CN111201367B - 电子启动器套筒和使用方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于在地下地层中执行井筒完井和开采操作的设备、系统和方法。在一些实施方案中，所述方法包括：将电子启动器套筒设置在穿透地下地层的至少一部分的封闭井筒内，其中所述电子启动器套筒包括：具有至少一个端口的外壳、处于闭合位置的套筒、致动器以及至少一个传感器；在一段时间内增大所述封闭井筒内的流体压力，其中所述套筒在所述一段时间期间保持处于所述闭合位置；使用所述至少一个传感器检测信号；以及响应于所述信号而致动所述致动器，以使所述套筒从所述闭合位置转变到打开位置。
Description
背景技术
诸如油和气体的烃通常从可位于陆上或海上的地下地层获得。从地下地层中移走烃所涉及的地下操作和过程的展开可涉及许多不同的步骤，例如像，在期望井场处钻探井筒，处理井筒以优化烃的开采，以及执行必要步骤以从地下地层开采烃并对其进行处理。
在已经形成井筒之后，可将各种井下工具插入井筒中以从井筒中提取诸如烃或水的自然资源、将流体注入井筒中和/或维护井筒。在对油气井进行完井时，通常的做法是将管柱(称为套管柱)安装在井筒中并且在套管外部进行水泥粘固以隔离井筒所穿透的各种地层。套管柱可包括各种井筒工具。
在完成对套管进行水泥粘固之后，必须将井筒的底部重新打开以在含烃地层与套管的内部之间建立流体连通。在重新打开井筒之前，通常可能期望测试套管的完整性。套管完整性测试和井筒的重新打开可使用通常称为“趾端套筒”或“启动器套筒”的井筒工具来进行，所述井筒工具通常位于套管柱的趾端处。
附图说明
这些附图示出本公开的一些实施方案的某些方面，并且不应用来限制或限定权利要求。
图1A至图1B是根据本公开的某些实施方案的电子启动器套筒的示意图。
图2A至图2D是描绘根据本公开的某些实施方案的预定信号的曲线图。
图3是根据本公开的某些实施方案的井系统的示意图。
虽然已经描绘了本公开的实施方案，但是此类实施方案并不意味着对本公开的限制，并且不应当推断出此类限制。如本领域中的技术人员以及受益于本公开的人员将想到，所公开的主题能够在形式和功能上存在相当多的修改、变更和等效形式。所描绘和描述的本公开的实施方案仅为示例性的，并非详尽说明本公开的范围。
具体实施方式
本公开涉及用于在地下地层中执行井筒完井和开采操作的设备、系统和方法。更特别地，本公开涉及用于使用信号来启动从封闭井筒到地下地层中的流体流动的电子启动器套筒和系统。
本公开提供一种或多种电子启动器套筒，其包括具有至少一个端口的外壳、设置在所述外壳内的套筒、设置在所述外壳内的致动器以及联接到所述外壳的传感器。所述电子启动器套筒可设置在穿透地下地层的至少一部分的封闭井筒内。所述电子启动器套筒可并入设置在所述封闭井筒内的管柱内。所述电子启动器套筒的套筒可被配置来从闭合位置转变到打开位置以在所述封闭井筒与所述地下地层之间建立流体连通路径。在某些实施方案中，在执行套管完整性测试期间，所述套筒可保持处于所述闭合位置，以防止流体从所述封闭井筒流到所述地下地层。在某些实施方案中，所述电子启动器套筒的所述传感器可检测信号，并且所述电子启动器套筒的所述致动器可响应于所述信号而致动，以使所述套筒从所述闭合位置转变到所述打开位置并启动从所述封闭井筒到所述地下地层的流体流动。
在本公开的设备、系统和方法的许多潜在优点中，本文仅提及其中的一些，本公开的设备、系统和方法可促进套管完整性测试的执行而具有极小的超过测试压力或无意中打开启动器套筒的风险。在某些实施方案中，本公开的系统、设备和方法可提供停止和重新开始套管完整性测试而无时间限制的能力，这可允许在必要的情况下完成补注水泥操作。在某些实施方案中，本公开的设备、系统和方法还可促成在穿透地下地层的井筒的趾端处形成流动路径的无干预手段。
通过参考图1至图3可理解本公开的实施方案及其优点，其中相同的标号用于指示相同和对应的部分。图1A和图1B描绘根据本公开的某些实施方案的电子启动器套筒100。图1A描绘处于闭合位置的电子启动器套筒100，而图1B描绘处于打开位置的电子启动器套筒100。电子启动器套筒100可包括具有至少一个端口104的外壳102、套筒106、致动器108和传感器110。致动器108可包括任何合适的致动器，包括但不限于电磁装置(例如，马达、齿轮箱或线性螺杆)、螺线管致动器、压电致动器、液压泵、化学激活致动器、热激活致动器、压力激活致动器或它们的任何组合。在某些实施方案中，例如，致动器108可以是使销缩回或伸出以允许或约束电子启动器套筒100的部件的移动的线性致动器。传感器110可包括任何合适的传感器，包括但不限于压力传感器、温度传感器、pH传感器、流量传感器、水听器、振动传感器、声传感器、加速度计、压电传感器、应变仪或它们的任何组合。
在某些实施方案中，电子启动器套筒100还可包括板上电子器件112，所述板上电子器件112可包括例如控制器、处理器、存储器或它们的任何组合。致动器108、板上电子器件112或两者可通过板上电池、井下发电机或任何其他电功率源来供应电功率。在某些实施方案中，致动器108、传感器110和板上电子器件112中的一者或多者可完全设置在外壳102内。在其他实施方案中，致动器108、传感器110和板上电子器件112中的一者或多者可部分地设置在外壳102内。在其他实施方案中，致动器108、传感器110和板上电子器件112中的一者或多者可定位在外壳102之上、周围或外部。
传感器110可检测信号。在某些实施方案中，信号可通过调整封闭井筒内的一个或多个条件来产生，所述一个或多个条件包括但不限于压力、温度、pH、流率、声振动、磁场和电磁场。在某些实施方案中，信号可包括脉冲宽度调制的信号、改变阈值的信号、斜变信号、正弦波形信号、方波形信号、三角波形信号、锯齿波形信号等或它们的组合。此外，所述波形可表现出任何合适的占空比、频率、幅度、持续时间或它们的组合。在某些实施方案中，信号可包括一个或多个预定阈值的序列、预定离散阈值、预定系列的斜变信号、预定的脉冲宽度调制的信号、如本领域技术一员将理解的任何其他合适的波形或它们的组合。尽管本文讨论了信号，但是受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，一个或多个信号可以是有线信号、无线信号或两者。
在某些实施方案中，传感器110可将信号转换成电信号。在某些实施方案中，板上电子器件112可接收基于信号的来自传感器110的一个或多个电信号。板上电子器件112(例如，控制器)可至少部分地基于电信号来执行指令。由板上电子器件112执行的指令中的一个或多个可致使板上电子器件112(例如，处理器)向致动器108发送一个或多个信号，从而致使致动器108致动。因此，在某些实施方案中，致动器108可至少部分地基于由传感器110检测到的信号进行致动。
在某些实施方案中，板上电子器件112可直接或间接地有线或无线地与传感器110、致动器108或两者通信。例如，在一个或多个实施方案中，板上电子器件112可通过一根或多根线材进行通信，所述一根或多根线材包括但不限于实芯铜线、绝缘绞合铜线、非屏蔽双绞线、光纤电缆、同轴电缆、如本领域技术一员将理解的任何其他合适的线材或它们的组合。在某些实施方案中，板上电子器件112可通过包括但不限于编码的数字信号的一个或多个信令协议与传感器110、致动器108或两者通信。
在某些实施方案中，传感器110可被配置来检测预定的无线信号并且将对应的电信号传达给板上电子器件112。在一个或多个实施方案中，预定信号可包括或指示一个或多个预定阈值、预定离散阈值、预定系列的斜变信号、预定的脉冲宽度调制的信号或它们的任何组合。板上电子器件112可至少部分地基于从传感器110接收的电信号来指示致动器108进行致动。在某些实施方案中，板上电子器件112可将与从传感器110接收的电信号相对应的致动信号发送给致动器108，从而指示致动器108进行致动。
例如，在一个实施方案中，传感器110可检测呈以下形式的预定信号：液体静压力在第一时间段t1(例如，t1可以是约8到10分钟的时间段或任何其他时间段范围)内从原始压力(例如，约100磅/平方英寸(psi)(近似689.48千帕斯卡(kPa)的原始压力))升高到一个或多个第一测量压力(例如，约200psi(近似1378.95kPa)与约400psi(近似2757.9kPa)之间的一个或多个第一测量压力)，然后在第二时间段t2(例如，t2可以是约8到10分钟的第二时间段或任何其他时间范围)内升高到一个或多个第二测量压力(例如，在约600psi(近似4136.85kPa)与约800psi(近似4136.85kPa)之间的一个或多个第二测量压力)，然后恢复到原始压力。一旦检测到预定信号，传感器110就可将对应的电信号发送给板上电子器件112，所述板上电子器件112又可将对应的致动信号发送给致动器108，从而指示致动器108进行致动。
在某些实施方案中，传感器110接收到预定信号与将对应的电信号传达给板上电子器件112之间可能存在时间延迟。在某些实施方案中，板上电子器件112接收到电信号与将对应的致动信号传达给致动器108之间可能存在时间延迟。因此，在某些实施方案中，传感器110检测到预定信号与致动器108进行致动之间可能存在时间延迟。例如，传感器110可检测到预定信号并立即将对应的电信号传达给板上电子器件112，并且板上电子器件112可等待一定时间段(或时间延迟)，然后才将对应的致动信号发送给致动器108。在此类实施方案中，板上电子器件112接收到电信号可启动计时器，并且对应的致动信号可在计时器到期时发送给致动器108。受益于本公开的本领域技术一员将认识到时间延迟的适当长度。
图2A至图2D以图形方式描绘根据本公开的某些实施方案的预定信号的实例。图2A至图2D中的预定信号仅是说明性的，并且不限制预定信号的适当类型。此外，尽管使用压力信号描绘图2A至图2D中的预定信号，但是在本公开的电子启动器套筒中可使用任何合适的预定信号，包括但不限于温度信号、pH信号、流率信号、声振动信号、磁场信号和电磁场信号或它们的组合。在一个或多个实施方案中，预定信号可以是有线或无线信号。
图2A描绘基于一系列压力脉冲的预定信号。对于基于脉冲的预定信号，板上电子器件112可被配置来响应于不同数量或模式的脉冲而执行指令。例如，板上电子器件112可响应于总数量的脉冲、一段时间内的特定数量的脉冲、脉冲之间的延迟、特定模式的脉冲和延迟或任何类似的信号。尽管图2A描绘低值和高值的二进制预定信号，但是预定信号可以是非二进制的。
图2B描绘基于压力超过阈值的预定信号。对于基于井筒条件(例如，压力)的阈值的预定信号，板上电子器件112可被配置来响应于高于阈值、处于值范围内、保持低于阈值或跨过阈值一定次数而执行指令。
图2C描绘基于一个或多个压力的持续时间或保压时间的预定信号。对于基于井筒条件(例如，压力)的持续时间或保压时间的预定信号，板上电子器件112可被配置来响应于井筒条件在特定时间段内处于、高于或低于特定值或者响应于在特定时间段内不存在井筒条件或两者而执行指令。
图2D描绘基于压力的增大和减小的预定信号。对于基于井筒条件(例如，压力)的增大和/或减小的预定信号，板上电子器件112可被配置来响应于例如井筒条件随时间推移的特定模式、井筒条件的变化量、井筒条件保持变化的持续时间、或井筒条件是否增大、减小或增大和减小超过阈值而执行指令。井筒条件的增大和/或减小可独立于增大或减小的绝对幅度，只要井筒条件的增大或减小超过阈值量即可。
在某些实施方案中，致动器108可响应于来自板上电子器件112的输出而致动以使电子启动器套筒100的一个或多个部件移动，以使套筒106从闭合位置(图1A)转变到打开位置(图1B)。在某些实施方案中，如图1A所示，电子启动器套筒100可包括液压腔室116和电液锁，所述液压腔室116包括油，所述电液锁包括例如破裂盘114和刺穿机构117。在此类实施方案中，在电液锁被移除的情况下，电液锁可电液锁可保持套筒106处于闭合位置。在此类实施方案中，电液锁可通过以下方式来移除：致动器108响应于基于由传感器110检测到的预定信号的来自板上电子器件112的输出而移动刺穿机构117，从而致使其对破裂盘114进行破坏(例如，破裂、刺破和/或穿破)，如图1B中所示。在破裂盘114破坏时，油可撤离液压腔室116，从而产生压力不平衡，所述压力不平衡致使套筒106从闭合位置转变到打开位置。替代地，在某些实施方案中，电子启动器套筒100可包括连接到液压腔室116的阀，在所述阀闭合时，所述阀保持套筒106处于闭合位置。在此类实施方案中，致动器108可响应于基于由传感器110检测到的预定信号的来自板上电子器件112的输出而打开阀，从而致使油撤离液压腔室116。压力不平衡可致使套筒106从闭合位置转变到打开位置。
在其他实施方案中，电子启动器套筒100可包括连接到套筒106和致动器108的压缩弹簧，所述压缩弹簧在压缩时保持套筒106处于闭合位置。在此类实施方案中，致动器108可响应于基于由传感器110检测到的预定信号的来自板上电子器件112的输出而释放压缩弹簧，从而致使套筒106从闭合位置转变到打开位置。在其他实施方案中，电子启动器套筒100可包括连接到套筒106的挡板，并且致动器108可联接到阀。在此类实施方案中，致动器108可响应于基于由传感器110检测到的预定信号的来自板上电子器件112的输出而打开阀，从而致使球沿着封闭井筒下放。球可接触挡板，从而致使套筒106从闭合位置转变到打开位置。
在其他实施方案中，套筒106和致动器108可联接到一个或多个马达。在此类实施方案中，致动器108响应于基于由传感器110检测到的预定信号的来自板上电子器件112的输出而驱动一个或多个马达，从而致使套筒106从闭合位置转变到打开位置。在其他实施方案中，套筒106和致动器108可联接到一个或多个泵。在此类实施方案中，致动器108响应于基于由传感器110检测到的预定信号的来自板上电子器件112的输出而驱动一个或多个泵，从而致使将流体泵送到封闭井筒中。流体可致使套筒106从闭合位置转变到打开位置。本公开的电子启动器套筒、系统和方法可利用前述实施方案的任何组合来将套筒106从闭合位置转变到打开位置。
在某些实施方案中，如图1A所示，电子启动器套筒100还可包括一个或多个剪切销118。在此类实施方案中，一旦电子启动器套筒100内的压力达到预定压力，剪切销118就可剪切或破坏。剪切销118与致动器108的组合可防止套筒106过早地从闭合位置转变到打开位置。例如，在一个实施方案中，电子启动器套筒100可包括一个或多个剪切销118和如上所述的水电锁。在此类实施方案中，水电锁可如上所述被移除，从而允许套筒106从闭合位置转变到打开位置。然而，剪切销118可防止套筒106转变到打开位置，直到电子启动器套筒100内的压力达到足以剪切或破坏剪切销118的预定压力为止。
图3是井系统300在多区完井操作之后的示意图。井筒328从地表332延伸并穿过地下地层326。井筒328具有基本上竖直的部段304和基本上水平的部段306，竖直部段304和水平部段306由弯曲部308连接。水平部段306延伸穿过含烃地下地层326。一个或多个套管柱310插入井筒328中并进行水泥粘固以防止流体进入井筒。流体可包括地层流体(诸如开采流体或氢类)、水、泥浆、压裂液或者可注入地下地层326中或从其接收的任何其他类型的流体中的任何一种或多种。
尽管图1所示的井筒328包括竖直部段304和水平部段306，但井筒328可以是基本上竖直的(例如，基本上垂直于地表332)、基本上水平的(例如，基本上平行于地表332)，或者可包括水平部段和竖直部段的任何其他组合。虽然在图3中示出基于陆地的系统300，但是并入有本公开的教义的电子启动器套筒可令人满意地与位于海上平台、钻井船、半潜船和钻井驳船(未明确示出)上的钻井装备一起使用。
一个或多个套管柱310可从井口312延伸到井筒328中。图3描绘的井系统300通常称为封闭井筒，其中一个或多个套管柱310插入竖直部段304、弯曲部308和水平部段306中，并且用包围套管柱310的水泥环330粘固在适当的位置。如本文所用，术语“封闭井筒”是指包括基本上未射孔或未破坏的水泥环的井筒，其中基本上没有流体从井筒流入地下地层中。在一些实施方案中，井筒328可以是部分完井的(例如，部分装套管或水泥粘固的)和部分未完井的(例如，未装套管和/或未水泥粘固的)。在其他实施方案中，如果套管柱310没有延伸穿过井筒328的弯曲部308和/或水平部段306，则井筒328可以是开放的。
图3中的实施方案包括设置在井筒的竖直部段304中的顶部采油封隔器314，其抵靠套管柱310的最内侧表面进行密封。管柱316从井口312沿井筒延伸。管柱316可以是套管柱、衬管、工作柱、连续油管柱或如受益于本公开的本领域技术一员将理解的其他管柱。管柱316也可用于通过井筒将流体注入到地层326中。管柱316可包括多个部段，所述多个部段通过任何合适的机构联接或结合在一起，以允许管柱316延伸到井筒中的期望或预定深度。
电子启动器套筒100可被配置用于并入到管柱316或另一合适的管柱中。尽管在图3中仅示出一个电子启动器套筒，但是可在单个井筒中利用多个电子启动器套筒。在此类实施方案中，外壳102可包括适当的连接件(例如，内部或外部螺纹表面)，以允许将其并入到管柱316中。其他合适的连接件将是受益于本公开的本领域技术人员已知的。如图3所示，在某些实施方案中，电子启动器套筒100可定位在离井口312最远的位置处的管柱316上或周围。换句话说，电子启动器套筒100可以是管柱316上的第一工具或初始工具。
在某些实施方案中，电子启动器套筒100可并入到桥塞和射孔系统中。在其他实施方案中，电子启动器套筒100可并入到多级压裂系统中。在这些实施方案中，各种其他井下工具可沿着管柱316设置，如受益于本公开的本领域技术一员将理解的。此类井下工具包括但不限于阻隔件318A-318E和套筒320A-320E。阻隔件318A-318E接合水平部段306的内表面，从而将水平部段306分成一系列开采区带320A-320F。在一些实施方案中，合适的阻隔件318A-318E包括但不限于封隔器(例如，压缩形变封隔器、水胀式封隔器、膨胀式封隔器)、水泥、用于隔离区的任何其他井下工具、装备或装置或它们的任何组合。
现在将描述电子启动器套筒100的操作。在某些实施方案中，电子启动器套筒100可设置在穿透地下地层326的至少一部分的封闭井筒内，如图3所示。在某些实施方案中，可能希望在于封闭井筒328与地下地层326之间建立流体连通之前测试封闭井筒328中的套管柱310的完整性。在此类实施方案中，封闭井筒328内的压力可在一段时间内增大。受益于本公开的本领域技术一员将认识到测试套管柱310的完整性所处的适当压力和时间段。
在某些实施方案中，可在套管完整性测试之后调整如上所述的一个或多个井筒条件以产生一个或多个信号。各种类型的装备可位于井表面332处、井场302处或井筒328内，并且用于产生预定信号，例如无线信号。此类装置包括但不限于：转台；完井、钻井或开采流体泵；可提供压力和/或泄压的工具或装置；能够产生声信号的任何工具或装置；流体存储箱；以及其他完井、钻井或开采装备。例如，井系统300可包括井流量控制装置324。井流量控制装置324可包括但不限于阀、传感器、仪器、管件、连接件、节流阀、旁通件、控制流体流入和流出井筒328的任何其他合适的部件或它们的任何组合。在操作中，井流量控制装置324控制一种或多种流体的流率。在一个或多个实施方案中，操作员或井流量控制装置324或两者可通过调整流体进入井筒328的流率来调节井筒328中的压力。类似地，如本领域技术一员将理解的，操作员或控制器或两者可使用位于井表面332处、井场302处或井筒328内的各种类型的装备来调整其他井筒条件以产生预定信号。
如上所述，致动器108可响应于预定信号而致动，以使套筒106从闭合位置转变到打开位置。在此类实施方案中，可通过电子启动器套筒100的端口104建立从封闭井筒328到地下地层326的流体连通路径。例如，此流体连通路径可以是初始流体连通路径。在某些实施方案中，流体连通路径可破坏水泥环330以在井筒328与地下地层326之间建立流体流动。在某些实施方案中，这可以是在封闭井筒328与地下地层326之间建立从而打开封闭井筒328的第一或初始流体连通路径。在某些实施方案中，当套筒106从闭合位置转变到打开位置时，可溶桥塞可暴露。在此类实施方案中，可溶桥塞可位于电子启动器套筒100的端口104中。在此类实施方案中，在于封闭井筒328与地下地层326之间建立流体连通路径之前，井筒328中的流体可至少部分地溶解可溶桥塞。一旦水泥环330破坏和/或在封闭井筒328与地下地层326之间建立初始流体连通路径，进一步的井筒操作(例如，桥塞和射孔操作或落球操作)就可开始。
在一个或多个井筒操作期间，图3所描绘的套筒320A-320E中的每一个通常可在打开位置与闭合位置之间操作，使得在打开位置中，套筒320A-320E允许管柱316与开采区带322A-322E之间的流体连通。在一个或多个实施方案中，套筒320A-320E可能够在一种或多种配置中操作以控制流体。例如，套筒320A-320E可在以下配置中操作：中间配置，诸如部分打开配置，其可致使约束流体流动；部分闭合配置，其与部分打开时相比可致使更少地约束流体流动；打开配置，其不约束流体流动或极少地约束流体流动；闭合配置，其约束所有流体流动或基本上所有流体流动；或其间的任何位置。
在开采期间，流体连通总体上是从地下地层326、穿过套筒320A-320E和电子启动器套筒100(例如，处于打开配置)并进入管柱316。流体的连通也可以是从管柱316、穿过套筒320A-320E和电子启动器套筒100并进入地层326，水力压裂期间的情况就是如此。水力压裂是一种使井的开采增产的方法，并且通常涉及将专门的压裂液沿井向下泵入地层中。随着流体压力的增大，压裂液在地层中产生裂口和裂缝并使它们传播通过地层。因此，压裂在井筒328与地下地层326之间产生另外的连通路径。流体的连通也可通过其他增产技术诸如酸化增产、注水和二氧化碳(CO2)注入形成。
尽管图3所描绘的井系统300包括套筒320A-320E和阻隔件318A-318E，但它可包括任何数量的另外的井下工具，包括但不限于筛网、流量控制装置、开槽管件、另外的封隔器、另外的套筒、阀、片状阀、挡板、传感器和致动器。井下工具的数量和类型可取决于井筒的类型、在井筒中执行的操作以及预期的井筒条件。例如，在某些实施方案中，井下工具可包括筛网以从流进井筒中的流体中过滤沉淀物。此外，尽管图3中所描绘的井系统300描绘压裂工具，但是本公开的方法和系统可与任何井下工具或井下操作一起使用。
本公开的一个实施方案是一种方法，其包括：将电子启动器套筒设置在穿透地下地层的至少一部分的封闭井筒内，其中所述电子启动器套筒包括：具有至少一个端口的外壳、处于闭合位置的套筒、致动器以及至少一个传感器；在一段时间内增大所述封闭井筒内的流体压力，其中所述套筒在所述一段时间期间保持处于所述闭合位置；使用所述至少一个传感器检测信号；以及响应于所述信号而致动所述致动器，以使所述套筒从所述闭合位置转变到打开位置。
本公开的另一实施方案是一种电子启动器套筒，其包括：外壳，所述外壳包括一个或多个端口；至少一传感器，所述至少一个传感器联接到所述外壳；套筒，所述套筒设置在所述外壳内，所述套筒被配置来从闭合位置转变到打开位置，从而暴露所述一个或多个端口；致动器，所述致动器设置在所述外壳内，其中所述致动器响应于所述至少一个传感器检测到信号而致动，并且维持所述套筒处于所述闭合位置直到被致动为止；以及剪切销，所述剪切销维持所述套筒处于所述闭合位置直到被剪切为止。
本公开的另一实施方案是一种系统，其包括：井筒，所述井筒具有井口；管柱，所述管柱设置在所述井筒内并且从所述井口垂下；电子启动器套筒，所述电子启动器套筒在离所述井口最远的位置处并入所述管柱中，其中所述电子启动器套筒包括：外壳，所述外壳包括一个或多个端口；至少一个传感器，所述至少一个传感器联接到所述外壳；致动器，所述致动器设置在所述外壳内，所述致动器响应于所述至少一个传感器检测到信号而致动；以及套筒，所述套筒设置在所述外壳内，所述套筒被配置来在致动所述致动器时从闭合位置转变到打开位置。
Claims (20)
1.一种方法，其包括：
将电子启动器套筒设置在穿透地下地层的至少一部分的封闭井筒内，其中所述电子启动器套筒包括：
具有至少一个端口的外壳，
处于闭合位置的套筒，
致动器，
至少一个传感器，
联接至所述致动器的电液锁，所述电液锁维持所述套筒处于所述闭合位置直到被移除为止，以及
液压腔室，其与所述封闭井筒内的流体隔离；
在一段时间内增大所述封闭井筒内的流体压力，其中所述套筒在所述一段时间期间保持处于所述闭合位置；
使用所述至少一个传感器检测信号；以及
响应于所述信号而致动所述致动器，以使所述套筒从所述闭合位置转变到打开位置，
其中，在执行套管完整性测试期间，所述套筒保持处于所述闭合位置以防止流体从所述封闭井筒流到所述地下地层。
2.如权利要求1所述的方法，其中当所述套筒从所述闭合位置转变到所述打开位置时，所述至少一个端口暴露，并且其中通过所述至少一个端口建立所述封闭井筒与所述地下地层之间的流体连通路径。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述流体连通路径是在所述封闭井筒与所述地下地层之间建立的初始流体连通路径。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述封闭井筒包括水泥环，所述水泥环在将所述电子启动器套筒设置在所述封闭井筒内时基本上不被破坏。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述水泥环在所述套筒从所述闭合位置转变到所述打开位置之后被破坏。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述电子启动器套筒还包括：
剪切销，所述剪切销维持所述套筒处于所述闭合位置直到被剪切为止。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述电液锁通过响应于所述信号而致动所述致动器来移除。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述信号包括脉冲信号、离散阈值信号、随时间推移的一系列离散阈值信号、随时间推移的一系列斜变信号、脉冲宽度调制的信号、信号分布或它们的任何组合。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述信号通过调整以下中的一者或多者来产生：所述封闭井筒中的压力、所述封闭井筒中的温度、所述封闭井筒中的pH、所述封闭井筒中的流率、所述封闭井筒中的声振动、所述封闭井筒中的磁场、所述封闭井筒中的电磁场或它们的任何组合。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述电子启动器套筒还包括板上电子器件，并且其中所述方法还包括：
基于所检测到的信号将电信号从所述传感器发送到所述板上电子器件；以及
基于所述电信号将致动信号从所述板上电子器件发送到所述致动器。
11.如权利要求10所述的方法，其中将所述电信号从所述传感器发送到所述板上电子器件与将所述信号从所述板上电子器件发送到所述致动器之间存在时间延迟。
12.一种电子启动器套筒，其包括：
外壳，所述外壳包括一个或多个端口；
至少一个传感器，所述至少一个传感器联接到所述外壳；
套筒，所述套筒设置在所述外壳内，所述套筒被配置来从闭合位置转变到打开位置，从而暴露所述一个或多个端口；
致动器，所述致动器设置在所述外壳内，其中所述致动器响应于所述至少一个传感器检测到信号而致动，并且维持所述套筒处于所述闭合位置直到被致动为止；
剪切销，所述剪切销维持所述套筒处于所述闭合位置直到被剪切为止；
联接至所述致动器的电液锁，所述电液锁维持所述套筒处于所述闭合位置直到被移除为止，以及
液压腔室，其与封闭井筒内的流体隔离，
其中，在执行套管完整性测试期间，所述套筒保持处于所述闭合位置以防止流体从所述封闭井筒流到地下地层。
13.如权利要求12所述的电子启动器套筒，
其中所述电液锁在致动所述致动器时被移除。
14.如权利要求12所述的电子启动器套筒，其中所述电液锁包括破裂盘和刺穿机构，所述刺穿机构在致动所述致动器时使所述破裂盘破裂以移除所述电液锁。
15.如权利要求12所述的电子启动器套筒，其中所述至少一个传感器包括压力传感器、温度传感器、pH传感器、流量传感器、水听器、振动传感器、声传感器、加速度计、压电传感器、应变仪或它们的任何组合。
16.一种系统，其包括：
井筒，所述井筒具有井口；
管柱，所述管柱设置在所述井筒内并且从所述井口垂下；
电子启动器套筒，所述电子启动器套筒在离所述井口最远的位置处并入所述管柱中，其中所述电子启动器套筒包括：
外壳，所述外壳包括一个或多个端口；
至少一个传感器，所述至少一个传感器联接到所述外壳；
致动器，所述致动器设置在所述外壳内，所述致动器响应于所述至少一个传感器检测到信号而致动；
套筒，所述套筒设置在所述外壳内，所述套筒被配置来在致动所述致动器时从闭合位置转变到打开位置；
联接至所述致动器的电液锁，所述电液锁维持所述套筒处于所述闭合位置直到被移除为止，以及
液压腔室，其与封闭井筒内的流体隔离，
其中，在执行套管完整性测试期间，所述套筒保持处于所述闭合位置以防止流体从所述封闭井筒流到地下地层。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述电子启动器套筒还包括联接到所述传感器和所述致动器的板上电子器件。
18.如权利要求16所述的系统，其中所述至少一个传感器包括压力传感器、温度传感器、pH传感器、流量传感器、水听器、振动传感器、声传感器、加速度计、压电传感器、应变仪或它们的任何组合。
19.如权利要求16所述的系统，其还包括至少并入所述管柱中的井下工具。
20.如权利要求16所述的系统，其中所述电子启动器套筒还包括：
剪切销，所述剪切销联接到所述外壳，所述剪切销维持所述套筒处于所述闭合位置直到被剪切为止。
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