CN104428488B - 井下套筒系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种井下工具,包括管形件,该管形件包括端口。第一球机构包括第一梭形部,该第一梭形部可在管形件内从覆盖端口的第一位置轴向运动至暴露端口的第二位置。第一球座可与第一梭形部一起运动;第二球机构包括第二梭形部,该第二梭形部可在管形件内从暴露端口的第一位置轴向运动至覆盖端口的第二位置。第二球座可与第二梭形部一起运动,其中,第一球座的开口小于第二球座的开口。还包括打开和关闭井下管形件中的端口的方法以及使用具有多个井下工具的套筒系统而以并不连续的顺序来完成井下操作的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求美国专利申请No.13/545605的优先权,该美国专利申请No.13/545605的申请日为2012年7月10日,该文献的全部内容结合到本申请中,作为参考。
背景技术
在钻井和完井行业中,通常形成井孔,用于生产或注射流体。井孔用于天然资源的探测或抽取,例如烃、油、天然气、水和可选地用于CO2封存。为了提高生产和增加从地下井孔中抽取的速率,井孔的地层壁使用增压泥浆、包含压裂流体的支撑剂或其它处理流体来压裂。一旦停止注射压裂流体,在地层壁中的压裂就通过颗粒来保持打开。
普通的压裂系统使得增压压裂流体通过管形钻杆柱,该管形钻杆柱穿过井孔(该井孔横过要压裂的区域)向井下延伸。钻杆柱可以包括阀,该阀打开以便允许压裂流体朝向目标区域引导。为了从地面远程打开阀,球落入钻杆柱内,并处于球座上,该球座与特殊阀相连,以便阻止流体流过钻杆柱,因此在球的靠近井上处形成压力,该压力向井下压迫套筒,从而在钻杆柱的壁中打开一个端口。当涉及多个区域时,多个球座有不同尺寸,且井中最下方的座最小,井中最上方的座最大,从而增加直径的球连续落入钻杆柱内,以便从井下端至井上端顺序打开阀。因此,通过开始于将井中最下方的区域压裂和朝着井中最上方的区域向上工作,井孔的多个区域以“从底部向上”的方法来压裂。
尽管普通的压裂工作以从底部向上的方法来顺序完成,但是也提出了可选的阶段处理,其中,在趾部(toe)激发第一间隔,在较靠近踵部(heel)激发第二间隔,第三间隔在第一和第二间隔之间压裂。这样的处理表示为在第三间隔的过程中利用在岩石中的变化应力,以便连接前两个间隔的应力释放压裂部。不过,完成这样的处理只能通过从地面的干预(需要复杂的操纵)或者智能井系统(“IWS”)技术。
本领域能够接受可选的装置和方法,用于交替进行一系列的压裂工作。
发明内容
井下工具包括:管形件,该管形件包括端口;第一球机构,该第一球机构包括:第一梭形部,该第一梭形部可在管形件内从覆盖端口的第一位置轴向运动至暴露端口的第二位置;以及第一球座,该第一球座可与第一梭形部一起运动;以及第二球机构,该第二球机构包括:第二梭形部,该第二梭形部可在管形件内从暴露端口的第一位置轴向运动至覆盖端口的第二位置;以及第二球座,该第二球座可与第二梭形部一起运动,其中,第一球座的开口小于第二球座的开口。
一种套筒系统,可用于以并不连续的顺序暴露和覆盖端口,套筒系统包括多个井下工具,至少一个井下工具包括:管形件,该管形件包括端口;第一球机构,该第一球机构包括:第一梭形部,该第一梭形部可在管形件内从覆盖端口的第一位置轴向运动至暴露端口的第二位置;以及第一球座,该第一球座可与第一梭形部一起运动;以及第二球机构,该第二球机构包括:第二梭形部,该第二梭形部可在管形件内从暴露端口的第一位置轴向运动至覆盖端口的第二位置;以及第二球座,该第二球座可与第二梭形部一起运动,其中,第一球座的开口小于第二球座的开口。
一种打开和关闭井下管形件中的端口的方法,该方法包括:通过第一球座来停止第一球,该第一球座可与覆盖端口的第一梭形部一起运动;使得管形件增压,以便使得第一梭形部运动和暴露端口;通过第二球座来停止第二球,该第二球座在井内在第一球座的靠近井上处,该第二球座可与第二梭形部一起运动;以及增压管形件,以便使得第二梭形部运动和关闭端口。
一种使用具有多个井下工具的套筒系统而以并不连续的顺序来完成井下操作的方法,该方法包括:使得第一球沿套筒系统向下落入第一井下工具的第一球座中;打开在第一井下工具中的第一端口;使得第二球沿套筒系统向下落入第二井下工具的第一球座中;使用第二井下工具来打开在第一端口的井上的第二端口;使得第三球沿套筒系统向下落入第二井下工具的第二球座中并关闭第二端口;从第二井下工具的第一球座释放第二球,且从第二井下工具释放第三球,该第二球处于第三井下工具的第一球座上;以及使用第三井下工具来打开在井内在第二端口的靠近井下处和在第一端口的靠近井上处的第三端口。
附图说明
下面的说明决不认为以任何方式限制。参考附图,相同元件有类似标号:
图1表示了包括井下工具的示例实施例的井下套筒和端口工具的一部分的剖视图;
图2-10表示了图1的井下工具的示例实施例的一部分在示例驱动顺序中的剖视图;以及
图11表示了图1的套筒系统的示例实施例在井孔中的侧视图,该套筒系统有多个井下工具,表示了示例的压裂阶段顺序。
具体实施方式
下面将参考附图示例和非限定地详细介绍本发明的装置和方法的一个或多个实施例。
图1-10中表示了能够通过多个阶段来完成压裂或酸工作的套筒系统10的示例实施例,这些阶段并不相对于它们在井孔12中的位置而按顺序。对于“并不按顺序”,应当理解为这里所述的套筒系统10能够使用一系列井下工具14来以一定顺序完成压裂或酸工作,该顺序例如但不局限于:第一操作“1”最接近沿井下方向8的趾部,第二操作“2”处于第一操作“1”在井中的靠近井上处,第三操作“3”在第一和第二操作之间的位置处完成,以此类推,其中,操作“6”是在该特殊序列中完成的、在井中最上方的操作,如后面参考图11所述。尽管套筒系统10适于允许以并不按顺序的阶段来进行压裂或酸工作,但是这里所述的套筒系统10也可用于允许以其它顺序工作,包括普通顺序,其中,操作顺序是以“从底部向上”的方法来完成,也可用于与压裂或酸工作不同的工作。
参考图1,图中表示了井下工具14或套筒(例如压裂工具)的示例实施例的一部分的半剖图。工具14包括管形件16,该管形件16有中心线CL,该管形件16布置在井孔12中。管形件16包括有端口的套筒阀18,该套筒阀18安装在管形件16上或形成该管形件16的一部分。在套筒阀18内,径向凹入部分20具有在第一端24(例如井上端)处的突出部22和在第二端28(例如井下端)处的止动器26。还在第二端28处在止动器26的径向内侧,偏移台阶30朝着径向凹入部分20的第一端24纵向凸出。套筒阀18还包括端口32,该端口32是侧向孔,它提供了在管形件16的内部34和井孔12的环状部36(该环状部36在管形件16和井孔12的地层壁38之间)之间的进口。尽管只表示了一个端口32,但是应当知道,环绕套筒阀18的周边可以提供多个径向间隔开的端口32。
第一球机构40(例如打开球机构)和第二球机构42(例如关闭球机构)定位在套筒阀18的径向内部。第一球机构40包括第一梭形部44,也可选择称为第一梭形部套筒,例如打开梭形部,第二球机构42包括第二梭形部46或第二梭形部套筒,例如关闭梭形部。第一和第二梭形部44、46在套筒阀18的径向凹入部分20内处于堆叠的纵向位置。也就是,即使当第一和/或第二梭形部44、46的纵向位置变化时,第一梭形部44也定位成比第二梭形部46更靠近径向凹入部分20的第二端28。在插入状态中,如图1中所示,第一梭形部44通过释放部件48(例如剪切螺钉)而与套筒阀18连接,且处于使得第一梭形部44覆盖端口32的位置中,第二梭形部46通过释放部件50(例如剪切螺钉)而与套筒阀18连接,且处于使得第二梭形部46的第一端52邻近径向凹入部分20的第一端24以及使得第二梭形部46的第二端54邻近第一梭形部44的第一端56的位置中。第一梭形部44的第二端58面对径向凹入部分20的第二端28(但与其间隔开)。密封件60(例如O形环密封件)置于第一、第二梭形部44、46和套筒阀18之间。第一和第二梭形部44、46可以包括在它的外表面64、66上的径向凹入部分62,以便在其中接收密封件60。第一和第二梭形部44、46的内表面68、70包括一个或多个接合空隙72,目的将在后面介绍。接合凸起74处于各接合空隙72附近,从而接合空隙72和凸起74交替地布置。在图1所示的插入(run-in)位置中,防止通过端口32而在环状部36和管形件16的内部部分34之间进入,这是因为第一梭形部44定位成覆盖端口32。
第一球机构40还包括从第一梭形部44伸出的第一球座76,例如打开球座。第一球座76包括截头圆锥形形状,用于在其中接收球(当球的直径大于在第一球座76中的开口78的直径时),或者用于使球通过(当球的直径小于在第一球座76中的开口78时)。密封件80(例如O形环密封件)可定位在第一球座76和第一梭形部44之间。第一球座76由第一球座支承件82来支承,其中,第一球座支承件82沿井下方向比第一球座76更远地延伸。第一球座支承件82通过释放部件84(例如剪切螺钉)而固定在第一梭形部44上。第一球座支承件82包括在它的内表面88上的一个或多个接合空隙86。接合凸起90以交替方式处于各接合空隙86附近。在插入位置中,第一球座支承件82的接合凸起90与第一梭形部44的接合凸起74相抵接。
类似的,第二球机构42还包括从第二梭形部46伸出的第二球座92,例如关闭球座。第二球座92包括截头圆锥形形状,用于在其中接收球(当球的直径大于在第二球座92中的开口94的直径时),或者用于使球通过(当球的直径小于在第二球座92中的开口94时)。密封件96(例如O形环密封件)可定位在第二球座92和第二梭形部46之间。第二球座92由第二球座支承件98来支承,其中,第二球座支承件98沿井下方向比第二球座92更远地延伸。第二球座支承件98通过释放部件100(例如剪切螺钉)而固定在第二梭形部46上。第二球座支承件98包括在它的内表面104上的一个或多个接合空隙102。接合凸起106以交替方式处于各接合空隙102附近。在插入位置中,第二球座支承件98的接合凸起106与第二梭形部46的接合凸起74相抵接。
在所示实施例中,第二球座92定位成比第一球座76在井中靠近井上,且第一球座76比第二球座92更靠近径向内部延伸。也就是,第一球座76具有比第二球座92的开口94小的开口78。
图2-10表示了实施图1中所示的工具14的示例方法的驱动顺序。如图2中所示,第一球108(球A)沿井下方向8穿过有端口的套筒阀18和管形件16,以便在井中更靠近井下处驱动工具(未示出)。为了使得第一球108通过第二球座92和再通过第一球座76,第一球108的直径小于第二和第一球座92、76的开口94、78的尺寸,以便不会捕获于其中。
然后,如图3中所示,第二球220(球B)进入有端口的套筒阀18中。第二球110的直径大于第一球108的直径、小于第二球座92的开口94以及大于第一球座76的开口78。由于第二球110的直径小于第二球座92的开口94,因此第二球110通过第二球座92和第二球座支承件98,如图3中所示。由于第二球110的直径大于第一球座76的开口78,因此第二球110处于第一球座76上,如图4中所示。
下面参考图5,在第二球110处于第一球座76上之后,压力供给至在井中在第二球110的靠近井上的管形件16内。因此压力施加给第二球110,该第二球110再将压力施加给第一球座76、第一球座支承件82和第一梭形部44(该第一梭形部44通过释放部件84而与第一球座支承件82连接)。在压力沿第一方向(例如井下方向8)施加给第一梭形部44的情况下,该第一梭形部44将通过释放部件48的释放或剪切而剪切或以其它方式从套筒阀18上释放。一旦第一梭形部44与套筒阀18分离,在第二球110上的压力将沿井下方向8推动第一球座76、第一球座支承件82和连接的第一梭形部44,直到第一球座支承件82与偏移台阶30相抵。第一梭形部44沿井下方向8的运动打开了在套筒阀18中的端口32,因此第一球机构40是打开球机构,因为它能够打开该端口32。这时,第二球110能够打开端口32,压裂工作、泥浆、酸化工作等可以通过端口32来泵送,尽管也可以通过该端口32来完成可选的井下处理过程。
下面参考图6,在随后的时间(例如在通过32完成工作后),第三球112(球C)落入管形件16中。该第三球112具有比第一球108和第二球110大的直径。第三球112也有比第二球座92的开口94大的直径。当第三球112到达第二球座92时,它处于第二球座上,如图6中所示。压力供给至在井中在第三球112的靠近井上的管形件16内。因此压力施加给第三球112,该第三球112再将压力施加给第二球座92、第二球座支承件98和第二梭形部46(该第二梭形部46通过释放部件100而与第二球座支承件98连接)。在压力沿方向8施加给第二梭形部46的情况下,该第二梭形部46将通过释放部件50的剪切或释放而剪切或以其它方式从套筒阀18上释放。
如图7中所示,一旦第二梭形部46与套筒阀18分离,在第三球112上的持续压力将沿方向8推动第二球座92、第二球座支承件98和第二梭形部46,以使得第二梭形部46覆盖和关闭端口32。因此,第二球机构42是关闭球机构,因为它能够关闭端口32。第二梭形部46沿方向8运动,直到第二梭形部46(例如第二梭形部46的第二端54)与第一梭形部44(例如第一梭形部44的第一端56)相抵接。
参考图8,施加给第三球112的压力通过第二球座92、第二球座支承件98、释放部件100、第二梭形部46、第一梭形部44、释放部件84和第一球座支承件82而将力传递给偏移台阶30。当第一梭形部44沿方向8朝着止动器26推动时,将第一球座支承件82固定在第一梭形部44上的释放部件84将被剪切或以其它方式释放,但是第一球座支承件82通过偏移台阶30而防止沿方向8运动。
图9表示了第一梭形部44,其相对于第一球座76和第一球座支承件82轴向平移,从而使得第一球座支承件82能够径向向外收缩至第一梭形部44的接合空隙72内。为了沿方向8轴向平移,第一梭形部44朝着在套筒阀18的径向凹入部分20的第二端28处的止动器26运动。也就是,在第二梭形部44相对于第一球座支承件82轴向平移之前,第一梭形部44的接合凸起74与第一球座支承件82的接合凸起90对齐,第一梭形部44的接合空隙72与第一球座支承件82的接合空隙86对齐,如图1中所示。在第一梭形部44轴向平移之后,如图9中所示,第一球座支承件82的接合凸起90啮合、嵌套或以其它方式收缩至第一梭形部44的接合空隙72内,且第一梭形部44的接合凸起74嵌套至第一球座支承件82的接合空隙86内。第一球座支承件82可以分段,从而它的分段能够使得内径变化。应当知道,第一球座支承件82的段在图1中比在图9中更加聚拢在一起。在第一球座支承件82径向向外膨胀至第一梭形部44内之后,在井中在第二球110靠近井上处的压力(前面在图8中表示)也迫使第一球座76径向向外变形,从而使得第二球110运动经过第一球座76和沿方向8沿管形件16进一步向下运动。
如图10中所示,在第三球112上的附加压力将使得释放部件100剪切或以其它方式释放,从而使得第二球座支承件98(该第二球座支承件98也可以包括分段)径向向外收压缩至第二梭形部46的接合空隙72内。也就是,在第三球112上附加压力之前,第二梭形部46的接合凸起74与第二球座支承件98的接合凸起106对齐,第二梭形部46的接合空隙72与第二球座支承件98的接合空隙102对齐(如图1中所示)。在附加压力施加于第三球112上和释放部件100断裂之后,第二球座支承件98的接合凸起106啮合、嵌套或以其它方式收缩至第二梭形部46的接合空隙72内,且第二梭形部46的接合凸起74嵌套或以其它方式装配至第二球座支承件98的接合空隙102内。然后,在井中在第三球112靠近井上处的压力迫使第二球座92径向向外变形,从而使得第三球112经过第二球座92和沿方向8沿管形件16向下轴向运动。在示例实施例中,第一、第二和第三球108、110和112可以由在预定时间后溶解或分解的材料来制造,这样它们不需要沿方向9往回流。
本发明提供了用于实现改变压裂工作或其它激发工作顺序的方法的装置。在一个示例实施例中,这里所述的装置可以通过行业上接受的普通单球偏移套筒而沿井孔向上顺序交替。图11表示了在井孔12内的套筒系统10,该井孔12从井上位置116(例如地面)延伸至井下位置118。井孔12可以是水平井孔,如图所示,且套筒系统10包括在套筒系统10的弯曲部处的踵部部分120和在套筒系统10的井中最下端的趾部部分122。填塞器和/或锚固件114隔离在端口32周围的环状部36的部分。套筒系统10还可以包括任意数目的管形件,以便完成钻杆柱。操作的示例顺序表示于井孔12中,其中“Frac 1”表示最接近趾部部分122的端口32首先使用球A来打开。Frac“2”表示在井中比趾部部分122更靠近井上的端口32紧接着使用球B来打开,以便操作图1中所示的工具14,且在完成Frac“2”之后,端口随后使用球C来关闭。Frac“3”表示使用球B(该球B从Frac“2”位置释放)来第三次打开在用于Frac“1”和Frac“2”的位置之间的端口32。随后,Frac“4”表示从Frac“2”位置更靠近井上的端口32紧接着使用球D来打开,且在完成Frac“4”之后使用球E来随后关闭。Frac“5”表示使用球D(该球D从Frac“4”位置释放)来打开在用于Frac“4”和Frac“2”的位置之间的端口32。然后,Frac“6”表示从Frac“4”位置更靠近井上的端口32使用球F来打开,且使用球G来随后关闭。Frac“7”表示使用球F(该球F从Frac“6”位置释放)来打开在用于Frac“6”和Frac“4”的位置之间的端口32。尽管表示了7个压裂位置,但是可以使用套筒系统10来处理任意数目的压裂位置,这可以包括在交替位置中的任意数目的井下工具14和普通的球偏移套筒。因此提供了一种以交替的压裂操作顺序来使用具有一系列井下工具14的套筒系统10的方法,使用球和套筒,而不是干预或IWS技术。在图11所示的示例实施例中,用于阶段1、3、5和7的套筒是标准套筒,而井下工具14用于阶段2、4和6。
这里所述的示例套筒系统10能够通过“球和套筒”的多阶段激发系统来激发储层,该多阶段激发系统具有相对于它们在井孔12中的位置并不按顺序的阶段。这里所述的示例实施例能够从使用传统“从底部向上”方法的普通压裂工作(从井下位置(例如趾部)至井中更靠井上的位置(例如踵部)顺序地进行)变化成交替阶段处理(其中,第一间隔在趾部附近激发,第二间隔较靠近踵部来激发,且第三间隔在第一和第二间隔之间压裂。这样的顺序变化将在储层的压力激发过程中改变地层的增压特性。
尽管已经参考示例实施例介绍了本发明,但本领域技术人员应该知道,对于本发明的元素可以做出多种改变和替换成等效件,而并不脱离本发明的范围。此外,可以对本发明的教导进行多种改进以适应具体的情况或材料,而不脱离本发明的基本范围。因此,本发明不局限于作为考虑用于实施本发明的最佳模式的公开的具体的实施例,而且本发明将包括落在权利要求范围内的所有实施例。此外,在附图和说明书中,已经公开了本发明的示例性实施例,而且,尽管可能已经使用了特定的术语,但除非另有说明,这些术语仅用于表示概括性的和描述性的意义,而并不进行限制,因此本发明的范围并不局限于此。此外,第一、第二等术语的使用并不表示任何顺序或重要性的差别,而是用于将一个元件和另一个元件区别开。此外,“一”、“一个”等术语的使用并不表示对数量的限制,而是表示存在至少一个涉及的物品。
Claims (19)
1.一种井下工具,包括:
管形件,所述管形件包括端口;
第一球机构,所述第一球机构包括:第一梭形部,所述第一梭形部能在所述管形件内从覆盖所述端口的第一位置轴向运动至暴露所述端口的第二位置;第一球座,所述第一球座能与第一梭形部一起运动;以及第一球座支承件,所述第一球座支承件支承第一球座,所述第一球座支承件布置在所述第一梭形部的径向内部,所述第一球座支承件在第一球机构的第一状态中与第一梭形部可释放地连接,而在所述第一球机构的第二状态中,所述第一梭形部相对于所述第一球座支承件移动;以及
第二球机构,所述第二球机构包括:第二梭形部,所述第二梭形部能在所述管形件内从暴露所述端口的第一位置轴向运动至覆盖所述端口的第二位置;以及第二球座,所述第二球座能与所述第二梭形部一起运动,其中,第一球座的开口小于第二球座的开口。
2.根据权利要求1所述的井下工具,其中:第一梭形部与第二梭形部纵向分离,第一梭形部定位成比第二梭形部在井中更靠近井下。
3.根据权利要求1所述的井下工具,其中:第一球机构和第二球机构在它们各自的第一位置中通过释放部件而固定在所述管形件上。
4.根据权利要求1所述的井下工具,其中,所述第一球座支承件能在所述第二状态中朝着所述第一梭形部径向向外运动。
5.根据权利要求4所述的井下工具,其中:第一梭形部包括交替的接合空隙和凸起,第一球座支承件包括交替的接合空隙和凸起,当第一球座支承件与第一梭形部分离以及第一梭形部相对于第一球座支承件在所述管形件内移动时,所述第一球座支承件的接合空隙和凸起与第一梭形部的接合空隙和凸起啮合。
6.根据权利要求4所述的井下工具,还包括:第二球座支承件,所述第二球座支承件支承第二球座,并在第一状态中与第二梭形部可释放地连接,所述第二球座支承件能在与第二梭形部分离后在第二状态中径向向外运动。
7.根据权利要求4所述的井下工具,其中:第一球座具有在第一球座支承件的第一状态中的第一开口以及在第一球座支承件的第二状态中的第二开口,所述第二开口大于第一开口。
8.根据权利要求4所述的井下工具,其中:所述管形件包括偏移台阶,第一球座支承件能在与所述偏移台阶相抵接后从第一状态运动至第二状态。
9.根据权利要求8所述的井下工具,其中:第二梭形部与第一梭形部相抵接,以便使得第一梭形部相对于第一球座支承件轴向运动。
10.根据权利要求1所述的井下工具,其中:第二梭形部能轴向运动成与第一梭形部相抵接,以便使得第一梭形部轴向运动。
11.根据权利要求1所述的井下工具,其中:在第一球座中接收球后,在所述管形件内的管形件压力使得第一梭形部轴向运动至第二位置。
12.根据权利要求1所述的井下工具,其中,第一球座支承件是分段的,其中,所述第二球机构还包括支承第二球座的分段的第二球座支承件。
13.根据权利要求12所述的井下工具,其中:第二球座支承件与第二梭形部可释放地连接。
14.一种井下工具,包括:
管形件,所述管形件包括端口;
第一球机构,所述第一球机构包括:第一梭形部,所述第一梭形部能在所述管形件内从覆盖所述端口的第一位置轴向运动至暴露所述端口的第二位置;第一球座,所述第一球座能与第一梭形部一起运动;以及第一球座支承件,所述第一球座支承件支承第一球座,并在第一状态中与第一梭形部可释放地连接;以及
第二球机构,所述第二球机构包括:第二梭形部,所述第二梭形部能在所述管形件内从暴露所述端口的第一位置轴向运动至覆盖所述端口的第二位置;以及第二球座,所述第二球座能与所述第二梭形部一起运动,其中,第一球座的开口小于第二球座的开口;
其中:所述管形件包括内部径向凹入部分,第一梭形部和第二梭形部在它们各自的第一位置中可释放地连接于所述径向凹入部分内。
15.一种套筒系统,能用于以并不连续的顺序暴露和覆盖端口,该套筒系统包括多个井下工具,至少一个所述井下工具包括:
管形件,所述管形件包括端口;
第一球机构,所述第一球机构包括:第一梭形部,所述第一梭形部能在所述管形件内从覆盖所述端口的第一位置轴向运动至暴露所述端口的第二位置;第一球座,所述第一球座能与第一梭形部一起运动;第一球座支承件,所述第一球座支承件支承第一球座,所述第一球座支承件布置在所述第一梭形部的径向内部,所述第一球座支承件在第一状态中与第一梭形部可释放地连接,而在第二状态中,所述第一球座支承件能够径向向外收缩到第一梭形部内;以及
第二球机构,所述第二球机构包括:第二梭形部,所述第二梭形部能在所述管形件内从暴露所述端口的第一位置轴向运动至覆盖所述端口的第二位置;以及第二球座,所述第二球座能与第二梭形部一起运动,其中,第一球座的开口小于第二球座的开口;
其中,所述多个井下工具包括以井下至井上的方式连续布置在套筒系统中的第一井下工具、第二井下工具和第三井下工具,在第二井下工具中的端口通过在覆盖第三井下工具中的端口之后使得在第二井下工具中的第一梭形部运动而暴露。
16.根据权利要求15所述的套筒系统,其中:第一球座支承件是分段的,其中,所述第二球机构还包括分段的第二球座支承件。
17.一种打开和关闭井下管形件中的端口的方法,所述方法包括:
通过第一球座来停止第一球,所述第一球座能与覆盖端口的第一梭形部一起运动,所述第一球座由第一球座支承件支承;
使得所述管形件增压,以便使得第一梭形部运动和暴露所述端口;
通过第二球座来停止第二球,所述第二球座在井内位于第一球座的靠近井上处,所述第二球座能与第二梭形部一起运动;
增压所述管形件,以便使得第二梭形部运动和关闭所述端口;以及
使得第一梭形部与第二梭形部相抵接,以便使得第一梭形部相对于第一球座支承件移动。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括:
使第一球座支承件径向向外收缩至第一梭形部内;
沿所述管形件向下释放第一球;
增压所述管形件,以便使得第二球座支承件径向向外收缩至第二梭形部内;以及
沿所述管形件向下释放第二球。
19.一种使用具有多个井下工具的套筒系统而以并不连续的顺序来完成井下操作的方法,所述方法包括:
使得第一球沿所述套筒系统向下落入第一井下工具的第一球座中;
打开在第一井下工具中的第一端口;
使得第二球沿所述套筒系统向下落入第二井下工具的第一球座中;
使用第二井下工具来打开在井内位于所述第一端口的靠近井上处的第二端口;
使得第三球沿所述套筒系统向下落入第二井下工具的第二球座中并关闭第二端口;
从第二井下工具的第一球座释放第二球,从第二井下工具释放第三球,所述第二球处于第三井下工具的第一球座上;以及
使用第三井下工具来打开在井内位于第二端口的靠近井下处和在第一端口的靠近井上处的第三端口;
其中:所述第一井下工具、第二井下工具和第三井下工具中的至少一个包括:第一梭形部,所述第一梭形部能在管形件内从覆盖管形件中的端口的第一位置轴向运动至暴露所述端口的第二位置;第一球座,所述第一球座能与第一梭形部一起运动;对所述第一球座进行支撑的第一球座支承件;第二梭形部,所述第二梭形部能在所述管形件内从暴露所述端口的第一位置轴向运动至覆盖所述端口的第二位置,所述第二梭形部与第一梭形部轴向相抵接,以便使得第一梭形部相对于第一球座支承件轴向运动;以及第二球座,所述第二球座能与第二梭形部一起运动。
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