Скважинное устройство и способ

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинном устройстве или инструменте. Скважинное устройство или инструмент содержит гнездо, выполненное с возможностью приема объекта, например шара. Гнездо содержит выпуклую взаимодействующую с объектом поверхность для блокирования объекта. Причем выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность содержит несколько сегментов. Технический результат заключается в предотвращении высаживания, заклинивания или застревания объекта в гнезде. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 36 ил.

 

Область техники изобретения

Данное изобретение относится к скважинному устройству и способу. Конкретнее, но не исключительно, варианты осуществления данного изобретения относятся к гнезду для приема объекта, например, шара.

Предпосылки изобретения

В промышленности разведки и добычи нефти и газа бурят стволы скважин для доступа к подземным нефтегазоносным пластам. Трубную колонну, например, колонну заканчивания или спусковую колонну, можно собирать, спускать в ствол скважины и эксплуатировать для выполнения некоторого числа отличающихся операций в стволе скважины. Некоторые операции для своего проведения могут требовать активирования одного или нескольких инструментов из конфигурации спуска в скважину в активированную конфигурацию.

Можно применять различные активирующие механизмы. Один или несколько инструментов можно механически активировать, например, передавая силу с поверхности или спуская в скважину механический активирующий или установочный инструмент и прикладывая силу к инструменту, применяя установочный инструмент. Альтернативно или дополнительно, один или несколько инструментов можно активировать давлением текучей среды, например, подавая давление текучей среды с поверхности и/или с помощью гидростатического давления. В одном механизме активирования давлением текучей среды применяют создание участка уменьшенного внутреннего диаметра или гнезда, выполненного с возможностью приема шара. В работе шар может спускаться через трубную колонну для установки в гнездо. С помощью герметизации или дросселирования канала трубной колонны приложенное давление текучей среды можно применять для активирования инструмента, например, втулки с переводом из конфигурации спуска в скважину в активированную конфигурацию.

Для обеспечения надежного залавливания и удержания шара в гнезде шар и/или гнездо можно выполнять с возможно большей площадью контакта между шаром и гнездом. В некоторых случаях данное можно получать с помощью шлифовки или иного выполнения одного или обоих из гнезда и шара такими, что гнездо прочно захватывает шар. Данное также дает уменьшение напряжения, поскольку силы могут распределяться по большей площади контактной поверхности.

Хотя создание увеличенных площадей контактной поверхности дает ряд преимуществ, в среде с высокой температурой и высоким давлением некоторых нефтяных и газовых скважин обычные устройства страдают от проблемы, заключающейся в том, что силы, действующие между шаром и гнездом могут являться достаточными для высаживания или иначе заклинивания шара в гнезде с созданием нежелательного постоянного препятствия проходу. В некоторых случаях указанное может приводить к необходимости удаления трубной колонны из ствола скважины или проведения дополнительного капремонта или бурения для удаления или обхода препятствия для прохода, что создает значительные затраты времени и расходы для оператора.

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту настоящего изобретения создано скважинное устройство или инструмент, содержащий:

гнездо, выполненное с возможностью приема объекта, причем гнездо содержит выпуклую поверхность, взаимодействующую с объектом.

Устройство может содержать трубный корпус или кожух, выполненный с возможностью обеспечения прохода объекта.

Объект может иметь любую подходящую форму и конструкцию. В конкретных вариантах осуществления объект представляет собой шар, в частности но не исключительно, сферический шар, или т.п.

При использовании объект может сбрасываться, подаваться насосом или иначе продвигаться через трубный корпус до установки в гнездо, и устройство можно использовать в различных вариантах применения для выполнения одной или нескольких работ в скважине или для обеспечения проведения одной или нескольких работ в скважине. Например, устройство может выполняться так, что при взаимодействии между объектом и гнездом герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус, что увеличивает выше по потоку давление текучей среды, причем увеличенное выше по потоку давление текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине. Альтернативно или дополнительно, устройство может выполняться так, что при взаимодействии между объектом и гнездом герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус с созданием перепада давления текучей среды на гнезде, при этом перепад давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине. Альтернативно или дополнительно, устройство может выполняться так, что удар объекта по гнезду может использоваться для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине. Одна или несколько работ в стволе скважины могут, например, содержать перевод скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию. Первая конфигурация может представлять собой конфигурацию спуска в скважину. Вторая конфигурация может представлять собой активированную конфигурацию.

Предпочтительно, варианты осуществления изобретения могут предотвращать или по меньшей мере ослаблять высаживание, защемление или иначе заклинивание объекта в гнезде, при этом обеспечивая удаление препятствия для прохода, создаваемого при взаимодействии объекта с гнездом, например, с помощью давления текучей среды или обратной циркуляции текучей среды. Варианты осуществления изобретения могут альтернативно или дополнительно обеспечивать более высокую степень регулирования передачи создающих нагрузку сил между объектом и гнездом при их взаимодействии, а также другими компонентами устройства или компонентами, функционально связанными с устройством. Например, в вариантах осуществления изобретения взаимодействие между гнездом и объектом может выполняться так, что траекторию действия нагрузок результирующей силы, передаваемой в гнездо, можно регулировать или задавать для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства, или компонента, функционально связанного с устройством и/или исключения или ослабления движущих сил. Регулирование передачи создающих нагрузку сил может дополнительно или альтернативно обеспечивать оптимизацию части устройства, или компонентов, функционально связанных с устройством, поскольку резервирование, требуемое в ином случае при отсутствии управления передачей создающих нагрузку сил, можно уменьшить или исключить.

В конкретных вариантах осуществления взаимодействующая с объектом поверхность может представлять собой или составлять часть обращенной вверх по потоку или к устью скважины поверхности гнезда. Например, устройство может выполняться так, что гнездо принимает объект, направленный с поверхности или из другого расположенного выше по потоку или ближе к устью скважины места.

Альтернативно или в дополнение, взаимодействующая с объектом поверхность представлять собой или составлять часть обращенной вниз по потоку или к забою скважины поверхности гнезда. Например, устройство может выполняться так, что гнездо принимает объект, направленный с поверхности или из другого расположенного ниже по потоку или ближе к забою скважины места.

Понятно, что хотя применяютcя термины ближе к устью скважины, выше по потоку, ниже по потоку или ближе к забою скважины, устройство можно ориентировать под любым требуемым углом или иметь нужную ориентацию и может применятьcя в вертикальном стволе скважины, наклонно-направленном стволе скважины или горизонтальном стволе скважины, если требуется.

Взаимодействующая с объектом поверхность может иметь любую подходящую форму и конструкцию.

Взаимодействующая с объектом поверхность может выполняться с возможностью минимизации площади контакта между гнездом и объектом в отличие от обычного устройства в котором стремятся к максимизации площади контакта между гнездом и объектом.

Взаимодействующая с объектом поверхность может выполняться с возможностью создания линейного или точечного взаимодействия между гнездом и объектом.

Взаимодействующая с объектом поверхность может содержать участок криволинейной выпуклой поверхности. Взаимодействующая с объектом поверхность может содержать полутороидальную поверхность, d-образный профиль в продольном сечении или т.п.

Взаимодействующая с объектом поверхность может содержать линеаризованную выпуклую поверхность. Например, взаимодействующая с объектом поверхность может содержать тороидальную многогранную поверхность, треугольную в продольном сечении или т.п.

В конкретных вариантах осуществления взаимодействующая с объектом поверхность может выполняться наклонной по отношению к продольной оси корпуса.

Устройство может выполняться с возможностью создания одного линейного или точечного контакта с объектом при взаимодействии. Взаимодействующая с объектом поверхность может являться кольцевой.

Устройство может выполняться с возможностью создания множества отдельных точек контакта с объектом. Например, гнездо может содержать множество разнесенных по окружности или радиально компонентов или сегментов.

Устройство может выполняться с возможностью создания взаимодействия с уплотнением между объектом и гнездом. Альтернативно, устройство может выполняться с возможностью создания байпаса по меньшей мере для части текучей среды, когда объект и гнездо приведены во взаимодействие.

Устройство может выполняться с возможностью спуска в ствол скважины как части трубной колонны, например, но не исключительно колонны заканчивания, спусковой колонны, бурильной колонны или т.п. Устройство может выполняться для установки в любом подходящем месте в колонне. В некоторых вариантах осуществления устройство может выполняться для установки на дальнем конце трубной колонны или вблизи него.

Трубный корпус может иметь любую подходящую форму и конструкцию.

Трубный корпус может содержать стенку и аксиальное отверстие. Аксиальное отверстие может представлять собой аксиальный проход потока. Аксиальное отверстие может выполняться с возможностью создания прохода потока, по существу примыкающего к аксиальному проходному отверстию трубной колонны. При использовании объект можно направлять через трубную колонну с поверхности или другого места выше по потоку в аксиальное отверстие трубного корпуса перед установкой в гнездо.

В некоторых вариантах осуществления трубный корпус может содержать поперечный проход потока текучей среды, например, но не исключительно, окно. Поперечный проход потока текучей среды может содержать по меньшей мере одно окно прохода текучей среды. Поперечный проход потока текучей среды может содержать одно окно. Альтернативно, поперечный проход потока текучей среды может содержать множество окон. В вариантах осуществления, где имеется множество окон поперечного прохода потока текучей среды, два или больше окон могут располагаться по окружности. Альтернативно, или дополнительно, два или больше окон могут располагаться аксиально.

Гнездо может иметь любую подходящую форму и конструкцию.

Гнездо может иметь внутренний диаметр меньше, чем у трубного корпуса.

Гнездо может располагаться смежно с трубным корпусом/в трубном корпусе.

Гнездо может содержать промежуточный участок.

Промежуточный участок может устанавливаться или выполняться между поверхностью гнезда, расположенной выше по потоку или обращенной к устью скважины и поверхностью гнезда расположенной ниже по потоку или обращенной к забою скважины.

В некоторых вариантах осуществления гнездо может выполняться интегральным с трубным корпусом.

В некоторых вариантах осуществления гнездо может соединяться с трубным корпусом.

В некоторых вариантах осуществления гнездо может выполняться отдельным от трубного корпуса и может, например, выполняться соединенным или созданным на элементе отверстия, например втулке, функционально связанной с трубным корпусом.

Гнездо может иметь внутренний диаметр меньше, чем у элемента отверстия или втулки.

Гнездо может располагаться смежно с элементом отверстия или втулкой, а также в них.

В процессе работы трубный корпус и элемент отверстия или втулка могут вместе создавать скважинный инструмент для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине. Устройство может переходить из первой конфигурации во вторую конфигурацию. Первая конфигурация может представлять собой конфигурацию спуска в скважину. Вторая конфигурация может представлять собой активированную конфигурацию. Элемент отверстия или втулка может перемещаться относительно трубного корпуса для перевода устройства из первой конфигурации во вторую конфигурацию. Устройство может выполняться с возможностью предотвращения поперечного прохода текучей среды через трубный корпус, когда имеет первую конфигурацию, и обеспечивать поперечный проход текучей среды когда имеет вторую конфигурацию.

Элемент отверстия или втулка может содержать поперечный проход потока текучей среды, например, но не исключительно окно. Поперечный проход потока текучей среды может содержать по меньшей мере одно окно. Поперечный проход потока текучей среды может содержать одно окно. Альтернативно, поперечный проход потока текучей среды может содержать множество окон. В вариантах осуществления, где имеется множество боковых окон прохода потока текучей среды, два или больше окон могут располагаться по окружности. Альтернативно, или дополнительно, два или больше окон могут располагаться аксиально.

В некоторых вариантах осуществления как инструмент, так и трубный корпус, могут содержать по меньшей мере одно боковое окно, и устройство может выполняться с возможностью предотвращать поперечный проход текучей среды через трубный корпус, когда имеет первую конфигурацию и обеспечивать поперечный проход текучей среды когда имеет вторую конфигурацию с помощью совмещенных окон в инструменте или втулке и трубном корпусе.

Устройство может содержать зажимной патрон. Гнездо может создаваться на зажимном патроне или с его помощью.

Взаимодействующая с объектом поверхность может создаваться на зажимном патроне или в соединении с ним. Например, зажимной патрон может содержать множество пальцев зажимного патрона и взаимодействующая с объектом поверхность может создаваться на или соединяться, по меньшей мере с одним, и в конкретных вариантах осуществления со всеми пальцами зажимного патрона.

Зажимной патрон может создаваться на трубном корпусе или соединяться с трубным корпусом. В конкретных вариантах осуществления, вместе с тем, зажимной патрон может создаваться на или соединяться с элементом отверстия или втулкой. При использовании зажимной патрон может выполняться с возможностью залавливания объекта для обеспечения выполнения работы в скважине и выполняться с возможностью высвобождения объекта.

Объект может содержать взаимодействующую с гнездом поверхность. Взаимодействующая с гнездом поверхность может иметь любую подходящую форму и конструкцию. Взаимодействующая с гнездом поверхность может выполняться с возможностью минимизации площади контакта между гнездом и объектом в отличие от обычного устройства, в котором стремятся к максимизации площади контакта между гнездом и объектом. Взаимодействующую с гнездом поверхность можно выполнять с возможностью создания линейного или точечного взаимодействия между гнездом и объектом. Взаимодействующая с гнездом поверхность может содержать участок криволинейной выпуклой поверхности. Взаимодействующая с гнездом поверхность может содержать полутороидальную поверхность, d-образный профиль в продольном сечении или т.п. Взаимодействующая с гнездом поверхность может содержать линеаризованную выпуклую поверхность. Например, взаимодействующая с гнездом поверхность может содержать тороидальную многогранную поверхность, треугольную в продольном сечении или т.п.

Соединительное устройство может выполняться для соединения устройства с расположенным со стороны устья скважины компонентом трубной колонны. В конкретных вариантах осуществления соединительное устройство может представлять собой замковый ниппель с резьбой. В других вариантах осуществления соединительное устройство может представлять собой замковую муфту с резьбой, быстроразъемное соединительное устройство или любые другие подходящие соединительные устройства или их комбинации.

Соединительное устройство может выполняться для соединения устройства с расположенным со стороны забоя скважины компонентом трубной колонны. В конкретных вариантах осуществления соединительное устройство может представлять собой замковый ниппель с резьбой. В других вариантах осуществления соединительное устройство может представлять собой замковую муфту с резьбой, быстроразъемное соединительное устройство или любые другие подходящие соединительные устройства или их комбинации.

Устройство может функционально связываться со скважинным инструментом.

При использовании устройство может выполняться с возможностью перевода скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию. Первая конфигурация может являться конфигурацией спуска в скважину. Вторая конфигурация может являться активированной конфигурацией.

Скважинный инструмент, функционально связанный с устройством, может располагаться выше по потоку от гнезда. В таких вариантах осуществления устройство может выполняться с возможностью тянуть скважинный инструмент для перевода скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию.

Скважинный, инструмент, функционально связанный с устройством, может располагаться ниже по потоку от гнезда. В таких вариантах осуществления устройство может выполняться с возможностью толкать скважинный инструмент для перемещения скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию.

Устройство может функционально связываться с одним скважинным инструментом. Альтернативно, устройство может функционально связываться с множеством скважинных инструментов.

Скважинный инструмент, функционально связанный с устройством, может иметь любую подходящую форму и конструкцию.

В конкретных вариантах осуществления скважинный инструмент может содержать втулку.

Скважинный инструмент может содержать поперечный проход потока текучей среды, например, но не исключительно окно. Поперечный проход потока текучей среды может содержать по меньшей мере одно окно. Поперечный проход потока текучей среды может содержать одно окно. Альтернативно, поперечный проход потока текучей среды может содержать множество окон. В вариантах осуществления, где имеется множество боковых окон прохода потока текучей среды, два или больше окон могут располагаться по окружности. Альтернативно, или дополнительно, два или больше окон могут располагаться аксиально.

По меньшей мере один скважинный инструмент может содержать гнездо.

В случае оборудования множества скважинных инструментов по меньшей мере два из скважинных инструментов могут содержать гнездо. В конкретных вариантах осуществления гнезда по меньшей мере двух из скважинных инструментов могут выполняться с возможностью приема объекта одного размера. Альтернативно или в дополнение, гнездо по меньшей мере одного из скважинных инструментов может выполняться с возможностью приема объекта с размером отличающимся от размера объекта, принимаемого другим гнездом.

По меньшей мере один скважинный инструмент может содержать зажимной патрон и гнездо может образовываться зажимным патроном.

Взаимодействующая с объектом поверхность может создаваться на зажимном патроне или соединяться с зажимным патроном. Например, зажимной патрон может содержать множество пальцев зажимного патрона, и взаимодействующая с объектом поверхность может создаваться на или соединяться, по меньшей мере с одним, и в конкретных вариантах осуществления со всеми пальцами зажимного патрона. При использовании зажимной патрон может выполняться с возможностью залавливания объекта для обеспечения выполнения работы в скважине и выполняться с возможностью высвобождения объекта.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения создан способ конструирования скважинного устройства, содержащий:

создание гнезда, выполненного с возможностью приема объекта;

и создание выпуклой взаимодействующей с объектом поверхности на гнезде.

Может создаваться трубный корпус или кожух, причем трубный корпус выполняется с возможностью обеспечения прохода объекта.

В конкретных вариантах осуществления создание выпуклой взаимодействующей с объектом поверхность может содержать создание выпуклой взаимодействующей с объектом поверхности на гнезде. Любое подходящее средство создания выпуклой взаимодействующей с объектом поверхности может применятьcя. Например, выпуклую взаимодействующую с объектом поверхность можно выполнить с помощью станочной обработки, шлифовки или их комбинаций.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения создан способ активирования скважинного инструмента содержащий:

создание скважинного устройства согласно первому аспекту;

введение объекта во взаимодействие с гнездом,

при этом взаимодействие между объектом и гнездом обеспечивает приложение давления текучей среды или приложение перепада давления текучей среды для активирования скважинного инструмента.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения создано гнездо, выполненное с возможностью приема объекта, гнездо содержит выпуклую поверхность, взаимодействующую с объектом.

Объект, например, объект, описанный выше по любому из предыдущих аспектов, может создаваться в комбинации с гнездом.

В соответствии с вариантом 1 осуществления настоящего изобретения предложено скважинное устройство или инструмент, содержащий:

гнездо, выполненное с возможностью приема объекта, гнездо содержит выпуклую поверхность, взаимодействующую с объектом.

Вариант осуществления 2, в соответствии с вариантом 1 осуществления, содержащий трубный корпус или кожух, выполненный с возможностью обеспечения прохода объекта.

Вариант осуществления 3, в соответствии с вариантами 2 или 1 осуществления, в котором объект представляет собой шар.

Вариант осуществления 4, в соответствии с вариантом 3, в котором объект представляет собой сферический шар.

Вариант осуществления 5, в соответствии с любым из предыдущих вариантов, выполненный с возможностью герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом.

Вариант осуществления 6, выполненный с возможностью герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом для увеличения выше по потоку давления текучей среды.

Вариант осуществления 7, в соответствии с вариантом 6, выполненное с возможностью герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом увеличивающего выше по потоку давление текучей среды для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине.

Вариант осуществления 8, в соответствии с вариантами 5, 6 или 7, выполненный с возможностью герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом для создания перепада давления текучей среды на гнезде.

Вариант осуществления 9, в соответствии с вариантом 8, выполненный с возможностью герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом, создающего перепад давления текучей среды на гнезде для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине.

Вариант осуществления 10, в соответствии с любым предыдущем вариантом, выполненный с возможностью использования удара объекта по гнезду для выполнения или обеспечения выполнения работы в стволе скважины.

Вариант осуществления 11, в соответствии с любым вариантом 7-10, где работа в стволе скважины содержит перемещение скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию.

Вариант осуществления 12, в соответствии с вариантом 11, в котором первая конфигурация представляет собой конфигурацию спуска в скважину.

Вариант осуществления 13, в соответствии с вариантом 11 или 12, в котором вторая конфигурация представляет собой активированную конфигурацию.

Вариант осуществления 14, в соответствии с любым предыдущем вариантом, выполненным с возможностью при взаимодействии гнезда и объекта регулировать или выбирать траекторию действия нагрузки от результирующей силы, передаваемой в гнездо.

Вариант осуществления 15, в соответствии с вариантом 14, выполненное с возможностью при взаимодействии гнезда и объекта регулировать или выбирать траекторию действия нагрузки от результирующей силы, передаваемой в гнездо, для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора.

Вариант осуществления 16, в соответствии с вариантом 15, выполненный с возможностью при взаимодействии гнезда и объекта регулировать или выбирать траекторию действия нагрузки от результирующей силы, передаваемой в гнездо для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства или компонента, функционально связанного с устройством.

Вариант осуществления 17, в соответствии с вариантом 15 или 16, выполненное с возможностью при взаимодействии гнезда и объекта регулировать или выбирать траекторию действия нагрузки от результирующей силы, передаваемой в гнездо, для исключения или ослабления движущих сил.

Вариант осуществления 18, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой или образует часть обращенной вверх по потоку или к устью скважины поверхности гнезда.

Вариант осуществления 19, в соответствии с вариантом 18, выполненное с возможностью приема в гнездо объекта, направленного с поверхности или из другого расположенного выше по потоку или ближе к устью скважины места.

Вариант осуществления 20, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой, или образует часть обращенной вниз по потоку или к забою скважины поверхности гнезда.

Вариант осуществления 21, в соответствии с вариантом 20, выполненное с возможностью приема в гнездо объекта, направленного с места, расположенного ниже по потоку или ближе к забою скважины.

Вариант осуществления 22, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность выполнена с возможностью минимизации площади контакта между гнездом и объектом.

Вариант осуществления 23, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность выполнена с возможностью создания линейного или точечного взаимодействия между гнездом и объектом.

Вариант осуществления 24, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой участок криволинейной выпуклой поверхности.

Вариант осуществления 25, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой полутороидальную поверхность.

Вариант осуществления 26, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в котором взаимодействующая с объектом поверхность имеет d-образный профиль в продольном сечении.

Вариант осуществления 27, в соответствии с вариантом по любому варианту 1-23, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой линеаризованную выпуклую поверхность.

Вариант осуществления 28, в соответствии с вариантом 27, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой тороидальную многогранную поверхность.

Вариант осуществления 29, в соответствии с вариантом 27 или 28, в котором взаимодействующая с объектом поверхность является треугольной в продольном сечении.

Вариант осуществления 30, в соответствии с вариантом 2-29, в котором взаимодействующая с объектом поверхность является наклонной по отношению к продольной оси корпуса.

Вариант осуществления 31, в соответствии с вариантом 23-30, выполненное с возможностью создания одной линейного или точечного взаимодействия с объектом.

Вариант осуществления 32, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту в котором взаимодействующая с объектом поверхность является кольцевой.

Вариант осуществления 33, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту 1-30, выполненное с возможностью создания множества отдельных точек контакта с объектом.

Вариант осуществления 34, в соответствии с вариантом 33, в котором гнездо содержит множество разнесенных по окружности или радиально компонентов или сегментов.

Вариант осуществления 35, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, выполненное с возможностью создания взаимодействия с уплотнением между объектом и гнездом.

Вариант осуществления 36, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту 1-34, выполненное с возможностью создания байпаса по меньшей мере для части текучей среды, когда объект и гнездо сцепляются.

Вариант осуществления 37, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, выполненное с возможностью спуска в ствол скважины, как части трубной колонны.

Вариант осуществления 38, в соответствии с вариантом по любому варианту 2-37, в котором трубный корпус содержит стенку и аксиальное отверстие.

Вариант осуществления 38, в соответствии с вариантом 38, в котором аксиальное отверстие представляет собой аксиальный проход потока.

Вариант осуществления 40, в соответствии с вариантом 38 или 39, зависящему от варианта 37, в котором аксиальное отверстие выполнено с возможностью создания прохода потока по существу примыкающего к аксиальному проходному отверстию трубной колонны.

Вариант осуществления 41, в соответствии с вариантом по любому варианту 2-40, в котором трубный корпус содержит поперечный проход потока текучей среды.

Вариант осуществления 42, в соответствии с вариантом 41, в котором поперечный проход потока текучей среды содержит по меньшей мере одно окно.

Вариант осуществления 43, в соответствии с вариантом 42, в котором поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон.

Вариант осуществления 44, в соответствии с вариантом 43, в котором два или больше окон расположены по окружности.

Вариант осуществления 45, в соответствии с вариантом 43 или 44, в котором два или больше окон расположены аксиально.

Вариант осуществления 46, в соответствии с любым из вариантов 2-45, в котором гнездо имеет внутренний диаметр меньше, чем у трубного корпуса.

Вариант осуществления 47, в соответствии с любым из вариантов 2-46, в котором гнездо расположено смежно с трубным корпусом/в трубном корпусе.

Вариант осуществления 48, в соответствии с любым из вариантов, в котором гнездо содержит промежуточный участок.

Вариант осуществления 49, в соответствии с любым из вариантов 2-48, в котором гнездо выполнено интегральным с трубным корпусом.

Вариант осуществления 50, в соответствии с любым из вариантов 2-48, в котором гнездо соединено с трубным корпусом.

Вариант осуществления 51, в соответствии с любым из вариантов, в котором создается гнездо, соединенное с или выполненное на элементе отверстия или втулке, функционально связанной с трубным корпусом.

Вариант осуществления 52, в соответствии с вариантом 51, в котором гнездо имеет внутренний диаметр меньше, чем у элемента отверстия или втулки.

Вариант осуществления 53, в соответствии с вариантом 50 или 51, в котором гнездо расположено смежно с/в элементе отверстия или втулке.

Вариант осуществления 54, в соответствии с вариантом 51, 52 или 53, в котором трубный корпус и элемент отверстия или втулка вместе образуют скважинный инструмент для выполнения или обеспечения выполнения работы в стволе скважины.

Вариант осуществления 55, в соответствии с вариантом по любому из вариантов 51-54, в котором элемент отверстия или втулка содержит поперечный проход потока текучей среды.

Вариант осуществления 56, в соответствии с вариантом 55, в котором поперечный проход потока текучей среды содержит по меньшей мере одно окно.

Вариант осуществления 57, в соответствии с вариантом 56, в котором поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон.

Вариант осуществления 58, в соответствии с вариантом 56, в котором два или больше окон расположены по окружности.

Вариант осуществления 59,в соответствии с вариантом 56, в котором два или больше окон расположены аксиально.

Вариант осуществления 60, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, содержащее зажимной патрон.

Вариант осуществления 61, в соответствии с вариантом 60, в котором гнездо выполнено на зажимном патроне или образуется зажимным патроном.

Вариант осуществления 62, в соответствии с вариантом 60 или 61, в котором взаимодействующая с объектом поверхность выполнена на зажимном патроне или соединяется с зажимным патроном.

Вариант осуществления 63, в соответствии с вариантом 60, 61 или 62, в котором зажимной патрон содержит множество пальцев зажимного патрона, и взаимодействующая с объектом поверхность выполнена на или соединяется с по меньшей мере одним из пальцев зажимного патрона.

Вариант осуществления 64, в соответствии с вариантом 60-63, зависящему от варианта 2, в котором зажимной патрон выполнен на трубном корпусе или соединяется с трубным корпусом.

Вариант осуществления 65, в соответствии с вариантом по любому из варианту 60-63, зависящему от варианта 51, в котором зажимной патрон выполнен на элементе отверстия или втулке или соединяется с, элементом отверстия или втулкой.

Вариант осуществления 66, в соответствии с вариантом по любому из варианту 60-65, в котором зажимной патрон выполнен с возможностью залавливания объекта.

Вариант осуществления 67, в соответствии с вариантом 66, в котором зажимной патрон выполнен с возможностью залавливания объекта для обеспечения выполнения работы в скважине.

Вариант осуществления 68, в соответствии с вариантом 60-67, в котором зажимной патрон выполнен с возможностью высвобождения объекта.

Вариант осуществления 69, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, в комбинации с объектом.

Вариант осуществления 70, в соответствии с вариантом 69, в котором объект содержит взаимодействующую с гнездом поверхность.

Вариант осуществления 71, в соответствии с вариантом 70, в котором взаимодействующая с гнездом поверхность выполнена с возможностью минимизации площади контакта между гнездом и объектом.

Вариант осуществления 72, в соответствии с вариантом 70 или 71, в котором взаимодействующая с гнездом поверхность выполнена с возможностью создания линейного или точечного взаимодействия между гнездом и объектом.

Вариант осуществления 73, в соответствии с вариантом 70, 71 или 72, в котором взаимодействующая с гнездом поверхность представляет собой участок криволинейной выпуклой поверхности.

Вариант осуществления 74, в соответствии с вариантом 70, 71 или 72, в котором взаимодействующую с гнездом поверхность представляет собой линеаризованную выпуклую поверхность.

Вариант осуществления 75, в соответствии с вариантом по любому предыдущему варианту, функционально связанное по меньшей мере с одним скважинным инструментом.

Вариант осуществления 76, в соответствии с вариантом 75, выполненное с возможностью тянуть скважинный инструмент для перемещения скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию.

Вариант осуществления 77, в соответствии с вариантом 75, выполненное с возможностью толкать скважинный инструмент для перемещения скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию.

Вариант осуществления 78, в соответствии с вариантом 75, 76 или 77, в котором скважинный инструмент содержит втулку.

Вариант осуществления 79, в соответствии с вариантом по любому из вариантов 75-78, в котором скважинный инструмент содержит поперечный проход потока текучей среды.

Вариант осуществления 80, в соответствии с вариантом 79, в котором поперечный проход потока текучей среды содержит по меньшей мере одно окно прохода текучей среды.

Вариант осуществления 81, в соответствии с вариантом 80, в котором поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон.

Вариант осуществления 82, в соответствии с вариантом 81, в котором два или больше окон расположены по окружности.

Вариант осуществления 83, в соответствии с вариантом 81 или 82, в котором два или больше окон расположены аксиально.

Вариант осуществления 84, в соответствии с вариантом по любому из вариантов 75-83, в котором по меньшей мере один скважинный инструмент содержит гнездо.

Вариант осуществления 85, в соответствии с вариантом 84, в котором множество скважинных инструментов содержат гнездо, и гнезда по меньшей мере двух из скважинных инструментов выполнены с возможностью приема объекта одного размера.

Вариант осуществления 86, в соответствии с вариантом 84 или 85, в котором множество скважинных инструментов содержат гнездо, и гнезда по меньшей мере двух из скважинных инструментов выполнены с возможностью приема объектов не одинакового размера.

Вариант осуществления 87, в соответствии с вариантом по любому из вариантов 75-86, в котором по меньшей мере один скважинный инструмент содержит зажимной патрон.

Вариант осуществления 88, в соответствии с вариантом 87, в котором гнездо образуется зажимным патроном.

Вариант осуществления 89, в соответствии с вариантом 88, в котором взаимодействующая с объектом поверхность выполнена на зажимном патроне или соединяется с зажимным патроном.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ конструирования скважинного устройства, содержащий:

создание гнезда выполненного с возможностью приема объекта;

и создание выпуклой взаимодействующей с объектом поверхности в гнезде.

Вариант осуществления предыдущего способа активирования скважинного инструмента, содержащего:

создание скважинного устройства согласно первому аспекту;

сцепление объекта с гнездом, причем взаимодействие между объектом и гнездом обеспечивает подачу давления текучей среды или приложение перепада давления текучей среды для активирования скважинного инструмента.

В другом аспекте настоящего изобретения предложено гнездо, выполненное с возможностью приема объекта, гнездо содержит выпуклую взаимодействующую с объектом поверхность.

Понятно, что признаки, определенные выше согласно любому аспекту настоящего изобретения, или ниже для любого конкретного варианта осуществления изобретения можно применять, либо индивидуально или в комбинации с любым другим определенным признаком, в любом другом аспекте или варианте осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Данные и другие аспекты настоящего изобретения описаны ниже только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

На фиг. 1A показано продольное сечение устройства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1B показано продольное сечение устройства фиг. 1A с объектом во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 1C показано сечение устройства 1B с объектом во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 1D и 1E показаны продольные сечения устройства фиг. 1A-1C, показывающие применение подаваемого давления для приведения в действие скважинного инструмента, функционально связанного с устройством.

На фиг. 2A показано продольное сечение устройства согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 2B показано продольное сечение устройства фиг. 2A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 2C показано продольное сечение устройства фиг. 2A и 2B во втором положении.

На фиг. 3A показано продольное сечение устройства согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 3B показано продольное сечение устройства фиг. 3A с объектом во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 3C показано продольное сечение устройства фиг. 3A и 3B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 4A показано продольное сечение устройства согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 4B показано продольное сечение устройства фиг. 4A с объектом во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 4C показано продольное сечение устройства фиг. 4A и 4B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 5A показано продольное сечение устройства согласно пятый вариант осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 5B показано продольное сечение устройства фиг. 5A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 5C показано продольное сечение устройства фиг. 5A и 5B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 6A показано продольное сечение устройства согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 6B показано продольное сечение устройства фиг. 6A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 6C показано продольное сечение устройства фиг. 6A и 6B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 7A показано продольное сечение устройства согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения устройство показано в первом положении.

На фиг. 7B показано продольное сечение устройства фиг. 7A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 7C показано продольное сечение устройства фиг. 7А и 7B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 8A показано продольное сечение устройства согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 8B показано продольное сечение устройства фиг. 8A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 8C показано продольное сечение устройства фиг. 8A и 8B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 9A показано продольное сечение устройства согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 9B показано продольное сечение устройства фиг. 9A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 9C показано продольное сечение устройства фиг. 9A и 9B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 9D показано продольное сечение устройства фиг. 9A, 9B и 9C, устройство показано в третьем положении.

На фиг. 10A показано продольное сечение устройства согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения, устройство показано в первом положении.

На фиг. 10B показано продольное сечение устройства фиг. 10A, показан объект во взаимодействии с гнездом.

На фиг. 10C показано продольное сечение устройства фиг. 10A и 10B, устройство показано во втором положении.

На фиг. 10D показано продольное сечение устройств фиг. 10A, 10B и 10C, устройство показано в третьем положении.

На фиг. 11 показана с увеличением часть устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения с передачей сил.

На фиг. 12 показано поперечное сечение устройства фиг. 1B с сегментированным гнездом согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание чертежей

На фиг. 1A-1E, показано устройство 10 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано, устройство 10 образует часть трубной колонны S, например, колонны заканчивания, спусковой колонны, бурильной колонны или т.п., колонна S подходит для установки в стволе скважины, например, стволе В нефтяной или газовой скважины. Секция показанной колонны S включает в себя устройство 10, две секции S1, S2 трубной колонны и скважинный инструмент T, в работе устройство 10 применяетcя для активирования скважинного инструмента T, описанного ниже. В показанном варианте осуществления скважинный инструмент T снабжен поперечным проходом потока текучей среды в виде одного или нескольких боковых окон LP (показано одно окно LP) и пробкой в виде одной или нескольких предохранительных заглушек с разрывной мембраной, RD, установлены с уплотнением в каждом боковом окне LP. Вместе с тем, понятно, что инструмент T может представлять собой любой подходящий скважинный инструмент, например, запорную арматуру, муфту, инструмент гидроразрыва пласта, регулятор притока или другой приводимый в действие давлением инструмент.

В частности, показанное на фиг. 1A и 1B, устройство 10 имеет трубный корпус 12 с аксиальным проходным отверстием 14, выполненным с возможностью обеспечения прохода объекта, например, шара 16 (показан на фиг. 1B). Гнездо 18 создано для приема шара 16, гнездо 18 имеет первую, обращенную к устью скважины, поверхность 20 и вторую, обращенную к забою скважины, поверхность 22. Как показано на фиг. 1A и 1B, первая поверхность 20 представляет собой или образует выпуклую взаимодействующую с объектом поверхность 24 для взаимодействия с шаром 16. В показанном варианте осуществления вся первая поверхность 20 является выпуклой, вместе с тем понятно, что в других вариантах осуществления только часть первой поверхности 20 может являться выпуклой. Также в показанном варианте осуществления первая поверхность 20 и вторая поверхность 22 выполнены интегральными в трубном корпусе 12 и промежуточной части 26, образованной между первой поверхностью 20 и второй поверхностью 22. Вместе с тем, понятно, что гнездо 18 может содержать только первую поверхность 20 или вторую поверхность 22 и может создаваться без промежуточной части 24. Гнездо 18 может также представлять собой отдельный компонент, соединенный, смонтированный или иначе установленный в проходном отверстии 14 трубного корпуса 12.

Как показано также на фиг. 1D и 1E, гнездо 18 образует участок с диаметром меньше, чем у проходного отверстия 14, и в работе шар 16 сбрасывается, подается насосом или иначе, проводится через колонну S и проходное отверстие 14 до установки шара 16 в гнездо 18. На фиг. 1B-1E показано устройство 10 фиг. 1A, с шаром 16, блокированным в гнезде 18.

В данном первом варианте осуществления устройство 10 выполнено так, что при сцеплении между шаром 16 и гнездом 18 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды ниже по потоку от гнезда 18, увеличивая выше по потоку давление Р текучей среды, причем увеличенное выше по потоку давление Р текучей среды применяется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине с помощью активирования инструмента T. Для примера, увеличенное выше по потоку давление может превышать пороговую величину, требуемую для разрыва предохранительного элемента RD (элементов), разрушающегося при заданном давлении в инструменте T для обеспечения гидравлического сообщения между проходным отверстием 14 и кольцевым пространством, расположенным между устройством 10 и стенкой W ствола В скважины.

В работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 24 создает противоположную, а не комплементарную или согласующуюся взаимодействующую поверхность для установки шара 16 и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линейный или точечный контакт, между шаром 16 и гнездом 18, при этом предотвращая или по меньшей мере уменьшая возможность высаживания или иначе заклинивания шара 16 в гнезде 18. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 16 в гнезде 18, препятствие для прохода, создаваемое при взаимодействии шара 16 с гнездом 18, можно удалять, когда требуется. В показанном варианте осуществления удалить шар 16 можно с помощью обратной циркуляции (снизу вверх, как показано на фигурах) или с помощью увеличения давления P до уровня, обеспечивающего продавливание шара 16 через гнездо 18.

Следует учитывать, что гнездо 18 согласно настоящему изобретению может применятьcя в различных устройствах или скважинных инструментах, и несколько альтернативных вариантов осуществления изобретения описаны ниже со ссылкой на фиг. 2A-12. Для упрощения описания другие компоненты колонны S не показаны.

На фиг. 2A, 2B и 2C, показано устройство 210 согласно второму варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 210 одинаковые с компонентами первого варианта осуществления представлены аналогичными цифрами с добавлением цифры 2. На фиг. 2A показано продольное сечение устройства 210 в первом положении. На фиг. 2B показано продольное сечение устройства 210 с шаром 216, блокированным в гнезде 218. На фиг. 2C показано продольное сечение устройства 210 во втором положении.

Как можно видеть на фиг. 2A-2C, гнездо 218 расположено на втулке 28, установленной с возможностью скольжения в аксиальном проходном отверстии 214 трубного корпуса 212. Втулка 28 удерживается в положении, показанном на фиг. 2A одним или несколькими фиксаторами, например, но не исключительно, срезным штифтом 30 или т.п. В данном варианте осуществления трубный корпус 212 дополнительно содержит поперечный проход потока в виде бокового окна 32, и в первом положении, показанном на фиг. 2A, проход потока текучей среды через боковое окно 32 предотвращается втулкой 28. Протечку текучей среды между втулкой 28 и трубным корпусом 212 предотвращают уплотнительные элементы 34a, 34b, установленные в выемках 36a, 36b, выполненных в трубном корпусе 212. Один или несколько уплотнительных элементов (не показано) и одна или несколько выемок (не показано) могут также выполняться во втулке 28.

В работе шар 216 (показано на фиг. 2B и 2C) сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в отверстие 214 трубного корпуса 212 до установки в гнездо 218, как показано на фиг. 2B. В данном втором варианте осуществления устройство 210 выполнено так, что при сцеплении между шаром 216 и гнездом 218 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 212, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 218, перепад PD давления текучей среды, используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 30 и перемещения втулки 28 относительно трубного корпуса 212 из положения, показанного на фиг. 2A, в положение, показанное на фиг. 2C, в таком положении создается доступ в боковое окно 32 для обеспечения прохода текучей среды между проходным отверстием 214 и кольцевым пространством.

Как и в первом варианте осуществления, в работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 224 создает противоположную, а не комплементарную взаимодействующую поверхность для установки шара 216, и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линию или точку контакта между шаром 216 и гнездом 218, при этом предотвращая или по меньшей мере уменьшая возможность высаживания или иначе заклинивания шара 216 в гнезде 218. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 216 в гнезде 218, препятствие для прохода, создаваемое при взаимодействию шара 216 с гнездом 218, можно удаляться, когда требуется. В показанном варианте осуществления удалить шар 216 можно с помощью обратной циркуляции (снизу вверх как показано на фигурах) или с помощью увеличения перепада PD давления до уровня, обеспечивающего продавливание шара 216 через гнездо 218.

На фиг. 3A, 3B и 3C, показано устройство 310 согласно третьему варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 310 , одинаковые с компонентами описанного предыдущим варианта осуществления представлены аналогичными цифрами с добавлением цифры 3. На фиг. 3A показано продольное сечение устройства 310 в первом положении. На фиг. 3B показано продольное сечение устройства 310 с шаром 316, блокированным в гнезде 318. На фиг. 3C показано продольное сечение устройства 310 во втором положении.

Устройство 310 является аналогичным устройству 210, разница состоит в том, что втулка 328 в данном третьем варианте осуществления также содержит поперечный проход потока в виде одного или нескольких боковых окон 38 (одно окно 38 показано).

В работе шар 316 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в проходное отверстие 314 трубного корпуса 312 для установки в гнездо 318. В данном третьем варианте осуществления устройство 310 выполнено так, что при сцеплении между шаром 316 и гнездом 318 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 312, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 318, причем перепад PD давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 330 и перемещения втулки 328 относительно трубного корпуса 312 из положения, показанного на фиг. 3A, в положение, показанное на фиг. 3C, в таком положении боковое окно 38 втулки 328 совмещается с боковым окном 332 трубного корпуса 312 для обеспечения прохода текучей среды между проходным отверстием 314 и кольцевым пространством. Как и в предыдущем варианте осуществления протечка текучей среды между втулкой 328 и трубным корпусом 312 предотвращается уплотнительными элементами 334a, 334b установленными в выемках 336a, 336b, выполненных в трубном корпусе 312. Один или несколько уплотнительных элементов (не показано) и одна или несколько выемок (не показано) могут также создаваться во втулке 328.

Как и в предыдущих вариантах осуществления, в работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 324, создает противоположную, а не комплементарную взаимодействующую поверхность для установки шара 316 и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линию или точку контакта между шаром 316 и гнездом 318, при этом предотвращается или по меньшей мере уменьшается возможность высаживания или иначе заклинивания шара 316 в гнезде 318. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 316 в гнезде 318, препятствие для прохода, создаваемое, благодаря взаимодействию шара 316 с гнездом 318, можно удалять, когда требуется. В показанном варианте осуществления шар 316 можно удалить с помощью обратной циркуляции (снизу вверх как показано на фигурах) или с помощью увеличения перепада PD давления до уровня, обеспечивающего продавливание шара 316 через гнездо 318.

На фиг. 4A, 4B и 4C показано устройство 410 согласно четвертому варианту осуществления изобретения, в данном варианте осуществления компоненты в устройстве 410 одинаковые с компонентами описанного предыдущим варианта осуществления представлены аналогичными цифрами с добавлением цифры 4. На фиг. 4A показано продольное сечение устройства 410 в первом положении. На фиг. 4B показано продольное сечение устройства 410 с шаром 416, блокированным в гнезде 418. На фиг. 4C показано продольное сечение устройства 410 во втором положении.

Устройство 410 является аналогичным второму варианту осуществления, показанному на фиг. 2A-2C, разница состоит в том, что втулка 428 устройства соединена со скважинным инструментом T. В показанном варианте осуществления скважинный инструмент T содержит втулку 40. Скважинный инструмент T расположен ниже по потоку или со стороны забоя от гнезда 418, и в работе шар 416 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в отверстие 414 трубного корпуса 412 для установки в гнездо 418, как показано на фиг. 4B. В данном четвертом варианте осуществления устройство 410 выполнено так, что при сцеплении между шаром 416 и гнездом 418 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 412, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 418, причем перепад PD давления текучей среды, используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 430 и перемещения втулки 428 и втулки 40 относительно трубного корпуса 412 из положения, показанного на фиг. 4A, в положение, показанное на фиг. 4C, в таком положении создается доступ к боковому окну 432 в трубном корпусе 412, обеспечивающий проход текучей среды между проходным отверстием 414 и кольцевым пространством. В данном варианте осуществления перепад PD давления текучей среды применяетcя для проталкивания втулки 428, инструмента T, втулки 40 из первого положения, показанного на фиг. 4A и 4B во второе положение, показанное на фиг. 4C. Как и в предыдущих вариантах осуществления протечка текучей среды между втулкой 428 и трубным корпусом 412 предотвращается уплотнительными элементами 434a, 434b, установленными в выемках 436a, 436b, выполненных в трубном корпусе 412. Один или несколько уплотнительных элементов (не показано) и одна или несколько выемок (не показано) могут также создаваться во втулках 428.

Как и в предыдущих вариантах осуществления, в работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 424 создает противоположную, а не комплементарную взаимодействующую поверхность для установки шара 416 и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линию или точку контакта, между шаром 416 и гнездом 418, при этом предотвращается или по меньшей мере уменьшается возможность высаживания или иначе заклинивания шара 416 в гнезде 418. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 416 в гнезде 418, препятствие для прохода, создаваемое взаимодействием шара 416 с гнездом 418 можно удалять, когда требуется. В показанном варианте осуществления удалить шар 416 можно с помощью обратной циркуляции (снизу вверх как показано на фигурах) или с помощью увеличения перепада PD давления до уровня, обеспечивающего продавливание шара 416 через гнездо 418.

На фиг. 5A, 5B и 5C, показано устройство 510 согласно пятому варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 510 аналогичные предыдущим вариантам осуществления представлены аналогичными цифрами с прибавлением цифры 5. На фиг. 5A показано продольное сечение устройства 510 в первом положении. На фиг. 5B показано продольное сечение устройства 510 с шаром 516, блокированным в гнезде 518. На фиг. 5C показано продольное сечение устройства 510 во втором положении.

Устройство 510 является аналогичным устройству 410, показанному на фиг. 4A-4C, разница состоит в том, что втулка 528 также содержит поперечный проход потока в виде бокового окна 538.

В работе шар 516 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в проходное отверстие 514 трубного корпуса 512 для установки в гнездо 518. В данном пятом варианте осуществления устройство 510 выполнено так, что при сцеплении между шаром 516 и гнездом 518 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 512, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 518, перепад PD давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 530 и перемещения втулки 528 устройства и втулки 540 инструмента относительно трубного корпуса 512 из положения, показанного на фиг. 5A и 5B в положение, показанное на фиг. 5C, в таком положении боковое окно 538 втулки 528 совмещается с боковым окном 532 трубного корпуса 512 для обеспечения прохода текучей среды между проходным отверстием 514 и кольцевым пространством. Как и в предыдущих вариантах осуществления, протечка текучей среды между втулкой 528 и трубным корпусом 512 предотвращается уплотнительными элементами 534a, 534b установленными в выемках 536a, 536b, выполненных в трубном корпусе 512. Один или несколько уплотнительных элементов (не показано) и одна или несколько выемок (не показано) могут также создаваться во втулке 528 или втулке 540 инструмента.

Как и в предыдущих вариантах осуществления в работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 524 создает противоположную, а не комплементарную взаимодействующую поверхность для установки шара 516 и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линию или точку контакта, между шаром 516 и гнездом 518, при этом предотвращается или по меньшей мере уменьшается возможность высаживания или иначе заклинивания шара 516 в гнезде 518. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 516 в гнезде 518, препятствие для прохода, создаваемое взаимодействием шара 516 с гнездом 518 можно удалять, когда требуется. В показанном варианте осуществления удалить шар 516 можно с помощью обратной циркуляции (снизу вверх как показано на фигурах) или с помощью увеличения перепада PD давления до уровня, обеспечивающего продавливание шара 516 через гнездо 518.

На фиг. 6A, 6B и 6C, показано устройство 610 согласно шестому варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 610 аналогичные компонентам предыдущих вариантов осуществления представлены аналогичными цифрами с прибавлением цифры 6. На фиг. 6A показано продольное сечение устройства 610 в первом положении. На фиг. 6B показано продольное сечение устройства 610, с шаром 616, блокированным в гнезде 618. На фиг. 6C показано продольное сечение устройства 610 во втором положении.

Устройство 610 является аналогичным устройству 410, показанному на фиг. 4A-4C, разница состоит в том, что устройство 610 соединяется со скважинным инструментом T, расположенным выше по потоку или со стороны устья скважины от гнезда 618, и в работе шар 616 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в проходное отверстие 614 трубного корпуса 612 для установки в гнездо 618, как показано на фиг. 6B. В данном шестом варианте осуществления устройство 610 выполнено так, что при сцеплении между шаром 616 и гнездом 618 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 612, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 618, причем перепад PD давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 630 и перемещения втулки 628 устройства и втулки 640 инструмента относительно трубного корпуса 612 из положения, показанного на фиг. 6A и 6B, в положение, показанное на фиг. 6C, в таком положении создается доступ к боковому окну 632 в трубном корпусе 612 для обеспечения прохода текучей среды между проходным отверстием 614 и кольцевым пространством. В данном варианте осуществления перепад РD давления текучей среды применяетcя для проталкивания инструмента T из первого положения, показанного на фиг. 6A и 6B, во второе положение, показанное на фиг. 6C. Как и в предыдущих вариантах осуществления протечка текучей среды между втулкой 628 и трубным корпусом 612 предотвращается уплотнительными элементами 634a, 634b, установленными в выемках 636a, 636b, выполненных в трубном корпусе 612. Один или несколько уплотнительных элементов (не показано) и одна или несколько выемок (не показано) могут также создаваться во втулке 628 или втулке 640.

Как и в предыдущих вариантах осуществления, в работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 624 создает противоположную, а не комплементарную взаимодействующую поверхность для установки шара 616 и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линию или точку контакта, между шаром 616 и гнездом 618, при этом предотвращается или по меньшей мере уменьшается возможность высаживания или иначе заклинивания шара 616 в гнезде 618. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 616 в гнезде 618, препятствие для прохода, создаваемое взаимодействием шара 616 с гнездом 618 можно удалять, когда требуется. В показанном варианте осуществления удалить шар 616 можно с помощью обратной циркуляции (снизу вверх как показано на фигурах) или с помощью увеличения перепада PD давления до уровня, обеспечивающего продавливание шара 616 через гнездо 618.

На фиг. 7A, 7B и 7C, показано устройство 710 согласно седьмому варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 710 аналогичные компонентам предыдущих вариантов осуществления представлены аналогичными цифрами с прибавлением цифры 7. На фиг. 7A показано продольное сечение устройства 710 в первом положении. На фиг. 7B показано продольное сечение устройства 710, с шаром 716, блокированным в гнезде 718. На фиг. 7C показано продольное сечение устройства 710 во втором положении.

Устройство 710 является аналогичным устройству 610, показанному на фиг. 6A-6C, разница состоит в том, что втулка 42 также содержит поперечный проход потока в виде бокового окна 738. В работе шар 716 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в проходное отверстие 714 трубного корпуса 712 для установки в гнездо 718, как показано на фиг. 7B. В данном шестом варианте осуществления устройство 710 выполнено так, что при сцеплении между шаром 716 и гнездом 718 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 712, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 718, перепад PD давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 730 и перемещения втулки 728 устройства и втулки 740 инструмента относительно трубного корпуса 712 из положения, показанного на фиг. 7А и 7B, в положение, показанное на фиг. 7C, в таком положении боковое окно 42 втулки 740 совмещается с боковым окном 732 трубного корпуса 712 для обеспечения прохода текучей среды между проходным отверстием 714 и кольцевым пространством. В данном варианте осуществления перепад РD давления текучей среды применяетcя для вытягивания втулки 740 инструмента T из первого положения, показанного на фиг. 7A и 7B во второе положение, показанное на фиг. 7C. Протечка текучей среды между втулкой 740 и трубным корпусом 712 предотвращается уплотнительными элементами 734a, 734b, установленными в выемках 736a, 736b выполненных в трубном корпусе 712. Один или несколько уплотнительных элементов (не показано) и одна или несколько выемок (не показано) могут также создаваться во втулке 728.

Как и в предыдущих вариантах осуществления в работе выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 724 создает противоположную, а не комплементарную взаимодействующую поверхность для установки шара 716 и создает уменьшенную или минимальную контактную поверхность, предпочтительно, линию или точку контакта, между шаром 716 и гнездом 718, при этом предотвращается или по меньшей мере уменьшается возможность высаживания или иначе заклинивания шара 716 в гнезде 718. Благодаря предотвращению или по меньшей мере уменьшению возможности высаживания, защемления или иначе заклинивания шара 716 в гнезде 718, препятствие для прохода, создаваемое взаимодействием шара 716 с гнездом 718 можно удалять, когда требуется. В показанном варианте осуществления удалить шар 716 можно с помощью обратной циркуляции (снизу вверх как показано на фигурах) или с помощью увеличения перепада PD давления до уровня, обеспечивающего продавливание шара 716 через гнездо 718.

В любом или всех описанных выше вариантах осуществления в дополнение к исключению или уменьшению возможности высаживания шара в гнезде, устройство может также обеспечивать более высокий уровень регулирования передачи нагрузок между шаром и гнездом при их взаимодействии и другими компонентами устройства, или компонентами функционально связанными с устройством, например, но не исключительно, скважинного инструмента, трубного корпуса или окружающего ствола скважины. Взаимодействию между гнездом и шаром придана такая конфигурация, что траекторию действия нагрузок результирующей силы, передаваемой на гнездо можно регулировать или задавать, для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил по конкретным векторам для активирования другого компонента, или компонента, функционально связанного с устройством и/или для исключения или ослабления движущих сил. Управление передачей создающих нагрузку сил может дополнительно или альтернативно обеспечивать оптимизацию части устройства или компонентов, функционально связанных с устройством, поскольку резервирование, требуемое при отсутствии управления передачей создающих нагрузку сил можно уменьшать или исключать.

На фиг. 8A, 8B и 8C, показано устройство 810 согласно восьмому варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 810 и предыдущих вариантах осуществления представлены аналогичными цифрами с прибавлением цифры 8. На фиг. 8A показано продольное сечение устройства 810 в первом положении. На фиг. 8B показано продольное сечение устройства 810, с шаром 816, блокированным в гнезде 818. На фиг. 8C показано продольное сечение устройства 810 во втором положении.

Устройство 810 является аналогичным устройству 210, показанному на фиг. 2A-2C, разница состоит в том, что в данном варианте осуществления втулка 828 содержит зажимной патрон 44, имеющий множество, разнесенных по окружности пальцев 46 зажимного патрона, при этом гнездо 818 и выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 824 образуется в пальцах 46 зажимного патрона. В работе шар 816 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в отверстие 814 трубного корпуса 812 для установки в гнездо 818, образованное в пальцах 46 зажимного патрона. В данном варианте осуществления устройство 810 выполнено так, что при сцеплении между шаром 816 и гнездом 818 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 812, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 818, перепад PD давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 830 и перемещения втулки 828 относительно трубного корпуса 812 из положения, показанного на фиг. 8A и 8B, в положение, показанное на фиг. 8C, в таком положении создается доступ в боковое окно 832 для обеспечения прохода текучей среды между проходным отверстием 814 и кольцевым пространством. Как показано на фиг. 8C, во втором положении пальцы 46 зажимного патрона взаимодействуют с принимающей пальцы зажимного патрона выемкой 48 при этом шар 816 высвобождается.

В дополнение к исключению или уменьшению возможности высаживания шара в гнезде в данном варианте осуществления устройство также обеспечивает более высокую степень регулирования передачи создающих нагрузку сил между шаром 816 и гнездом 818 при их взаимодействии, а также с другими компонентами устройства 810 или функционально связанными с компонентами. Взаимодействию между гнездом 818 и шаром 816 придается такая конфигурация, что траекторию действия нагрузок результирующей силы, передаваемой в гнездо 818, можно регулировать или задавать, для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства, или компонента, функционально связанного с устройством и/или исключения или ослабления движущих сил. Регулирование передачи создающих нагрузку сил может дополнительно или альтернативно обеспечивать оптимизацию части устройства 810, или компонентов, функционально связанных с устройство 810, поскольку резервирование, требуемое в ином случае при отсутствии управления передачей создающих нагрузку сил, можно уменьшить или исключить.

На фиг. 9A, 9B, 9C и 9D, показано устройство 910 согласно девятому варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 910 аналогичные компонентам в описанных выше вариантах осуществления представлены аналогичными цифрами с прибавлением цифры 9. На фиг. 9A показано продольное сечение устройства 910 в первом положении. На фиг. 9B показано продольное сечение устройства 910 с шаром 916, блокированным в гнезде 918. На фиг. 9C показано продольное сечение устройства 910 во втором положении с шаром 916, блокированным в гнезде 918. На фиг. 9D показано продольное сечение устройства 910 в третьем положении, где шар 910 высвобожден.

Устройство 910 является аналогичным устройству 810, показанному на фиг. 8A-8C, разница состоит в том, что в дополнение к обеспечению избирательного доступа к боковому окну 932 при перемещении втулка 928 с зажимным патроном 942 толкает скважинный инструмент T, который может также содержать втулку 940. В работе шар 916 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в проходное отверстие 914 трубного корпуса 912 для установки в гнездо 918, образованное в пальцах 944 зажимного патрона. В данном варианте осуществления устройство 910 выполнено так, что при сцеплении между шаром 916 и гнездом 918 герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 912, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 918, перепад PD давления текучей среды используется для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине, в данном варианте осуществления срезания срезного штифта 930 для перемещения втулки 928, зажимного патрона 944 относительно трубного корпуса 912 из положения, показанного на фиг. 9A и 9B, в положение, показанное на фиг. 9C. Следом за перемещением из положения, показанного на фиг. 9B в положение, показанное на фиг. 9C, перепад PD давления текучей среды может уменьшаться, в результате устройство 910 перемещается из положения, показанного на фиг. 9C в положение, показанное на фиг. 9D, в таком положении устройство 910 убирается в направлении вверх по потоку или к устью скважины под действием смещающего элемента, пружины или т.п. (представлено упругой силой k), при этом пальцы 946 зажимного патрона взаимодействуют с принимающей пальцы зажимного патрона выемкой 948, теперь доступной вследствие перемещения втулки 940 инструмента вниз по потоку/к забою скважины, и шар 916 высвобождается.

Как и в предыдущем варианте осуществления в дополнение к исключению или уменьшению возможности высаживания шара в гнезде в данном варианте осуществления устройства 910 выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность 924 также обеспечивает более высокую степень регулирования передачи создающих нагрузку сил между шаром 916 и гнездом 918 при их взаимодействии и другими компонентами устройства 910, или компонентами, функционально связанными с ним. Для взаимодействия между гнездом 918 и шаром 916 выполнена такая конфигурация, что траекторию действия нагрузок результирующей силы Fres, передаваемой в гнездо 918, можно регулировать или задавать для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства, или компонента, функционально связанного с устройством и/или исключения или ослабления движущих сил. Регулирование передачи создающих нагрузку сил может дополнительно или альтернативно обеспечивать оптимизацию части устройства 910, или компонентов, функционально связанных с устройством 910, поскольку резервирование, требуемое в ином случае при отсутствии управления передачей создающих нагрузку сил, можно уменьшить или исключить.

На фиг. 10A, 10B, 10C и 10D, показано устройство 1010 согласно десятому варианту осуществления изобретения, компоненты в устройстве 1010 аналогичные компонентам в описанных выше вариантах осуществления представлены аналогичными цифрами с прибавлением цифры 10. На фиг. 10A показано продольное сечение устройства 1010, устройство 1010 показано в первом положении. На фиг. 10B в продольном сечении устройства 1010 показан шар 1016, блокированный в первом гнезде 1018a. На фиг. 10C показано продольное сечение устройства 1010 во втором положении, в котором шар 1016 блокирован во втором гнезде 1018b. На фиг. 10D показано продольное сечение устройства 1010, устройство 1010 показано в третьем положении.

В данном варианте осуществления устройство 1010 содержит, или образует часть скважинного инструмента T, причем скважинный инструмент T содержит механический счетчик или устройство пошагового перемещения которое можно применять как отводящее текучую среду устройство. Как показано, трубный корпус 1012 содержит множество выемок 1048a, 1048b, 1048c и 1048d, принимающих пальцы зажимного патрона, и в показанном варианте осуществления устройство 1010 содержит две втулки 1028a, 1028b, причем каждая из втулок 1028a, 1028b имеет зажимной патрон 1044a, 1044b. Следует учитывать, что можно создавать любое подходящее число муфт 1028. Скважинный инструмент T дополнительно содержит втулку 1040.

В работе шар 1016 сбрасывается, подается насосом или иначе продвигается через колонну S и в отверстие 1014 трубного корпуса 1012 для установки в гнездо 1018, образованное в пальцах 1046 зажимного патрона первой втулки 1028a. В положении, показанном на фиг. 10A, пальцы 1046a зажимного патрона первой втулки 1028a образуют конфигурацию, обеспечивающую залавливание шара 1016, а пальцы 1046b зажимного патрона второй втулки 1028b блокированы в третьей принимающей пальцы зажимного патрона выемке 1048c. Устройство 1010 выполнено так, что при сцеплении между шаром 1016 и гнездом 1018 первой втулки 1028a герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 1012, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 1018, перепад PD давления текучей среды используется для перемещения втулок 1028a, 1028b и втулки 1040 относительно трубного корпуса 1012 из положения, показанного на фиг. 10B в положение, показанное на фиг. 10C. В данном положении пальцы 1046a зажимного патрона первой втулки 1028a блокированы первой принимающей пальцы зажимного патрона выемкой 1048a, когда пальцы 1046b зажимного патрона второй втулки 1028b уже переместились из принимающей зажимной патрон выемки 1048c и встают в конфигурацию, в которой могут залавливать шар 1016 при его высвобождении из первой втулки 1028a. Устройство 1010 выполнено так, что при сцеплении между шаром 1016 и гнездом 1018b второй втулки 1028b герметично закрывается или по меньшей мере дросселируется проход текучей среды через трубный корпус 1012, что создает перепад PD давления текучей среды на гнезде 1018b, перепад PD давления текучей среды используется для перемещения втулок 1028a, 1028b и втулки 1040 относительно трубного корпуса 1012 из положения, показанного на фиг. 10C в положение, показанное на фиг. 10D. В данном положении пальцы 1046a зажимного патрона первой втулки 1028a уже переместились из принимающей зажимной патрон выемки 1048a, а пальцы 1046b зажимного патрона второй втулки 1028b блокированы в четвертой принимающей пальцы зажимного патрона выемке 1048, в таком положении шар 1016 высвобождается.

Как и в предыдущих вариантах осуществления в дополнение к исключению или уменьшению возможности высаживания шара в гнезде, в данном варианте осуществления устройства 1010 выпуклые входящие в контакт с объектом поверхности 1024a, 1024b гнезд 1018a, 1018b также обеспечивают более высокую степень регулирования передачи создающих нагрузку сил между шаром 1016 и гнездами 1018a, 1018b при взаимодействии и другими компонентами устройства 1010 или компонентами, функционально связанными с устройством. Взаимодействию между гнездами 1018a, 1018b и шаром 1016 придается такая конфигурация, что траекторию действия нагрузок результирующей силы Fres, передаваемой в гнезда 1018 можно регулировать или задавать для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства, или компонента, функционально связанного с устройством и/или исключения или ослабления движущих сил. Регулирование передачи создающих нагрузку сил может дополнительно или альтернативно обеспечивать оптимизацию части устройства 1010, или компонентов, функционально связанных с устройством 1010, поскольку резервирование, требуемое в ином случае при отсутствии управления передачей создающих нагрузку сил, можно уменьшить или исключить.

На фиг. 11 показано, что как описано выше, в любом или всех предложенных вариантах осуществления в дополнение к исключению или уменьшению возможности высаживания шара в гнезде устройство может также обеспечивать более высокую степень регулирования передачи создающих нагрузку сил между шаром и гнездом при их взаимодействии, а также другими компонентами устройства или с компонентами, функционально связанными с устройством, например, но не исключительно, скважинным инструментом T, трубным корпусом или окружающим стволом В скважины. Для примера на фиг. 11 показана с увеличением часть устройства 1110 согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующая передачу сил при взаимодействии между выпуклой поверхностью 1124 гнезда 1118 и шаром, которым придана такая конфигурация, что траекторию действия нагрузок результирующей силы (Fres) от радиальной силы (Frad) и аксиальной силы (Fax) передаваемой на гнездо можно регулировать или задавать для увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства, или компонента, функционально связанного с устройством и/или исключения или ослабления движущих сил. Альтернативно или в дополнение, регулирование передачи создающих нагрузку сил может обеспечивать оптимизацию части устройства, или компонентов, функционально связанных с устройством, поскольку резервирование, требуемое в ином случае при отсутствии управления передачей создающих нагрузку сил, можно уменьшить или исключить.

Понятно, что варианты осуществления, описанные в данном документе, являются только примерами и что различные их модификации можно выполнять без отхода от объема изобретения.

Например, в показанных вариантах осуществления выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность или поверхности являются кольцевыми и образуют непрерывную поверхность, в альтернативных вариантах осуществления, как показано для примера на фиг. 12, выпуклая взаимодействующая с объектом поверхность для приема шара 1216 может содержать несколько сегментов 1224a, b, c, d или т.п.

Например, хотя в показанном варианте осуществления объект представляет собой шар, в других вариантах осуществления объект может содержать дротик, пробку, или т.п.

Например, хотя в некоторых вариантах осуществления гнездо или его части выполняются интегральными в трубном корпусе, в других вариантах осуществления гнездо или части могут представлять собой или создаваться, как отдельные компоненты.

1. Скважинное устройство или инструмент, содержащий:

гнездо, выполненное с возможностью приема объекта, гнездо содержит поверхность, взаимодействующую с объектом, причем поверхность, взаимодействующая с объектом, является выпуклой и содержит несколько сегментов.

2. Устройство по п.1, содержащее трубный корпус или кожух, выполненный с возможностью обеспечения прохода объекта.

3. Устройство по п.1, в котором объект представляет собой шар.

4. Устройство по п.2, выполненное с возможностью одного из следующего:

герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом;

герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом для увеличения выше по потоку давления текучей среды;

герметичного закрытия или по меньшей мере дросселирования прохода текучей среды через трубный корпус при взаимодействии между объектом и гнездом, увеличивающего выше по потоку давление текучей среды для выполнения или обеспечения выполнения работы в скважине.

5. Устройство по п.1, выполненное с возможностью при взаимодействии гнезда и объекта регулировать или выбирать траекторию действия нагрузки от результирующей силы, передаваемой в гнездо.

6. Устройство по п.5, выполненное с возможностью при взаимодействии гнезда и объекта регулировать или выбирать траекторию действия нагрузки от результирующей силы, передаваемой в гнездо, для по меньшей мере одного из следующего:

увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора;

увеличения или максимизации передачи создающих нагрузку сил вдоль конкретного вектора для активирования другого компонента устройства или компонента, функционально связанного с устройством;

исключения или ослабления движущих сил.

7. Устройство по п.1, в котором взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой или образует часть по меньшей мере одного из следующего: обращенной вверх по потоку или к устью скважины поверхности гнезда; и обращенной вниз по потоку или к забою скважины поверхности гнезда.

8. Устройство по п.1, в котором взаимодействующая с объектом поверхность выполнена с возможностью создания линейного или точечного взаимодействия между гнездом и объектом.

9. Устройство по п.1, в котором имеется одно из следующего:

взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой участок криволинейной выпуклой поверхности;

взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой полутороидальную поверхность;

взаимодействующая с объектом поверхность имеет d-образный профиль в продольном сечении;

взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой линеаризованную выпуклую поверхность;

взаимодействующая с объектом поверхность представляет собой тороидальную многогранную поверхность;

взаимодействующая с объектом поверхность является треугольной в продольном сечении.

10. Устройство по п.2, в котором взаимодействующая с объектом поверхность является наклонной по отношению к продольной оси корпуса.

11. Устройство по п.1, в котором взаимодействующая с объектом поверхность является кольцевой.

12. Устройство по п.1, выполненное с возможностью создания множества отдельных точек контакта с объектом.

13. Устройство по п.12, в котором сегменты гнезда являются разнесенными по окружности или радиально.

14. Устройство по п.2, в котором трубный корпус содержит поперечный проход потока текучей среды.

15. Устройство по п.14, в котором имеется по меньшей мере одно из следующего:

поперечный проход потока текучей среды содержит по меньшей мере одно окно;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон;

два или больше окон расположены по окружности;

два или больше окон расположены аксиально.

16. Устройство по п.2, в котором гнездо выполнено интегральным с трубным корпусом.

17. Устройство по п.2, в котором гнездо соединено с трубным корпусом.

18. Устройство по п.17, в котором создается гнездо, соединенное с или выполненное на элементе отверстия или втулке, функционально связанной с трубным корпусом.

19. Устройство по п.18, в котором элемент отверстия или втулка содержит поперечный проход потока текучей среды.

20. Устройство по п.19, в котором имеется по меньшей мере одно из следующего:

поперечный проход потока текучей среды содержит по меньшей мере одно окно;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон, два или больше окон расположены по окружности;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон, два или больше окон расположены аксиально.

21. Устройство по п.1, содержащее зажимной патрон.

22. Устройство по п.21, в котором гнездо выполнено на зажимном патроне или образуется зажимным патроном.

23. Устройство по п.21 или 22, в котором взаимодействующая с объектом поверхность выполнена на зажимном патроне или соединяется с зажимным патроном.

24. Устройство по п.21, в котором зажимной патрон содержит множество пальцев зажимного патрона, и взаимодействующая с объектом поверхность выполнена на или соединяется с по меньшей мере одним из пальцев зажимного патрона.

25. Устройство по п.2, в котором устройство содержит зажимной патрон и причем зажимной патрон выполнен на трубном корпусе или соединяется с трубным корпусом.

26. Устройство по п.18, в котором устройство содержит зажимной патрон и причем зажимной патрон выполнен на элементе отверстия или втулке или соединяется с элементом отверстия или втулкой.

27. Устройство по п.21, в котором имеется по меньшей мере одно из следующего:

зажимной патрон выполнен с возможностью залавливания объекта для обеспечения выполнения работы в скважине;

зажимной патрон выполнен с возможностью высвобождения объекта.

28. Устройство по п.1, в комбинации с объектом.

29. Устройство по п.1, функционально связанное по меньшей мере с одним скважинным инструментом.

30. Устройство по п.29, , в котором имеется по меньшей мере одно из следующего:

скважинный инструмент содержит втулку;

устройство выполнено с возможностью тянуть или толкать скважинный инструмент для перемещения скважинного инструмента из первой конфигурации во вторую конфигурацию.

31. Устройство по п.29, в котором скважинный инструмент содержит поперечный проход потока текучей среды.

32. Устройство по п.31, в котором имеется по меньшей мере одно из следующего:

поперечный проход потока текучей среды содержит по меньшей мере одно окно прохода текучей среды;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон, два или больше окон расположены по окружности;

поперечный проход потока текучей среды содержит множество окон, два или больше окон расположены аксиально.

33. Способ конструирования скважинного устройства, содержащий:

создание гнезда, выполненного с возможностью приема объекта;

и создание взаимодействующей с объектом поверхности в гнезде, причем взаимодействующая с объектом поверхность является выпуклой и содержит несколько сегментов.

34. Способ активирования скважинного инструмента, содержащий:

создание скважинного устройства по п.1;

сцепление объекта с взаимодействующей с объектом поверхностью гнезда скважинного устройства, причем взаимодействие между объектом и гнездом обеспечивает подачу давления текучей среды или приложение перепада давления текучей среды для активирования скважинного инструмента.

35. Применение скважинного устройства по п.1 для предотвращения высаживания, заклинивания или застревания объекта в гнезде.