專利名稱:用于密封地下鉆孔和執行其它線纜井下旋轉操作的裝置及方法
技術領域:
本發明大體上涉及可用于編織線(braided wire)、滑觸線(slick wire)的裝置、 系統和方法,或其他放置、維護和/或插入管道的方法,以及與上述管道相關聯的、具有旋轉設備的裝置,該旋轉設備在提升和/或震擊導管時使用液壓驅動馬達,或者涉及在井筒、 平臺立管、管線或其他更大直徑的管道內的相關裝置。本發明大體上還涉及使用螺釘組封隔器密封管道、使用旋轉懸掛器固定管道、使用由任意軸驅動的低扭矩旋轉齒輪刀具軸向切割管道和/或環狀切割管道,所述軸包括由容積式液壓馬達(positive displacement fluid motor)、內燃機、氣動馬達和電動馬達驅動的軸。
背景技術:
在井中使用旋轉井下設備的傳統做法通常涉及具有扭矩或泵送能力的大起重量的鉆機的使用、撓性管(coild tubing)作業和/或電線作業。在井筒中使用高扭矩旋轉設備通常要求使用大型鉆機向井中或從井中提升互相連接的管狀管道,其中使用旋轉設備轉動上述互相連接的管道,或者使用在上述互相連接的管道尾部的液壓馬達抽取液體以轉動井下設備。這些傳統的操作方式通常為井下設備的旋轉提供最大的提升和扭矩能力。可選地,可以執行撓性管作業,其涉及大卷筒撓性管的使用,需要大型起重設備來支撐用于將上述撓性管卷入或卷出井中的注入頭,同時泵被用來使流體循環通過液壓馬達并使井下設備旋轉。傳統的撓性管作業相較使用鉆機,通常提供較少的扭矩和提升能力。
最后,對于較低扭矩的旋轉設備作業,例如用利刀切管,傳統的做法還可涉及使用電纜單元以將電動馬達放置在井下。電纜作業通常不適于向井內或井外起重或震擊重型設備,因為與井下設備或其編織線布置中的電線的連接可能失敗。非電性編織線和滑觸線應用裝置的傳統使用通常不支持井下設備的旋轉,因為線如果被絞合可能連接失敗,并且線主要是為了按照需要向井內或井外起重設備和/或向上或向下端部輪軸向震擊設備。另外,由于注脂頭可能不能對編織線提供足夠的密封性能,相較于編織線應用裝置,滑觸線應用裝置通常能夠工作在壓力更高的井中。由于鉆機針對提升能力和扭矩提供最高的資源等級,它們是傳統可選擇方式中最昂貴和最耗時的,在井內旋轉井下設備時,相較鉆機,撓性管作業通常成本較少,但是相較電纜作業較昂貴且作業復雜。由于非電性編織線和滑觸線作業在成本和作業復雜性上可與電性線纜相比較并且具有向井內或井外起重重型負載和/或震擊卡鉆設備松動的能力,如果有必要,在相較鉆機對扭矩要求較少的任務中,它們也能提供機會去使用容積式液壓驅動馬達旋轉井下設備以及執行重型工作。本發明的實施例提供了在井內旋轉井下設備的能力,該井下設備的應用包括例如清洗井管和井下設備、切削井管和裝置、側向跟蹤油井、執行油井廢棄,維護和/或插入儲井、套管鉆井操作或當前使用或可能使用的編織線或滑觸線插入。具體地,在大直徑管道中,本發明的實施例在地下井中可與編織和滑觸線纜互相替換,例如通過在海洋管線中使用遠程作業車,或者通過其它方法,在所述大直徑管道中, 流體流可用于驅動固定軸或可變軸容積式液壓驅動馬達以驅動旋轉設備、軸向管道切削裝置和/或環式管道切削裝置,以維護和/或插入井筒、平臺立管、管線或其他更大直徑管道中的一個或多個同心管道。由于鉆機和撓性管作業昂貴且復雜,在機械式清洗時,井的維護、化學清洗器(例如用于清除巖屑和結垢)通常被使用,使用旋轉刷和其它旋轉設備,包括噴射設備將更有效。本發明的實施例能夠為機械式的旋轉以執行井筒和井下裝置的化學清洗提供替換方案。另外,在可與編織線和滑觸線應用裝置一起使用軸向移動刷以清洗難以清洗的井下設備(例如表面安全閥、側面凹陷處具有巖屑的嚙合接頭以及生銹或腐蝕的回接筒)的地方,旋轉刷、旋轉銑刀和/或旋轉噴射洗滌器可能更適于清洗和拋光這些設備。當井內的生產區域枯竭時,通常實行側向跟蹤油井至其它可生產區域(如果這么做有益處)。由于鉆機的高花費和壓井的需要,因此可移除管狀管道并且側向跟蹤油井,盡管存在另外的可生產區域,也常常阻止側向跟蹤油井,并且未開發的區域常常被留下而沒能實現。假定編織線和滑觸線應用具有更低的成本,本發明的實施例還可用以降低側向跟蹤油井的成本,這可使先前的邊緣可生產區更經濟。一旦經濟的生產區域在井的生命盡頭耗盡,當其投資金錢的經濟效益最少時,通常有必要使用高花費的鉆機移走重型管狀管道以使得能夠放置固定水泥塞。本發明的實施例可進一步用以減少井廢棄的成本,其可減少廢棄的負擔和特定井廢棄的任意關聯的延遲直至充分的工作可適用以完成廢棄活動,因此節省時間和花費。
在非井應用中,例如平臺立管,管線或其它大直徑管道,維護和/或插入管道幾乎沒有選擇。以出現在立管或管線中的管道清洗的地方為例,本發明的實施例可用于清洗作業以使用旋轉工具清洗管道或總體上插入和/或維護管道。可選地,本發明的實施例可被吸入偏井或水平井、管線、立管或其他大直徑管道中以完成旋轉功能,然后通過接合的鋼絲繩取回或者通過吸鋼絲繩接合設備以接合并在完成旋轉功能后取回上述實施例。在管線、平臺立管、鉆井作業、施工作業、插入作業、維護作業和廢棄中,在存在大直徑管道的情況下,切削井下管道通常是關鍵的。存在許多不同的傳統的設備和方法來切削管道,包括爆炸、砂切削器、機械切削器和化學切削器。除砂切削器以外,傳統的管道切削器不能圍繞它們被放置于其中的管道切削同心和平行管道。另外,盡管砂切削器能夠切過多重管道,但是砂切削器形成的切削的范圍難以控制或者難以將切削限制到相當精確的特定直徑。本發明的實施例,可用于切削管道,可包括低扭矩切削裝置,該低扭矩切削裝置將同心和平行管道切削成選定的直徑,而不損傷周圍的在上述直徑范圍外的管道從而使設計的管道功能能夠持續實施。在大管道應用中,例如那些與井和管線關聯的,充氣式橋密封塞或者封隔器通常不能密封超過它們穿過其放置的直徑兩倍的距離,或者不夠堅固以承受銑刀或切削管道關聯的鋒利的邊緣。本發明的實施例可包括旋轉封隔器,其可密封超過上述放置的直徑的兩倍距離, 并承受放置上述旋轉封隔器的上述管道的周圍管道中的銑刀和切削金屬的鋒利邊緣。電線不允許足夠的起重負載或者震擊,并且不存在傳統的非電性編織線或滑觸線旋轉線纜工具。因此,在管道切削過程中的錨定和在非電性編織線或滑觸線使用過程中錨定旋轉封隔器是不可能的。本發明的實施例使得能夠使用旋轉懸掛器以允許任意旋轉軸的放置以及移走非電性編織線或滑觸線線纜,以支撐切削裝置和旋轉封隔裝置。旋轉懸掛器、旋轉封隔器以及管道切削實施例可使用任意軸驅動,所述軸包括,例如,與液壓馬達、內燃機、氣動馬達和/或電動馬達接合的軸。需要這樣的裝置和方法,其在井筒、平臺立管、管線或其他大直徑管道中使用旋轉設備執行常規的管道插入和/或維護作業時去除鉆機和撓性管作業的需要,因此降低成本并減少這些作業的復雜度。需要這樣的裝置和方法,其提升編織線和滑觸線作業的起重能力和震擊能力,并且可用于部署旋轉設備以在插入和/或維護井筒、平臺立管、管線或其它大直徑管道的過程中使用。需要用以在注脂頭不對編織線提供足夠的密封能力的高壓情況下使用鋼絲繩或線纜工具的裝置和方法。需要這樣的裝置和方法,其使得能夠在管狀環境中使用套管鉆井技術側向跟蹤油井,能夠使用可在壓力環境中工作的鋼絲繩作業,去除在側向跟蹤之前壓井的需要,因而減少了為該側向跟蹤使用撓性管的成本和復雜度,因此增加了井的壽命,這樣的低成本的裝置和方法可觸及被圈閉的儲油(trappedreserves)。需要這樣低成本的鋼絲繩旋轉刷、噴嘴以及其它相關管道和設備的清洗方法,其中傳統的軸向使用的刷以及化學清洗方法不能有效地清洗管道和相關設備。需要這樣的方法和裝置,其提供改善的不適于使用傳統清洗裝置和方法的管線和
立管清洗。需要這樣的裝置和方法,其減少井和管線廢棄的成本。需要這樣的裝置和方法,其使得能夠將旋轉裝置泵入偏井或水平井、管線、立管或其它大直徑管道以完成旋轉功能,并使用接合鋼絲繩或泵入上述管道中的鋼絲繩接合設備取回上述旋轉設備。需要這樣的裝置和方法,其可用于在井筒中在規定的直徑內切削同心和平行管道、管線、平臺立管和其它這樣的大直徑管道。存在密封橋塞或封隔器的需要,其可擴展至直徑比其內設置該橋塞或封隔器的管道大兩倍的直徑,并且承受與管道磨銑和切削作業關聯的鋒利金屬邊緣。需要這樣的懸掛器,其能夠設置、支撐旋轉、支撐其它裝置、和/或在其完成功能之后被震擊松動。需要井下旋轉設備以維護和/或插入當前在其中使用或可能使用編織線或出滑觸線的儲井、套管鉆井作業或任意井作業。本發明的一個目的是克服或減輕至少一些現有技術中的上述問題,以滿足至少一些上述需要。
發明內容
本發明一方面提供了一種用于密封地下鉆孔的方法,包括將由井下馬達或驅動器(39,64)驅動的切削組件00/21/4 下放到所述鉆孔;利用所述切削組件在所述地下鉆孔的井下切削區域中的一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)中形成一個或多個切口(170,170A/170B, 170C),以便從所述井下切削區域移除至少一部分所述管道,并且為密封材料留下空間,或者削弱所述井下切削區域中的至少一部分所述管道,或者二者兼而有之;如果必需形成用于所述密封材料的所述空間,則從所述切削區域移除所述管道的留下的削弱部分(如果有的話),以及在所述空間中沉積可固著的密封材料,并允許所述密封材料固著。在相關方面,本發明提供了用于密封地下鉆孔的方法其中將由井下馬達或驅動器(39,64)驅動的擠壓組件(18,19)下放到所述地下鉆孔;將來自所述擠壓組件(19)的力施加到所述地下鉆孔中的一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)的切割端以軸向移位所述切割端以形成空間;以及在所述空間中沉積可固著的密封材料,并允許所述科固著密封材料固著。這些方法使得無障礙的空間能夠形成所以當密封材料(通常為水泥)放置在該空間中,沒有巖屑延伸通過密封材料,其可形成漏泄路徑。本發明的另一方面提供一種用于在地下鉆孔或管道中執行旋轉或者切削作業的裝置,所述包括可與線纜接合的井下組件,所述井下組件經由所述線纜可放置并可懸掛在所述鉆孔或管道中,并可從所述鉆孔或管道取回,所述井下組件包括以下至少之一聯結到液壓馬達(39)的旋轉工具(18,19,22,23,180),聯結到液壓馬達(39)的旋轉切削工具 (21,24,65,161),或者聯結到活塞的軸向切削工具(20),或者上述三者的組合,其中所述液壓馬達或活塞(64)包括流體入口(36)和流體出口,所述流體入口和流體出口分別與所述地下鉆孔或管道的高壓區域和低壓區域連通,由此所述液壓馬達或者活塞可被所述地下鉆孔或管道的壓差流體操作。這樣的裝置可用于實施與第一方面關聯的方法,并且具有使用輕量裝置提供井下足夠能量的優點。特別的,液壓馬達具有優點,其中足夠的能量可在表面被注入到鉆孔中的流體傳送到井下。本發明的另一方面提供了一種使用地下鉆孔或管道的方法,其中使用線纜在地下鉆孔或管道內定位井下組件,其中具有聯結到電馬達或液壓馬達的旋轉工具(18,19, 21)、聯結到液壓馬達(39)的旋轉工具(22,23,對,161,180)、或者聯結到活塞(64)的軸向切削工具00)中的至少一個得井下組件通過線纜被放置,懸吊或縮回至,所述地下鉆孔或管道中或從所述地下鉆孔或管道中,以在所述地下鉆孔或管道內執行維護或插入作業。優選的特征在附屬權利要求中被限定。本發明總的關于可用于任意單管道(圖4,6,8,35,43和53的61)或雙管道(圖 4-7,30-34J4-58,86和128的59)裝置中的裝置,系統和方法,特別地,其中流體循環或注射是可能的,例如地下井,平臺,管線,污染的管道或其他大直徑管道。本發明的優選實施例總地,使用編織和/或滑觸線纜以放置軸向固定或軸向可變的容積式液壓馬達以驅動旋轉裝置,和/或管道切削裝置和/或圓周形管道切削裝置以執行維護和/或插入一個或多個井筒,平臺立管,管線或其它大口徑管道的同心管道。軸向固定馬達組件(圖4-5,8-9,31-33,43,53-58,86,96-100 和 128-135 中的 16) 或軸向可變馬達組件(圖96和1 的4 可用以執行大直徑管道維護,大直徑管道插入, 地下井維護,地下井側向跟蹤,儲井維護,軸向偏斜管道維護,油井管的軸向切削,使用旋轉懸掛器與井管接合,井管的環向切削,井管磨銑和/或在井中產生管道活塞以便軸向向下壓擠管道。包括軸向固定馬達和軸向可變容積式液壓馬達的實施例使用利用編織或滑觸線纜放置在管道中的單個的馬達組件(圖4-5,8-9,31-33,43,53-58,86,96-100和128-135 的16)或復合馬達組件(圖8的17)傳送流體通過液壓馬達以驅動容積式液壓馬達(圖 4-5,8-9,31-33,43,53-58,86,96,99-100 和 133-134 的 39)。流體流提供在轉子和定子之間,定子被線纜限制向下移動,并且通過與管道壁的接合被限制旋轉和/或軸向移動。流體促使轉子的節表面使得其旋轉并隨后提供扭矩至接合至其端部的旋轉裝置。軸向固定和軸向可變馬達組件可使用可接合的流體轉向器(圖4,8-11,30_33, 35-38,43, 53-56,86,96,99,115-116和133的36),其可包括線錨定的流轉向外殼(圖 10-11的51)和經過流轉向外殼(圖115-116和133的52)的開立,具有環形密封件(圖 8-9,12,31-33,43,53-56,86,96,99,115-116,128 和 133 得 54)以在放置馬達組件管道的孔中使流體流轉向通過馬達內部。馬達被轉子(圖18,56-57,126-127,和133-134的56)和定子(圖16,56-57,125,和133-134得57)之間的壓力流驅動,一般,在外殼(圖15,56-57和 133-134 的 58)中。外殼和/或定子一般利用馬達防旋轉設備(圖4-5,8-9,30-33,35-38,43,53-57, 86,99-100和133-134)接合至放置其的管道以提供相對固定的接合,相對該接合,定子和轉子之間加壓的流體流可促使轉子旋轉,因而施加扭矩至接合至其下端部的設備。定子一般在管道中被上述馬達防旋轉設備限制旋轉,其允許沿管道的軸向移動但組織繞軸線旋轉。在其中線纜用以部署馬達組件的實施例中,線纜防旋轉設備(圖97,102-104和 130的38)可用作預防措施以防止由于馬達組件外殼和/或定子的任意中間旋轉滑移的線纜扭合。各種裝置可接合至轉子的下端部,例如接合至馬達旋轉接頭(圖8的60)的普遍的旋轉連接件(圖8的53),該馬達旋轉接頭接合至復合馬達組件(圖8的17)中的隨后的馬達組件。旋轉連接可用于旋轉管道環向刷(圖4-5,8和19的22),管道刷(圖4-5, 8和20的23),管道磨銑(21,96,101,128和135的,套管鉆井組件(圖22的25),旋轉懸掛器(圖31-34,43-45,53和86的18),螺絲封隔器(圖33-34,86,87和95的19),旋轉可擴展套管放置設備(圖22A的180),和管道輪切削器(圖32,53-58,61-63,73-74,82和 84-85的21),其包括齒輪輪切削器(圖55,57-58,61-63和82-83的40)和/或管道凸輪輪切削器(圖73-74和84-85的41)。編織或滑觸線纜的使用以放置可被一個或多個容積式液壓馬達的循環或注射流體旋轉的裝置的實施例,允許本發明的實施例用以插入和/或維護管道和與井筒關聯的裝置,平臺立管,管線或其它大直徑管道。可選地,齒輪輪管道切削器(圖55,57-58,61-63和82_83的40)以及凸輪輪管道切削器(圖73-74和84-85的41)可被任意軸驅動,包括燃燒馬達和電動馬達驅動軸。結合使用管道切削器的實施例也可與連續軟管和電性鋼絲繩馬達一起使用,其在井作業中是prevalent在使用本發明的實施例的地下井中,流體可能沿孔向下循環并返回通過環,或相反,以驅動容積式液壓馬達,其使用線纜被限制和/或被固定以維護和/或插入地下井中的
直ο可選地,如果流體被泵送通過單個管道,例如,注入滲透性儲藏室或破碎的地下巖層,本發明的線纜可放置的容積式液壓馬達實施例可用以維護和/或插入井管。本發明的實施例可用于維護和/或插入地下井06)的作業,其包括但不限于通過刷子清洗井管或裝置,油井側向跟蹤(圖6的27),儲井維護(圖6的觀),軸向偏井裝置和管道清洗(圖8的四),軸向切削井管(圖30的30和圖35的30A),使用旋轉懸掛器(圖 31和43的18)使裝置與井管接合,環向磨銑管道(圖1 的3 ,以及使用在井中放置封隔器(圖33和86的33)的實施例產生管道活塞以便軸向向下擠壓井管(圖34的34)。用于套管鉆井的實施例可包括咬合連接件,例如在以下描述中顯示的用于執行油井側向跟蹤(圖6中的27)的咬合延伸管道(圖22的47),以及可使用編織或滑觸線纜部署的容積式馬達,用于在定位之后對側向跟蹤的油井進行鉆進以及對鉆井組件灌注水泥。 如果組件頂部縮回并且懸掛在防噴器的下方,咬合連接件可在套管鉆井組件的放置過程中或鉆井過程中通過局部潤滑件來部署,同時可通過潤滑件添加管道。
一旦鉆井完成,旋轉懸掛器(圖43的18)可用以在灌注水泥的過程中懸吊套管鉆井組件,其后套管鉆井組件可被穿孔以啟動側向跟蹤油井的生產或者注入。如果套管鉆井組件在側向跟蹤過程中或之后被卡住或者需要切削,本發明的實施例可用以軸向(圖35的30A)切削管道,環向(圖53-58的32A)切削管道或磨銑管道(圖 135 的 35)。為了環向切削管道,管道輪切削器可被使用,例如管道齒輪輪切削器(圖55, 57-58,61-63和82-83的40)以及管道凸輪輪切削器(圖73-74和84-85的41)。管道輪切削器(圖32,53-58,61-63,73-74,82和84-85的21)可被任意軸驅動, 包括燃燒馬達和電動馬達驅動軸,或者被可與一個或更多本發明的實施例一起使用的軸向固定馬達組件(圖4-5,8-9,31-33,43,53-58,86,96-100和128-135的16)或軸向可變馬達組件(圖96和128的43)驅動。齒輪輪切削器可包括齒輪輪切削器組件(圖70的70),同時凸輪輪切削器可包括凸輪輪切削組件(圖79的73和圖80的65),其可包括具有整體輪軸(圖41的65)的切削輪(圖71的65)紅著具有獨立輪軸(圖72的669)的切削輪(圖71的65)。輪切削器組件可相對于放置其的管道的內徑被關聯的外殼旋轉促使,該外殼使用齒輪裝置(圖61-69, 81-82 和 84-85 的 77)或凸輪裝置(圖 73-78 的 75A,75B,75C)。齒輪輪切削器(圖55,57-58,61-63和82-83的40)和凸輪輪切削器(圖73-74 和84-85的41)可結合軸向井切削器使用以切碎井筒中的管道以在井筒中產生用于放置裝置或水泥的空間。由于各種切削輪實施例(圖79的70,73和圖80的74ο)的臂(圖70,圖79-80 的78)長可變化以允許在直徑限度內切削管道和裝置,則多個管道中的內部同心管道和裝置可通過變化臂的長度被選擇性地切削。另外,放置在臂(圖70的78)上的切削表面(圖 84-85的79)可用以切削控制線,管道中的線纜和環繞管道的環形空間或由使用環向和軸向切削器切碎管道所帶來的要挾。軸向管道切削器(圖30和35-38的20)可用以軸向切削管道(圖30的30)以循環或達到擠壓管道的目的以為其他裝置,或井廢棄的套管中的水泥提供空間。在包括從線纜(圖30和35的6)懸吊的軸向管道切削器(圖30和35_38的20) 的實施例中,向上的力可被泵送通過管道經過流轉向外殼(圖36-38的36)的流體施加,以施加被壓力安全閥(圖35-38的48)限制的壓力,利用放置在外殼(圖37-40)的凸輪(圖 38和42的67)操作活塞(64)。通過流動轉向器施加的壓力驅動活塞以及關聯的凸輪以推動具有整體輪軸(圖41的69)的軸向輪切削器或者可選地,具有獨立輪軸與徑向凹槽(圖 40的66) —起放置的獨立輪軸的輪切削器,以通過使用施加在轉向器的壓力利用線纜向上和向下移動該切削器軸向切削放置該切削器的管道。當本發明的實施例用以以特別的程序(圖30-34的30,31,32,33和34)執行操作, 例如結合使用軸向管道切削器(圖30和35-38的20),旋轉懸掛器(圖31-34,43-45,53和 86的18),管道輪切削器(圖的32,53-58,61-63,73-74,82和84-85的21),和螺塞封隔器 (圖33-34,86,87和95的19),用于放置水泥以永久廢棄井的空間的產生可發生,移除了利用大起重能力的鉆機移除這樣的管道的需要。可用于廢棄井或密封井筒的水泥放置的實施例可包括軸向可延伸管道(圖22-28的44),伸縮地延伸管道(圖23-25的45)和/或撓性壁延伸管道(圖27-28的46)以放置水泥。其后,延伸管道內部和放置該延伸管道的環之間的壓差,由水泥和排量流體之間的質量差異引起,可相對于單向閥(圖23-26的48)使用以從灌注了水泥的管道中縮回延伸管道產,在管道的內徑中生連續的水泥塞以更好地滿足廢棄規范和/或用以密封水泥放置的工業實踐。在其中管道被切削和壓擠(圖30-34的30,31,32,33和34)軸向切削部(圖35 的30A)和/或環向切削部(圖53-58的32A)和被允許掉落和/或被磨銑(圖135的35) 的實施例中,水泥罩裝置(圖四的49)可被放置通過軸向上方的管以支持空間中的水泥放置,該空間通過切削和壓擠,允許切削部分掉落和/或允許管道被磨銑。在其它實施例中,螺塞封隔器(圖33-34,86,87和94的19)可用以擴展橫跨直徑, 該直徑大于該封隔器通過其放置的直徑,使用撓性隔膜或織品中的分級顆粒,例如芳綸,以產生壓差密封穿過放置其的管道的內徑,因而提供障礙,相對于該障礙,例如,水泥可被放置以永久密封管道的孔或通過地下巖層的孔。結合使用螺塞封隔器的實施例可包括軸(圖87-89和95的90),該軸和較低螺塞圈或軛(圖87,90,93和94的81)之間具有螺塞裝置或其它可移動的接合件(圖87-90, 93和94-95的80)。通過任意方法的軸的旋轉,包括使用液壓馬達,燃燒馬達,電動馬達或氣動馬達,使得被分級顆粒填充的撓性隔膜或織品(圖87和95的89)的水泥罩狀的擴展能夠形成壓差密封,使用從說所裝置(圖87和90的87)到擴展裝置(圖94-95的88)的蜘蛛架(圖87,90,和94-95)。使用螺塞封隔器(圖33-34,86,87和95的19)可包括單向閥(圖89的48)以允許流體和/或螺塞封隔器下方的壓力泄露,以允許通過施加在上方的壓力的封隔器的向下移動,當,例如,下方的管被擠壓(圖;34的34).這里描述的一個或多個實施例的應用可具有地下井中的很多使用,這樣的實施例的使用,在任意大直徑管道中,其中工具的旋轉是需要的,也可進行。在海上平臺的套管或立管的軸向徑直或軸向偏斜管道中,本發明的實施例可用以清洗(圖8的62),切削或旋轉管道中的其他工具。在管線中,污染的管道或更大直徑的管道,其中管道的軸向偏移允許進入,本發明的實施例可用以維護或插入上述管道。軸向偏斜管道清洗(圖8的四),切削和其他包括旋轉裝置的維護和/或插入作業,在大直徑管道中,例如管線和污染管中也是可能的。在大直徑管道中,流體流,以驅動可用于本發明的實施例中的容積式液壓馬達,一般通過泵送流體至管道的一端中和從其他釋放流體發生。因而在一些大直徑管道應用裝置中的可能性,例如管線和污染管,以放置馬達組件,通過使用線纜或其它方法,以允許來自管道一端的流體的流可被使用以,驅動容積式液壓馬達和推動馬達組件通過大直徑管道。推動裝置通過長管道的孔經常被認為“清管”。在需要清洗的情況下,例如當蠟累積在管線中或在污染管道中發生生長,本發明的實施例可包括在清管你作業中使用一個或多個馬達以清洗這樣的建立,在大管道的內徑中。由于容積式液壓馬達的轉子的旋轉需要旋轉和對定子的軸向限制,本發明的實施例可形成放置在大管道中的除垢器,其中軸向移動或通過管線的清管可進行至其中減小的內徑限制該定子的點,使得轉子工作,因而轉動接合至轉子端部的清洗裝置直至限制的內徑擴展至允許清洗組件通過。從嵌入點到抽出點的進行可清洗嵌入點到抽出點的大管道,因而插入和/或維護管線,通過去除其內徑的限制。在管道或管線的一端釋放的清管馬達組件的縮回可完成,通過泵送濕連接至捕集在除垢器捕集器中的馬達組件,同時在馬達組件的適當端部提供井下連接。當馬達組件在地下井的平行部分被釋放,濕連接也可泵送至井下以建立線纜與馬達組件的連接。本發明的實施例可使用任意方式的連接器(圖8-11,17-23,29,31-34,36-38, 44-46,48,55,61-64,73-75,82,84-95,97-98,102-104,113-114,119-121,123-124,126, 129,131-132和135的50,50A和/或50B),在組成部件或地下組件之間,例如螺塞連接,焊接,旋轉接頭連接和/或萬向節連接。任意編制或滑觸線裝置通常用于這樣的部署中,例如載重臂(weight bar),桿,萬向節,震擊器,旋轉接頭和/或繩索接頭可與本發明的實施例一起使用。
以下僅通過舉例并參照附圖描述本發明的各優選實施例,其中附圖圖1和圖2示出了現有技術的鋼絲繩和滑觸線裝置。圖3示出了現有技術的海上自升式鉆機和海上平臺。圖4至8示出了本發明的實施例,其中液壓馬達用于管道中。圖9示出了可與本發明的實施例一起使用的液壓驅動馬達。圖10至18示出了圖9中的液壓驅動馬達的組成部件。圖19至22示出了各種裝置,其可連接至可與本發明的實施例一起使用的液壓驅動馬達。圖22A示出了可擴大的旋轉套管,其可與本發明的一個或多個馬達組件相接合。圖23至四示出了各種管道裝置,其可與本發明的實施例一起使用以實現地下井的流通。圖30至34示出了本發明的各種可用于井下的實施例,顯示了無鉆機的廢棄作業的連續步驟。圖35示出了旋轉懸掛組件,其可與本發明的與管道接合的實施例一起使用。圖36至38示出了可與本發明的實施例一起使用的管道軸向切削組件。圖39至42示出了圖36至38中的軸向管道切削組件的組成部件。圖43示出了旋轉懸掛組件,其可與本發明的與管道接合的實施例一起使用。圖44和45示出了可與圖43中的實施例一起使用的旋轉懸掛組件。圖46至47為圖45中的旋轉懸掛組件的細節圖。圖48至52為圖44和45中的旋轉懸掛組件的構件。圖53示出了位于旋轉懸掛組件上方、使用砂輪切削器切削的管道。圖M至58示出了砂輪管道切削組件的實施例,其在切斷管道之前放置在地下井中。圖59和60示出了撓性旋轉連接器,其用作圖M至58中的液壓馬達和砂輪切削器實施例的組成部件。
圖61至63示出了管道砂輪切削器,其可與本發明的實施例一起使用。圖64至69示出了圖61至63中的管道砂輪切削器的組成部件。圖70示出了可在圖61至63的管道砂輪切削器中使用的切削砂輪組成部件的變化。圖71和72示出了圖70中的上述切削砂輪子配件的切削砂輪和軸向部件。圖73和74示出了可與本發明的實施例一起使用的管道砂輪切削組件。圖75至78示出了圖73和74中的管道砂輪切削器的組成部件。圖79和80為切削砂輪子配件的實施例,其可與圖73和74的實施例一起使用。圖81示出了齒輪傳動裝置,其用于可與圖82中的砂輪切削器一起使用的四輪切削子配件。圖82示出了可與本發明的實施例一起使用的四輪切削器組件。圖84和85示出了砂輪切削器組件的實施例,帶有包含兩個控制線的切削砂輪子配件裝置。圖86示出了本發明的實施例,其中螺塞封隔器放置于地下井的切削管道部分中。圖87示出了可與本發明的實施例一起使用的收縮螺塞封隔器。圖88至93示出了圖87和95中的螺塞封隔器的組成部件。圖94和95分別示出了圖88至93中的螺塞封隔器位于擴展位置的內部組件和擴展了的螺塞封隔器。圖96示出了可與本發明的實施例一起使用的馬達組件,其中的軸向軸可獨立于液壓馬達移動。圖97至101為圖96的馬達組件的細節圖。圖102至104示出了可與圖96中的馬達組件一起使用的線纜防旋轉裝置。圖105至110示出了圖102至104的線纜防旋轉裝置的組成部件。圖111和112示出了可與防旋轉裝置一起使用的防旋轉砂輪組成部件。圖113和114示出了可與圖96和圖128中的馬達組件一起使用的旋轉接頭子配件。圖115和116示出了可與圖96和128中的馬達組件一起使用的流動轉向器。圖117和118示出了可與圖123和1 中的凱莉軸和圖96和1 中的馬達組件一起使用的凱莉襯套。圖119示出了可與圖117和118中的凱莉襯套一起使用的凱莉砂輪。圖120示出了可與圖96和128中的馬達組件一起使用的釋放設備。圖121和122示出了圖120中的釋放設備的組成部件。圖123示出了凱莉軸。圖IM示出了針對凱莉軸的連接器。圖125和1 分別示出了定子和轉子。圖127示出了可用于本發明的實施例的轉子中的凱莉軸。圖128為用于在地下井中磨銑管道的馬達組件的實施例。圖129至135為圖128的馬達組件的細節圖。以下參照附圖描述本發明的實施例。
具體實施例方式在詳細解釋本發明選定的實施例之前,應當理解,本發明不限于本文所描述的特定實施例,本發明可以多種方式實施或實行。現在參考圖1,示出了海上應用工具,其中示出了現有技術的載車,其承載線纜或鋼絲繩絞車單元(1),其中線纜或鋼絲繩穿過滑輪和潤滑器布置裝置( 后固定到表示地下井或管線的管道(4)中的工具管柱(3)。這里描述的井下裝置,可與任意鋼絲繩接頭(5) 相接合,上述鋼絲繩接頭(5)包括但不限于圖1中所示的鋼絲繩接頭類型。這里描述的裝置和方法,可用于例如圖1所示的海上應用工具,或者如圖3所示的海上應用工具。圖2示出了已知的潤滑器布置的正視圖,其具有與和前述絞車(圖1的1)類似的小型提升單元(未示出)相接合的線(6)。上述線經過滑輪單元到達潤滑器(8)管上部的填充箱(7)接頭,在該處,所述線固定到防爆裂⑦(blow outpreventer)單元(9)上部和閥門樹(valve tree) (10)上部的地方并與井頭接合。這種小提升能力鉆機裝置允許潤滑器(8)與這里描述的放置在上述潤滑器中的輕的傳統鋼絲繩工具和/或井下組件斷開連接,同時防爆裂器(9)和閥門樹(10)將井隔離,其后,上述潤滑器可再次連接并且防爆裂器和閥門樹打開以允許工具以壓力控制的方式出入上述井。上述填充箱(7)防止線O)的周圍滲漏,并且可用于具有輕提升能力的單元(6)的井的管道內的工具。此后,上述工具可縮回至潤滑器內。關閉防爆裂器和閥門樹以控制井,同時將工具從上述線上松開并從潤滑器中移走。如圖2所示的小提升能力鉆機裝置,可用于通過優選實施例的軸向固定馬達組件 (圖 4-5,8-9,31-33,43,53-58,86,96-100 和 128-135 的 16)或軸向可變馬達組件(圖 96 和128的4 來布置旋轉設備,該鉆機裝置可用于插入和維護管道以及井、管線、立管和其他大直徑管道的相關設備。圖3示出了現有技術的由從船體延伸到海底的支柱(12)支撐的自升式(jack-up) 船(11)的正視圖。上述自升式船包括起重機(13),用于安放可用于操作放置在海上設施 (14)上的海上鋼絲繩設備的裝置,海上設施(14)由從設施頂部延伸至海底的套筒(19)支撐。由于海上設施(14)有限的空間和海上環境中所需的資源,需要鉆機或圖示的自升式船以用于撓性管作業,然而如果在海上設施上可使用提升和自轉換系統,則可在船上實現鋼絲繩作業。使用這里揭示的裝置和方法,岸上和海上旋轉線纜工具作業都可實施,而不需要鉆機或撓性管裝置。現在參考圖4至7,示出了地下碳氫化合物產品井06)的軸向截面圖。圖5示出了圖4中關于線“A”部的細節圖,示出了位于上述井上部的潤滑器裝置O)。圖6和7示出了可供選擇的井下環境,包括側向坑道(圖6的27)以及安裝有流體轉向柱的礦物鹽洞穴 (圖7的觀),他們可放置在圖4的虛線下方以表示可選擇的井裝置。圖4和6示出了產品封隔器(11 上方的雙管道裝置(59),在那里,滑動側門(127)可打開或者內管道(98)穿孔以提供進入用于循環的周圍環(100)的通道,以便在產品封隔器下方驅動液壓馬達和單管道裝置(61),從而不可能在上述環內實現循環,而進入到產品穿孔(13 或儲存器(131) 的注入可用于驅動液壓馬達。圖4示出了軸向截面圖,示出了閥門樹(10),其具有抽吸閥(91),通向具有主閥 (94)的產品流線(93)的液壓翼形閥(92),帶有控制線(96)的手動主閥(95),其中控制線 (96)與井下安全閥(97)連通。連接至井下安全閥(DHSV) (97)的控制線(96)可通過控制線夾具(99)固定到生產管(98)。閥門樹的下方,示出了位于生產管(98)和產品套管(101)之間的被稱為A環的環形空間(100)。產品套管(101)和中間套管(103)之間也存在環形空間(102),被稱為B環。 在中間套管和導向套管(105)之間可存在另外的環形空間(104),被稱為C環。A環(100)可在井頭裝置(106)的閥(108)的控制下通過油管懸掛器井頭卷筒通道(wellhead spool passageway) (107)進入,并且可在其較下端通過產品封隔器(113)密封。許多地下井在完成作業的過程中使用滑動側門(127)以在設置上述產品封隔器(113) 之后使流體循環通過生產管(98)。插入或循環路徑可被產生以操作正排量液壓馬達和/或容積式液壓馬達(圖4-5、 8-9、31-33、43、53-58、86、96、99-100和133-134的39)。通常,循環路徑可在井中通過以下步驟產生將管道(98)向下插入到滲透性巖層;打開滑動側門(127)或在管(98)上穿孔; 使在上述滑動側門或穿孔處交叉的管道向下循環,以及使A環(100)向上通過井頭(106) 中的通道(107)。如所示的,以受控壓力的方式并通過潤滑器裝置( 放置液壓馬達(16)以便,例如,使用旋轉刷(圖5的22和23)清除來自生產管(98)內部的結垢。上述液壓馬達可用線纜或線(圖5的6)放置于上述管內,打開上述生產管下端部的滑動側門(127)并使得流體在上述管內軸向向下循環,以及在上述A環形空間(100)內向上循環,并且,使流體通過閥(108)和井頭(106)的通道(107)返回以驅動上述液壓馬達(圖5的39),從而旋轉上述刷以清除來自上述管的內徑的結垢。為了溶解結垢并防止A環沉淀或滑動側門(127)阻塞,用以操作液壓馬達(圖5 的39)的循環流體通常包含化學制劑以溶解結垢,并且可通過附近的注入井或來源于井的匯合點(junction of wells)的注入井設置。為了防止結垢和其它巖屑進入儲槽(117和118),可在通常設置于產品封隔器 (113)的下方的接頭(128)內設置塞子。為了允許本發明的實施例能夠通過管道中的減小的直徑處,例如具有直徑比上述生產管(98)的內徑小的接頭(1 )的管道,防旋轉(anti-rotating)設備(圖5的37)可以是可縮回和可擴展的結構,這在后面的圖13-14和圖102-111中說明。在很多井中,尾管套管(129)可在產品封隔器(113)的下方穿過地下巖層(119、 120和121)的較下方和上述儲槽(117和118)被灌注水泥,這樣可在上述尾管和尾管水泥中的開孔(131)或穿孔(132)中產生產品。可選地,如果向上述可滲透的儲槽(117和/或118)內的注入可接受,用于驅動上述液壓馬達的流體可沿上述管(98)向下泵送并被注入上述可滲透的儲槽。針對廢棄作業, 例如當來自于上述儲槽的產品不再在經濟上可行時,優選的可進行注入以防止在表面處理污染的流體。針對廢棄作業,管形鉆和環之間的路徑可被打開以促進驅動液壓馬達的循環,并使用旋轉工具產生空間,以最終用水泥使A、B和C環與可滲透的地下巖層隔離,例如,與水位和平面隔離,而不需要從井中移走管道,這將在后面參照圖29、圖30-34、圖53-58和圖 128進行說明。上述B環(102)可通過受鉆孔裝置(106)的閥(110)控制的產品套管卷筒通道 (109)進入,并在其較下端通向貫穿中間地下巖層(119)的井筒(114),井筒(114)與第二井筒(116)通過產品套管(101)和第二井筒(116)之間的水泥(115)在生產區域(117和 118)隔離。上述C環(104)通過受鉆孔裝置(106)的閥(112)控制的中間套管卷筒通道 (111)進入,并在其較下端通向貫穿上部地下巖層(12 的井筒(122),井筒(12 通過水泥(124)與穿過中間地下巖層(119)的井筒(114)隔離。上述C環的較下端通過放置在導管(10 和貫穿上部巖層(12 的初始井筒 (126)與表面隔離。上述地下安全閥或井下安全閥(97)容納在上述A環中,并受經過上述閥門樹(10) 的井下安全閥控制線(96)控制,并可通過控制線夾具(99)接合至生產管(98)。針對廢棄作業,上述通過夾具(99)固定至生產管(98)的控制線(96)是需要重大關注的對象,因為上述控制線的路徑表示潛在的滲漏路徑,除非其在上述A環中放置水泥塞之前被移走。在地下井的使用壽命的盡頭,移走裝置并恢復由于建造井而刺穿的地下障礙是通常的做法。形成地下障礙的主要方法包括使用鉆機移除管狀裝置,和在井筒中放置水泥塞以取代鉆井過程中排出的巖層。套管通常與多個放置在井筒或套管中的長度超過30米(100 英尺)的水泥障礙一起留下。盡管可以建造低規格的、不太昂貴的廢棄單元,但是廢棄并不是很常見以便能夠證明充分利用這樣的陸上鉆機,并且在海上環境中,用來支撐提升設備的結構占據了這種船只的絕大部分費用。針對廢棄,尤其是在海上環境中,昂貴的、高規格的鉆井單元因此被繼續使用。在有可能的地方,傳統的無鉆機廢棄方法被使用,然而,這種傳統的方法將管狀的井部件留在地表的下方,并使用管狀部件來放置水泥,因而將部件和管留在了最終的水泥塞中。由于清洗遺留在管后面的水泥環非常困難,這引起了額外的滲漏風險。傳統的無鉆機廢棄,通常,不包括移除由通過控制線夾具(99)固定至井下安全閥 (97)和生產管(98)的控制線(96)造成的潛在滲漏路徑的方法。繞這些井下部件放置的水泥比在部件被移走時放置的水泥具有更高的滲漏可能性。通常,如果這些部件必須從地下井中移走以使得井與環境有效地隔離,針對其起重和旋轉能力需要昂貴的鉆機。這里描述的裝置和方法,能夠切削和壓擠或磨銑上述生產管(98)和管接頭與控制線夾具(99)之間的控制線(96),以允許管接頭和夾具被推動或向下落以產生帶有產品套管(101)的無障礙空間,使水泥塞的放置能夠實現且有效地恢復上述地下巖層障礙,在該地下巖層障礙處,足夠的水泥(11 包圍上述產品套管。在產品套管(101)和上述穿過中間地下巖層(119)的井筒(114)之間或在上述產品套管(101)與中間套管(10 之間不存在足夠水泥的地方,可與本發明的實施例一起使用的切削裝置可切過生產管(98)和產品套管(101),以到達放置水泥塞的B環。例如那些在圖29,圖30-34,圖53-58和圖128中描述的本發明的實施例,可用于切削、切削和壓擠或磨銑管和套管,因而迫使和/或允許巖屑落入井的上述較低的環中,直至產生足夠的用于放置無障礙的水泥廢棄障礙的空間。無鉆機廢棄方法因而被提供,其消除了昂貴且復雜的鉆機或撓性管作業的需要,以實現與通過傳統廢棄方法獲得的同樣水平的壓力差完整性(differential pressureintegrity),同時節約了成本。圖6示出了替換實施例的軸向截面圖,其可代替圖4中位于虛線下方的下部(59)。 特別示出了與井側向坑道07) —起使用的本發明的實施例。上部井側向坑道(134A)從生產管(98)、產品套管(101)和中間套管(103)退出, 并且延伸通過中間巖層(119)。上述上部井側向坑道(135)可用于,例如,通過破碎上述巖層并注入泥漿來產生注入處理井。從上述液壓馬達組件側向坑道(134A)的下端或者井廢棄(分別為圖30-34中的 31-34)實施例返回的流體循環可沿生產管(98)和產品套管(101)之間的產品環(100)向上移動,并通過井頭(圖4中的106)的閥(圖4中的108)從出口(圖4中的107)排出。 回流也可流經上述產品套管和中間套管(101)之間的環,并通過井頭的閥(圖4中的110) 從出口(圖4中的109)排出,和/或通過中間套管和導管(103)之間的環,通過井頭的閥 (圖4中的112)從出口(圖4的111)排出。可選地,示出了下部井側向坑道(134B),其使用造斜器(whipstock) (133)從未穿孔的尾管套管(U9A)排出,并通過尾管水泥(130A)和巖層(12 直至在灌注了水泥的尾管后被收集的儲槽(117A)。馬達組件(16)可降低至生產管(98)中的線纜(6)上,在那里,流體轉向器(36) 對生產管密封以使得通過馬達組件的液壓馬達的流體轉向。上述馬達組件可用防旋轉設備(37)錨定至生產管,這樣流體流驅動上述馬達和關聯的旋轉連接器(50),以使用鉆頭 (161)驅動下端鉆井組件,隨后通過造斜器偏斜,以鉆穿尾管(1 )、水泥(130)和覆巖層 (119)到達收集儲槽(117A)。驅動下端鉆井組件之后,上述鉆井組件可如套管組件那樣就地灌注水泥和穿孔,或者上述組件可移走且不同的套管放置在上述儲槽和井筒之間。可選地,上述井筒可為產品保留打開,因而在管鉆井過程中能夠實現本發明的實施例。一旦流體的回流從上述馬達組件的下端部鉆頭排出,形成泥漿,其可被攜帶通過上述滑動側門(127)、穿孔或其它通過生產管(98)的通道并向上通過生產管和產品套管 (101)之間的產品環(100)。如果造斜器(133)具有與較低巖層(118、120、121)連通的內部通道,上述巖層可被破碎,并且與鉆井關聯的鉆井流體泥漿可被注入巖層,而不會軸向向上通過井的其中一個環。圖7示出了可替換變形例的軸向截面圖,其可替代圖4虛線下方的下部(59)。具體地,圖7示出了貯存洞08)。洞穴壁(135B)內的洞穴空間(cavern space) (135A)通過流體轉向柱(136)形成在礦物鹽沉積(14 中,在該礦物鹽沉積(14 中,上部腔室接合部(141)的由隔離管道(138A)封閉的上部橫向開口(138)和下部腔室接合部(142)中的下部橫向開口(140)在流動轉向柱的內筒和洞穴空間之間提供了通道。同心管道流動換向器(139)在流動轉向柱(136)的內筒與內管道柱(144)和外管道柱部(145)之間的環形通道之間提供了入口,并且錨定(146)至洞穴空間(135)的下端。本發明的各種實施例可用于儲井中,以便例如,用接合至馬達組件(16)下端部的旋轉噴射刷清洗污濁的流動換向器(139),其中馬達防旋轉裝置接合至內管道柱 (144),流動轉向器(36)使泵送的流體沿內管道向下轉向,以驅動液壓馬達并轉動噴射刷。為了促進清洗,來自液壓馬達的回流被攜帶穿過上述流動換向器(139)和流動轉向柱 (136)的內過濾柱(144)和外過濾柱(145)之間的外部環形通道。本發明的實施例也可使用具有可縮回和可擴展結構的防旋轉設備(37),以允許馬達組件的通道通過內管道柱(144)的減小的內徑,以便例如到達流動轉向柱(136)的從礦物鹽洞穴(135A)滲濾的非溶解性材料堵塞的下端部(146)。清洗或鉆孔組件可用以從內管道通道中移除非溶解性材料,其中流體流過下端部(146)的穿孔接合點或者通過橫向開口(140),大容積洞穴內的低壓流體允許流體反復流入洞穴空間(135A)。可執行對圈閉的洞穴壓力的重復排出,直至完成旋轉鉆井和清洗。本發明的各種實施例的在貯存洞中的其他示例性的使用包括但不限于通過鉆穿上述內管道柱(144)和外管道柱(14 在流動轉向柱(136)內產生另外的橫向開口,橫跨穿過內管道柱(144)和/或外管道柱(14 的穿孔放置可擴展的套管,以及對內管道(144) 進行磨銑和橫跨外管道(145)的內徑放置旋轉封隔器(19)。現在參考圖8和圖9,示出了具有上部連接器(50A)的馬達組件(16),和具有密封件(54)的流動轉向外殼(36),其中該密封件(54)用于防止馬達組件及放置該馬達組件的管道之間的流動,馬達組件(16)和流動轉向外殼(36)在容積式液壓馬達(39)的上端和下端接合至馬達防旋轉裝置(37)之上,其中容積式液壓馬達(39)驅動下部連接器(50B)以接合在圖8中顯示為管道刷(22和23)的旋轉設備。圖8示出了偏斜管道09),其中示出了用于清洗管道(177)的多個流體驅動馬達。鋼絲繩可在示出的多馬達組件的上端部與連接器(50A)接合,多馬達組件包括通過連接器(圖示為通用接頭5 接合至下端部馬達(16)的上端部馬達組件(16)。環形刷 (22)通過上述上端部馬達組件驅動,管道清洗刷通過下端部馬達組件驅動以清洗管道內部。圖9示出了與圖8的上端部馬達組件結合的液壓馬達組件(16)的等距視圖,上述液壓馬達組件(16)的組成部件在圖10-18中示出。上述液壓馬達組件顯示為固定軸馬達, 其中整體組件的軸向移動可使接合至上述下端連接器(50B)的旋轉設備軸向地移動。針對包括下面描述的軸向可變馬達組件(圖96和128的43)的實施例,這種軸向移動是不需要的。現在參考圖10和11,示出了流動轉向外殼(51)的等距視圖,上述流動轉向外殼為圖9中的固定馬達組件(16)的一部分。上述流動轉向外殼可與密封件(圖12的54)相結合以形成流動轉向器(圖9的36)。外殼(51)的壁上的孔(147)使循環流體轉向至上述內部通道和外殼的下端。圖12示出了用于流動轉向外殼(圖10-11的51)的密封件(54)的等距視圖,其可與上述外殼相結合以形成流動轉向器(圖9的36)。固定表面(15 與關聯的表面(圖 10的154)接合以便將上述密封件錨定至外殼。圖13示出了用于容積式液壓馬達(圖9的39)的馬達防旋轉砂輪外殼(148)的等距視圖,其可與滾筒(圖14中的149)相結合以形成馬達防旋轉裝置(圖9中的37)。圖 13示出了圖9中的上端部馬達防旋轉裝置,其也可以被轉換成用于例如下端部馬達的防旋轉裝置。下端部馬達防旋轉裝置也可包括位于其上端部的固定連接器(15 和位于其下端部的軸承座圈(153)。防旋轉砂輪外殼(148)可具有多個與用于滾筒(圖14的14)的接合件(150)對準或在圓周上偏離的接合部(151),其中端部接合件(15 可固定至定子外殼(圖15的58) 或定子(圖16的57)。接合部(151)可為固定式或可包括軸承和座圈,以允許由于摩擦和施加到外殼的重量而能獨立滑移。例如,當軸承置于外殼上的軸承座圈(15 和旋轉連接器(圖17的 156)上的固定至轉子(圖18的56和156)底部的座圈(圖17的157)之間時,軸承通過進一步將定子與旋轉轉子的摩擦分開而提升約束定子(圖16的57)的能力。當防旋轉外殼(148)用在馬達外殼(圖15的58)的上端部時,如果在操作過程中或者當通過操作液壓馬達組件施加扭矩時的軸向移動過程中防旋轉裝置間歇地滑動,馬達防旋轉裝置頂部的接合件也可具有軸承和座圈(15 以防止線纜旋轉。防旋轉設備貫穿管道中內徑減小的裝置的通道,例如地下井中的接頭(圖4的 1觀),可能會被需要以便在內徑減小的下方執行工作。防旋轉設備因而可以是可縮回和可擴展的。例如,這樣的防旋轉設備可包括用于彈簧(圖105的159)的凹部,該彈簧帶有放置在防旋轉外殼(148)中的推桿(圖105中的160),以使得輪軸(圖14的149A)在滾筒 (圖14的149)被向內推壓時向內縮回,而滾筒在沿管道軸的軸線移動時會經過減小的內徑。之后,防旋轉設備可擴展,一旦超過內徑限制,將提供繞管道的軸線旋轉的阻力。圖14示出了與圖9和13結合的可與馬達防旋轉裝置(圖13的148) —起使用的防旋轉滾筒(149)的上部立體圖和下部正視圖,其中馬達防旋轉裝置可與外殼相結合以形成馬達防旋轉設備(圖9的37)。當與關聯的外殼(圖13中的148)接合時,滾筒滾動表面的彎曲部(22 可被選擇成與在其內放置該滾筒的管道的圓周面022A)匹配。以這種方式,滾筒將在外殼軸向移動時軸向地旋轉,但是將阻止沿其內放置該滾筒的管道的圓周面 222A滑動。多個滾筒可以這樣的方式與防旋轉外殼(圖13的148)接合,以抵抗外殼繞它的軸線旋轉。借助于軸承和座圈(圖13的153),沿著防旋轉外殼(圖13的148)的軸線的多個滾筒(149)提供了外殼的與其他旋轉設備相鄰的部分的滑移。為了實現通過管道減小的內徑的軸向通道,滾筒(149)也可通過彈簧(圖110的 158)被向外推壓,以便以類似于圖105所示的方式推動軸(圖109的159),其中該軸具有與滾筒(149)的輪軸(149A)關聯的彎曲部(160)。彈簧和軸可置于防旋轉外殼中,并可向外推動輪軸(149A)和關聯的滾筒(149)以便將滾筒的彎曲部022)向其內放置該彎曲部的管道的圓周面022A)接合。圖15是用于定子(圖16的57)的定子外殼(58)的立體圖,其中虛線示出了隱藏表面,定子(圖16的57)可與轉子(圖18的56)相結合以形成容積式液壓馬達(圖9的 16)。
圖16示出了放置在定子外殼(圖15的58)中的定子(57)的上部平面圖和沿B-B 線的下部橫斷面正視圖。當與轉子(圖18的56)相結合時,轉子和定子形成容積式液壓馬達(圖9的16)。定子(57)和定子外殼(圖15的58)固定至馬達防旋轉外殼(圖13的148)的非旋轉端(圖13的152),該旋轉端抑制定子和關聯的定子外殼繞他們的軸線旋轉。定子(57)的內螺旋曲面可與轉子(圖18的56)的螺旋曲面相關聯,因此當流體被泵入定子和轉子之間時,由于定子被錨定而不會軸向旋轉,轉子趨向于通過流體的正排
量旋轉。圖17示出了旋轉轉子連接件(156)的立體圖,其連接至圖18的轉子以形成容積式液壓馬達(圖9的39),在該旋轉轉子連接件的下端設有用于旋轉設備的連接件(50B), 以及用于接合至軸承和定子外殼(圖15的58)和/或定子(圖16的57)下端部的軸承座圈(157)。位于內部通道的上端部至圓周的通道端部處的流動孔( 允許定子(圖16的 57)和轉子(圖18的56)之間的流體進入到與轉子(圖18的56)的下端部接合的旋轉轉子連接件(156)的內部通道。圖18是插入到定子(圖16的57)中并在其內旋轉的轉子(56)在的立體圖,還示出了用于與其下端部的旋轉設備相接合的轉子連接件(156)。流動轉向器(圖9-11的36)的流體入口處的孔(圖10_11的147)向轉子(圖18 的56)和定子(圖16的57)之間的空間傳遞高壓,以便在低壓下從該空間排出,這是因為在旋轉轉子連接件(156)內轉動該轉子進入通道( 而產生了壓力損耗,以便與旋轉轉子連接件的內部井筒混合。低壓可從轉子的下端排出以驅動旋轉工具,例如具有噴嘴(分別為圖19和20的22和23)的刷或鉆頭(圖22的161)。圖19是具有旋轉連接器(50)的可旋轉刷0 的立體圖,該旋轉連接器(50)用于在其上端部和下端部連接相關裝置,例如馬達組件(圖8的16)和通用接頭(圖8的53) 的轉動連接。所示可旋轉刷02)具有可選擇的噴嘴(179),用于引導來自馬達組件的流體以便使用旋轉側面流體噴嘴實施清洗。可選地,所示的刷毛可省略,并且可旋轉刷可簡單地設置用于清洗或其它目的的旋轉流體噴嘴。圖20是旋轉刷03)的立體圖,其具有用于接合至例如馬達組件(圖18的16)的旋轉連接器(50)。圖21是旋轉銑刀04)或切削設備的立體圖,在其上端部具有可被連接至例如軸向可變馬達組件(圖101和5的21)的旋轉連接器(50)。圖22是可擴展管道組件G4)的立體圖,其具有可與套管鉆井組件0 —起使用的咬合件G7)和旋轉連接器(50)。所示的鉆頭(161)接合至下部帶接頭的管道的下端,并且在其上端部具有咬合件盒旋轉連接件。所示上端部管道在兩端都具有關聯的咬合件連接件。個別的管道接頭可通過潤滑器裝置放置,如圖5所示,在側向坑道的鉆井過程中放置。圖22A是旋轉可擴展套管(180)的正視圖,其四分之一橫截面被移除了以顯示其內部組件,該旋轉可擴展套管具有可與本發明的實施例一起使用的馬達組件相接合的旋轉連接器(50)。馬達組件可用以轉動具有螺紋的軸(184),其通過套管(181)移動膨脹錐體(183)。套管的直徑擴展,并且在圖示中它具有關聯的擴展密擠壓置(182)(如圖所示為彈性圈),套管向另一管道內部的上端部支撐管道(18 擴展。可放置穿孔(圖30和31的171)以操作液壓馬達組件。在一個實施例中,該穿孔必須在使用馬達組件之后修補,并且旋轉可擴展套管(180)可橫跨穿孔放置以產生壓差密封。橫跨被用于循環的液壓馬達所使用的穿孔來安裝旋轉可擴展套管(180)的方法包括,首先在穿孔下方擴展套管(181)和關聯的密封件(18 直至形成壓差密封和固定,此時液壓馬達將不再操作。隨后,張力可施加在接合至上端部旋轉連接件(50)的馬達組件的頂部,以便通過抵靠擴展的套管的部分向上拉膨脹錐體(18 來擴展可擴展套管的剩余部分和相關密封,其中擴展的套管在失去循環之前通過馬達組件固定在管道上。隨后,張力可被施加直至膨脹錐體從擴展的套管的頂部排出且馬達組件被移走,并且壓差密封該穿孔。現在參考圖23至沈,示出了具有伸縮式管道0 的可擴展的管道組件(44),其下端具有在收縮和擴展方向的單向閥(48),可用于在井筒內旋轉應用工具或者地下放置物,例如水泥。圖23為正視圖,以及圖M為具有截面線C-C的俯視圖。圖25是沿圖M的C-C 線的橫截面正視圖,以及圖26是沿圖25的細節線D的放大圖。上述圖示出了可伸縮管道 (45)在圖23中處于收縮位置,以及在圖M-26中處于擴展方向。可擴展的管道04)可被用于在井廢棄方法之后放置水泥,例如在圖31至34和圖 1 中說明的那樣。在從井筒的內徑移走管或套管后,在管或套管下方產生了足夠的水泥空間,旋轉封隔器(圖34的19),水泥罩(圖四的163),井漏材料,各種流體,和/或其他裝置或材料可在廢棄后置于巖屑(164)上方。可擴展管道組件04)的上端部可接合至井筒內的管或套管的底部(圖34的 166),這之后,比井筒內的流體具有更高密度的水泥可泵入與可擴展管道接合的管道的內部通道。隨著壓力被施加至單向閥(48),伸縮件0 和/或隔膜G6)式管道因而擴展。水泥隨后通過單向閥08)(通常指浮鞋)放置,并且以比所放置的水泥輕的流體從與擴展管道G4)接合的管道的內部通道以及擴展管道自身的內部通道置換出來。一旦擴展管道內部通道內的水泥被置換,可停止泵吸操作,并且解除內部通道中的壓力,以允許單向閥關閉,并且借助于較重水泥內的較輕的置換流體的浮力向上“浮動” 擴展管道。這使得管道縮回并且其自身從水泥中移除,留下不容納管道的水泥塞,這在廢棄井以減小滲漏可能性時是優選的。現在參考圖27和觀,是撓性隔膜型G6)的擴展管道04)的立體圖。圖27示出了收縮狀態的管道,圖觀示出了擴展狀態的管道。如果單向閥放置在該撓性隔膜型擴展管道06)的下端部,其將以與伸縮管道(圖 23-26的45)相同的方式工作,以便在廢棄作業過程中用于放置水泥。圖四是水泥罩加強裝置09)的立體圖,其中套管部分被移除了,水泥罩(163)放置在井廢棄作業過程中產生的巖屑(164)上方以支撐水泥。該水泥罩通常借助于鋼絲繩設置于閉合狀態,該鋼絲繩在放置之后與水泥罩連接器(50)斷開,當水泥罩處于打開狀態時,可確保水泥殘留在水泥罩上方并且直到該水泥變硬后才掉落下來。
現在參考圖30至34,示出了用以產生空間的實施例(59)的軸向橫截面圖,所述實施例通常可用于井廢棄作業,其中管道軸向切削裝置00)放置在容納在外管道(168)內的內管道(167)中,并且軸向切削器與線纜(6)接合。圖30至34中所示的內管道(167)和外管道(168)裝置,可為任意的雙管道裝置, 例如產品套管(圖4的101)中的生產管(圖4的98),中間套管(圖4的103)中的產品套管(圖4的101),引導套管(圖4的105)中的中間套管(圖4的103),外管線中的內管道,平臺立管中的管道,第二管道中的第一管道的任意其它裝置,或其組合。管道的軸向切削也可應用至單管道應用裝置(圖8的61),這是因為不需要循環且軸向切削像活塞一樣操作。例如,線纜(6)類似于接合至活塞的軸,其類似于用于反復向上和向下或向前和向后移動以切削管道中的軸向槽的管道軸向切削器00)。在該實施例(30)中,如圖30所示,流體壓力軸向施加在管道軸向切削器00)的上方,以驅動切削器的外殼(圖40的63)中的內部活塞(圖42的64),以便通過凸輪裝置 (圖42的67)來擴展內管道(167)的軸向切削器(圖141的65),以產生內管道(167)的軸向切削部(170)。如圖31所示一旦進行軸向切削,軸向切削器可縮回并且可執行使用旋轉懸掛器
(18)的操作(31),其中使用容積式液壓馬達(39)的馬達組件(16)能使旋轉懸掛器與軸向切削部(170)上方的內管道(167)接合,其后馬達組件可從旋轉懸掛器脫離并從井中移除, 因此留下固定至內管道的旋轉懸掛器。為了操作馬達組件(16)的容積式馬達(39)的循環可通過下述方式來實現對內管道穿孔(171)并沿內管道向下循環;在內管道(167)和外管道(168)之間的環形空間內向上循環。可選地,在利用單管道或雙管道的作業中,如果泵吸或噴射通過管道是可能的,則不需要回流和穿孔(171)。如圖32所示一旦移除,馬達組件(16)可通過使用線纜(6)被再次放置在內管道 (167)中,從而可將馬達移動至雙管道裝置內以便通過管道環形切削器來切削內管道 (32),從而產生分離的下部內管道(169)。切削部(170A)內管道(167)的下端使得內管道(167)和新產生的分離的下部管道(169)之間的張力被釋放,從而在上述內管道(167)的下端切削部(170A)和分離的下部管道(169)的上端部切削部(170B)之間產生間隙。如圖33所示,如果通過張力釋放和下部分離管道(169)產生的這個間隙足夠放置旋轉封隔器(19),或者不需要放置旋轉封隔器,活塞可放置在內管道(167)內并接合至旋轉懸掛器以便軸向向下推壓下部分離管道,從而在內管道和下部分離管道之間產生用于放置旋轉封隔器或水泥的、適合于井廢棄或管道隔離的空間。可在使用實施例(3 后進行切削以放置旋轉封隔器(19),其中承載旋轉封隔器
(19)的馬達組件(16)可用于橫跨空間的整個直徑而將旋轉封隔器放置在內管道(167)和下部分離管道(169)之間,圖32示出了可選擇地將旋轉封隔器接合至旋轉懸掛器。馬達組件(16)可用于轉動旋轉封隔器(19)并將其接合至外管道(168)的內徑, 通過與旋轉懸掛器(18)和相關下部分離內管道(169)的接合形成具有下端部輪軸的活塞, 之后馬達組件可移除。
圖34的擠壓活塞實施例(34)顯示了被擠壓的旋轉封隔器(19)上方的空間,使得由旋轉封隔器、旋轉懸掛器(18)和下部分離內管道(169)形成的活塞向下移動,從而擠壓 (165)下部分離內管道,導致在外管道(168)內的巖屑(164)上方形成空間。橫跨外管道(168)的內徑的較大區域應用的壓力可提供比前述的內管道(167)內的活塞更大的壓緊力。同樣,所包含的軸向切削部(30)使得下部分離管道的壓緊更為有效,潛在地,在外管道(168)內產生了不具有內管道的另外的空間。現在參考圖35,圖示的軸向橫截面圖示出了通過軸向切削器00)設置在軸向長度上的管道切削組件(30A)的實施例。軸向切削器00)通過垂直的、傾斜的或者水平的管道(177)中的線纜(6)支撐。流體可被泵吸通過管道(177)并流過流體轉向器上的密封件 (54)而轉向通過流體轉向器(36),以便操作活塞(圖38和42的64),該活塞向管道(177) 的內圓周面推動砂輪切削器(圖38和41的65),因此當軸向移動時,軸向切削器在管道中進行軸向切割(170)。現在參考圖36和42,示出了管道軸向切削器Q0)及其組成部件。圖36是管道軸向切削器OO)的立體圖,示出了可與流動轉向外殼(51)接合的鋼絲繩,該流動轉向外殼(51)在其上端部具有連接器(50),在其圓周面具有密封件(51),以及轉向孔(42),它們一起形成了與活塞外殼(6 的頂部接合的流動轉向器(36)。活塞外殼(6 具有從其外徑延伸出來的砂輪切削器(65),其通過外殼內的活塞和凸輪(圖42的67)裝置向管道的內徑推壓。流過轉向孔G2)的流體作用于活塞并最終從出口通道(176)排出。可選擇的砂輪防旋轉裝置(37)以類似于圖8中描述的馬達防旋轉裝置那樣構造, 可旋轉直至砂輪切削器產生凹槽,這進一步阻止了旋轉。由軸向管道切削器O0)的移動引起的沿管道軸線的重復切削最終切開管道的壁。噴射入管道的壓縮流體向下推壓內部活塞和相關凸輪(圖42的67),以便向外推壓切削砂輪。圖37和38分別是平面圖和沿圖37的E-E線的正面截面圖。該圖示出了管道軸向切削器(20),其具有密封件64),用于將泵送的流體流轉向通過可與流動轉向外殼(51) 接合的鋼絲繩內的轉向孔02)。外殼(51)和密封件(54)形成了接合至軸向切削外殼(6 頂部的流動轉向器 (36),其具有被返回設備(圖示中為彈簧178)支撐的活塞(64),流體流壓力作用于該彈簧上,該壓力上升到由軸向切削組件O0)下端部的壓力釋放單向閥G8)的彈簧確定的壓力。活塞(64)具有軸向延伸至心軸和其下端密封件(68)的內部通道,并且可與接受器相接合以促使密封件向上或向下運動,同時凸輪(67)裝置作用于與砂輪切削器(65)結合的輪軸(圖41的69)。這些輪軸接合在凹部(圖40的66)中,由此在被凸輪裝置作用時限定他們的移動。活塞被施加到其具有井眼的上表面的流體壓力和其上部連接器(50)處的線纜張力的控制。現在參考圖39和40,分別是平面圖和沿圖38的F-F線的相關正面斷面圖。該圖示出了管道軸向切削外殼(63),其中凹部(66)限定輪軸(圖41的69)的徑向移動,該輪軸被凸輪(圖42的67)推動穿過接受器。圖41為與圖36-38關聯的正視圖,示出了砂輪切削器(65),其具有接合在外殼(圖40的63)、凸輪(圖42的67)和管道內的輪軸(69),用于在沿管道的內表面軸向滾動時形成垂直切削。圖42為與圖38關聯的活塞(64)的立體圖,示出了在其上端部和下端部的密封件 (38)以及關聯的凸輪(67),其中在上端部和下端部之間具有內部通道。施加在上部活塞頭上的壓力向下推壓活塞組件,并且凸輪(67)面向內管道徑向向外推壓砂輪切削器(65)。雙凸輪(67)裝置在環形切削表面的兩側上作用于輪軸(圖41的69),該輪軸部分地置于雙凸輪之間的活塞的凹部中。施加在上部活塞頭的壓力可被單向安全閥(圖38的 48)調整。現在參考圖43,是示出旋轉懸掛器放置件(31A)的軸向橫截面圖,其中示出了接合在垂直的、偏斜的或水平的單管道(177)內的線纜(6)。旋轉懸掛器(18)與顯示為具有容積式液壓馬達(39)的馬達組件(16)相接合,該容積式液壓馬達(39)具有防旋轉裝置 (37)和具有密封件(54)的流動轉向器(36)。旋轉懸掛器(18)可通過任意鋼絲繩馬達放置,例如從電纜懸吊的電動馬達或者從撓性管懸吊的撓性管馬達。現在參考圖44和45,分別是平面圖和與沿圖44的G-G線的橫截面正視圖。圖46 和47分別示出了沿細節線H和I的細節圖。圖45顯示了旋轉懸掛器(18)。旋轉懸掛器 18放置在管道中,其具有位于上端部處的井底可移動、可替代的旋轉連接器(50)以及位于下端部處的可選擇的旋轉連接器(50)。可以使用摩擦塊(drag block) (198)以使得在抵抗繞旋轉懸掛器的軸線旋轉時的產生軸向位移。上端部旋轉連接器與懸吊在線纜(6)上的馬達組件(16)的下端部的接合,或者可替換的與懸吊在電性鋼絲線上的電動馬達的接合,通過剪切銷(189)轉動接合至旋轉可擴展板(188)的軸(186)。位于旋轉可擴展板的外圍上和可擴展外殼(187)上端部的內徑上的顯示為螺紋的移動接合件(192),使得可擴展外殼相對于接合至旋轉軸的可擴展板軸向向下旋轉。旋轉可擴展板(188)的螺紋部的外圍與可擴展外殼(187)的內部上的互補螺紋部接合,并使得可擴展外殼軸向向下移動。可擴展外殼的錐形表面(194)因而被向下驅動進入到管道接合夾持件(190)的口內,并迫使其腿部的夾持件接合表面(191)徑向向外以夾持其內放置所述腿部的管道。當到達擴展剪切限度時,該剪切銷(189)被剪斷以使得軸 (186)繼續旋轉,與此同時軸(186)被固定至管道(177)的旋轉懸掛器(18)支撐。在部署過程中,摩擦塊(198)阻止外殼關于旋轉懸掛器(18)的軸線同步旋轉,以便徑向向外擴展管道接合夾持件(190),使得錐形表面(194)將旋轉懸掛器與其內放置該旋轉懸掛器的管道接合。當管道接合夾持件達到剪切的擴展限度時,該剪切銷(189)允許軸(186)在被旋轉懸掛器支撐時繼續旋轉。旋轉懸掛器(18)在管道內抵抗懸掛器向下移動,因此裝置和負載可從連接器 (50)的下端部懸吊或者支撐在連接器(50)的上端部,例如,在使用旋轉封隔器(圖33和 34的19)壓擠管道時。通過迫使軸(186)軸向向上可移除旋轉懸掛器(18),因而可通過軸和可擴展板 (188)之間的接合件(19 的移動使可擴展外殼(187)和其錐形表面(194)向上移動。外殼允許關聯的夾持件(190)接合表面(圖52的191)與管道直徑斷開接合,并且它們可通過進一步向上推動軸而接合。可使用任意方法使旋轉懸掛器(18)的軸(186)軸向向上移動,包括通過線纜(圖幻接合上部連接器(50)并使其向上震動,和/或在密封件附著于旋轉懸掛器的底部或下端部連接器(50)時施加通過井筒直至下端部的壓力。圖46是圖45中的H部的平面放大圖,顯示了可擴展板(188)和可擴展外殼(187) 之間的移動接合件(192)。可擴展板顯示為通過使用剪切銷(198)接合至可旋轉軸(186)。 軸的旋轉使得可擴展板轉動,軸向向下移動可擴展外殼,因此錐形表面(圖49的194)夾持表面(圖52的191)徑向向外移動,以便將旋轉懸掛器(圖44-45的18)接合至其內放置該旋轉懸掛器的管道(圖43的177)。圖47是圖45中的I部的平面放大圖,示出了錐形表面(194)與夾持件(190)的接合,其中夾持件延伸通過關于旋轉軸(186)放置的可擴展外殼(187)的孔(193)。圖48示出了與圖44-47關聯的旋轉軸(186)設備的立體圖,示出了旋轉懸掛器 (圖44-45的18)軸在其上端部和下端部具有旋轉連接器(50),該旋轉連接器(50)具有用于剪切銷(圖51的189)的孔(196),以便與可擴展板(圖50的188)相接合。在剪切銷被剪斷后,軸可在被可擴展板支撐時軸向旋轉,所述可擴展板與接合至管道(圖43的177)的夾持表面(圖52的191)接合。圖49示出了與圖44-47關聯的可擴展外殼(187)設備的下端部的立體圖,示出了用于與夾持件(圖52的190)接合的錐形表面(194),所述夾持件從旋轉懸掛器(圖44-45 的18)中的孔(193)突出,還具有用于摩擦塊(圖44-45的198)的容納部(197),和用于旋轉軸(圖48的186)的內部通道(195),以便面向可擴展外殼的上端部驅動可擴展板(圖 50的188),以推壓軸和夾持件之間的錐形表面,使得夾持件從孔突出并與其內設置有旋轉懸掛器的管道接合。圖50示出了與圖44-47關聯的旋轉可擴展板(188)設備的立體圖,示出了剪切銷孔(196),該剪切銷孔用于與旋轉懸掛器(圖44-45的18)的旋轉軸(圖48的186)相接合的剪切銷(圖51的189)。顯示為螺紋的移動接合件(192)可將可擴展外殼(圖49的 187)接合至錐形表面(圖49的194),所述錐形表面用于擴展夾持件(圖52的190)以使得旋轉懸掛器接合至管道(圖43的177)的內徑。在旋轉懸掛器與管道接合后,銷可被剪斷以允許軸在可擴展板內進一步旋轉。圖51示出了與圖44-47關聯的剪切銷(189)設備的立體圖,其中銷可用于可擴展板(圖50的188)和旋轉懸掛器(圖44-47的)的旋轉軸(圖48的186)之間,以提供足夠的扭矩阻力以便將夾持件表面(圖52的191)接合至管道(圖43的177)的內部。關聯的可擴展外殼(圖49的187)顯示為具有用以接合至夾持件的錐形表面(圖49的194)。 當可擴展板不再使夾持件擴展時,剪切銷被剪斷,從而允許軸在上述可擴展板內旋轉。圖53是與圖44-47關聯的管道接合夾持件(190)設備的立體圖,示出了當夾持件被旋轉懸掛器(圖44-45的18)的可擴展外殼(187)的錐形表面(圖49中的194)擴展時, 用以接合至管道(圖43的177)的內徑的夾持表面(191)。現在參考圖53和M,分別示出了單管道(61)和雙管道(6 的實施例,顯示了各種液壓馬達組件使用管道砂輪切削器切削管道的實施例。圖53示出了管道砂輪切削器的一個實施例的軸向橫截面圖,具有接合在垂直的、偏斜的、水平的單管道(177)內的線纜(6),和置于馬達組件(16)內的容積式液壓馬達(39),在所述液壓馬達的末端具有馬達防旋轉設備(37)。顯示了流體轉向器(36),它具有使液壓馬達的定子和轉子之間的循環流體轉向的密封件(M)。轉子的下端部接合至管道砂輪切削器的上端部。如果管道(177)以張力被切削,下端部(177A)將如圖53所示那樣分離。否則,只有切削器的軸向距離能使管道(177)和下端部(177A)分離。砂輪切削器的切削器延伸部是切削器臂的長度的功能,并且可根據被使用的砂輪的應用場合被改變。例如,圖53所示的延伸部可能被需要以切削關于管線的隔離層,但是通常這樣的延伸部只需要擴展至管道(177)的外徑。現在參考圖討和55,分別是平面圖和沿圖M WJ-J線的橫截面正視圖,示出了雙管道(59)切削實施例(32B)。圖56和57分別示出了沿圖55的細節線K和L的圖,并且示出了具有液壓馬達(39)的馬達組件(16),該液壓馬達具有位于從繩索接頭(50)懸吊的定子(57)內的轉子(56),繩索接頭(50)在雙管道裝置中接合至線纜(6)。示出了帶有密封件(54)的線纜可接合的流動轉向外殼(51),其形成流動轉向器 (36)以使外管道(168)內的內管道(167)向下泵送的流體轉向,從而通過使用齒輪00) 的砂輪切削器驅動液壓馬達(39)和關聯的轉子(56)。驅動馬達的流體可在內管道 (167)和外管道(168)之間循環或噴射至馬達組件(16)相對端部處的出口。圖56示出了圖55的K線上的放大正視圖,示出了可展開線纜的轉向器外殼(51) 中的孔(147),用于接收從內管道(167)向下泵送的流體,該流體通過轉子(56)以及定子外殼(58)中的轉子和定子(57)之間。通過轉子中心的流道的尺寸決定進入轉子和定子之間的流體的壓力。示出了馬達防旋轉裝置(37)接合至定子的上端部和定子外殼(58),以允許轉子和定子之間的正排量流體驅動轉子。流體轉向器(36)的孔(57)將高壓引向轉子(56)和定子(57)之間的空間,以及使轉子的內孔通向下端驅動聯結器(圖57的174)的凹槽(圖57的202),從而形成由于該轉子轉動引起壓力損耗的低壓力區。出口具有位于管道砂輪切削器(圖58的21)中的孔 (圖58的201),該管道砂輪切削器通過管道切削器擴展至鉆孔或其內放置有該切削器的管道,并且通過入口與出口之間的壓差流體操作液壓馬達。圖57示出了圖55的L線上的放大正視圖,圖58示出了圖57中沿細節線M限定的圖。上述圖顯示了具有扭矩減震器(174A)的驅動聯結器(174),在圖示中其為增強彈性設備,在一個實施例中,可由類似于汽車輪胎中的橡膠材料形成。扭矩減震器顯示為接合至轉子(56),其中旋轉軸承(20 放置在驅動聯結器下端部的防旋轉設備(37)和旋轉連接器(50)的下端之間。旋轉連接器(50)的上端部的孔(20 允許流體從定子外殼(58)內的轉子(56)和定子(57)之間流入到砂輪切削器的內筒,其中砂輪切削器的上端部接合至旋轉連接器的下端并且放置在內管道(167)和外管道(168)內。馬達防旋轉設備(37)在定子外殼(58)和旋轉連接器(50)之間與中間軸承(20 接合,以允許定子外殼錨定定子(57)并迫使轉子借助于定子和轉子之間的正排量流體旋轉,由此轉動旋轉連接器(50),其后,帶齒輪00)的砂輪切削器在其下端接合。圖58示出了圖57的M線上的放大正視圖,顯示了帶齒輪00)的砂輪切削器具有行星齒輪裝置O00),以便通過接合至制動板(76)的切削砂輪(6 驅動臂(78)。被泵送流過馬達組件(圖44-45的16)內孔的流體流過孔O01)以便潤滑和清洗齒輪砂輪切削組件,并且可選擇的離心流動推動器(204)借助于加速流(205)來實現潤滑和清洗。
現在參考圖59和60,分別示出了平面圖和沿圖59的N-N線的橫截面正視圖。上述圖示出了驅動聯結器(174),它具有顯示為撓性增強彈性隔膜的扭矩改變抑制器,用于防止扭矩由于粘結而突然改變以及隨后出現的滑移,從而減小轉子和定子液壓馬達上的力。現在參考圖61-69和圖70_72,示出了具有與雙臂管道砂輪切削器Ql)的組成部件結合的行星齒輪裝置GO),它們是具有相關組成部件的砂輪切削器子組件的各種實施例,示出了運用圖70的砂輪切削器的不同實施例的可能的齒輪和臂裝置。液壓馬達組件, 例如電性鋼絲繩上的電動馬達,可運用在作為例子的砂輪切削器以切削管道。現在參考圖61,62,和63,圖61示出了具有截面線0_0的平面圖,圖62示出了沿圖61的0-0線截取的正面剖面圖。圖63是沿圖61的0-0線截取的立體圖。示出了與圖 64-69關聯的管道砂輪切削器的行星齒輪裝置(40),其具有上端部旋轉連接器(50) 和通向行星齒輪外殼(214)的孔O01)的內部通道。行星齒輪外殼可使用來自流過離心推動板(204)的孔的流動保持干凈。繞制動板(76)的旋轉對行星齒輪(200)施加阻力,以使得砂輪切削器(65)的臂(78)擴展,從而從其內徑向外切削管道,其中制動板(76)與其內放置有砂輪切削器的管道接合。任意構造的行星齒輪和制動板(如圖81-82和圖83-84所示),或者類似于圖 44-45中的用于旋轉懸掛器的摩擦塊裝置,可用于帶齒輪的砂輪切削器中。圍繞軸011)設置的軛(208)與砂輪切削組件(圖70的71)的上軸(圖70的 212)接合,而砂輪切削組件的下端部輪軸(圖70的212)接合到制動板(76)內的孔Q06) 中。砂輪切削子組件的齒輪(77)與環向齒輪接合,允許行星齒輪外殼(214)旋轉,以便將砂輪切削子組件向其內設置該砂輪切削子組件的管道的內徑延伸,以及向所接合的制動板 (76)延伸以提供與制動板滑移的摩擦阻力成比例的徑向向外的力。如果旋轉連接器固定在制動板(76)的底部,可軸向向下接合另外的旋轉設備(包括另外的管道砂輪切削器)。如果鉆孔穿過制動板軸的011),循環部分可能被提供至下述的另外的旋轉設備。如果行星齒輪和砂輪切削子組件的清洗、冷卻和/或潤滑是不需要的,接合至電性鋼絲繩的電動馬達可被使用且孔(201)和/或離心推動器可被移除,或者如果液壓馬達被使用,穿過制動板(76)的軸011)的鉆孔可運送流體軸向地通過切削器。圖84-85描述了可與電動馬達一起使用的砂輪切削器的一個實施例,其中需要清洗、冷卻和/或潤滑。圖64示出了與圖61-63關聯的行星齒輪外殼014)的立體圖,顯示了孔Q01),用于使流體通過內部通道和圍繞外殼內圓周的齒輪(200)。圖65示出了與圖61-63關聯的離心流動推動器(204)的立體圖,氣可放置在砂輪切削器外殼(圖64,82,和85或圖73-75的217)的下方,顯示了用以控制流體流通過管道砂輪切削器實施例的離心裝置的孔O01)和葉輪013)。參考圖66和67,分別示出了處于收縮狀態和擴展狀態的行星齒輪裝置的立體圖。 上述圖示出了環向齒輪(200)與固定在砂輪切削子組件端部的輪軸(21 之間的齒輪(77) 相接合,其中臂(78)從輪軸(212)延伸出來,還具有與切削砂輪(65)接合的另外的輪軸 (69)。制動板(76)與輪軸012)的下端部接合,且軛(208)與輪軸Q12)的上端部接合。借助于電動馬達或流向氣動和/或液壓馬達的流體流使環向齒輪Q00)的旋轉對被制動板(76)施加的摩擦作功以使得砂輪切削子組件(圖70的70)延伸至圖67的狀態,直至臂(78)與止擋件(207)接合。電動馬達的反轉或者來自于通過氣動和/或液壓馬達的關聯的反轉循環使砂輪切削子組件縮回至圖66所示的狀態,其中臂(78)止擋在制動板軸(圖68的211)。圖68示出了與圖61-63關聯的制動板(76)的立體圖,顯示了可與軛(圖四的 208)相接合的軸011),可與下端部輪軸(圖70,79,和80的212)相接合的孔O06),以及可與砂輪切削器子組件的臂(圖66的78)相接合的止擋件(207)。圖69示出了與圖61-63關聯的切削砂輪組件軛O08)的立體圖,顯示了可與砂輪切削器子組件的上端部輪軸(圖70,79,和80的212)相接合的孔(209),以及可與軸(圖 68的211)相接合的孔010)。圖70示出了可與圖61和63 —起使用且與圖71_72關聯的齒輪砂輪切削子組件的各種實施例的立體圖,示出了輪軸端012),其具有固定的中間齒輪(77)和延伸至輪軸 (69)的臂(78),砂輪切削器(65)繞該輪軸旋轉。示出了具有較長(72)和較短(71)臂(78)的砂輪切削子組件,該砂輪切削子組件可用于繞管道切削器的軸線切削較大或較小半徑。砂輪切削器的圖示實施例包括固定至其臂(78)的刀片(79),該刀片用于切削控制繩,金屬柄腳,巖屑和/或放置在其切削半徑內的其它巖屑物體。圖71-72分別示出了與圖70,79,和80中所示的砂輪切削子組件相關砂輪切削器 (65)和砂輪切削輪軸(69)的立體圖。上述圖顯示了可橫跨一定面積旋轉以便重復切削的環形切削器,因而實現了與傳統的刀具型切削器相比減小的扭矩。此外,傳統的切削器從外部向內部切削管道,而所示的環形切削器從內部向外切削管道或管線。如果被切削的管道具有足夠的張力,砂輪切削器的半徑可小于被切削的管道臂的厚度,因為在被切削時管道將分離以允許臂(圖70的78)的圍繞輪軸(圖70的69)的那部分在分離部分內擴展。然而,當被切削管道中存在不足的張力時,刀(圖70和圖84-85 的79)或者磨蝕切削部件可添加至臂,以移除材料并允許切削砂輪切斷預定的管道。現在參考圖73-74以及圖75-79,分別示出了管道砂輪切削器Ql)的雙臂凸輪 (41)和關聯的組成部件。該具有組成部件的組件裝置可與電動馬達或流體,氣動和/或液壓馬達一起使用。圖73和74分別示出了平面圖和沿圖73的P-P線的橫截面視圖,顯示了與圖75_79 關聯的雙臂凸輪G1)。所示上部旋轉連接器(50)在凸輪切削器外殼017)的內通道中具有流孔001)。凸輪(75A)可利用臂(78)以便從從內部向外切削管道,其中臂(78)與從制動板(76)延伸出來的砂輪切削器(65)接合。在圖74中還示出了縮回的凸輪(75B),其用于止擋砂輪切削器的運動,還設置有用于收容完全縮回的砂輪切削器的容納部(199)。圖75示出了與圖61-63關聯的外殼017)和凸輪(75)的立體圖,示出的凸輪外殼具有位于其上端部的旋轉連接件(50),流孔O01)以及凸輪表面(75C),用于通過與下端部處的臂(圖79的79)的相關縮回凸輪(圖79的75B)接合來阻止擴展和縮回砂輪切削子組件。外殼下方的擴展凸輪(75A)通過在一個方向上的旋轉將臂擴展,并且凸輪表面(75C) 作用在關聯的縮回凸輪(圖79的75B)上,以便通過反向旋轉將臂縮回。圖76示出了與圖61-63關聯的凸輪(75A)的立體圖,顯示了砂輪切削器在完全縮回時可放置在其中的容納部(199)。砂輪切削器的縮回增加了切削砂輪的可用尺寸,能夠使用更大和更多有效的砂輪切削器來切削較厚的管道壁并抵抗他們的切削邊緣的磨損。圖77示出了與圖61-63關聯的具有砂輪切削器子組件(圖79的73)的制動板 (76)的立體圖。圖77示出了處于擴展狀態的具有凸輪(75A)的砂輪切削組件,不具有通過制動板外圍的摩擦促使臂(78)進入向外的狀態以及促使凸輪(7 旋轉的外殼(圖75的 217),該砂輪切削組件固定至外殼(圖75的217)的下端。為了圖示的目的,圖77省略了旋轉外殼。圖78示出了與圖61-63關聯的制動板(76)的立體圖,顯示了切削砂輪子組件的下端部輪軸可接合在其中的孔006),以及用以接合至旋轉外殼(圖75的217)的軸011)。圖79示出了與圖61-63關聯的砂輪切削器子組件(73)的立體圖,顯示了輪軸 (212),該輪軸具有可與關聯的凸輪(圖75的75C)相接合的固定的縮回凸輪(75B),以及具有與砂輪切削器(65)接合的另外的輪軸(69)的臂(78)。凸輪驅動的砂輪切削子組件(73)可借助于凸輪外殼(圖75的217)的旋轉被推至擴展狀態,其中凸輪外殼在凸輪(圖76-77的75A)之間與臂(78)接合,以及通過使用與縮回凸輪(75B)接合的凸輪(圖75的75C)而縮回,其中縮回凸輪(75B)借助于反向旋轉凸輪外殼(圖75的217)而固定至輪軸(212)。圖80示出了可替代圖79的砂輪切削子組件,其可用于凸輪管道砂輪切削器(圖 61-63的41)中。圖80顯示了圖79中的不具有縮回凸輪的砂輪切削器子組件,這樣與擴展凸輪(圖76-77的75A)的固有摩擦和接合可用于使可替換的砂輪切削子組件縮回。圖81示出了四臂行星齒輪(圖82的218)的齒輪裝置Q18A),顯示的砂輪切削子組件(71)具有切削砂輪(65)和與環向齒輪(200)相接合的齒輪(77)。四壁軛與砂輪切削子組件的輪軸(21 接合,抵靠制動板(76)上的止擋件(207)完全擴展。圖82示出了與圖81關聯的四臂(218)行星齒輪00)的管道砂輪切削器Ql)實施例的立體圖,顯示了齒輪外殼(214)上的上端部旋轉連接器(50)和抵靠制動板(76)上的止擋件O07)向外延伸的切削砂輪(65)。現在參考圖84和85,分別示出了平面圖和沿圖84的Q-Q線的相關橫截面視圖,示出了帶齒輪GO)的管道切削砂輪(21),其具有旋轉連接器(50),該旋轉連接器可與電動馬達或其它類型的在其相關連接器中不具有流體通道的馬達一起使用。刀切削器(79)顯示為結合到切削砂輪子組件(72)的臂中以切削物體,例如控制線、隔離管道和/或切削砂輪 (65)中的或遺失的巖屑。被管道切削組件的直徑轉向的流動流過孔(147)直至內部腔室,或者流過孔 (201)直至流體推動器004),以便為了潤滑,清洗和/或冷卻的目的控制流向齒輪O00) 和切削砂輪子組件m的流動。如圖53-85中說明的,以及前面描繪和描述的實施例,管道砂輪切削器Ql)可配置為具有任意結合和構造,以便與電動馬達,氣動馬達,液壓馬達或任意其他馬達一起使用,從而從內部向外切削管道,使用切削砂輪以使需要的扭矩最小化,和/或擴展砂輪切削器的直徑,以使其直徑比當前使用鋼絲繩作業的對應直徑要大。現在參考圖86至95,示出了旋轉封隔器(19)和關聯的組成部件。圖86為軸向橫截面視圖,顯示了雙管道(59)旋轉封隔器(19)的實施例,其包括具有密封件(54)的流動轉向器(36),用于借助于防旋轉裝置(37)使流動向馬達組件(16)的液壓馬達(39)轉向。下部旋轉連接器(50B)顯示為與具有直徑的旋轉連接跨接器019) 接合,以便抵抗流體在內管道(167)以及從下部旋轉連接器延伸至流動釋放孔O20)的內部通道中軸向向上流動。旋轉連接跨接器放置在內管道中的下部連接器和在外管道(168) 中擴展的旋轉封隔器(1 的旋轉連接器(50)之間。這樣的實施例(33A)可適用至單個內管道部分地延伸至較大外管道的應用中。例如,在地下井中通常的做法是借助于軸向下方的凹陷接頭(圖4的128)使尾管延伸到產品封隔器(圖4的11 的下方,以便放置塞子。在下部尾管(圖4的129)或套管上放置不穿過生產管(圖4中的98)的橋塞通常是可取的。在這樣的例子中,生產管和關聯的生產封隔器必須被移除。然而,通過使用橋塞直徑大于傳統橋塞的旋轉封隔器,可在無需移除生產管(圖4的98)或生產封隔器(圖4的113)的情況下放置旋轉封隔器。圖87示出了與圖88-93關聯的旋轉封隔器(19)的立體圖,顯示的旋轉封隔器處于穿過管道的收縮狀態,其中可旋轉軸(90)的旋轉連接器(50)可與馬達接合。旋轉懸掛器具有可移動的接合件(80),例如與軛(81)接合的螺紋或螺旋凸輪,這樣,軸的旋轉軸向向上移動軛以擴展蜘蛛狀的架構(圖90和95的86),隨后擴展隔膜(89)以產生封隔器或橋塞。實踐中,當由流體壓力引起的分級顆粒擠壓在一起并試圖通過分級顆粒塊時,容納隔膜中的分級顆粒和/或流體提供了對可滲透流體的壓差承受阻力。在旋轉封隔器(19) 的隔膜(89)中放置細小的分級顆粒,例如沙子,允許隔膜隨著其中的蜘蛛架的膨脹而膨脹,從而在旋轉封隔器隔膜密封井筒的內徑以及壓力被施加到旋轉封隔器隔膜在其內膨脹并在邊緣處被密封的井筒上時,可提供壓差障礙。旋轉封隔器的優選實施例一般使用芳綸隔膜以防止被管道中的尖利物體刺穿,其被彈性覆蓋層覆蓋以便將隔膜密封至所述隔膜在其內膨脹的井筒的內徑,并且其中的細小的分級沙顆粒產生壓差密封。圖88和89分別示出了平面圖和沿圖88的R-R線截取的相關橫截面圖,顯示了與圖87和95關聯的旋轉封隔器軸(90)。圖中顯示出井下可移動可替代的旋轉連接器(50) 與其上端部的馬達以及可移動的接合件(80)(例如,螺紋或螺旋凸輪)接合,以便軸向向上移動第一軛(圖93的81),同時使用抑制接合件(221)抑制第二軛(圖91的82)以使得收縮的(圖90的87)蜘蛛架(圖90和95的86)在隔膜(圖87中的89)內擴展(圖94的 88),軸在其中被旋轉,并且隨后堵塞軸在其內旋轉的通道。可選擇的泄壓孔(8 、關聯的通道以及單向泄壓閥G8)也可設于所述軸內,以便根據單向閥的方向(取決于旋轉封隔器一側上的壓力釋放)使旋轉封隔器(圖95的19) 軸向向上或向下移動,決定于,因為在。在廢棄情況中,其中密封水泥已放置在旋轉封隔器的下方,并且通過位于下方的密封管道注入或循環是不可能的,軸上可增加泄壓閥G8)以允許旋轉封隔器上方的壓力通過放掉下方的壓力向下推壓旋轉封隔器。圖90示出了與圖89和91-95關聯的收縮狀態(87)下的蜘蛛架(86)的立體圖,顯示了上軛(8 可接合在可旋轉的抑制面(圖89的221)的下方,通過上鉸接連接器(50A) 接合至上臂(83A),以及通過下鉸接連接器(50B)接合至下臂(8 ),其中中間推墊(84)與下軛(81)接合并具有可移動的接合件,例如可與軸(圖89的90)的下端部接合的螺紋或其它螺旋面。蜘蛛架設置在隔膜(圖89的90)中,該隔膜具有足夠的用于擴展管道內徑的表面。圖91示出了與圖90和95關聯的四臂軛(82)的立體圖,顯示了用于軸(圖89的 90)和鉸接連接器(50)的內部通道,該鉸接連接器與臂(圖92的83A)的上端部鉸接連接器(圖90的50A)結合。圖92示出了與圖90和95關聯的上臂(83A)、下臂(8 )以及推墊(84),顯示了臂的具有推墊鉸接連接器(50)的上鉸接連接器(50A)和下鉸接連接器(50B)。上臂(38A) 的上鉸接連接器(50A)與上軛(圖91的8 接合,上臂(83A)的下鉸接連接器(50B)與下軛(圖89的81)接合,其中,如圖95所示,下端臂和上端臂(分別為50B和50A)與推臂連接器(50)接合。圖93示出了與圖90和94關聯的四臂軛(81)的立體圖,顯示了用于軸(圖89的 90)的內部通道,以及與下臂(圖92的83B)的下端部鉸接連接器(圖92的50B)結合的鉸接連接器(50)。圖示中可移動接合件(80)用于與軸(圖89的90)的下端部接合。圖94示出了處于擴展狀態(88)的蜘蛛架(86)的立體圖,顯示了接合至上軛(82) 的上臂(83A)和上端部鉸接連接器(50A),而下臂(83B)和下端部連接器(50B)接合至下軛 (81)。下臂的下端部鉸接連接器(50B)和上臂的上端部連接器(50A)與推墊(84)接合。圖95示出了旋轉封隔器(19)的立體圖,其中虛線示出了隱藏面。圖95顯示了處于擴展狀態的旋轉封隔器,用于阻塞管道的內徑,這樣蜘蛛架(圖94的86)以擴展狀態(圖 94的88)設置在隔膜(89)內,其中抑制面(221)和下軛(81)之間的上軛(82)與軸(90) 在可移動接合件(80)(例如螺紋或旋轉凸輪)處接合,該可移動接合件具有可選擇的單向閥(48)和泄壓孔(85)。旋轉封隔器(19)可具有可移動的旋轉連接件(50)或可選地,在旋轉跨接器(圖 86的219)的軸向上方的下端部具有不同的可移除的連接件,以及可選擇地,在旋轉封隔器的下端部的旋轉連接器與圖33-34所示的其他裝置接合,以允許旋轉封隔器在與相鄰的固定管道接合時用作固定的橋塞,或者在被放置在管道中但未固定至高壓區和低壓差區之間的固定管道時用作活塞。當用作收縮管道上方的活塞時,如圖34所示,其軸向上方可能被施加壓力以便擠壓位于軸向下方且在旋轉封隔器的密封件直徑內的管道。如果旋轉封隔器包括具有可選的單向閥的固體軸,其可用作橋塞,并且當軸內設有內部通道時,其可用作封隔器,例如產品封隔器,通過其端部的連接器(例如上面描述的旋轉懸掛器)被固定至管道。傳統的封隔器一般不容許用作活塞,因為可膨脹隔膜容易被在切削,磨銑和/或金屬鉆井過程中產生的尖利的金屬邊緣刺破。旋轉封隔器的優選實施例使用隔膜材料來抵擋被刺破,例如填充有分級顆粒(例如沙子)的防彈芳綸材料,以便在膨脹時產生壓差障礙。可設置足夠的隔膜材料和封隔器軸向深度以到達旋轉封隔器放置在其中的管道的內徑,以提供密封。傳統的封隔器和橋塞的膨脹能力范圍一般有限,如圖86所示,其可通過管放置封隔器以防止在較大的管道內軸向向下膨脹。故,傳統的封隔器一般不容許用于生產需要,例如在不移除生產管和生產封隔器(分別為圖4的98和113)的情況下切斷水源。相反地, 本發明的旋轉封隔器的實施例可用于在井筒中密封,該井筒遠大于通過其放置旋轉封隔器的井筒。當活塞或生產封隔器不被用來做功時,旋轉封隔器(19)可用以支撐流體,例如水泥,在放置后以橋塞的方式向下掉落。例如,在廢棄作業的過程中,旋轉封隔器可用于在井筒中密封,其中該井筒遠大于通過其放置旋轉封隔器的井筒,例如通過將封隔器設置在接頭(圖4的128)和尾管線的下方,或者在尾管(圖4的129)下方的開孔部分(圖4的131) 中。在通過生產管(圖4的98)進行側鉆的情況下,造斜器(圖6的133)可放置于在接頭(圖6的128)和尾管線下方擴展的旋轉封隔器的上端部以防止移除生產管(圖6的 98)和生產封隔器(圖6的113),從而實現下部側鉆(圖6的134B)。在傳統實踐中,通過直徑比待清洗的管道或管線的直徑小的管道放置管道或管線除垢器,或者通過管線泵送塞子以清洗凹處殘留的水或其它物質是不適用的。本發明的旋轉封隔器可在通過線纜放置于管道或管線中之后擴展,并且滾筒(圖13和14的149)可放置在蜘蛛架(圖90和94的86)上以代替推墊(圖90,92,和94的84),并且其也可在隨后擴展以提供用于液壓馬達的防旋轉設備,這樣,提供了通過直徑比所清洗的管道或管線的直徑小的管道放置除垢器的能力,并且仍然能夠除垢或清洗該管線。如在圖4-8,30-35,43,53-58和86中所示例的,以及前面和接下來描繪和描述的用于側鉆,儲井,廢棄和管線的實施例,顯示了線纜傳送的井下組件的任意結合和結構可與固定的軸向馬達組件(16)、軸向可變馬達組件(43)、液壓馬達、可延伸管道、旋轉刷、旋轉鉆頭、旋轉可操作可擴展套管、防旋轉設備(圖97,102-104的38)、旋轉接頭(圖113-114 的175)、斷開器(圖120-122的231)、繩索接頭(圖129的Ml)、桿、震擊器、送入工具、拔拉工具、萬向節和/或快速連接件一起使用以便維護或插入管道。現在參考圖96-135,示出了軸向可變馬達組件03)的各種實施例和關聯的細節圖以及組成部件,示出了具有液壓馬達(39)的馬達組件(16)被旋轉懸掛器(18)軸向支撐以及被馬達防旋轉(37)設備旋轉地支撐。現在參考圖96-101,示出了立體圖,其中圖96具有細節線S,T,U,V和W,其分別與圖97,98,99,100,和101的放大圖相關。上述圖示出了具有同心六邊形方鉆桿(圖98-101 和圖123中的17 的軸向可變馬達組件(43),其中該同心六邊形方鉆桿可相對于方鉆桿襯套(圖100和圖117-118中的173)軸向可變地固定至驅動聯結器(圖59-60的174)和轉子(圖18,56-57,126-127,和133-134的56),這類似于圖1 所示的裝置,其中液壓馬達 (39)固定至管道,該管道在其下端部放置有馬達防旋轉子組件(37)和旋轉懸掛器(18)。一旦被放置后,流體轉向器(36)使流體轉向以驅動馬達(39),該馬達又驅動方鉆桿襯套(圖100的17 。方鉆桿襯套與六邊形方鉆桿(圖98的17 接合并且軸向通過方鉆桿襯套中的滾筒,同時在方鉆桿的下端部繞著他的軸線旋轉。盡管示出的是六邊形方鉆桿示,但也可使用任意形狀的方鉆桿,例如矩形方鉆桿。圖示中,方鉆桿(172)的上端部接合至旋轉接頭(175)以防止線纜(6)的旋轉或扭轉。鋼絲繩防旋轉設備(38)設置在線纜和旋轉接頭之間以進一步減小扭轉線纜和產生斷點的可能性。在使用時,軸向可變馬達組件可放置在管道中,由此開始循環且流體被轉向通過方鉆桿、流過流體轉向器(5 直至液壓馬達(39),該液壓馬達驅動轉子、關聯的方鉆桿襯套、方鉆桿和以及接合至馬達組件(16)下端部的旋轉懸掛器(18),從而將旋轉懸掛器接合至其內放置有該旋轉懸掛器的管道。將旋懸掛器固定至管道后,旋轉懸掛器中的剪切銷可被剪斷,從而允許方鉆桿 (172)能通過方鉆桿襯套(17 繼續旋轉,而方鉆桿在旋轉懸掛器的固定點上方或下方的距離可被施加至線纜(6)的張力控制。通過與方鉆桿(172)的下端部接合的旋轉工具(顯示為銑刀24),與先前描述的通常向下移動的實施例相比,可從較低點開始并向上進行旋轉。所描繪的實施例促使旋轉設備向上移動以允許在作業過程(例如銑削)中形成的巖屑掉落至旋轉工作執行的點的下方,由此移除不希望的摩擦和粘結。—旦執行期望的旋轉工作后,軸向可變馬達組件可被向上震擊以釋放旋轉懸掛器并移除工具柱。在被其生產管(圖4的98)中的巖屑填充的井中進行敷設管道的工作過程中,其下部側鉆(134B)通過尾管(圖6的129),其上部側鉆(134A)通過生產管(圖6的98),其生產套管(圖6的101)以及其中多個金屬管和套管可能粘結鉆井組件的中間套管(圖6的 103),或者其中非溶解性物質已經填充內部過濾柱(圖7的144)的儲井中,銑刀(圖101的 24)可被可延伸管道(圖23-25和27-18的44)下端部的鉆井或清洗頭(圖22的161)代替,該可延伸管道和該清洗頭之間具有下端部旋轉接頭。可延伸管道的上端部可接合至旋轉懸掛器(圖100的18)的下端部,這樣方鉆桿可在可延伸管道中旋轉,并且流動可從馬達組件下端部經由可延伸管道至鉆進或清洗頭的下端部,其中返回循環在下部側鉆上方軸向流過滑動側門(127),上部側鉆上方的任意環,通過用以存儲的換向器(圖7的139),或者通過預定位置處的穿孔。以這種方式,可在馬達組件上端部和鉆頭之間形成壓差循環路徑, 由此方鉆桿在內部轉動的軸向可變性質可轉動和控制鉆頭的軸向移動以實現鉆井功能,在到達上部馬達組件流動轉向器之前,經由可延伸管道外部上的鉆頭向環形空間釋放流體。現在參考圖102-112,鋼絲繩防旋轉設備(38)可與所示的固定或軸向可變馬達組件一起使用,以防止展開線纜旋轉,以便放置和縮回工具。除了提供防旋轉阻力外,防旋轉設備能夠通過管道中減小的內徑,例如地下井中的接頭(圖4的128)。在該防旋轉設備的例子中,在外殼(148)的凹部設置彈簧(159)以便推動桿 (160),該桿作用于滾筒(149B)的輪軸(149C)以允許滾筒在經過減小的直徑的過程中被向內推動,然后在經過減小的直徑之后向外擴展。通過滾筒的彎曲部和其內放置該滾筒的管道的內徑之間的接觸,擴展的滾筒提供了繞軸線旋轉的阻力。圖102示出了與圖103-111關聯的鋼絲繩防旋轉設備(38)的立體圖,示出了上部旋轉連接件(50A)和下部旋轉連接件(50B),具有輪軸(圖111的149)和凸起表面(圖 111的22 的防旋轉滾筒(149B)與其內設置有鋼絲繩防旋轉設備的管道的相關彎曲部相匹配。所示的設備與結構和馬達防旋轉外殼(圖13的148)類似的上滾筒外殼(148A)和下滾筒外殼(148B)接合,如圖105所示,上滾筒外殼根據其位置可固定至下滾筒外殼或可獨立旋轉。圖103和104分別示出了平面圖和沿圖103的X_X線截取的相關截面正視圖,示出了圖102中的鋼絲繩防旋轉設備(38)。圖105示出了與圖106-108關聯的鋼絲繩防旋轉設備(圖104的38)沿圖104的細節線Y的放大圖,顯示了用于軸向旋轉的軸承(203C),用于軸向偏心旋轉的軸承Q03A), 以及用于軸向壓縮旋轉的軸承(20 )。上述軸承允許在防旋轉設備下方的軸向旋轉與該設備上方的連接器隔離。下軸(224)的旋轉被下滾筒外殼(148B)中的軸承Q03A)軸向支撐,具有由下滾筒外殼中的側面軸承O03C)減小的橫向旋轉摩擦,和被軸承O03B)減小的任意的壓縮摩擦扭矩。下軸可借助于滾筒(149B)在下滾筒外殼中旋轉,其中滾筒(149B)接合至其內放置該滾筒的管道的圓周。上滾筒外殼(148A)中的軸承Q03A)移除任意張力負載,其中上滾筒外殼(148A)被滾筒(149B)支撐至其內放置該滾筒的管道的周圍,由此上滾筒外殼的任意滑動被側面軸承O03C)減小,因而使得由所述下軸引起的上軸的旋轉最小化。可使用密封件(223)來保護容納在其中的軸承的潤滑混合物。圖106,107和108示出了與圖102-105關聯的可用于本發明實施例中的軸承 (203)的立體圖。上述圖顯示了漸縮的軸承(203A),球面軸承Q03B)以及圓柱形軸承 (203C)。盡管所示的為優選實施例,但在本發明的實施例中可使用任意形式的軸承與軸承
直ο為了進一步提高防旋轉能力,可選擇的彈簧(160)和作用于滾筒(149B)的輪軸 (149C)的相關推桿(159)可用于設備中,當彈簧和桿對輪軸施力,向滾筒彎曲部(圖14的 222)和/或圓周彎曲部(圖14的222A)施力時,可實現由增加的摩擦力抵抗繞軸線的旋轉。圖109示出了與圖105關聯的立體圖和推桿(159)的正視圖,顯示了推桿(160) 的彎曲部與滾筒輪軸(圖14的149A,圖11的149C或者圖112的149E)的彎曲部匹配。來自彈簧(158)的力可施加在下端部以便相對于管道的內徑推動輪軸和相關的滾筒彎曲部, 以減小繞管道軸線旋轉的傾向同時允許軸向移動。圖110示出了與圖105關聯的彈簧(158)的立體圖,顯示了向推桿(圖109的159) 施加壓力的一個可能的方法。圖111示出了與圖102-105關聯的滾筒(149B)和輪軸(149C)裝置的立體圖,顯示了光滑的022),該彎曲部可用以減小其內設置和使用滾筒的管道內徑的潛在損害。圖112示出了可被圖102-105中的滾輪和輪軸裝置替換的滾輪(149)和輪軸 (149E)裝置的立體圖,顯示了鋸齒狀的彎曲部(222B),在對內部圓周的損害不太重要的情況下,例如井的廢棄過程,該彎曲部可進一步提升繞軸線的防旋轉能力而允許沿圓周軸向滾動。現在參考圖113和114,分別示出了平面圖和沿圖113的Y-Y線截取的相關截面正視圖,示出了與圖132關聯的旋轉接頭(175)設備。上述圖顯示了圖102-110所示的另外的方法,其中在軸承(20 下方具有下部旋轉連接器的軸能夠使具有上端部連接器(50A) 的軸在軸承上方獨立旋轉。現在參考圖115-119和圖123-126,示出了可與本發明的實施例一起使用的軸向可變馬達組件的各種部件,以使得方鉆桿(圖123的17 能軸向移動和旋轉。圖115和116分別示出了平面圖和沿圖15的Z-Z線截取的相關橫截面正視圖。上述圖顯示了具有外殼(5 的軸向可變流動轉向器(36),該外殼具有可與管道的內徑接合的密封件64),以使得通過孔(147)的流動轉向至內部通道和方鉆桿(17 在其中通過的方鉆桿通道0沈)。如圖133所示,流動轉向器顯示為設置在軸向可變馬達組件的上端部。圖117和118分別示出了平面圖和沿圖117的AA-AA線截取的相關橫截面正視圖, 顯示了方鉆桿襯套(173),其具有可與方鉆桿(圖123的17 的表面接合的方鉆桿襯套滾輪(227),以促進繞方鉆桿的軸線的旋轉,同時允許方鉆桿軸向移動通過方鉆桿襯套。上端部(230)固定至定子(圖1 的56),這樣轉子的旋轉使方鉆桿襯套(173)轉動,如圖127所示,方鉆桿襯套又使方鉆桿(圖123的17 轉動。圖119示出了與圖117-118關聯的方鉆桿襯套滾筒027),顯示了圍繞輪軸0 ) 與方鉆桿(圖123的172)的表面接合的表面(229)。圖120,121和122分別是與圖131關聯的正視圖,示出了鋼絲繩斷開件031)設備,以及該設備的上部容納部(23 和下部心軸容納部。上述圖顯示了下端部心軸034) 的可與上端部容納部032)的凹部(23 接合的止動器035),以形成可移除的連接,而留下接合至管道內的下部心軸的裝置,以便在隨后的時間重新連接。圖123示出了與圖98-101和125-135相關的六邊形方鉆桿(172)的正視圖,顯示了上部旋轉連接件(50A)和下部旋轉連接件(50B)。本發明描述的優選實施例包括六邊形方鉆桿,但是其他形狀,例如矩形方鉆桿,也可使用。圖IM示出了扣合在一起的六邊形方鉆桿旋轉連接器的立體圖,顯示了上部方鉆桿端部(172A)可下部方鉆桿端部(172B)接合在一起,其中扣合插腳(236)通過孔Q38) 放置并接合在容納部037)中。由于潤滑件裝置(圖2的2)可能限制與軸向可變馬達組件或本發明其他的實施例關聯的長度,例如組件可能在管道內與旋轉懸掛器接合,而另外的裝置,例如方鉆桿與旋轉連接器(圖1 的50)連接,以使得組件長度延長并克服與潤滑件裝置關聯的限制長度。圖125示出了具有截面線AB-AB的上部平面圖,以及沿AB-AB線截取的相關橫截面正視圖,顯示了與圖133-134相關的定子(57)。所示的定子具有節點螺旋面039),用以當被放置在其中且流體被確實地放置在轉子和定子之間時推動轉子的節點螺旋面(圖126 的 240)。 圖1沈示出了具有截面線AC-AC的上部平面圖以及沿AC-AC線截取的橫截面正視圖,顯示了轉子(56),其具有接合在其下端部的驅動聯結器(174)和方鉆桿襯套(173)。圖127示出了方鉆桿實施例的正視圖,顯示了位于轉子(56)內的方鉆桿(172)和方鉆桿襯套(173)。如圖127所示,旋轉裝置,例如方鉆桿襯套可被接合在轉子的下端部,或者在轉子和旋轉裝置(例如方鉆桿襯套173)之間具有驅動聯結器(圖126的174)。如圖134所示, 在轉子和旋轉裝置之間也可具有多個驅動聯結器。現在參考圖128-135,示出了具有截面線V-V的平面圖和沿V-V線截取的相關橫截面正視圖,其中細節線AD, AE, AF, AG, AI和AJ分別與圖129,130,131,132,133,134和135 所示的圖相關。上述圖顯示了位于內管道(177)內的繩索接頭、鋼絲繩防旋轉設備、可移除的連接件、旋轉接頭、流動轉向器、馬達防旋轉件、驅動聯結器、旋轉懸掛器以及旋轉工具裝置,其中內管道(177)設置在外管道(168)內。圖1 示出了圖1 沿線AD截取的放大圖,顯示了位于線纜和軸向可變馬達組件上端部的連接器(50)之間的繩索接頭接合件。
圖130示出了與圖1 相關的沿AE線截取的放大細節圖,顯示了鋼絲繩防旋轉
(38)裝置能夠減小防旋轉裝置下方發生旋轉的傾向,這種旋轉將被傳送到繩索接頭(圖 1 的Ml)和上方的相關線纜。圖131示出了與圖1 關聯的沿AF線截取的放大細節圖,顯示了具有上部容納部032)的可移除連接件031),該上部容納部具有凹部,用于與相關心軸(234)的止動器 (235)接合。如果連接件下方的裝置被留在管道內并在稍后重新連接,則可移除的連接可被斷開。大體上,移除的連接件031)可用于高于期望水平的張力,其中連接器下方的裝置與其他裝置或粘結件接合,以便為斷開連接件所需的張力提供所需的阻力。斷開連接之后,更高張力水平的連接件可被接合以便移除連接件下方的接合或粘結組件。圖132示出了與圖128關聯的沿AG線截取的放大細節圖,顯示了旋轉接頭(175) 具有連接至方鉆桿(17 的旋轉連接件(50)。方鉆桿的旋轉被旋轉接頭和鋼絲繩防旋轉設備(圖130的38)減小。可設置旋轉驅動型或者可旋轉型的斷開止動器(圖131的235) 以便進一步減小方鉆桿使線纜(圖1 的6)轉動的傾向。圖133示出了與圖1 關聯的沿AH線截取放大細節圖,顯示了方鉆桿流動轉向器外殼(5 和密封件64),在管道(167)中形成流動轉向器(36),其使流體流轉向通過孔 (147)至通向液壓馬達(39)的內部通道,定子(57)中的轉子(56)的上端部和相關的外殼 (58)接合至馬達防旋轉設備(37)。方鉆桿(17 經過上述部件并且軸向可移動。圖134示出了與圖129關聯的沿AI線截取的放大細節圖,顯示了定子(57)中的轉子(56)的下端部以及關聯的定子外殼(58)接合至馬達防旋轉設備(37),還接合至內管道(167)以便錨定定子和定子外殼。轉子和定子之間的正排量流體使接合至轉子下端部的雙驅動聯結器(174)旋轉,驅動下端部接合至旋轉懸掛器(18)上端部的方鉆桿襯套(173)。 方鉆桿(17 經過上述部件并且軸向移動。轉子(56)和定子(57)之間的正排量流體驅動旋轉聯結器(174)和關聯的方鉆桿及旋轉懸掛器,使懸掛器的夾具(圖135的191)接合至內管道(167),直至銷被剪斷以及支撐在旋轉懸掛器上的旋轉繼續。旋轉懸掛器軸向錨定馬達組件,以允許方鉆桿在旋轉期間軸向移動。正排量流體從轉子(56)和定子(57)之間的液壓馬達排出,流過驅動聯結器(174) 之間、定子外殼(58)和馬達防旋轉設備(37),橫跨圍繞方鉆桿(17 的環形空間,通過與方鉆桿襯套(17 接合的下部聯結器下端部中的凹槽002),并流過方鉆桿以潤滑經過旋轉懸掛器(1 的滾筒。流體轉向器(圖133的36)的流體入口和方鉆桿與旋轉懸掛器的內部通道之間的流體出口提供了流體入口的高壓區和旋轉懸掛器下方的低壓區之間的連通,由此液壓馬達
(39)可被入口和出口之間的壓差流體的壓力操作。圖135示出了與圖1 的管形銑刀(35)實施例關聯的沿AJ線截取的放大細節圖, 顯示了夾具(191)通過止動器塊(198)的接合抑制與內管道167)相接合,其中內管道與夾具的接合參照圖44-52已在先前描述過了,用于固定馬達組件,允許方鉆桿(17 在旋轉期間軸向移動。銑刀04)接合至旋轉連接器(50),以便軸向向上切削(170C)內管道(167), 從而允許線纜(圖1 的6)的張力減小以斷開接合銑刀,在向上移動的過程中旋轉將變為粘結或液壓馬達停轉。可選地,如果銑刀04)的內徑在直徑上與具有尖利或鈍面的管道的內徑接合并且方鉆桿被軸向移動,則螺旋切削或研磨/拋光作用可執行。管道的螺旋切削可削弱,以便在隨后通過旋轉封隔器進行壓榨式破碎,可實現內徑的磨損以移除來自管道的水泥或結垢,并且拋光管道經常被執行以維護拋光的孔容納部。在軸向控制是關鍵的情況下,例如從線纜懸吊下來的馬達組件需要通過J-凹槽 (j-slots)或螺紋與井下裝置耦合時,可使用軸向可變馬達組件以及關聯的方鉆桿可被使用的可替換實施例,由此拋光孔容納部和/或防止對旋轉敏感的井下設備的損害。如在圖96-135說明的和在前面描繪和描述的實施例,鋼絲繩線纜裝置的任意結合和結構,例如防旋轉設備(圖97,102-104的38)、旋轉接頭(圖113-114的175)、斷開件 (圖120-122的231)、繩索接頭(圖129的Ml)、桿、震擊器、送入工具、推動工具、萬向節、 快速連接件,或其他具有軸向可變馬達組件的裝置可被配置,以便使用軸向可變可移動方鉆桿以改變軸向施加的力從而避免粘結、停轉,對敏感井下設備的損害和/或提供更大的旋轉設備的軸向控制以提升性能。本發明的實施例提供了能使一個或多個馬達組件的任意構造或定位的裝置和方法,用以維護或插入地下井、管線、立管的管道或其他管道,在其他管道中,可使用線纜放置本發明的實施例和/或在潤滑件裝置(圖5的幻中使用壓力控制。另外,可與本發明的實施例一起使用的旋轉封隔器可通過鄰近尖利物質的線纜來放置,并且該旋轉封隔器可通過比其中放置的必須密封的封隔器的直徑顯著小的直徑。盡管已經重點描述了本發明的各種實施例,但應當理解在所附的權利要求的范圍內,本發明可以不同于這里具體描述的方式實施。權利要求中的附圖標記完全為了在審查過程中幫助理解。
權利要求
1.一種用于密封地下鉆孔的方法,包括將由井下馬達或驅動器(39,64)驅動的切削組件00/21/4 下放到所述鉆孔;利用所述切削組件在所述地下鉆孔的井下切削區域中的一個或多個管道(96,98,101, 103,144,145,167,168,177)中形成一個或多個切口 (170,170A/170B, 170C),以便從所述井下切削區域移除至少一部分所述管道并且為密封材料留下空間,或者削弱所述井下切削區域中的至少一部分所述管道,或者二者兼而有之;如果必需形成用于所述密封材料的所述空間,則從所述切削區域移除所述管道的留下的削弱部分(如果有的話),以及在所述空間中沉積可固著的密封材料,并允許所述密封材料固著。
2.如權利要求1的方法,其中所述切削組件00/21)包括切削工具(65),該切削工具 (65)從所述被下放的切削組件沿徑向向外的方向布置,以便接合并切削所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)。
3.如權利要求1或2的方法,其中形成一個或多個切口(170A/170B)包括使所述一個或多個切口橫向于所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)的軸線, 以便切割所述井下區域中的所述一個或多個管道。
4.如權利要求3的方法,其中所述切削工具(65)是具有周邊切削邊緣的切削輪。
5.如前述任意一項權利要求的方法,其中所述切削組件G3)包括銑刀工具(M),該銑刀工具(24)用于對所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)的切割端進行切削(170C)或磨銑,并且所述銑刀工具04)在所述切削或磨銑過程中被向上推壓以便移除所述管道的所述部分。
6.如前述任意一項權利要求的方法,其中形成一個或多個切口(170)包括使所述一個或多個切口橫向于所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)的徑向平面,以便反抗軸向壓縮來削弱所述一個或多個管道中的至少一個。
7.如前述任意一項權利要求的方法,還包括將封隔器(19)下放到地下鉆孔;將所述封隔器密封在一管道內,所述管道圍繞一個或多個管道,或者被一個或多個管道圍繞;從所述封隔器向所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)的削弱部施力,以便軸向壓縮所述削弱部,從而移置其端部以形成用于所述可固著密封材料的空間。
8.如權利要求7的方法,其中所述封隔器(19)是徑向可擴展的封隔器,并且相對于圍繞所述一個或多個削弱管道或者被一個或多個削弱管道圍繞的管道(101,103,144,145, 167,168,177)壁擴展,以使得其接合于其中。
9.如作為權利要求6的從屬權利要求的權利要求7或8的方法,其中管道移除裝置 (18)被用于將所述封隔器(19)接合到所述削弱部的端部以形成活塞并壓縮所述削弱部, 從而移除所述端部以形成用于所述可固著密封材料的所述空間。
10.如前述任意一項權利要求的方法,其中所述井下馬達或驅動器(39)被連接到具有周邊滾筒(37)陣列的井下防旋轉裝置,該周邊滾筒(37)陣列承載管道壁,并允許所述井下馬達或驅動器軸向運動但基本上阻止其旋轉。
11.如權利要求10的方法,其中所述井下馬達或驅動器是從線纜(6)懸吊的馬達(39) 并具有定子(57),該定子(57)通過所述井下防旋轉裝置被固定以抵防旋轉。
12.如權利要求11的方法,其中所述井下馬達(39)與方鉆桿聯結器(172,173)聯結, 該方鉆桿聯結器(172,173)允許所述切削組件(21,43)在切削作業過程中軸向運動。
13.如前述任意一項權利要求的方法,其中所述井下馬達或驅動器(39)可被其流體入口(147)和出口之間的壓差流體操作,其中流體被注入到所述鉆孔中以便在所述流體入口 (147)處形成高壓區域,并在所述流體出口處形成低壓區域,由此驅動所述井下馬達或驅動器(39)。
14.如權利要求13的方法,其中所述井下馬達或驅動器(39)是具有定子(57)和轉子 (56)的馬達(39),所述定子和轉子限定工作流體在所述定子和轉子之間的軸向流動路徑, 其中所述轉子、所述定子、或者所述定子和轉子的組合具有螺旋通道或投射,其被所述流動路徑中的流體流動作用以便驅動所述轉子。
15.如權利要求14的方法,其中所述定子(57)和轉子(56)都具有螺旋節面。
16.如前述任意一項權利要求的方法,其中所述井下馬達或驅動器(39)包括多個被至少一個萬向節(53)軸向連接的井下馬達。
17.如前述任意一項權利要求的方法,其中所述切削組件00/21/43)通過線纜(6)下放。
18.如前述任意一項權利要求的方法,其中所述切削組件00/21/43)的切削工具由所述切削組件的重量、施加到所述切削組件的頂部的流體壓力、施加到所述切削組件從其懸吊的線纜(6)的張力或上述的組合向所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167, 168,177)推壓。
19.如前述任意一項權利要求的方法,還包括將在其下端部包含密封材料的可擴展和可收縮管道G4)接合到管道(96,98,101, 103,144,145,167,168,177)的下端部(166);將流體壓力施加到所述管道以擴展所述可擴展和可收縮管道;將密封材料泵入由所述移除部分創建的所述空間;利用密度比所述密封材料小的置換流體從所述可擴展和可收縮管道置換所述密封材料;以及釋放泵送壓力,由此借助于浸入在所述較重的密封材料中來收縮所述可擴展和可收縮管道,并通過使用所述可擴展和可收縮管道的壁和單向閥來使所述較輕的置換流體與所述可擴展和可收縮管道內的所述較重的密封材料隔離。
20.一種密封地下鉆孔的方法,包括將由井下馬達或驅動器(39,64)驅動的擠壓組件(18,19)下放到所述地下鉆孔;將來自所述擠壓組件(19)的力施加到所述地下鉆孔中的一個或多個管道(96,98, 101,103,144,145,167,168,177)的切割端,以便軸向移置所述切割端而形成空間;以及在所述空間中沉積可固著的密封材料,并允許所述可固著密封材料固著。
21.如權利要求20的方法,其中所述擠壓組件包括封隔器(19),所述封隔器(19)被密封在圍繞所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)或被所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)圍繞的管道內,并且所述封隔器(19)向所述切割端施力。
22.如權利要求21的方法,其中所述封隔器(19)是軸向可擴展封隔器,并且其相對于管道(101,103,144,145,167,168,177)壁擴展以便與其接合。
23.如權利要求20-22中任意一項權利要求的方法,其中在向所述切割端施加所述力之前,通過形成一個或多個切口(270)來削弱與所述切割端相鄰的管道的一部分。
24.一種用于在地下鉆孔或管道中執行旋轉或者切削作業的裝置,所述裝置包括可與線纜接合的井下組件,所述井下組件可放置并可懸掛在所述鉆孔或管道中并且可經由所述線纜從所述鉆孔或管道中取回,所述井下組件包括以下至少之一聯結到液壓馬達(39)的旋轉工具(18,19,22,23,180),聯結到液壓馬達(39)的旋轉切削工具(21,24,65,161),或者聯結到活塞的軸向切削工具00),或者上述三者的組合,其中所述液壓馬達或活塞(64)包括流體入口(36)和流體出口,所述流體入口和流體出口分別與所述地下鉆孔或管道的高壓區域和低壓區域連通,由此所述液壓馬達或者活塞可被所述地下鉆孔或管道內的壓差流體操作。
25.如權利要求M的裝置,還包括通過一個或多個萬向節(5 軸向串行連接的多個液壓馬達(39)。
26.如權利要求M或25的裝置,還包括與所述旋轉工具、所述旋轉切削工具、所述軸向切削工具或上述的組合接合的方鉆桿聯結器(172,173),其中所述方鉆桿耦合器允許所述旋轉工具、所述旋轉切削工具、所述軸向切削工具或者他們的組合的軸向運動。
27.如權利要求M-26中的任意一項權利要求的裝置,其中所述井下組件包括沿徑向向外的方向布置的旋轉切削工具(65),用于在圓周方向上接合以及切削一個或多個管道 (96,98,101,103,144,145,167,168,177)。
28.如權利要求M-26中的任意一項權利要求的裝置,其中所述井下組件包括沿徑向向外的方向布置的旋轉切削工具(65),用于在軸向方向上接合以及切削一個或多個管道 (96,98,101,103,144,145,167,168,177)。
29.如權利要求27或觀的裝置,其中所述切削工具(65)是具有周邊切削邊緣的切削輪。
30.如權利要求M-26中的任意一項權利要求的裝置,其中所述旋轉切削工具包括銑刀工具(M),用于對所述一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)的切割端進行切削(170C)或磨銑。
31.如權利要求M-30中的任意一項權利要求的裝置,還包括封隔器(19),所述封隔器 (19)相對于管道壁(96,98,101,103,144,145,167,168,177)可擴展以便將封隔器密封于其中。
32.如權利要求31的裝置,其中所述封隔器(19)包括位于隔膜(89)內的可擴展框架 (86),所述隔膜(89)包含阻擋流體通路的分級顆粒,其中所述所述可擴展框架、隔膜和分級顆粒設置于整個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)中,以便在所述地下鉆孔或管道內或者在與所述地下鉆孔或管道的端部(166)相鄰的空間內擴展,以密封所述地下鉆孔或管道或所述空間。
33.如權利要求32的裝置,其中所述封隔器(19)還包括單向閥和相關聯的延伸穿過所述封隔器的通路,以允許利用施加在所述封隔器上的壓力來有控制地釋放所述封隔器下方的流體,從而在所述地下鉆孔或管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)內或者在與所述地下鉆孔或管道的所述端部(166)相鄰的所述空間內軸向移動所述封隔器。
34.如權利要求沈-33中的任意一項權利要求的裝置,包括旋轉懸掛器(18),該旋轉懸掛器(18)可在管道壁(98,101,103,105,144,145,167,168,177)內旋轉,并可從所述管道壁(98,101,103,105,144,145,167,168,177)釋放。
35.一種使用一個或多個地下鉆孔或管道的方法,包括使用線纜將井下組件定位到地下鉆孔或管道內,其中所述井下組件包括聯結到電馬達或液壓馬達的旋轉工具(18,19,21)、聯結到液壓馬達(39)的旋轉工具(22,23,24,161, 180)、聯結到活塞(64)的軸向切削工具或者上述的組合,以及驅動所述旋轉工具、所述軸向切削工具或者上述的組合,以便在所述地下鉆孔或管道 (98,101,103,105,144,145,167,168,177)內執行維護或插入作業。
36.如權利要求35的方法,還包括將流體注入到所述一個或多個鉆孔或管道(98,101, 103,105,144,145,167,168,177),以便在其中形成高壓區域和低壓區域,其中所述液壓馬達包括分別與所述高壓區域和低壓區域連通的流體入口(36)和流體出口。
37.如權利要求35或36的方法,其中所述井下組件借助于線纜(6)放入到所述一個或多個地下鉆孔或管道(98,101,103,105,144,145,167,168,177)中,并且其中所述維護或插入作業包括對鉆井進行側向跟蹤。
38.如權利要求35或36的方法,還包括利用線纜將井下組件(16)、封隔器(18)或其組合放入所述一個或多個地下鉆孔或管道(98,101,103,105,144,145,167,168,177)以形成活塞或除垢器、刷洗裝置、流體噴射裝置或其組合,以便清洗所述一個或多個地下鉆孔或管道。
39.如權利要求35或36的方法,其中所述井下組件借助于線纜(6)放入到管道(98, 101,103,105,144,145,167,168,177)中,以便聯結或分離裝置。
40.如權利要求35或36的方法,其中所述井下組件借助于線纜(6)放入到管道(98, 101,103,105,144,145,167,168,177)中,以便在所述管道中或所述管道附近切削所述管道或裝置,其中驅動所述旋轉工具、所述軸向切削工具或其組合包括橫向于所述管道或裝置的徑向平面、橫向于所述管道或裝置的軸線、或螺旋形地沿著所述管道或裝置的周圍來形成一個或多個切口。
41.如權利要求35或36的方法,其中所述井下組件借助于線纜(6)放入到管道(98, 101,103,105,144,145,167,168,177)中,以便在所述管道中或所述管道附近切削所述管道或裝置,其中驅動所述旋轉工具、所述軸向切削工具或其組合包括橫向于所述管道或裝置的徑向平面、橫向于所述管道或裝置的軸線,或螺旋形地沿著所述管道或裝置的周圍來研磨拋光所述管道或裝置。
42.如權利要求35或36的方法,其中通過工具(18,19,44,180)的旋轉接合來驅動所述旋轉工具、所述軸向切削工具或其組合,以便密封所述一個或多個地下鉆孔或管道。
全文摘要
在地下鉆孔或管道中執行旋轉或切削操作尤其是密封操作的裝置,包括連接至線纜(6)的井下組件。該井下組件包括至少一個聯結至電動馬達或液壓馬達(39)的旋轉工具(18,19,21),聯結至液壓馬達(39)的旋轉工具(22,23,24,161,180),或者聯結至活塞的軸向切削工具(20)。該液壓馬達或活塞(64)被井筒中產生的流體壓差操作。還提供了密封地下鉆孔的方法,其中一個或多個管道(96,98,101,103,144,145,167,168,177)中的切削組件形成一個或多個切口(170,170A/170B,170C)以便移除至少一部分管道并且混凝土沉積在形成的空間中。該空間不具有巖屑,其可在混凝土密封中另外形成漏泄路徑。在變型例中,該空間通過井下壓擠裝置(18,19)產生。
文檔編號E21B23/14GK102482927SQ201080039647
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月5日 優先權日2009年7月6日
發明者布魯斯·阿諾德·通蓋特 申請人:布魯斯·阿諾德·通蓋特