以機械方式激活的緊急事件釋放系統和方法

2023-06-06 05:28:11

以機械方式激活的緊急事件釋放系統和方法
【專利摘要】一種釋放系統包括安置在心軸周圍的扭轉鎖定套管，以及與所述心軸嚙合的夾頭支柱。所述扭轉鎖定套管和所述心軸構造成基本上防止所述扭轉鎖定套管圍繞所述心軸進行旋轉移動，且所述扭轉鎖定套管構造成相對於所述心軸在第一位置與第二位置之間移位。當所述扭轉鎖定套管在所述第一位置中時，所述夾頭支柱保持與夾頭嚙合，且所述夾頭支柱保持與所述扭轉鎖定套管成扭轉鎖定嚙合。所述夾頭支柱構造成當所述扭轉鎖定套管安置在所述第二位置中時響應於旋轉移動而縱向平移。移位組合件構造成嚙合所述扭轉鎖定套管，且將所述扭轉鎖定套管從所述第一位置移位到所述第二位置。
【專利說明】以機械方式激活的緊急事件釋放系統和方法

【背景技術】
[0001]有時將井眼鑽到含有碳氫化合物的地層中以允許開採碳氫化合物。一旦井眼已鑽出，就可執行各種完井操作以構造井用於產生碳氫化合物。可在完井操作期間使用各種工具將完井組合件和/或組件傳輸到井眼中，執行完井操作，且接著與組合件和/或組件解除嚙合，隨後將工具取回到井眼的表面。然而，在一些情況下，解除嚙合機構可能未如期操作，這可要求利用工具從井眼移除完井組合件，或工具與完井組合件一起留在井眼中。


【發明內容】

[0002]在一實施例中，一種釋放系統包括安置在心軸周圍的扭轉鎖定套管，以及與心軸嚙合的夾頭支柱。扭轉鎖定套管和心軸構造成基本上防止扭轉鎖定套管圍繞心軸進行旋轉移動，且扭轉鎖定套管構造成相對於心軸在第一位置與第二位置之間移位。當扭轉鎖定套管在第一位置中時夾頭支柱保持與夾頭嚙合，且當扭轉鎖定套管在第一位置中時夾頭支柱保持與扭轉鎖定套管成扭轉鎖定嚙合。夾頭支柱構造成當扭轉鎖定套管安置在第二位置中時響應於旋轉移動而縱向平移。移位組合件構造成嚙合扭轉鎖定套管，且將扭轉鎖定套管從第一位置移位到第二位置。
[0003]在一實施例中，一種釋放系統包括安置在心軸周圍的扭轉鎖定套管、與心軸和扭轉鎖定套管嚙合的夾頭支柱、與夾頭支柱嚙合的夾頭，以及構造成與扭轉鎖定套管嚙合且將扭轉鎖定套管從第一位置移位到第二位置的移位組合件。扭轉鎖定套管相對於心軸被扭轉鎖定，且夾頭支柱與扭轉鎖定套管之間的嚙合構造成將夾頭支柱相對於扭轉鎖定套管扭轉鎖定。夾頭將夾頭支柱耦合到井下組件。
[0004]在一實施例中，一種方法包括:當扭轉鎖定套管在第一位置中時將移位組合件與扭轉鎖定套管嚙合；響應於移位組合件與扭轉鎖定套管嚙合，將扭轉鎖定套管縱向平移到第二位置；當扭轉鎖定套管在第二位置中時將旋轉力施加到夾頭支柱或心軸；基於旋轉力縱向平移夾頭支柱；以及基於夾頭支柱的縱向平移將夾頭支柱與夾頭解除嚙合。扭轉鎖定套管在第一位置中相對於夾頭支柱被扭轉鎖定，且扭轉鎖定套管相對於心軸被扭轉鎖定。
[0005]從結合附圖和權利要求書作出的以下詳細描述將更清楚地理解這些和其它特徵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]為更完整地理解本發明及其優點，現參考結合附圖和詳細描述作出的以下簡要描述:
[0007]圖1是根據一實施例的井眼維修系統的一實施例的剖視圖。
[0008]圖2是釋放機構的一實施例的剖視圖。
[0009]圖3是扭轉鎖定套管與心軸嚙合的一實施例的剖視圖。
[0010]圖4是扭轉鎖定套管與夾頭支柱嚙合的一實施例的另一剖視圖。
[0011]圖5是釋放機構的一實施例的又一剖視圖。
[0012]圖6是釋放機構的一實施例的再一剖視圖。

【具體實施方式】
[0013]在附圖和以下描述中，相同零件通常貫穿說明書和附圖分別以相同附圖標記來標記。附圖不一定按比例繪製。本發明的特定特徵可在尺度上誇示或以某種程度示意形式示出，且常規元件的一些細節可能為了清晰和簡潔而未示出。
[0014]除非另外指定，否則任何形式的術語「連接」、「嚙合」、「耦合」、「附接」或描述元件之間的相互作用的任何其它術語的任何使用並未打算將所述相互作用限於元件之間的直接相互作用，且還可包含所描述的元件之間的間接相互作用。在以下論述和權利要求書中，術語「包含」和「包括」以開放端方式使用，且因此應解釋為表示「包含，但不限於…」。將出於描述的目的參考向上和向下，其中「向上」、「上方」、「朝上」或「上遊」表示朝向井眼的表面，且其中「向下」、「下方」、「朝下」或「下遊」表示朝向井的終端，而不管井眼定向如何。將出於描述的目的參考中和外，其中「中」、「內部」或「向內」表示朝向井眼的中心或中心軸，且其中「外」、「外部」或「向外」表示朝向井眼管道和/或井眼的壁。對「縱向」、「縱向地」或「軸向」的參考表示與井眼的主軸和/或井眼管道基本上對準的方向。對「徑向」或「徑向地」的參考表示與井眼的主軸和/或井眼管道與同井眼的主軸和/或井眼管道基本上垂直的井眼壁之間的線基本上對準的方向，但徑向方向不必通過井眼和/或井眼管道的中心軸。所屬領域的技術人員在本發明的輔助下在閱讀實施例的以下詳細描述後且通過參看附圖將容易了解上文提及的各種特性以及下文更詳細描述的其它特徵和特性。
[0015]維修操作中使用的若干工具可包括構造成與一或多個其它組件嚙合的夾頭。舉例來說，完井工具和/或取回工具可包括夾頭，所述夾頭具有構造成與組件中的對應凹部嚙合以用於在井眼內運輸的一或多個凸耳。所述組件可運輸到井眼中和/或運輸離開井眼以供取回到表面。包括夾頭的工具可包括夾頭支柱以將夾頭嚙合且維持在嚙合位置。當夾頭準備好釋放時，夾頭支柱可與夾頭解除嚙合，藉此允許夾頭從組件釋放。夾頭支柱可通過使用機械力來致動，所述機械力經由延伸到井眼表面的井眼管道而供應到工具。在一些情況下，井眼管道和/或工具可能無法移動或移動到所需程度，以將夾頭支柱與夾頭解除嚙合。在這些情況下，可使用釋放機構以允許夾頭支柱與夾頭解除嚙合，藉此允許包括夾頭的工具與組件解除嚙合。通常，釋放機構的使用可涉及將夾頭支柱與夾頭解除嚙合的額外步驟或動作序列。這些步驟可設計成減小和/或消除釋放機構的無意過早激活的風險。
[0016]如本文揭示，釋放機構可構造成允許通過使用旋轉力進行旋轉且提供夾頭支柱的縱向平移而使夾頭支柱與夾頭解除嚙合。為防止釋放機構的過早致動，扭轉鎖可與夾頭支柱嚙合，藉此防止夾頭支柱的旋轉運動。在正常操作情境中，釋放機構可基於多種輸入而操作。舉例來說，可向工具施加向下力，其可用於將夾頭支柱與夾頭解除嚙合。然而，在一些情況下，可能無法實現向工具施加向下力。在一實施例中，釋放機構內的扭轉鎖可使用移位組合件以機械方式激活以相對於夾頭支柱平移扭轉鎖定套管。夾頭支柱可包括在其表面的一部分上的一或多個花鍵。扭轉鎖定套管的平移可允許扭轉鎖定套管與花鍵解除嚙合，但扭轉鎖定套管可仍安置在夾頭支柱周圍。可接著將旋轉力施加到夾頭支柱，所述旋轉力可經由力轉換機構轉換為縱向平移以將夾頭支柱移位成與夾頭解除嚙合。夾頭可接著與其所嚙合到的井下組件解除嚙合以允許從井眼移除工具，同時將井下組件留在井眼中。因此，本文描述的機構和方法可提供從工具釋放井下組件的簡單且有效的手段。舉例來說，可在正常釋放機構不操作或不能操作的情況下使用所述釋放機構。
[0017]轉向圖1，示出井眼操作環境的實例。如所描繪，操作環境包括鑽機106，其定位在地表面104上且在井眼114上方和周圍延伸，井眼114穿透地層102以用於開採碳氫化合物的目的。井眼114可使用任何適宜的鑽孔技術鑽孔到地層102中。井眼114在垂直井眼部分116上方基本上垂直延伸遠離地表面104,在偏離的井眼部分136上方相對於地表面104偏離垂直，且過渡到水平井眼部分118。在替代操作環境中，井眼的全部或部分可為垂直的、以任何適宜的角度偏離，水平的和/或彎曲的。井眼可為新井眼、現有井眼、直線井眼、大位移井眼、側鑽井眼、多邊井眼，和用於鑽孔和完成一或多個生產區的其它類型的井眼。此外，井眼可用於生產井和注入井兩者。在一實施例中，井眼可用於除碳氫化合物生產以外或作為碳氫化合物生產的補充的目的，例如關於地熱能量和/或水(例如，飲用水)的生產的用途。
[0018]包含包括耦合到井下組件的釋放機構的運行工具的井眼管道杆柱120可下降到地層102中用於整個井眼壽命期間的多種鑽孔、完井、修井和/或處理程序。圖1所示的實施例說明完井杆柱形式的井眼管道120下降到地層中。應理解，井眼管道120同等適用於插入到井眼中的任何類型的井眼管道，包含(作為非限制性實例)鑽杆、生產油管、抽油杆柱和撓性油管。在一實施例中，井下組件可包含(但不限於)襯管懸掛器、襯管(例如，可膨脹襯管)、襯管補塊、篩網，或其任何組合。運行工具可用於將井下組件運輸到井眼中，且在一些實施例中，運行工具可包括用於致動井下組件的一或多個特徵件(例如，用於可膨脹襯管懸掛器的膨脹錐)。在圖1所示的實施例中，包括運行工具的井眼管道120可以常規方式運輸到地層102中，且可隨後使用標準釋放機構或如本文描述的釋放機構從組件釋放。
[0019]鑽機106包括井架108，其具有鑽臺110，井眼管道120穿過鑽臺110從鑽機106向下延伸到井眼114中。鑽機106包括馬達驅動絞車和用於將井眼管道120延伸到井眼114中以將井眼管道120定位在選定深度的其它相關聯設備。雖然圖1中描繪的操作環境涉及固定鑽機106，其用於下降和設定包括陸基井眼114內的運行工具的井眼管道120，但在替代實施例中，移動修井機、井眼維修單元(例如，撓性油管單元)等可用於將包括運行工具的井眼管道120下降到井眼中。應理解，包括運行工具的井眼管道120或者可用於其它操作環境中，例如近海井眼操作環境內。在替代操作環境中，垂直、偏離或水平井眼部分可加管套和注水泥，且/或井眼的部分可不加管套。
[0020]不論其中使用包括釋放機構200的運行工具的操作環境的類型如何，將了解，釋放機構200用以允許運行工具與井下組件解除嚙合，這在一些實施例中可在不能致動標準釋放機構時發生。釋放機構200可利用與標準釋放機構不同的輸入。如下文參看圖2更詳細描述，釋放機構200 —般包括安置在心軸204周圍的扭轉鎖定套管202，和與心軸204嚙合的夾頭支柱206。扭轉鎖定套管202與心軸204之間的耦合可構造成基本上防止扭轉鎖定套管202圍繞心軸204進行旋轉移動，同時允許扭轉鎖定套管202在其中扭轉鎖定套管202形成與夾頭支柱206的扭轉鎖定的第一位置與其中扭轉鎖定套管相對於夾頭支柱206釋放扭轉鎖定的第二移位位置之間縱向平移。當扭轉鎖定套管202在第一位置中時，夾頭支柱206可保持與夾頭208嚙合，且當扭轉鎖定套管202在移位位置中時，夾頭支柱206可能夠縱向平移成與夾頭208解除嚙合，藉此允許夾頭208向內收縮並從井下組件210釋放。如下文更詳細描述，夾頭支柱206的縱向平移可歸因於夾頭支柱206和/或心軸204的旋轉。
[0021]如圖2所示，釋放機構200的實施例包括具有安置在其周圍的扭轉鎖定套管202的心軸204，和與心軸204嚙合的夾頭支柱206。可使用移位組合件相對於心軸204和夾頭支柱206嚙合和平移扭轉鎖定套管202，如下文更詳細描述。心軸204通常包括管道部件，其具有在心軸204的每一端之間延伸的流動孔212。流動孔212的大小可被選擇成允許在正常操作期間以所要速率穿過其的流體流動和/或允許運行工具和井下組件的安裝。心軸204可包括大體圓柱形部件，但其它形狀也是可能的。心軸204的端部可構造成允許連接到心軸204上方和/或下方的另一組件。舉例來說，心軸204可包括一或多個端部，其具有螺紋連接(例如，盒或銷式連接)以允許心軸204耦合到用於將心軸運輸到井眼中的例如井眼管道等另一組件。在一實施例中，心軸204的端部203耦合到夾頭支柱206。力轉換機構可用於將心軸204的端部203耦合到夾頭支柱206的端部205，如本文更詳細描述。
[0022]在一實施例中，釋放機構200包括安置在心軸204周圍的扭轉鎖定套管202。扭轉鎖定套管202可通常構造成響應於向扭轉鎖定套管202施加力而相對於心軸204移位或平移。在一實施例中，扭轉鎖定套管202可構造成響應於施加到扭轉鎖定套管202的機械力而平移，但在一些實施例中，可使用其它輸入致使扭轉鎖定套管202平移。扭轉鎖定套管202通常包括安置在心軸204周圍的管道部件，且扭轉鎖定套管202通常經設定大小以安置在心軸204周圍，同時允許相對於心軸204進行縱向移動。心軸204的外徑可沿著長度變化，扭轉鎖定套管202可在所述長度上圍繞心軸204行進。心軸204的在扭轉鎖定套管202上方(即，圖2中左側)的第一區段的外徑可大於心軸204中扭轉鎖定套管202可安置在其周圍的凹部227的外徑。具有比凹部227大的外徑的凸緣229可安置在凹部227附近，藉此在凹部227與凸緣229之間的過渡處形成肩部231。扭轉鎖定套管202的內表面上的突起233可構造成與肩部231嚙合，藉此防止扭轉鎖定套管202相對於心軸204進一步平移。
[0023]在一實施例中，扭轉鎖定套管202可構造成響應於來自移位組合件的力而移位。扭轉鎖定套管202可利用足以剪切或以其它方式超過與保持機構220相關聯的閾值的力相對於心軸204縱向平移，如本文更詳細描述。扭轉鎖定套管202可一直平移到突起233與心軸204上的凸緣229嚙合為止。扭轉鎖定套管202的平移可接著在初始位置(例如，第一位置)與經移位位置之間發生，在所述初始位置中，扭轉鎖定套管202相對於心軸204和夾頭支柱206被扭轉鎖定，在所述經移位位置中，扭轉鎖定套管202已移位離開與夾頭支柱206的扭轉鎖定嚙合足以允許夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合的距離。在經移位位置中，扭轉鎖定套管202可保持相對於心軸204被扭轉鎖定。
[0024]如上所述，扭轉鎖定套管202和心軸204可構造成基本上防止扭轉鎖定套管202圍繞心軸204進行旋轉移動。對扭轉鎖定套管202相對於以及圍繞心軸204的旋轉移動的限制和/或約束可稱為扭轉鎖定。可使用各種構造來限制扭轉鎖定套管202相對於心軸204的旋轉移動。舉例來說，心軸204可包括構造成與扭轉鎖定套管202上的一或多個對應花鍵嚙合的一或多個花鍵，其中心軸204上的所述一或多個花鍵與扭轉鎖定套管202上的所述一或多個花鍵的嚙合提供扭轉鎖定套管202相對於心軸204的扭轉鎖定。或者，凸耳和凹槽構造可與安置在扭轉鎖定套管202的內表面或心軸204的外表面上的凸耳以及安置在相對表面上以接納凸耳的對應凹槽一起使用。
[0025]圖3中示出說明對應和互鎖花鍵的使用的實施例。如圖所示，第一多個花鍵302可形成在心軸204的外表面的一部分上。每一花鍵302具有在心軸204的外表面的一部分上縱向延伸且與心軸204的中心軸基本上縱向對準的長度。因此，花鍵302也可稱為縱向花鍵302。每一花鍵302還具有從心軸204的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凹部形成在每一對鄰近花鍵302之間。縱向對準的花鍵302可構造成與形成在扭轉鎖定套管202的內表面上的一組縱向花鍵302配對地嚙合和互鎖。第二多個花鍵304可形成在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上。每一花鍵304具有在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上縱向延伸的長度。花鍵304的長度可構造成允許花鍵304在扭轉鎖定套管202的行進距離上與花鍵302嚙合。花鍵304可基本上縱向對準，且因此花鍵304也可稱為縱向花鍵304。每一花鍵304還具有從扭轉鎖定套管202的內表面基本上徑向向內延伸的高度。凹部306形成在每一對鄰近花鍵304之間。在此實施例中，扭轉鎖定套管202和心軸204可通過將心軸204上的縱向花鍵302與扭轉鎖定套管202上的對應縱向花鍵304嚙合和互鎖以形成扭轉鎖定嚙合而耦合在一起。扭轉鎖定嚙合基本上防止扭轉鎖定套管202與心軸204之間的相對旋轉移動，同時允許扭轉鎖定套管202與心軸204之間的縱向移動。
[0026]在另一實施例中，可使用凸耳和凹槽構造限制扭轉鎖定套管202相對於心軸204的旋轉移動。在此實施例中，一或多個凸耳可形成在心軸204的外表面的一部分上。凸耳可通常包括從心軸204的外表面延伸的突起，且凸耳可包括包含圓形、正方形、矩形、橢圓形、卵形、類菱形等的多種形狀。所述一或多個凸耳可具有從心軸204的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凸耳可構造成在形成在扭轉鎖定套管202的內表面上的凹槽內嚙合和平移。可對應於或可不對應於凸耳數目的一或多個凹槽可形成在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上。每一凹槽具有在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上縱向延伸且基本上縱向對準的長度。因此，所述一或多個凹槽可稱為縱向凹槽。每一凹槽具有從扭轉鎖定套管202的內表面基本上徑向向外延伸的深度和沿著扭轉鎖定套管202的內圓周延伸的寬度。凹槽的深度和寬度可構造成將凸耳接納在凹槽內。凸耳可接著在凹槽內自由行進，同時基本上被約束不能垂直於凹槽的長度移動。在此實施例中，扭轉鎖定套管202和心軸204可通過將心軸204上的凸耳與扭轉鎖定套管202上的對應凹槽嚙合以形成扭轉鎖定嚙合而耦合在一起。雖然凸耳可在縱向凹槽內隨行，但凸耳與縱向凹槽的側部的相互作用可基本上防止扭轉鎖定套管202與心軸204之間的相對旋轉移動，藉此在扭轉鎖定套管202與心軸204之間形成扭轉鎖定。雖然相對於凸耳安置在心軸204上且凹槽安置在扭轉鎖定套管202上進行描述，但凸耳和凹槽的定位可互換以允許扭轉鎖定套管202與心軸204之間的等效扭轉鎖定。
[0027]移位組合件可構造成嚙合扭轉鎖定套管202,且將扭轉鎖定套管從第一位置移位。移位組合件通常構造成向扭轉鎖定套管202提供機械力。移位組合件可包括多種設計，包含活塞、膨脹工具、機械致動組件、井眼管道(例如，打撈筒型打撈工具)，或能夠向扭轉鎖定套管施加機械力的任何其它裝置。在一實施例中，移位組合件包括活塞。在此實施例中，活塞可安置在心軸204與井下組件210之間的環形區中。活塞可形成與心軸204和井下組件210的內表面的密封。可在活塞上方引入流體壓力以將活塞移動成與扭轉鎖定套管202嚙合。活塞和/或流體壓力可構造成將扭轉鎖定套管202從第一位置移位到第二位置。在一實施例中，活塞可包括用於可膨脹襯管懸掛器的膨脹工具(例如，膨脹錐)。在此實施例中，膨脹工具可包括構造為楔形狀的活塞。在膨脹工具在心軸204與井下組件210 (例如，可膨脹襯管懸掛器)之間的環形區中平移後，膨脹工具可致使井下組件210徑向膨脹且與井眼和/或外殼的內表面嚙合。井下組件210可因而經由井下組件210與井眼壁和/或外殼之間的摩擦界面而保持在適當位置中。在膨脹衝程結束時，膨脹工具可向扭轉鎖定套管202施加力以將扭轉鎖定套管從第一位置移位。當膨脹工具與心軸204的外表面上的凹部227嚙合時，膨脹工具與心軸204之間的密封可不再對心軸204進行密封，從而允許驅動膨脹工具的流體壓力穿過凹部227且通過扭轉鎖定套管202而排出。在膨脹工具後方的壓力損失的情況下，驅動膨脹工具的壓力差可減小或消除。膨脹工具可接著保持在適當位置中，且可基於膨脹工具與井下組件210之間的摩擦界面將扭轉鎖定套管202保持在適當位置中。
[0028]移位組合件還可包括機械致動組件。在一實施例中，移位組合件可包括具有安置在流動孔212內的部分的移位套管。舉例來說，指示器可安置在流動孔212內且由井眼管道、夾頭或任何其它機械設備致動。移位套管可構造成將施加到指示器的力轉移到扭轉鎖定套管，藉此允許施加到指示器的機械力被施加到扭轉鎖定套管202。在另一實施例中,指示器可包括閥座或其它類似結構。球、鏢或其它密封元件可安置在流動孔212內且與指示器嚙合。在形成密封后，可將壓力施加到密封元件，密封元件可將力施加到指示器。指示器可接著構造成將施加到指示器的力轉移到扭轉鎖定套管，藉此允許施加到指示器的機械力施加到扭轉鎖定套管202。構造成將機械力施加到扭轉鎖定套管的任何其它結構也可與本文揭示的釋放機構200 —起使用。
[0029]返回圖2，夾頭支柱206通常包括構造成與心軸204嚙合的管狀部件。在一實施例中，心軸204的端部203構造成與夾頭支柱206的端部205嚙合。一或多個密封件(例如，O環密封件)可安置在對應凹部(例如，密封蓋)內以在夾頭支柱206與心軸204之間提供基本上流密密封。夾頭支柱206通常包括具有在夾頭支柱206的每一端之間延伸的流動孔214的管狀部件。流動孔214的大小可被選擇成允許在正常操作期間以所要速率穿過其的流體流動且/或允許運行工具和井下組件的安裝。夾頭支柱206可包括大體圓柱形部件，但其它形狀也是可能的。流動孔214可經設定大小以與穿過心軸204的流動孔212對應，從而允許穿過心軸204和夾頭支柱206兩者的基本上一致的流動孔。夾頭支柱206的端部可構造成允許連接到心軸204上方和/或下方的另一組件。舉例來說，夾頭支柱206可包括一或多個端部，其具有螺紋連接(例如，盒或銷式連接)以允許夾頭支柱206耦合到夾頭支柱下方的另一組件。
[0030]在一實施例中，夾頭支柱206通常在構造成與心軸204和扭轉鎖定套管202嚙合的第一端205與構造成嚙合夾頭208且維持夾頭208與井下組件210嚙合的第二部分216之間延伸。第二部分216可包括夾頭支柱206的端部，或夾頭支柱206可延伸超過夾頭208，如圖2所示。在一實施例中，當扭轉鎖定套管202在第一位置中時夾頭支柱206可保持與夾頭208嚙合，且當扭轉鎖定套管202在第二經移位位置中時夾頭支柱206可能夠縱向平移成與夾頭208解除嚙合。夾頭支柱206的第一端205可構造成與扭轉鎖定套管202嚙合，且如下文更詳細描述，扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206之間的嚙合可在扭轉鎖定套管在第一位置中時形成扭轉鎖定。
[0031]夾頭支柱206還可包括安置在夾頭支柱206的外表面上的環槽222。環槽222可構造成接納安置在夾頭組合件228的一部分上的凹部中的保持環224。當夾頭支柱206平移成不與夾頭208對準(如本文更詳細描述)時，環槽222可與保持環224徑向對準。此時，保持環224可向內收縮以嚙合且保持在環槽222內，同時保持嚙合在夾頭組合件228上的凹部中。保持環224可接著用以將夾頭支柱206縱向鎖定到夾頭組合件228。在此構造中，心軸204和夾頭支柱206可在井眼內運輸，同時將夾頭組合件228和夾頭208保持在解除哨合構造中。
[0032]夾頭支柱206還可包括一或多個埠 226。埠 226可實現流體從心軸204與井下組件210和/或夾頭支柱206與井下組件210之間的環形區排出。可在移位組合件包括在平移扭轉鎖定套管202後即刻排出的活塞時使用排出。排出還可用於允許各種組件(例如，扭轉鎖定套管202、夾頭支柱206、夾頭208等)相對於彼此移動而不在各種組件之間累積壓力。雖然所述一或多個埠 226說明為安置在夾頭支柱206中，但一或多個埠也可安置在心軸204中以實現流體從環形區的相同排出。
[0033]在一實施例中，保持機構220可與扭轉鎖定套管202和夾頭支柱206、心軸204和/或井下組件210嚙合。如圖2中說明，保持機構220可構造成防止扭轉鎖定套管202移位，直到將超過閾值的力施加到保持機構220為止。如本文更詳細描述，當扭轉鎖定套管202在第一位置中時扭轉鎖定套管202可被基本上約束不能相對於心軸204和夾頭支柱206旋轉，且保持機構220可於是被視為防止扭轉鎖定套管202從第一位置縱向平移，直到超過閾值的力施加到保持機構220為止。適宜的保持機構可包含(但不限於)剪切銷、剪環、剪切螺釘或其任何組合。雖然在圖2中說明為嚙合扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206，但保持機構220作為替代或另外可嚙合扭轉鎖定套管202與心軸204和/或扭轉鎖定套管202與井下組件210。在一實施例中，一或多個保持機構220可用於提供起始扭轉鎖定套管202的平移所需的所要閾值力。
[0034]一般來說，夾頭208包括由槽分離的一或多個彈簧234(例如，梁彈簧)和/或彈簧裝置。在一實施例中，所述槽可包括縱向槽、成角度槽(如相對於縱軸測量)、螺旋槽，和/或盤旋槽，用於允許響應於徑向壓縮力進行至少一些徑向壓縮。夾頭208可通常構造成允許彈簧234響應於徑向壓縮力進行有限量的徑向壓縮，且/或彈簧234響應於徑向膨脹力進行有限量的徑向膨脹。夾頭208還包括安置在彈簧234的外表面上的夾頭凸耳236。在一實施例中，與如圖2中示出的釋放機構一起使用的夾頭208可構造成允許彈簧234和夾頭凸耳236響應於徑向壓縮力進行有限量的徑向壓縮。徑向壓縮可允許彈簧234經過井下組件210的具有擁有減小的直徑的內表面的一部分，隨後允許夾頭凸耳膨脹到安置在井下組件210的內表面上的對應凹部中。夾頭凸耳236和/或井下組件210的內表面可包括一或多個表面，其構造成在夾頭凸耳236接觸井下組件210時嚙合彈簧234且向彈簧234提供徑向壓縮力。
[0035]一旦與井下組件210嚙合，除非被夾頭支柱206支撐，否則夾頭就自由徑向壓縮。在嚙合位置中，夾頭支柱206可通常與彈簧234和/或夾頭凸耳236嚙合且安置成與其徑向對準。夾頭支柱206可通常抵抗徑向壓縮力，且當夾頭支柱206安置成與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向對準時，可防止彈簧234徑向壓縮。當夾頭凸耳236嚙合在井下組件210中的對應凹部中且與夾頭支柱206嚙合時，夾頭208可固定地將運行工具耦合到井下組件210。當夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合時，彈簧234和/或夾頭凸耳236可自由徑向壓縮且移出井下組件210中的凹部，藉此將井下組件210從運行工具釋放。可將夾頭支柱206描述為當彈簧234和/或夾頭凸耳236能夠徑向壓縮成解除與井下組件210中的凹部的固定嚙合時與夾頭208解除嚙合。這可包含當夾頭支柱206平移成不與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向對準時，或當夾頭支柱206上的足夠深度的一或多個凹部與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向對準時，藉此允許彈簧234徑向壓縮到凹部中以及與井下組件210中的凹部解除嚙合。
[0036]在一實施例中，夾頭支柱202、夾頭208和井下組件210可相對於彼此被扭轉鎖定。在此實施例中，夾頭支柱206可利用花鍵構造與夾頭208嚙合。夾頭支柱206的構造成嚙合夾頭208的外表面可具有花鍵、圓齒、波紋、蜂窩或其它特徵件以嚙合夾頭和夾頭208上的一或多個對應特徵件，藉此在夾頭支柱206與夾頭208之間提供扭轉鎖定。夾頭208與井下組件210之間的嚙合也可扭轉鎖定。在此實施例中，夾頭208可利用花鍵構造與井下組件210嚙合。夾頭208的構造成嚙合井下組件210的外表面可具有花鍵、圓齒、波紋、蜂窩或其它特徵件以嚙合井下組件210和井下組件210上的一或多個對應特徵件，藉此在夾頭208與井下組件210之間提供扭轉鎖定。在此實施例中，當扭轉鎖定套管202在第一位置中時，歸因於心軸204與扭轉鎖定套管202、扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206、夾頭支柱206與夾頭208，以及夾頭208與井下組件210之間的扭轉鎖定，心軸204可相對於井下組件210被扭轉鎖定。
[0037]雖然相對於夾頭208安置在井下組件210內且夾頭支柱206以徑向對準安置在夾頭208內部來描述，但將了解，零件的布置可重新構造而不脫離當前描述的範圍。舉例來說，夾頭可安置在井下組件外部且與井下組件的外表面中的凹部嚙合。在此實施例中，夾頭支柱可安置在夾頭外部且與夾頭成徑向對準。此構造將允許夾頭支柱防止彈簧和/或夾頭凸耳的徑向膨脹，藉此維持夾頭與井下組件之間的嚙合。其它構造和布置也可為可能的。
[0038]如圖2所示，夾頭支柱206與扭轉鎖定套管202之間的嚙合可構造成當扭轉鎖定套管202在第一位置中時將夾頭支柱206相對於扭轉鎖定套管202扭轉鎖定，其中扭轉鎖定套管202又可相對於心軸204扭轉鎖定。如上文描述，夾頭支柱206與扭轉鎖定套管202之間的扭轉鎖定構造成約束夾頭支柱206相對於扭轉鎖定套管202進行旋轉運動。在一實施例中，夾頭支柱206和扭轉鎖定套管202可包括一或多個配對且互鎖特徵件，其一旦嚙合就基本上防止夾頭支柱206與扭轉鎖定套管202之間的旋轉運動。舉例來說，夾頭支柱206可包括一或多個花鍵，其構造成與扭轉鎖定套管202上的一或多個對應花鍵嚙合，其中夾頭支柱206上的所述一或多個花鍵與扭轉鎖定套管202上的所述一或多個花鍵的嚙合提供扭轉鎖定套管202相對於夾頭支柱206的扭轉鎖定。或者，凸耳和凹槽構造可與安置在扭轉鎖定套管202的內表面或夾頭支柱206的外表面上的凸耳以及安置在相對表面上以接納凸耳的對應凹槽一起使用。
[0039]包括夾頭支柱206和扭轉鎖定套管上的對應花鍵的互鎖特徵件的實施例在圖4中示出。在一實施例中，對應且互鎖花鍵可類似於上文相對於心軸204與扭轉鎖定套管202之間的扭轉鎖定而描述的花鍵。如圖所示，第一多個花鍵402可形成在夾頭支柱206的外表面的一部分上。每一花鍵402具有在夾頭支柱206的外表面的一部分上縱向延伸且與夾頭支柱206的中心軸基本上縱向對準的長度。因此，花鍵402也可稱為縱向花鍵402。每一花鍵402還具有從夾頭支柱206的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凹部形成在每一對鄰近花鍵402之間。縱向對準的花鍵402可構造成與形成在扭轉鎖定套管202的內表面上的一組縱向花鍵404配對地嚙合和互鎖。第二多個花鍵404可形成在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上。每一花鍵404具有在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上縱向延伸的長度。花鍵404的長度可構造成允許花鍵404在扭轉鎖定套管202的行進距離的第一部分上與花鍵402嚙合，同時在扭轉鎖定套管202的行進距離的第二部分上與花鍵402解除嚙合。花鍵404可基本上縱向對準，且因此花鍵404也可稱為縱向花鍵404。每一花鍵404還具有從扭轉鎖定套管202的內表面基本上徑向向內延伸的高度。凹部406形成在每一對鄰近花鍵404之間。在此實施例中，扭轉鎖定套管202和夾頭支柱206可通過當扭轉鎖定套管202在第一位置中時將夾頭支柱206上的縱向花鍵402與扭轉鎖定套管202上的對應縱向花鍵404嚙合和互鎖以形成扭轉鎖定嚙合而耦合在一起。扭轉鎖定嚙合基本上防止扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206之間的相對旋轉移動。當扭轉鎖定套管202從第一位置移位時，對應花鍵402、404可不被扭轉鎖定。
[0040]在另一實施例中，可使用凸耳和凹槽構造限制扭轉鎖定套管202相對於夾頭支柱206的旋轉移動。在此實施例中，一或多個凸耳可形成在夾頭支柱206的外表面的一部分上。凸耳可通常包括從夾頭支柱206的外表面延伸的突起，且凸耳可包括包含圓形、正方形、矩形、橢圓形、卵形、類菱形等的多種形狀。所述一或多個凸耳可具有從夾頭支柱206的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凸耳可構造成在形成在扭轉鎖定套管202的內表面上的凹槽內嚙合和平移。可對應於或可不對應於凸耳數目的一或多個凹槽可形成在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上。每一凹槽具有在扭轉鎖定套管202的內表面的一部分上縱向延伸且基本上縱向對準的長度。因此，所述一或多個凹槽可稱為縱向凹槽。每一凹槽具有從扭轉鎖定套管202的內表面基本上徑向向外延伸的深度和沿著扭轉鎖定套管202的內圓周延伸的寬度。凹槽的深度和寬度可構造成將凸耳接納在凹槽內。凸耳可接著在凹槽內自由行進，同時基本上被約束不能垂直於凹槽的長度移動。在此實施例中，扭轉鎖定套管202和夾頭支柱206可通過將夾頭支柱206上的凸耳與扭轉鎖定套管202上的對應凹槽嚙合以形成扭轉鎖定嚙合而耦合在一起。雖然凸耳可在縱向凹槽內隨行，但凸耳與縱向凹槽的側部的相互作用可基本上防止扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206之間的相對旋轉移動，藉此在扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206之間形成扭轉鎖定。雖然相對於凸耳安置在夾頭支柱206上且凹槽安置在扭轉鎖定套管202上進行描述，但凸耳和凹槽的定位可互換以允許扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206之間的等效扭轉鎖定。
[0041]返回圖2，通過夾頭支柱206與心軸204的嚙合而形成的力轉換機構218可構造成將旋轉力轉換為縱向力。如本文使用，「旋轉力」涉及導致組件的旋轉移動的任何力，而不管其實際向量對準如何。在一實施例中，力轉換機構218構造成將旋轉轉換為縱向平移。一旦扭轉鎖定套管202平移成與夾頭支柱206解除扭轉鎖定嚙合，夾頭支柱206就相對於心軸204自由旋轉。所述相對旋轉可用於縱向平移夾頭支柱206使其與夾頭解除嚙合(例如，與彈簧234和/或夾頭凸耳236解除徑向對準)。旋轉力可施加到心軸204、夾頭支柱206，和/或井下組件210以導致組件中的一或多者的旋轉移動。在一實施例中，夾頭支柱206可相對於井下組件210基本上旋轉地固定，井下組件210可相對於井眼基本上旋轉地固定。心軸204可接著旋轉以將旋轉力施加到力轉換機構218。在一實施例中，力轉換機構構造成將施加到心軸204和/或夾頭支柱206的旋轉力轉換為夾頭支柱206相對於心軸204的縱向平移。所述縱向平移可足以使夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合。如上所述，這可包含當夾頭支柱206平移成與彈簧234和/或夾頭凸耳236解除徑向對準時，或當夾頭支柱206上的足夠深度的一或多個凹部與彈簧234和/或夾頭凸耳236徑向對準時，藉此允許彈簧234徑向壓縮到凹部中以及與井下組件210中的凹部解除嚙合。在一實施例中，力轉換機構218可包括夾頭支柱206與心軸204、安置在心軸204的外表面中的螺旋凹槽與安置在夾頭支柱206的內表面上的一或多個對應凸耳(或反之亦然)以及安置在心軸204的外表面中的螺旋花鍵與安置在夾頭支柱206的內表面上的一或多個對應花鍵之間的螺紋嚙合。雖然圖2中說明為使夾頭支柱206的端部205安置在心軸204的端部203周圍，但將了解，端部203、205的相對位置可顛倒，同時仍維持夾頭支柱206與心軸204之間的相同功能關係O
[0042]在一實施例中，力轉換機構218包括夾頭支柱206與心軸204之間的螺紋嚙合。在此實施例中，夾頭支柱206的端部205可包括構造成與心軸204的端部203上的對應螺紋嚙合和配對的螺紋。可接著通過將夾頭支柱206上的螺紋嚙合到心軸204上直到夾頭支柱206與夾頭208嚙合為止來安裝夾頭支柱206。當扭轉鎖定套管202平移成與夾頭支柱206解除扭轉鎖定嚙合時，心軸204可旋轉，且心軸204的旋轉可歸因於心軸204上的螺紋與夾頭支柱206上的螺紋的相互作用而轉換為夾頭支柱206的向下縱向移動。在一實施例中，螺紋可包括左旋螺紋。左旋螺紋的使用可允許向右旋轉以平移夾頭支柱206，這可避免潛在地未扭轉用於將運行工具運輸到井眼中的井眼管道或類似連接的一或多個接點。
[0043]在另一實施例中，力轉換機構218可包括安置在心軸204的外表面中的螺旋凹槽以及安置在夾頭支柱206的內表面上的一或多個對應凸耳。在此實施例中，一或多個凸耳可形成在夾頭支柱206的內表面的一部分上。凸耳可通常包括從夾頭支柱206的內表面延伸的突起，且凸耳可包括包含圓形、正方形、矩形、橢圓形、卵形、類菱形等的多種形狀。所述一或多個凸耳可具有從夾頭支柱206的內表面基本上徑向向內延伸的高度。凸耳可構造成在形成在心軸的外表面上的凹槽內嚙合和平移。可對應於或可不對應於凸耳數目的一或多個凹槽可形成在心軸204的外表面的一部分上。每一凹槽具有在心軸204的外表面的一部分上沿圓周(例如，螺旋、盤旋等)延伸且相對於縱軸成角度偏移的長度。因此，所述一或多個凹槽可稱為縱向或軸向偏移凹槽。每一凹槽具有從心軸204的外表面基本上徑向向內延伸的深度和構造成將凸耳接納在凹槽內的寬度。凸耳可接著在凹槽內自由行進且在縱向偏移路徑中遵循凹槽。將旋轉力施加到心軸204可致使夾頭支柱206上的凸耳遵循縱向偏移路徑。當夾頭支柱206歸因於與夾頭208和井下組件210的相互作用被抑制不能旋轉運動時，旋轉力可轉換為驅動夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合的縱向力。雖然相對於凸耳安置在夾頭支柱206上且凹槽安置在心軸204上進行描述，但凸耳和凹槽的定位可互換以允許扭轉鎖定套管202與心軸204之間的等效力轉換。
[0044]在又一實施例中，力轉換機構218可包括安置在心軸204的外表面中的螺旋花鍵以及安置在夾頭支柱206的內表面上的一或多個對應花鍵。在此實施例中，第一多個縱向偏移花鍵可形成在心軸204的外表面的一部分上。每一花鍵可具有在心軸204的外表面的一部分上沿圓周(例如，螺旋、盤旋等)延伸且相對於心軸204的縱軸成角度偏移的長度。每一花鍵還具有從心軸204的外表面基本上徑向向外延伸的高度。凹部可形成在每一對鄰近花鍵之間。縱向偏移花鍵可構造成與形成在夾頭支柱206的內表面上的一組縱向偏移花鍵配對地哨合和互鎖。第二多個縱向偏移花鍵可形成在夾頭支柱206的內表面的一部分上。每一花鍵可具有在夾頭支柱206的外表面的一部分上沿圓周(例如，螺旋、盤旋等)延伸且相對於心軸204的縱軸成角度偏移的長度。夾頭支柱206上的每一縱向偏移花鍵還具有從夾頭支柱206的內表面基本上徑向向內延伸的高度。凹部可形成在每一對鄰近縱向偏移花鍵之間。在此實施例中，力轉換機構218可包括心軸204上的縱向偏移花鍵與夾頭支柱206上的對應縱向偏移花鍵的嚙合和互鎖。夾頭支柱206上的花鍵可在心軸204上的花鍵之間的凹部內自由行進且在縱向偏移路徑中遵循凹部。將旋轉力施加到心軸204和/或夾頭支柱206可致使夾頭支柱206上的花鍵遵循縱向偏移路徑。當夾頭支柱206歸因於與夾頭208和井下組件210的相互作用被抑制不能旋轉運動時，旋轉力可轉換為驅動夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合的縱向力。
[0045]力轉換機構218可導致夾頭支柱206相對於心軸204縱向平移。在一實施例中，所述平移足以使夾頭支柱206與夾頭208解除嚙合。在一實施例中，縱向平移可起初歸因於夾頭支柱206上的肩部235與夾頭組合件228上的肩部237的相互作用而受到限制。在此實施例中，夾頭支柱206可一直縱向平移到夾頭支柱206上的肩部235與夾頭組合件228上的肩部237嚙合。在此構造中，夾頭支柱206可與夾頭208解除嚙合，藉此允許夾頭從井下組件210釋放。
[0046]一旦釋放，夾頭208就可不相對於井下組件210被扭轉鎖定，且夾頭支柱206可繼續相對於心軸204旋轉。在一實施例中，扭轉鎖定套管202可構造成在夾頭支柱206相對於心軸204平移足夠縱向距離的情況下再形成與夾頭支柱206的扭轉鎖定。如上所述，扭轉鎖定套管202可從第一位置一直平移到突起233與凸緣229嚙合，藉此將扭轉鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉鎖定特徵件使平移成與夾頭支柱206上的對應特徵件解除嚙合。在此構造中，扭轉鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉鎖定特徵件可保持安置在夾頭支柱206周圍，但從夾頭支柱206上的對應鎖定特徵件縱向偏移。夾頭支柱206響應於旋轉力的縱向平移可將夾頭支柱206上的對應鎖定特徵件朝向扭轉鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉鎖定特徵件平移。如果夾頭支柱206相對於心軸204平移足夠距離，那麼夾頭支柱206上的對應鎖定特徵件可與扭轉鎖定套管202上的花鍵或其它扭轉鎖定特徵件嚙合，這可導致夾頭支柱206相對於扭轉鎖定套管202再形成扭轉鎖定。此嚙合可防止夾頭支柱206相對於心軸204的任何進一步旋轉，藉此防止夾頭支柱206相對於心軸204的任何進一步縱向平移。
[0047]在一實施例中，可通過將夾頭與井下組件嚙合使得夾頭凸耳236與井下組件210中的凹部嚙合來組裝釋放機構200。夾頭支柱206可接著與夾頭208嚙合，且夾頭支柱206可接著與心軸204嚙合。舉例來說，夾頭支柱206可旋轉到心軸204上以與力轉換機構218嚙合。扭轉鎖定套管202可接著安置在心軸204上，其中鎖定特徵件與心軸204上的對應特徵件對準，且扭轉鎖定套管202上的鎖定特徵件與夾頭支柱206上的對應特徵件對準。一或多個保持機構220可接著與扭轉鎖定套管202和夾頭支柱206嚙合。扭轉鎖定套管202可接著相對於心軸204被扭轉鎖定，且扭轉鎖定套管202與夾頭支柱206之間的嚙合可進一步將夾頭支柱206相對於扭轉鎖定套管202扭轉鎖定。由於扭轉鎖定套管202相對於心軸204和夾頭支柱206被扭轉鎖定，所以夾頭支柱206可相對於心軸204被扭轉鎖定。釋放機構200的所得構造可如圖2中示出。一旦包括釋放機構的運行工具經構成，運行工具和井下組件就可在井眼內運輸且安置在所要位置處。
[0048]參看圖2和5，井下組件210可於是在維修操作期間安裝且/或使用。在操作中的某一點處，井下組件210可需要與運行工具解除嚙合。在維修操作期間，可致動移位組合件502。舉例來說，安置在心軸204與下組件210之間的膨脹工具可經致動以抵靠外殼和/或井眼壁膨脹井下組件。膨脹工具可接著與扭轉鎖定套管202嚙合且將力施加到扭轉鎖定套管202。在與扭轉鎖定套管202嚙合後，移位組合件502可將縱向力施加到保持機構220。當施加到保持機構220的力超過閾值時，保持機構220可發生故障，藉此允許扭轉鎖定套管202縱向平移成與夾頭支柱206解除扭轉鎖定嚙合。在一實施例中，包括膨脹工具的移位組合件502可與凹部227嚙合且允許驅動膨脹工具的任何壓力經由環形區且經由所述一或多個埠 226排出，藉此減小或消除施加到扭轉鎖定套管202的機械力。釋放機構可於是如圖5所示而構造。
[0049]如圖5和6所示，扭轉鎖定套管202可平移成與夾頭支柱206解除扭轉鎖定嚙合，藉此將夾頭支柱206與扭轉鎖定套管202之間的扭轉鎖定解除嚙合。在一實施例中，扭轉鎖定套管202可保持安置在夾頭支柱206周圍。在正常操作環境中，夾頭支柱206可縱向平移成經由心軸204 (其與夾頭支柱206嚙合)的向下平移與夾頭208解除嚙合。然而，在一些情況下，心軸204可能無法在向下方向上平移。在此情況下或在需要使用釋放機構而非卸下運行工具上的重量來向下移動心軸204的事件中，可將旋轉力施加到夾頭支柱206和/或心軸204。力轉換機構218可接著將旋轉力轉換為縱向力。舉例來說，心軸204可向右旋轉，藉此將夾頭支柱206旋開且向下驅動夾頭支柱206。當已施加足夠量的旋轉力(以及因此旋轉)時，夾頭支柱206可與夾頭208解除嚙合。在此構造中，保持環224也可與環槽222嚙合，藉此提供夾頭支柱206、夾頭208與心軸204之間的固定嚙合。釋放機構可於是如圖6所示而構造。
[0050]如圖6所示，夾頭支柱206可基於夾頭支柱206的縱向平移而與夾頭208解除嚙合。夾頭彈簧234和/或夾頭凸耳236可於是能夠響應於徑向壓縮力而徑向壓縮。徑向壓縮力可通過在心軸204(其可耦合到夾頭208)上施加向上力而施加。安置在環槽222中的保持環224可防止夾頭支柱206向上縱向平移以與夾頭208再嚙合。歸因於夾頭凸耳236與井下組件210中的凹部的邊緣之間的嚙合，夾頭彈簧234和夾頭凸耳236可徑向壓縮且與井下組件210中的凹部解除嚙合。包括釋放機構的運行工具可接著與井下組件210解除嚙合且向上運輸，同時井下組件保持在井眼中。
[0051]雖然在使用釋放機構使運行工具與井下組件解除嚙合的方面進行描述，但釋放機構可替代地與例如取回工具、工作杆柱、完井杆柱，和其中釋放機構可能有用的其它井下工具等其它工具一起使用。
[0052]揭示至少一個實施例，且所屬領域的一般技術人員作出的對實施例和/或實施例的特徵的變化、組合和/或修改在本發明的範圍內。由於組合、集成和/或省略實施例的特徵而產生的替代實施例也在本發明的範圍內。在明確陳述數值範圍或限制的情況下，此類明確範圍或限制應理解為包含屬於所述明確陳述的範圍或限制內的類似量值的迭代範圍或限制(例如，從約I到約10包含2、3、4等；大於0.10包含0.11,0.12,0.13等)。舉例來說，每當揭示具有下限R1和上限Ru的數值範圍時，特別地揭示屬於所述範圍內的任何數字。特定來說，特別地揭示所述範圍內的以下數字:R = RdkMRu-R1)，其中k是從1%到100%範圍內的具有1%增量的變量，即k為1%、2%、3%、4%、5%、-.50%,51%,52%,…、95%、96%、97%、98%、99%或100%。此外，還特別地揭示如上文界定的兩個R數字界定的任何數值範圍。相對於權利要求的任何元件使用術語「任選地」意味著需要所述元件，或者不需要所述元件，兩個替代方案均在所述權利要求的範圍內。例如包括、包含和具有等較廣術語的使用應理解為對例如由…組成、實質上上由…組成和基本上上由…構成等較窄術語提供支持。因此，保護範圍不受上文陳述的描述限制，而是由所附權利要求書界定，權利要求書的範圍包含權利要求書的主題的所有等效物。每一及每個權利要求作為進一步揭示內容併入到本說明書中，且權利要求書是本發明的實施例。
【權利要求】
1.一種釋放系統，包括: 安置在心軸周圍的扭轉鎖定套管，其中所述扭轉鎖定套管和所述心軸構造成基本上防止所述扭轉鎖定套管圍繞所述心軸進行旋轉移動，且其中所述扭轉鎖定套管構造成相對於所述心軸在第一位置與第二位置之間移位； 與所述心軸嚙合的夾頭支柱，其中當所述扭轉鎖定套管在所述第一位置中時，所述夾頭支柱保持與夾頭嚙合，其中當所述扭轉鎖定套管在所述第一位置中時，所述夾頭支柱保持與所述扭轉鎖定套管成扭轉鎖定嚙合，且其中當所述扭轉鎖定套管安置在所述第二位置中時，所述夾頭支柱構造成響應於旋轉移動而縱向平移；以及 移位組合件，其構造成嚙合所述扭轉鎖定套管，且將所述扭轉鎖定套管從所述第一位置移位到所述第二位置。
2.根據權利要求1所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭構造成在所述夾頭支柱與所述夾頭嚙合時與井下組件固定地嚙合。
3.根據權利要求1所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭構造成在所述夾頭支柱縱向平移成與所述夾頭解除嚙合時可與井下組件解除嚙合。
4.根據權利要求1所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭支柱構造成相對於所述心軸在第一夾頭支柱位置與第二夾頭支柱位置之間移位，其中所述夾頭支柱構造成在所述第一夾頭支柱位置中保持與所述夾頭嚙合，且其中所述夾頭支柱構造成在所述第二夾頭支柱位置中與所述夾頭解除嚙合。
5.根據權利要求4所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭支柱構造成當所述扭轉鎖定套管在所述第二位置中且所述夾頭支柱在所述第二夾頭支柱位置中時與所述扭轉鎖定套管再嚙合。
6.根據權利要求1所述的釋放機構，其進一步包括與所述扭轉鎖定套管和所述夾頭支柱嚙合的保持機構，且其中所述保持機構構造成防止所述扭轉鎖定套管相對於所述夾頭支柱縱向移動，直到將高於閾值的力施加到所述保持機構為止。
7.根據權利要求6所述的釋放機構，其特徵在於，所述保持機構包括剪切銷、剪環、剪切螺釘或其任何組合。
8.根據權利要求1所述的釋放機構，其特徵在於，所述扭轉鎖定套管和心軸的用以基本上防止所述扭轉鎖定套管圍繞所述心軸旋轉移動的構造包括安置在所述心軸的外表面上的一或多個花鍵，以及安置在所述扭轉鎖定套管上的構造成與所述一或多個花鍵嚙合的一或多個特徵件。
9.根據權利要求1所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭支柱響應於所述旋轉移動而縱向平移的構造包括使用構造成將所述旋轉移動轉換為縱向移動的力轉換機構。
10.根據權利要求9所述的釋放機構，其特徵在於，所述力轉換機構包括以下各者中的至少一者:所述夾頭支柱與所述心軸之間的螺紋嚙合、安置在所述心軸的外表面中的螺旋凹槽和安置在所述夾頭支柱的內表面上的一或多個對應凸耳、安置在所述夾頭支柱的內表面中的螺旋凹槽和安置在所述心軸的外表面上的一或多個對應凸耳，或安置在所述心軸的外表面中的螺旋花鍵和安置在所述夾頭支柱的內表面上的一或多個對應花鍵。
11.一種釋放系統，包括: 安置在心軸周圍的扭轉鎖定套管，其中所述扭轉鎖定套管相對於所述心軸被扭轉鎖定; 與所述心軸和所述扭轉鎖定套管嚙合的夾頭支柱，其中所述夾頭支柱與所述扭轉鎖定套管之間的嚙合構造成相對於所述扭轉鎖定套管將所述夾頭支柱扭轉鎖定； 與所述夾頭支柱嚙合的夾頭，其中所述夾頭將所述夾頭支柱耦合到井下組件；以及移位組合件，其構造成嚙合所述扭轉鎖定套管，且將所述扭轉鎖定套管從第一位置移位到第二位置。
12.根據權利要求11所述的釋放機構，其特徵在於，所述心軸包括構造成與所述扭轉鎖定套管上的一或多個對應花鍵嚙合的一或多個花鍵，且其中所述心軸上的所述一或多個花鍵與所述扭轉鎖定套管上的所述一或多個花鍵的嚙合提供所述扭轉鎖定套管相對於所述心軸的扭轉鎖定。
13.根據權利要求11所述的釋放機構，其特徵在於，所述移位組合件包括膨脹錐組合件。
14.根據權利要求11所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭支柱包括安置在所述夾頭支柱的表面的一部分上的一或多個花鍵，且其中所述扭轉鎖定套管構造成在所述第一位置中與所述一或多個花鍵嚙合，且在所述第二位置中與所述花鍵解除嚙合。
15.根據權利要求11所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭支柱與所述心軸螺紋齧口 ο
16.根據權利要求11所述的釋放機構，其特徵在於，所述夾頭支柱與所述心軸之間的螺紋嚙合包括左旋螺紋。
17.根據權利要求11所述的釋放機構，其特徵在於，所述井下組件包括襯管懸掛器、襯管、襯管補塊、篩網，或其任何組合。
18.一種方法，包括: 當扭轉鎖定套管在第一位置中時使移位組合件與所述扭轉鎖定套管嚙合，其中所述扭轉鎖定套管在所述第一位置中相對於夾頭支柱被扭轉鎖定，且其中所述扭轉鎖定套管相對於心軸被扭轉鎖定； 響應於所述移位組合件與所述扭轉鎖定套管的嚙合，將所述扭轉鎖定套管縱向平移到第二位置； 當所述扭轉鎖定套管在所述第二位置中時，旋轉所述夾頭支柱或所述心軸； 基於所述旋轉，縱向平移所述夾頭支柱；以及 基於所述夾頭支柱的所述縱向平移，使所述夾頭支柱與夾頭解除嚙合。
19.根據權利要求18所述的方法，其進一步包括當所述扭轉鎖定套管在所述第二位置中時且當所述夾頭支柱與所述夾頭解除嚙合時，相對於所述扭轉鎖定套管扭轉鎖定所述夾頭支柱。
20.根據權利要求18所述的方法，其進一步包括當所述夾頭支柱與所述夾頭解除嚙合時，使所述夾頭與井下組件解除嚙合。
【文檔編號】E21B17/043GK104271868SQ201280072922
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年5月2日 優先權日:2012年5月2日
【發明者】R·P·諾夫克 申請人:哈裡伯頓能源服務公司