孔615被鉆 孔成容納相應的釋放鍵715。如果有四個釋放鍵715,則將有四個分立的在圓周上間隔開的 隆凸以明顯地減小環(huán)空625。相鄰隆凸之間的環(huán)空625的剩余區(qū)域允許更替流動通道625 中的流動繞過釋放鍵715。
[0154] 隆凸可以被機械加工為內(nèi)心軸610的主體的一部分。更具體地，組成內(nèi)心軸610 的材料可以被機械加工以形成隆凸。可選地，隆凸可以被機械加工為獨立的、短的釋放心軸 (未示出），所述釋放心軸隨后螺接到內(nèi)心軸610。進一步可選地，隆凸可以是通過焊接或其 它手段固定在內(nèi)心軸610和活塞心軸620之間的獨立的間隔塊。
[0155] 在這里還應當注意，在圖6A中，活塞心軸620圖示為一個整體。然而，活塞心軸 620的鍵孔615所處的部分可以是獨立的、短的釋放殼體。該獨立殼體隨后連接到主活塞心 軸 620。
[0156] 每一個釋放鍵715都具有開口 732。類似地，釋放套筒710具有開口 722。釋放鍵 715中的開口 732和釋放套筒710中的開口 722被成形且構(gòu)造成接收剪切銷。在720處可 見剪切銷。在圖7A中，剪切銷720由釋放套筒710保持在開口 732、722內(nèi)。然而，在圖7B 中，剪切銷720已被剪切，并且僅銷720的一小部分仍然可見。
[0157] 釋放鍵715的外緣具有起伏（ruggled)表面或齒。釋放鍵715的齒圖示為736。 釋放鍵715的齒736成一定角度并且構(gòu)造成與活塞殼體640內(nèi)相應的起伏表面相配合。用 于活塞殼體640的配合起伏表面（或齒）圖不為646。齒646位于活塞殼體640的內(nèi)面上。 在接合時，齒736、646防止活塞殼體640相對于活塞心軸620或內(nèi)心軸610運動。優(yōu)選地， 配合起伏表面或齒646位于獨立的、短的外釋放套筒的內(nèi)面上，所述外釋放套筒隨后螺接 到活塞殼體640。
[0158] 現(xiàn)在返回圖6A和圖6B，封隔器600包括扶正構(gòu)件650。扶正構(gòu)件650通過活塞殼 體640的運動致動。扶正構(gòu)件650可以是例如公開號為US2011/0042106的美國專利申請 中所述。
[0159] 封隔器600還包括密封元件655。當扶正構(gòu)件650被致動并且在周圍井筒內(nèi)扶正 封隔器600時，活塞殼體640繼續(xù)致動密封元件655,如公開號為US2009/0308592的美國專 利申請中所述。
[0160] 在圖6A中，扶正構(gòu)件650和密封元件655處于它們的下入位置。在圖6B中，扶正 構(gòu)件650和相連的密封兀件655已被致動。這就意味著活塞殼體640已沿著活塞心軸620 移動，導致扶正構(gòu)件650和密封元件655兩者接合周圍井筒壁。
[0161] 如上所述，活塞殼體640的運動響應于來自包括礫石砂漿的井筒流體的流體靜壓 力而發(fā)生。在封隔器600的下入位置（在圖6A中示出），活塞殼體640通過釋放套筒710 和關(guān)聯(lián)的活塞鍵715而保持就位。在圖7A中示出了該位置。為了坐封封隔器600(根據(jù)圖 6B)，釋放套筒710必須為釋放鍵715讓路，以使釋放鍵715的齒736不再與活塞殼體640 的齒646接合。在圖7B中示出了該位置。
[0162] 為了將釋放套筒710釋放而使用坐封工具。示范性的坐封工具在圖7C中圖示為 750。坐封工具750限定短圓柱體755。優(yōu)選地，坐封工具750隨著沖洗管柱（未示出）而 被下入井筒?？梢栽诘孛嫣幙刂茮_洗管柱沿著井筒的運動。
[0163] 坐封工具750的上端752由若干徑向彈性爪指760組成。彈性爪指760在受到足 夠的向內(nèi)力時收縮。在操作中，彈性爪指760閂鎖到沿著釋放套筒710形成的輪廓724中。 彈性爪指760包括與釋放鍵710的輪廓724配合或閂鎖到其中的凸起表面762。在閂鎖后， 在井筒內(nèi)拉動或提升坐封工具750。隨后，坐封工具750用足夠的力拉動釋放套筒710以導 致對剪切銷720進行剪切。一旦剪切銷720被剪切，釋放套筒710就沿著內(nèi)心軸610的內(nèi) 表面608自由地向上平移。
[0164] 如上所述，坐封工具750可以隨著沖洗管下入井筒中。坐封工具750可以簡單地 是沖洗管主體的異型部分（profiled portion)。然而，優(yōu)選地，坐封工具750是螺紋地連 接到?jīng)_洗管的獨立管狀體755。在圖7C中，在770處提供連接工具。連接工具770包括外 螺紋775以用于連接到鉆具或其它下入管。連接工具770延伸到坐封工具750的主體755 中。連接工具770可以一直延伸穿過主體755以連接到?jīng)_洗管或其它裝置，或者它可以連 接到坐封工具750的主體755內(nèi)的內(nèi)螺紋（不可見）。
[0165] 返回圖7A和圖7B，釋放套筒710的行進被限制。在這方面，釋放套筒710的第一 端部或頂端726沿著內(nèi)心軸610的內(nèi)表面608?？吭诩?06上。釋放套筒710的長度足夠 短，以允許釋放套筒710離開釋放鍵715中的開口 732。在完全轉(zhuǎn)位后，釋放鍵715徑向向 內(nèi)移動，在存在流體靜壓力時通過活塞殼體640中的起伏輪廓而被推動。
[0166] 銷720的剪切和釋放套筒710的運動還允許釋放鍵715從活塞殼體640脫離。肩 凹陷624被成形為一旦釋放套筒710離開，就允許釋放鍵715的肩734從活塞殼體640的 齒646下落或脫離。流體靜壓力隨后作用于活塞殼體640以使其相對于活塞心軸620向下 平移。
[0167] 在剪切銷720已被剪切之后，活塞殼體640沿著活塞心軸620的外表面自由滑動。 為了完成該動作，來自環(huán)空625的流體靜壓力作用于活塞殼體640中的肩642。這在圖6B 中最佳地可見。肩642用作承壓表面。流體端口 628被設(shè)置為穿過活塞心軸620以允許流 體進入肩642。有利地，流體端口 628允許在礫石充填操作期間施加高于流體靜壓力的壓 力。壓力施加到活塞殼體640以確保封隔器元件655抵靠周圍井筒接合。
[0168] 封隔器600還包括計量裝置。當活塞殼體640沿著活塞心軸620平移時，計量 孔664調(diào)節(jié)活塞殼體沿著活塞心軸平移的速度，因此減慢活塞殼體的運動并且調(diào)節(jié)封隔器 600的坐封速度。
[0169] 為了進一步理解示范性機械坐封封隔器600的特征，可參考公開號為 W02012/082303的國際申請。該共同待決申請給出了在本申請的圖6C、6D、6E和6F中示出 的附加橫截面圖。在本文中無需重復上述橫截面圖的描述。
[0170] -旦繞過封隔器600的流體被坐封，礫石充填操作即可開始。圖8A至圖8N給出 了一個實施例中的礫石充填程序的各個階段。礫石充填程序使用具有更替流動通道的封隔 器組件。封隔器組件可以與圖3A的封隔器組件300 -致。封隔器組件300具有機械坐封 封隔器304。這些機械坐封封隔器可以與圖6A和圖6B的封隔器600 -致。
[0171] 在圖8A至圖8J中，防砂裝置與圖示的礫石充填程序一起使用。在圖8A中，示出 了井筒800。井筒800包括壁。沿著可以是水平或豎直的水平井筒800注明了兩個不同的 生產(chǎn)井段。這些兩個不同的生產(chǎn)井段圖示為810和820。兩個防砂裝置850已下入井筒800 中。在每一個生產(chǎn)井段810、820中提供獨立的防砂裝置850。
[0172] 每一個防砂裝置850都由中心管854和周圍防砂篩管856組成。中心管854具有 割縫或射孔以允許流體流動到中心管854中。防砂裝置850也均包括更替流動路徑。這些 可以與來自圖4B或圖5B的分流管218 -致。優(yōu)選地，分流管是在圖示為852的環(huán)空區(qū)域 中布置在中心管854和防砂篩管856之間的內(nèi)部同心分流管。
[0173] 防砂裝置850經(jīng)由中間封隔器組件300而被連接。在圖8A的布置中，封隔器組件 300安裝在生產(chǎn)井段810和820之間的界面處。可以包含一個以上的封隔器組件300。防 砂裝置850和封隔器組件300之間的連接可以與上述的美國專利US7661476 -致。
[0174] 除了防砂裝置850以外，沖洗管840已降入井筒800中。沖洗管840在附連到鉆 管835或其它工作管柱的端部的轉(zhuǎn)換工具或礫石充填施工工具（未示出）下方被下入井筒 800中。沖洗管840是延伸到防砂篩管850中的長形管狀構(gòu)件。沖洗管840在礫石充填操 作期間有助于礫石砂漿的循環(huán)，并且隨后被去除。轉(zhuǎn)位工具（例如在圖7C中給出的轉(zhuǎn)位工 具750)附連到?jīng)_洗管840。轉(zhuǎn)位工具750放置在封隔器300下方。
[0175] 在圖8A中，轉(zhuǎn)換工具845放置在鉆管835的端部處。轉(zhuǎn)換工具845用于引導礫石 砂漿的注入和循環(huán)，正如下文更詳細地介紹的那樣。
[0176] 獨立的封隔器815連接到轉(zhuǎn)換工具845。封隔器815和相連的轉(zhuǎn)換工具845臨時 放置在生產(chǎn)套管柱830內(nèi)。封隔器815、轉(zhuǎn)換工具845、長形沖洗管840、轉(zhuǎn)位工具750和礫 石充填篩管850 -起下入井筒800的下端。然后在生產(chǎn)套管830中坐封封隔器815。轉(zhuǎn)換 工具845隨后從封隔器815中釋放并自由移動，如圖8B所示。
[0177] 在圖8B中，在生產(chǎn)套管柱830中坐封封隔器815。這就意味著封隔器815被致動 以使卡瓦（slips)和彈性密封元件延伸抵靠周圍套管柱830。封隔器815被坐封在將被礫 石充填的井段810和820的上方。封隔器815密封井段810和820以阻隔井筒800的在封 隔器815上方的部分。
[0178] 在沿著套管放置封隔器815之后，如圖8B所示，轉(zhuǎn)換工具845向上轉(zhuǎn)位到反轉(zhuǎn)位 置?？梢栽谠撐恢毛@得循環(huán)壓力。攜帶液812沿著鉆管835向下泵送并且放置到封隔器 815上方的鉆管835和周圍生產(chǎn)套管830之間的環(huán)空中。攜帶液是作為礫石充填砂漿中的 液體成分的礫石攜帶液。攜帶液812置換在封隔器815上方的經(jīng)調(diào)節(jié)的鉆井流體814,所述 經(jīng)調(diào)節(jié)的鉆井流體同樣可以是油基流體例如經(jīng)調(diào)節(jié)的NAF。攜帶液812在由箭頭"C"指示 的方向上置換鉆井流體814。
[0179] 接下來，坐封封隔器，如圖8C所示。這通過拉動位于沖洗管840上的封隔器組件 300下方的轉(zhuǎn)位工具并使其向上經(jīng)過封隔器組件300而完成。更具體地，坐封封隔器組件 300的機械坐封封隔器304。例如，封隔器304可以是圖6A和圖6B的封隔器600,正如申請 號為61/424, 427的美國臨時專利申請中更完整地介紹的那樣。如本文所述，封隔器600均 具有活塞殼體?；钊麣んw在下入期間沿著活塞心軸保持就位。使用釋放套筒和釋放鍵固定 活塞殼體。釋放套筒和釋放鍵防止活塞殼體和活塞心軸之間的相對平移運動。
[0180] 在坐封期間，當活塞殼體沿著內(nèi)心軸行進時，它也對封隔元件施加力。扶正器和封 隔器的可膨脹封隔元件抵靠井筒壁膨脹。
[0181] 可以使用與沖洗管一起下入井筒中的坐封工具來坐封封隔器600。坐封工具可以 簡單地是用于礫石充填操作的沖洗管主體的異型部分。然而，優(yōu)選地，坐封工具是螺紋地連 接到?jīng)_洗管的獨立管狀體，如圖7C所示。
[0182] 封隔器600用于封隔形成于防砂篩管856和井筒800的周圍壁805之間的環(huán)空區(qū) 域。沖洗管840降低到反轉(zhuǎn)位置。當處于反轉(zhuǎn)位置時，如圖8D所示，含有礫石的攜帶液可 以放置在鉆管835內(nèi)并且用于迫使清潔的置換流體814通過沖洗管840并且沿著在封隔器 上方形成于鉆管835和生產(chǎn)套管830之間的環(huán)空向上，如箭頭"C"所示。
[0183] 在圖8D至8F中，轉(zhuǎn)換工具845可以被轉(zhuǎn)位進入循環(huán)位置以礫石充填第一地下井 段810。在圖8D中，含有礫石的攜帶液816開始在防砂篩管856和裸眼井筒800的壁805 之間的環(huán)空中的封隔器300上方的生產(chǎn)井段810內(nèi)形成礫石充填。流體流動到防砂篩管 856的外部并且通過沖洗管840返回，如箭頭"D"所示。
[0184] 在圖8E中，第一礫石充填860開始形成于封隔器300上方。礫石充填860在防砂 篩管856周圍并且朝向封隔器815形成。攜帶液812在封隔器300下方循環(huán)并且到達井筒 800的底部。不含礫石的攜帶液812沿著沖洗管840向上流動，如箭頭"C"所示。
[0185] 在圖8F中，礫石充填過程繼續(xù)朝向封隔器815形成礫石充填860。防砂篩管856 現(xiàn)已被封隔器300上方的礫石充填860完全覆蓋。攜帶液812繼續(xù)在封隔器300下方循環(huán) 并且到達井筒800的底部。不含礫石的攜帶液812沿著沖洗管840向上流動，同樣如箭頭 "C"所示。
[0186] 一旦礫石充填860形成于第一井段810中并且在封隔器300上方的防砂篩管被礫 石覆蓋，含有礫石的攜帶液816即被迫使通過運輸管（在圖3B中圖示為318)。含有礫石的 攜帶液816形成圖8G至8J中的礫石充填860。
[0187] 在圖8G中，含有礫石的攜帶液816現(xiàn)正在封隔器300下方的生產(chǎn)井段820內(nèi)流動。 攜帶液816流動通過分流管和封隔器300,并隨后到達防砂篩管856的外部。攜帶液816隨 后在防砂篩管856和井筒800的壁805之間的環(huán)空中流動，并且通過沖洗管840返回。含 有礫石的攜帶液816的流動由箭頭"D"指示，而不含礫石的沖洗管840中的攜帶液的流動 在812處指示，如箭頭"C"所示。
[0188] 在這里應當注意，砂漿僅沿著封隔器部分流動通過旁通通道。在此之后，砂漿將進 入下一個相鄰的篩管接頭中的更替流動通道。更替流動通道具有在篩管接頭的每一個端部 處管匯在一起的運輸管和充填管。充填管沿著防砂篩管接頭設(shè)置。充填管代表允許砂漿填 充環(huán)空中的任何空隙的側(cè)噴嘴。運輸管將進一步向下游攜帶砂漿。
[0189] 在圖8H中，礫石充填860開始在封隔器300下方和防砂篩管856周圍形成。在圖 81中，礫石充填繼續(xù)從井筒800的底部向上朝向封隔器300增加礫石充填860。在圖8J中， 礫石充填860已從井筒800的底部一直形成到封隔器300。在封隔器300下方的防砂篩管 856已被礫石充填860覆蓋。表面處理壓力增加以指示防砂篩管856和井筒800的壁805 之間的環(huán)空空間完全被礫石充填。
[0190] 圖8K示出了來自圖8A至8N的鉆具835和沖洗管840已從井筒800上去除。套 管830、中心管854和防砂篩管856沿著上部生產(chǎn)井段810和下部生產(chǎn)井段820保持在井 筒800中。在圖8A至8J中的礫石充填程序完成之后，封隔器300和礫石充填860保持坐 封在裸眼井筒800中。井筒800現(xiàn)已準備好進行生產(chǎn)操作。
[0191] 返回到圖9A，圖9A再次示出了長形防砂篩管組件900,其可以放置在裸眼井筒100 中以用于在生產(chǎn)操作期間限制砂和細粒的流入。組件900包括優(yōu)選地沿著防砂篩管組件 900的軸向長度延伸的中心管902。中心管902在中心管702的下游或第二端部處操作性 地附連到扭矩套筒1100。防砂篩管組件900還包括沿其長度放置的至少一個噴嘴環(huán)910a、 910b、...910e。防砂裝置或防砂段914a、914b、…914f放置在噴嘴環(huán)910a、910b、 之間?？蛇x地，至少一個扶正器916a、916b圍繞選定的防砂段放置。
[0192] 如圖9B所示，沿著防砂裝置314a、314b、…314f使用運輸管914a、914b、...914e 和充填管908g、908h、908i。在圖9B的視圖中，示出了九個獨立管；然而，可以使用更多或更 少數(shù)量的管。運輸管914a、914b、…914e和充填管908g、908h、908i在防砂篩管組件900 的整個長度上是連續(xù)的。管908a、908b、…908i優(yōu)選地由鋼（例如低屈服的可焊接鋼）構(gòu) 成。
[0193] 充填管908g、908h、908i以固定間隔（例如大約每隔六英尺）包括噴嘴開口，以便 于將礫石砂漿從充填管908g、908h、908i輸送到井筒環(huán)空。
[0194] 防砂篩管組件900的優(yōu)選實施例還包括多個軸向桿912。軸向桿可以是平行于管 908a、908b、…908i延伸的任何整體。軸向桿912為防砂篩管組件900提供附加的結(jié)構(gòu)完 整性并且至少部分地支撐防砂篩管段914a、914b、在一方面，三個軸向桿912布 置在每對管908a、908b、…908i之間。
[0195] 在美國專利US7938184中提供了關(guān)于防砂篩管組件900的更多細節(jié)。具體地，圖 3A、3B、3C、4A、4B、5A、6和7給出了關(guān)于防砂篩管組件900的部件的細節(jié)。這些圖和所附的 文字內(nèi)容通過引用而并入本文。
[0196] 如上所述，防砂篩管組件900還包括負載套筒1000和扭矩套筒1100。負載套筒 1000操作性地附連在第一端部處或第一端部附近，而扭矩套筒1100操作性地附連在第二 端部處或第二端部附近。負載套筒1000和扭矩套筒1100可以利用將來自套筒1000、1100 的力有效地傳遞到中心管902的任何機構(gòu)（例如，通過焊接、夾緊、閂鎖或本領(lǐng)域中已知的 其它技術(shù)）操作性地附連到中心管902。用于