井下加工系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于在具有井口的井的井眼中加工套管的井下加工系統(tǒng)。此外，本發(fā) 明涉及一種加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 井技術(shù)不斷發(fā)展，且智能完井技術(shù)一直被關(guān)注。然而，井在其使用期內(nèi)需要進行改 變以最優(yōu)化生產(chǎn)，并且這些改變并不總是可預(yù)見的并且因此在組裝套管時可能不會被考慮 到。一種必要的改變可能是在套管中加工開口以便插入控制閥來啟動氣舉。所需的另一種 改變可能是在套管中加工更大的開口，以進行側(cè)鉆。然而，當開設(shè)更大的孔、細長的孔或者 僅僅是與鉆頭的尺寸不同的孔時，不能使用淺地層的數(shù)控加工技術(shù)，因為這種技術(shù)需要大 量的空間和動力，這在井下是受限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的一個目的是完全或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點和不足。更特別 地，一個目的是提供一種改進的井下工具，其即使在井下空間和動力受限的情況下也能在 預(yù)定位置加工套管并能夠加工出預(yù)定幾何形狀的孔。
[0004] 從下面的描述中將變得顯而易見的上述目的以及眾多的其它目的、優(yōu)點和特征由 根據(jù)本發(fā)明的方案來實現(xiàn)，即通過用于在具有井口的井的井眼中加工套管的井下加工系統(tǒng) 來實現(xiàn)，該井下加工系統(tǒng)包括：
[0005] -具有軸向延伸方向和錨固部段的第一工具部分；
[0006] -適于相對于該第一工具部分轉(zhuǎn)動和軸向運動的第二工具部分，該第二工具部分 包括能相對于所述軸向延伸方向沿徑向運動的加工鉆頭；
[0007] -第一致動器，其包括用于使該第二工具部分相對于第一工具部分軸向移動的電 動馬達；
[0008] -第二致動器，其包括用于使所述第二工具部分相對于第一工具部分轉(zhuǎn)動的電動 馬達；以及
[0009] -第三致動器，其包括用于使鉆頭轉(zhuǎn)動的電動馬達，
[0010] 其中，所述致動器中的至少一個包括用于改變所述馬達的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的齒輪。
[0011] 在一個實施例中，所述齒輪可以是減速齒輪。
[0012] 此外，該第一工具部分可以比所述第二工具部分更靠近井的井口布置。
[0013] 此外，該系統(tǒng)可包括第二錨固部段，并且所述錨固部段可被布置成在它們之間具 有相互的軸向距離，兩個錨固部段比所述第二工具部分和所述鉆頭更靠近井的井口布置。
[0014] 該井下加工系統(tǒng)還可包括兩個錨固部段，所述兩個錨固部段在它們之間具有相互 的軸向距離，所述兩個錨固部段均比所述第二工具部分更靠近井的井口布置。
[0015] 此外，該鉆頭可不布置在兩個錨固部段之間。
[0016] 在一個實施例中，該第三致動器的齒輪可以是錐齒輪。
[0017] 并且，所述第二致動器的齒輪可以是行星齒輪。
[0018] 進一步地，所述第一致動器的齒輪可以是行星齒輪。
[0019] 此外，該鉆頭可借助于電動馬達和/或液壓機構(gòu)相對于軸向延伸方向徑向運動。
[0020] 此外，該鉆頭可借助于液壓缸徑向運動。
[0021] 此外，該鉆頭可形成為液壓缸的活塞。
[0022] 此外，一個錨固部段可以相對于另一個錨固部段軸向運動。
[0023] 該系統(tǒng)還可包括驅(qū)動單元，用于推動該系統(tǒng)在井中前進。
[0024] 在一個實施例中，該第一致動器可包括液壓缸，而不是馬達。
[0025] 此外，該井下加工系統(tǒng)可包括用于控制所述致動器的控制單元。
[0026] 此外，該控制單元可布置在該第一工具部分內(nèi)或在該第二工具部分內(nèi)。
[0027] 此外，該控制單元可布置在井的井口處。
[0028] 在本發(fā)明的一個實施例中，該井下加工系統(tǒng)還可包括裁切（pinching)或切割工 具，其可經(jīng)由通過所述加工鉆頭在套管上提供的開口突伸出。
[0029] 此外，該井下加工系統(tǒng)還可包括鉆頭盒。
[0030] 此外，該井下加工系統(tǒng)還可包括流體清潔器。
[0031] 并且，該井下加工系統(tǒng)還可包括塞子安裝工具。
[0032] 在另一實施例中，該鉆頭可以在鉆頭殼體內(nèi)徑向運動，該鉆頭可具有尖端和活塞 端，該尖端朝向套管，并且該鉆頭可借助于電動馬達驅(qū)動與鉆頭殼體流體連通的液壓缸，以 向所述活塞端上施壓來相對于軸向延伸方向徑向運動。
[0033] 上述的井下加工系統(tǒng)還可包括流體清潔器，用于清潔來自加工過程的切肩。
[0034] 此外，上述的井下加工系統(tǒng)還可包括塞子安裝工具，用于隨后安裝塞子。
[0035] 通過具有塞子安裝工具，該井能夠在井下加工系統(tǒng)從井中撤回后不久便注水泥。
[0036] 此外，上述的井下加工系統(tǒng)還可包括裁切或切割工具，其適于經(jīng)由通過所述鉆頭 在套管上提供出的開口突伸出。
[0037] 并且，該第一致動器可以是為沖程工具的液壓缸。
[0038] 進一步地，該鉆頭可以借助于通過馬達轉(zhuǎn)動的主軸通過齒輪來轉(zhuǎn)動。
[0039] 此外，該主軸可以與斜齒輪連接，用于使鉆頭轉(zhuǎn)動。
[0040] 此外，該斜齒輪的第一齒輪可被連接至主軸，且該斜齒輪的第二齒輪可被連接至 鉆頭殼體。
[0041] 本發(fā)明還涉及一種加工方法，該方法包括以下步驟：
[0042]-將根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的井下加工系統(tǒng)插入套管內(nèi)；
[0043]-將該系統(tǒng)固定在該套管上；
[0044] -相對于該第一工具部分移動該第二工具部分；
[0045] -相對于軸向延伸方向徑向移動該加工鉆頭；以及 [0046]-借助于該鉆頭加工該套管。
[0047] 所述加工方法還可包括在加工步驟中使該第二工具部分和該鉆頭軸向運動和/ 或使該第二工具部分和該鉆頭轉(zhuǎn)動以在該套管上提供開口的步驟，所述開口大于所述鉆頭 的直徑。
[0048] 在一個實施例中，可執(zhí)行該加工步驟，以在套管上提供出開口，并且該方法還可包 括使操作工具突伸至所述開口內(nèi)的步驟。
[0049] 最后，該加工可以是傳統(tǒng)銑/逆銑或者順銑/同向銑削。
【附圖說明】
[0050] 下面將參考后附的示意圖更詳細地描述本發(fā)明及其許多優(yōu)點，所述示意圖出于示 例目的僅示出了一些非限制性的實施例，其中：
[0051] 圖1示出了固定在套管中的井下加工系統(tǒng)；
[0052] 圖2以透視圖示出了井下加工系統(tǒng)的一部分；
[0053] 圖3示出了井下加工系統(tǒng)的另一實施例的局部剖視圖；
[0054] 圖4不出了井下加工系統(tǒng)的一部分的剖視圖；
[0055] 圖5示出了在井下加工系統(tǒng)的另一實施例中的爬行器系統(tǒng)的立體圖；
[0056] 圖6示出了具有沖程工具的另一井下加工系統(tǒng)的立體圖；
[0057] 圖7示出了在井中位于由控制線操縱的井下安全閥上方的井下加工系統(tǒng)；
[0058] 圖8示出了圖7的井下加工系統(tǒng)，其中，控制線被切斷；以及
[0059] 圖9示出了具有流體清潔器和塞子安裝工具的井下加工系統(tǒng)；
[0060] 圖10不出了工具的一部分的剖視圖；
[0061] 圖11a以透視圖示出了井下加工系統(tǒng)；
[0062] 圖lib以透視圖示出了處于另一位置的井下加工系統(tǒng)；以及
[0063] 圖11c不出了井下加工系統(tǒng)的一部分的放大視圖。
[0064] 所有的附圖是高度示意性的，未必按比例繪制，并且它們僅示出了闡明本發(fā)明所 必需的那些部件，省略或僅暗示了其它部件。
【具體實施方式】
[0065] 圖1示出了井下加工系統(tǒng)1，其用于借助鉆頭8在井眼3的井下加工套管2。加工