與鉆井孔偏轉(zhuǎn)器組件一起使用的可膨脹和可變長度外圓角組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容大體上涉及多邊鉆井孔，且更特定地說涉及一種可調(diào)整外圓角組件，其與偏轉(zhuǎn)器組件一起工作以允許進(jìn)入到多邊鉆井孔中的一個以上側(cè)鉆井孔中。
【背景技術(shù)】
[0002]碳?xì)浠衔?hydrocarbon，經(jīng)類)可通過橫跨地層的相對復(fù)雜的鉆井孔而生產(chǎn)。一些鉆井孔包括以一定角度從母體鉆井孔或主鉆井孔延伸的一個或多個側(cè)鉆井孔。這些鉆井孔通常被稱為多邊(multilateral，多側(cè))鉆井孔。各種裝置和井底工具可被安裝在多邊鉆井孔中以引導(dǎo)組件朝向特定側(cè)鉆井孔。例如，偏轉(zhuǎn)器是可被定位在主鉆井孔中的接合部處且被配置用來引導(dǎo)被輸送到井底的外圓角組件朝向側(cè)鉆井孔的裝置。取決于外圓角組件的各種參數(shù)，一些偏轉(zhuǎn)器還允許外圓角組件保持在主鉆井孔內(nèi)且以其它方式繞過所述接合部而不會被引導(dǎo)到側(cè)鉆井孔中。
[0003]將外圓角組件精確地引導(dǎo)到主鉆井孔或側(cè)鉆井孔中通常可能難以進(jìn)行。例如，鉆井孔之間的精確選擇通常要求偏轉(zhuǎn)器和外圓角組件兩者均被正確地定向在井內(nèi)且另外需要已知重力的輔助。即使在正確定位和已知重力的情況下，使組件偏轉(zhuǎn)或引導(dǎo)其朝向適當(dāng)?shù)你@井孔仍可能具有挑戰(zhàn)性(困難)。例如，常規(guī)的外圓角組件通常只能夠在偏轉(zhuǎn)器的設(shè)計參數(shù)對應(yīng)于外圓角組件的設(shè)計參數(shù)的接合部處進(jìn)入側(cè)鉆井孔。為了在具有以不同方式設(shè)計的偏轉(zhuǎn)器的接合部處進(jìn)入另一側(cè)鉆井孔，外圓角組件必須返回到地表且用展現(xiàn)出對應(yīng)于經(jīng)不同設(shè)計的偏轉(zhuǎn)器的設(shè)計參數(shù)的外圓角組件來更換。此過程可能耗時且成本高昂。
【附圖說明】
[0004]附圖被包括以說明本公開的特定方面，且所述附圖不應(yīng)被視為排他性實施方案。所公開的標(biāo)的物在形式和功能上具有相當(dāng)大的修改、替代、組合和等同物，而不脫離本公開的范圍。
[0005]圖1描繪根據(jù)一個或多個實施方案的可以采用本公開內(nèi)容的一種或多種原理的示例性井系統(tǒng)。
[0006]圖2A-圖2C描繪根據(jù)一個或多個實施方案的圖1的偏轉(zhuǎn)器組件的縱向截面圖。
[0007]圖3A和圖3B分別根據(jù)一個或多個實施方案說明圖2A-圖2C的偏轉(zhuǎn)器組件的上偏轉(zhuǎn)器和下偏轉(zhuǎn)器的截面端視圖。
[0008]圖4A和圖4B說明根據(jù)一個或多個實施方案的示例性外圓角組件的截面?zhèn)纫晥D。
[0009]圖5說明可以實施本公開內(nèi)容的原理的示例性多邊鉆井孔系統(tǒng)。
[0010]圖6A和圖6B說明根據(jù)一個或多個實施方案的另一示例性外圓角組件的截面?zhèn)纫晥D。
[0011]圖7A和圖7B說明根據(jù)一個或多個實施方案的另一示例性外圓角組件的截面?zhèn)纫晥D。
【具體實施方式】
[0012]本公開內(nèi)容大體上涉及多邊鉆井孔，且更特定地說涉及一種可調(diào)整外圓角組件，其與偏轉(zhuǎn)器組件一起工作以允許進(jìn)入到多邊鉆井孔中的一個以上側(cè)鉆井孔中。
[0013]本公開內(nèi)容描述示例性外圓角組件，其能夠在井底時調(diào)整各個參數(shù)使得其能夠在井底全部單程選擇性進(jìn)入多邊井的多個支腿?？稍诰讜r進(jìn)行調(diào)整的外圓角組件的參數(shù)包括其長度、其直徑或其長度和其直徑兩者的組合。通過在井底時按需要調(diào)整外圓角組件的長度和直徑，可使井操作員能夠智能地與布置在多邊井中的多個接合部處的偏轉(zhuǎn)器組件交互。每個偏轉(zhuǎn)器組件可以包括彼此隔開一預(yù)定距離的上偏轉(zhuǎn)器和下偏轉(zhuǎn)器。在期望的偏轉(zhuǎn)器組件處，可以致動外圓角組件以相對于預(yù)定距離而改變其長度，使得其可視需要被偏轉(zhuǎn)或?qū)б絺?cè)鉆孔中或在井底進(jìn)一步到主鉆孔內(nèi)。類似地，每個偏轉(zhuǎn)器組件的下偏轉(zhuǎn)器可以包括展現(xiàn)出預(yù)定直徑的導(dǎo)管。在期望的偏轉(zhuǎn)器組件處，可以致動外圓角組件以相對于預(yù)定直徑而改變其直徑，使得其可視需要被引導(dǎo)到側(cè)鉆孔中或在井底進(jìn)一步到主鉆孔內(nèi)。因此，可使井操作員能夠通過在井底時按需要調(diào)整外圓角組件的參數(shù)而選擇性導(dǎo)引外圓角組件到井的多個支腿中。這在允許在井底全部單程進(jìn)入多邊鉆井孔的多個支腿或鉆孔中時可以證明是有利的。
[0014]參考圖1，說明根據(jù)一個或多個實施方案的可以采用本公開內(nèi)容的一種或多種原理的示例性井系統(tǒng)100。井系統(tǒng)100包括主鉆孔102和在井系統(tǒng)100中的接合部106處從主鉆孔102延伸的側(cè)鉆孔104。主鉆孔102可以是從地表位置(未示出)鉆孔的鉆井孔，且側(cè)鉆孔104可以是以一定角度從主鉆孔102鉆孔的側(cè)鉆井孔或斜鉆井孔。如本文使用，術(shù)語“側(cè)鉆孔”還可以如圖1所示指主鉆孔102的無需從主鉆孔102直接偏離但是在主鉆孔102的界限內(nèi)橫跨一些距離之后可以如此進(jìn)行的“支腿”。雖然主鉆孔102被示為豎直定向，但是在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下，主鉆孔102可以大體上水平或以介于豎直與水平之間任何角度定向。
[0015]在一些實施方案中，主鉆孔102可以如所說明的那樣用套管柱108等等做內(nèi)襯。側(cè)鉆孔104也可以用套管柱108做內(nèi)襯。然而，在其它實施方案中，在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下，側(cè)鉆孔104中可以省略套管柱108使得側(cè)鉆孔104可以被形成為“裸井”段。
[0016]在一些實施方案中，管柱110可以在主鉆孔102內(nèi)延伸，且偏轉(zhuǎn)器組件112可以被布置在接合部106處或附近的管柱110的整體部分內(nèi)或以其它方式形成管柱110的整體部分。管柱110可以是在井底于主鉆孔102內(nèi)從地表位置延伸的工作管柱，諸如完井柱，且可以界定或以其它方式在其中提供窗口 114使得井底工具等等可以離開管柱110而進(jìn)入側(cè)鉆孔104中。在其它實施方案中，在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下，管柱110可以被省略，且偏轉(zhuǎn)器組件112可以代替地被布置在套管柱108內(nèi)且套管柱108可以在其中界定窗P 114ο
[0017]如下文更詳細(xì)地討論，偏轉(zhuǎn)器組件112可以用于基于外圓角組件的參數(shù)進(jìn)一步在井底將外圓角組件(未示出)引導(dǎo)或以其它方式導(dǎo)引到主鉆孔102內(nèi)或側(cè)鉆孔104中。為了實現(xiàn)此功能，偏轉(zhuǎn)器組件112可包括第一偏轉(zhuǎn)器或上偏轉(zhuǎn)器116a和第二偏轉(zhuǎn)器或下偏轉(zhuǎn)器116b。在一些實施方案中，上偏轉(zhuǎn)器116a和下偏轉(zhuǎn)器116b可以使用一個或多個機(jī)械緊固件(未示出)等等固定在管柱110內(nèi)。在其它一些實施方案中，上偏轉(zhuǎn)器116a和下偏轉(zhuǎn)器116b可以焊接到管柱110內(nèi)的位置中，這不脫離本公開內(nèi)容的范圍。在又一些實施方案中，上偏轉(zhuǎn)器116a和下偏轉(zhuǎn)器116b可以形成管柱110的整體部分，諸如加工自棒材且螺旋到管柱110中。上偏轉(zhuǎn)器116a可以被布置成比下偏轉(zhuǎn)器116b更靠近地表(未示出)，且下偏轉(zhuǎn)器116b可在大體上布置成從上偏轉(zhuǎn)器116a朝向井底。
[0018]現(xiàn)在參考圖2A-圖2C且繼續(xù)參考圖1，說明根據(jù)所公開的實施方案的圖1的偏轉(zhuǎn)器組件112的縱向截面圖。如圖2A所說明，上偏轉(zhuǎn)器116a可以與下偏轉(zhuǎn)器116b隔開一預(yù)定距離202。上偏轉(zhuǎn)器116a可以界定或以其它方式提供面向主鉆孔102內(nèi)的仰孔方向的斜面204。類似地，下偏轉(zhuǎn)器116b還可以提供面向主鉆孔102內(nèi)的仰孔方向和上偏轉(zhuǎn)器116a的斜面206。
[0019]上偏轉(zhuǎn)器116a還可以界定第一通道208a和第二通道208b，其中第一通道208a和第二通道208b兩者縱向延伸通過上偏轉(zhuǎn)器116a。下偏轉(zhuǎn)器116b可以界定第一導(dǎo)管210a和第二導(dǎo)管210b，其中至少第一導(dǎo)管210a縱向延伸通過下偏轉(zhuǎn)器116b且以其它方式越過接合部106與母體鉆孔或主鉆孔102的下部或井底部連通。在一些實施方案中，第二導(dǎo)管210b還可以縱向延伸通過下偏轉(zhuǎn)器116b且以其它方式與側(cè)鉆孔104連通。然而，在其它實施方案中，第二導(dǎo)管210b可以代替地形成斜面206的整體部分或延伸部分且另外用于導(dǎo)引或引導(dǎo)外圓角組件到側(cè)鉆孔104中。因此，在至少一個實施方案中，偏轉(zhuǎn)器組件112可以布置在其中側(cè)鉆孔104只是可經(jīng)由布置在多個接合部處的對應(yīng)數(shù)量的偏轉(zhuǎn)器組件112從主鉆孔102接達(dá)的若干側(cè)鉆孔中的一個的多邊鉆井孔系統(tǒng)中。
[0020]圖2B和圖2C是沿著圖2A指示的線得到的偏轉(zhuǎn)器組件112的相對截面圖。更特定而言，圖2B是偏轉(zhuǎn)器組件112的截面，其描繪上偏轉(zhuǎn)器116a的第二通道208b和下偏轉(zhuǎn)器116b的第一導(dǎo)管210a。相比之下，圖2C是偏轉(zhuǎn)器組件112的截面，其描繪上偏轉(zhuǎn)器116a的第一通道208a和下偏轉(zhuǎn)器116b的第二導(dǎo)管210b。如所說明，第一大通道208a和第二導(dǎo)管210b在主鉆孔102內(nèi)大體上軸向?qū)?zhǔn)，且第二通道208b和第一導(dǎo)管210a在主鉆孔102內(nèi)大體上軸向?qū)?zhǔn)。
[0021]如圖2B和圖2C所描繪，第一通道208a可以具有或以其它方式展現(xiàn)出第一寬度214a且第二通道208b可以展現(xiàn)出大于第一寬度214a的第二寬度214b。此外，第一導(dǎo)管210a可以展現(xiàn)出預(yù)定直徑216且第二導(dǎo)管210b可以展現(xiàn)出大于預(yù)定直徑216的直徑或?qū)挾?。這些差較佳在圖3A和圖3B中予以說明，其分別描繪根據(jù)一個或多個實施方案的上偏轉(zhuǎn)器116a和下偏轉(zhuǎn)器116b的端視圖。
[0022]在圖3A中，第一通道208a和第二通道208b被示為縱向延伸通過上偏轉(zhuǎn)器116a。第一通道208a展現(xiàn)出第一寬度214a且第二通道208b展現(xiàn)出第二寬度214b。如所描繪，第一寬度214a小于第二寬度214b。結(jié)果，展現(xiàn)出大于第一寬度214a但小于第二寬度214b的直徑的外圓角組件可能夠經(jīng)由第二通道208b延伸通過上偏轉(zhuǎn)器116a且以其它方式繞過第一通道208a。在這些實施方案中，外圓角組件可以滑動嚙合斜面204(圖2)直至被引導(dǎo)到第二通道208b中。或者，展現(xiàn)出小于第一寬度214a的直徑的外圓角組件可能夠經(jīng)由第一通道208a或第二通道208b行進(jìn)通過上偏轉(zhuǎn)器116a。
[0023]在圖3B中，第一導(dǎo)管210a和第二導(dǎo)管210b被不為縱向延伸通過下偏轉(zhuǎn)器116b。然而，如上所述，在至少一個實施方案中，斜面206可以延伸到第二導(dǎo)管210b的部分中或形成所述部分，使得第二導(dǎo)管210b無需延伸通過下偏轉(zhuǎn)器116b而是代替地用作側(cè)鉆孔104的斜偏轉(zhuǎn)或?qū)б?。第一?dǎo)管210a展現(xiàn)出預(yù)定直徑216，且如所描繪第二導(dǎo)管210b可以展現(xiàn)出大于預(yù)定直徑216的直徑302。結(jié)果，展現(xiàn)出大于預(yù)定直徑216的直徑的外圓角組件被防止進(jìn)入第一導(dǎo)管210a且代替地經(jīng)由斜面206被引導(dǎo)到第二導(dǎo)管210b。在這些實施方案中，外圓角組件可以滑動嚙合斜面206直至進(jìn)入第二導(dǎo)管210b或經(jīng)由第二導(dǎo)管210b以其它方式被引導(dǎo)到側(cè)鉆孔104中(圖2A-圖2C)?；蛘撸宫F(xiàn)出小于預(yù)定直徑216的直徑的外圓角組件能夠延伸通過第一導(dǎo)管210a且進(jìn)入下主鉆孔102的下部中。
[0024]再次參考圖2k_圖2C且繼續(xù)參考圖3A和圖3B，偏轉(zhuǎn)器組件112可以用于基于外圓角組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)將外圓角組件(未示出)引導(dǎo)到主鉆孔102或側(cè)鉆孔104的下部中。例如，偏轉(zhuǎn)器組件112可用于基于外圓角組件的至少一個長度經(jīng)由第二導(dǎo)管210b將外圓角組件引導(dǎo)到側(cè)鉆孔104中。更特定而言，短于預(yù)定距離202的外圓角組件可能夠經(jīng)由第二導(dǎo)管210b被引導(dǎo)到側(cè)鉆孔104中。另外，長于預(yù)定距離202的外圓角組件則能夠經(jīng)由第一導(dǎo)管210a在井底被進(jìn)一步引導(dǎo)到主鉆孔102中。
[0025]此外，偏轉(zhuǎn)器組件112可用于基于外圓角組件的長度將外圓角組件(未示出)引導(dǎo)到主鉆孔102或側(cè)鉆孔104的下部中。例