Claims (31)
1. Активационный механизм для активирования циркуляционного переводника в бурильной колонне, содержащий:1. An activation mechanism for activating a circulation sub in a drill string, comprising:
по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью измерения по меньшей мере давления бурового раствора, находящегося в первой трубе текучей среды в циркуляционном переводнике, когда установлен,at least one sensor configured to measure at least the pressure of the drilling fluid located in the first fluid pipe in the circulation sub when installed,
блок управления, соединенный с датчиком и выполненный с возможностью мониторинга принятого сигнала по меньшей мере одного датчика, при этом блок управления выполнен с возможностью электрoнного активирования перемещения по меньшей мере одного подвижного клапанного элемента в одном направлении на основе принятого сигнала,a control unit connected to the sensor and configured to monitor the received signal of at least one sensor, while the control unit is configured to electronically activate the movement of at least one movable valve element in one direction based on the received signal,
при этом по меньшей мере один такой клапанный элемент выполнен с возможностью расположения относительно по меньшей мере второй трубы текучей среды в циркуляционном переводнике, когда установлен, по меньшей мере один такой клапанный элемент выполнен с возможностью перемещения между открытым положением и закрытым положением,wherein at least one such valve element is arranged to be arranged relative to at least the second fluid pipe in the circulation sub when at least one such valve element is arranged to move between the open position and the closed position,
при этом вторая труба текучей среды сообщается текучей средой с первой трубой текучей среды, и по меньшей мере один клапанный элемент содержит по меньшей мере один свой конец, выполненный с возможностью закрытия второй трубы текучей среды в закрытом положении и открытия второй трубы текучей среды в открытом положении, отличающийся тем, чтоwherein the second fluid pipe is in fluid communication with the first fluid pipe, and the at least one valve element has at least one end configured to close the second fluid pipe in a closed position and open the second fluid pipe in an open position characterized in that
блок управления электрически соединен по меньшей мере с одним блоком исполнительного механизма, расположенным относительно по меньшей мере одного клапанного элемента, причем по меньшей мере один такой блок исполнительного механизма выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по меньшей мере одного клапанного элемента между открытым положением и закрытым положением неограниченное число раз, при этом блок управления дополнительно выполнен с возможностью электронного активирования перемещения по меньшей мере одного подвижного клапанного элемента в противоположном направлении неограниченное число раз.the control unit is electrically connected to at least one actuator unit located relative to at least one valve element, and at least one such actuator unit is arranged for reciprocating movement of at least one valve element between the open position and the closed position an unlimited number of times, while the control unit is additionally configured to electronically activate the movement of at least one a movable valve member in the opposite direction of an unlimited number of times.
2. Активационный механизм по п. 1, отличающийся тем, что блок управления выполнен с возможностью применения по меньшей мере первого временного окна для принятого сигнала и определения, остается принятый сигнал стабильным относительно по меньшей мере первой пороговой величины по меньшей мере в первом временном окне, или нет, при этом по меньшей мере один клапанный элемент активируется если обнаружено стабильное давление.2. The activation mechanism according to claim 1, characterized in that the control unit is configured to use at least a first time window for the received signal and determine that the received signal remains stable relative to at least the first threshold value at least in the first time window, or not, at least one valve element is activated if a stable pressure is detected.
3. Активационный механизм по п. 1 или 2, отличающийся тем, что блок исполнительного механизма содержит по меньшей мере один элемент по типу соленоида для индуктивного перемещения по меньшей мере одной толкающей штанги, механически соединенной по меньшей мере с одним клапанным элементом.3. The activation mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the actuator unit comprises at least one solenoid-type element for inductively moving at least one push rod mechanically connected to at least one valve element.
4. Активационный механизм по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере один клапанный элемент является проходным клапаном, расположенным внутри камеры активационного механизма, при этом проходной клапан выполнен с возможностью перемещения относительно камеры когда активирован.4. The activation mechanism according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that at least one valve element is a check valve located inside the chamber of the activation mechanism, while the check valve is arranged to move relative to the camera when activated.
5. Активационный механизм по п. 4, отличающийся тем, что по меньшей мере один уплотнительный элемент расположен в наружной поверхности проходного клапана, причем наружная поверхностью обращена к внутренней поверхности камеры, при этом по меньшей мере один уплотнительный элемент остается в контакте с внутренней поверхностью во время перемещения проходного клапана.5. The activation mechanism according to claim 4, characterized in that at least one sealing element is located in the outer surface of the check valve, the outer surface facing the inner surface of the chamber, while at least one sealing element remains in contact with the inner surface in valve travel time.
6. Активационный механизм по п. 4 или 5, отличающийся тем, что кожух клапана расположен внутри камеры, при этом проходной клапан проходит, по меньшей мере частично, в кожух клапана через проем в одном конце кожуха клапана.6. The activation mechanism according to claim 4 or 5, characterized in that the valve housing is located inside the chamber, while the check valve passes, at least partially, into the valve housing through an opening at one end of the valve housing.
7. Активационный механизм по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что блок управления дополнительно соединен с электрической схемой активации, например, мембранным переключателем, который выполнен с возможностью активировать блок управления при заданном давлении.7. The activation mechanism according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the control unit is additionally connected to the activation circuitry, for example, a membrane switch, which is configured to activate the control unit at a given pressure.
8. Активационный механизм по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что активационный механизм выполнен с возможностью выполнения в полости, расположенной в наружной боковой поверхности кожуха циркуляционного переводника.8. The activation mechanism according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the activation mechanism is configured to perform in the cavity located in the outer side surface of the casing of the circulation sub.
9. Активационный механизм по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик содержит первый датчик, выполненный с возможностью измерения первого давления бурового раствора в первой трубе текучей среды, и второй датчик, выполненный с возможностью измерения второго давления бурового раствора в возвращающемся буровом растворе, когда установлен, при этом блок управления выполнен с возможностью определения перепада давления с использованием первого и второго давлений.9. The activation mechanism according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that at least one sensor comprises a first sensor configured to measure a first drilling fluid pressure in a first fluid pipe, and a second sensor configured to measure a second drilling fluid pressure in a returning drilling fluid when installed while the control unit is configured to determine the differential pressure using the first and second pressures.
10. Циркуляционный переводник для установки в стволе скважины, содержащий:10. A circulation sub for installation in a wellbore, comprising:
кожух, имеющий наружную боковую поверхность, обращенную к внутренней стенке ствола скважины, где кожух выполнен с возможностью установки внутри ствола скважины,a casing having an outer side surface facing the inner wall of the wellbore, where the casing is configured to be installed inside the wellbore,
первую трубу текучей среды, соединенную с первым проемом в одном конце циркуляционного переводника и вторым проемом в другом конце циркуляционного переводника для направления бурового раствора через циркуляционный переводник,a first fluid pipe connected to a first opening at one end of the circulation sub and a second opening at the other end of the circulation sub to guide the drilling fluid through the circulation sub,
по меньшей мере вторую трубу текучей среды в сообщении текучей средой с первой трубой текучей среды по меньшей мере через один внутренний проем, и соединенную по меньшей мере с одним наружным проемом, расположенным в наружной боковой поверхности кожуха,at least a second fluid pipe in fluid communication with the first fluid pipe through at least one internal opening, and connected to at least one external opening located in the outer side surface of the casing,
отличающийся тем, чтоcharacterized in that
в наружной боковой поверхности кожуха выполнена по меньшей мере одна полость, в которой расположен по меньшей мере один активационный механизм по любому из пп. 1-9.at least one cavity is made in the outer side surface of the casing, in which at least one activation mechanism according to any one of paragraphs is located. 1-9.
11. Циркуляционный переводник по п. 9, отличающийся тем, что съемная крышка расположена на проеме по меньшей мере одной полости для герметичного закрытия по меньшей мере одной полости, при этом возможно обеспечение уплотнения между крышкой и кожухом.11. The circulation sub according to claim 9, characterized in that the removable cover is located on the opening of at least one cavity for hermetically closing at least one cavity, while it is possible to provide a seal between the cover and the casing.
12. Циркуляционный переводник по п. 10 или 11, отличающийся тем, что по меньшей мере один из внутреннего и наружного проемов второй трубы текучей среды содержит сопло, выполненное с возможностью регулирования скорости бурового раствора, входящего во вторую трубу или выходящего из нее.12. The circulation sub according to claim 10 or 11, characterized in that at least one of the inner and outer openings of the second fluid pipe comprises a nozzle adapted to control the speed of the drilling fluid entering or leaving the second pipe.
13. Способ активирования циркуляционного переводника с применением активационного механизма по любому из пп. 1-9, включающий в себя этапы, на которых:13. A method for activating a circulation sub using an activation mechanism according to any one of paragraphs. 1-9, which includes stages in which:
устанавливают циркуляционный переводник на заданной глубине в стволе скважины,set the circulation sub at a given depth in the wellbore,
увеличивают давление бурового раствора, находящегося в первой трубе текучей среды циркуляционного переводника,increase the pressure of the drilling fluid located in the first fluid pipe of the circulation sub,
осуществляют мониторинг давления бурового раствора внутри первой трубы текучей среды, применяя по меньшей мере один датчик давления,monitoring the pressure of the drilling fluid inside the first fluid pipe using at least one pressure sensor,
активируют циркуляционный переводник, когда некоторое событие обнаружено, с применением блока управления,activate the circulation sub when an event is detected using the control unit,
отличающийся тем, чтоcharacterized in that
этап активирования циркуляционного переводника содержит перемещение клапанного элемента, расположенного в камере активационного механизма из закрытого положения в открытое положение, при этом по меньшей мере вторая труба текучей среды открыта для направления по меньшей мере части бурового раствора через вторую трубу текучей среды.the step of activating the circulating sub includes moving the valve member located in the chamber of the activation mechanism from the closed position to the open position, wherein at least the second fluid pipe is open to guide at least a portion of the drilling fluid through the second fluid pipe.
14. Способ активирования циркуляционного переводника по п. 13, отличающийся тем, что мониторинг измеренного давления осуществляют по меньшей мере в одном временном окне, и блок управления активирует циркуляционный переводник если определeно, что измеренное давление оставалось стабильным относительно по меньшей мере одной пороговой величины по меньшей мере в одном временном окне.14. The method of activating the circulation sub according to claim 13, characterized in that the measured pressure is monitored in at least one time window, and the control unit activates the circulation sub if it is determined that the measured pressure has remained stable with respect to at least one threshold value of at least at least one time window.
15. Способ активирования циркуляционного переводника по п. 13 или 14, отличающийся тем, что рабочая электрическая схема активирует блок управления, когда измеренное давление бурового раствора превышает заданное давление.15. The method of activating the circulation sub according to claim 13 or 14, characterized in that the working electrical circuit activates the control unit when the measured drilling fluid pressure exceeds a predetermined pressure.