RU2804462C2

RU2804462C2 - Downhole tool for extending a retractable element in the well to perform operations in the well with the tool and a downhole tool piece containing the downhole tool

Info

Publication number: RU2804462C2
Application number: RU2021118121A
Authority: RU
Inventors: Томас Суне АНДЕРСЕН
Original assignee: Веллтек A/С
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2023-10-02

Abstract

FIELD: oil and gas.

SUBSTANCE: group of inventions is claimed, including: a downhole tool for pulling out a retractable element in a well to perform an operation in the well with the tool and a downhole tool kit. A downhole tool for pulling out a sliding element comprises a tool body having an outer diameter of the tool and a longitudinal extension. It also comprises a radial passage extending in the radial direction perpendicular to the longitudinal extent. The radial passage has a first passage portion having a first inner diameter and a second passage portion having a second inner diameter greater than the first inner diameter. It also comprises a retractable element located and forming a piston in the radial passage. The retractable element has an open first end and a closed second end, the retractable element has a retracted position and an extended position in which the second end is extended from the first part of the passage, the retractable element comprises at the second end the first part of the element having a first outer diameter corresponding to the first inner diameter, and the second part of the element having a second outer diameter corresponding to the second inner diameter, and in the retracted position, the sliding element and the second part of the passage form an annular cavity closed by the second part of the element. It also comprises a hollow body having an open end and a closed end. The open end extends into the open first end of the extension to form a chamber therebetween, and the open end of the hollow body has an outer diameter that matches the inner diameter of the extension. It also comprises at least one spring element located in the chamber and connected to the closed first end of the sliding element and to the closed end of the hollow main part for retracting the sliding element. A pump configured to pump fluid into the chamber through the fluid channel to move the extension to an extended position is provided. The annular cavity is filled with a fluid that leaves the annular cavity when the retractable member changes its extended position, minimizing the annular cavity.

EFFECT: creating an improved downhole tool that allows the parts to be extended radially outward to a greater length than in known tools.

15 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к скважинному инструменту для выдвигания выдвижного элемента в скважине для выполнения инструментом операции в скважине. Изобретение также относится к скважинному инструментальному снаряду, содержащему скважинный инструмент и приводной модуль для продвижения инструментального снаряда вперед в скважине. The present invention relates to a downhole tool for extending a retractable member in a downhole for the tool to perform an operation in the downhole. The invention also relates to a downhole tool containing a downhole tool and a drive module for moving the tool forward in a well.

В известных инструментах, например в анкерном инструменте, известном из WO 2008/128542, где выдвижные анкерные части выдвигаются гидравлическими средствами и втягиваются пружиной, выдвигание анкерных частей ограничено из-за размера пружины. Когда инструмент глубоко погружается в скважину, давление в скважине увеличивается, и поэтому инструмент часто требует компенсации давления, чтобы корпус инструмента не сминался. Таким образом, давление внутри инструмента увеличивается на поверхности, оказывая давление на анкерные части, и поэтому пружина должна быть очень сильной, чтобы иметь возможность удерживать анкерные части внутри инструмента при погружении с поверхности в скважину. Соответственно, существует потребность в другом решении, чтобы обеспечить анкерный инструмент с большим диапазоном радиального выдвигания.In known tools, for example the anchor tool known from WO 2008/128542, where the retractable anchor parts are extended by hydraulic means and retracted by a spring, the extension of the anchor parts is limited due to the size of the spring. When a tool is driven deep into a hole, the pressure in the hole increases and so the tool often requires pressure compensation to keep the tool body from crushing. Thus, the pressure inside the tool increases at the surface, putting pressure on the anchor parts, and therefore the spring must be very strong to be able to hold the anchor parts inside the tool when driven from the surface into the hole. Accordingly, there is a need for another solution to provide an anchor tool with a larger radial extension range.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков и изъянов предшествующего уровня техники. Более конкретно, задачей является создание улучшенного скважинного инструмента, который обеспечивает возможность выдвигания частей радиально наружу на большую длину, чем в известных инструментах.The objective of the present invention is to completely or partially eliminate the above-mentioned disadvantages and shortcomings of the prior art. More specifically, it is an object to provide an improved downhole tool that allows parts to extend radially outward to a greater length than prior art tools.

Вышеупомянутые задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из приведенного ниже описания, выполнены в решении согласно настоящему изобретению с помощью скважинного инструмента для выдвигания выдвижного элемента в скважине для выполнения инструментом операции в скважине, содержащего:The above-mentioned objects, as well as numerous other objects, advantages and features apparent from the description below, are achieved in the solution according to the present invention by using a downhole tool for extending an extendable element in a well for performing an operation in a well by the tool, comprising:

- корпус инструмента, имеющий внешний диаметр инструмента и продольную протяженность,- a tool body having an outer diameter of the tool and a longitudinal extension,

- радиальный проход, проходящий в радиальном направлении перпендикулярно продольной протяженности, причем радиальный проход имеет первую часть прохода, имеющую первый внутренний диаметр, и вторую часть прохода, имеющую второй внутренний диаметр больше первого внутреннего диаметра,- a radial passage extending in a radial direction perpendicular to the longitudinal extent, the radial passage having a first passage portion having a first internal diameter and a second passage portion having a second internal diameter greater than the first internal diameter,

- выдвижной элемент, расположенный и образующий поршень в радиальном проходе, причем выступающий элемент имеет открытый первый конец и закрытый второй конец, выдвижной элемент имеет втянутое положение и выдвинутое положение, в котором второй конец выдвинут из первой части прохода, выдвижной элемент содержит на втором конце первую часть элемента, имеющую первый внешний диаметр, соответствующий первому внутреннему диаметру, и вторую часть элемента, имеющую второй внешний диаметр, соответствующий второму внутреннему диаметру, и в выдвинутом положении выдвижной элемент и вторая часть прохода образуют кольцевую полость, закрытую второй частью элемента,- a retractable element located and forming a piston in a radial passage, and the projecting element has an open first end and a closed second end, the retractable element has a retracted position and an extended position in which the second end is extended from the first part of the passage, the retractable element includes at the second end a first an element part having a first outer diameter corresponding to the first internal diameter, and a second element part having a second outer diameter corresponding to the second internal diameter, and in the extended position, the retractable element and the second passage part form an annular cavity closed by the second element part,

- полую основную часть, имеющую открытый конец и закрытый конец, причем открытый конец проходит в открытый первый конец выдвижного элемента, образуя камеру между ними, а открытый конец полой основной части имеет внешний диаметр, который соответствует внутреннему диаметру выдвижного элемента,- a hollow body having an open end and a closed end, the open end extending into the open first end of the drawer to form a chamber therebetween, and the open end of the hollow body having an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the drawer,

- по меньшей мере один пружинный элемент, расположенный в камере и соединенный с закрытым первым концом выдвижного элемента и с закрытым концом полой основной части для втягивания выдвижного элемента, и- at least one spring element located in the chamber and connected to the closed first end of the retractable element and to the closed end of the hollow body for retracting the retractable element, and

- насос, выполненный с возможностью закачивания текучей среды в камеру через канал для текучей среды для перемещения выдвижного элемента в выдвинутое положение,- a pump configured to pump fluid into the chamber through the fluid channel to move the retractable element to the extended position,

при этом кольцевая полость заполнена текучей средой, которая покидает кольцевую полость, когда выдвижной элемент изменяет свое выдвинутое положение, уменьшая до минимума кольцевую полость.wherein the annular cavity is filled with fluid, which leaves the annular cavity when the retractable element changes its extended position, reducing the annular cavity to a minimum.

Также, скважинный инструмент может быть анкерным инструментом, выполненным с возможностью анкерного крепления инструмента в определенном положении в скважине, причем выдвижной элемент является анкерным выдвижным элементом.Also, the downhole tool may be an anchor tool configured to anchor the tool in a certain position in the well, wherein the retractable element is an anchor retractable element.

Кроме того, кольцевая полость может иметь первую протяженность полости в направлении продольной протяженности, составляющую по меньшей мере 20% диаметра инструмента.In addition, the annular cavity may have a first cavity extent in the longitudinal direction of at least 20% of the tool diameter.

Дополнительно, кольцевая полость может иметь вторую протяженность полости, перпендикулярную продольной протяженности, которая меньше протяженности первой полости.Additionally, the annular cavity may have a second cavity extent perpendicular to a longitudinal extent that is less than the extent of the first cavity.

Дополнительно, скважинный инструмент может содержать первый уплотнительный элемент, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между первой частью элемента и первой частью прохода, а вторая часть элемента может содержать второй уплотнительный элемент, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между второй частью элемента и второй частью прохода и, таким образом, герметизации кольцевой полости.Additionally, the downhole tool may include a first sealing element configured to provide a seal between the first element portion and the first passage portion, and the second element portion may include a second sealing element configured to provide a seal between the second element portion and the second passage portion, and thus thus sealing the annular cavity.

Кроме того, на внешней поверхности открытого конца полой основной части может быть расположен третий уплотнительный элемент, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между полой основной частью и выдвижным элементом и, таким образом, герметизации камеры.In addition, a third sealing element may be located on the outer surface of the open end of the hollow body, configured to provide a seal between the hollow body and the sliding member, thereby sealing the chamber.

Дополнительно, пружина может быть втягивающей пружиной.Additionally, the spring may be a retractor spring.

Кроме того, закрытый второй конец может иметь внешнюю поверхность.In addition, the closed second end may have an external surface.

Дополнительно, внешняя поверхность закрытой второй части может иметь ключевой профиль, совпадающий с канавкой в скользящей муфте для втягивания муфты.Additionally, the outer surface of the closed second portion may have a key profile aligned with a groove in the sliding sleeve for retracting the sleeve.

Также, на внешней поверхности закрытой второй части может быть расположено пробивное долото.Also, a punching bit may be located on the outer surface of the closed second part.

Дополнительно, внешняя поверхность закрытой второй части может иметь средства увеличения трения, например небольшие выступы, небольшие канавки или подобные элементы.Additionally, the outer surface of the closed second portion may have friction-increasing means, such as small projections, small grooves or the like.

Кроме того, первая часть прохода может быть образована первым кольцевым фланцем в корпусе инструмента, а вторая часть элемента может иметь форму второго кольцевого фланца, причем кольцевая полость образована между первым кольцевым фланцем и вторым кольцевым фланцем.In addition, the first portion of the passage may be formed by a first annular flange in the tool body, and the second portion of the element may be shaped by a second annular flange, the annular cavity being formed between the first annular flange and the second annular flange.

Дополнительно, камера может быть соединена по текучей среде с кольцевой полостью через насос или гидравлическую секцию.Additionally, the chamber may be fluidly connected to the annular cavity via a pump or hydraulic section.

Кроме того, насос может всасывать жидкость из кольцевой полости и закачивать ее в камеру для выдвигания выдвижного элемента.In addition, the pump can suck liquid from the annular cavity and pump it into the chamber to extend the sliding element.

Дополнительно, кольцевая полость может быть заполнена текучей средой из камеры через гидравлическую секцию.Additionally, the annular cavity can be filled with fluid from the chamber through the hydraulic section.

Также, насос может закачивать текучую среду в кольцевую полость из камеры для втягивания выдвижного элемента.Also, the pump may pump fluid into the annular cavity from the chamber to retract the extendable member.

Дополнительно, гидравлическая секция может содержать аккумулятор.Additionally, the hydraulic section may contain an accumulator.

Кроме того, инструмент может содержать двигатель для приведения в действие насоса.In addition, the tool may include a motor for driving a pump.

Дополнительно, инструмент может содержать проводную линию, кабель, такой как оптический кабель, или электронную линию связи.Additionally, the tool may comprise a wire line, a cable such as an optical cable, or an electronic communications link.

Также, двигатель может получать питание через проводную линию, кабель, такой как оптический кабель, или электронную линию связи через электронную секцию.Also, the motor may receive power through a wire line, a cable such as an optical cable, or an electronic communication link through the electronics section.

Кроме того, выдвижной элемент и полая основная часть могут накладываться во втянутом положении выдвижного элемента, причем наложение превышает по длине 50% внешнего диаметра инструмента.In addition, the retractable member and the hollow body may overlap in the retracted position of the retractable member, with the overlap exceeding 50% of the outer diameter of the tool in length.

Кроме того, вторая часть элемента может выступать из первой части элемента перпендикулярно радиальному направлению, образуя выдвинутую область, а текучая среда в камере может затем давить на область камеры внутренней поверхности первой части элемента выдвижного элемента, чтобы выдвигать выдвижной элемент, при этом выдвинутая область и область камеры по существу имеют одинаковый размер.In addition, the second element portion may protrude from the first element portion perpendicular to the radial direction to form a retractable region, and fluid in the chamber may then press against the chamber region of the inner surface of the first retractable element portion to extend the retractable element, wherein the extended region and the region the chambers are essentially the same size.

Дополнительно, скважинный инструмент может содержать компенсатор, выполненный с возможностью создания небольшого избыточного давления с помощью инструмента.Additionally, the downhole tool may include a compensator configured to generate a slight overpressure using the tool.

Кроме того, инструмент может содержать несколько выдвижных элементов, расположенных так, что первый выдвижной элемент выдвинут в первом направлении, а смежный второй выдвижной элемент выдвинут во втором направлении, противоположном первому направлению.In addition, the tool may include multiple extension members arranged such that a first extension member extends in a first direction and an adjacent second extension member extends in a second direction opposite the first direction.

Дополнительно, скважинный инструмент согласно настоящему изобретению может содержать третий выдвижной элемент, выдвигаемый в третьем направлении, перпендикулярном первому направлению, и смежный четвертый выдвижной элемент, выдвигаемый в четвертом направлении, противоположном третьему направлению.Additionally, the downhole tool of the present invention may include a third extension extendable in a third direction perpendicular to the first direction and an adjacent fourth extension extendable in a fourth direction opposite to the third direction.

Кроме того, полая основная часть может быть отдельной частью, прикрепленной к корпусу и образующей часть внешней поверхности инструмента.Additionally, the hollow body may be a separate portion attached to the body and forming part of the outer surface of the tool.

Дополнительно, часть канала для текучей среды может частично проходить в закрытый конец полой основной части для направления текучей среды в камеру.Additionally, a portion of the fluid channel may partially extend into the closed end of the hollow body to direct fluid into the chamber.

Также, закрытый конец полой основной части может образовывать часть внешней поверхности инструмента.Also, the closed end of the hollow body may form part of the outer surface of the tool.

Дополнительно, вторая часть элемента может разделять вторую часть прохода на кольцевую полость и вторую полость, которая сообщается по текучей среде с отверстием в инструменте для обеспечения сообщения по текучей среде между скважиной и второй полостью.Additionally, the second member portion may divide the second passage portion into an annular cavity and a second cavity that is in fluid communication with an opening in the tool to provide fluid communication between the well and the second cavity.

Кроме того, часть канала для текучей среды может проходить параллельно продольной протяженности инструмента за выдвижной элемент.In addition, a portion of the fluid channel may extend parallel to the longitudinal extent of the tool beyond the extension member.

Кроме того, камера может иметь продольную протяженность вдоль продольной протяженности инструмента.In addition, the chamber may have a longitudinal extension along the longitudinal extent of the tool.

Дополнительно, инструмент может иметь по меньшей мере две пружины, расположенные в камере, соответствующие продольной протяженности камеры.Additionally, the tool may have at least two springs located in the chamber corresponding to the longitudinal extent of the chamber.

Кроме того, второй проход может иметь протяженность, составляющую по меньшей мере 50% диаметра инструмента.In addition, the second pass may have an extent of at least 50% of the diameter of the tool.

Наконец, изобретение также относится к скважинному инструментальному снаряду, содержащему скважинный инструмент и приводной модуль для продвижения инструментального снаряда вперед в скважине.Finally, the invention also relates to a downhole tool containing a downhole tool and a drive module for moving the tool forward in a well.

Изобретение и его многочисленные преимущества описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых для целей иллюстрации показаны некоторые неограничивающие варианты осуществления, и на которых:The invention and its many advantages are described in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings, in which, for purposes of illustration, certain non-limiting embodiments are shown, and in which:

- на фиг.1 показан скважинный инструмент, имеющий несколько выдвижных элементов,- figure 1 shows a downhole tool having several retractable elements,

- на фиг.2 показан частичный вид в разрезе скважинного инструмента, имеющего выдвижной элемент,- figure 2 shows a partial cross-sectional view of a downhole tool having a retractable element,

- на фиг.3A показан вид сверху выдвижного элемента, если смотреть с закрытого конца,- Fig. 3A shows a top view of the retractable element as viewed from the closed end,

- на фиг.3B показан вид снизу выдвижного элемента с фиг.3A, если смотреть с открытого конца,- Fig. 3B shows a bottom view of the drawer from Fig. 3A, viewed from the open end,

- на фиг.4A показан вид сверху другого выдвижного элемента, если смотреть с закрытого конца,- Fig. 4A shows a top view of another sliding element as viewed from the closed end,

- на фиг.4B показан вид снизу выдвижного элемента с фиг.4A, если смотреть с открытого конца,- Fig. 4B shows a bottom view of the drawer from Fig. 4A, viewed from the open end,

- на фиг.5 показан частичный вид в разрезе другого скважинного инструмента, имеющего выдвижной элемент, и- Fig. 5 shows a partial sectional view of another downhole tool having a retractable element, and

- на фиг.6 показан инструментальный снаряд, имеющий другой скважинный инструмент, имеющий несколько выдвижных элементов и приводной модуль.- Fig. 6 shows a tool tool having another downhole tool having several retractable elements and a drive module.

Все чертежи являются очень схематичными и не обязательно выполнены в масштабе, причем на них показаны только те детали, которые необходимы для пояснения изобретения, при этом другие детали не показаны или просто подразумеваются.All drawings are very schematic and not necessarily to scale, showing only those details necessary to explain the invention, with other details not shown or merely implied.

На фиг.1 показан скважинный инструмент 1 для выдвигания множества выдвижных элементов в скважине для выполнения инструментом операции в скважине. Операция может заключаться в установке или вытягивании пробки в скважине, следовательно, скважинному инструменту необходимо анкерно закрепить инструментальный снаряд с установочным или вытягивающим инструментом путем выдвигания выдвижных элементов. Скважинный инструмент содержит корпус 2 инструмента, имеющий внешний диаметр OD_T инструмента и продольную протяженность L.FIG. 1 shows a downhole tool 1 for extending a plurality of extension members in a well for performing an operation in the well by the tool. The operation may involve installing or pulling a plug in the well, therefore the downhole tool needs to anchor the tool to the setting or pulling tool by extending the retractable members. The downhole tool contains a tool body 2 having an outer diameter OD _T of the tool and a longitudinal length L.

Как показано на фиг.2, скважинный инструмент дополнительно содержит радиальный проход 3, проходящий в радиальном направлении L_R, перпендикулярном продольной протяженности. Радиальный проход не обязательно является сквозным отверстием, но имеет первую часть 4 прохода, имеющую первый внутренний диаметр ID₁, и вторую часть 5 прохода, имеющую второй внутренний диаметр ID₂, больший, чем первый внутренний диаметр. Скважинный инструмент 1 дополнительно содержит выдвижной элемент 6, расположенный в радиальном проходе 3 и образующий поршень в радиальном проходе. Выдвижной элемент 6 имеет открытый первый конец 7 и закрытый второй конец 8. Выдвижной элемент имеет втянутое положение (показано на фиг.1) и выдвинутое положение, в котором второй конец 8 выдвинут из первой части 4 прохода. Выдвижной элемент 6 содержит на втором конце 8 первую часть 9 элемента, имеющую первый внешний диаметр OD₁, соответствующий первому внутреннему диаметру ID₁. Выдвижной элемент 6 содержит на первом конце 7 вторую часть 10 элемента, имеющую второй внешний диаметр OD₂, соответствующий второму внутреннему диаметру. Во втянутом положении выдвижной элемент и вторая часть прохода образуют кольцевую полость 29, закрытую второй частью элемента. Скважинный инструмент дополнительно содержит полую основную часть 11, имеющую открытый конец 12 и закрытый конец 20. Открытый конец 12 основной части 11 проходит в открытый первый конец выдвижного элемента, образуя камеру 28 между ними. Полая основная часть имеет внешний диаметр OD_H на открытом конце 12, который соответствует внутреннему диаметру ID_P выдвижного элемента. Пружинный элемент 14 представляет собой втягивающую пружину, которая расположена в камере и соединена с закрытым первым концом 7 выступающего элемента 6 и с закрытым концом 20 полой основной части 11 для втягивания выдвижного элемента 6, когда выдвижной элемент был выдвинут. Скважинный инструмент дополнительно содержит насос 15, выполненный с возможностью закачивания текучей среды в камеру 28 через канал 16 для текучей среды для перемещения выдвижного элемента в выдвинутое положение. Кольцевая полость 29 заполнена текучей средой, которая покидает кольцевую полость, когда выдвижной элемент изменяет свое выдвинутое положение, уменьшая до минимума кольцевую полость.As shown in FIG. 2, the downhole tool further includes a radial passage 3 extending in a radial direction L _R perpendicular to the longitudinal extent. The radial passage is not necessarily a through hole, but has a first passage portion 4 having a first internal diameter ID ₁ and a second passage portion 5 having a second internal diameter ID ₂ larger than the first internal diameter. The downhole tool 1 additionally contains a retractable element 6 located in the radial passage 3 and forming a piston in the radial passage. The retractable member 6 has an open first end 7 and a closed second end 8. The retractable member has a retracted position (shown in FIG. 1) and an extended position in which the second end 8 is extended from the first passage portion 4. The retractable element 6 contains, at the second end 8, a first element part 9 having a first outer diameter OD ₁ corresponding to a first inner diameter ID ₁ . The retractable element 6 contains at the first end 7 a second element part 10 having a second outer diameter OD ₂ corresponding to the second inner diameter. In the retracted position, the retractable element and the second part of the passage form an annular cavity 29, closed by the second part of the element. The downhole tool further includes a hollow body 11 having an open end 12 and a closed end 20. The open end 12 of the body 11 extends into the open first end of the drawer, defining a chamber 28 therebetween. The hollow body has an outer diameter OD _H at the open end 12, which corresponds to the inner diameter ID _P of the drawer. The spring element 14 is a retracting spring that is located in the chamber and connected to the closed first end 7 of the protruding member 6 and the closed end 20 of the hollow body 11 for retracting the retractable member 6 when the retractable member has been extended. The downhole tool further includes a pump 15 configured to pump fluid into the chamber 28 through a fluid passage 16 to move the extendable member to an extended position. The annular cavity 29 is filled with fluid, which leaves the annular cavity when the retractable element changes its extended position, minimizing the annular cavity.

Благодаря тому, что кольцевая полость 29 заполнена текучей средой, как и камера 28, инструмент компенсирует давление, а кольцевая полость выравнивает давление в камере. Кроме того, нет необходимости в особо сильной пружине, поскольку кольцевая полость 29 выравнивает давление в камере. Когда больше нет необходимости в особо сильной пружине, пружину можно сделать значительно меньше и с большим расстоянием смещения, и такая меньшая пружина не занимает столько места при полном сжатии. Из-за большего расстояния смещения выдвижной элемент 8 может выступать значительно дальше в радиальном направлении от внешней поверхности 47 инструмента.Due to the fact that the annular cavity 29 is filled with fluid, like the chamber 28, the tool compensates for the pressure, and the annular cavity equalizes the pressure in the chamber. In addition, there is no need for a particularly strong spring, since the annular cavity 29 equalizes the pressure in the chamber. When a particularly strong spring is no longer needed, the spring can be made significantly smaller and with a larger offset distance, and such a smaller spring does not take up as much space when fully compressed. Due to the greater offset distance, the extension member 8 may protrude significantly further radially from the outer surface 47 of the tool.

Скважинный инструмент представляет собой анкерный инструмент на фиг.1, выполненный с возможностью анкерного крепления инструмента в определенном положении в скважине, а выдвижной элемент является анкерным выдвижным элементом. В другом варианте осуществления выдвижной элемент имеет ключевой профиль на внешней поверхности 46, совпадающий с канавкой в скользящей муфте для втягивания муфты, или, как показано на фиг.5, имеет пробивное долото 27, расположенное на внешней поверхности закрытой второй части выдвижного элемента. За счет того, что кольцевая полость уравновешивает камеру, можно в равной степени увеличить радиальную область действия пробивного долота или ключа.The downhole tool is an anchor tool in Fig. 1, configured to anchor the tool in a certain position in the well, and the retractable element is an anchor retractable element. In another embodiment, the sliding element has a key profile on the outer surface 46 aligned with a groove in the sliding sleeve for retracting the sleeve, or, as shown in Fig. 5, has a punch bit 27 located on the outer surface of the closed second part of the sliding element. Due to the fact that the annular cavity balances the chamber, the radial area of action of the punch bit or wrench can be equally increased.

Как показано на фиг.2, первая часть 4 прохода образована первым кольцевым фланцем 21 в корпусе инструмента, а первый кольцевой фланец 21 содержит канавку, в которой расположен первый уплотнительный элемент 41, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между первой частью элемента и первой частью прохода. Кроме того, вторая часть элемента содержит второй уплотнительный элемент 42, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между второй частью элемента и второй частью прохода и, таким образом, герметизации кольцевой полости. На внешней поверхности 45 открытого конца полой основной части расположен третий уплотнительный элемент 43, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения между полой основной частью 11 и выдвижным элементом 6 и, таким образом, герметизации камеры 28. Закрытый второй конец 8 имеет внешнюю поверхность 46, которая предназначена для прижатия к стенке скважинной трубчатой конструкции стенки ствола скважины. Внешняя поверхность закрытой второй части имеет средства увеличения трения, например небольшие выступы, небольшие канавки или подобные элементы.As shown in FIG. 2, the first passage portion 4 is formed by a first annular flange 21 in the tool body, and the first annular flange 21 includes a groove in which a first sealing element 41 is disposed, configured to provide a seal between the first element portion and the first passage portion. In addition, the second element portion includes a second sealing element 42 configured to provide a seal between the second element portion and the second passage portion and thereby seal the annular cavity. Located on the outer surface 45 of the open end of the hollow body is a third sealing element 43 configured to provide a seal between the hollow body 11 and the drawer 6 and thereby seal the chamber 28. The closed second end 8 has an outer surface 46 that is designed to pressing the wellbore wall against the wall of the well tubular structure. The outer surface of the closed second portion has friction increasing means, such as small projections, small grooves or the like.

Как показано на фиг.2, кольцевая полость 29 имеет первую протяженность L_C1 полости в направлении продольной протяженности, составляющую по меньшей мере 10% диаметра инструмента, предпочтительно по меньшей мере 20% диаметра инструмента, еще более предпочтительно по меньшей мере 40% диаметра инструмента. Первая протяженность полости зависит от прочности радиального выступа и наличия очень высокого давления в скважине.As shown in FIG. 2, the annular cavity 29 has a first cavity extent L _C1 in the longitudinal direction of at least 10% of the tool diameter, preferably at least 20% of the tool diameter, even more preferably at least 40% of the tool diameter. The first extent of the cavity depends on the strength of the radial projection and the presence of very high pressure in the well.

Как показано на фиг.2, первая часть 4 прохода образована первым кольцевым фланцем 21 в корпусе инструмента, а вторая часть 10 элемента имеет форму второго кольцевого фланца 22, причем кольцевая полость 29 образована между первым кольцевым фланцем и вторым кольцевым фланцем. Вторая часть 10 элемента выступает из первой части 9 элемента перпендикулярно радиальному направлению, образуя выступающую область A_P, и текучая среда в камере оказывает давление на область A_C камеры внутренней поверхности 30 первой части 9 элемента выдвижного элемента 6 для выдвигания выдвижного элемента. Как показано на фиг.3A, 3B, 4A и 4B, выступающая область A_P и область A_C камеры по существу имеют одинаковый размер.As shown in FIG. 2, the first passage portion 4 is formed by a first annular flange 21 in the tool body, and the second element portion 10 is shaped by a second annular flange 22, with an annular cavity 29 formed between the first annular flange and the second annular flange. The second element portion 10 protrudes from the first element portion 9 perpendicular to the radial direction to form a protruding region _AP , and the chamber fluid exerts pressure on the chamber region A _C of the inner surface 30 of the first element portion 9 of the retractable element 6 to extend the retractable element. As shown in FIGS. 3A, 3B, 4A and 4B, the projection area A _P and the chamber area A _C are substantially the same size.

Как показано на фиг.4A и 4B, кольцевая полость 29 имеет вторую протяженность L_C2 полости, перпендикулярную продольной протяженности, которая меньше, чем первая протяженность полости. Как показано на фиг.3A и 3B, вторая протяженность L_C2 полости равна первой протяженности L_C1 полости.As shown in FIGS. 4A and 4B, the annular cavity 29 has a second cavity extent L _C2 perpendicular to a longitudinal extent that is smaller than the first cavity extent. As shown in FIGS. 3A and 3B, the second cavity extent L _C2 is equal to the first cavity extent L _C1 .

Камера 28 с фиг.2 и 5 соединена по текучей среде с кольцевой полостью 29 через насос 15 и гидравлическую секцию 23, показанную на фиг.1. Насос всасывает текучую среду из кольцевой полости 29 через канал 16B для текучей среды (показан на фиг.2) и закачивает ее в камеру 28 для выдвигания выдвижного элемента 6. Когда выдвижной элемент втянут, кольцевая полость 29 заполняется текучей средой 25 из камеры через гидравлическую секцию 23, как показано на фиг.1. Таким образом, при втягивании выдвижного элемента 6 текучая среда всасывается из камеры 28 в кольцевую полость 29 насосом, или пружина 14 втягивает выдвижной элемент. Гидравлическая секция может содержать аккумулятор. Инструмент 1 дополнительно содержит двигатель 17 для приведения в действие насоса. Инструмент соединен с проводной линией 18, кабелем, таким как оптический кабель, или электронной линией связи. Двигатель получает питание через проводную линию, кабель, такой как оптический кабель, или электронную линию связи через электронную секцию 26. Скважинный инструмент дополнительно содержит компенсатор 24, выполненный с возможностью создания небольшого избыточного давления внутри инструмента. Как показано на фиг.1, инструмент содержит несколько выдвижных элементов 6, 6A, 6B, 6C, 6D, расположенных так, что первый выдвижной элемент 6A выступает в первом направлении L₁, а смежный второй выдвижной элемент 6B выступает во втором направлении L₂, противоположном первому направлению. Третий выдвижной элемент 6C выступает в третьем направлении L₃, перпендикулярном первому направлению, а смежный четвертый выдвижной элемент 6D выступает в четвертом направлении L₄, противоположном третьему направлению.The chamber 28 of FIGS. 2 and 5 is fluidly connected to the annular cavity 29 through a pump 15 and a hydraulic section 23 shown in FIG. 1. The pump draws fluid from the annular cavity 29 through the fluid passage 16B (shown in FIG. 2) and pumps it into the chamber 28 to extend the drawer 6. When the drawer is retracted, the annular cavity 29 is filled with fluid 25 from the chamber through the hydraulic section 23, as shown in FIG. 1. Thus, when the retractable element 6 is retracted, the fluid is sucked from the chamber 28 into the annular cavity 29 by a pump, or the spring 14 retracts the retractable element. The hydraulic section may contain an accumulator. The tool 1 further includes a motor 17 for driving the pump. The tool is connected to a wire line 18, a cable such as an optical cable, or an electronic communications link. The motor is powered through a wire line, cable such as an optical cable, or electronic communication link through the electronics section 26. The downhole tool further includes a compensator 24 configured to create a slight excess pressure within the tool. As shown in FIG. 1, the tool includes a plurality of sliders 6, 6A, 6B, 6C, 6D arranged such that a first slider 6A projects in a first direction L ₁ and an adjacent second slide 6B projects in a second direction L ₂ . opposite to the first direction. The third extension member 6C projects in a third direction L ₃ perpendicular to the first direction, and the adjacent fourth extension member 6D projects in a fourth direction L ₄ opposite to the third direction.

Как показано на фиг.2 и 5, полая основная часть представляет собой отдельную часть 19, прикрепленную к корпусу и образующую часть внешней поверхности 47 инструмента. Выдвижной элемент 6 и полая основная часть накладываются во втянутом положении выдвижного элемента, причем наложение превышает по длине 50% внешнего диаметра инструмента. Часть канала 16 для текучей среды частично проходит в закрытый конец 20 полой основной части 11 для направления текучей среды в камеру 28. Закрытый конец 20 полой основной части 11 образует часть внешней поверхности 47 инструмента. Вторая часть 10 элемента разделяет вторую часть 5 прохода на кольцевую полость и вторую полость 31. Вторая полость 31 сообщается по текучей среде с отверстием 32 (показано на фиг.1) в инструменте 1 для обеспечения сообщения по текучей среде между скважиной и второй полостью, так что, когда выдвижной элемент выдвигается, скважинная текучая среда втягивается во вторую полость 31, и когда выдвижной элемент снова втягивается, вторая полость 31 снова выбрасывает скважинную текучую среду.As shown in FIGS. 2 and 5, the hollow body is a separate portion 19 attached to the body and forms part of the outer surface 47 of the tool. The retractable element 6 and the hollow main part are overlapped in the retracted position of the retractable element, and the overlap exceeds 50% of the outer diameter of the tool in length. A portion of the fluid passage 16 partially extends into the closed end 20 of the hollow body 11 to direct fluid into the chamber 28. The closed end 20 of the hollow body 11 forms part of the outer surface 47 of the tool. The second member portion 10 divides the second passage portion 5 into an annular cavity and a second cavity 31. The second cavity 31 is in fluid communication with an opening 32 (shown in FIG. 1) in the tool 1 to provide fluid communication between the well and the second cavity, so that when the retractable member is retracted, well fluid is drawn into the second cavity 31, and when the retractable member is retracted again, the second cavity 31 again ejects well fluid.

Как показано на фиг.4B, камера 28 имеет продольную протяженность L₁₀, которая проходит вдоль продольной протяженности инструмента. Благодаря наличию камеры с продольной протяженностью инструмент может иметь место по меньшей мере для двух пружин 14, расположенных в камере 28, соответствующих продольной протяженности камеры, как показано на фиг.5. Вторая часть 5 прохода имеет протяженность, составляющую по меньшей мере 50% диаметра инструмента, а как показано на фиг.5, вторая часть 5 канала имеет протяженность, составляющую по меньшей мере 75% диаметра инструмента.As shown in FIG. 4B, chamber 28 has a longitudinal extent L ₁₀ that extends along the longitudinal extent of the tool. Due to the presence of a chamber with a longitudinal extension, the tool can accommodate at least two springs 14 located in the chamber 28 corresponding to the longitudinal extent of the chamber, as shown in FIG. 5. The second passage part 5 has an extent of at least 50% of the tool diameter, and as shown in FIG. 5, the second channel part 5 has an extent of at least 75% of the tool diameter.

Как показано на фиг.1, часть канала 16 для текучей среды проходит параллельно продольной протяженности инструмента за выдвижной элемент 6. В других частях инструмента канал 16 для текучей среды проходит в центре инструмента.As shown in FIG. 1, a portion of the fluid channel 16 extends parallel to the longitudinal extent of the tool beyond the extension 6. In other parts of the tool, the fluid channel 16 extends in the center of the tool.

На фиг.6 показан скважинный инструментальный снаряд, содержащий описанный выше скважинный инструмент и приводной модуль 50 для продвижения инструментального снаряда вперед в скважине. Хотя это не показано, инструментальный снаряд может содержать толкающий инструмент, который представляет собой инструмент, обеспечивающий осевое усилие. Толкающий инструмент содержит электрический двигатель для приведения в действие насоса. Насос закачивает текучую среду в корпус поршня для перемещения действующего в нем поршня. Поршень расположен на ходовой штанге. Насос может закачивать текучую среду в корпус поршня с одной стороны и одновременно откачивать текучую среду с другой стороны поршня.6 shows a downhole tool containing the above-described downhole tool and a drive module 50 for moving the tool forward in the well. Although not shown, the tool may include a push tool, which is a tool that provides an axial force. The push tool contains an electric motor to drive the pump. The pump pumps fluid into the piston housing to move the piston acting therein. The piston is located on the running rod. The pump can pump fluid into the piston housing on one side and simultaneously pump out fluid from the other side of the piston.

Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например, природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом подразумевается любой тип газовой смеси, присутствующей в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью подразумевается любой тип нефтяной смеси, например, сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и т. д. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.By fluid or wellbore fluid is meant any type of fluid that may be present in an oil or gas well, such as natural gas, oil, drilling fluid, crude oil, water, and so on. Gas refers to any type of gas mixture present in a well, whether completed or uncased, and oil refers to any type of petroleum mixture, such as crude oil, oily fluid, etc. Thus, the composition of gas, oil and water may include other elements or substances that are not gas, oil and/or water, respectively.

Под обсадной колонной или скважинной трубчатой металлической конструкцией подразумевается любой вид трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и т. д., используемых в скважине при добыче нефти или природного газа.Casing or downhole tubular metal structure refers to any type of pipe, tubular member, conduit, liner, pipe string, etc. used in a well in the production of oil or natural gas.

В том случае, когда невозможно полностью погрузить инструмент в обсадную колонну, для проталкивания инструмента до нужного положения в скважине может быть использован приводной модуль 50, такой как скважинный трактор, как показано на фиг.6. Скважинный трактор может иметь выдвигаемые рычаги 51, имеющие колеса 52, причем колеса входят в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны для продвижения трактора и инструмента вперед в скважине. Скважинный трактор представляет собой любой вид приводного инструмента, способного толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.In the event that it is not possible to fully immerse the tool in the casing, a drive module 50, such as a downhole tractor, as shown in FIG. 6, can be used to push the tool to the desired position in the well. The downhole tractor may have extendable arms 51 having wheels 52, the wheels engaging the inner surface of the casing to propel the tractor and tool forward in the well. A downhole tractor is any type of driven tool capable of pushing or pulling tools in a downhole, such as a Well Tractor®.

Хотя изобретение описано выше в связи с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что возможны несколько модификаций без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.Although the invention has been described above in connection with preferred embodiments of the invention, it will be apparent to one skilled in the art that several modifications are possible without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims

1. Downhole tool (1) for extending a retractable element in the well for performing an operation in the well with the tool, containing:

tool body (2), having an outer diameter (OD _T ) of the tool and a longitudinal length (L),

a radial passage (3) extending in a radial direction (L _R ) perpendicular to the longitudinal extent, the radial passage having a first passage portion (4) having a first internal diameter (ID ₁ ) and a second passage portion (5) having a second internal diameter (ID ₂ ) is greater than the first internal diameter,

a sliding member (6) positioned and defining a piston in a radial passage, the sliding member having an open first end (7) and a closed second end (8), the sliding member having a retracted position and an extended position in which the second end is extended from the first portion of the passage , the retractable element contains at the second end the first part (9) of the element, having a first outer diameter (OD ₁ ), corresponding to the first inner diameter (ID ₁ ), and the second part (10) of the element, having a second outer diameter (OD ₂ ), corresponding the second inner diameter, and in the retracted position, the retractable element and the second part of the passage form an annular cavity (29), closed by the second part of the element,

a hollow body (11) having an open end (12) and a closed end (20), the open end extending into the open first end of the retractable member to define a chamber (28) therebetween, and the open end of the hollow body having an outer diameter (OD _H ), which corresponds to the inner diameter (ID _P ) of the retractable element,

at least one spring element (14) located in the chamber (28) and connected to the closed first end of the retractable element and to the closed end of the hollow body for retracting the retractable element, and

a pump (15) configured to pump fluid into the chamber through the fluid channel (16) to move the retractable element to the extended position,

wherein the annular cavity is filled with fluid, which leaves the annular cavity when the retractable element changes its extended position, reducing the annular cavity to a minimum.

2. The downhole tool according to claim 1, wherein the annular cavity has a first cavity extension (L _C1 ) in the longitudinal direction of at least 20% of the tool diameter.

3. Downhole tool according to claim 2, in which the annular cavity has a second cavity extension (L _C2 ) perpendicular to the longitudinal extent, which is less than the extent of the first cavity.

4. The downhole tool of any one of the preceding claims, further comprising a first sealing element (41) configured to provide a seal between the first element portion and the first passage portion, the second element portion comprising a second sealing element (42) configured to provide a seal between the second part of the element and the second part of the passage and thus sealing the annular cavity.

5. Downhole tool according to any of the preceding paragraphs, in which the first part of the passage is formed by a first annular flange (21) in the tool body, and the second part of the element is in the form of a second annular flange (22), with an annular cavity formed between the first annular flange and the second ring flange.

6. Downhole tool according to any of the preceding paragraphs, in which the chamber is fluidly connected to the annular cavity through a pump or hydraulic section (23).

7. Downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the second part of the element protrudes from the first part of the element perpendicular to the radial direction, forming an extended area ( _AP ) and the fluid in the chamber presses on the area (A _C ) of the chamber of the inner surface (30) a first part of the retractable element for extending the retractable element, wherein the extended area and the chamber area are substantially the same size.

8. The downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the tool comprises a plurality of extensions arranged such that a first extension (6A) projects in a first direction (L ₁ ) and an adjacent second extension (6B) projects in a second direction ( L ₂ ), opposite to the first direction.

9. The downhole tool of claim 8, further comprising a third drawer (6C) extendable in a third direction ( _L3 ) perpendicular to the first direction, and an adjacent fourth drawer (6D) extendable in a fourth direction ( _L4 ) opposite third direction.

10. The downhole tool of any one of the preceding claims, wherein the fluid passage portion extends partially into the closed end of the hollow body to direct fluid into the chamber.

11. A downhole tool as claimed in any one of the preceding claims, wherein the second part of the element divides the second part of the passage into an annular cavity and a second cavity (31) which is in fluid communication with an opening (32) in the tool to provide fluid communication between the well and second cavity.

12. Downhole tool according to any of the previous paragraphs, in which the chamber has a longitudinal extension(L₁₀) along the longitudinal extent of the tool.

13. Downhole tool according to claim 12, in which the tool may have at least two springs located in the chamber corresponding to the longitudinal extent of the chamber.

14. Downhole tool according to any of the preceding paragraphs, in which the second pass has a length of at least 50% of the diameter of the tool.

15. A downhole tool assembly comprising a downhole tool according to any of the preceding claims and a drive module for moving the tool assembly forward in the well.