用于密封地下钻孔和执行其它线缆井下旋转操作的装置及方法

摘要

在地下钻孔或管道中执行旋转或切削操作尤其是密封操作的装置，包括连接至线缆(6)的井下组件。该井下组件包括至少一个联结至电动马达或液压马达(39)的旋转工具(18，19，21)，联结至液压马达(39)的旋转工具(22，23，24，161，180)，或者联结至活塞的轴向切削工具(20)。该液压马达或活塞(64)被井筒中产生的流体压差操作。还提供了密封地下钻孔的方法，其中一个或多个管道(96，98，101，103，144，145，167，168，177)中的切削组件形成一个或多个切口(170，170A/170B，170C)以便移除至少一部分管道并且混凝土沉积在形成的空间中。该空间不具有岩屑，其可在混凝土密封中另外形成漏泄路径。在变型例中，该空间通过井下压挤装置(18，19)产生。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年7月6日提交的题为“Through Tubing Cable Rotary System”的专利申请号为0911672.4的英国专利申请、于2010年6月22提交的 题为“Apparatus And Methods For Operating One Or More Wellspring To Solution Mine，Dewater And Operate Subterranean Storage Spaces Through A Single Bore”的专利申请号为GB1010480.0英国专利申请、于2009年11月19 日提交的题为“Apparatus and Methods for Operating a Plurality of Wells through a Single Bore”的申请序列号为GB0920214.4的英国专利申请、于2009 年10月6日提交的题为“Systems and Methods for Operating a Plurality of Wells through a Single Bore”的申请序列号为12/587,360的美国专利申请、于 2009年12月16日提交的题为“Systems and Apparatus for Using a Passageway Through Subterranean Strata”的申请序列号为GB0920214.4英国专利申请、 以及于2009年12月18日提交的题为“Systems and Apparatus for Using a Passageway Through Subterranean Strata”的申请序列号为12/653,784的美 国专利申请的优先权。前述专利申请的全部内容通过引用包含于本文。

技术领域

本发明大体上涉及可用于编织线(braided wire)、滑触线(slick wire)的 装置、系统和方法，或其他放置、维护和/或插入管道的方法，以及与上述管道 相关联的、具有旋转设备的装置，该旋转设备在提升和/或震击导管时使用液压 驱动马达，或者涉及在井筒、平台立管、管线或其他更大直径的管道内的相关 装置。

本发明大体上还涉及使用螺钉组封隔器密封管道、使用旋转悬挂器固定管 道、使用由任意轴驱动的低扭矩旋转齿轮刀具轴向切割管道和/或环状切割管道， 所述轴包括由容积式液压马达(positive displacement fluid motor)、内燃机、 气动马达和电动马达驱动的轴。

背景技术

在井中使用旋转井下设备的传统做法通常涉及具有扭矩或泵送能力的大起 重量的钻机的使用、挠性管(coild tubing)作业和/或电线作业。

在井筒中使用高扭矩旋转设备通常要求使用大型钻机向井中或从井中提升 互相连接的管状管道，其中使用旋转设备转动上述互相连接的管道，或者使用 在上述互相连接的管道尾部的液压马达抽取液体以转动井下设备。这些传统的 操作方式通常为井下设备的旋转提供最大的提升和扭矩能力。

可选地，可以执行挠性管作业，其涉及大卷筒挠性管的使用，需要大型起 重设备来支撑用于将上述挠性管卷入或卷出井中的注入头，同时泵被用来使流 体循环通过液压马达并使井下设备旋转。传统的挠性管作业相较使用钻机，通 常提供较少的扭矩和提升能力。

最后，对于较低扭矩的旋转设备作业，例如用利刀切管，传统的做法还可 涉及使用电缆单元以将电动马达放置在井下。电缆作业通常不适于向井内或井 外起重或震击重型设备，因为与井下设备或其编织线布置中的电线的连接可能 失败。

非电性编织线和滑触线应用装置的传统使用通常不支持井下设备的旋转， 因为线如果被绞合可能连接失败，并且线主要是为了按照需要向井内或井外起 重设备和/或向上或向下端部轮轴向震击设备。

另外，由于注脂头可能不能对编织线提供足够的密封性能，相较于编织线 应用装置，滑触线应用装置通常能够工作在压力更高的井中。

由于钻机针对提升能力和扭矩提供最高的资源等级，它们是传统可选择方 式中最昂贵和最耗时的，在井内旋转井下设备时，相较钻机，挠性管作业通常 成本较少，但是相较电缆作业较昂贵且作业复杂。

由于非电性编织线和滑触线作业在成本和作业复杂性上可与电性线缆相比 较并且具有向井内或井外起重重型负载和/或震击卡钻设备松动的能力，如果有 必要，在相较钻机对扭矩要求较少的任务中，它们也能提供机会去使用容积式 液压驱动马达旋转井下设备以及执行重型工作。

本发明的实施例提供了在井内旋转井下设备的能力，该井下设备的应用包 括例如清洗井管和井下设备、切削井管和装置、侧向跟踪油井、执行油井废弃， 维护和/或插入储井、套管钻井操作或当前使用或可能使用的编织线或滑触线插 入。

具体地，在大直径管道中，本发明的实施例在地下井中可与编织和滑触线 缆互相替换，例如通过在海洋管线中使用远程作业车，或者通过其它方法，在 所述大直径管道中，流体流可用于驱动固定轴或可变轴容积式液压驱动马达以 驱动旋转设备、轴向管道切削装置和/或环式管道切削装置，以维护和/或插入井 筒、平台立管、管线或其他更大直径管道中的一个或多个同心管道。

由于钻机和挠性管作业昂贵且复杂，在机械式清洗时，井的维护、化学清 洗器(例如用于清除岩屑和结垢)通常被使用，使用旋转刷和其它旋转设备， 包括喷射设备将更有效。本发明的实施例能够为机械式的旋转以执行井筒和井 下装置的化学清洗提供替换方案。

另外，在可与编织线和滑触线应用装置一起使用轴向移动刷以清洗难以清 洗的井下设备(例如表面安全阀、侧面凹陷处具有岩屑的啮合接头以及生锈或 腐蚀的回接筒)的地方，旋转刷、旋转铣刀和/或旋转喷射洗涤器可能更适于清 洗和抛光这些设备。

当井内的生产区域枯竭时，通常实行侧向跟踪油井至其它可生产区域(如 果这么做有益处)。由于钻机的高花费和压井的需要，因此可移除管状管道并 且侧向跟踪油井，尽管存在另外的可生产区域，也常常阻止侧向跟踪油井，并 且未开发的区域常常被留下而没能实现。

假定编织线和滑触线应用具有更低的成本，本发明的实施例还可用以降低 侧向跟踪油井的成本，这可使先前的边缘可生产区更经济。

一旦经济的生产区域在井的生命尽头耗尽，当其投资金钱的经济效益最少 时，通常有必要使用高花费的钻机移走重型管状管道以使得能够放置固定水泥 塞。

本发明的实施例可进一步用以减少井废弃的成本，其可减少废弃的负担和 特定井废弃的任意关联的延迟直至充分的工作可适用以完成废弃活动，因此节 省时间和花费。

在非井应用中，例如平台立管，管线或其它大直径管道，维护和/或插入管 道几乎没有选择。

以出现在立管或管线中的管道清洗的地方为例，本发明的实施例可用于清 洗作业以使用旋转工具清洗管道或总体上插入和/或维护管道。

可选地，本发明的实施例可被吸入偏井或水平井、管线、立管或其他大直 径管道中以完成旋转功能，然后通过接合的钢丝绳取回或者通过吸钢丝绳接合 设备以接合并在完成旋转功能后取回上述实施例。

在管线、平台立管、钻井作业、施工作业、插入作业、维护作业和废弃中， 在存在大直径管道的情况下，切削井下管道通常是关键的。存在许多不同的传 统的设备和方法来切削管道，包括爆炸、砂切削器、机械切削器和化学切削器。

除砂切削器以外，传统的管道切削器不能围绕它们被放置于其中的管道切 削同心和平行管道。

另外，尽管砂切削器能够切过多重管道，但是砂切削器形成的切削的范围 难以控制或者难以将切削限制到相当精确的特定直径。

本发明的实施例，可用于切削管道，可包括低扭矩切削装置，该低扭矩切 削装置将同心和平行管道切削成选定的直径，而不损伤周围的在上述直径范围 外的管道从而使设计的管道功能能够持续实施。

在大管道应用中，例如那些与井和管线关联的，充气式桥密封塞或者封隔 器通常不能密封超过它们穿过其放置的直径两倍的距离，或者不够坚固以承受 铣刀或切削管道关联的锋利的边缘。

本发明的实施例可包括旋转封隔器，其可密封超过上述放置的直径的两倍 距离，并承受放置上述旋转封隔器的上述管道的周围管道中的铣刀和切削金属 的锋利边缘。

电线不允许足够的起重负载或者震击，并且不存在传统的非电性编织线或 滑触线旋转线缆工具。因此，在管道切削过程中的锚定和在非电性编织线或滑 触线使用过程中锚定旋转封隔器是不可能的。本发明的实施例使得能够使用旋 转悬挂器以允许任意旋转轴的放置以及移走非电性编织线或滑触线线缆，以支 撑切削装置和旋转封隔装置。

旋转悬挂器、旋转封隔器以及管道切削实施例可使用任意轴驱动，所述轴 包括，例如，与液压马达、内燃机、气动马达和/或电动马达接合的轴。

需要这样的装置和方法，其在井筒、平台立管、管线或其他大直径管道中 使用旋转设备执行常规的管道插入和/或维护作业时去除钻机和挠性管作业的需 要，因此降低成本并减少这些作业的复杂度。

需要这样的装置和方法，其提升编织线和滑触线作业的起重能力和震击能 力，并且可用于部署旋转设备以在插入和/或维护井筒、平台立管、管线或其它 大直径管道的过程中使用。

需要用以在注脂头不对编织线提供足够的密封能力的高压情况下使用钢丝 绳或线缆工具的装置和方法。

需要这样的装置和方法，其使得能够在管状环境中使用套管钻井技术侧向 跟踪油井，能够使用可在压力环境中工作的钢丝绳作业，去除在侧向跟踪之前 压井的需要，因而减少了为该侧向跟踪使用挠性管的成本和复杂度，因此增加 了井的寿命，这样的低成本的装置和方法可触及被圈闭的储油(trapped reserves)。

需要这样低成本的钢丝绳旋转刷、喷嘴以及其它相关管道和设备的清洗方 法，其中传统的轴向使用的刷以及化学清洗方法不能有效地清洗管道和相关设 备。

需要这样的方法和装置，其提供改善的不适于使用传统清洗装置和方法的 管线和立管清洗。

需要这样的装置和方法，其减少井和管线废弃的成本。

需要这样的装置和方法，其使得能够将旋转装置泵入偏井或水平井、管线、 立管或其它大直径管道以完成旋转功能，并使用接合钢丝绳或泵入上述管道中 的钢丝绳接合设备取回上述旋转设备。

需要这样的装置和方法，其可用于在井筒中在规定的直径内切削同心和平 行管道、管线、平台立管和其它这样的大直径管道。

存在密封桥塞或封隔器的需要，其可扩展至直径比其内设置该桥塞或封隔 器的管道大两倍的直径，并且承受与管道磨铣和切削作业关联的锋利金属边缘。

需要这样的悬挂器，其能够设置、支撑旋转、支撑其它装置、和/或在其完 成功能之后被震击松动。

需要井下旋转设备以维护和/或插入当前在其中使用或可能使用编织线或出 滑触线的储井、套管钻井作业或任意井作业。

本发明的一个目的是克服或减轻至少一些现有技术中的上述问题，以满足 至少一些上述需要。

发明内容

本发明一方面提供了一种用于密封地下钻孔的方法，包括：将由井下马达 或驱动器(39，64)驱动的切削组件(20/21/43)下放到所述钻孔；利用所述切 削组件在所述地下钻孔的井下切削区域中的一个或多个管道(96，98，101，103， 144，145，167，168，177)中形成一个或多个切口(170，170A/170B，170C)， 以便从所述井下切削区域移除至少一部分所述管道，并且为密封材料留下空间， 或者削弱所述井下切削区域中的至少一部分所述管道，或者二者兼而有之；如 果必需形成用于所述密封材料的所述空间，则从所述切削区域移除所述管道的 留下的削弱部分(如果有的话)，以及在所述空间中沉积可固着的密封材料， 并允许所述密封材料固着。

在相关方面，本发明提供了用于密封地下钻孔的方法其中：将由井下马达 或驱动器(39，64)驱动的挤压组件(18，19)下放到所述地下钻孔；将来自 所述挤压组件(19)的力施加到所述地下钻孔中的一个或多个管道(96，98， 101，103，144，145，167，168，177)的切割端以轴向移位所述切割端以形成 空间；以及在所述空间中沉积可固着的密封材料，并允许所述科固着密封材料 固着。

这些方法使得无障碍的空间能够形成所以当密封材料(通常为水泥)放置 在该空间中，没有岩屑延伸通过密封材料，其可形成漏泄路径。

本发明的另一方面提供一种用于在地下钻孔或管道中执行旋转或者切削作 业的装置，所述包括可与线缆接合的井下组件，所述井下组件经由所述线缆可 放置并可悬挂在所述钻孔或管道中，并可从所述钻孔或管道取回，所述井下组 件包括以下至少之一：联结到液压马达(39)的旋转工具(18，19，22，23， 180)，联结到液压马达(39)的旋转切削工具(21，24，65，161)，或者联 结到活塞的轴向切削工具(20)，或者上述三者的组合，其中所述液压马达或 活塞(64)包括流体入口(36)和流体出口，所述流体入口和流体出口分别与 所述地下钻孔或管道的高压区域和低压区域连通，由此所述液压马达或者活塞 可被所述地下钻孔或管道的压差流体操作。

这样的装置可用于实施与第一方面关联的方法，并且具有使用轻量装置提 供井下足够能量的优点。特别的，液压马达具有优点，其中足够的能量可在表 面被注入到钻孔中的流体传送到井下。

本发明的另一方面提供了一种使用地下钻孔或管道的方法，其中：使用线 缆在地下钻孔或管道内定位井下组件，其中具有联结到电马达或液压马达的旋 转工具(18，19，21)、联结到液压马达(39)的旋转工具(22，23，24，161， 180)、或者联结到活塞(64)的轴向切削工具(20)中的至少一个得井下组件 通过线缆被放置，悬吊或缩回至，所述地下钻孔或管道中或从所述地下钻孔或 管道中，以在所述地下钻孔或管道内执行维护或插入作业。优选的特征在附属 权利要求中被限定。

本发明总的关于可用于任意单管道(图4，6，8，35，43和53的61)或 双管道(图4-7，30-34，54-58，86和128的59)装置中的装置，系统和方法， 特别地，其中流体循环或注射是可能的，例如地下井，平台，管线，污染的管 道或其他大直径管道。

本发明的优选实施例总地，使用编织和/或滑触线缆以放置轴向固定或轴向 可变的容积式液压马达以驱动旋转装置，和/或管道切削装置和/或圆周形管道切 削装置以执行维护和/或插入一个或多个井筒，平台立管，管线或其它大口径管 道的同心管道。

轴向固定马达组件(图4-5，8-9，31-33，43，53-58，86，96-100和128-135 中的16)或轴向可变马达组件(图96和128的43)可用以执行：大直径管道 维护，大直径管道插入，地下井维护，地下井侧向跟踪，储井维护，轴向偏斜 管道维护，油井管的轴向切削，使用旋转悬挂器与井管接合，井管的环向切削， 井管磨铣和/或在井中产生管道活塞以便轴向向下压挤管道。

包括轴向固定马达和轴向可变容积式液压马达的实施例使用利用编织或滑 触线缆放置在管道中的单个的马达组件(图4-5，8-9，31-33，43，53-58，86， 96-100和128-135的16)或复合马达组件(图8的17)传送流体通过液压马 达以驱动容积式液压马达(图4-5，8-9，31-33，43，53-58，86，96，99-100和 133-134的39)。

流体流提供在转子和定子之间，定子被线缆限制向下移动，并且通过与管 道壁的接合被限制旋转和/或轴向移动。流体促使转子的节表面使得其旋转并随 后提供扭矩至接合至其端部的旋转装置。

轴向固定和轴向可变马达组件可使用可接合的流体转向器(图4，8-11， 30-33，35-38，43，53-56，86，96，99，115-116和133的36)，其可包括线 锚定的流转向外壳(图10-11的51)和经过流转向外壳(图115-116和133的 52)的开立，具有环形密封件(图8-9，12，31-33，43，53-56，86，96，99， 115-116，128和133得54)以在放置马达组件管道的孔中使流体流转向通过马 达内部。马达被转子(图18，56-57，126-127，和133-134的56)和定子(图 16，56-57，125，和133-134得57)之间的压力流驱动，一般，在外壳(图15， 56-57和133-134的58)中。

外壳和/或定子一般利用马达防旋转设备(图4-5，8-9，30-33，35-38，43， 53-57，86，99-100和133-134)接合至放置其的管道以提供相对固定的接合， 相对该接合，定子和转子之间加压的流体流可促使转子旋转，因而施加扭矩至 接合至其下端部的设备。

定子一般在管道中被上述马达防旋转设备限制旋转，其允许沿管道的轴向 移动但组织绕轴线旋转。

在其中线缆用以部署马达组件的实施例中，线缆防旋转设备(图97，102-104 和130的38)可用作预防措施以防止由于马达组件外壳和/或定子的任意中间旋 转滑移的线缆扭合。

各种装置可接合至转子的下端部，例如接合至马达旋转接头(图8的60) 的普遍的旋转连接件(图8的53)，该马达旋转接头接合至复合马达组件(图 8的17)中的随后的马达组件。旋转连接可用于旋转：管道环向刷(图4-5，8 和19的22)，管道刷(图4-5，8和20的23)，管道磨铣(21，96，101， 128和135的24)，套管钻井组件(图22的25)，旋转悬挂器(图31-34， 43-45，53和86的18)，螺丝封隔器(图33-34，86，87和95的19)，旋 转可扩展套管放置设备(图22A的180)，和管道轮切削器(图32，53-58，61-63， 73-74，82和84-85的21)，其包括齿轮轮切削器(图55，57-58，61-63和82-83 的40)和/或管道凸轮轮切削器(图73-74和84-85的41)。

编织或滑触线缆的使用以放置可被一个或多个容积式液压马达的循环或注 射流体旋转的装置的实施例，允许本发明的实施例用以插入和/或维护管道和与 井筒关联的装置，平台立管，管线或其它大直径管道。

可选地，齿轮轮管道切削器(图55，57-58，61-63和82-83的40)以及凸 轮轮管道切削器(图73-74和84-85的41)可被任意轴驱动，包括燃烧马达和 电动马达驱动轴。

结合使用管道切削器的实施例也可与连续软管和电性钢丝绳马达一起使 用，其在井作业中是prevalent

在使用本发明的实施例的地下井中，流体可能沿孔向下循环并返回通过环， 或相反，以驱动容积式液压马达，其使用线缆被限制和/或被固定以维护和/或插 入地下井中的装置。

可选地，如果流体被泵送通过单个管道，例如，注入渗透性储藏室或破碎 的地下岩层，本发明的线缆可放置的容积式液压马达实施例可用以维护和/或插 入井管。

本发明的实施例可用于维护和/或插入地下井(26)的作业，其包括但不限 于：通过刷子清洗井管或装置，油井侧向跟踪(图6的27)，储井维护(图6 的28)，轴向偏井装置和管道清洗(图8的29)，轴向切削井管(图30的30 和图35的30A)，使用旋转悬挂器(图31和43的18)使装置与井管接合，环 向磨铣管道(图128的35)，以及使用在井中放置封隔器(图33和86的33) 的实施例产生管道活塞以便轴向向下挤压井管(图34的34)。

用于套管钻井的实施例可包括咬合连接件，例如在以下描述中显示的用于 执行油井侧向跟踪(图6中的27)的咬合延伸管道(图22的47)，以及可使 用编织或滑触线缆部署的容积式马达，用于在定位之后对侧向跟踪的油井进行 钻进以及对钻井组件灌注水泥。如果组件顶部缩回并且悬挂在防喷器的下方， 咬合连接件可在套管钻井组件的放置过程中或钻井过程中通过局部润滑件来部 署，同时可通过润滑件添加管道。

一旦钻井完成，旋转悬挂器(图43的18)可用以在灌注水泥的过程中悬吊 套管钻井组件，其后套管钻井组件可被穿孔以启动侧向跟踪油井的生产或者注 入。

如果套管钻井组件在侧向跟踪过程中或之后被卡住或者需要切削，本发明 的实施例可用以轴向(图35的30A)切削管道，环向(图53-58的32A)切削 管道或磨铣管道(图135的35)。

为了环向切削管道，管道轮切削器可被使用，例如管道齿轮轮切削器(图 55，57-58，61-63和82-83的40)以及管道凸轮轮切削器(图73-74和84-85 的41)。

管道轮切削器(图32，53-58，61-63，73-74，82和84-85的21)可被任 意轴驱动，包括燃烧马达和电动马达驱动轴，或者被可与一个或更多本发明的 实施例一起使用的轴向固定马达组件(图4-5，8-9，31-33，43，53-58，86，96-100 和128-135的16)或轴向可变马达组件(图96和128的43)驱动。

齿轮轮切削器可包括齿轮轮切削器组件(图70的70)，同时凸轮轮切削器 可包括凸轮轮切削组件(图79的73和图80的65)，其可包括具有整体轮轴(图 41的65)的切削轮(图71的65)红着具有独立轮轴(图72的669)的切削轮 (图71的65)。轮切削器组件可相对于放置其的管道的内径被关联的外壳旋转 促使，该外壳使用齿轮装置(图61-69，81-82和84-85的77)或凸轮装置(图 73-78的75A，75B，75C)。

齿轮轮切削器(图55，57-58，61-63和82-83的40)和凸轮轮切削器(图 73-74和84-85的41)可结合轴向井切削器使用以切碎井筒中的管道以在井筒中 产生用于放置装置或水泥的空间。

由于各种切削轮实施例(图79的70，73和图80的74o)的臂(图70， 图79-80的78)长可变化以允许在直径限度内切削管道和装置，则多个管道中 的内部同心管道和装置可通过变化臂的长度被选择性地切削。另外，放置在臂 (图70的78)上的切削表面(图84-85的79)可用以切削控制线，管道中的线 缆和环绕管道的环形空间或由使用环向和轴向切削器切碎管道所带来的要挟。

轴向管道切削器(图30和35-38的20)可用以轴向切削管道(图30的30) 以循环或达到挤压管道的目的以为其他装置，或井废弃的套管中的水泥提供空 间。

在包括从线缆(图30和35的6)悬吊的轴向管道切削器(图30和35-38 的20)的实施例中，向上的力可被泵送通过管道经过流转向外壳(图36-38的 36)的流体施加，以施加被压力安全阀(图35-38的48)限制的压力，利用放 置在外壳(图37-40)的凸轮(图38和42的67)操作活塞(64)。通过流动 转向器施加的压力驱动活塞以及关联的凸轮以推动具有整体轮轴(图41的69) 的轴向轮切削器或者可选地，具有独立轮轴与径向凹槽(图40的66)一起放置 的独立轮轴的轮切削器，以通过使用施加在转向器的压力利用线缆向上和向下 移动该切削器轴向切削放置该切削器的管道。

当本发明的实施例用以以特别的程序(图30-34的30，31，32，33和34) 执行操作，例如结合使用轴向管道切削器(图30和35-38的20)，旋转悬挂 器(图31-34，43-45，53和86的18)，管道轮切削器(图的32，53-58，61-63， 73-74，82和84-85的21)，和螺塞封隔器(图33-34，86，87和95的19)， 用于放置水泥以永久废弃井的空间的产生可发生，移除了利用大起重能力的钻 机移除这样的管道的需要。

可用于废弃井或密封井筒的水泥放置的实施例可包括轴向可延伸管道(图 22-28的44)，伸缩地延伸管道(图23-25的45)和/或挠性壁延伸管道(图27-28 的46)以放置水泥。其后，延伸管道内部和放置该延伸管道的环之间的压差， 由水泥和排量流体之间的质量差异引起，可相对于单向阀(图23-26的48)使 用以从灌注了水泥的管道中缩回延伸管道产，在管道的内径中生连续的水泥塞 以更好地满足废弃规范和/或用以密封水泥放置的工业实践。

在其中管道被切削和压挤(图30-34的30，31，32，33和34)轴向切削部 (图35的30A)和/或环向切削部(图53-58的32A)和被允许掉落和/或被磨铣 (图135的35)的实施例中，水泥罩装置(图29的49)可被放置通过轴向上 方的管以支持空间中的水泥放置，该空间通过切削和压挤，允许切削部分掉落 和/或允许管道被磨铣。

在其它实施例中，螺塞封隔器(图33-34，86，87和94的19)可用以扩展 横跨直径，该直径大于该封隔器通过其放置的直径，使用挠性隔膜或织品中的 分级颗粒，例如芳纶，以产生压差密封穿过放置其的管道的内径，因而提供障 碍，相对于该障碍，例如，水泥可被放置以永久密封管道的孔或通过地下岩层 的孔。

结合使用螺塞封隔器的实施例可包括轴(图87-89和95的90)，该轴和较 低螺塞圈或轭(图87，90，93和94的81)之间具有螺塞装置或其它可移动的 接合件(图87-90，93和94-95的80)。通过任意方法的轴的旋转，包括使用 液压马达，燃烧马达，电动马达或气动马达，使得被分级颗粒填充的挠性隔膜 或织品(图87和95的89)的水泥罩状的扩展能够形成压差密封，使用从说所 装置(图87和90的87)到扩展装置(图94-95的88)的蜘蛛架(图87，90， 和94-95)。

使用螺塞封隔器(图33-34，86，87和95的19)可包括单向阀(图89的 48)以允许流体和/或螺塞封隔器下方的压力泄露，以允许通过施加在上方的压 力的封隔器的向下移动，当，例如，下方的管被挤压(图34的34).

这里描述的一个或多个实施例的应用可具有地下井中的很多使用，这样的 实施例的使用，在任意大直径管道中，其中工具的旋转是需要的，也可进行。

在海上平台的套管或立管的轴向径直或轴向偏斜管道中，本发明的实施例 可用以清洗(图8的62)，切削或旋转管道中的其他工具。

在管线中，污染的管道或更大直径的管道，其中管道的轴向偏移允许进入， 本发明的实施例可用以维护或插入上述管道。

轴向偏斜管道清洗(图8的29)，切削和其他包括旋转装置的维护和/或插 入作业，在大直径管道中，例如管线和污染管中也是可能的。

在大直径管道中，流体流，以驱动可用于本发明的实施例中的容积式液压 马达，一般通过泵送流体至管道的一端中和从其他释放流体发生。

因而在一些大直径管道应用装置中的可能性，例如管线和污染管，以放置 马达组件，通过使用线缆或其它方法，以允许来自管道一端的流体的流可被使 用以，驱动容积式液压马达和推动马达组件通过大直径管道。推动装置通过长 管道的孔经常被认为“清管”。

在需要清洗的情况下，例如当蜡累积在管线中或在污染管道中发生生长， 本发明的实施例可包括在清管你作业中使用一个或多个马达以清洗这样的建 立，在大管道的内径中。由于容积式液压马达的转子的旋转需要旋转和对定子 的轴向限制，本发明的实施例可形成放置在大管道中的除垢器，其中轴向移动 或通过管线的清管可进行至其中减小的内径限制该定子的点，使得转子工作， 因而转动接合至转子端部的清洗装置直至限制的内径扩展至允许清洗组件通 过。从嵌入点到抽出点的进行可清洗嵌入点到抽出点的大管道，因而插入和/或 维护管线，通过去除其内径的限制。

在管道或管线的一端释放的清管马达组件的缩回可完成，通过泵送湿连接 至捕集在除垢器捕集器中的马达组件，同时在马达组件的适当端部提供井下连 接。当马达组件在地下井的平行部分被释放，湿连接也可泵送至井下以建立线 缆与马达组件的连接。

本发明的实施例可使用任意方式的连接器(图8-11，17-23，29，31-34，36-38， 44-46，48，55，61-64，73-75，82，84-95，97-98，102-104，113-114，119-121， 123-124，126，129，131-132和135的50，50A和/或50B)，在组成部件或 地下组件之间，例如螺塞连接，焊接，旋转接头连接和/或万向节连接。

任意编制或滑触线装置通常用于这样的部署中，例如载重臂(weight bar)， 杆，万向节，震击器，旋转接头和/或绳索接头可与本发明的实施例一起使用。

附图说明

以下仅通过举例并参照附图描述本发明的各优选实施例，其中附图：

图1和图2示出了现有技术的钢丝绳和滑触线装置。

图3示出了现有技术的海上自升式钻机和海上平台。

图4至8示出了本发明的实施例，其中液压马达用于管道中。

图9示出了可与本发明的实施例一起使用的液压驱动马达。

图10至18示出了图9中的液压驱动马达的组成部件。

图19至22示出了各种装置，其可连接至可与本发明的实施例一起使用的 液压驱动马达。

图22A示出了可扩大的旋转套管，其可与本发明的一个或多个马达组件相 接合。

图23至29示出了各种管道装置，其可与本发明的实施例一起使用以实现 地下井的流通。

图30至34示出了本发明的各种可用于井下的实施例，显示了无钻机的废 弃作业的连续步骤。

图35示出了旋转悬挂组件，其可与本发明的与管道接合的实施例一起使用。

图36至38示出了可与本发明的实施例一起使用的管道轴向切削组件。

图39至42示出了图36至38中的轴向管道切削组件的组成部件。

图43示出了旋转悬挂组件，其可与本发明的与管道接合的实施例一起使用。

图44和45示出了可与图43中的实施例一起使用的旋转悬挂组件。

图46至47为图45中的旋转悬挂组件的细节图。

图48至52为图44和45中的旋转悬挂组件的构件。

图53示出了位于旋转悬挂组件上方、使用砂轮切削器切削的管道。

图54至58示出了砂轮管道切削组件的实施例，其在切断管道之前放置在 地下井中。

图59和60示出了挠性旋转连接器，其用作图54至58中的液压马达和砂 轮切削器实施例的组成部件。

图61至63示出了管道砂轮切削器，其可与本发明的实施例一起使用。

图64至69示出了图61至63中的管道砂轮切削器的组成部件。

图70示出了可在图61至63的管道砂轮切削器中使用的切削砂轮组成部件 的变化。

图71和72示出了图70中的上述切削砂轮子配件的切削砂轮和轴向部件。

图73和74示出了可与本发明的实施例一起使用的管道砂轮切削组件。

图75至78示出了图73和74中的管道砂轮切削器的组成部件。

图79和80为切削砂轮子配件的实施例，其可与图73和74的实施例一起 使用。

图81示出了齿轮传动装置，其用于可与图82中的砂轮切削器一起使用的 四轮切削子配件。

图82示出了可与本发明的实施例一起使用的四轮切削器组件。

图84和85示出了砂轮切削器组件的实施例，带有包含两个控制线的切削 砂轮子配件装置。

图86示出了本发明的实施例，其中螺塞封隔器放置于地下井的切削管道部 分中。

图87示出了可与本发明的实施例一起使用的收缩螺塞封隔器。

图88至93示出了图87和95中的螺塞封隔器的组成部件。

图94和95分别示出了图88至93中的螺塞封隔器位于扩展位置的内部组 件和扩展了的螺塞封隔器。

图96示出了可与本发明的实施例一起使用的马达组件，其中的轴向轴可独 立于液压马达移动。

图97至101为图96的马达组件的细节图。

图102至104示出了可与图96中的马达组件一起使用的线缆防旋转装置。

图105至110示出了图102至104的线缆防旋转装置的组成部件。

图111和112示出了可与防旋转装置一起使用的防旋转砂轮组成部件。

图113和114示出了可与图96和图128中的马达组件一起使用的旋转接头 子配件。

图115和116示出了可与图96和128中的马达组件一起使用的流动转向器。

图117和118示出了可与图123和126中的凯莉轴和图96和128中的马达 组件一起使用的凯莉衬套。

图119示出了可与图117和118中的凯莉衬套一起使用的凯莉砂轮。

图120示出了可与图96和128中的马达组件一起使用的释放设备。

图121和122示出了图120中的释放设备的组成部件。

图123示出了凯莉轴。

图124示出了针对凯莉轴的连接器。

图125和126分别示出了定子和转子。

图127示出了可用于本发明的实施例的转子中的凯莉轴。

图128为用于在地下井中磨铣管道的马达组件的实施例。

图129至135为图128的马达组件的细节图。

以下参照附图描述本发明的实施例。

具体实施方式

在详细解释本发明选定的实施例之前，应当理解，本发明不限于本文所描 述的特定实施例，本发明可以多种方式实施或实行。

现在参考图1，示出了海上应用工具，其中示出了现有技术的载车，其承载 线缆或钢丝绳绞车单元(1)，其中线缆或钢丝绳穿过滑轮和润滑器布置装置(2) 后固定到表示地下井或管线的管道(4)中的工具管柱(3)。这里描述的井下 装置，可与任意钢丝绳接头(5)相接合，上述钢丝绳接头(5)包括但不限于 图1中所示的钢丝绳接头类型。

这里描述的装置和方法，可用于例如图1所示的海上应用工具，或者如图3 所示的海上应用工具。

图2示出了已知的润滑器布置的正视图，其具有与和前述绞车(图1的1) 类似的小型提升单元(未示出)相接合的线(6)。上述线经过滑轮单元到达润 滑器(8)管上部的填充箱(7)接头，在该处，所述线固定到防爆裂⑦(blow out preventer)单元(9)上部和阀门树(valve tree)(10)上部的地方并与井头接 合。

这种小提升能力钻机装置允许润滑器(8)与这里描述的放置在上述润滑器 中的轻的传统钢丝绳工具和/或井下组件断开连接，同时防爆裂器(9)和阀门树 (10)将井隔离，其后，上述润滑器可再次连接并且防爆裂器和阀门树打开以 允许工具以压力控制的方式出入上述井。上述填充箱(7)防止线(2)的周围 渗漏，并且可用于具有轻提升能力的单元(6)的井的管道内的工具。此后，上 述工具可缩回至润滑器内。关闭防爆裂器和阀门树以控制井，同时将工具从上 述线上松开并从润滑器中移走。

如图2所示的小提升能力钻机装置，可用于通过优选实施例的轴向固定马 达组件(图4-5，8-9，31-33，43，53-58，86，96-100和128-135的16)或轴 向可变马达组件(图96和128的43)来布置旋转设备，该钻机装置可用于插入 和维护管道以及井、管线、立管和其他大直径管道的相关设备。

图3示出了现有技术的由从船体延伸到海底的支柱(12)支撑的自升式 (jack-up)船(11)的正视图。上述自升式船包括起重机(13)，用于安放可 用于操作放置在海上设施(14)上的海上钢丝绳设备的装置，海上设施(14) 由从设施顶部延伸至海底的套筒(19)支撑。

由于海上设施(14)有限的空间和海上环境中所需的资源，需要钻机或图 示的自升式船以用于挠性管作业，然而如果在海上设施上可使用提升和自转换 系统，则可在船上实现钢丝绳作业。

使用这里揭示的装置和方法，岸上和海上旋转线缆工具作业都可实施，而 不需要钻机或挠性管装置。

现在参考图4至7，示出了地下碳氢化合物产品井(26)的轴向截面图。图 5示出了图4中关于线“A”部的细节图，示出了位于上述井上部的润滑器装置 (2)。图6和7示出了可供选择的井下环境，包括侧向坑道(图6的27)以及 安装有流体转向柱的矿物盐洞穴(图7的28)，他们可放置在图4的虚线下方 以表示可选择的井装置。图4和6示出了产品封隔器(113)上方的双管道装置 (59)，在那里，滑动侧门(127)可打开或者内管道(98)穿孔以提供进入用 于循环的周围环(100)的通道，以便在产品封隔器下方驱动液压马达和单管道 装置(61)，从而不可能在上述环内实现循环，而进入到产品穿孔(132)或储 存器(131)的注入可用于驱动液压马达。

图4示出了轴向截面图，示出了阀门树(10)，其具有：抽吸阀(91)， 通向具有主阀(94)的产品流线(93)的液压翼形阀(92)，带有控制线(96) 的手动主阀(95)，其中控制线(96)与井下安全阀(97)连通。

连接至井下安全阀(DHSV)(97)的控制线(96)可通过控制线夹具(99) 固定到生产管(98)。

阀门树的下方，示出了位于生产管(98)和产品套管(101)之间的被称为 A环的环形空间(100)。产品套管(101)和中间套管(103)之间也存在环形 空间(102)，被称为B环。在中间套管和导向套管(105)之间可存在另外的 环形空间(104)，被称为C环。

A环(100)可在井头装置(106)的阀(108)的控制下通过油管悬挂器井 头卷筒通道(wellhead spool passageway)(107)进入，并且可在其较下端通 过产品封隔器(113)密封。许多地下井在完成作业的过程中使用滑动侧门(127) 以在设置上述产品封隔器(113)之后使流体循环通过生产管(98)。

插入或循环路径可被产生以操作正排量液压马达和/或容积式液压马达(图 4-5、8-9、31-33、43、53-58、86、96、99-100和133-134的39)。通常，循环 路径可在井中通过以下步骤产生：将管道(98)向下插入到渗透性岩层；打开 滑动侧门(127)或在管(98)上穿孔；使在上述滑动侧门或穿孔处交叉的管道 向下循环，以及使A环(100)向上通过井头(106)中的通道(107)。

如所示的，以受控压力的方式并通过润滑器装置(2)放置液压马达(16) 以便，例如，使用旋转刷(图5的22和23)清除来自生产管(98)内部的结垢。 上述液压马达可用线缆或线(图5的6)放置于上述管内，打开上述生产管下端 部的滑动侧门(127)并使得流体在上述管内轴向向下循环，以及在上述A环形 空间(100)内向上循环，并且，使流体通过阀(108)和井头(106)的通道(107) 返回以驱动上述液压马达(图5的39)，从而旋转上述刷以清除来自上述管的 内径的结垢。

为了溶解结垢并防止A环沉淀或滑动侧门(127)阻塞，用以操作液压马达 (图5的39)的循环流体通常包含化学制剂以溶解结垢，并且可通过附近的注 入井或来源于井的汇合点(junction of wells)的注入井设置。

为了防止结垢和其它岩屑进入储槽(117和118)，可在通常设置于产品封 隔器(113)的下方的接头(128)内设置塞子。

为了允许本发明的实施例能够通过管道中的减小的直径处，例如具有直径 比上述生产管(98)的内径小的接头(128)的管道，防旋转(anti-rotating) 设备(图5的37)可以是可缩回和可扩展的结构，这在后面的图13-14和图 102-111中说明。

在很多井中，尾管套管(129)可在产品封隔器(113)的下方穿过地下岩 层(119、120和121)的较下方和上述储槽(117和118)被灌注水泥，这样可 在上述尾管和尾管水泥中的开孔(131)或穿孔(132)中产生产品。

可选地，如果向上述可渗透的储槽(117和/或118)内的注入可接受，用于 驱动上述液压马达的流体可沿上述管(98)向下泵送并被注入上述可渗透的储 槽。针对废弃作业，例如当来自于上述储槽的产品不再在经济上可行时，优选 的可进行注入以防止在表面处理污染的流体。

针对废弃作业，管形钻和环之间的路径可被打开以促进驱动液压马达的循 环，并使用旋转工具产生空间，以最终用水泥使A、B和C环与可渗透的地下 岩层隔离，例如，与水位和平面隔离，而不需要从井中移走管道，这将在后面 参照图29、图30-34、图53-58和图128进行说明。

上述B环(102)可通过受钻孔装置(106)的阀(110)控制的产品套管卷 筒通道(109)进入，并在其较下端通向贯穿中间地下岩层(119)的井筒(114)， 井筒(114)与第二井筒(116)通过产品套管(101)和第二井筒(116)之间 的水泥(115)在生产区域(117和118)隔离。

上述C环(104)通过受钻孔装置(106)的阀(112)控制的中间套管卷筒 通道(111)进入，并在其较下端通向贯穿上部地下岩层(123)的井筒(122)， 井筒(122)通过水泥(124)与穿过中间地下岩层(119)的井筒(114)隔离。

上述C环的较下端通过放置在导管(105)和贯穿上部岩层(123)的初始井筒 (126)与表面隔离。

上述地下安全阀或井下安全阀(97)容纳在上述A环中，并受经过上述阀 门树(10)的井下安全阀控制线(96)控制，并可通过控制线夹具(99)接合 至生产管(98)。

针对废弃作业，上述通过夹具(99)固定至生产管(98)的控制线(96) 是需要重大关注的对象，因为上述控制线的路径表示潜在的渗漏路径，除非其 在上述A环中放置水泥塞之前被移走。

在地下井的使用寿命的尽头，移走装置并恢复由于建造井而刺穿的地下障 碍是通常的做法。

形成地下障碍的主要方法包括使用钻机移除管状装置，和在井筒中放置水 泥塞以取代钻井过程中排出的岩层。套管通常与多个放置在井筒或套管中的长 度超过30米(100英尺)的水泥障碍一起留下。

尽管可以建造低规格的、不太昂贵的废弃单元，但是废弃并不是很常见以 便能够证明充分利用这样的陆上钻机，并且在海上环境中，用来支撑提升设备 的结构占据了这种船只的绝大部分费用。

针对废弃，尤其是在海上环境中，昂贵的、高规格的钻井单元因此被继续 使用。

在有可能的地方，传统的无钻机废弃方法被使用，然而，这种传统的方法 将管状的井部件留在地表的下方，并使用管状部件来放置水泥，因而将部件和 管留在了最终的水泥塞中。由于清洗遗留在管后面的水泥环非常困难，这引起 了额外的渗漏风险。

传统的无钻机废弃，通常，不包括移除由通过控制线夹具(99)固定至井 下安全阀(97)和生产管(98)的控制线(96)造成的潜在渗漏路径的方法。

绕这些井下部件放置的水泥比在部件被移走时放置的水泥具有更高的渗漏 可能性。通常，如果这些部件必须从地下井中移走以使得井与环境有效地隔离， 针对其起重和旋转能力需要昂贵的钻机。

这里描述的装置和方法，能够切削和压挤或磨铣上述生产管(98)和管接 头与控制线夹具(99)之间的控制线(96)，以允许管接头和夹具被推动或向 下落以产生带有产品套管(101)的无障碍空间，使水泥塞的放置能够实现且有 效地恢复上述地下岩层障碍，在该地下岩层障碍处，足够的水泥(115)包围上 述产品套管。

在产品套管(101)和上述穿过中间地下岩层(119)的井筒(114)之间或 在上述产品套管(101)与中间套管(103)之间不存在足够水泥的地方，可与 本发明的实施例一起使用的切削装置可切过生产管(98)和产品套管(101)， 以到达放置水泥塞的B环。

例如那些在图29，图30-34，图53-58和图128中描述的本发明的实施例， 可用于切削、切削和压挤或磨铣管和套管，因而迫使和/或允许岩屑落入井的上 述较低的环中，直至产生足够的用于放置无障碍的水泥废弃障碍的空间。无钻 机废弃方法因而被提供，其消除了昂贵且复杂的钻机或挠性管作业的需要，以 实现与通过传统废弃方法获得的同样水平的压力差完整性(differential pressure integrity)，同时节约了成本。

图6示出了替换实施例的轴向截面图，其可代替图4中位于虚线下方的下 部(59)。特别示出了与井侧向坑道(27)一起使用的本发明的实施例。

上部井侧向坑道(134A)从生产管(98)、产品套管(101)和中间套管(103) 退出，并且延伸通过中间岩层(119)。上述上部井侧向坑道(135)可用于， 例如，通过破碎上述岩层并注入泥浆来产生注入处理井。

从上述液压马达组件侧向坑道(134A)的下端或者井废弃(分别为图30-34 中的31-34)实施例返回的流体循环可沿生产管(98)和产品套管(101)之间 的产品环(100)向上移动，并通过井头(图4中的106)的阀(图4中的108) 从出口(图4中的107)排出。回流也可流经上述产品套管和中间套管(101) 之间的环，并通过井头的阀(图4中的110)从出口(图4中的109)排出，和 /或通过中间套管和导管(103)之间的环，通过井头的阀(图4中的112)从出 口(图4的111)排出。

可选地，示出了下部井侧向坑道(134B)，其使用造斜器(whipstock)(133) 从未穿孔的尾管套管(129A)排出，并通过尾管水泥(130A)和岩层(123) 直至在灌注了水泥的尾管后被收集的储槽(117A)。

马达组件(16)可降低至生产管(98)中的线缆(6)上，在那里，流体转 向器(36)对生产管密封以使得通过马达组件的液压马达的流体转向。上述马 达组件可用防旋转设备(37)锚定至生产管，这样流体流驱动上述马达和关联 的旋转连接器(50)，以使用钻头(161)驱动下端钻井组件，随后通过造斜器 偏斜，以钻穿尾管(129)、水泥(130)和覆岩层(119)到达收集储槽(117A)。 驱动下端钻井组件之后，上述钻井组件可如套管组件那样就地灌注水泥和穿孔， 或者上述组件可移走且不同的套管放置在上述储槽和井筒之间。可选地，上述 井筒可为产品保留打开，因而在管钻井过程中能够实现本发明的实施例。

一旦流体的回流从上述马达组件的下端部钻头排出，形成泥浆，其可被携 带通过上述滑动侧门(127)、穿孔或其它通过生产管(98)的通道并向上通过 生产管和产品套管(101)之间的产品环(100)。如果造斜器(133)具有与较 低岩层(118、120、121)连通的内部通道，上述岩层可被破碎，并且与钻井关 联的钻井流体泥浆可被注入岩层，而不会轴向向上通过井的其中一个环。

图7示出了可替换变形例的轴向截面图，其可替代图4虚线下方的下部 (59)。具体地，图7示出了贮存洞(28)。

洞穴壁(135B)内的洞穴空间(cavern space)(135A)通过流体转向柱(136) 形成在矿物盐沉积(143)中，在该矿物盐沉积(143)中，上部腔室接合部(141) 的由隔离管道(138A)封闭的上部横向开口(138)和下部腔室接合部(142) 中的下部横向开口(140)在流动转向柱的内筒和洞穴空间之间提供了通道。

同心管道流动换向器(139)在流动转向柱(136)的内筒与内管道柱(144) 和外管道柱部(145)之间的环形通道之间提供了入口，并且锚定(146)至洞 穴空间(135)的下端。

本发明的各种实施例可用于储井中，以便例如，用接合至马达组件(16) 下端部的旋转喷射刷(23)清洗污浊的流动换向器(139)，其中马达防旋转装 置接合至内管道柱(144)，流动转向器(36)使泵送的流体沿内管道向下转向， 以驱动液压马达并转动喷射刷。为了促进清洗，来自液压马达的回流被携带穿 过上述流动换向器(139)和流动转向柱(136)的内过滤柱(144)和外过滤柱 (145)之间的外部环形通道。

本发明的实施例也可使用具有可缩回和可扩展结构的防旋转设备(37)， 以允许马达组件的通道通过内管道柱(144)的减小的内径，以便例如到达流动 转向柱(136)的从矿物盐洞穴(135A)渗滤的非溶解性材料堵塞的下端部(146)。 清洗或钻孔组件可用以从内管道通道中移除非溶解性材料，其中流体流过下端 部(146)的穿孔接合点或者通过横向开口(140)，大容积洞穴内的低压流体 允许流体反复流入洞穴空间(135A)。可执行对圈闭的洞穴压力的重复排出， 直至完成旋转钻井和清洗。

本发明的各种实施例的在贮存洞中的其他示例性的使用包括但不限于：通 过钻穿上述内管道柱(144)和外管道柱(145)在流动转向柱(136)内产生另 外的横向开口，横跨穿过内管道柱(144)和/或外管道柱(145)的穿孔放置可 扩展的套管，以及对内管道(144)进行磨铣和横跨外管道(145)的内径放置 旋转封隔器(19)。

现在参考图8和图9，示出了具有上部连接器(50A)的马达组件(16)， 和具有密封件(54)的流动转向外壳(36)，其中该密封件(54)用于防止马 达组件及放置该马达组件的管道之间的流动，马达组件(16)和流动转向外壳 (36)在容积式液压马达(39)的上端和下端接合至马达防旋转装置(37)之 上，其中容积式液压马达(39)驱动下部连接器(50B)以接合在图8中显示为 管道刷(22和23)的旋转设备。

图8示出了偏斜管道(29)，其中示出了用于清洗管道(177)的多个流体 驱动马达。

钢丝绳可在示出的多马达组件的上端部与连接器(50A)接合，多马达组件 包括通过连接器(图示为通用接头53)接合至下端部马达(16)的上端部马达 组件(16)。环形刷(22)通过上述上端部马达组件驱动，管道清洗刷(23) 通过下端部马达组件驱动以清洗管道内部。

图9示出了与图8的上端部马达组件结合的液压马达组件(16)的等距视 图，上述液压马达组件(16)的组成部件在图10-18中示出。上述液压马达组件 显示为固定轴马达，其中整体组件的轴向移动可使接合至上述下端连接器(50B) 的旋转设备轴向地移动。针对包括下面描述的轴向可变马达组件(图96和128 的43)的实施例，这种轴向移动是不需要的。

现在参考图10和11，示出了流动转向外壳(51)的等距视图，上述流动转 向外壳为图9中的固定马达组件(16)的一部分。上述流动转向外壳可与密封 件(图12的54)相结合以形成流动转向器(图9的36)。

外壳(51)的壁上的孔(147)使循环流体转向至上述内部通道和外壳的下 端。

图12示出了用于流动转向外壳(图10-11的51)的密封件(54)的等距视 图，其可与上述外壳相结合以形成流动转向器(图9的36)。固定表面(155) 与关联的表面(图10的154)接合以便将上述密封件锚定至外壳。

图13示出了用于容积式液压马达(图9的39)的马达防旋转砂轮外壳(148) 的等距视图，其可与滚筒(图14中的149)相结合以形成马达防旋转装置(图 9中的37)。图13示出了图9中的上端部马达防旋转装置，其也可以被转换成 用于例如下端部马达的防旋转装置。下端部马达防旋转装置也可包括位于其上 端部的固定连接器(152)和位于其下端部的轴承座圈(153)。

防旋转砂轮外壳(148)可具有多个与用于滚筒(图14的14)的接合件(150) 对准或在圆周上偏离的接合部(151)，其中端部接合件(152)可固定至定子 外壳(图15的58)或定子(图16的57)。

接合部(151)可为固定式或可包括轴承和座圈，以允许由于摩擦和施加到 外壳的重量而能独立滑移。例如，当轴承置于外壳上的轴承座圈(153)和旋转 连接器(图17的156)上的固定至转子(图18的56和156)底部的座圈(图 17的157)之间时，轴承通过进一步将定子与旋转转子的摩擦分开而提升约束 定子(图16的57)的能力。

当防旋转外壳(148)用在马达外壳(图15的58)的上端部时，如果在操 作过程中或者当通过操作液压马达组件施加扭矩时的轴向移动过程中防旋转装 置间歇地滑动，马达防旋转装置顶部的接合件也可具有轴承和座圈(153)以防 止线缆旋转。

防旋转设备贯穿管道中内径减小的装置的通道，例如地下井中的接头(图4 的128)，可能会被需要以便在内径减小的下方执行工作。防旋转设备因而可以 是可缩回和可扩展的。例如，这样的防旋转设备可包括用于弹簧(图105的159) 的凹部，该弹簧带有放置在防旋转外壳(148)中的推杆(图105中的160)， 以使得轮轴(图14的149A)在滚筒(图14的149)被向内推压时向内缩回， 而滚筒在沿管道轴的轴线移动时会经过减小的内径。之后，防旋转设备可扩展， 一旦超过内径限制，将提供绕管道的轴线旋转的阻力。

图14示出了与图9和13结合的可与马达防旋转装置(图13的148)一起 使用的防旋转滚筒(149)的上部立体图和下部正视图，其中马达防旋转装置可 与外壳相结合以形成马达防旋转设备(图9的37)。当与关联的外壳(图13 中的148)接合时，滚筒滚动表面的弯曲部(222)可被选择成与在其内放置该 滚筒的管道的圆周面(222A)匹配。以这种方式，滚筒将在外壳轴向移动时轴 向地旋转，但是将阻止沿其内放置该滚筒的管道的圆周面222A滑动。多个滚筒 可以这样的方式与防旋转外壳(图13的148)接合，以抵抗外壳绕它的轴线旋 转。借助于轴承和座圈(图13的153)，沿着防旋转外壳(图13的148)的轴 线的多个滚筒(149)提供了外壳的与其他旋转设备相邻的部分的滑移。

为了实现通过管道减小的内径的轴向通道，滚筒(149)也可通过弹簧(图 110的158)被向外推压，以便以类似于图105所示的方式推动轴(图109的159)， 其中该轴具有与滚筒(149)的轮轴(149A)关联的弯曲部(160)。弹簧和轴 可置于防旋转外壳中，并可向外推动轮轴(149A)和关联的滚筒(149)以便将 滚筒的弯曲部(222)向其内放置该弯曲部的管道的圆周面(222A)接合。

图15是用于定子(图16的57)的定子外壳(58)的立体图，其中虚线示 出了隐藏表面，定子(图16的57)可与转子(图18的56)相结合以形成容积 式液压马达(图9的16)。

图16示出了放置在定子外壳(图15的58)中的定子(57)的上部平面图 和沿B-B线的下部横断面正视图。当与转子(图18的56)相结合时，转子和 定子形成容积式液压马达(图9的16)。

定子(57)和定子外壳(图15的58)固定至马达防旋转外壳(图13的148) 的非旋转端(图13的152)，该旋转端抑制定子和关联的定子外壳绕他们的轴 线旋转。

定子(57)的内螺旋曲面可与转子(图18的56)的螺旋曲面相关联，因此 当流体被泵入定子和转子之间时，由于定子被锚定而不会轴向旋转，转子趋向 于通过流体的正排量旋转。

图17示出了旋转转子连接件(156)的立体图，其连接至图18的转子以形 成容积式液压马达(图9的39)，在该旋转转子连接件的下端设有用于旋转设 备的连接件(50B)，以及用于接合至轴承和定子外壳(图15的58)和/或定子 (图16的57)下端部的轴承座圈(157)。

位于内部通道的上端部至圆周的通道端部处的流动孔(242)允许定子(图 16的57)和转子(图18的56)之间的流体进入到与转子(图18的56)的下 端部接合的旋转转子连接件(156)的内部通道。

图18是插入到定子(图16的57)中并在其内旋转的转子(56)在的立体 图，还示出了用于与其下端部的旋转设备相接合的转子连接件(156)。

流动转向器(图9-11的36)的流体入口处的孔(图10-11的147)向转子 (图18的56)和定子(图16的57)之间的空间传递高压，以便在低压下从该 空间排出，这是因为在旋转转子连接件(156)内转动该转子进入通道(242) 而产生了压力损耗，以便与旋转转子连接件的内部井筒混合。低压可从转子的 下端排出以驱动旋转工具，例如具有喷嘴(分别为图19和20的22和23)的刷 或钻头(图22的161)。

图19是具有旋转连接器(50)的可旋转刷(22)的立体图，该旋转连接器 (50)用于在其上端部和下端部连接相关装置，例如马达组件(图8的16)和 通用接头(图8的53)的转动连接。

所示可旋转刷(22)具有可选择的喷嘴(179)，用于引导来自马达组件的 流体以便使用旋转侧面流体喷嘴实施清洗。可选地，所示的刷毛可省略，并且 可旋转刷可简单地设置用于清洗或其它目的的旋转流体喷嘴。

图20是旋转刷(23)的立体图，其具有用于接合至例如马达组件(图18 的16)的旋转连接器(50)。

图21是旋转铣刀(24)或切削设备的立体图，在其上端部具有可被连接至 例如轴向可变马达组件(图101和5的21)的旋转连接器(50)。

图22是可扩展管道组件(44)的立体图，其具有可与套管钻井组件(25) 一起使用的咬合件(47)和旋转连接器(50)。所示的钻头(161)接合至下部 带接头的管道的下端，并且在其上端部具有咬合件盒旋转连接件。所示上端部 管道在两端都具有关联的咬合件连接件。个别的管道接头可通过润滑器装置放 置，如图5所示，在侧向坑道的钻井过程中放置。

图22A是旋转可扩展套管(180)的正视图，其四分之一横截面被移除了以 显示其内部组件，该旋转可扩展套管具有可与本发明的实施例一起使用的马达 组件相接合的旋转连接器(50)。马达组件可用以转动具有螺纹的轴(184)， 其通过套管(181)移动膨胀锥体(183)。套管的直径扩展，并且在图示中它 具有关联的扩展密挤压置(182)(如图所示为弹性圈)，套管向另一管道内部 的上端部支撑管道(185)扩展。

可放置穿孔(图30和31的171)以操作液压马达组件。在一个实施例中， 该穿孔必须在使用马达组件之后修补，并且旋转可扩展套管(180)可横跨穿孔 放置以产生压差密封。

横跨被用于循环的液压马达所使用的穿孔来安装旋转可扩展套管(180)的 方法包括，首先在穿孔下方扩展套管(181)和关联的密封件(182)直至形成 压差密封和固定，此时液压马达将不再操作。随后，张力可施加在接合至上端 部旋转连接件(50)的马达组件的顶部，以便通过抵靠扩展的套管的部分向上 拉膨胀锥体(183)来扩展可扩展套管的剩余部分和相关密封，其中扩展的套管 在失去循环之前通过马达组件固定在管道上。随后，张力可被施加直至膨胀锥 体从扩展的套管的顶部排出且马达组件被移走，并且压差密封该穿孔。

现在参考图23至26，示出了具有伸缩式管道(45)的可扩展的管道组件 (44)，其下端具有在收缩和扩展方向的单向阀(48)，可用于在井筒内旋转 应用工具或者地下放置物，例如水泥。

图23为正视图，以及图24为具有截面线C-C的俯视图。图25是沿图24 的C-C线的横截面正视图，以及图26是沿图25的细节线D的放大图。上述图 示出了可伸缩管道(45)在图23中处于收缩位置，以及在图24-26中处于扩展 方向。

可扩展的管道(44)可被用于在井废弃方法之后放置水泥，例如在图31至 34和图128中说明的那样。在从井筒的内径移走管或套管后，在管或套管下方 产生了足够的水泥空间，旋转封隔器(图34的19)，水泥罩(图29的163)， 井漏材料，各种流体，和/或其他装置或材料可在废弃后置于岩屑(164)上方。

可扩展管道组件(44)的上端部可接合至井筒内的管或套管的底部(图34 的166)，这之后，比井筒内的流体具有更高密度的水泥可泵入与可扩展管道接 合的管道的内部通道。随着压力被施加至单向阀(48)，伸缩件(45)和/或隔 膜(46)式管道因而扩展。

水泥随后通过单向阀(48)(通常指浮鞋)放置，并且以比所放置的水泥 轻的流体从与扩展管道(44)接合的管道的内部通道以及扩展管道自身的内部 通道置换出来。

一旦扩展管道内部通道内的水泥被置换，可停止泵吸操作，并且解除内部 通道中的压力，以允许单向阀关闭，并且借助于较重水泥内的较轻的置换流体 的浮力向上“浮动”扩展管道。这使得管道缩回并且其自身从水泥中移除，留 下不容纳管道的水泥塞，这在废弃井以减小渗漏可能性时是优选的。

现在参考图27和28，是挠性隔膜型(46)的扩展管道(44)的立体图。图 27示出了收缩状态的管道，图28示出了扩展状态的管道。

如果单向阀放置在该挠性隔膜型扩展管道(46)的下端部，其将以与伸缩 管道(图23-26的45)相同的方式工作，以便在废弃作业过程中用于放置水泥。

图29是水泥罩加强装置(49)的立体图，其中套管部分被移除了，水泥罩 (163)放置在井废弃作业过程中产生的岩屑(164)上方以支撑水泥。

该水泥罩通常借助于钢丝绳设置于闭合状态，该钢丝绳在放置之后与水泥 罩连接器(50)断开，当水泥罩处于打开状态时，可确保水泥残留在水泥罩上 方并且直到该水泥变硬后才掉落下来。

现在参考图30至34，示出了用以产生空间的实施例(59)的轴向横截面图， 所述实施例通常可用于井废弃作业，其中管道轴向切削装置(20)放置在容纳 在外管道(168)内的内管道(167)中，并且轴向切削器与线缆(6)接合。

图30至34中所示的内管道(167)和外管道(168)装置，可为任意的双 管道装置，例如产品套管(图4的101)中的生产管(图4的98)，中间套管 (图4的103)中的产品套管(图4的101)，引导套管(图4的105)中的中 间套管(图4的103)，外管线中的内管道，平台立管中的管道，第二管道中的 第一管道的任意其它装置，或其组合。

管道的轴向切削也可应用至单管道应用装置(图8的61)，这是因为不需 要循环且轴向切削像活塞一样操作。例如，线缆(6)类似于接合至活塞的轴， 其类似于用于反复向上和向下或向前和向后移动以切削管道中的轴向槽的管道 轴向切削器(20)。

在该实施例(30)中，如图30所示，流体压力轴向施加在管道轴向切削器 (20)的上方，以驱动切削器的外壳(图40的63)中的内部活塞(图42的64)， 以便通过凸轮装置(图42的67)来扩展内管道(167)的轴向切削器(图141 的65)，以产生内管道(167)的轴向切削部(170)。

如图31所示一旦进行轴向切削，轴向切削器可缩回并且可执行使用旋转悬 挂器(18)的操作(31)，其中使用容积式液压马达(39)的马达组件(16) 能使旋转悬挂器与轴向切削部(170)上方的内管道(167)接合，其后马达组 件可从旋转悬挂器脱离并从井中移除，因此留下固定至内管道的旋转悬挂器。

为了操作马达组件(16)的容积式马达(39)的循环可通过下述方式来实 现：对内管道穿孔(171)并沿内管道向下循环；在内管道(167)和外管道(168) 之间的环形空间内向上循环。

可选地，在利用单管道或双管道的作业中，如果泵吸或喷射通过管道是可 能的，则不需要回流和穿孔(171)。

如图32所示一旦移除，马达组件(16)可通过使用线缆(6)被再次放置 在内管道(167)中，从而可将马达移动至双管道装置内以便通过管道环形切削 器(21)来切削内管道(32)，从而产生分离的下部内管道(169)。

切削部(170A)内管道(167)的下端使得内管道(167)和新产生的分离 的下部管道(169)之间的张力被释放，从而在上述内管道(167)的下端切削 部(170A)和分离的下部管道(169)的上端部切削部(170B)之间产生间隙。

如图33所示，如果通过张力释放和下部分离管道(169)产生的这个间隙 足够放置旋转封隔器(19)，或者不需要放置旋转封隔器，活塞可放置在内管 道(167)内并接合至旋转悬挂器以便轴向向下推压下部分离管道，从而在内管 道和下部分离管道之间产生用于放置旋转封隔器或水泥的、适合于井废弃或管 道隔离的空间。

可在使用实施例(33)后进行切削以放置旋转封隔器(19)，其中承载旋 转封隔器(19)的马达组件(16)可用于横跨空间的整个直径而将旋转封隔器 放置在内管道(167)和下部分离管道(169)之间，图32示出了可选择地将旋 转封隔器接合至旋转悬挂器。

马达组件(16)可用于转动旋转封隔器(19)并将其接合至外管道(168) 的内径，通过与旋转悬挂器(18)和相关下部分离内管道(169)的接合形成具 有下端部轮轴的活塞，之后马达组件可移除。

图34的挤压活塞实施例(34)显示了被挤压的旋转封隔器(19)上方的空 间，使得由旋转封隔器、旋转悬挂器(18)和下部分离内管道(169)形成的活 塞向下移动，从而挤压(165)下部分离内管道，导致在外管道(168)内的岩 屑(164)上方形成空间。

横跨外管道(168)的内径的较大区域应用的压力可提供比前述的内管道 (167)内的活塞更大的压紧力。

同样，所包含的轴向切削部(30)使得下部分离管道的压紧更为有效，潜 在地，在外管道(168)内产生了不具有内管道的另外的空间。

现在参考图35，图示的轴向横截面图示出了通过轴向切削器(20)设置在 轴向长度上的管道切削组件(30A)的实施例。轴向切削器(20)通过垂直的、 倾斜的或者水平的管道(177)中的线缆(6)支撑。流体可被泵吸通过管道(177) 并流过流体转向器上的密封件(54)而转向通过流体转向器(36)，以便操作 活塞(图38和42的64)，该活塞向管道(177)的内圆周面推动砂轮切削器(图 38和41的65)，因此当轴向移动时，轴向切削器在管道中进行轴向切割(170)。

现在参考图36和42，示出了管道轴向切削器(20)及其组成部件。

图36是管道轴向切削器(20)的立体图，示出了可与流动转向外壳(51) 接合的钢丝绳，该流动转向外壳(51)在其上端部具有连接器(50)，在其圆 周面具有密封件(51)，以及转向孔(42)，它们一起形成了与活塞外壳(63) 的顶部接合的流动转向器(36)。

活塞外壳(63)具有从其外径延伸出来的砂轮切削器(65)，其通过外壳 内的活塞和凸轮(图42的67)装置向管道的内径推压。流过转向孔(42)的流 体作用于活塞并最终从出口通道(176)排出。

可选择的砂轮防旋转装置(37)以类似于图8中描述的马达防旋转装置那 样构造，可旋转直至砂轮切削器产生凹槽，这进一步阻止了旋转。由轴向管道 切削器(20)的移动引起的沿管道轴线的重复切削最终切开管道的壁。喷射入 管道的压缩流体向下推压内部活塞和相关凸轮(图42的67)，以便向外推压切 削砂轮。

图37和38分别是平面图和沿图37的E-E线的正面截面图。该图示出了管 道轴向切削器(20)，其具有密封件(54)，用于将泵送的流体流转向通过可 与流动转向外壳(51)接合的钢丝绳内的转向孔(42)。

外壳(51)和密封件(54)形成了接合至轴向切削外壳(63)顶部的流动 转向器(36)，其具有被返回设备(图示中为弹簧178)支撑的活塞(64)，流 体流压力作用于该弹簧上，该压力上升到由轴向切削组件(20)下端部的压力 释放单向阀(48)的弹簧确定的压力。

活塞(64)具有轴向延伸至心轴和其下端密封件(68)的内部通道，并且 可与接受器相接合以促使密封件向上或向下运动，同时凸轮(67)装置作用于 与砂轮切削器(65)结合的轮轴(图41的69)。这些轮轴接合在凹部(图40 的66)中，由此在被凸轮装置作用时限定他们的移动。活塞被施加到其具有井 眼的上表面的流体压力和其上部连接器(50)处的线缆张力的控制。

现在参考图39和40，分别是平面图和沿图38的F-F线的相关正面断面图。 该图示出了管道轴向切削外壳(63)，其中凹部(66)限定轮轴(图41的69) 的径向移动，该轮轴被凸轮(图42的67)推动穿过接受器。

图41为与图36-38关联的正视图，示出了砂轮切削器(65)，其具有接合 在外壳(图40的63)、凸轮(图42的67)和管道内的轮轴(69)，用于在沿 管道的内表面轴向滚动时形成垂直切削。

图42为与图38关联的活塞(64)的立体图，示出了在其上端部和下端部 的密封件(38)以及关联的凸轮(67)，其中在上端部和下端部之间具有内部 通道。施加在上部活塞头上的压力向下推压活塞组件，并且凸轮(67)面向内 管道径向向外推压砂轮切削器(65)。

双凸轮(67)装置在环形切削表面的两侧上作用于轮轴(图41的69)，该 轮轴部分地置于双凸轮之间的活塞的凹部中。施加在上部活塞头的压力可被单 向安全阀(图38的48)调整。

现在参考图43，是示出旋转悬挂器放置件(31A)的轴向横截面图，其中 示出了接合在垂直的、偏斜的或水平的单管道(177)内的线缆(6)。旋转悬 挂器(18)与显示为具有容积式液压马达(39)的马达组件(16)相接合，该 容积式液压马达(39)具有防旋转装置(37)和具有密封件(54)的流动转向 器(36)。

旋转悬挂器(18)可通过任意钢丝绳马达放置，例如从电缆悬吊的电动马 达或者从挠性管悬吊的挠性管马达。

现在参考图44和45，分别是平面图和与沿图44的G-G线的横截面正视图。 图46和47分别示出了沿细节线H和I的细节图。图45显示了旋转悬挂器(18)。 旋转悬挂器18放置在管道中，其具有位于上端部处的井底可移动、可替代的旋 转连接器(50)以及位于下端部处的可选择的旋转连接器(50)。可以使用摩 擦块(drag block)(198)以使得在抵抗绕旋转悬挂器的轴线旋转时的产生轴 向位移。

上端部旋转连接器与悬吊在线缆(6)上的马达组件(16)的下端部的接合， 或者可替换的与悬吊在电性钢丝线上的电动马达的接合，通过剪切销(189)转 动接合至旋转可扩展板(188)的轴(186)。位于旋转可扩展板的外围上和可 扩展外壳(187)上端部的内径上的显示为螺纹的移动接合件(192)，使得可 扩展外壳相对于接合至旋转轴的可扩展板轴向向下旋转。旋转可扩展板(188) 的螺纹部的外围与可扩展外壳(187)的内部上的互补螺纹部接合，并使得可扩 展外壳轴向向下移动。可扩展外壳的锥形表面(194)因而被向下驱动进入到管 道接合夹持件(190)的口内，并迫使其腿部的夹持件接合表面(191)径向向 外以夹持其内放置所述腿部的管道。当到达扩展剪切限度时，该剪切销(189) 被剪断以使得轴(186)继续旋转，与此同时轴(186)被固定至管道(177)的 旋转悬挂器(18)支撑。在部署过程中，摩擦块(198)阻止外壳关于旋转悬挂 器(18)的轴线同步旋转，以便径向向外扩展管道接合夹持件(190)，使得锥 形表面(194)将旋转悬挂器与其内放置该旋转悬挂器的管道接合。当管道接合 夹持件达到剪切的扩展限度时，该剪切销(189)允许轴(186)在被旋转悬挂 器支撑时继续旋转。

旋转悬挂器(18)在管道内抵抗悬挂器向下移动，因此装置和负载可从连 接器(50)的下端部悬吊或者支撑在连接器(50)的上端部，例如，在使用旋 转封隔器(图33和34的19)压挤管道时。

通过迫使轴(186)轴向向上可移除旋转悬挂器(18)，因而可通过轴和可 扩展板(188)之间的接合件(192)的移动使可扩展外壳(187)和其锥形表面 (194)向上移动。外壳允许关联的夹持件(190)接合表面(图52的191)与 管道直径断开接合，并且它们可通过进一步向上推动轴而接合。可使用任意方 法使旋转悬挂器(18)的轴(186)轴向向上移动，包括通过线缆(图5)接合 上部连接器(50)并使其向上震动，和/或在密封件附着于旋转悬挂器的底部或 下端部连接器(50)时施加通过井筒直至下端部的压力。

图46是图45中的H部的平面放大图，显示了可扩展板(188)和可扩展外 壳(187)之间的移动接合件(192)。可扩展板显示为通过使用剪切销(198) 接合至可旋转轴(186)。轴的旋转使得可扩展板转动，轴向向下移动可扩展外 壳，因此锥形表面(图49的194)夹持表面(图52的191)径向向外移动，以 便将旋转悬挂器(图44-45的18)接合至其内放置该旋转悬挂器的管道(图43 的177)。

图47是图45中的I部的平面放大图，示出了锥形表面(194)与夹持件(190) 的接合，其中夹持件延伸通过关于旋转轴(186)放置的可扩展外壳(187)的 孔(193)。

图48示出了与图44-47关联的旋转轴(186)设备的立体图，示出了旋转悬 挂器(图44-45的18)轴在其上端部和下端部具有旋转连接器(50)，该旋转 连接器(50)具有用于剪切销(图51的189)的孔(196)，以便与可扩展板(图 50的188)相接合。在剪切销被剪断后，轴可在被可扩展板支撑时轴向旋转， 所述可扩展板与接合至管道(图43的177)的夹持表面(图52的191)接合。

图49示出了与图44-47关联的可扩展外壳(187)设备的下端部的立体图， 示出了用于与夹持件(图52的190)接合的锥形表面(194)，所述夹持件从旋 转悬挂器(图44-45的18)中的孔(193)突出，还具有用于摩擦块(图44-45 的198)的容纳部(197)，和用于旋转轴(图48的186)的内部通道(195)， 以便面向可扩展外壳的上端部驱动可扩展板(图50的188)，以推压轴和夹持 件之间的锥形表面，使得夹持件从孔突出并与其内设置有旋转悬挂器的管道接 合。

图50示出了与图44-47关联的旋转可扩展板(188)设备的立体图，示出了 剪切销孔(196)，该剪切销孔用于与旋转悬挂器(图44-45的18)的旋转轴(图 48的186)相接合的剪切销(图51的189)。显示为螺纹的移动接合件(192) 可将可扩展外壳(图49的187)接合至锥形表面(图49的194)，所述锥形表 面用于扩展夹持件(图52的190)以使得旋转悬挂器接合至管道(图43的177) 的内径。在旋转悬挂器与管道接合后，销可被剪断以允许轴在可扩展板内进一 步旋转。

图51示出了与图44-47关联的剪切销(189)设备的立体图，其中销可用于 可扩展板(图50的188)和旋转悬挂器(图44-47的)的旋转轴(图48的186) 之间，以提供足够的扭矩阻力以便将夹持件表面(图52的191)接合至管道(图 43的177)的内部。关联的可扩展外壳(图49的187)显示为具有用以接合至 夹持件的锥形表面(图49的194)。当可扩展板不再使夹持件扩展时，剪切销 被剪断，从而允许轴在上述可扩展板内旋转。

图53是与图44-47关联的管道接合夹持件(190)设备的立体图，示出了当 夹持件被旋转悬挂器(图44-45的18)的可扩展外壳(187)的锥形表面(图49 中的194)扩展时，用以接合至管道(图43的177)的内径的夹持表面(191)。

现在参考图53和54，分别示出了单管道(61)和双管道(62)的实施例， 显示了各种液压马达组件使用管道砂轮切削器(21)切削管道的实施例。

图53示出了管道砂轮切削器(21)的一个实施例的轴向横截面图，具有接 合在垂直的、偏斜的、水平的单管道(177)内的线缆(6)，和置于马达组件 (16)内的容积式液压马达(39)，在所述液压马达的末端具有马达防旋转设 备(37)。显示了流体转向器(36)，它具有使液压马达的定子和转子之间的 循环流体转向的密封件(54)。转子的下端部接合至管道砂轮切削器(21)的 上端部。

如果管道(177)以张力被切削，下端部(177A)将如图53所示那样分离。 否则，只有切削器的轴向距离能使管道(177)和下端部(177A)分离。

砂轮切削器(21)的切削器延伸部是切削器臂的长度的功能，并且可根据 被使用的砂轮的应用场合被改变。例如，图53所示的延伸部可能被需要以切削 关于管线的隔离层，但是通常这样的延伸部只需要扩展至管道(177)的外径。

现在参考图54和55，分别是平面图和沿图54的J-J线的横截面正视图， 示出了双管道(59)切削实施例(32B)。图56和57分别示出了沿图55的细 节线K和L的图，并且示出了具有液压马达(39)的马达组件(16)，该液压 马达具有位于从绳索接头(50)悬吊的定子(57)内的转子(56)，绳索接头 (50)在双管道装置中接合至线缆(6)。

示出了带有密封件(54)的线缆可接合的流动转向外壳(51)，其形成流 动转向器(36)以使外管道(168)内的内管道(167)向下泵送的流体转向， 从而通过使用齿轮(40)的砂轮切削器(21)驱动液压马达(39)和关联的转 子(56)。驱动马达的流体可在内管道(167)和外管道(168)之间循环或喷 射至马达组件(16)相对端部处的出口。

图56示出了图55的K线上的放大正视图，示出了可展开线缆的转向器外 壳(51)中的孔(147)，用于接收从内管道(167)向下泵送的流体，该流体 通过转子(56)以及定子外壳(58)中的转子和定子(57)之间。通过转子中 心的流道的尺寸决定进入转子和定子之间的流体的压力。示出了马达防旋转装 置(37)接合至定子的上端部和定子外壳(58)，以允许转子和定子之间的正 排量流体驱动转子。

流体转向器(36)的孔(57)将高压引向转子(56)和定子(57)之间的 空间，以及使转子的内孔通向下端驱动联结器(图57的174)的凹槽(图57 的202)，从而形成由于该转子转动引起压力损耗的低压力区。出口具有位于管 道砂轮切削器(图58的21)中的孔(图58的201)，该管道砂轮切削器通过 管道切削器扩展至钻孔或其内放置有该切削器的管道，并且通过入口与出口之 间的压差流体操作液压马达。

图57示出了图55的L线上的放大正视图，图58示出了图57中沿细节线 M限定的图。上述图显示了具有扭矩减震器(174A)的驱动联结器(174)， 在图示中其为增强弹性设备，在一个实施例中，可由类似于汽车轮胎中的橡胶 材料形成。扭矩减震器显示为接合至转子(56)，其中旋转轴承(203)放置在 驱动联结器下端部的防旋转设备(37)和旋转连接器(50)的下端之间。旋转 连接器(50)的上端部的孔(202)允许流体从定子外壳(58)内的转子(56) 和定子(57)之间流入到砂轮切削器(21)的内筒，其中砂轮切削器(21)的 上端部接合至旋转连接器的下端并且放置在内管道(167)和外管道(168)内。 马达防旋转设备(37)在定子外壳(58)和旋转连接器(50)之间与中间轴承 (203)接合，以允许定子外壳锚定定子(57)并迫使转子借助于定子和转子之 间的正排量流体旋转，由此转动旋转连接器(50)，其后，带齿轮(40)的砂 轮切削器(21)在其下端接合。

图58示出了图57的M线上的放大正视图，显示了带齿轮(40)的砂轮切 削器具有行星齿轮装置(200)，以便通过接合至制动板(76)的切削砂轮(65) 驱动臂(78)。被泵送流过马达组件(图44-45的16)内孔的流体流过孔(201) 以便润滑和清洗齿轮砂轮切削组件，并且可选择的离心流动推动器(204)借助 于加速流(205)来实现润滑和清洗。

现在参考图59和60，分别示出了平面图和沿图59的N-N线的横截面正视 图。上述图示出了驱动联结器(174)，它具有显示为挠性增强弹性隔膜的扭矩 改变抑制器，用于防止扭矩由于粘结而突然改变以及随后出现的滑移，从而减 小转子和定子液压马达上的力。

现在参考图61-69和图70-72，示出了具有与双臂管道砂轮切削器(21)的 组成部件结合的行星齿轮装置(40)，它们是具有相关组成部件的砂轮切削器 子组件的各种实施例，示出了运用图70的砂轮切削器的不同实施例的可能的齿 轮和臂装置。液压马达组件，例如电性钢丝绳上的电动马达，可运用在作为例 子的砂轮切削器以切削管道。

现在参考图61，62，和63，图61示出了具有截面线O-O的平面图，图62 示出了沿图61的O-O线截取的正面剖面图。图63是沿图61的O-O线截取的 立体图。示出了与图64-69关联的管道砂轮切削器(21)的行星齿轮装置(40)， 其具有上端部旋转连接器(50)和通向行星齿轮外壳(214)的孔(201)的内 部通道。行星齿轮外壳可使用来自流过离心推动板(204)的孔的流动保持干净。 绕制动板(76)的旋转对行星齿轮(200)施加阻力，以使得砂轮切削器(65) 的臂(78)扩展，从而从其内径向外切削管道，其中制动板(76)与其内放置 有砂轮切削器的管道接合。

任意构造的行星齿轮和制动板(如图81-82和图83-84所示)，或者类似于 图44-45中的用于旋转悬挂器的摩擦块装置，可用于带齿轮的砂轮切削器(21) 中。

围绕轴(211)设置的轭(208)与砂轮切削组件(图70的71)的上轴(图 70的212)接合，而砂轮切削组件的下端部轮轴(图70的212)接合到制动板 (76)内的孔(206)中。砂轮切削子组件的齿轮(77)与环向齿轮接合，允许 行星齿轮外壳(214)旋转，以便将砂轮切削子组件向其内设置该砂轮切削子组 件的管道的内径延伸，以及向所接合的制动板(76)延伸以提供与制动板滑移 的摩擦阻力成比例的径向向外的力。

如果旋转连接器固定在制动板(76)的底部，可轴向向下接合另外的旋转 设备(包括另外的管道砂轮切削器)。如果钻孔穿过制动板轴的(211)，循环 部分可能被提供至下述的另外的旋转设备。

如果行星齿轮和砂轮切削子组件的清洗、冷却和/或润滑是不需要的，接合 至电性钢丝绳的电动马达可被使用且孔(201)和/或离心推动器可被移除，或者 如果液压马达被使用，穿过制动板(76)的轴(211)的钻孔可运送流体轴向地 通过切削器。图84-85描述了可与电动马达一起使用的砂轮切削器的一个实施 例，其中需要清洗、冷却和/或润滑。

图64示出了与图61-63关联的行星齿轮外壳(214)的立体图，显示了孔 (201)，用于使流体通过内部通道和围绕外壳内圆周的齿轮(200)。

图65示出了与图61-63关联的离心流动推动器(204)的立体图，气可放置 在砂轮切削器外壳(图64，82，和85或图73-75的217)的下方，显示了用以 控制流体流通过管道砂轮切削器实施例的离心装置的孔(201)和叶轮(213)。

参考图66和67，分别示出了处于收缩状态和扩展状态的行星齿轮装置的立 体图。上述图示出了环向齿轮(200)与固定在砂轮切削子组件端部的轮轴(212) 之间的齿轮(77)相接合，其中臂(78)从轮轴(212)延伸出来，还具有与切 削砂轮(65)接合的另外的轮轴(69)。制动板(76)与轮轴(212)的下端部 接合，且轭(208)与轮轴(212)的上端部接合。

借助于电动马达或流向气动和/或液压马达的流体流使环向齿轮(200)的旋 转对被制动板(76)施加的摩擦作功以使得砂轮切削子组件(图70的70)延伸 至图67的状态，直至臂(78)与止挡件(207)接合。电动马达的反转或者来 自于通过气动和/或液压马达的关联的反转循环使砂轮切削子组件缩回至图66 所示的状态，其中臂(78)止挡在制动板轴(图68的211)。

图68示出了与图61-63关联的制动板(76)的立体图，显示了可与轭(图 29的208)相接合的轴(211)，可与下端部轮轴(图70，79，和80的212) 相接合的孔(206)，以及可与砂轮切削器子组件的臂(图66的78)相接合的 止挡件(207)。

图69示出了与图61-63关联的切削砂轮组件轭(208)的立体图，显示了可 与砂轮切削器子组件的上端部轮轴(图70，79，和80的212)相接合的孔(209)， 以及可与轴(图68的211)相接合的孔(210)。

图70示出了可与图61和63一起使用且与图71-72关联的齿轮砂轮切削子 组件的各种实施例的立体图，示出了轮轴端(212)，其具有固定的中间齿轮(77) 和延伸至轮轴(69)的臂(78)，砂轮切削器(65)绕该轮轴旋转。

示出了具有较长(72)和较短(71)臂(78)的砂轮切削子组件，该砂轮 切削子组件可用于绕管道切削器的轴线切削较大或较小半径。砂轮切削器的图 示实施例包括固定至其臂(78)的刀片(79)，该刀片用于切削控制绳，金属 柄脚，岩屑和/或放置在其切削半径内的其它岩屑物体。

图71-72分别示出了与图70，79，和80中所示的砂轮切削子组件相关砂轮 切削器(65)和砂轮切削轮轴(69)的立体图。上述图显示了可横跨一定面积 旋转以便重复切削的环形切削器，因而实现了与传统的刀具型切削器相比减小 的扭矩。此外，传统的切削器从外部向内部切削管道，而所示的环形切削器从 内部向外切削管道或管线。

如果被切削的管道具有足够的张力，砂轮切削器的半径可小于被切削的管 道臂的厚度，因为在被切削时管道将分离以允许臂(图70的78)的围绕轮轴(图 70的69)的那部分在分离部分内扩展。然而，当被切削管道中存在不足的张力 时，刀(图70和图84-85的79)或者磨蚀切削部件可添加至臂，以移除材料并 允许切削砂轮切断预定的管道。

现在参考图73-74以及图75-79，分别示出了管道砂轮切削器(21)的双臂 凸轮(41)和关联的组成部件。该具有组成部件的组件装置可与电动马达或流 体，气动和/或液压马达一起使用。

图73和74分别示出了平面图和沿图73的P-P线的横截面视图，显示了与 图75-79关联的双臂凸轮(41)。所示上部旋转连接器(50)在凸轮切削器外壳 (217)的内通道中具有流孔(201)。凸轮(75A)可利用臂(78)以便从从内 部向外切削管道，其中臂(78)与从制动板(76)延伸出来的砂轮切削器(65) 接合。在图74中还示出了缩回的凸轮(75B)，其用于止挡砂轮切削器的运动， 还设置有用于收容完全缩回的砂轮切削器的容纳部(199)。

图75示出了与图61-63关联的外壳(217)和凸轮(75)的立体图，示出的 凸轮外壳具有位于其上端部的旋转连接件(50)，流孔(201)以及凸轮表面(75C)， 用于通过与下端部处的臂(图79的79)的相关缩回凸轮(图79的75B)接合 来阻止扩展和缩回砂轮切削子组件。外壳下方的扩展凸轮(75A)通过在一个方 向上的旋转将臂扩展，并且凸轮表面(75C)作用在关联的缩回凸轮(图79的 75B)上，以便通过反向旋转将臂缩回。

图76示出了与图61-63关联的凸轮(75A)的立体图，显示了砂轮切削器 在完全缩回时可放置在其中的容纳部(199)。砂轮切削器的缩回增加了切削砂 轮的可用尺寸，能够使用更大和更多有效的砂轮切削器来切削较厚的管道壁并 抵抗他们的切削边缘的磨损。

图77示出了与图61-63关联的具有砂轮切削器子组件(图79的73)的制 动板(76)的立体图。图77示出了处于扩展状态的具有凸轮(75A)的砂轮切 削组件，不具有通过制动板外围的摩擦促使臂(78)进入向外的状态以及促使 凸轮(75)旋转的外壳(图75的217)，该砂轮切削组件固定至外壳(图75 的217)的下端。为了图示的目的，图77省略了旋转外壳。

图78示出了与图61-63关联的制动板(76)的立体图，显示了切削砂轮子 组件的下端部轮轴可接合在其中的孔(206)，以及用以接合至旋转外壳(图75 的217)的轴(211)。

图79示出了与图61-63关联的砂轮切削器子组件(73)的立体图，显示了 轮轴(212)，该轮轴具有可与关联的凸轮(图75的75C)相接合的固定的缩 回凸轮(75B)，以及具有与砂轮切削器(65)接合的另外的轮轴(69)的臂(78)。

凸轮驱动的砂轮切削子组件(73)可借助于凸轮外壳(图75的217)的旋 转被推至扩展状态，其中凸轮外壳在凸轮(图76-77的75A)之间与臂(78)接 合，以及通过使用与缩回凸轮(75B)接合的凸轮(图75的75C)而缩回，其 中缩回凸轮(75B)借助于反向旋转凸轮外壳(图75的217)而固定至轮轴(212)。

图80示出了可替代图79的砂轮切削子组件，其可用于凸轮管道砂轮切削 器(图61-63的41)中。图80显示了图79中的不具有缩回凸轮的砂轮切削器 子组件，这样与扩展凸轮(图76-77的75A)的固有摩擦和接合可用于使可替换 的砂轮切削子组件缩回。

图81示出了四臂行星齿轮(图82的218)的齿轮装置(218A)，显示的 砂轮切削子组件(71)具有切削砂轮(65)和与环向齿轮(200)相接合的齿轮 (77)。四壁轭与砂轮切削子组件的轮轴(212)接合，抵靠制动板(76)上的 止挡件(207)完全扩展。

图82示出了与图81关联的四臂(218)行星齿轮(40)的管道砂轮切削器 (21)实施例的立体图，显示了齿轮外壳(214)上的上端部旋转连接器(50) 和抵靠制动板(76)上的止挡件(207)向外延伸的切削砂轮(65)。

现在参考图84和85，分别示出了平面图和沿图84的Q-Q线的相关横截面 视图，示出了带齿轮(40)的管道切削砂轮(21)，其具有旋转连接器(50)， 该旋转连接器可与电动马达或其它类型的在其相关连接器中不具有流体通道的 马达一起使用。刀切削器(79)显示为结合到切削砂轮子组件(72)的臂中以 切削物体，例如控制线、隔离管道和/或切削砂轮(65)中的或遗失的岩屑。

被管道切削组件(21)的直径转向的流动流过孔(147)直至内部腔室，或 者流过孔(201)直至流体推动器(204)，以便为了润滑，清洗和/或冷却的目 的控制流向齿轮(200)和切削砂轮子组件(72)的流动。

如图53-85中说明的，以及前面描绘和描述的实施例，管道砂轮切削器(21) 可配置为具有任意结合和构造，以便与电动马达，气动马达，液压马达或任意 其他马达一起使用，从而从内部向外切削管道，使用切削砂轮以使需要的扭矩 最小化，和/或扩展砂轮切削器的直径，以使其直径比当前使用钢丝绳作业的对 应直径要大。

现在参考图86至95，示出了旋转封隔器(19)和关联的组成部件。

图86为轴向横截面视图，显示了双管道(59)旋转封隔器(19)的实施例， 其包括具有密封件(54)的流动转向器(36)，用于借助于防旋转装置(37) 使流动向马达组件(16)的液压马达(39)转向。下部旋转连接器(50B)显示 为与具有直径的旋转连接跨接器(219)接合，以便抵抗流体在内管道(167) 以及从下部旋转连接器延伸至流动释放孔(220)的内部通道中轴向向上流动。 旋转连接跨接器放置在内管道中的下部连接器和在外管道(168)中扩展的旋转 封隔器(19)的旋转连接器(50)之间。

这样的实施例(33A)可适用至单个内管道部分地延伸至较大外管道的应用 中。例如，在地下井中通常的做法是借助于轴向下方的凹陷接头(图4的128) 使尾管延伸到产品封隔器(图4的113)的下方，以便放置塞子。在下部尾管(图 4的129)或套管上放置不穿过生产管(图4中的98)的桥塞通常是可取的。在 这样的例子中，生产管和关联的生产封隔器必须被移除。然而，通过使用桥塞 直径大于传统桥塞的旋转封隔器，可在无需移除生产管(图4的98)或生产封 隔器(图4的113)的情况下放置旋转封隔器。

图87示出了与图88-93关联的旋转封隔器(19)的立体图，显示的旋转封 隔器处于穿过管道的收缩状态，其中可旋转轴(90)的旋转连接器(50)可与 马达接合。旋转悬挂器具有可移动的接合件(80)，例如与轭(81)接合的螺 纹或螺旋凸轮，这样，轴的旋转轴向向上移动轭以扩展蜘蛛状的架构(图90和 95的86)，随后扩展隔膜(89)以产生封隔器或桥塞。

实践中，当由流体压力引起的分级颗粒挤压在一起并试图通过分级颗粒块 时，容纳隔膜中的分级颗粒和/或流体提供了对可渗透流体的压差承受阻力。在 旋转封隔器(19)的隔膜(89)中放置细小的分级颗粒，例如沙子，允许隔膜 随着其中的蜘蛛架的膨胀而膨胀，从而在旋转封隔器隔膜密封井筒的内径以及 压力被施加到旋转封隔器隔膜在其内膨胀并在边缘处被密封的井筒上时，可提 供压差障碍。

旋转封隔器的优选实施例一般使用芳纶隔膜以防止被管道中的尖利物体刺 穿，其被弹性覆盖层覆盖以便将隔膜密封至所述隔膜在其内膨胀的井筒的内径， 并且其中的细小的分级沙颗粒产生压差密封。

图88和89分别示出了平面图和沿图88的R-R线截取的相关横截面图，显 示了与图87和95关联的旋转封隔器轴(90)。图中显示出井下可移动可替代 的旋转连接器(50)与其上端部的马达以及可移动的接合件(80)(例如，螺 纹或螺旋凸轮)接合，以便轴向向上移动第一轭(图93的81)，同时使用抑制 接合件(221)抑制第二轭(图91的82)以使得收缩的(图90的87)蜘蛛架 (图90和95的86)在隔膜(图87中的89)内扩展(图94的88)，轴在其中 被旋转，并且随后堵塞轴在其内旋转的通道。

可选择的泄压孔(85)、关联的通道以及单向泄压阀(48)也可设于所述 轴内，以便根据单向阀的方向(取决于旋转封隔器一侧上的压力释放)使旋转 封隔器(图95的19)轴向向上或向下移动，决定于，因为在。

在废弃情况中，其中密封水泥已放置在旋转封隔器的下方，并且通过位于 下方的密封管道注入或循环是不可能的，轴上可增加泄压阀(48)以允许旋转 封隔器上方的压力通过放掉下方的压力向下推压旋转封隔器。

图90示出了与图89和91-95关联的收缩状态(87)下的蜘蛛架(86)的立 体图，显示了上轭(82)可接合在可旋转的抑制面(图89的221)的下方，通 过上铰接连接器(50A)接合至上臂(83A)，以及通过下铰接连接器(50B) 接合至下臂(83B)，其中中间推垫(84)与下轭(81)接合并具有可移动的接 合件，例如可与轴(图89的90)的下端部接合的螺纹或其它螺旋面。蜘蛛架设 置在隔膜(图89的90)中，该隔膜具有足够的用于扩展管道内径的表面。

图91示出了与图90和95关联的四臂轭(82)的立体图，显示了用于轴(图 89的90)和铰接连接器(50)的内部通道，该铰接连接器与臂(图92的83A) 的上端部铰接连接器(图90的50A)结合。

图92示出了与图90和95关联的上臂(83A)、下臂(83B)以及推垫(84)， 显示了臂的具有推垫铰接连接器(50)的上铰接连接器(50A)和下铰接连接器 (50B)。上臂(38A)的上铰接连接器(50A)与上轭(图91的82)接合，上 臂(83A)的下铰接连接器(50B)与下轭(图89的81)接合，其中，如图95 所示，下端臂和上端臂(分别为50B和50A)与推臂连接器(50)接合。

图93示出了与图90和94关联的四臂轭(81)的立体图，显示了用于轴(图 89的90)的内部通道，以及与下臂(图92的83B)的下端部铰接连接器(图 92的50B)结合的铰接连接器(50)。图示中可移动接合件(80)用于与轴(图 89的90)的下端部接合。

图94示出了处于扩展状态(88)的蜘蛛架(86)的立体图，显示了接合至 上轭(82)的上臂(83A)和上端部铰接连接器(50A)，而下臂(83B)和下 端部连接器(50B)接合至下轭(81)。下臂的下端部铰接连接器(50B)和上 臂的上端部连接器(50A)与推垫(84)接合。

图95示出了旋转封隔器(19)的立体图，其中虚线示出了隐藏面。图95 显示了处于扩展状态的旋转封隔器，用于阻塞管道的内径，这样蜘蛛架(图94 的86)以扩展状态(图94的88)设置在隔膜(89)内，其中抑制面(221)和 下轭(81)之间的上轭(82)与轴(90)在可移动接合件(80)(例如螺纹或 旋转凸轮)处接合，该可移动接合件具有可选择的单向阀(48)和泄压孔(85)。

旋转封隔器(19)可具有可移动的旋转连接件(50)或可选地，在旋转跨 接器(图86的219)的轴向上方的下端部具有不同的可移除的连接件，以及可 选择地，在旋转封隔器的下端部的旋转连接器与图33-34所示的其他装置接合， 以允许旋转封隔器在与相邻的固定管道接合时用作固定的桥塞，或者在被放置 在管道中但未固定至高压区和低压差区之间的固定管道时用作活塞。当用作收 缩管道上方的活塞时，如图34所示，其轴向上方可能被施加压力以便挤压位于 轴向下方且在旋转封隔器的密封件直径内的管道。

如果旋转封隔器包括具有可选的单向阀的固体轴，其可用作桥塞，并且当 轴内设有内部通道时，其可用作封隔器，例如产品封隔器，通过其端部的连接 器(例如上面描述的旋转悬挂器)被固定至管道。

传统的封隔器一般不容许用作活塞，因为可膨胀隔膜容易被在切削，磨铣 和/或金属钻井过程中产生的尖利的金属边缘刺破。

旋转封隔器的优选实施例使用隔膜材料来抵挡被刺破，例如填充有分级颗 粒(例如沙子)的防弹芳纶材料，以便在膨胀时产生压差障碍。可设置足够的 隔膜材料和封隔器轴向深度以到达旋转封隔器放置在其中的管道的内径，以提 供密封。

传统的封隔器和桥塞的膨胀能力范围一般有限，如图86所示，其可通过管 放置封隔器以防止在较大的管道内轴向向下膨胀。故，传统的封隔器一般不容 许用于生产需要，例如在不移除生产管和生产封隔器(分别为图4的98和113) 的情况下切断水源。相反地，本发明的旋转封隔器的实施例可用于在井筒中密 封，该井筒远大于通过其放置旋转封隔器的井筒。

当活塞或生产封隔器不被用来做功时，旋转封隔器(19)可用以支撑流体， 例如水泥，在放置后以桥塞的方式向下掉落。例如，在废弃作业的过程中，旋 转封隔器可用于在井筒中密封，其中该井筒远大于通过其放置旋转封隔器的井 筒，例如通过将封隔器设置在接头(图4的128)和尾管线的下方，或者在尾管 (图4的129)下方的开孔部分(图4的131)中。

在通过生产管(图4的98)进行侧钻的情况下，造斜器(图6的133)可 放置于在接头(图6的128)和尾管线下方扩展的旋转封隔器的上端部以防止移 除生产管(图6的98)和生产封隔器(图6的113)，从而实现下部侧钻(图6 的134B)。

在传统实践中，通过直径比待清洗的管道或管线的直径小的管道放置管道 或管线除垢器，或者通过管线泵送塞子以清洗凹处残留的水或其它物质是不适 用的。本发明的旋转封隔器可在通过线缆放置于管道或管线中之后扩展，并且 滚筒(图13和14的149)可放置在蜘蛛架(图90和94的86)上以代替推垫 (图90，92，和94的84)，并且其也可在随后扩展以提供用于液压马达的防 旋转设备，这样，提供了通过直径比所清洗的管道或管线的直径小的管道放置 除垢器的能力，并且仍然能够除垢或清洗该管线。

如在图4-8，30-35，43，53-58和86中所示例的，以及前面和接下来描绘 和描述的用于侧钻，储井，废弃和管线的实施例，显示了线缆传送的井下组件 的任意结合和结构可与固定的轴向马达组件(16)、轴向可变马达组件(43)、 液压马达、可延伸管道、旋转刷、旋转钻头、旋转可操作可扩展套管、防旋转 设备(图97，102-104的38)、旋转接头(图113-114的175)、断开器(图 120-122的231)、绳索接头(图129的241)、杆、震击器、送入工具、拔拉 工具、万向节和/或快速连接件一起使用以便维护或插入管道。

现在参考图96-135，示出了轴向可变马达组件(43)的各种实施例和关联 的细节图以及组成部件，示出了具有液压马达(39)的马达组件(16)被旋转 悬挂器(18)轴向支撑以及被马达防旋转(37)设备旋转地支撑。

现在参考图96-101，示出了立体图，其中图96具有细节线S，T，U，V和 W，其分别与图97，98，99，100，和101的放大图相关。上述图示出了具有同 心六边形方钻杆(图98-101和图123中的172)的轴向可变马达组件(43)， 其中该同心六边形方钻杆可相对于方钻杆衬套(图100和图117-118中的173) 轴向可变地固定至驱动联结器(图59-60的174)和转子(图18，56-57，126-127， 和133-134的56)，这类似于图126所示的装置，其中液压马达(39)固定至 管道，该管道在其下端部放置有马达防旋转子组件(37)和旋转悬挂器(18)。

一旦被放置后，流体转向器(36)使流体转向以驱动马达(39)，该马达 又驱动方钻杆衬套(图100的173)。方钻杆衬套与六边形方钻杆(图98的172) 接合并且轴向通过方钻杆衬套中的滚筒，同时在方钻杆的下端部绕着他的轴线 旋转。尽管示出的是六边形方钻杆示，但也可使用任意形状的方钻杆，例如矩 形方钻杆。

图示中，方钻杆(172)的上端部接合至旋转接头(175)以防止线缆(6) 的旋转或扭转。钢丝绳防旋转设备(38)设置在线缆和旋转接头之间以进一步 减小扭转线缆和产生断点的可能性。

在使用时，轴向可变马达组件(43)可放置在管道中，由此开始循环且流 体被转向通过方钻杆、流过流体转向器(52)直至液压马达(39)，该液压马 达驱动转子、关联的方钻杆衬套、方钻杆和以及接合至马达组件(16)下端部 的旋转悬挂器(18)，从而将旋转悬挂器接合至其内放置有该旋转悬挂器的管 道。

将旋悬挂器固定至管道后，旋转悬挂器中的剪切销可被剪断，从而允许方 钻杆(172)能通过方钻杆衬套(173)继续旋转，而方钻杆在旋转悬挂器的固 定点上方或下方的距离可被施加至线缆(6)的张力控制。

通过与方钻杆(172)的下端部接合的旋转工具(显示为铣刀24)，与先前 描述的通常向下移动的实施例相比，可从较低点开始并向上进行旋转。所描绘 的实施例促使旋转设备向上移动以允许在作业过程(例如铣削)中形成的岩屑 掉落至旋转工作执行的点的下方，由此移除不希望的摩擦和粘结。

一旦执行期望的旋转工作后，轴向可变马达组件(43)可被向上震击以释 放旋转悬挂器并移除工具柱。

在被其生产管(图4的98)中的岩屑填充的井中进行敷设管道的工作过程 中，其下部侧钻(134B)通过尾管(图6的129)，其上部侧钻(134A)通过 生产管(图6的98)，其生产套管(图6的101)以及其中多个金属管和套管 可能粘结钻井组件的中间套管(图6的103)，或者其中非溶解性物质已经填充 内部过滤柱(图7的144)的储井中，铣刀(图101的24)可被可延伸管道(图 23-25和27-18的44)下端部的钻井或清洗头(图22的161)代替，该可延伸 管道和该清洗头之间具有下端部旋转接头。可延伸管道的上端部可接合至旋转 悬挂器(图100的18)的下端部，这样方钻杆可在可延伸管道中旋转，并且流 动可从马达组件下端部经由可延伸管道至钻进或清洗头的下端部，其中返回循 环在下部侧钻上方轴向流过滑动侧门(127)，上部侧钻上方的任意环，通过用 以存储的换向器(图7的139)，或者通过预定位置处的穿孔。以这种方式，可 在马达组件上端部和钻头之间形成压差循环路径，由此方钻杆在内部转动的轴 向可变性质可转动和控制钻头的轴向移动以实现钻井功能，在到达上部马达组 件流动转向器之前，经由可延伸管道外部上的钻头向环形空间释放流体。

现在参考图102-112，钢丝绳防旋转设备(38)可与所示的固定或轴向可变 马达组件一起使用，以防止展开线缆旋转，以便放置和缩回工具。除了提供防 旋转阻力外，防旋转设备能够通过管道中减小的内径，例如地下井中的接头(图 4的128)。

在该防旋转设备的例子中，在外壳(148)的凹部设置弹簧(159)以便推 动杆(160)，该杆作用于滚筒(149B)的轮轴(149C)以允许滚筒在经过减 小的直径的过程中被向内推动，然后在经过减小的直径之后向外扩展。通过滚 筒的弯曲部和其内放置该滚筒的管道的内径之间的接触，扩展的滚筒提供了绕 轴线旋转的阻力。

图102示出了与图103-111关联的钢丝绳防旋转设备(38)的立体图，示出 了上部旋转连接件(50A)和下部旋转连接件(50B)，具有轮轴(图111的149) 和凸起表面(图111的222)的防旋转滚筒(149B)与其内设置有钢丝绳防旋 转设备的管道的相关弯曲部相匹配。所示的设备与结构和马达防旋转外壳(图 13的148)类似的上滚筒外壳(148A)和下滚筒外壳(148B)接合，如图105 所示，上滚筒外壳根据其位置可固定至下滚筒外壳或可独立旋转。

图103和104分别示出了平面图和沿图103的X-X线截取的相关截面正视 图，示出了图102中的钢丝绳防旋转设备(38)。

图105示出了与图106-108关联的钢丝绳防旋转设备(图104的38)沿图 104的细节线Y的放大图，显示了用于轴向旋转的轴承(203C)，用于轴向偏 心旋转的轴承(203A)，以及用于轴向压缩旋转的轴承(203B)。上述轴承允 许在防旋转设备下方的轴向旋转与该设备上方的连接器隔离。

下轴(224)的旋转被下滚筒外壳(148B)中的轴承(203A)轴向支撑， 具有由下滚筒外壳中的侧面轴承(203C)减小的横向旋转摩擦，和被轴承(203B) 减小的任意的压缩摩擦扭矩。下轴可借助于滚筒(149B)在下滚筒外壳中旋转， 其中滚筒(149B)接合至其内放置该滚筒的管道的圆周。上滚筒外壳(148A) 中的轴承(203A)移除任意张力负载，其中上滚筒外壳(148A)被滚筒(149B) 支撑至其内放置该滚筒的管道的周围，由此上滚筒外壳的任意滑动被侧面轴承 (203C)减小，因而使得由所述下轴引起的上轴的旋转最小化。可使用密封件 (223)来保护容纳在其中的轴承的润滑混合物。

图106，107和108示出了与图102-105关联的可用于本发明实施例中的轴 承(203)的立体图。上述图显示了渐缩的轴承(203A)，球面轴承(203B) 以及圆柱形轴承(203C)。尽管所示的为优选实施例，但在本发明的实施例中 可使用任意形式的轴承与轴承装置。

为了进一步提高防旋转能力，可选择的弹簧(160)和作用于滚筒(149B) 的轮轴(149C)的相关推杆(159)可用于设备中，当弹簧和杆对轮轴施力，向 滚筒弯曲部(图14的222)和/或圆周弯曲部(图14的222A)施力时，可实现 由增加的摩擦力抵抗绕轴线的旋转。

图109示出了与图105关联的立体图和推杆(159)的正视图，显示了推杆 (160)的弯曲部与滚筒轮轴(图14的149A，图11的149C或者图112的149E) 的弯曲部匹配。来自弹簧(158)的力可施加在下端部以便相对于管道的内径推 动轮轴和相关的滚筒弯曲部，以减小绕管道轴线旋转的倾向同时允许轴向移动。

图110示出了与图105关联的弹簧(158)的立体图，显示了向推杆(图109 的159)施加压力的一个可能的方法。

图111示出了与图102-105关联的滚筒(149B)和轮轴(149C)装置的立 体图，显示了光滑的(222)，该弯曲部可用以减小其内设置和使用滚筒的管道 内径的潜在损害。

图112示出了可被图102-105中的滚轮和轮轴装置替换的滚轮(149)和轮 轴(149E)装置的立体图，显示了锯齿状的弯曲部(222B)，在对内部圆周的 损害不太重要的情况下，例如井的废弃过程，该弯曲部可进一步提升绕轴线的 防旋转能力而允许沿圆周轴向滚动。

现在参考图113和114，分别示出了平面图和沿图113的Y-Y线截取的相 关截面正视图，示出了与图132关联的旋转接头(175)设备。上述图显示了图 102-110所示的另外的方法，其中在轴承(203)下方具有下部旋转连接器的轴 能够使具有上端部连接器(50A)的轴在轴承上方独立旋转。

现在参考图115-119和图123-126，示出了可与本发明的实施例一起使用的 轴向可变马达组件的各种部件，以使得方钻杆(图123的172)能轴向移动和旋 转。

图115和116分别示出了平面图和沿图15的Z-Z线截取的相关横截面正视 图。上述图显示了具有外壳(52)的轴向可变流动转向器(36)，该外壳具有 可与管道的内径接合的密封件(54)，以使得通过孔(147)的流动转向至内部 通道和方钻杆(172)在其中通过的方钻杆通道(226)。如图133所示，流动 转向器显示为设置在轴向可变马达组件的上端部。

图117和118分别示出了平面图和沿图117的AA-AA线截取的相关横截面 正视图，显示了方钻杆衬套(173)，其具有可与方钻杆(图123的172)的表 面接合的方钻杆衬套滚轮(227)，以促进绕方钻杆的轴线的旋转，同时允许方 钻杆轴向移动通过方钻杆衬套。

上端部(230)固定至定子(图126的56)，这样转子的旋转使方钻杆衬套 (173)转动，如图127所示，方钻杆衬套又使方钻杆(图123的172)转动。

图119示出了与图117-118关联的方钻杆衬套滚筒(227)，显示了围绕轮 轴(228)与方钻杆(图123的172)的表面接合的表面(229)。

图120，121和122分别是与图131关联的正视图，示出了钢丝绳断开件(231) 设备，以及该设备的上部容纳部(232)和下部心轴容纳部。上述图显示了下端 部心轴(234)的可与上端部容纳部(232)的凹部(233)接合的止动器(235)， 以形成可移除的连接，而留下接合至管道内的下部心轴的装置，以便在随后的 时间重新连接。

图123示出了与图98-101和125-135相关的六边形方钻杆(172)的正视图， 显示了上部旋转连接件(50A)和下部旋转连接件(50B)。本发明描述的优选 实施例包括六边形方钻杆，但是其他形状，例如矩形方钻杆，也可使用。

图124示出了扣合在一起的六边形方钻杆旋转连接器的立体图，显示了上 部方钻杆端部(172A)可下部方钻杆端部(172B)接合在一起，其中扣合插脚 (236)通过孔(238)放置并接合在容纳部(237)中。

由于润滑件装置(图2的2)可能限制与轴向可变马达组件或本发明其他的 实施例关联的长度，例如组件可能在管道内与旋转悬挂器接合，而另外的装置， 例如方钻杆与旋转连接器(图124的50)连接，以使得组件长度延长并克服与 润滑件装置关联的限制长度。

图125示出了具有截面线AB-AB的上部平面图，以及沿AB-AB线截取的 相关横截面正视图，显示了与图133-134相关的定子(57)。所示的定子具有节 点螺旋面(239)，用以当被放置在其中且流体被确实地放置在转子和定子之间 时推动转子的节点螺旋面(图126的240)。

图126示出了具有截面线AC-AC的上部平面图以及沿AC-AC线截取的横 截面正视图，显示了转子(56)，其具有接合在其下端部的驱动联结器(174) 和方钻杆衬套(173)。

图127示出了方钻杆实施例的正视图，显示了位于转子(56)内的方钻杆 (172)和方钻杆衬套(173)。

如图127所示，旋转装置，例如方钻杆衬套可被接合在转子的下端部，或 者在转子和旋转装置(例如方钻杆衬套173)之间具有驱动联结器(图126的 174)。如图134所示，在转子和旋转装置之间也可具有多个驱动联结器。

现在参考图128-135，示出了具有截面线V-V的平面图和沿V-V线截取的 相关横截面正视图，其中细节线AD，AE，AF，AG，AI和AJ分别与图129， 130，131，132，133，134和135所示的图相关。上述图显示了位于内管道(177) 内的绳索接头、钢丝绳防旋转设备、可移除的连接件、旋转接头、流动转向器、 马达防旋转件、驱动联结器、旋转悬挂器以及旋转工具装置，其中内管道(177) 设置在外管道(168)内。

图129示出了图128沿线AD截取的放大图，显示了位于线缆和轴向可变 马达组件上端部的连接器(50)之间的绳索接头接合件。

图130示出了与图128相关的沿AE线截取的放大细节图，显示了钢丝绳 防旋转(38)装置能够减小防旋转装置下方发生旋转的倾向，这种旋转将被传 送到绳索接头(图129的241)和上方的相关线缆。

图131示出了与图128关联的沿AF线截取的放大细节图，显示了具有上部 容纳部(232)的可移除连接件(231)，该上部容纳部具有凹部，用于与相关 心轴(234)的止动器(235)接合。如果连接件下方的装置被留在管道内并在 稍后重新连接，则可移除的连接可被断开。

大体上，移除的连接件(231)可用于高于期望水平的张力，其中连接器下 方的装置与其他装置或粘结件接合，以便为断开连接件所需的张力提供所需的 阻力。断开连接之后，更高张力水平的连接件可被接合以便移除连接件下方的 接合或粘结组件。

图132示出了与图128关联的沿AG线截取的放大细节图，显示了旋转接 头(175)具有连接至方钻杆(172)的旋转连接件(50)。方钻杆的旋转被旋 转接头和钢丝绳防旋转设备(图130的38)减小。可设置旋转驱动型或者可旋 转型的断开止动器(图131的235)以便进一步减小方钻杆使线缆(图129的6) 转动的倾向。

图133示出了与图129关联的沿AH线截取放大细节图，显示了方钻杆流 动转向器外壳(52)和密封件(54)，在管道(167)中形成流动转向器(36)， 其使流体流转向通过孔(147)至通向液压马达(39)的内部通道，定子(57) 中的转子(56)的上端部和相关的外壳(58)接合至马达防旋转设备(37)。 方钻杆(172)经过上述部件并且轴向可移动。

图134示出了与图129关联的沿AI线截取的放大细节图，显示了定子(57) 中的转子(56)的下端部以及关联的定子外壳(58)接合至马达防旋转设备(37)， 还接合至内管道(167)以便锚定定子和定子外壳。转子和定子之间的正排量流 体使接合至转子下端部的双驱动联结器(174)旋转，驱动下端部接合至旋转悬 挂器(18)上端部的方钻杆衬套(173)。方钻杆(172)经过上述部件并且轴 向移动。

转子(56)和定子(57)之间的正排量流体驱动旋转联结器(174)和关联 的方钻杆及旋转悬挂器，使悬挂器的夹具(图135的191)接合至内管道(167)， 直至销被剪断以及支撑在旋转悬挂器上的旋转继续。旋转悬挂器轴向锚定马达 组件，以允许方钻杆在旋转期间轴向移动。

正排量流体从转子(56)和定子(57)之间的液压马达排出，流过驱动联 结器(174)之间、定子外壳(58)和马达防旋转设备(37)，横跨围绕方钻杆 (172)的环形空间，通过与方钻杆衬套(173)接合的下部联结器下端部中的 凹槽(202)，并流过方钻杆以润滑经过旋转悬挂器(18)的滚筒。

流体转向器(图133的36)的流体入口和方钻杆与旋转悬挂器的内部通道 之间的流体出口提供了流体入口的高压区和旋转悬挂器下方的低压区之间的连 通，由此液压马达(39)可被入口和出口之间的压差流体的压力操作。

图135示出了与图129的管形铣刀(35)实施例关联的沿AJ线截取的放大 细节图，显示了夹具(191)通过止动器块(198)的接合抑制与内管道167)相 接合，其中内管道与夹具的接合参照图44-52已在先前描述过了，用于固定马达 组件，允许方钻杆(172)在旋转期间轴向移动。铣刀(24)接合至旋转连接器 (50)，以便轴向向上切削(170C)内管道(167)，从而允许线缆(图129的 6)的张力减小以断开接合铣刀，在向上移动的过程中旋转将变为粘结或液压马 达停转。可选地，如果铣刀(24)的内径在直径上与具有尖利或钝面的管道的 内径接合并且方钻杆被轴向移动，则螺旋切削或研磨/抛光作用可执行。管道的 螺旋切削可削弱，以便在随后通过旋转封隔器进行压榨式破碎，可实现内径的 磨损以移除来自管道的水泥或结垢，并且抛光管道经常被执行以维护抛光的孔 容纳部。

在轴向控制是关键的情况下，例如从线缆悬吊下来的马达组件需要通过J- 凹槽(j-slots)或螺纹与井下装置耦合时，可使用轴向可变马达组件以及关联的 方钻杆可被使用的可替换实施例，由此抛光孔容纳部和/或防止对旋转敏感的井 下设备的损害。

如在图96-135说明的和在前面描绘和描述的实施例，钢丝绳线缆装置的任 意结合和结构，例如防旋转设备(图97，102-104的38)、旋转接头(图113-114 的175)、断开件(图120-122的231)、绳索接头(图129的241)、杆、震 击器、送入工具、推动工具、万向节、快速连接件，或其他具有轴向可变马达 组件的装置可被配置，以便使用轴向可变可移动方钻杆以改变轴向施加的力从 而避免粘结、停转，对敏感井下设备的损害和/或提供更大的旋转设备的轴向控 制以提升性能。

本发明的实施例提供了能使一个或多个马达组件的任意构造或定位的装置 和方法，用以维护或插入地下井、管线、立管的管道或其他管道，在其他管道 中，可使用线缆放置本发明的实施例和/或在润滑件装置(图5的2)中使用压 力控制。

另外，可与本发明的实施例一起使用的旋转封隔器可通过邻近尖利物质的 线缆来放置，并且该旋转封隔器可通过比其中放置的必须密封的封隔器的直径 显著小的直径。

尽管已经重点描述了本发明的各种实施例，但应当理解在所附的权利要求 的范围内，本发明可以不同于这里具体描述的方式实施。

权利要求中的附图标记完全为了在审查过程中帮助理解。