СРЕЗНОЙ ВИНТ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ
SHEAR-HEAD SCREW WITH HYDRAULIC DRIVE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к механическим устройствам и, более конкретно, но не исключительно, к срезным винтам, которые можно использовать для соединения компонентов сборок инструмента, таких как сборка инструмента, который может быть развернут посредством бурового снаряда в стволе скважины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Скважинная система, такая как нефтяная или газовая скважина, может содержать ствол скважины, пробуренный через подземный пласт для добычи углеводородов из подземного пласта. Сборки инструмента, развернутые в стволе скважины, могут содержать множество компонентов или устройств, соединенных вместе. Например, сборка инструмента может быть развернута с помощью скважинного отклонителя, который соединен с фрезой с помощью срезного винта. В некоторых примерах один или более инструментов могут быть отсоединены от сборки инструмента до извлечения сборки инструмента из ствола скважины.
[0003] Во время развертывания к сборке инструмента может прикладываться большое усилие, чтобы срезать соединение срезного винта между инструментами. Некоторые срезные винты могут быть выполнены с возможностью среза при величине усилия, меньшей, чем величина усилия, прилагаемого к сборке инструмента во время развертывания. Для ситуаций, в которых срезной винт испытывает нежелательные усилия в забое скважины, которые превышают прочность на срез срезного винта, срезной винт может срезаться и тем самым преждевременно разъединять компоненты сборки инструмента. Преждевременное разъединение компонентов сборки инструмента может приводить к дорогостоящим задержкам или операциям извлечения инструментов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0004] На фиг. 1 проиллюстрирован вид сбоку в поперечном сечении примера скважинной системы, которая содержит срезной винт с гидравлическим приводом в стволе скважины в соответствии с некоторыми аспектами.
[0005] На фиг. 2 проиллюстрирован вид в поперечном сечении примера срезного винта с гидравлическим приводом, который содержит стержень с разрушаемой опорной конструкцией в соответствии с некоторыми аспектами.
[0006] На фиг. 3 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 2, в котором гидравлическая жидкость принимается в соответствии с некоторыми аспектами.
[0007] На фиг. 4 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 2, 3 с разрушенной опорной конструкцией в соответствии с некоторыми аспектами.
[0008] На фиг. 5 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 2-4 с обратным клапаном, включенным для выпуска жидкости в соответствии с некоторыми аспектами.
[0009] На фиг. 6 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 2-5 в срезанном состоянии в соответствии с некоторыми аспектами.
[0010] На фиг. 7 проиллюстрирован вид в поперечном сечении примера срезного винта с гидравлическим приводом, который содержит стержень с растворимой опорной конструкцией в соответствии с некоторыми аспектами.
[0011] На фиг. 8 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 7, в котором гидравлическая жидкость принимается в соответствии с некоторыми аспектами.
[0012] На фиг. 9 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 7-8 с обратным клапаном, включенным для выпуска жидкости в соответствии с некоторыми аспектами.
[0013] На фиг. 10 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 7-9 в срезанном состоянии в соответствии с некоторыми аспектами.
[0014] На фиг. 11 проиллюстрирован вид в поперечном сечении примера срезного винта с гидравлическим приводом, имеющего стержень, выполненный с возможностью создания внутреннего давления жидкости на участок среза срезного винта в соответствии с некоторыми аспектами.
[0015] На фиг. 12 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 11, в котором гидравлическая жидкость принимается в соответствии с некоторыми аспектами.
[0016] На фиг. 13 проиллюстрирован вид в поперечном сечении срезного винта с гидравлическим приводом в соответствии с фиг. 11, 12 в срезанном состоянии по некоторым аспектам.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] Определенные аспекты и признаки настоящего изобретения относятся к срезному винту с гидравлическим приводом, используемому в инструменте для проведения операций в стволе скважины или других подходящих сборках инструмента. Срезной винт с гидравлическим приводом может удерживать компоненты, соединенные друг с другом, в определенном расположении относительно друг друга, в то время как компоненты перемещаются в требуемое положение внутри ствола скважины. Срезной винт с гидравлическим приводом может иметь начальную конфигурацию, выполненную с возможностью выдерживания значительных усилий, которые могут возникать при перемещении в требуемое положение. Однако при достижении требуемого положения может оказаться затруднительным оказать усилие, которое достаточно велико, чтобы преодолеть прочность срезного винта с гидравлическим приводом в первоначальной конфигурации, чтобы соединенные компоненты разъединились для развертывания. Например, срезной винт с гидравлическим приводом, возможно, прошел через извилистый, отклоненный или другой участок ствола скважины, который вызывает сопротивление трению при перемещении бурового снаряда и соответствующую потерю доступного усилия, которое может быть применено к срезному винту с гидравлическим приводом. Гидравлическая жидкость может быть передана для перевода срезного винта с гидравлическим приводом в другую конфигурацию, поддающуюся отсоединению в ответ на испытываемые пониженные (например, достижимые или существующие) уровни усилия, вызывающие отделение соединенных частей для развертывания.
[0018] В одном примере срезной винт с гидравлическим приводом может содержать корпус, определяющий участок среза, в которой винт должен быть срезан. Внутренний стержень срезного винта с гидравлическим приводом может быть по меньшей мере частично окружен участком среза. Срезной винт с гидравлическим приводом также может иметь отверстие, определяющее путь для жидкости для подачи жидкости в срезной винт, например, в отсек, определенны корпусом. Жидкость, вводимая через отверстие, может манипулировать стержнем и вызывать переход срезного винта из начальной (например, более прочной) конфигурации в последующую (например, более слабую) конфигурацию.
[0019] В некоторых аспектах стержень может содержать опорную матрицу или другую опорную конструкцию, которая усиливает участок среза, но которая может также быть физически изменена или ослаблена иным образом из-за введения жидкости в корпус через отверстие. Ослабление опорной конструкции может по меньшей мере частично убрать существующее усиление участка среза и, следовательно, привести к тому, что участок среза станет более слабым и поддающемся разрушению при пониженных уровнях усилия. В некоторых аспектах опорная конструкция может быть ослаблена разрушением в ответ на давление, передаваемое от жидкости, вводимой через отверстие. Например, гидравлическая жидкость, вводимая через отверстие, может оказывать давление на опорную конструкцию через промежуточный поршень, через другую жидкость, на которую оказывает давление поршень, перемещаемый с помощью гидравлической жидкости, через давление, оказываемое гидравлической жидкостью путем прямого контакта с опорной конструкцией, или посредством любой подходящей комбинации тех или иных возможностей. В некоторых аспектах опорная структура может быть ослаблена посредством химической реакции с жидкостью, вводимой через отверстие, или с каким-то другим химическим агентом, высвобождаемым из-за ввода жидкости через отверстие. Например, опорная конструкция может растворяться, разъедаться или иным образом химически изменяться, переходя в другое, более слабое состояние, что может уменьшить степень опоры для участка среза.
[0020] В некоторых аспектах стержень может быть выполнен с возможностью оказания давления на участок среза для увеличения величины напряжения в участке среза в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие. Например, стержень может содержать камеру, по меньшей мере частично окруженную участком среза. Жидкость, вводимая через отверстие, может вызвать повышение давления жидкости в камере. Например, жидкость, вводимая через отверстие, может непосредственно передаваться в камеру или может оказывать давление на поршень, который, в свою очередь, оказывает давление на другую жидкость в камере. Повышение давления жидкости в камере может передавать давление на участок среза и увеличить величину напряжения в участке среза. Увеличение величины напряжения в участке среза может привести к разрушению участка среза или может уменьшить необходимую величину усилия, оказываемого снаружи корпуса, чтобы вызвать разрушение.
[0021] Эти иллюстративные примеры приведены для ознакомления читателя с общим предметом, обсуждаемым в данном документе, и не предназначены для ограничения объема раскрытых концепций. Нижеследующее описывает различные дополнительные признаки и примеры со ссылкой на графические материалы, в которых одинаковые цифры обозначают одинаковые элементы и в которых описания направлений используются для описания иллюстративных аспектов. Подобно иллюстративным аспектам, цифры и описания направлений не должны использоваться для ограничения настоящего изобретения.
[0022] На фиг. 1 проиллюстрирован вид сбоку в поперечном сечении примера скважинной системы 100, которая содержит ствол 102 скважины и срезной винт 120 с гидравлическим приводом в соответствии с некоторыми аспектами. Ствол 102 скважины может проходить через различные слои геологической среды, которые образуют подземный пласт 104. Ствол 102 скважины может быть вертикальным, наклонным, горизонтальным или иметь любую их комбинацию. Ствол 102 скважины может быть расположен на суше или на море.
[0023] Обсадная колонна 106 может проходить от поверхности 108 скважины до подземного пласта 104. Обсадная колонна 106 может проходить частично или полностью через ствол скважины 102. В некоторых примерах обсадная колонна 106 может быть образована из множества обсадных колонн, имеющих одинаковые или отличающиеся друг от друга диаметры. Обсадная колонна 106 может предусматривать трубопровод, по которому пластовые флюиды (такие как скважинные флюиды, добываемые из подземного пласта 104) могут перемещаться из ствола 102 скважины к поверхности 108 скважины. Обсадная колонна 106 может быть соединена со стенками ствола 102 скважины с помощью цемента. Например, цементная оболочка может быть расположена или образована между обсадной колонной 106 и стенками ствола 102 скважины для соединения обсадной колонны 106 со стволом 102 скважины.
[0024] В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, ствол 102 скважины содержит скважинный инструмент 110. Скважинный инструмент 110 может содержать инструмент для каротажа в процессе бурения (КПБ) или инструмент для измерения в процессе бурения (ИПБ). В некоторых примерах скважинный инструмент 110 может быть соединен с каротажной проволокой, скользящей муфтой или гибкой насосно-компрессорной трубой для развертывания скважинного инструмента 110 вглубь ствола 102 скважины. Скважинный инструмент 110 может содержать различные датчики, подсистемы и компоненты. Например, скважинный инструмент 110 может содержать подсистему связи, подсистему предохранительного устройства, роторную управляемую систему, забойный двигатель, модуль ИПБ, компоновку низа бурильной колонны, подсистему регулирования зазора, буровое долото 114 или любую их комбинацию. В других примерах ствол 102 скважины может не содержать скважинный инструмент 110.
[0025] Скважинный инструмент 110 может содержать компоненты, соединенные вместе с возможностью отсоединения посредством срезного винта 120 с гидравлическим приводом. Компоненты могут отделяться друг от друга внутри ствола 102 скважины за счет среза срезного винта 120 с гидравлическим приводом, например, после перевода срезного винта 120 с гидравлическим приводом с более сильной конфигурации в более слабую конфигурацию. В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, соединенные компоненты представляют собой буровое долото (или фрезерную сборку) 114 и скважинный отклонитель 118, которые могут спускать в ствол скважины 102 и которые соединены между собой срезным винтом 120 с гидравлическим приводом. В подходящем месте скважинный отклонитель 118 может быть закреплен на месте (например, посредством использования пакера или другого подходящего устройства).
[0026] Срезным винтом 120 с гидравлическим приводом можно манипулировать (например, принимать гидравлическую жидкость или давление жидкости через линию гидравлической системы управления), чтобы подготовить или приготовить срезной винт 120 с гидравлическим приводом к срезу. В некоторых аспектах усилия, действующие на срезной винт 120 с гидравлическим приводом, могут иметь достаточно большую величину, чтобы манипулирование срезным винтом 120 с гидравлическим приводом привело к срезу. В других аспектах манипулирование срезным винтом 120 с гидравлическим приводом может вместо этого усилить, ослабить или иным образом подготовить срезной винт 120 с гидравлическим приводом, чтобы среза можно было достичь путем приложения дополнительных усилий (например, путем перемещения скважинного инструмента 110 относительно ствола скважины, чтобы проталкивать или тянуть срезной винт 120 с гидравлическим приводом и создавать соответствующие усилия сжатия или растяжения).
[0027] Срезание срезного винта 120 с гидравлическим приводом может обеспечить отделение соединенных компонентов друг от друга, например, отделение фрезерной сборки 114 от скважинного отклонителя 118. Такое отделение может позволить фрезерной сборке 114 перемещаться вдоль скважинного отклонителя 118 (например, как показано пунктирной линией на фиг. 1), например, для начала фрезерования нового ответвления ствола 102 скважины без выполнения отдельных операций спуска-подъема для спуска фрезерной сборки 114 и скважинного отклонителя 118 в ствол 102 скважины.
[0028] Использование срезного винта 120 с гидравлическим приводом для облегчения отделения компонентов друг от друга внутри ствола 102 скважины может обеспечить выполнение скважинных операций без дополнительных затрат времени и средств на спуск отдельных скважинных инструментов 110 в ствол скважины и их подъем из ствола скважины для размещения отдельных компонентов. Кроме того, использование срезного винта 120 с гидравлическим приводом может позволить связанным компонентам выдерживать значительные усилия, которые могут возникать при перемещении компонентов в требуемое положение, но в то же время может позволить компонентам отсоединяться друг от друга при приложении усилий, которые значительно ниже. В качестве иллюстративного примера, компоненты, соединенные с помощью срезного винта 120 с гидравлическим приводом, могут выдерживать усилия в 31 750 кг (70 000 фунтов), в то время как срезной винт 120 с гидравлическим приводом находится в первоначальной конфигурации, когда компоненты перемещаются в свое положение, но при условии подачи гидравлической жидкости или иной манипуляции срезным винтом 120 с гидравлическим приводом срез может быть выполнен в ответ на усилия в 20 410 кг (45000 фунтов) или меньше. Однако другие пороговые значения могут быть дополнительно или альтернативно реализованы, например, за счет варьирования материалов и/или размеров различных элементов срезного винта 120 с гидравлическим приводом.
[0029] В скважинной системе 100, проиллюстрированной на фиг. 1, можно использовать различные типы срезных винтов 120 с гидравлическим приводом. Например, на фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении, иллюстрирующий пример срезного винта 200 с гидравлическим приводом в соответствии с некоторыми аспектами. Срезной винт 200 с гидравлическим приводом, проиллюстрированный на фиг. 2 соединяет первый компонент 202 со вторым компонентом 204. Первый компонент 202 и второй компонент 204 могут соответствовать фрезерной сборке 114 и скважинному отклонителю 118 в соответствии с фиг. 1 или любым другим компонентам, соединенным с возможностью отсоединения в стволе скважины. Другие примеры могут включать элементы скользящей муфты или других устройств, которые должны удерживаться в первом положении или относительном расположении во время развертывания бурового снаряда и перемещаться в другое положение или относительное расположение после того, как буровой снаряд будет расположен в требуемом месте в стволе скважины. Как более подробно описано ниже, срезным винтом 200 с гидравлическим приводом можно манипулировать для перехода между различными состояниями, чтобы облегчить срез срезного винта 200 с гидравлическим приводом, который может позволить соединенным первому компоненту 202 и второму компоненту 204 отделиться друг от друга или сместить положения относительно друг друга.
[0030] Срезной винт 200 с гидравлическим приводом может содержать корпус 206, отверстие 208, участок 210 среза и стержень 212. Каждое из отверстий 208, участка 210 среза и стержня 212, соответственно, может быть образовано по меньшей мере частично внутри корпуса 206.
[0031] Участок 210 среза может соответствовать участку корпуса 206, на котором может произойти срезание во время использования срезного винта 200 с гидравлическим приводом. Например, участок 210 среза может быть выровнен вдоль плоскости 214 среза (показана пунктирными линиями на фиг. 2). Такие факторы, как материалы и размеры корпуса 206 и выравнивание корпуса 206 с другими компонентами (такими как первый компонент 202, второй компонент 204 или любой другой компонент, который может передавать усилие на корпус 206), могут влиять на ориентацию плоскости 214 среза. В некоторых аспектах участок 210 среза может иметь меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с другим участком корпуса 206.
[0032] В некоторых аспектах корпус 206 может содержать канавку 216 или другой ориентирующий элемент, который позволяет вставлять корпус 206 только в определенной ориентации. Например, канавка 216 может быть расположена так, чтобы плоскость 214 среза при установке была выровнена с местом соединения или швом между первым компонентом 202 и вторым компонентом 204. В качестве дополнительного или альтернативного варианта, элементы зацепления, такие как резьбы или другие сопрягаемые поверхности, могут использоваться для удержания срезного винта 200 с гидравлическим приводом на месте или для соответствующего выравнивания относительно других элементов.
[0033] Отверстие 208 может находиться в гидравлическом сообщении с трубопроводом 218 для жидкости. Трубопровод 218 для жидкости может обеспечивать подачу жидкости из линии гидравлической системы управления, проходящей, например, к поверхности скважинной системы 100. В некоторых аспектах трубопровод 218 для жидкости может подавать жидкость из другого источника, например из ствола 102 скважины, к примеру, в ответ на действия устройств, управляемых операторами на поверхности ствола 102 скважины, или автоматизированных элементов. Жидкость может быть введена через отверстие 208 в корпус 206 срезного винта 200 с гидравлическим приводом.
[0034] Стержнем 212 можно манипулировать (например, в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие 208), чтобы изменять различные конфигурации срезного винта 200 с гидравлическим приводом. Например, стержнем 212 можно манипулировать, чтобы сменить первоначальную конфигурацию срезного винта 200 с гидравлическим приводом, способную выдерживать высокие уровни усилия, на конфигурацию подготовки, поддающуюся срезу при более низких уровнях усилия.
[0035] Стержень 212, проиллюстрированный на фиг. 2, содержит камеру 220, опорную матрицу или другую опорную конструкцию 222 и поршень 224. Камера 220 может быть по меньшей мере частично окружена участком 210 среза.
[0036] Опорная конструкция 222 может быть расположена в камере 220. Например, опорная конструкция 222 может быть расположена так, чтобы пролегать между частями участка 210 среза. Опорная конструкция 222 может усиливать участок 210 среза. Например, опорная конструкция 222 может быть расположена таким образом, чтобы плоскость 214 среза проходила по меньшей мере через участок опорной конструкции 222.
[0037] Опорная конструкция 222 может быть подвержена разрушению. Например, опорная конструкция 222 может быть подвержена разрушению или раздроблению в ответ на воздействие на нее усилия или может быть подвержена химическим реакциям с последующим растворением, разрушением или иным ослаблением. Примеры подходящих материалов для опорной конструкции 222 могут включать в себя керамические материалы, стеклянные материалы, цементные материалы, эпоксидные материалы, каучуковые материалы, полимерные материалы, сжатые и сцементированные песчаные и соляные смеси, сжатую или сцементированную соль, другие сжатые и сцементированные гранулированные материалы, алюминиевые материалы, магниевые материалы, гидролитически разлагаемые полимерные материалы, растворимые эластомерные материалы, безводные соединения бора, силикон или комбинации этих или других материалов. Примеры веществ, которые могут вводиться (например, посредством жидкости, вводимой через отверстие 208 или в другое место) в контакт с опорными конструкциями 222, чтобы вызвать химическую реакцию для растворения или иного ослабления, могут включать буровой раствор на углеводородной или водной основе или гидравлическую жидкость. В некоторых аспектах опорная конструкция 222 может представлять собой опорную матрицу, содержащую составные части, которые объединены или соединены вместе в одном состоянии (например, в начальном состоянии срезного винта 200 с гидравлическим приводом) и отсоединены, отделены друг от друга, или иным образом расположены по-другому в другом состоянии (например, в последующем состоянии, в котором срезной винт 200 с гидравлическим приводом подготовлен для среза).
[0038] Поршень 224 может иметь первую поверхность 226 и вторую поверхность 228. Первая поверхность 226 может быть выполнена с возможностью приема жидкости, вводимой через отверстие 208. Вторая поверхность 228 может быть расположена напротив первой поверхности 226 на поршне 224. В компоновке, проиллюстрированной на фиг. 2, вторая поверхность 228 расположена на некотором расстоянии от опорной конструкции 222 с зазором 230.
[0039] На фиг. 3 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 200 с гидравлическим приводом в состоянии приема первой жидкости 232 в соответствии с некоторыми аспектами. Первая жидкость 232 может быть введена через отверстие 208 и в конечном итоге может привести к разрушению опорной конструкции 222. Например, введенная первая жидкость 232 может оказывать усилие на первую поверхность 226 поршня 224, как проиллюстрировано стрелками 234 на фиг. 3. Это может заставить поршень 224 перемещаться через зазор 230 и оказывать усилие на опорную конструкцию 222. Например, перемещение поршня 224 через зазор 230 может вызывать перемещение второй поверхности 228 поршня 224 в оказывающий давление контакт с опорной конструкцией 222 (например, из положения, проиллюстрированного на фиг. 2, в положение, проиллюстрированное на фиг. 3). В качестве дополнительного или альтернативного варианта, перемещение поршня 224 через зазор 230 может создавать давление жидкости, которое может оказываться на опорную конструкцию 222, например, со стороны второй жидкости (если она присутствует в зазоре 230) и которое может все более и более нарастать при перемещении поршня 224.
[0040] Давление, прилагаемое к опорной конструкции 222, может привести к началу разрушения опорной конструкции 222 (например, как проиллюстрировано дополнительной перекрестной штриховкой на фиг. 3 по сравнению с фиг. 2). В разрушенном состоянии опорная конструкция 222 может обеспечивать уменьшенную величину усиления для участка 210 среза.
[0041] На фиг. 4 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 200 с гидравлическим приводом с разрушенной опорной конструкцией 222 согласно некоторым аспектам. Дополнительное введение жидкости 232 через отверстие 208 может вызвать дополнительное перемещение поршня 224 (как проиллюстрировано стрелками 236). Дополнительное перемещение поршня 224 может привести к дополнительному разрушению или раздроблению опорной конструкции 222. Например, по сравнению с фиг. 3 (на которой пространство 237 в камере 220 проиллюстрировано как незанятое опорной конструкцией 222), на фиг. 4 проиллюстрировано, что опорная конструкция 222 раздроблена и по меньшей мере частично занимает пространство 237 (фиг. 3).
[0042] В некоторых аспектах поршень 224 содержит перепускной канал 238. Перепускной канал 238 может обеспечивать прохождение первой жидкости 232 из отверстия 208 в камеру 220. Например, перепускной канал 238 может содержать впускное отверстие 240 на первой поверхности 226 или иным образом находиться в гидравлическом сообщении с отверстием 208. Перепускной канал 238 может содержать выпускное отверстие 242, расположенное в поршне 224, так что выпускное отверстие 242 будет переходить в гидравлическое сообщение с камерой 220 после выполнения заранее определенного уровня перемещения поршня 224 (например, при достижении положения, проиллюстрированного на фиг. 4). В некоторых аспектах опорная конструкция 222 может содержать материал, который подвержен растворению в ответ на контакт с первой жидкостью 232 или смесью первой жидкости 232 с химическим агентом, смешанным с первой жидкостью 232 по пути к опорной конструкции 222. Таким образом, перепускной канал 238 в некоторых аспектах может пропускать поток первой жидкости 232 для облегчения растворения опорной конструкции 222. В некоторых аспектах перепускной канал 238 дополнительно или альтернативно может пропускать поток первой жидкости 232 в камеру 220, что обеспечивает увеличение давления в камере 220.
[0043] На фиг. 5 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 200 с гидравлическим приводом, в соответствии с некоторыми аспектами. Корпус 206 может содержать обратный клапан 244. В некоторых аспектах обратный клапан 244 может быть включен в колонную головку 248, используемую для перекрытия или герметизации корпуса 206 после ввода других элементов в корпус 206 во время изготовления. Обратный клапан 244 может иметь соответствующую конструкцию, которая позволяет жидкости выходить из корпуса 206 (например, протекать в направлении влево в соответствии с фиг. 5) и предотвращает перемещение жидкости в противоположном направлении для входа в корпус 206 (например, протекание в направление вправо в соответствии с фиг. 5). Дополнительное введение жидкости через отверстие 208 (например, как проиллюстрировано стрелками 246) может увеличить давление в камере 220, преодолеть давление снаружи обратного клапана 244, и вызвать вытекание жидкости (и любых частиц опорной конструкции 222, достаточно мелких для прохода через обратный клапан 244) из камеры 220 через обратный клапан 244.
[0044] На фиг. 6 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 200 с гидравлическим приводом в срезанном состоянии в соответствии с некоторыми аспектами. В срезанном состоянии первый компонент 202 и второй компонент 204 могут перемещаться независимо друг от друга. Срезной винт 200 с гидравлическим приводом может достигать срезанного состояния в ответ на действие усилий, прилагаемых к срезному винту 200 с гидравлическим приводом. Величина усилия, достаточного для среза срезного винта 120 с гидравлическим приводом, может зависеть от таких факторов, как площадь поперечного сечения участка 210 среза и предельное напряжение сдвига или другие свойства материала или материалов, из которых выполнен срезной винт 120 с гидравлическим приводом.
[0045] Различные манипуляции со срезным винтом 200 с гидравлическим приводом могут способствовать достижению срезным винтом 200 с гидравлическим приводом срезанного состояния. Например, разрушение опорной конструкции 222, описанное в данном документе, может уменьшить величину усиления для участка 210 среза и может приводить к соответствующему снижению величины силы, достаточной для того, чтобы привести к срезанию вдоль участка 210 среза. В качестве дополнительного или альтернативного варианта, увеличение давления жидкости в камере 220, как описано в данном документе, может вызвать соответствующее увеличение давления, оказываемого на участок 210 среза, что, в свою очередь, может увеличить концентрацию напряжения в участке 210 среза и привести к дополнительному или альтернативному соответствующему уменьшению величины усилия, достаточного для того, чтобы привести к срезанию вдоль участка 210 среза.
[0046] В некоторых аспектах обратный клапан 244 может предотвращать нарастание давления в камере 220 выше требуемого уровня для эксплуатационных ограничений срезного винта 200 с гидравлическим приводом. В качестве иллюстративного примера, начальная способность к внешним нагрузкам срезного винта 200 с гидравлическим приводом может составлять 36 290 кг (80 000 фунтов), когда опорная конструкция 222 не разрушена (например, на фиг. 2), уменьшенная способность к внешним нагрузкам составляет 20 410 кг (45 000 фунтов), когда опорная конструкция 222 разрушена (например, на фиг. 3), и еще более уменьшенная способность к внешним нагрузкам составляет 18 140 кг (40 000 фунтов), когда начальное количество жидкости 232 было передано через перепускной канал 238 для увеличения величины давления, оказываемого внутри камерой 220 на участок 210 среза (например, на фиг. 4). В этом иллюстративном примере обратный клапан 244 может позволять выпуск дополнительной жидкости 232 выше определенного порогового значения давления (например, на фиг. 5), например, для предотвращения оказания дополнительного внутреннего давления камерой 210 на участок 210 среза, что может привести к падению уровня внешней нагрузки ниже 18 140 кг (40 000 фунтов). Такая компоновка может допускать применение нагрузки, превышающей 18 140 кг (40 000 фунтов), чтобы при необходимости вызвать срезание (например, на фиг. 6), и в то же время предотвращать непроизвольное вызывание срезаний нагрузками менее 18 140 кг (40 000 фунтов) раньше намеченного срока.
[0047] В некоторых аспектах в срезанном состоянии срезного винта 300 с гидравлическим приводом перепускной канал 238 может пропускать жидкость. Такой проход жидкости может обеспечивать выход жидкости, что, в свою очередь, облегчает обнаружение падения давления или других условий давления, которые могут быть связаны со срезным винтом 300 с гидравлическим приводом, подвергающимся срезу и переходящим в состояние среза.
[0048] Другие изменения также можно без труда понять в связи с фиг. 2-6. Например, в некоторых аспектах может быть опущен поршень 224, и жидкость 232, вводимая через отверстие 208, может воздействовать непосредственно на опорную конструкцию 222 для оказания на нее давления, чтобы вызвать разрушение опорной конструкции 222. В некоторых аспектах давление, оказываемое на опорную конструкцию 222 (например, поршнем 224 или жидкостью в стержне 212), может привести к тому, что опорная конструкция 222 по меньшей мере частично сместится с плоскости 214 среза (например, в пространство 237) и уменьшиться поддержка участка 210 среза. В некоторых аспектах может быть опущен перепускной канал 238, и перемещение поршня 224 может создавать давление жидкости в камере 220 для увеличения напряжения в участке 210 среза. В некоторых аспектах поршень 224, может быть опущен, и жидкость 232, вводимая через отверстие 208, может передаваться дальше для создания давления жидкости в камере 220, чтобы увеличить напряжение в участке 210 среза.
[0049] На фиг. 7 проиллюстрирован другой пример срезного винта 300 с гидравлическим приводом в соответствии с некоторыми аспектами. Срезным винтом 300 с гидравлическим приводом, проиллюстрированным на фиг. 7, можно манипулировать для перехода между различными состояниями, чтобы облегчить срезание срезного винта 300 с гидравлическим приводом, что может позволить соединенным первому компоненту 302 и второму компоненту 304 отделиться друг от друга или сменить положения относительно друг друга.
[0050] Срезной винт 300 с гидравлическим приводом может содержать корпус 306, отверстие 308, участок 310 среза и стержень 312. Эти и другие элементы могут быть аналогичными элементам с такими же названиями, описанным ранее в данном документе, и, как таковые, описания различных аспектов таких элементов не повторяются.
[0051] Стержень 312, проиллюстрированный на фиг. 7, содержит разрывную мембрану 350. Разрывная мембрана 350 может быть выполнена с возможностью блокирования гидравлического сообщения отверстия 308 с опорной конструкцией 322 в состоянии перед разрушением. Например, разрывная мембрана 350 может перекрыть проходной канал 352, ведущий к опорной конструкции 322.
[0052] Опорная конструкция 322, проиллюстрированная на фиг. 7, содержит трубопровод 354. Трубопровод 354 проиллюстрирован в виде трубы, проходящей через опорную конструкцию 322, но может дополнительно или альтернативно соответствовать какому-либо пазу, туннелю, углублению или другому элементу, который способствует пористости опорной конструкции 322. В некоторых аспектах трубопровод 354 может быть дополнительно или альтернативно использован в других конструкциях, например, в срезном винте 200 с гидравлическим приводом, описанном выше.
[0053] В некоторых аспектах трубопровод 354 может быть выполнен из материала, отличающегося от материала, который может присутствовать в другом месте опорной конструкции 322. Например, трубопровод 354 может функционировать для усиления или ослабления опорной конструкции 322, например, для получения опорной конструкции, которая соответствует эксплуатационным критериям заданного сценария.
[0054] В некоторых аспектах трубопровод 354 обеспечивает путь для жидкости через опорную конструкцию 322. Например, трубопровод 354, проиллюстрированный на фиг. 7, выполнен с возможностью обеспечения гидравлического сообщения проходного канала 352 с пространством 337 в камере 320, которая не занята опорной конструкцией 322 в начальном состоянии срезного винта 300 с гидравлическим приводом.
[0055] На фиг. 8 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 300 с гидравлическим приводом в состоянии приема жидкости 332. Жидкость 332 может вводиться через отверстие 308 и, в конечном счете, приводить к тому, что опорная конструкция 322 растворяется или иным образом вступает в химическую реакцию для перехода в ослабленное состояние. Например, введенная жидкость 332 может прикладывать усилие к разрывной мембране 350, как проиллюстрировано стрелками 356 на фиг. 8. Это может привести к разрыву разрывной мембраны 350 и пропусканию потока 332 жидкости через разрывную мембрану 350, как проиллюстрировано стрелкой 358. В некоторых аспектах разрывная мембрана 350 до разрыва может поддерживать вакуум и может вызвать прохождение привлекаемой жидкости 332 через разрывную мембрану 350 при разрыве, например, в проходной канал 352, трубопровод 354, пространство 337, камеру 320 или их комбинацию. В некоторых аспектах после разрыва жидкость 332 может смешиваться с другими жидкостями или химическими веществами, если они присутствуют в разрывной мембране 350 или за ее пределами.
[0056] Жидкость 332, проходящая через разрывную мембрану 350 или иным образом вступающая в контакт с опорной конструкцией 322, может представлять собой способную вступать в реакцию жидкость, которая химически взаимодействует с опорной конструкцией 322. Например, жидкость 332 до контакта с разрывной мембраной 350 может иметь химический состав, который будет в ступать в реакцию с материалом опорной конструкции 322. В альтернативном примере жидкость 332 может смешиваться с другой жидкостью или химическим агентом, если он(а) присутствует в разрывной мембране 350 или за ее пределами, с получением химического состава жидкости 332, который может вступать в реакцию с материалом опорной конструкции 322. Хотя на фиг. 8 проиллюстрировано, что жидкость 332 растворяет опорную конструкцию 322, жидкость 332 может дополнительно или альтернативно вызывать коррозию или химическую реакцию любого другого типа, которая заставляет опорную структуру 322 перейти в более слабое или более хрупкое состояние. В некоторых аспектах трубопровод 354 может служить в качестве пути через опорную конструкцию 322, что позволяет жидкости 332 сразу же достигать множества частей опорной конструкции 322, что, например, может ускорять химически активный процесс ослабления или устранения опорной конструкции 322.
[0057] На фиг. 9 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 300 с гидравлическим приводом, удаляющий жидкость в соответствии с некоторыми аспектами. Для удаления жидкости 332 может быть использован обратный клапан 344, на который могут опираться части опорной конструкции 322, которые по меньшей мере частично растворяются или иным образом уменьшаются в размере посредством химической реакции. В качестве дополнительного или альтернативного варианта, обратный клапан 344 может предотвращать нарастание давления в камере 320 выше требуемого уровня для эксплуатационных ограничений срезного винта 300 с гидравлическим приводом, аналогично функциональности, описанной выше в отношении срезного винта 200 с гидравлическим приводом.
[0058] На фиг. 10 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 300 с гидравлическим приводом в срезанном состоянии, в котором первый компонент 302 и второй компонент 304 могут перемещаться независимо друг от друга в соответствии с некоторыми аспектами. Различные манипуляции со срезным винтом 300 с гидравлическим приводом могут способствовать достижению срезным винтом 300 с гидравлическим приводом срезанного состояния. Например, растворение или иное химическое взаимодействие опорной конструкции 322 с жидкостью 332, как описано в данном документе, может уменьшить уровень усиления участка 310 среза и приводит к соответствующему снижению величины усилия, достаточного для того, чтобы привести к срезанию вдоль участка 310 среза. В качестве дополнительного или альтернативного варианта, повышение давления жидкости в камере 320, как описано в данном документе, может вызвать соответствующее увеличение давления, прилагаемого к участку 310 среза, что, в свою очередь, может увеличить концентрацию напряжения в участке 310 среза и привести к дополнительному или альтернативному соответствующему уменьшению величины усилия, достаточного для того, чтобы вызвать срез вдоль участка 310 среза.
[0059] Другие варианты также можно без труда понять в связи с вышеприведенным описанием. Например, в некоторых аспектах поршень или другой элемент может быть перемещен в ответ на поступление жидкости 332 в отверстие 308 и может привести к разрушению резервуара или иному выпуску из него способной вступать в реакцию жидкости, приводимой в контакт с опорной конструкцией.
[0060] На фиг. 11 проиллюстрирован другой пример срезного винта 400 с гидравлическим приводом в соответствии с некоторыми аспектами. Срезным винтом 400 с гидравлическим приводом, проиллюстрированным на фиг. 11, можно манипулировать для перехода между различными состояниями, чтобы облегчить срез срезного винта 400 с гидравлическим приводом, который может позволить соединенным первому компоненту 402 и второму компоненту 404 отделиться друг от друга или сменить положения относительно друг друга.
[0061] Срезной винт 400 с гидравлическим приводом может содержать корпус 406, отверстие 408, участок 410 среза и стержень 412. Эти и другие элементы могут быть аналогичны элементам с такими же названиями, описанным ранее в данном документе, и, как таковые, описания различных аспектов таких элементов не повторяются.
[0062] Стержень 412, проиллюстрированный на фиг. 11, содержит поршень 424. Поршень 224 может иметь первую поверхность 426 и вторую поверхность 428. Первая поверхность 426 может быть выполнена с возможностью приема первой жидкости, вводимой через отверстие 408. Вторая поверхность 428 может быть расположена напротив первой поверхности 426 на поршне 424. В компоновке, проиллюстрированной на фиг. 11, вторая поверхность 228 находится в гидравлическом сообщении со второй жидкостью 460, содержащейся в камере 420.
[0063] В соответствии с фиг. 12, первая жидкость 432 может вводиться через отверстие 408 и в конечном итоге вызывать увеличение концентрации напряжений в участке 410 среза. Например, введенная первая жидкость 432 может прилагать усилие к первой поверхности 426 поршня 424, как проиллюстрировано стрелками 434 на фиг. 12. Это может вызвать перемещение поршня 424, например, влево в соответствии с фиг. 12. Перемещение поршня 224 в ответ на давление, оказываемое на первую поверхность 426, может вызвать перемещение второй поверхности 428, которое создает увеличение давления жидкости во второй жидкости 460 в камере 420. Например, перемещение второй поверхности 428 может уменьшать объем, доступный для второй жидкости 460 в камере 420, и, соответственно, создавать повышение давления. В некоторых аспектах вторая поверхность 428 меньше, чем первая поверхность 426. При таком компоновке первое давление, передаваемой первой поверхности 426 от первой жидкости 432, может вызывать большее, возросшее второе давление, передаваемое от второй поверхности 428 второй жидкости 460. Это может быть результатом того, что усилия на поршне 424 распределяются по большей площади на первой поверхности 426 и по меньшей площади на второй поверхности 428.
[0064] Увеличение уровня давления второй жидкости 460 в камере 420 может увеличить величину давления, оказываемого на участок 410 среза. Такое давление, оказываемое камерой 420 на участок 410 среза, может увеличить концентрацию напряжения в участке 410 среза. Увеличение концентрации напряжения в участке 410 среза может привести к соответствующему уменьшению величины усилия, достаточного для того, чтобы вызвать срезание вдоль участка 410 среза. В некоторых аспектах стенка камеры 420 может содержать канавки 462, размер которых рассчитан на снижение прочности участка 410 среза или дополнительную концентрацию напряжения в участке 410 среза. Например, канавки 462 могут соответствовать уменьшению площади поперечного сечения участка 410 среза, которая может обеспечивать срез участка 410 среза при испытании им величины напряжения, соответствующей величине давления, которое может быть создано во второй жидкости 460 в камере 420 в ответ на введение первой жидкости 432 через отверстие 408.
[0065] На фиг. 13 проиллюстрирован вид в поперечном сечении, показывающий срезной винт 400 с гидравлическим приводом в срезанном состоянии в соответствии с некоторыми аспектами. В срезанном состоянии первый компонент 402 и второй компонент 404 могут перемещаться независимо друг от друга. В некоторых аспектах для достижения срезанного состояния срезание может быть выполнено (например, снова в соответствии с фиг. 12) за счет повышения уровня давления второй жидкости 460 в камере 420 до такой степени, что концентрация напряжений в участке 410 среза будет превышать способность участка 410 среза выдерживать усилие на срез. В других аспектах уровень давления второй жидкости 460 в камере 420 может быть увеличен для достижения уровня, который ниже способности участка 410 среза выдерживать усилие на срез, и к корпусу 406 могут быть приложены усилия извне, чтобы вызвать срезание вдоль участка 410 среза.
[0066] В некоторых аспектах предусмотрены срезной винт, устройство, система или способ в соответствии с одним или более из следующих примеров или в соответствии с некоторой комбинацией их элементов. В некоторых аспектах устройство или система, описанные в одном или более из этих примеров, могут использоваться для реализации способа, описанного в одном из других примеров.
[0067] Пример № 1. Срезной винт, содержащий: корпус, содержащий участок среза, который поддается срезанию в ответ на действие усилий, воздействующих на корпус; отверстие в корпусе для введения гидравлической жидкости в корпус; а также стержень, расположенный в корпусе и определяющий камеру, по меньшей мере частично окруженную участок среза, причем стержень содержит опорную конструкцию в камере для поддержки участка среза, причем опорная конструкция может разрушаться в ответ на воздействие гидравлической жидкости, вводимой через отверстие для уменьшения поддержки участка среза, и обеспечения давления жидкости в камере на участок среза, чтобы способствовать срезанию участка среза.
[0068] Пример № 2. Срезной винт по примеру № 1 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что стержень дополнительно содержит поршень, выполненный с возможностью перемещения в ответ на воздействие гидравлической жидкости, вводимой через отверстие.
[0069] Пример № 3. Срезной винт по примеру № 2 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что поршень выполнен с возможностью перемещения, чтобы вызвать разрушение опорной конструкции в ответ на воздействие гидравлической жидкости, вводимой через отверстие.
[0070] Пример № 4. Срезной винт по примеру № 3 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что поршень выполнен с возможностью перемещения для контакта с опорной конструкцией, чтобы вызвать разрушение опорной конструкции в ответ на воздействие гидравлической жидкости, вводимой через отверстие.
[0071] Пример № 5. Срезной винт по любому из примеров № 3 или 4 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что поршень выполнен с возможностью перемещения для создания давления жидкости по меньшей мере для одного из: воздействия на опорную конструкцию, чтобы вызвать разрушение опорной конструкции в ответ на воздействие гидравлической жидкости, вводимой через отверстие; или воздействия на участок среза со стороны камеры в ответ на воздействие гидравлической жидкости, вводимой через отверстие.
[0072] Пример № 6. Срезной винт по любому из примеров № 2-5 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что поршень содержит перепускной канал, выполненный с возможностью прохода гидравлической жидкости из отверстия в камеру по меньшей мере для одного из: приведения гидравлической жидкости в контакт с опорной конструкцией для растворения опорной конструкции; или обеспечения ввода гидравлической жидкости в камеру для увеличения давления жидкости в камере для воздействия на участок среза, чтобы способствовать срезанию участка среза.
[0073] Пример № 7. Срезной винт по любому из примеров № 2-6 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что опорная конструкция содержит опорную матрицу, содержащую детали, которые в первом состоянии объединены или соединены вместе, а во втором, ином состоянии отсоединены, отделены друг от друга или иным образом расположены иначе, чем в первом состоянии.
[0074] Пример № 8. Срезной винт, содержащий: корпус, содержащий участок среза; отверстие в корпусе для введения жидкости в корпус; и стержень, расположенный в корпусе и определяющий камеру, по меньшей мере частично окруженную участком среза, причем стержень содержит опорную конструкцию в камере и подвержен разрушению, чтобы уменьшить поддержку участка среза в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0075] Пример № 9. Срезной винт по примеру № 8, отличающийся тем, что опорная конструкция дополнительно подвержена разрушению, что позволяет приложить давление жидкости в камере к участку среза.
[0076] Пример № 10. Срезной винт по любому из примеров № 8 или 9 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что опорная конструкция, которая подвержена разрушению, включает опорную конструкцию, которая поддается разрушению в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0077] Пример № 11. Срезной винт по примеру № 10 или по любому из предшествующих или последующих примеров, дополнительно содержащий поршень, выполненный с возможностью перемещения, чтобы вызвать разрушение опорной конструкции в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0078] Пример № 12. Срезной винт по примеру № 11 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что поршень содержит перепускной канал, выполненный с возможностью прохода жидкости из отверстия в камеру для приведения жидкости в контакт с опорной конструкцией для растворения опорной конструкции.
[0079] Пример № 13. Срезной винт по любому из примеров № 8-12 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что опорная конструкция, которая подвержена разрушению, включает опорную конструкцию, которая является химически активной, чтобы растворяться или ослабевать в ответ на контакт со способной вступать в реакцию жидкостью, причем способная вступать в реакцию жидкость включает жидкость, вводимую через отверстие, или жидкость, вступающую в контакт с опорной конструкцией в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0080] Пример № 14. Срезной винт по любому из примеров № 8, 9 или 13, или по любому из предшествующих или последующих примеров, дополнительно содержащий разрывную мембрану, выполненную с возможностью перекрытия гидравлического сообщения отверстия с опорной конструкцией в состоянии перед разрывом.
[0081] Пример № 15. Срезной винт по любому из примеров № 8-14 или по любому из предшествующих или последующих примеров, дополнительно содержащий обратный клапан, выполненный с возможностью выпуска жидкости из камеры в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0082] Пример № 16. Срезной винт, содержащий: корпус, содержащий участок среза; отверстие в корпусе для введения жидкости в корпус; а также стержень, расположенный в корпусе, причем стержень содержит камеру, по меньшей мере частично окруженную участком среза, при этом давление жидкости в камере оказывается на участок среза в возрастающем объеме, чтобы способствовать срезу участка среза в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0083] Пример № 17. Срезной винт по примеру № 16 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что стержень содержит опорную конструкцию, расположенную в камере и подверженную разрушению для ослабления поддержки участка среза в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0084] Пример № 18. Срезной винт по примеру № 16 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что стержень дополнительно содержит поршень, выполненный с возможностью перемещения в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие, при этом поршень выполнен с возможностью перемещения, чтобы вызвать увеличение давления жидкости, оказываемого на участок среза со стороны камеры в ответ на воздействие жидкости, вводимой через отверстие.
[0085] Пример № 19. Срезной винт по примеру № 18 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что поршень имеет: первую поверхность, расположенную для приема первой жидкости, включающей жидкость, вводимую через отверстие, для перемещения в ответ на прием первой жидкости; и вторую поверхность, противоположную первой поверхности и находящуюся в сообщении со второй жидкостью, содержащейся в камере, причем вторая поверхность меньше, чем первая поверхность, так что первое давление, передаваемое первой поверхности от первой жидкости, вызывает большее, усиленное второе давление, которое должно передаваться второй жидкости от второй поверхности.
[0086] Пример № 20. Срезной винт по любому из примеров № 16-19 или по любому из предшествующих или последующих примеров, отличающийся тем, что стенка камеры содержит канавки, размеры которых рассчитаны на уменьшение прочности участка среза.
[0087] Вышеприведенное описание некоторых примеров, включая проиллюстрированные примеры, представлено только с целью иллюстрации и описания и не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать изобретение точными раскрытыми формами. Специалистам в данной области техники будут очевидны их многочисленные модификации, адаптации и использование без отступления от объема изобретения.