或移位。壳体1002具有：第一端或上端1004；第二端或下端1006；中心孔或通道1008，其由大体上圆柱形的内表面1010限定，在端部1004与1006之间延伸；以及大体上圆柱形的外表面1012，其在端部1004与1006之间延伸。在此实施例中，壳体1002包括经由螺纹联接器214而可释放地联接在一起的多个段，该多个段包括上段1002A、中段1002B到1002H和下段1002I。形成在壳体1002的每个段1002A到1002I之间的连接经由一个或多个环形密封件而密封，该一个或多个环形密封件包括：环形密封件1013，其被定位在壳体1002的中段1002B与1002C之间；环形密封件1014，其被定位在中段1002C与1002D之间；环形密封件1050，其被定位在中段1002G与1002H之间；以及环形密封件1052，其被定位在中段1002H与下段1002I之间。

在此实施例中，壳体1002包括第一多个周向间隔开的槽1016以及第二多个周向间隔开的槽1024，其中中间槽1016被轴向定位在槽630与1024之间。槽1016被设置成轴向接近槽1024，但与槽1024周向间隔开，其中每个槽1016容纳可径向平移的构件或键1020。键1020类似于紧塞工具200的中间键244，不同之处在于，每个键1020包括延伸到其下端中的弧形槽1022。在此实施例中，类似于槽630，槽1016各自包括圆柱形的孔，其中键1020的密封件246可抵靠圆柱形的孔密封接合。壳体1002的槽1024各自容纳可径向平移的构件或孔传感器1026。在此实施例中，槽1024各自包括圆柱形的孔，其中孔传感器1026的密封件252可抵靠所述圆柱形的孔密封接合。如本文中将进一步描述的是，每个键1020的径向外端相对于紧塞工具1000的中心轴线的半径小于每个复合键640的径向外端相对于紧塞工具1000的中心轴线的半径。明确地说，在此实施例中，在每个键1020的径向内端与外端之间延伸的长度小于在复合键640的径向内端与外端之间延伸的长度。

孔传感器1026类似于紧塞工具200的孔传感器250，不同之处在于，每个孔传感器1026包括延伸到其下端中的槽1028。在此实施例中，环形延伸部1030被定位成邻接壳体1002的中段1002E的上端1025，其中延伸部1030的上端形成轴向延伸的第一唇缘或上唇缘1032，第一唇缘或上唇缘1032延伸到每个键1020的槽1022中以将键1020保持到壳体1002，同时还允许键1020与壳体1002之间的相对径向移动。在此实施例中，延伸部1030未螺纹连接到壳体1002，而是替代地，被截留在壳体1002的中段1002E的上端1025与键1020的槽1022之间。延伸部1030另外包括从其上端轴向延伸到延伸部1030中的多个周向间隔开的槽1034，其中每个槽1034容纳孔传感器1026。壳体1002的中段1002E的上端1025延伸到延伸部1030的槽1034中并容纳在每个孔传感器1026的槽1028中，由此将孔传感器1026保持到壳体1002，同时还允许孔传感器1026与壳体1002之间的相对径向移动。此外，延伸部1030包括径向向内延伸的肩部1035，其中肩部1035以及接近壳体1002的中段1002E的上端形成的肩部1037被构造成当孔传感器1026处于其径向外部位置中时接合C形环336，以限制芯1100与壳体1002之间的相对轴向移动。

壳体1002的中段1002E包括被轴向定位在中段1002D与1002F之间的径向向外延伸的凸缘1036。第一环形密封件1038被定位在中段1002D与1002E之间以密封在它们之间形成的连接，而第二环形密封件1038被定位在中段1002E与1002F之间以密封在它们之间形成的连接。在此实施例中，壳体1002的外表面1012包括：第一环形凹槽或上环形凹槽1040A，其被定位在中段1002D与中段1002E的凸缘1036之间；以及第二环形凹槽或下环形凹槽1040B，其被定位在凸缘1036与中段1002F之间。每个凹槽1040A和1040B容纳环形密封组件，该环形密封组件包括环形弹性密封件1042和环形金属活塞环1044。每个弹性密封件1042具有L形截面轮廓并密封接合其对应的活塞环1044。包括密封件1042和1044的密封组件被构造成密封接合滑动套筒阀的密封孔，例如，滑动套筒阀10、750、800、850、900和950的密封孔28。虽然在此实施例中，紧塞工具1000的壳体1002被示出为包括包括有密封件1042和1044的密封组件，但在其它实施例中，壳体1002可包括用于密封住在其中设置壳体1002的滑动套筒阀的密封孔的其它构件。在此实施例中，圆柱形的套筒1046围绕壳体1002的中段1002G的外表面1012而定位，其中套筒1046被构造成对下过滤器262施加轴向力，以由此压缩下过滤器262。

在此实施例中，轴向延伸的阀杆1054在下端1006处联接到壳体1002的下段1002I。阀杆1054包括从其径向向外延伸以辅助将紧塞工具1000运输穿过井眼3的一对环形鳍1056。明确地说，鳍1056各自包括柔性材料(例如，弹性材料)，并具有大于壳体1002的最大外径的外径。随着紧塞工具1000被向下泵送穿过井眼3，鳍1056接触或密封接合井管柱4的内表面，由此抑制围绕紧塞工具1000的流体流动。以此方式，通过消除或减少随着紧塞工具1000被传送穿过井眼3而流经紧塞工具1000的流体的量来抑制将紧塞工具1000泵送穿过井眼3所需的流体的量。

紧塞工具1000的芯1100与壳体1002的纵向轴线同轴设置，并且包括：第一端或上端1102；第二端或下端1104；以及大体上圆柱形的外表面1106，其在端部1102与1104之间延伸。在此实施例中，芯1100包括第一分段或上分段1100A和第二分段或下分段1100B，其中分段1100A和1100B可释放地连接在可剪切联接件312处。芯1100的每个分段1100A和1100B可包括可释放地联接在一起的多个分段或整体构件。在此实施例中，多个周向间隔开的端口1108接近上分段1100A的下端径向延伸到芯1100中。此外，下分段1100B包括在下分段1100B的上端与芯1100的下端1104之间延伸的中心孔或通道1110，其中通道1110与端口1108流体连通。

上分段1100A的下端包括：环形第一肩部或上肩部1112；环形第二肩部或下肩部1114；以及环形密封件1116，其被轴向定位在肩部1112与1114之间，密封接合壳体1002的中段1002F的内表面1010F。此外，圆柱形的脉动阻尼器1118接近芯1100的下端被定位在通道1110中，其中脉动阻尼器1118被构造成在通道1110中提供流体限制装置以减轻或防止液压冲击或振动。在一些实施例中，脉动阻尼器1118可包括由康涅狄格州威斯布鲁克市的Lee公司生产的Visco Jet流量限制器。

在此实施例中，紧塞工具1000另外包括第一浮动活塞或上浮动活塞1130和第二浮动活塞或下浮动活塞1140，其中浮动活塞1130和1140各自在壳体1002的孔1008内围绕芯1100的外表面1106被可滑动地设置。上浮动活塞1130是大体上圆柱形的，并且包括：环形径向内密封件1132，其密封接合芯1100的上分段1100A的外表面1106A；以及环形径向外密封件1134，其密封接合壳体1002的中段1002B的内表面1010B。上浮动活塞1130被允许相对于壳体1002和芯1100轴向移动，并大体上被定位在壳体1002中，使得上浮动活塞1130的内密封件1132密封住外表面1106A的在芯1100的上端1102与上凹槽318的上端之间延伸的部分。在此实施例中，壳体1002的中段1002B的内表面1010B包括一对轴向间隔开的环形肩部或凹槽1011。凹槽1011的内径大于在它们之间延伸的内表面1010B的部分的内径，从而在上浮动活塞1130相对于壳体1002超行程或欠行程并由此变得设置在轴向位置中而与环形凹槽1011中的一个对准的情形下，允许流体围绕外密封件1134经过。下浮动活塞1140也是大体上圆柱形的，并且包括：环形径向内密封件1142，其密封接合芯1100的下分段1100B的外表面1106B；以及环形径向外密封件1144，其密封接合壳体1002的中段1002G的内表面1010G。下浮动活塞1140被允许相对于壳体1002和芯1100轴向移动，并大体上被定位在壳体1002的中分段1002G中，接近致动组件1200，但被轴向定位在致动组件1200上方。

在此实施例中，壳体1002的孔1008被划分成多个独立环形室1060、1062、1064、1066和1068，它们相互流体隔离或相互密封。明确地说，室1060包括上室1060，其经由壳体1002的端口220而与周围环境流体连通并经由上浮动活塞1130的密封件1132和1134而相对于室1062密封。室1062在上浮动活塞1130的密封件1132和1134与芯1100的密封件1116之间延伸，其中密封件1116将室1062与室1064隔离。室1064经由壳体1002的端口264而与周围环境流体连通，并在密封件1116与下浮动活塞1140的密封件1142和1144之间延伸，其中密封件1142和1144将室1064相对于室1066密封。室1066包括致动组件1200的第一致动室或上致动室1066，并在下浮动活塞1140的密封件1042和1044与致动组件1200的密封件410之间延伸，其中密封件410密封住壳体1002的中段1002H的内表面1010H，以由此将上致动室1066相对于室1068密封。室1068包括致动组件1200的第二致动室或下致动室1068，并在密封件410与孔1008的下端之间延伸。

上室1060和室1064各自与周围环境流体连通，而室1062、1066和1068各自相对于周围环境密封。明确地说，当紧塞工具1000容纳在井管柱4的滑动套筒阀(例如，滑动套筒阀10、750、800、850、900和950)的密封孔28内时，上室1060与井管柱4的孔4B的设置在壳体1002的密封件1042和1044上方的部分流体连通，而室1064与孔4B的设置在密封件1042和1044下方的部分流体连通。因此，当井管柱4的孔4B被加压以将地层6液压压裂时，上室1060暴露到施加到井管柱4的压裂压力，而与室1064流体连通的周围环境经由壳体1002的密封件1042和1044而与压裂压力隔离。此外，虽然上室1060相对于室1062密封，但上浮动活塞1130将上室1060内的压力传递或连通到室1062。芯1100的通道1110与室1062流体连通，并且因此，从上室1060连通到室1062的压力也连通到通道1110。此外，压力也可经由下浮动活塞1140而在室1064与1066之间传递或连通。

致动组件1200控制紧塞工具1000的芯1100的致动或移位。在此实施例中，致动组件1200大体上包括圆柱形的阀锁或主体1202、第一对阀组件440A和440B以及阀组件510A。因此，不同于紧塞工具200的致动组件400，致动组件1200不包括阀组件510B。此外，也不同于包括有可旋转分度器360的紧塞工具200，紧塞工具1000不包括分度器。致动组件1200的阀主体1202包括：第一端或上端1204；第二端或下端1206；以及大体上圆柱形的外表面1208，其在端部1204与1206之间延伸并具有设置在其中的密封件410。

致动组件1200还包括圆柱形的第一弹簧保持器1250，圆柱形的第一弹簧保持器1250包括容纳阀组件510A的延伸杆514的通道1252。第一弹簧保持器1250的通道1252容纳偏置构件1254，偏置构件1254接合阀组件510A的延伸杆514的球连接器524，从而将阀组件510A的塞512朝向形成在阀主体1202中的第三阀孔420的密封表面420S偏置。阀组件510A的偏置构件522也容纳在第一弹簧保持器1250的通道1252中，从而在通道1252的上端与球连接器524之间延伸。在此布置中，偏置构件522可缓冲在阀组件510A的致动期间的塞512的冲击。在此实施例中，致动组件1200还包括容纳偏置构件542的第二弹簧保持器1260。

参照图1、图47、图48、图52A到图63，在已经描述了紧塞工具1000的实施例的结构特征之后，现在将在此中描述紧塞工具1000的作业。明确地说，在此描述图47、图48中所示的滑动套筒阀850以及图52A到图63中所示的紧塞工具1000的作业；然而，滑动套筒阀800、900和950的作业类似于下文所述的滑动套筒阀850的作业。图52A到图63图示了随着紧塞工具1000被泵送穿过图1中所示的井眼3处于入井位置中的紧塞工具1000。在入井位置中，复合键230、中间键244和孔传感器250各自处于径向外部位置中。此外，致动组件1200的该对第一阀组件440A和440B两者处于闭合位置中，而第二阀组件510A处于打开位置中。在此布置中，经由旁路通道437而允许从上致动室1066到下致动室1068的流体流动，而由止回阀439限制从下致动室1068到上致动室1066的流体流动。因此，当紧塞工具1000处于入井位置中时，下致动室1068内的液压锁除了干扰肩部1035与C形环336之间的接触之外，下致动室1068内的液压锁还防止芯1100向下行进穿过壳体1002的孔1008。

随着紧塞工具1000被泵送穿过井管柱4的孔4B，紧塞工具1000将进入井系统1的最上滑动套筒阀850的孔854。随着紧塞工具1000进入孔854，键1020(设置在径向外部位置或锁定位置中)被允许穿过承载器构件870的上肩部62，而每个复合键640(设置在径向外部位置或锁定位置中)的上肩部642随后接合承载器构件870的上肩部62，而下肩部644经由缩回在其相关联的槽内而被允许穿过上肩部62，以便接合承载器构件870的下肩部64并由此将承载器构件870与紧塞工具1000的壳体1002锁定。

在紧塞工具1000的壳体1002轴向锁定到承载器构件870的情况下，紧塞工具1000继续轴向行进穿过滑动套筒阀850的孔854，由此强制性地将承载器构件870轴向移位或拖曳穿过孔854。明确地说，将紧塞工具1000泵送穿过井管柱4的孔4B的压力使定位环862弹性变形到径向膨胀位置中，由此允许承载器构件870相对于滑动套筒阀850的壳体852轴向移动。承载器构件870和紧塞工具1000接着轴向行进穿过滑动套筒阀850的孔854，直到键1020物理接合壳体852的中间肩部30为止，由此中止紧塞工具1000与承载器构件870两者穿过孔854的向下轴向运动。一旦键1020(设置在径向外部位置或锁定位置中)已经接触中间肩部30，就中止承载器构件870和紧塞工具1000的向下行进，滑动套筒阀850便完全从上闭合位置致动到打开位置。在此位置中，紧塞工具1000的密封件1042和1044密封接合壳体852的密封孔28，从而防止壳体852的上端与下端之间通过孔854流体流动。此外，在此位置中，孔传感器1026也已经进入密封孔28，从而迫使孔传感器1026和C形环336进入到其相应径向向内位置中。

在此实施例中，在滑动套筒阀850致动到打开位置之后，位于紧塞工具1000上方的井管柱4的孔4B的部分中的液压压力可增大以液压压裂邻接滑动套筒阀850的地下地层6的区域。形成在下致动室1068中的液压锁限制了芯1100向下行进穿过壳体1002的孔1008。因此，紧塞工具1000被构造成将滑动套筒阀850从上闭合位置致动到打开位置，其中芯1100在壳体1002中设置在第一位置或初始位置中。此外，在液压压裂期间在孔4B中的增大的压力经由形成在阀主体1202中的第六径向通道438而连通到芯通道432以及每个阀组件440A和440B的上室444。每个上室444中的增大的压力将每个阀组件440A和440B的活塞462向下移位，由此将每个阀组件440A和440B的挡板484与其对应的阀杆494轴向间隔开。在一些实施例中，用于将每个阀组件440A和440B的活塞462向下移位的增大的压力可通过控制进入到井管柱4的孔4B中的流体的流率来产生。例如，滑动套筒阀850的平坦构件100的通道104可被定尺寸成产生穿过其中的流体流量限制装置，其导致井管柱4的孔4B的在紧塞工具1000上方延伸的部分中的增大的压力。因此，紧塞工具1000的致动可通过控制井管柱4的孔4B中的流体压力或流体流率来控制。

一旦邻接滑动套筒阀850的地下地层6的部分被充分压裂，紧塞工具1000便可作业以将滑动套筒阀850从打开位置致动到下闭合位置。明确地说，井管柱4的孔4B的位于紧塞工具1000上方的部分中的流体压力可减小，其中流体压力的减小经由形成在阀主体1202中的芯通道432和第六径向通道438而连通到每个阀组件440A和440B的上室444。上室444中的流体压力的减小继而减小了对每个阀组件440A和440B的活塞462的肩部470作用的压力，从而导致每个阀组件440A和440B的偏置构件454将每个活塞462朝向其相应的止回阀组件490轴向移位。在此实施例中，阀组件440A的阀杆494的轴向长度大于阀组件440B的阀杆494的轴向长度，并且因此，在阀组件440B的挡板484接触其对应的阀杆494之前，阀组件440A的挡板484接触其对应的阀杆494。在此构造中，阀组件440A的上室444中的流体压力的减小导致挡板484接合阀杆494并将紧塞构件496轴向移位出与第一径向通道416密封接触。在阀组件440A的紧塞构件496脱离与第一径向通道416密封接触的情况下，允许先前被截留在下致动室1068中的流体流动到上致动室1066中。因此，阀组件440A响应于致动组件1200感测到紧塞工具1000的上端与下端之间的预定第一压力差而致动。

在流体连通在致动室1066与1068之间重新建立的情况下，允许芯1100轴向向下行进穿过壳体1002的孔1008，直到阀组件510A的塞512密封住第三阀孔420的密封表面420S为止，由此限制从下致动室1068到上致动室1066的流体流动，并且在下致动室1068中重新建立液压锁。明确地说，施加到芯1100的上端1102的压力对芯1100产生轴向向下指向的力，其中施加到芯1100的力的量由施加到上端1102的压力的量以及环形密封件1114的直径确定。在此实施例中，环形密封件1114的直径大于紧塞工具200的芯300的环形密封件338的直径，并且因此，密封件1114被构造成导致当芯1100的上端1102暴露到与芯300的上端302相同的压力时，相比紧塞工具200的芯300，更大量的轴向力被施加到芯1100。对芯1100施加的额外轴向力可辅助克服将芯1100轴向移动穿过壳体1002导致的摩擦阻力，例如，复合键640与槽630之间、键1020与槽1016之间以及孔传感器1026与槽1024之间的摩擦力。

在将芯1100向下移位穿过壳体1002的孔1008之后，允许键1020致动到径向向内位置或解锁位置中而容纳在芯1100的中间凹槽324中，由此将紧塞工具1000从滑动套筒阀850的壳体852解锁。在紧塞工具1000从壳体852解锁的情况下，跨越壳体1002的密封件1042和1044的剩余压力差将紧塞工具1000和承载器构件870(由复合键640锁定到壳体1002)向下移位穿过壳体852的孔854，直到承载器构件870的下端接合壳体852的中间肩部30为止，从而将滑动套筒阀850设置在下闭合位置中。因此，紧塞工具1000被构造成响应于芯1100在第一轴向方向上从壳体1002中的第一位置设置到壳体1002中与第一位置轴向间隔开的第二位置而将滑动套筒阀850从打开位置致动到下闭合位置。

一旦滑动套筒阀850设置在下闭合位置中，紧塞工具1000便可从滑动套筒阀850释放，使得紧塞工具1000可在井下穿过井管柱4的孔4B流运输到井管柱4的下一滑动套筒阀850。在此实施例中，为了将紧塞工具1000从滑动套筒阀850的承载器构件870释放，对芯1100的上端1102作用的液压压力进一步减小以将芯1100向下轴向运输穿过壳体1002的孔1008较远。明确地说，液压压力的额外减小连通到阀组件440B的上室444，从而允许阀组件440B的偏置构件454将活塞462轴向向上移位，使得挡板484接合阀杆494并将紧塞构件496移位出与第二径向通道418密封接合。因此，阀组件440B响应于致动组件1200感测到紧塞工具1000的上端与下端之间的预定第二压力差而致动，其中第二压力差小于触发阀组件440A的致动的第一压力差。

在阀组件440B现在处于打开位置中的情况下，先前被截留在下致动室1068中的流体可经由形成在阀主体1202中的旁路通道437、第六径向通道443、第二阀孔414和第二径向通道418而连通到上致动室1066。在阀组件440B的打开之后，允许芯1100轴向向下行进穿过壳体1002的孔1008，直到允许复合键640致动到径向向内位置或解锁位置中，被容纳在芯1100的上凹槽318中为止。在此位置中，复合键640可穿过滑动套筒阀850的壳体852的密封孔28，由此允许紧塞工具1000随着紧塞工具1000朝向井管柱4的下一滑动套筒阀850流动而完全穿过壳体852的孔854。一旦紧塞工具1000从滑动套筒阀850释放，便允许设置在上致动室1066中的流体随着芯1100返回到其在图52A到图63中中所示的原始位置经由旁路通道437而返回到下致动室1068。

本领域的技术人员应理解，本文中的公开内容仅以举例方式提供，并且即使已描绘并描述具体实例，但许多变型、改型和改变是可能的，而不限制所附权利要求书的范围、意图或精神。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于在井眼中使用的阀，包括：

壳体，所述壳体包括壳体端口；

可滑动闭合构件，所述可滑动闭合构件被设置在所述壳体的孔中，并包括闭合构件端口；

密封件，所述密封件被设置在所述壳体中；以及

棘部，所述棘部被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间；

其中，所述闭合构件包括在所述壳体中的第一位置以及与所述第一位置轴向间隔开的第二位置，在所述第一位置，提供所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通，在所述第二位置，限制所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通；

其中，响应于将所述闭合构件从所述第一位置致动到所述第二位置，所述闭合构件被构造成使所述棘部弹性变形。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述棘部包括被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间的定位环的肩部。

3.根据权利要求2所述的阀，其中：

所述闭合构件的外表面包括由一对截头圆锥肩部限定的环形定位器；并且

响应于将所述闭合构件从所述第一位置致动到所述第二位置，所述定位环被迫径向膨胀，并且越过所述闭合构件的所述截头圆锥肩部中的一个截头圆锥肩部。

4.根据权利要求2所述的阀，其中：

所述壳体的内表面包括由一对截头圆锥肩部限定的环形定位器；并且

响应于将所述闭合构件在所述第一位置与所述第二位置之间致动，所述定位环被迫径向收缩，并且越过所述闭合构件的所述截头圆锥肩部中的一个截头圆锥肩部。

5.根据权利要求2所述的阀，其中，所述定位环完全围绕所述闭合构件来延伸。

6.根据权利要求1所述的阀，其中：

所述闭合构件包括与所述第一位置和所述第二位置轴向间隔开的第三位置，在所述第三位置，在所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通受到限制；并且

所述阀还包括保持环，当所述保持环处于第一位置时，所述保持环允许所述闭合构件进入所述第三位置，而当所述保持环处于第二位置时，所述保持环限制所述闭合构件进入所述第三位置。

7.一种用于在井眼中使用的阀，包括：

壳体，所述壳体包括壳体端口；

可滑动闭合构件，所述可滑动闭合构件被设置在所述壳体的孔中，并包括闭合构件端口；

密封件，所述密封件被设置在所述壳体中；

保持环，所述保持环被设置在所述壳体中；并且

其中，所述闭合构件包括在所述壳体中的第一位置、与所述第一位置轴向间隔开的第二位置以及与所述第一位置和所述第二位置轴向间隔开的第三位置，在所述第一位置，限制所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通，在所述第二位置，允许所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通，在所述第三位置，限制所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通；

其中，所述保持环包括第一位置和第二位置，所述第一位置允许所述闭合构件进入所述第一位置，所述第二位置允许所述闭合构件进入所述第三位置，但限制所述闭合构件进入所述第一位置。

8.根据权利要求7所述的阀，其中，所述保持环的所述第一位置包括径向外部位置，并且所述保持环的所述第二位置包括径向内部位置。

9.根据权利要求7所述的阀，其中，所述保持环包括剪切销，当所述闭合构件被设置在所述第一位置中时，所述剪切销被容纳在形成在所述闭合构件中的凹槽中。

10.根据权利要求7所述的阀，还包括被设置在所述壳体中的流体阻尼器，其中，所述流体阻尼器包括流量限制装置，流体响应于在所述第二位置与所述第三位置之间移位的所述闭合构件而被迫穿过所述流量限制装置。

11.根据权利要求10所述的阀，其中，所述流体阻尼器包括圆柱形阻尼构件，所述圆柱形阻尼构件以可滑动的方式设置在形成于所述壳体中的容纳座中。

12.根据权利要求10所述的阀，其中，所述流体阻尼器包括端口，所述端口延伸穿过所述闭合构件的环形凸缘。

13.根据权利要求7所述的阀，还包括：

棘部，所述棘部被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间；

其中，响应于将所述闭合构件从所述第二位置致动到所述第三位置，所述闭合构件被构造成使所述棘部弹性变形；

其中，所述棘部包括被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间的定位环的肩部，并且其中，所述定位环完全围绕所述闭合构件而延伸。

14.一种用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具，包括：

壳体，所述壳体包括能够径向平移的接合组件；以及

芯，所述芯以滑动的方式设置在所述壳体中；

其中，所述接合组件被构造成：当所述芯相对于所述壳体处于第一位置时，所述接合组件将所述阀从第一闭合位置移位到打开位置；

其中，所述接合组件被构造成：响应于所述芯在第一轴向方向上从所述第一位置被单向移位到第二位置，所述接合组件将所述阀从所述打开位置移位到第二闭合位置。

15.根据权利要求14所述的紧塞工具，其中，所述接合组件包括：第一接合构件，所述第一接合构件包括解锁位置和锁定位置；以及第二接合构件，所述第二接合构件与所述第一接合构件轴向隔开，并且包括解锁位置和锁定位置。

16.根据权利要求15所述的紧塞工具，其中：

所述第一接合构件被设置在形成于所述壳体中的容纳座中，并且包括弧形槽，所述弧形槽容纳所述壳体的唇缘，以防止所述第一接合构件脱离所述容纳座；并且

所述壳体的所述唇缘与所述第一接合构件的所述弧形槽之间的接合防止所述第一接合构件在所述壳体的所述容纳座中旋转。

17.根据权利要求15所述的紧塞工具，其中，所述第一接合构件包括复合键，所述复合键包括第一肩部以及能够相对于所述第一肩部径向平移的第二肩部。

18.根据权利要求14所述的紧塞工具，还包括：

致动组件，所述致动组件被设置在所述壳体中，并被构造成响应于感测到所述紧塞工具的第一端与第二端之间的预定压力差而允许所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置；以及

浮动活塞，所述浮动活塞以可滑动的方式设置在所述芯与所述壳体之间；

其中，所述浮动活塞在形成第一室以及第二室，所述第一室在所述壳体中与周围环境流体连通，所述第二室在所述壳体中相对于所述周围环境密封，并且其中，所述致动组件设置在所述第二室中；

其中，所述浮动活塞被构造成平衡所述第一室与所述第二室之间的流体压力。

19.根据权利要求14所述的紧塞工具，还包括：

过滤器，所述过滤器被联接到所述壳体，并被构造成允许所述壳体与所述周围环境之间的流体连通；

其中，所述过滤器包括多个堆叠的垫圈，其中，每个垫圈的第一端包括凹口，所述凹口在每个垫圈之间提供轴向延伸的间隙。

20.一种用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具，包括：

壳体，所述壳体包括第一接合构件以及第二接合构件，所述第一接合构件包括解锁位置和锁定位置，所述第二接合构件与所述第一接合构件轴向间隔开，并且包括解锁位置和锁定位置；以及

芯，所述芯以可滑动的方式设置在所述壳体中；

其中，当所述第一接合构件处于所述锁定位置时，所述第一接合构件被构造成将所述阀从打开位置移位到闭合位置；

其中，当所述第二接合构件处于所述锁定位置时，所述第二接合构件被构造成抵靠所述阀的着落肩部而着落，以防止所述紧塞工具穿过所述阀；

其中，所述芯被构造成：响应于所述芯沿着第一轴向方向相对于所述壳体在第一位置与第二位置之间单向移位，从而将所述第二接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置；

其中，所述芯被构造成：响应于所述芯沿着所述第一轴向方向相对于所述壳体在所述第二位置与第三位置之间单向移位，从而将所述第一接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置。

21.根据权利要求20所述的紧塞工具，其中：

所述第一接合构件被可滑动地容纳在形成于所述壳体中的容纳座中；并且

所述第一接合构件包括被设置在所述第一接合构件的外表面上的环形密封件，并且其中，所述环形密封件密封接合所述容纳座的内表面，以限制流体流动穿过所述容纳座。

22.根据权利要求20所述的紧塞工具，其中：

所述第一接合构件包括复合键，所述复合键包括第一肩部以及能够相对于所述第一肩部径向平移的第二肩部；并且

所述复合键还包括将所述第二肩部偏置到径向外部位置的偏置构件。

23.根据权利要求20所述的紧塞工具，还包括环形密封组件，所述环形密封组件被设置在形成于所述壳体中的凹槽中，其中，所述密封组件包括金属活塞环以及具有L形截面轮廓的环形弹性体密封件。

24.根据权利要求20所述的紧塞工具，还包括致动组件，所述致动组件设置在所述壳体中，并被构造成：响应于感测到所述紧塞工具的第一端与第二端之间的预定压力差，从而允许所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置。

25.根据权利要求24所述的紧塞工具，其中：

所述致动组件包括阀主体，所述阀主体包括第一通道，所述第一通道被构造成接收作用在所述紧塞工具的所述第一端上的流体压力；并且

所述紧塞工具还包括流体阻尼器，所述流体阻尼器在形成于所述芯中的通道中位于所述阀主体的所述第一通道的上游，并且其中，所述流体阻尼器被构造成在所述芯的所述通道中提供流量限制装置。

26.一种用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具，包括：

壳体，所述壳体包括第一接合构件以及第二接合构件，所述第一接合构件包括解锁位置和锁定位置，所述第二接合构件包括解锁位置和锁定位置；

芯，所述芯以可滑动的方式设置在所述壳体中，并被构造成：响应于在所述壳体中将所述芯从第一位置单向移位到第二位置，从而将所述第一接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置；以及

致动组件，所述致动组件被设置在所述壳体中，并包括第一阀组件，所述第一阀组件被构造成：响应于感测到所述紧塞工具的第一端与第二端之间的第一压力差，从而允许将所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置；

其中，所述芯被构造成：响应于在所述壳体中将所述芯从所述第二位置单向移位到第三位置，从而将所述第二接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置；

其中，所述致动组件包括第二阀组件，所述第一阀组件被构造成：响应于感测到所述紧塞工具的所述第一端与所述第二端之间的第二差值，从而允许将所述芯从所述第二位置移位到所述第三位置。

27.根据权利要求26所述的紧塞工具，其中，所述第二压力差小于所述第一压力差。

28.根据权利要求26所述的紧塞工具，还包括：

浮动活塞，所述浮动活塞以可滑动的方式设置在所述芯与所述壳体之间；

其中，所述浮动活塞形成第一室以及第二室，所述第一室在所述壳体中与周围环境流体连通，所述第二室在所述壳体中相对于所述周围环境密封；

其中，所述浮动活塞被构造成平衡所述第一室与所述第二室之间的流体压力。

29.根据权利要求26所述的紧塞工具，还包括：

过滤器，所述过滤器被联接到所述壳体，并被构造成允许所述壳体与所述周围环境之间的流体连通；

其中，所述过滤器包括多个堆叠的垫圈，其中，每个垫圈的第一端包括凹口，所述凹口在每个垫圈之间提供轴向延伸的间隙；

其中，每个垫圈的所述凹口被构造成允许预定大小的颗粒从所述周围环境进入所述壳体。

30.根据权利要求26所述的紧塞工具，其中，所述致动组件的所述第一阀组件与所述第二阀组件均包括：

壳体；

活塞，所述活塞以可滑动的方式容纳在所述壳体中；以及

止回阀组件，所述止回阀组件被容纳在所述致动组件的阀主体中；

其中，所述致动组件的所述阀主体包括第一通道和第二通道，所述第一通道被构造成接收作用在所述紧塞工具的所述第一端上的流体压力，所述第二通道被构造成接收作用在所述紧塞工具的所述第二端上的流体压力。

Claims (30)

1.一种用于在井眼中使用的阀，包括：

壳体，所述壳体包括壳体端口；

可滑动闭合构件，所述可滑动闭合构件被设置在所述壳体的孔中，并包括闭合构件端口；

密封件，所述密封件被设置在所述壳体中；以及

棘部，所述棘部被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间；

其中，所述闭合构件包括在所述壳体中的第一位置以及与所述第一位置轴向间隔开的第二位置，在所述第一位置，提供所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通，在所述第二位置，限制所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通；

其中，响应于将所述闭合构件从所述第一位置致动到所述第二位置，所述闭合构件被构造成使所述棘部弹性变形。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述棘部包括被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间的定位环的肩部。

3.根据权利要求2所述的阀，其中：

所述闭合构件的外表面包括由一对截头圆锥肩部限定的环形定位器；并且

响应于将所述闭合构件从所述第一位置致动到所述第二位置，所述定位环被迫径向膨胀，并且越过所述闭合构件的所述截头圆锥肩部中的一个截头圆锥肩部。

4.根据权利要求2所述的阀，其中：

所述壳体的内表面包括由一对截头圆锥肩部限定的环形定位器；并且

响应于将所述闭合构件在所述第一位置与所述第二位置之间致动，所述定位环被迫径向收缩，并且越过所述闭合构件的所述截头圆锥肩部中的一个截头圆锥肩部。

5.根据权利要求2所述的阀，其中，所述定位环完全围绕所述闭合构件来延伸。

6.根据权利要求1所述的阀，其中：

所述闭合构件包括与所述第一位置和所述第二位置轴向间隔开的第三位置，在所述第三位置，在所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通受到限制；并且

所述阀还包括保持环，当所述保持环处于第一位置时，所述保持环允许所述闭合构件进入所述第三位置，而当所述保持环处于第二位置时，所述保持环限制所述闭合构件进入所述第三位置。

7.一种用于在井眼中使用的阀，包括：

壳体，所述壳体包括壳体端口；

可滑动闭合构件，所述可滑动闭合构件被设置在所述壳体的孔中，并包括闭合构件端口；

密封件，所述密封件被设置在所述壳体中；

保持环，所述保持环被设置在所述壳体中；并且

其中，所述闭合构件包括在所述壳体中的第一位置、与所述第一位置轴向间隔开的第二位置以及与所述第一位置和所述第二位置轴向间隔开的第三位置，在所述第一位置，提供所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通，在所述第二位置，限制所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通，在所述第三位置，限制所述闭合构件端口与所述壳体端口之间的流体连通；

其中，当所述保持环处于第一位置时，所述保持环允许所述闭合构件进入所述第三位置，而当所述保持环处于第二位置时，所述保持环限制所述闭合构件进入所述第三位置。

8.根据权利要求7所述的阀，其中，所述保持环的所述第一位置包括径向外部位置，并且所述保持环的所述第二位置包括径向内部位置。

9.根据权利要求7所述的阀，其中，所述保持环包括剪切销，当所述闭合构件被设置在所述第三位置中时，所述剪切销被容纳在形成在所述闭合构件中的凹槽中。

10.根据权利要求7所述的阀，还包括被设置在所述壳体中的流体阻尼器，其中，所述流体阻尼器包括流量限制装置，流体响应于在所述第一位置与所述第二位置之间移位的所述闭合构件而被迫穿过所述流量限制装置。

11.根据权利要求10所述的阀，其中，所述流体阻尼器包括圆柱形阻尼构件，所述圆柱形阻尼构件以可滑动的方式设置在形成于所述壳体中的容纳座中。

12.根据权利要求10所述的阀，其中，所述流体阻尼器包括端口，所述端口延伸穿过所述闭合构件的环形凸缘。

13.根据权利要求7所述的阀，还包括：

棘部，所述棘部被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间；

其中，响应于将所述闭合构件从所述第一位置致动到所述第二位置，所述闭合构件被构造成使所述棘部弹性变形；

其中，所述棘部包括被径向设置在所述闭合构件与所述壳体之间的定位环的肩部，并且其中，所述定位环完全围绕所述闭合构件而延伸。

14.一种用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具，包括：

壳体，所述壳体包括能够径向平移的接合组件；以及

芯，所述芯以滑动的方式设置在所述壳体中；

其中，所述接合组件被构造成：当所述芯相对于所述壳体处于第一位置时，所述接合组件将所述阀从第一闭合位置移位到打开位置；

其中，所述接合组件被构造成：响应于所述芯从所述第一位置被移位到在第一轴向方向上与所述第一位置隔开的第二位置，所述接合组件将所述阀从所述打开位置移位到第二闭合位置。

15.根据权利要求14所述的紧塞工具，其中，所述接合组件包括：第一接合构件，所述第一接合构件包括解锁位置和锁定位置；以及第二接合构件，所述第二接合构件与所述第一接合构件轴向隔开，并且包括解锁位置和锁定位置。

16.根据权利要求15所述的紧塞工具，其中：

所述第一接合构件被设置在形成于所述壳体中的容纳座中，并且包括弧形槽，所述弧形槽容纳所述壳体的唇缘，以防止所述第一接合构件脱离所述容纳座；并且

所述壳体的所述唇缘与所述第一接合构件的所述弧形槽之间的接合防止所述第一接合构件在所述壳体的所述容纳座中旋转。

17.根据权利要求15所述的紧塞工具，其中，所述第一接合构件包括复合键，所述复合键包括第一肩部以及能够相对于所述第一肩部径向平移的第二肩部。

18.根据权利要求14所述的紧塞工具，还包括：

致动组件，所述致动组件被设置在所述壳体中，并被构造成响应于感测到所述紧塞工具的第一端与第二端之间的预定压力差而允许所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置；以及

浮动活塞，所述浮动活塞以可滑动的方式设置在所述芯与所述壳体之间；

其中，所述浮动活塞在形成第一室以及第二室，所述第一室在所述壳体中与周围环境流体连通，所述第二室在所述壳体中相对于所述周围环境密封，并且其中，所述致动组件设置在所述第二室中；

其中，所述浮动活塞被构造成平衡所述第一室与所述第二室之间的流体压力。

19.根据权利要求14所述的紧塞工具，还包括：

过滤器，所述过滤器被联接到所述壳体，并被构造成允许所述壳体与所述周围环境之间的流体连通；

其中，所述过滤器包括多个堆叠的垫圈，其中，每个垫圈的第一端包括凹口，所述凹口在每个垫圈之间提供轴向延伸的间隙。

20.一种用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具，包括：

壳体，所述壳体包括第一接合构件以及第二接合构件，所述第一接合构件包括解锁位置和锁定位置，所述第二接合构件与所述第一接合构件轴向间隔开，并且包括解锁位置和锁定位置；以及

芯，所述芯以可滑动的方式设置在所述壳体中；

其中，当所述第一接合构件处于所述锁定位置时，所述第一接合构件被构造成将所述阀从打开位置移位到闭合位置；

其中，当所述第二接合构件处于所述锁定位置时，所述第二接合构件被构造成抵靠所述阀的着落肩部而着落，以防止所述紧塞工具穿过所述阀；

其中，所述芯被构造成：响应于所述芯沿着第一轴向方向相对于所述壳体在第一位置与第二位置之间移位，从而将所述第一接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置；

其中，所述芯被构造成：响应于所述芯沿着所述第一轴向方向相对于所述壳体在所述第二位置与第三位置之间移位，从而将所述第二接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置。

21.根据权利要求20所述的紧塞工具，其中：

所述第一接合构件被可滑动地容纳在形成于所述壳体中的容纳座中；并且

所述第一接合构件包括被设置在所述第一接合构件的外表面上的环形密封件，并且其中，所述环形密封件密封接合所述容纳座的内表面，以限制流体流动穿过所述容纳座。

22.根据权利要求20所述的紧塞工具，其中：

所述第一接合构件包括复合键，所述复合键包括第一肩部以及能够相对于所述第一肩部径向平移的第二肩部；并且

所述复合键还包括将所述第二肩部偏置到径向外部位置的偏置构件。

23.根据权利要求20所述的紧塞工具，还包括环形密封组件，所述环形密封组件被设置在形成于所述壳体中的凹槽中，其中，所述密封组件包括金属活塞环以及具有L形截面轮廓的环形弹性体密封件。

24.根据权利要求20所述的紧塞工具，还包括致动组件，所述致动组件设置在所述壳体中，并被构造成：响应于感测到所述紧塞工具的第一端与第二端之间的预定压力差，从而允许所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置。

25.根据权利要求24所述的紧塞工具，其中：

所述致动组件包括阀主体，所述阀主体包括第一通道，所述第一通道被构造成接收作用在所述紧塞工具的所述第一端上的流体压力；并且

所述紧塞工具还包括流体阻尼器，所述流体阻尼器在形成于所述芯中的通道中位于所述阀主体的所述第一通道的上游，并且其中，所述流体阻尼器被构造成在所述芯的所述通道中提供流量限制装置。

26.一种用于在井眼中致动阀的流动输送紧塞工具，包括：

壳体，所述壳体包括第一接合构件以及第二接合构件，所述第一接合构件包括解锁位置和锁定位置，所述第二接合构件包括解锁位置和锁定位置；

芯，所述芯以可滑动的方式设置在所述壳体中，并被构造成：响应于在所述壳体中将所述芯从第一位置移位到第二位置，从而将所述第一接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置；以及

致动组件，所述致动组件被设置在所述壳体中，并包括第一阀组件，所述第一阀组件被构造成：响应于感测到所述紧塞工具的第一端与第二端之间的第一压力差，从而允许将所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置；

其中，所述芯被构造成：响应于在所述壳体中将所述芯从所述第二位置移位到第三位置，从而将所述第二接合构件从所述锁定位置致动到所述解锁位置；

其中，所述致动组件包括第一阀组件，所述第一阀组件被构造成：响应于感测到所述紧塞工具的所述第一端与所述第二端之间的第二差值，从而允许将所述芯从所述第一位置移位到所述第二位置。

27.根据权利要求26所述的紧塞工具，其中，所述第二压力差小于所述第一压力差。

28.根据权利要求26所述的紧塞工具，还包括：

浮动活塞，所述浮动活塞以可滑动的方式设置在所述芯与所述壳体之间；

其中，所述浮动活塞形成第一室以及第二室，所述第一室在所述壳体中与周围环境流体连通，所述第二室在所述壳体中相对于所述周围环境密封；

其中，所述浮动活塞被构造成平衡所述第一室与所述第二室之间的流体压力。

29.根据权利要求26所述的紧塞工具，还包括：

过滤器，所述过滤器被联接到所述壳体，并被构造成允许所述壳体与所述周围环境之间的流体连通；

其中，所述过滤器包括多个堆叠的垫圈，其中，每个垫圈的第一端包括凹口，所述凹口在每个垫圈之间提供轴向延伸的间隙；

其中，每个垫圈的所述凹口被构造成允许预定大小的颗粒从所述周围环境进入所述壳体。

30.根据权利要求26所述的紧塞工具，其中，所述致动组件的所述第一阀组件与所述第二阀组件均包括：

壳体；

活塞，所述活塞以可滑动的方式容纳在所述壳体中；以及

止回阀组件，所述止回阀组件被容纳在所述致动组件的阀主体中；

其中，所述致动组件的所述阀主体包括第一通道和第二通道，所述第一通道被构造成接收作用在所述紧塞工具的所述第一端上的流体压力，所述第二通道被构造成接收作用在所述紧塞工具的所述第二端上的流体压力。