井下环境中化学物质的磁控释放的制作方法

公开了用于井下化学物质释放的设备和方法。更具体地，提供了与致动井下化学物质存储的系统和方法相关的实施例。

背景技术：

1、由于无法看到井轨迹和井下环境，钻井机“在黑暗中钻井”。使钻井更具挑战性的是，一旦钻井工具(包括仪器和设备)下入井中，就无法从地面接近它们。从地面控制这些工具的常规技术包括机械方法(诸如施加钻压和旋转钻柱组件、施加压力和落球)或液压方法(诸如流体压力循环和流动压力循环)。然而，机械和液压方法可能会给钻井过程带来某些限制和潜在的挑战或问题。最近，开发了基于射频识别(rfid)的系统用于钻井应用。在地面用唯一代码编程的rfid标签被投入井中，并随着钻井流体流向井下。井下工具(诸如旁通阀、扩孔器或封隔器)与rfid读取器集成在一起。rfid读取器包括为保护而封装起来的电池、电子设备和天线。当rfid标签在彼此附近时，它们被读取器的天线激励。天线不断产生rf场来“监听”rfid标签。rfid读取器能够只响应于特定的识别码而忽略其他代码，并且通过只接受一次唯一代码来消除重复操作。基于rfid的系统的最大优势在于，与通常用于激活旁通阀的程序相比，它们对钻柱的内径没有限制，通常用于激活旁通阀的程序涉及放下激活球以打开两个侧端口。放下另外两个球以关闭端口。从地面施加压力释放所有三个落入下面接球笼的球。rfid系统能够远程激活，并对钻柱的内径没有限制，使钻井流体的流动区域更大，允许任何测井仪器不受限制地通过钻柱，结果是不存在堵漏材料损坏旁通阀下方的随钻测量(measurement whiledrilling；mwd)单元或旋转导向系统(rotary

2、steerable system；rss)工具的风险，可用于在一个深度或几个深度处执行多项作业，其中旁通阀位于钻柱上的一个位置或多个位置处，并且避免了额外行进至地面以从钻柱组件上移除球或扩孔器。

3、然而，基于rfid的系统也有缺点。一个缺点是缺乏在井下释放和混合化学物质以进行反应来解决和缓解井下问题的能力。

技术实现思路

1、公开了用于井下化学释放的设备和方法。更具体而言，提供了与用于井下化学物质存储的致动的系统和方法相关的实施例。

2、在第一方面，提供了一种按需释放井下化学物质的方法。该方法包括将钻柱从地表延伸到地下井的井孔中的步骤。钻柱包括致动器组件和改进的稳定器，其中改进的稳定器包括从主体延伸的一个或多个化学物质存储隔室，其中一个或多个化学物质存储隔室是中空的并且具有电磁体和靠近电磁体的磁致动门。该方法还包括以下步骤：识别井孔中的井下问题，其中井下问题选自包括漏失、页岩不稳定性、卡钻、摩擦问题、粘度调整、泥浆比重调整、井孔清洁要求及其组合的团组；以及激活致动器组件以传输信号来接通改进的稳定器的电磁体。致动器组件包括具有由第一材料形成的区段的第一管件、围绕第一管件的第二管件、定位在第一管件和第二管件之间的轴承，该轴承由第二材料形成，其中第一材料与第二材料起反应，其中激活致动器组件以传输信号来接通电磁体包括：旋转钻柱以使第一管件相对于第二管件以预定模式旋转；以及解释当轴承旋转经过所述区段时所导致的所述区段的反应。该方法还包括以下步骤：当电磁体通过致动器组件接通时产生磁场；由于磁致动门被电磁体的磁场物理吸引而打开磁致动门，其中化学物质存储隔室通过打开的磁致动门而流体地连接到井孔；通过磁致动门从化学物质存储隔室释放井下化学物质；激活致动器组件以传输信号来关闭改进的稳定器的电磁体；当电磁体通过致动器组件关闭时移除磁场；以及当磁场被移除时关闭磁致动门。

3、在某些方面，该方法还包括使井下化学物质与井孔中的流体反应的步骤，使得井下化学物质和流体的反应产物解决井下问题。在某些方面，该方法还包括使井下化学物质与井孔中的流体反应的步骤，使得井下化学物质和流体的反应产物解决井下问题，其中井下问题为漏失，其中井下化学物质包括胺基交联剂，其中井孔中的流体为包括环氧基树脂的堵漏材料，使得胺基交联剂与环氧基树脂反应以控制漏失。在某些方面，该方法还包括使井下化学物质与井孔中的流体反应的步骤，使得井下化学物质和流体的反应产物解决井下问题，其中井下问题为粘度降低，其中井下化学物质包括吸水聚合物，其中井孔中的流体为水基流体，使得吸水聚合物与水基流体反应以增加流体的粘度。在某些方面，从地表激活致动器组件。在某些方面，所述区段位于第一管件的外径表面上，并与侧轴轴向对准，该侧轴承位于第一管件的外径表面与第二管件的内径表面之间。在某些方面，所述区段位于第一管件的端面处，并与端轴承径向对准，该端轴承位于第一管件的端面与固定到第二管件并从第二管件沿径向延伸的支撑件之间。

4、在第二方面，提供了一种用于按需释放井下化学物质的系统。该系统包括从地表延伸到地下井中的钻柱、物理地连接到钻柱的致动器组件、以及物理地连接到钻柱的改进的稳定器。改进的稳定器包括主体和物理地连接到主体的化学物质存储隔室，化学物质存储隔室限定了被配置为保持井下化学物质的中空隔室。化学物质存储隔室包括电连接到致动器组件的电磁体、以及靠近电磁体定位的磁致动门，从而电磁体产生的磁场使磁致动门移动。

5、在某些方面，该系统还包括从第二管件的内径表面向内沿径向延伸的支撑件，该支撑件将第一管件支撑在第二管件的中心孔内。在某些方面，该系统的井下化学物质选自包括堵漏材料、井孔清洁材料、流体粘性材料、活化剂、交联剂、吸水聚合物及其组合的团组。

技术特征：

1.一种按需释放井下化学物质的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述井下化学物质与所述井孔中的流体反应的步骤，使得所述井下化学物质和所述流体的反应产物解决所述井下问题。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述井下化学物质与所述井孔中的流体反应的步骤，使得所述井下化学物质和所述流体的反应产物解决所述井下问题，其中所述井下问题为漏失，其中所述井下化学物质包含胺基交联剂，其中所述井孔中的所述流体为包含环氧基树脂的堵漏材料，使得所述胺基交联剂与所述环氧基树脂反应以控制所述漏失。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述井下化学物质与所述井孔中的流体反应的步骤，使得所述井下化学物质和所述流体的反应产物解决所述井下问题，其中所述井下问题为粘度降低，其中所述井下化学物质包含吸水聚合物，其中所述井孔中的所述流体为水基流体，使得所述吸水聚合物与所述水基流体反应以增加所述流体的粘度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述地表激活所述致动器组件。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述区段位于所述第一管件的外径表面上，并且所述区段与侧承轴向对准，所述侧轴承位于所述第一管件的外径表面与所述第二管件的内径表面之间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述区段位于所述第一管件的端面处，并且所述区段与端轴承径向对准，所述端轴承位于所述第一管件的端面与固定到所述第二管件并从所述第二管件沿径向延伸的支撑件之间。

8.一种用于按需释放井下化学物质的系统，所述系统包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述区段位于所述第一管件的外径表面上，并且所述区段与侧承轴向对准，所述侧轴承位于所述第一管件的外径表面和所述第二管件的内径表面之间。

10.根据权利要求8所述的系统，还包括从所述第二管件的内径表面向内沿径向延伸的支撑件，所述支撑件将所述第一管件支撑在所述第二管件的中心孔内。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述区段位于所述第一管件的端面处，并且所述区段与端轴承径向对准，所述端轴承位于所述第一管件的端面与固定到所述第二管件并从所述第二管件沿径向延伸的支撑件之间。

12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述井下化学物质选自包括堵漏材料、井孔清洁材料、流体粘性材料、活化剂、交联剂、吸水聚合物及其组合的团组。

技术总结一种用于按需释放井下化学物质的方法，包括以下步骤：将包括致动器组件和改进的稳定器的钻柱从地表延伸到地下井的井孔中；识别井孔中的井下问题；激活致动器组件以传输信号来接通改进的稳定器的电磁体；当电磁体通过致动器组件接通时产生磁场；由于磁致动门被电磁体的磁场物理吸引而打开磁致动门；通过磁致动门从化学物质存储隔室释放井下化学物质；激活致动器组件以传输信号来关闭改进的稳定器的电磁体；当电磁体通过致动器组件关闭时移除磁场；以及当磁场被移除时关闭磁致动门。技术研发人员：约蒂巴苏·拉马萨米,金萨卡·古纳拉特纳,J·H·徐受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15