RU2603113C2 - Термический разъединяющий механизм для скважинных инструментов - Google Patents

Термический разъединяющий механизм для скважинных инструментов Download PDF

Info

Publication number
RU2603113C2
RU2603113C2 RU2014152074/03A RU2014152074A RU2603113C2 RU 2603113 C2 RU2603113 C2 RU 2603113C2 RU 2014152074/03 A RU2014152074/03 A RU 2014152074/03A RU 2014152074 A RU2014152074 A RU 2014152074A RU 2603113 C2 RU2603113 C2 RU 2603113C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connecting device
thermal expansion
coefficient
nipple
heating element
Prior art date
Application number
RU2014152074/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014152074A (ru
Inventor
Кевен О'КОННОР
Бэзил Дж. ДЖОЗЕФ
Original Assignee
Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед filed Critical Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед
Publication of RU2014152074A publication Critical patent/RU2014152074A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2603113C2 publication Critical patent/RU2603113C2/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/18Connecting or disconnecting drill bit and drilling pipe
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/028Electrical or electro-magnetic connections
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/06Releasing-joints, e.g. safety joints

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
  • Dowels (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для приведения в действие скважинного инструмента. Разъединяющий механизм для установки в рабочее положение скважинного инструмента содержит два соединительных устройства, разъемно соединенных друг с другом. Одно из соединительных устройств включает в себя материал с коэффициентом термического расширения, отличающимся от коэффициента термического расширения материала, который включает в себя второе соединительное устройство. Разница коэффициентов термического расширения обеспечивает большее расширение одного из соединительных устройств в сравнении с другим соединительным устройством при нагревании одного или обоих соединительных устройств. В результате большего расширения одного из соединительных устройств устройства разъединяются. После разъединения исполнительному механизму скважинного инструмента обеспечивается перемещение для приведения в действие или установки в рабочее положение скважинного инструмента. Технический результат заключается в повышении эффективности приведения в действие скважинного инструмента. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

[1] Данная заявка испрашивает приоритет по заявке U.S. Application No. 13/481099, поданной 25 мая 2012 г., и полностью включена в данном документе в виде ссылки.
Область техники
[2] Изобретение относится к разъединяющим механизмам, применяемым для обеспечения приведения в действие скважинных инструментов и, в частности, к термическим разъединяющим механизмам, которые вначале удерживают исполнительный механизм в положении для спуска в скважину до момента времени достижения заданной температуры, при которой разъединяющий механизм деблокирует исполнительный механизм для приведения в действие скважинного инструмента.
Уровень техники
[3] Некоторые скважинные инструменты должны удерживаться не установленными в рабочее положение до надлежащей установки в скважине. Только после установки надлежащим образом в скважине скважинный инструмент приводится в рабочее положение с приведением в действие самого скважинного инструмента или исполнительного устройства, которое механически перемещает скважинный инструмент в рабочее положение. Одной известной методикой приведения в действие скважинных инструментов является создание окна или проходного канала в скважинном инструменте или исполнительном устройстве, открывающего воздействию окружающей среды ствола скважины элемент приведения в действие, например поршень скважинного инструмента или исполнительного устройства, например воздействию гидростатического давления в стволе скважины. Гидростатическое давление действует на элемент приведения в действие скважинного инструмента, перемещая элемент приведения в действие и, следовательно, устанавливая скважинный инструмент в рабочее положение, в котором скважинный инструмент приводится в действие. В данной методике создание окна или проходного канала не напрямую приводит в действие скважинный инструмент.
[4] В других скважинных инструментах или исполнительных устройствах текучая среда, перекачиваемая в скважине, используется для разрушения срезных штифтов на скважинных инструментах, при котором деблокируется элемент приведения в действие, при этом скважинный инструмент перемещается в свое рабочее положение. В других скважинных инструментах или исполнительных устройствах заряд ВВ взрывается детонатором, соединенным с наземным оборудованием скважины электролинией или соединенным с батареей на скважинном инструменте или исполнительном устройстве. Сила взрыва заряда ВВ действует на элемент приведения в действие и скважинный инструмент либо напрямую или не напрямую через приведенный в действие исполнительный механизм.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[5] В общем плане, разъединяющий механизм или спусковое устройство для скважинных инструментов содержит пару из соединительных устройств, разъемно скрепленных друг с другом. Одно из соединительных устройств содержит первый материал с первым коэффициентом термического расширения, и другое соединительное устройство содержит второй материал со вторым коэффициентом термического расширения, который отличается от первого коэффициента термического расширения. Разница коэффициентов термического расширения двух материалов обеспечивает одному из соединительных устройств большее расширение в сравнении с другим соединительным устройством, когда одно или оба соединительных устройства нагреваются. В результате расширения соединительного устройства с более высоким коэффициентом термического расширения скрепленная пара соединительных устройств разъединяется, при этом деблокируется исполнительный механизм, до этого удерживавшийся разъединяющим механизмом. Деблокирование исполнительного механизма обеспечивает перемещение исполнительного механизма, которое обуславливает установку скважинного инструмента в рабочее положение или приведение в действие.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[6] На Фиг. 1 показано сечение одного конкретного варианта осуществления разъединяющего механизма в скрепленном положении.
[7] На Фиг. 2 показана часть сечения скважинного инструмента, имеющего разъединяющий механизм Фиг. 1, причем скважинный инструмент показан в положении спуска в скважину.
[8] На Фиг. 3 показано сечение скважинного инструмента Фиг. 2 с разъединяющим механизмом Фиг. 1, скважинный инструмент показан приведенным в действие.
[9] На Фиг. 4 показано сечение другого конкретного варианта осуществления разъединяющего механизма в скрепленном положении.
[10] Хотя изобретение описано ниже на примере предпочтительных вариантов осуществления, понятно, что изобретение не ограничивается вариантами осуществления. Наоборот, изобретение охватывает все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые может включать в себя сущность и объем изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[11] Показанный на Фиг. 1-3 в одном конкретном варианте осуществления разъединяющий механизм 20 содержит первое соединительное устройство 30, второе соединительное устройство 40, нагревательный элемент 50 и источник 60 электропитания. В варианте осуществления Фиг. 1-3 первое соединительное устройство 30 показано как муфта, имеющая первый конец 31, второй конец 32, наружную поверхность 33 и внутреннюю поверхность 34 стенки, образующей канал 35 муфты. Как показано на Фиг. 1, верхний конец 36 канала 35 муфты частично закрыт и имеет выпускное отверстие 37. Выпускное отверстие 37 обеспечивает текучей среде уход из канала 35 муфты во время соединения первого соединительного устройства 30 со вторым соединительным устройством 40. Таким образом, выпускное отверстие 37 облегчает соединение первого и второго соединительных устройств 30, 40 друг с другом.
[12] В варианте осуществления Фиг. 1-3, первое соединительное устройство 30 также включает в себя крепежный элемент, показанный как отверстие 38. Отверстие 38 обеспечивает соединение первого соединительного устройства 30 со вторым соединительным устройством 40, например, с помощью работающего на растяжение элемента 39 соединительного устройства, скрепляющего первый конец 31 первого соединительного устройства 30 с первым концом 41 второго соединительного устройства 40. Работающий на растяжение элемент 39 соединительного устройства прикладывает к первому и второму соединительным устройствам 30, 40 растягивающие усилия, смещая или разводя первое и второе соединительные устройства 30, 40 к разъединенному положению. Другими словами, работающий на растяжение элемент 39 соединительного устройства прикладывает усилия для разрыва соединения между первым и вторым соединительными устройствами 30, 40. Работающий на растяжение элемент 39 соединительного устройства может представлять собой полосу, одножильную проволоку, многожильную проволоку и т.п. В некоторых вариантах осуществления работающий на растяжение элемент 39 соединительного устройства содержит металлическую полосу или одну или несколько металлических проволок.
[13] В варианте осуществления Фиг. 1-3, второе соединительное устройство 40 показано как ниппель, имеющий первый конец 41, второй конец 42, наружную поверхность 43 стенки и внутреннюю поверхность 44 стенки, образующей полость 45, имеющую первый конец 46 полости, который является глухим. В полости 45 размещен заливочный материал 47. В одном варианте осуществления заливочный материал 47 имеет высокую теплопроводность. Подходящие заливочные материалы 47 включают в себя высокотемпературные припои, например, содержащие медь и серебро, а также высокотемпературные бронзовые материалы.
[14] В заливочном материале 47 размещен нагревательный элемент 50. Нагревательный элемент 50 функционально связан с источником 60 электропитания проводами 62, 64. В одном частном варианте осуществления нагревательный элемент 50 является электрическим устройством, например электрическим нагревательным элементом, вырабатывающим тепло, когда электрический ток пропускается через него, при этом источник электропитания является, например, батареей, которая размещается вблизи разъединяющего механизма 20. В другом варианте осуществления электрический ток, пропускаемый через нагревательный элемент 50, получают из другого источника, либо в колонне скважинного инструмента или в наземном оборудовании скважины. В одном варианте осуществления нагревательный элемент 50 функционально связан с источником 60 электропитания проводами 62, 64, соединенными с выключателем на монтажной плате. После активирования выключателя электрический ток проходит по нагревательному элементу 50, который нагревает первое и второе соединительные устройства 30, 40 и заливочный материал 47.
[15] В варианте осуществления Фиг. 1-3, первое и второе соединительные устройства 30, 40 находятся в скрепленном положении (Фиг. 1), созданном посадкой с натягом на внутреннюю поверхность 34 стенки первого соединительного устройства 30 наружной поверхности 43 стенки второго соединительного устройства 40. Посадка с натягом может выполняться с применением гидравлического пресса для вставления второго соединительного устройства 40 в канал 35 муфты. Альтернативно, первое и второе соединительные устройства 30, 40 могут нагреваться до температуры обжига, например 800°F (427°C), материалов, образующих первое и второе соединительное устройство 30, 40, и затем второе соединительное устройство 40 вставляется в канал 35 муфты. После охлаждения должна создаваться посадка с натягом, создающая весьма высокую силу поверхностного контакта и, таким образом, высокую силу трения. Посадка с натягом обеспечивает выдерживание соединением между первым и вторым соединительными устройствами 30, 40 высокой растягивающей нагрузки при номинальных температурах, например, ниже 400°F (204°C).
[16] Первое соединительное устройство 30 содержит первый материал, имеющий первый коэффициент термического расширения. Второе соединительное устройство 40 содержит второй материал, имеющий второй коэффициент термического расширения. Первый коэффициент термического расширения и второй коэффициент термического расширения являются не одинаковыми. Таким образом, когда вместе нагреваются первое соединительное устройство 30 и второе соединительное устройство 40, одно из соединительных устройств должно расширяться в большей степени, чем другое соединительное устройство. Данное более значительное расширение одного из соединительных устройств обеспечивает разъединение первого соединительного устройства 30 и второго соединительного устройства 40 из скрепленного положения (Фиг. 1). При этом исполнительный механизм, например поршень 76, рассмотренный более подробно ниже и показанный на Фиг. 2-3, деблокируется так, что поршень 76 может перемещаться и, следовательно, приводить в действие скважинный инструмент.
[17] В варианте осуществления Фиг. 1-3, первый материал первого соединительного устройства 30 имеет коэффициент термического расширения больше коэффициента термического расширения второго материала второго соединительного устройства 40. Соответственно, при подаче питания на нагревательный элемент 50 с источника 60 электропитания и проходе тока через нагревательный элемент 50 первое соединительное устройство 30 увеличивается в диаметре значительнее второго соединительного устройства 40. В результате, обеспечивается выход наружной поверхности 43 стенки второго соединительного устройства 40 из канала 35 муфты к разъединенному положению. Разъединенное положение определяется как точка, в которой первое соединительное устройство 30 и второе соединительное устройство 40 достаточно переместились относительно друг друга так, что исполнительный механизм скважинного инструмента больше не удерживается разъединяющим механизмом 20. Таким образом, разъединенным положение может являться, когда первое и второе соединительные устройства 30, 40 больше не соприкасаются; или разъединенным положение может являться в любой точке во время ухода первого соединительного устройства 30 от второго соединительного устройства 40. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления разъединяющего механизма 20, показанного на Фиг. 1, разъединенным положение может являться, когда второе соединительное устройство 40 полностью вышло из канала 45 муфты или находится в любой точке вдоль линии перемещения второго соединительного устройства 40 из канала 45 муфты.
[18] Показанный на Фиг. 2-3 скважинный инструмент 70 содержит шпиндель 71, имеющий верхнее окно 72, нижнее окно 73 и внутреннюю поверхность стенки 74, образующей канал 75. Исполнительный механизм, размещенный в канале 75 и частично скользящий во взаимодействии с внутренней поверхностью стенки 74, показан как поршень 76. Поршень 76 включает в себя верхнее и нижнее уплотнения 77, 78. Показанное на Фиг. 2-3 верхнее уплотнение 77 меньше нижнего уплотнения 78, таким образом создается смещение вниз на поршне 76, т.е. поджатие поршня 76 к положению срабатывания.
[19] Поршень 76 вначале блокирует нижнее окно 73. Поршень 76 поддерживается в положении для спуска в скважину (Фиг. 2) разъединяющим механизмом 20, расположенным на наружной поверхности 82 стенки зажимной конусной втулки 80. Зажимная конусная втулка 80 скрепляется со шпинделем 71 любым подходящим способом или устройством, известным в технике. Например, зажимная конусная втулка 80 может скрепляться с внутренней поверхностью стенки 74 резьбой (не показано). Альтернативно, зажимная конусная втулка 80 может скрепляться со шпинделем 71 фиксатором, таким как крепежный винт, установленный с проходом через фланцевый участок зажимной конусной втулки 80, проходящей через шпиндель 71.
[20] Пружина 86 размещается в камере, образованной поршнем 76 и зажимной конусной втулкой 80. Пружина 86 смещается вниз, при этом поджимая поршень 76 к положению срабатывания (Фиг. 3).
[21] При эксплуатации скважинного инструмента 70 и, следовательно, разъединяющего механизма 20 скважинный инструмент 70 устанавливается в колонне скважинного инструмента (не показано). Колонна скважинного инструмента затем спускается на глубину, т.е. устанавливается в скважине (не показано) на месте, на котором скважинный инструмент должен приводиться в действие. Когда колонна скважинного инструмента спускается в скважину, гидростатическое давление (не показано) в скважине проходит через окно 72, действуя на верхнюю поверхность поршня 76. В дополнение, поршень стремится сместиться вниз, благодаря верхнему уплотнению 77, которое меньше нижнего уплотнения 78, и действию пружины 86, давящей на поршень 76 в направлении вниз. Поршень 76, при этом, удерживается от перемещения зажимной конусной втулкой 80 и разъединяющим механизмом 20. После достижения требуемого места в скважине источник 60 электропитания активируется, подавая электрический ток через нагревательный элемент 50. При этом нагревательный элемент вырабатывает тепло, которое проводится через заливочный материал 47, второй материал второго соединительного устройства 40 и первый материал первого соединительного устройства 30. С увеличением температуры первый материал первого соединительного устройства 30 расширяется со скоростью расширения больше, чем у второго материала второго соединительного устройства 40, поскольку первый материал имеет более высокий коэффициент термического расширения в сравнении с коэффициентом термического расширения второго материала. В результате силы, создающие посадку с натягом между наружной поверхностью 43 стенки второго соединительного устройства 40 и внутренней поверхностью 34 стенки первого соединительного устройства 30, уменьшаются, что обеспечивает выход второго соединительного устройства 40 из канала 35 муфты. При этом первое и второе соединительные устройства 30, 40 перемещаются к разъединенному положению, в это время обеспечивается перемещение поршня 76, приводящего в действие скважинный инструмент (на Фиг. 3 показано положение после приведения в действие).
[22] Хотя температура, требуемая для разъединения соединения между первым и вторым соединительными устройствами 30, 40 ("температура обжига"), составляет приблизительно 800°F (204°C), малая масса разъединяющего механизма 20 обеспечивает весьма быстрое достижение температуры обжига с использованием существующих батарей и нормальных электрических схем.
[23] В одном частном варианте осуществления работающий на растяжение элемент 39 соединительного устройства соединяет первое соединительное устройство 30 со вторым соединительным устройством 40 и, при этом, создает предварительные растягивающие усилия, которыми тянет первое и второе соединительные устройства 30, 40 к разъединенному положению. Таким образом, когда посадка с натягом между первым и вторым соединительными устройствами ослабевает вследствие разницы термического расширения между первым соединительным устройством 30 и вторым соединительным устройством 40, предварительные растягивающие усилия, созданные работающим на растяжение элементом 39 соединительного устройства, поджимают первое и второе соединительные устройства 30, 40 к положению разъединения.
[24] Показанный на Фиг. 4 в другом конкретном варианте осуществления разъединяющий механизм 120 включает в себя первое соединительное устройство 130 и второе соединительное устройство 140. На Фиг. 4 показан разъединяющий механизм 120 в скрепленном положении. За исключением профилей, рассмотренных здесь, первое соединительное устройство 130 и второе соединительное устройство 140 являются идентичными первому соединительному устройству 30 и второму соединительному устройству 40 соответственно вариантов осуществления Фиг. 1-3.
[25] Для содействия удержанию первого и второго соединительных устройств 130, 140 в скрепленном положении наружная поверхность 43 стенки второго соединительного устройства 140 и внутренняя поверхность 34 стенки первого соединительного устройства 130 выполняются соответственно профилированными для взаимодействия друг с другом, например с профилями, содержащими резьбу или упоры по типу затвора. Дополнительные профили 139, 149 на наружной поверхности 43 стенки второго соединительного устройства 140 и внутренней поверхности 34 стенки первого соединительного устройства 130, соответственно, обеспечивают приложение более высоких растягивающих усилий к первому и второму соединительным устройствам 130, 140 без перемещения первого и второго соединительного устройства 130, 140 к разъединенному положению. В результате, более высокие нагрузки могут прикладываться к разъединяющему механизму 120 без преждевременного разъединения разъединяющим механизмом исполнительного механизма скважинного инструмента.
[26] Работа разъединяющего механизма 120 является аналогичной работе разъединяющего механизма 20 Фиг. 1-3 за исключением того, что первое соединительное устройство 120 и второе соединительное устройство 130 должны дополнительно расширяться для преодоления сопротивления профилированного соединения между первым соединительным устройством 120 и вторым соединительным устройством 130.
[27] Как понятно специалисту в данной области техники, первый материал и второй материал могут являться любыми требуемыми или необходимыми материалами, обеспечивающими нужную разницу коэффициентов термического расширения для обеспечения перемещения первого и второго соединительного устройства 30, 40, 130, 140 из скрепленного положения в разъединенное положение. Подходящие материалы включают в себя алюминий, сталь, инвар, магний, углерод, керамические материалы, а также их смеси и комбинации. В одном конкретном варианте осуществления первый материал содержит алюминий, и второй материал содержит сталь.
[28] Следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными деталями конструкции, эксплуатации, конкретными материалами или вариантами осуществления, которые показаны и описаны, их модификации и эквиваленты понятны специалисту в данной области техники. Например, разъединяющие механизмы, раскрытые в данном документе, можно использовать для открытия клапана, закрытия клапана, выпуска шара, разъединения трубных клиньев, фиксаторов или разрезных колец для обеспечения аксиального перемещения, которое может инициировать дополнительные внутрискважинные работы или любую другую операцию, известную в технике. Дополнительно, приведение в действие скважинного инструмента после перемещения разъединяющего механизма в разъединенное положение может выполняться с помощью гидростатического давления, действующего на исполнительный механизм, с помощью выпуска аккумулированной энергии, например, обеспечивая расширение пружины или любого другого способа или устройства, известного в технике. В дополнение, взаимодействующие фиксирующие профили на наружной поверхности стенки одного соединительного устройства и внутренней поверхности стенки другого соединительного устройства могут являться любыми профилями, которые при нагреве обеспечивают перемещение соединительных устройств в разъединенное положение и обеспечивают приемлемую прочность на растяжение для предотвращения преждевременного активирования разъединяющего механизма. Соответственно, изобретение поэтому не ограничено только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Claims (17)

1. Разъединяющий механизм для приведения в действие скважинного инструмента, содержащий:
первое соединительное устройство из первого материала, причем первый материал имеет первый коэффициент термического расширения;
второе соединительное устройство из второго материала, причем второй материал имеет второй коэффициент термического расширения, при этом второй коэффициент термического расширения отличается от первого коэффициента термического расширения, и второе соединительное устройство разъемно соединено с первым соединительным устройством;
работающий на растяжение элемент соединительного устройства, скрепляющий первый конец первого соединительного устройства с первым концом второго соединительного устройства;
нагревательный элемент, функционально связанный по меньшей мере с одним, первым материалом или вторым материалом; и
источник электропитания, функционально связанный с нагревательным элементом,
при этом первое соединительное устройство и второе соединительное устройство имеют скрепленное положение относительно друг друга и разъединенное положение относительно друг друга и
при этом приведение в действие нагревательного элемента обеспечивает перемещение первого соединительного устройства и второго соединительного устройства к разъединенному положению.
2. Разъединяющий механизм по п.1, в котором первое соединительное устройство содержит муфту, и второе соединительное устройство содержит ниппель, при этом ниппель размещается в муфте, когда муфта и ниппель находятся в скрепленном положении относительно друг друга.
3. Разъединяющий механизм по п.2, в котором ниппель и муфта скреплены посадкой с натягом, когда муфта и ниппель находятся в скрепленном положении относительно друг друга.
4. Разъединяющий механизм по п.2, в котором наружная поверхность стенки ниппеля включает в себя профиль ниппеля, и внутренняя поверхность стенки муфты включает в себя профиль муфты, выполненный соответствующим профилю ниппеля, для обеспечения скрепления ниппеля с муфтой в скрепленном положении.
5. Разъединяющий механизм по п.2, в котором муфта содержит частично закрытый первый конец для по меньшей мере частичного взаимодействия с первым концом ниппеля.
6. Разъединяющий механизм по п.5, в котором выпускное отверстие расположено проходящим через муфту и гидравлически сообщено с каналом муфты, в котором размещается ниппель, когда муфта и ниппель находятся в скрепленном положении.
7. Разъединяющий механизм по п.1, в котором работающий на растяжение элемент соединительного устройства содержит ленту, проходящую через первое отверстие в первом конце первого соединительного устройства и через первое отверстие в первом конце второго соединительного устройства.
8. Разъединяющий механизм по п.7, в котором лента содержит металлическую проволоку.
9. Скважинный инструмент, содержащий:
разъединяющий механизм, включающий в себя
первое соединительное устройство из первого материала с первым коэффициентом термического расширения,
второе соединительное устройство из второго материала со вторым коэффициентом термического расширения, причем второй коэффициент термического расширения меньше первого коэффициента термического расширения, и второе соединительное устройство разъемно соединено с первым соединительным устройством, при этом первое соединительное устройство и второе соединительное устройство имеют скрепленное положение относительно друг друга и разъединенное положение относительно друг друга, и
нагревательный элемент, функционально связанный по меньшей мере с одним первым материалом или вторым материалом, при этом приведение в действие нагревательного элемента обеспечивает перемещение первого соединительного устройства и второго соединительного устройства к разъединенному положению, и
исполнительный механизм, функционально связанный с разъединяющим механизмом, имеющий положение спуска в скважину, когда разъединяющий механизм находится в скрепленном положении, и рабочее положение, когда разъединяющий механизм находится в разъединенном положении, при этом исполнительный механизм выполнен в виде поршня, соединенного с зажимной конусной втулкой с помощью разъединяющего механизма, когда исполнительный механизм установлен в положении спуска в скважину, и разъединяющий механизм выполнен с возможностью размещения вдоль наружной поверхности стенки зажимной конусной втулки.
10. Скважинный инструмент по п.9, в котором первое соединительное устройство содержит муфту, и второе соединительное устройство содержит ниппель, причем ниппель размещается в муфте, когда муфта и ниппель находятся в скрепленном положении относительно друг друга.
11. Скважинный инструмент по п.10, в котором ниппель размещается за пределами муфты, когда муфта и ниппель находятся в разъединенном положении относительно друг друга.
12. Скважинный инструмент по п.10, в котором нагревательный элемент размещен в ниппеле.
13. Способ приведения в действие скважинного инструмента, содержащий следующие этапы, на которых осуществляют:
(а) спуск в скважину скважинного инструмента, включающего в себя разъединяющий механизм, имеющий
первое соединительное устройство из первого материала с первым коэффициентом термического расширения,
второе соединительное устройство из второго материала со вторым коэффициентом термического расширения, причем второй коэффициент термического расширения отличается от первого коэффициента термического расширения, первое соединительное устройство и второе соединительное устройство имеют скрепленное положение относительно друг друга и разъединенное положение относительно друг друга,
нагревательный элемент, функционально связанный по меньшей мере с одним первым материалом или вторым материалом, и
исполнительный механизм, функционально связанный с разъединяющим механизмом, имеющий положение спуска в скважину, когда разъединяющий механизм находится в скрепленном положении, и рабочее положение, когда разъединяющий механизм находится в разъединенном положении;
(b) приведение в действие нагревательного элемента, обеспечивающего расширение первого соединительного устройства и, таким образом, перемещение первого соединительного устройства и второго соединительного устройства в разъединенное положение; при этом на этапе (b) работающий на растяжение элемент соединительного устройства, скрепленный с первым и вторым соединительным устройством, перемещает первое и второе соединительные устройства из скрепленного положения в разъединенное положение;
(c) по достижении разъединенного положения разъединяющий механизм деблокирует исполнительный механизм; и
(d) приведение в действие скважинного инструмента.
14. Способ по п.13, в котором на этапе (b) нагревательный элемент обеспечивает большее расширение первого соединительного устройства в сравнении с расширением второго соединительного устройства.
15. Способ по п.13, в котором на этапе (b) нагревательный элемент активируется созданием электрического тока в нагревательном элементе.
16. Разъединяющий механизм для приведения в действие скважинного инструмента, содержащий:
первое соединительное устройство из первого материала, причем первый материал имеет первый коэффициент термического расширения;
второе соединительное устройство из второго материала, причем второй материал имеет второй коэффициент термического расширения, при этом второй коэффициент термического расширения отличается от первого коэффициента термического расширения, и второе соединительное устройство разъемно соединено с первым соединительным устройством;
нагревательный элемент, функционально связанный по меньшей мере с одним первым материалом или вторым материалом; и
источник электропитания, функционально связанный с нагревательным элементом,
при этом первое соединительное устройство и второе соединительное устройство имеют скрепленное положение относительно друг друга и разъединенное положение относительно друг друга;
при этом приведение в действие нагревательного элемента обеспечивает перемещение первого соединительного устройства и второго соединительного устройства к разъединенному положению, и
при этом нагревательный элемент размещен во втором соединительном устройстве, окруженный заливочным материалом, причем первый коэффициент термического расширения больше второго коэффициента термического расширения.
17. Скважинный инструмент, содержащий:
разъединяющий механизм, включающий в себя
первое соединительное устройство из первого материала с первым коэффициентом термического расширения,
второе соединительное устройство из второго материала со вторым коэффициентом термического расширения, причем второй коэффициент термического расширения меньше первого коэффициента термического расширения, и второе соединительное устройство разъемно соединено с первым соединительным устройством, при этом первое соединительное устройство и второе соединительное устройство имеют скрепленное положение относительно друг друга и разъединенное положение относительно друг друга, и
нагревательный элемент, функционально связанный по меньшей мере с одним первым материалом или вторым материалом, при этом приведение в действие нагревательного элемента обеспечивает перемещение первого соединительного устройства и второго соединительного устройства к разъединенному положению; и
исполнительный механизм, функционально связанный с разъединяющим механизмом, имеющий положение спуска в скважину, когда разъединяющий механизм находится в скрепленном положении, и рабочее положение, когда разъединяющий механизм находится в разъединенном положении; и
работающий на растяжение элемент соединительного устройства, скрепляющий первый конец первого соединительного устройства с первым концом второго соединительного устройства.
RU2014152074/03A 2012-05-25 2013-05-28 Термический разъединяющий механизм для скважинных инструментов RU2603113C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/481,099 US9068411B2 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Thermal release mechanism for downhole tools
US13/481,099 2012-05-25
PCT/US2013/042859 WO2013177585A1 (en) 2012-05-25 2013-05-28 Thermal release mechanism for downhole tools

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014152074A RU2014152074A (ru) 2016-07-20
RU2603113C2 true RU2603113C2 (ru) 2016-11-20

Family

ID=49620693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014152074/03A RU2603113C2 (ru) 2012-05-25 2013-05-28 Термический разъединяющий механизм для скважинных инструментов

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9068411B2 (ru)
BR (1) BR112014029143B1 (ru)
GB (1) GB2521062B (ru)
NO (1) NO345704B1 (ru)
RU (1) RU2603113C2 (ru)
WO (1) WO2013177585A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10697274B2 (en) * 2015-05-27 2020-06-30 Schlumberger Technology Corporation Resistor actuator release system and methodology
CN107299827B (zh) * 2016-04-15 2023-07-04 贵州航天凯山石油仪器有限公司 一种井下丢手方法及装置
WO2018128636A1 (en) * 2017-01-09 2018-07-12 Halliburton Energy Services, Inc. Dissolvable connector for downhole application
US10689955B1 (en) 2019-03-05 2020-06-23 SWM International Inc. Intelligent downhole perforating gun tube and components
US11078762B2 (en) 2019-03-05 2021-08-03 Swm International, Llc Downhole perforating gun tube and components
US11268376B1 (en) 2019-03-27 2022-03-08 Acuity Technical Designs, LLC Downhole safety switch and communication protocol
US11619119B1 (en) 2020-04-10 2023-04-04 Integrated Solutions, Inc. Downhole gun tube extension

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2183488C2 (ru) * 1996-08-30 2002-06-20 Джоб Лиценц ГмбХ унд Ко. КГ Термически срабатывающий разъединитель, в частности, для противопожарных систем
RU113159U1 (ru) * 2011-08-22 2012-02-10 Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" Термически срабатывающий разъединитель

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3211232A (en) 1961-03-31 1965-10-12 Otis Eng Co Pressure operated sleeve valve and operator
US4178992A (en) 1978-01-30 1979-12-18 Exxon Production Research Company Metal seal tubing plug
US4379722A (en) 1978-08-09 1983-04-12 Shell Oil Company Pipeline gel plug
US4194566A (en) 1978-10-26 1980-03-25 Union Oil Company Of California Method of increasing the permeability of subterranean reservoirs
US4314608A (en) 1980-06-12 1982-02-09 Tri-State Oil Tool Industries, Inc. Method and apparatus for well treating
US4374543A (en) 1980-08-19 1983-02-22 Tri-State Oil Tool Industries, Inc. Apparatus for well treating
US4390065A (en) 1980-08-19 1983-06-28 Tri-State Oil Tool Industries, Inc. Apparatus for well treating
GB8406957D0 (en) 1984-03-16 1984-04-18 Ennis M S J Hammer
US4570715A (en) * 1984-04-06 1986-02-18 Shell Oil Company Formation-tailored method and apparatus for uniformly heating long subterranean intervals at high temperature
US4621987A (en) 1985-03-07 1986-11-11 William Swaim Plunger apparatus
US4771831A (en) 1987-10-06 1988-09-20 Camco, Incorporated Liquid level actuated sleeve valve
US5046557A (en) 1990-04-30 1991-09-10 Masx Energy Services Group, Inc. Well packing tool
US5101907A (en) 1991-02-20 1992-04-07 Halliburton Company Differential actuating system for downhole tools
CA2071151C (en) 1991-06-14 2004-11-09 Rustom K. Mody Fluid actuated wellbore tool system
US5441111A (en) 1992-01-09 1995-08-15 Petroleum Engineering Services Limited Bridge plug
US5199497A (en) 1992-02-14 1993-04-06 Baker Hughes Incorporated Shape-memory actuator for use in subterranean wells
US5398998A (en) 1994-02-04 1995-03-21 Aeroquip Corporation Pressure actuated fracture device
US5425424A (en) 1994-02-28 1995-06-20 Baker Hughes Incorporated Casing valve
US6026903A (en) 1994-05-02 2000-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. Bidirectional disappearing plug
US5765641A (en) 1994-05-02 1998-06-16 Halliburton Energy Services, Inc. Bidirectional disappearing plug
US5479986A (en) 1994-05-02 1996-01-02 Halliburton Company Temporary plug system
GB9410012D0 (en) 1994-05-19 1994-07-06 Petroleum Eng Services Equalising sub
GB9425240D0 (en) 1994-12-14 1995-02-08 Head Philip Dissoluable metal to metal seal
NO301945B1 (no) 1995-09-08 1997-12-29 Broennteknologiutvikling As Ekspanderende opphentbar broplugg
US5752814A (en) 1995-09-26 1998-05-19 Starks; Jimmy A. Plunger and seal for well pump
US6382234B1 (en) 1996-10-08 2002-05-07 Weatherford/Lamb, Inc. One shot valve for operating down-hole well working and sub-sea devices and tools
US6032733A (en) * 1997-08-22 2000-03-07 Halliburton Energy Services, Inc. Cable head
US5992289A (en) 1998-02-17 1999-11-30 Halliburton Energy Services, Inc. Firing head with metered delay
US6076600A (en) 1998-02-27 2000-06-20 Halliburton Energy Services, Inc. Plug apparatus having a dispersible plug member and a fluid barrier
US6189618B1 (en) 1998-04-20 2001-02-20 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore wash nozzle system
US6161622A (en) 1998-11-02 2000-12-19 Halliburton Energy Services, Inc. Remote actuated plug method
US6220350B1 (en) 1998-12-01 2001-04-24 Halliburton Energy Services, Inc. High strength water soluble plug
US6155350A (en) 1999-05-03 2000-12-05 Baker Hughes Incorporated Ball seat with controlled releasing pressure and method setting a downhole tool ball seat with controlled releasing pressure and method setting a downholed tool
GB9911545D0 (en) 1999-05-19 1999-07-21 French Oilfield Services Ltd Valve assembly
US6279656B1 (en) 1999-11-03 2001-08-28 Santrol, Inc. Downhole chemical delivery system for oil and gas wells
US6427778B1 (en) 2000-05-18 2002-08-06 Baker Hughes Incorporated Control system for deep set subsurface valves
US6378606B1 (en) 2000-07-11 2002-04-30 Halliburton Energy Services, Inc. High temperature high pressure retrievable packer with barrel slip
GB0023543D0 (en) 2000-09-26 2000-11-08 Rawwater Engineering Company L Sealing method and apparatus
US6431269B1 (en) * 2000-10-11 2002-08-13 Schlumberger Technology Corporation Electrically controlled release device
US6779600B2 (en) 2001-07-27 2004-08-24 Baker Hughes Incorporated Labyrinth lock seal for hydrostatically set packer
US6681849B2 (en) 2001-08-22 2004-01-27 Baker Hughes Incorporated Downhole packer system utilizing electroactive polymers
US7066284B2 (en) 2001-11-14 2006-06-27 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for a monodiameter wellbore, monodiameter casing, monobore, and/or monowell
US6904975B2 (en) 2001-12-19 2005-06-14 Baker Hughes Incorporated Interventionless bi-directional barrier
US7128154B2 (en) 2003-01-30 2006-10-31 Weatherford/Lamb, Inc. Single-direction cementing plug
US7201230B2 (en) 2003-05-15 2007-04-10 Halliburton Energy Services, Inc. Hydraulic control and actuation system for downhole tools
US7461699B2 (en) 2003-10-22 2008-12-09 Baker Hughes Incorporated Method for providing a temporary barrier in a flow pathway
US7290604B2 (en) 2003-11-04 2007-11-06 Evans Robert W Downhole tool with pressure balancing
US7044230B2 (en) 2004-01-27 2006-05-16 Halliburton Energy Services, Inc. Method for removing a tool from a well
US7168494B2 (en) 2004-03-18 2007-01-30 Halliburton Energy Services, Inc. Dissolvable downhole tools
US7562712B2 (en) 2004-04-16 2009-07-21 Schlumberger Technology Corporation Setting tool for hydraulically actuated devices
DE602005006114T2 (de) 2004-04-23 2009-05-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Verhinderung von rücklauf in einer beheizten senkung eines in-situ-umwandlungssystems
US7819198B2 (en) 2004-06-08 2010-10-26 Birckhead John M Friction spring release mechanism
US7231971B2 (en) 2004-10-11 2007-06-19 Schlumberger Technology Corporation Downhole safety valve assembly having sensing capabilities
US7350582B2 (en) 2004-12-21 2008-04-01 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore tool with disintegratable components and method of controlling flow
WO2006135565A2 (en) 2005-06-10 2006-12-21 Exxonmobile Upstream Research Company Thermal activation mechanisms for use in oilfield applications
US7661471B2 (en) 2005-12-01 2010-02-16 Baker Hughes Incorporated Self energized backup system for packer sealing elements
US7552777B2 (en) 2005-12-28 2009-06-30 Baker Hughes Incorporated Self-energized downhole tool
US7726406B2 (en) 2006-09-18 2010-06-01 Yang Xu Dissolvable downhole trigger device
US7389821B2 (en) 2006-11-14 2008-06-24 Baker Hughes Incorporated Downhole trigger device having extrudable time delay material
US7832474B2 (en) * 2007-03-26 2010-11-16 Schlumberger Technology Corporation Thermal actuator
US7793733B2 (en) 2008-08-28 2010-09-14 Baker Hughes Incorporated Valve trigger for downhole tools
US7992638B2 (en) 2009-01-15 2011-08-09 Schlumberger Technology Corporation Downhole disconnect mechanism
US8276672B2 (en) * 2009-06-03 2012-10-02 Vetco Gray Inc. Bimetallic diaphragm for trapped fluid expansion
US8839871B2 (en) 2010-01-15 2014-09-23 Halliburton Energy Services, Inc. Well tools operable via thermal expansion resulting from reactive materials
US8322413B2 (en) 2010-08-17 2012-12-04 Baker Hughes Incorporated Twin latch wireline retrieval tool

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2183488C2 (ru) * 1996-08-30 2002-06-20 Джоб Лиценц ГмбХ унд Ко. КГ Термически срабатывающий разъединитель, в частности, для противопожарных систем
RU113159U1 (ru) * 2011-08-22 2012-02-10 Закрытое акционерное общество "Производственное объединение "Спецавтоматика" Термически срабатывающий разъединитель

Also Published As

Publication number Publication date
GB2521062A (en) 2015-06-10
US20130312982A1 (en) 2013-11-28
NO20141316A1 (no) 2014-11-28
GB2521062B (en) 2016-10-19
RU2014152074A (ru) 2016-07-20
US9068411B2 (en) 2015-06-30
WO2013177585A1 (en) 2013-11-28
BR112014029143B1 (pt) 2021-08-24
NO345704B1 (no) 2021-06-21
BR112014029143A8 (pt) 2021-02-23
BR112014029143A2 (pt) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2603113C2 (ru) Термический разъединяющий механизм для скважинных инструментов
US11536111B2 (en) Downhole tool deployment assembly with improved heater removability and methods of employing such
EP3012398B1 (en) Multiple ramp compression packer
US5323853A (en) Emergency downhole disconnect tool
EP3055478B1 (en) Dual-configuration shear bolt
US10006264B2 (en) Whipstock assembly having anchor and eccentric packer
EP0898046A2 (en) Method and apparatus for releasably connecting a wireline to a downhole tool
BR112016003217B1 (pt) Método de cimentação de um liner em um furo de poço
US10689918B2 (en) Retrievable re-connecting device with internal seal and slips for connecting to the top of an existing tubing in a well bore
RU2478776C1 (ru) Устройство для установки и герметизации хвостовика обсадной колонны в скважине
EP3631150B1 (en) A downhole tool deployment assembly with improved heater removability and methods of employing such
US20100155082A1 (en) Actuator Assembly for Tubular Expansion
CA3033348C (en) Low profile remote trigger for hydrostatically set borehole tools
CN219299256U (zh) 一种封隔器用解封结构及封隔器
RU2814481C2 (ru) Способ заканчивания с применением хвостовика и расширительное подвесное устройство для его осуществления
AU2003204107B2 (en) Electrically controlled release device
CA3145695A1 (en) Well string tool and method for using the same