压力抑制装置和其使用方法

专利名称：压力抑制装置和其使用方法
技术领域：
本发明涉及使用盘管水力压裂或刺激地下岩层以便改进油和气的生产，且更明确地 说，涉及压力抑制装置。
背景技术：
水力压裂或刺激地下岩层来增加油和气的生产已成为石油工业中的常规操作。在水 力压裂中，将压裂流体以足以克服过重应力且使岩层开始破裂的压力和流速通过井筒注 射到岩层中。压裂流体可以是基于水的液体、基于油的液体、例如(但并不限于)二氧 化碳的液化气体、例如(但并不限于)氮气的干燥气体，或液化气体和干燥气体的组合， 或者这些或其它流体中的任一者的某一组合。最常见的是将支撑剂引入压裂流体中，所 述支撑剂的作用是防止所产生的裂缝在压力释放时闭合回到原样。将支撑剂悬浮在压裂 流体中且将其传送到裂缝中。使用中的支撑剂包含20到40网目尺寸的沙、陶瓷和其它 材料，所述材料在裂缝内提供高渗透性通道以允许油或气以较大的流从岩层流到井筒。
刺激技术可包含引入酸以溶解岩层或钻并污染物，或引入溶剂流体以移除石蜡或蜡 状物的累积，或其它此类技术。
可通过使用这些技术来显著地提高石油或天然气的生产。
使用盘管的水力压裂是常见操作。其通常使用包含相对组的一个或一个以上压力抑 制装置(例如压裂杯(fracture cap)或封隔器杯(packer cap))的井底钻具组合件，所 述压力抑制装置固定到通常壁厚比盘管串厚的一段管道上。两组相对压裂杯之间的距离 确定将要通过将杯固定到井底钻具组合件而压裂的岩层间隔的长度。在此类型的操作 中，普遍的是将要压裂的间隔的长度受到压裂杯之间的距离限制，而压裂杯之间的距离 本身可受到润滑器长度和/或起重机高度限制。
在典型操作中，需要使井维持在原状状态，这意味着当进行操作时使井流动但并不 用水或较重的液体破坏井。在此类原状井操作的状况下，盘管被视为具有优于接合的管 道操作的显著优势，因为当将盘管移动进入和移动离开井时持续地控制表面压力且在工 具处于井筒中之后串上没有形成接合处。
为了实现原状井操作，用于压裂的工具润滑地进入和离开井筒，在所述过程中将工 具附接到盘管上且装纳在一段压力一体式管道(已知为润滑器)中且附接到盘管防喷器 (BOP)上方的井筒，所述盘管防喷器本身附接到通常称作为主阀的压力控制阀。在将 装纳盘管压裂工具和盘管的润滑器连接到主阀之后，对润滑器系统进行测试以确保其固 持井筒压力而不泄漏。接着由处于润滑器和注射器之间的盘管拆卸器或填塞箱抑制井 压。在已通过测试建立系统的压力完整性后，可打开主阀且将压裂工具和盘管运送到井 筒中达到所要深度以供压裂操作，且在原状状态下进行整个操作。
在进行这些操作时，常见的是在一个或多个区中起始的压裂通过套筒中的开口穿孔 在套筒后方贯穿到一个或多个上部区，借此降低了当前裂缝处理的效率且还潜在地削弱 了一个或多个上部区上的未来裂缝处理。

发明内容
因此，在一个方面，本发明涉及一种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤 提供盘管；在管上提供可移动的压力抑制装置；将管插入井筒中到达第一深度同时将可 移动压力抑制装置维持在表面处且使管通过可移动压力抑制装置；将可移动压力抑制装 置固定在管上的位置中；以及将管插入井筒中到达第二深度。所述方法可进一步包含井 底钻具组合件，且其中用固定在井底钻具组合件上的至少一个非可移动压力抑制装置将 第一压力抑制装置固定在井底钻具组合件上。井底钻具组合件可以是压裂工具。可移动 压力抑制装置可包含用于将可移动压力抑制装置固定在管上以使得当将管插入井筒中 到达第二深度时不准许管通过压力抑制装置的锁定件。所述方法可用于一级、二级和三 级压力抑制。
在另一方面，本发明涉及一种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤提供盘 管；将盘管运送到井筒中到达第一深度；将压力抑制装置附接到地面上的管上；以及将 盘管运送到井筒中到达第二深度，且所述方法可包含连接到管的井底钻具组合件。井底 钻具组合件可包含至少一个非可移动压力抑制装置。装置可以是分离杯。
在另一方面，本发明涉及一种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤提供盘
管且管上具有第一固定压力抑制杯；在管上提供可移动压力抑制杯；将管运送到井筒中
到达第一深度同时将可移动压力抑制杯维持在地面处且使管通过可移动压力杯；将可移 动杯固定在管上的位置中；以及将管运送到井筒中到达第二深度。
在又一方面，本发明涉及一种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤提供盘 管且管上具有第一固定压力抑制杯；将管运送到井筒中到达第一深度；提供压力抑制构 件且将其固定在管上的非管末端的位置中；以及将管运送到井筒中到达第二深度。
在另一方面，本发明涉及一种用于在井筒内密封流体的流体抑制装置，其包括套 管，其用于放在盘管上；以及可释放的锁定构件，其用于将装置锁定在盘管上，借此当 锁定构件处于非锁定位置时，可使盘管通过装置。装置可以是封隔器杯或压裂杯。
在另一方面，本发明涉及一种盘管组合件，其包括盘管和在盘管上的可移动压力抑 制构件。组合件可包含沿着可移动抑制构件的下向孔眼在管上的第一固定压力抑制杯。
在另一方面，本发明涉及一种用于在井筒内抑制流体的流体抑制杯，其包括两个套 管半部。


现将参看附图在下文更详细地描述本发明，附图中说明本发明的实施例且其中
图1是现有技术(常规)盘管压裂工具的侧视图
图2是用于常规盘管压裂操作中的现有技术设备的侧视图3A是在使用现有技术方法的压裂或刺激流体在相邻组穿孔之间的贯穿的示意
图3B是根据本发明的可移动或分离杯布置的示意图3C是用于二级抑制的可移动或分离杯的布置的说明的侧视图4是根据本发明的用于延长间隔的压裂或刺激的分离或可移动杯的使用的示意
图5A是根据本发明的用于附接到一串盘管的可移动杯组合件的实施例的部分截
面；
图5B是图5A的可移动杯的侧视图6A是根据本发明的可移动杯组合件的部分截面；
图6B是图6A的可移动杯组合件的分解图7是用于安装根据本发明的可移动杯组合件的设备的一个实施例的侧视图8A是根据本发明的分离杯设计的透视图8B是图8A的分离杯的接合表面的截面的放大图9A是根据本发明的分离杯组合件的透视图； 图9B是图9A的组合件的横截面；以及
图IO是用于安装根据本发明的分离杯组合件的设备的侧视图。
具体实施例方式
一个实施例中的本发明是使用具有一组相对的压力抑制装置的盘管来压裂或刺激 地下岩层的方法。这些装置可以是压裂杯或封隔器杯、可膨胀封隔器元件，或将抑制在 压力抑制装置之间的引入压力的其它此类装置。盘管压裂的现有技术利用固定到井底钻 具组合件的一组相对的压裂杯或封隔器杯，所述井底钻具组合件附接到一串盘管。然而， 在本发明中， 一个或多个上部压力抑制装置经设计以使得其可战略性地放置在盘管上的 位置处以允许压裂显著较大间隔的同时仍维持原状井操作。
另一实施例中的本发明是在使用盘管来压裂地下岩层时使用的一组相对的压裂杯。 包含额外的上部杯或额外组的上部杯，其可战略性地放置在盘管上的位置处以允许在套 筒内部具有压力势垒，以防止与来自套筒内的一个或多个上向孔眼区的压力连通。
根据本发明的一个实施例中的分离杯设计可用于压裂或刺激过程中以用于延长的 压裂或刺激间隔或用作在套筒后方发生贯穿的情况下的二级压力抑制。
如传统方法，将盘管压裂工具连接到盘管且润滑进入井筒中。如果操作的目的是延 长的压裂或剌激间隔，那么盘管压裂工具将类似于常规的盘管压裂工具而不具有处于允 许注射流体与盘管压裂工具顶部上方的井筒连通的位置中的一个或多个上部杯。如果操 作的目的是二级压力抑制，那么如传统方法，常规盘管压裂工具将保留上部杯。
在盘管BOP与润滑器之间将盘管工作窗口添加到井口组合件。工作窗口是压力一 体式装置，其可在主阀打开且盘管在井筒中时打开且关闭以允许接近盘管。依据所需要 的BOP配置，通过关闭盘管BOP的环形袋和/或管道闸板来在窗口打开时避免经受井压。
在原状状态下将常规盘管压裂工具的所要配置(具有或不具有一个或多个上部杯) 运送到井筒中到达由压裂的所要的间隔长度确定或如由下一组相邻穿孔确定的深度。在 到达此深度后，启动盘管BOP (环形袋和/或管道闸板)以抑制井筒压力，使润滑器系 统减压，且打开工作窗口以接近盘管。
在本发明的一个实施例中，当盘管暴露于大气时，将一组或一组以上分离杯附接到 盘管，且由一组或一组以上保持或接合构件将所述分离杯固持在适当位置中。在将分离 杯组合件(其包含杯和保持构件)固定到盘管后，关闭工作窗口，测试系统压力，且打 开BOP以允许将盘管运送到所要深度以供压裂操作。
在完成压裂操作之后，将盘管从井筒中拉出，将一个或多个上部杯运送到工作窗口 中且依照将所述杯安装在盘管上所用的程序的相反程序将其移除。
在根据本发明的另一实施例中，通过处于BOP堆叠上的定位构件，将例如压裂杯 或封隔器杯的固体单件式上部压力抑制装置放置在盘管串上的所要位置中。所述定位构 件可以是处于窗口中的一组定位器闸板或C形板或其它类似构件，以当盘管移动到井筒 中时将一个或多个上部杯维持为静止。所述程序还将需要工作窗口以允许将一个或多个 上部杯固定到盘管串，以使得表面设备将与上文针对分离杯实施例所描述的相同。
在将盘管附接到承载有底部杯组或底部杯的压裂工具之前，将具有相关联的保持构 件的上部杯或上部杯组放置在盘管串上方。在将顶部杯放到盘管上之后，连接压裂工具。 将顶部杯手动地放在一组定位闸板上方的盘管上，所述定位闸板恰处于工作窗口的下方 或由板定位在工作窗口中，且经设计以当将盘管运送到井中时将一个或多个顶部杯固持 为静止。
在原状状态下将底部杯或底部杯组运送到井筒中到达由压裂的所要的间隔长度或 由目标穿孔与下一相邻穿孔之间的间隔确定的深度。在到达此深度后，启动盘管BOP (环形袋和/或管道闸板)以抑制井筒压力，使润滑器系统减压，且打开工作窗口以接近 盘管和已由定位闸板或定位板固持在表面处的一个或多个顶部杯。
通过将盘管暴露于大气，将一组或一组以上保持装置固定到盘管上，以使得将一个 或多个杯稳固地固持在盘管上的适当位置中。此保持构件可以是定位在具有可移动杯的 盘管上的固体心轴装置、接合在窗口中的分离夹具、可盘绕到盘管上的螺旋固持装置， 或将一个或多个杯固持在适当位置中的另一此类装置。
在将上部杯组合件(其包含杯和保持构件)固定到盘管上后，关闭工作窗口，测试 系统压力，打开BOP，且打开定位闹板以允许将盘管和上部杯组合件运送到所要深度以 供压裂操作。
在完成压裂或刺激操作之后，将盘管从井筒中拉出，关闭定位闸板以使得将一个或 多个上部杯运送到工作窗口中且依照将所述杯安装在盘管上所用的程序的相反程序将 其移除。
应了解，在特定实施例中，本发明的基础是使用可调整深度或可移动的压力抑制装 置的过程，所述压力抑制装置可以是盘管上的用来适应变化和延长长度的压裂或刺激间 隔的压裂杯或其它类似装置。存在将盘管上的可移动或可调整深度的杯引入到井筒中的 若干方式。上文描述了若干方法和装置，但不期望本发明限于这些方法和装置，且涵盖 程序和装置两者的变化形式。
在另一实施例中，本发明涉及一种包括以高速和高压注射加压气体、液体、固体支 撑剂材料、酸或溶剂或者这些材料的组合以在岩层内产生、打开和传播裂缝或溶解岩层 内的材料的方法和系统。使用盘管压裂工具或类似装置来抑制既定岩层上的注射压力和 材料。本发明提供将上部杯或杯组战略性地定位在盘管上以使得能够执行延长长度的压 裂操作或在二级压力抑制的状况下将第二上部杯或杯组战略性地定位在盘管上的方式。 不希望本发明限于本文中所揭示的实施例。明确地说，可对过程和装置作出修改，其可 包含在底部压裂杯与上部压裂杯之间使用经特殊涂覆或处理的盘管以保护盘管免受磨 损，且包含将一个或多个顶部杯引入到盘管的替代方法。
参看图1，常规的盘管压裂工具主要由底部杯或杯组104、注射口 102、上部杯或杯 组103和将前述组合件连接到盘管105的盘管连接器104组成。
参看图2，通过将常规盘管压裂工具201装纳在润滑器203中来使压裂工具201润 滑地进入井筒202中，所述润滑器203连接到防喷堆叠204。应清楚，压裂或刺激的间 隔长度受到用于将盘管注射器206悬置在井筒202上方的起重机205的可用高度限制。
图3A展示压裂或其它剌激导致相邻组穿孔之间的贯穿的可能性。在井筒301中展 示常规盘管压裂工具，其具有底部杯或杯组302和上部杯或杯组303。将可包含(但不 限于)载满支撑剂的压裂流体、酸或氮气的注射流体304引入到如由305大体指示的区 域中所展示的目标穿孔。在一些状况下，允许注射流体304在井筒301后方向上迁移到 如由306大体指示的区域中所展示的一组上部穿孔，且穿过306处的所述穿孔重新引入 到井筒301。这可归因于井筒与岩层之间的不良水泥胶结，或归因于井筒301外部的裂 缝的垂直延伸。在例如这种状况下，注射流体304可接着与由307大体指示的区域中的 另一组上部穿孔连通，从而导致370处的那些上部穿孔的非所要的压裂或刺激。
图3B展示盘管309上的可移动或分离杯308的布置，所述杯308抑制注射流体304 且防止其与307处的上部穿孔组的连通。在本专利申请案内，将可移动或分离杯系统的 此使用称作为"二级抑制"。
图3C放大二级抑制的可移动或分离杯的布置的描述，其说明具有底部杯302、上 部杯303和第二上部杯308的常规压裂工具，所述第二上部杯308是固定到盘管309的 可移动或分离杯。
参看图4，先前已展示了常规盘管压裂工具可包含一组或一组以上相对杯以抑制注 射压力，且还己描述了由于起重机或润滑器的限制，当上部杯与附接到盘管的盘管工具 成一体时这些杯或杯组之间的间隔可受到限制。图4描述分离或可移动杯的应用，其中 盘管压裂工具经修改以使得其包含底部杯401但不具有与工具本身成一体的上部杯。由
盘管连接器402将压裂工具连接到盘管408，但上部杯是战略性地定位在盘管连接器402 上方的盘管408上方以便为压裂或刺激提供延长间隔的分离或可移动杯403，所述延长 间隔超出在上部杯与盘管压裂工具成一体且在盘管连接器402下方的情况下的可能间 隔。在此应用中，允许注射流体404通过由405大体描述的区域中的邻近于工具的穿孔 以及由406和407大体描述的区域中的垂直地从工具本身移除的穿孔来连通且刺激或压 裂岩层。此应用被称为"延长长度"的压裂或刺激。
图5A和5B描述可移动杯的一个实施例。可移动杯具有扩大的内径以使得在将杯附 接到盘管之前在井中运送盘管时盘管可自由地通过杯。用于4.5英寸套筒中的压裂操作 的典型封隔器杯具有小于2.625英寸的内径，而这些可杯具有3.000英寸的ID (内径)。 另外，通过螺纹将杯附接到其安装心轴上，所述螺纹经加工到外套环4的上部部分的内 径中且经旋拧到滑动件保持器上。现有技术的常规封隔器杯附接到具有锥形支撑轴环的 心轴，所述轴环抵住心轴而夹住杯的后部。
由o形环或替代密封技术将杯密封到盘管上。通过常规封隔器杯的支撑环抵住杯的 后端拧紧时所产生的静配合将常规封隔器杯密封到其各自安装心轴。
杯还具有内置断裂特征。如果杯变成陷在井中，那么有可能将杯拉裂。杯的螺纹部 分上的凹口段已经工程设计成对盘管施加预定拉力就可断裂。
在图5A中，展示经装配的可移动杯501。可移动杯501包含外套环504、内套环 505和弹性封隔器元件506。弹性元件通常是氢饱和丁腈橡胶(HSN)或聚氨酯，但可 以是被认为适用于预期此工具将遭遇的井下条件的任何聚合物。
依据将要使用的弹性体，可通过若干方法来进行杯的构造。在一个实施例中，将内 套环505放置在外套环504的内部以使得内套环505的底部或肩部向外抵靠外套环504 的内径。接着将内套环505和外套环504放置在经预成型以提供杯506的所要形状的模 具或铸件中。接着将弹性材料浇入或压入模具中并使其硬化或固化，且在内套环和外套 环以及弹性材料之间提供粘附。
图5B是图5A的组件的分解图以展示额外细节。内套环505的表面经肋化(rib) 以增加在弹性体与内套环505之间的粘附，且再次出于增加弹性体材料与套环之间的粘 附的目的，洞507可或可不定位在外套环504中。凹口段503经加工到外套环504中以 允许在组合件陷在井筒中的情况下将在预定轴向力下分开的断裂点或弱点。在由502大 体描述的区域中在外套环504的内表面上加上螺纹，以使得其可旋拧到组合件的剩余部 分上，如稍后在图6A中所描述。
替代实施例将对内套环505和外套环504的表面进行喷砂，以便提供将再次改进套
环材料与弹性体材料之间的粘附的粗糙表面。
注射或压縮模制的过程是不需要对所属领域的技术人员作进一步解释的常见操作。
可用额外的弹簧钢支撑件(未图示)来构造此杯的第二实施例以便改进严格应用中 的性能和结构支撑。这些弹簧钢支撑件可由金属片的同心壳或由弯曲成U状的金属丝制 成的指状件组成。将这些弹簧钢支撑件环氧化(epoxied)或焊接或以其它方式固定在外 套环504与内套环505之间的腔中。已涵盖额外支撑件的其它配置，且封隔杯构造领域 的任何技术人员将明白所述配置。
图6A描述可移动杯系统的一个实施例，其用于与如先前关于可移动杯系统所描述 的盘管一起选择性地压裂或刺激延长间隔。
将可移动压裂杯501旋拧到滑动件保持器装置605上且安装到盘管610上。可移动 压裂杯501的外径和硬度使得当运送到套筒中且经受来自杯下方的压力时，杯膨胀以抵 靠套筒内径而形成密封。两个o形环装置602处于可移动杯501的顶部的内部以在可移 动杯501的内表面与盘管610之间形成密封。o形环隔片603定位在两个o形环602之 间，以在o形环602与ID减小的套管604之间提供间距和完整性，且所述ID减小的套 管604用来消除在盘管610与滑动件保持器605之间的任何空隙空间。o形环隔片603 和ID减小的套管604必须支撑o形环以防止其被挤压到滑动件保持器605上。虽然图 中未明确展示，但o形环隔片603和ID减小的套管604被各自制造成两个半部以允许 安装到管道上。
滑动件保持器605提供将若干滑动件606定位在滑动件保持器605与盘管610之间 的构件。所述滑动件处于滑动件保持器605内的两个层中且本质上相互作用以防止沿盘 管601的任一方向上的移动。在图6A的实施例中，由中间滑动件支撑环607分开和隔 开外部抓钩606的两个层。由滑动件支撑环608将滑动件606的上层固持在滑动件保持 器605中。支撑螺母609用来将抓钩606固持在适当位置中，且将支撑螺母609旋拧到 滑动件保持器605中将轴向力传输到滑动件支撑环608和中间滑动件支撑环607以启动 滑动件606。
图6B是图6A的组件的分解图(不具有盘管610)以提供个别组件的额外细节。 图7展示用于可移动杯组合件的安装的设备的装配。工作窗口 701用来允许在已将 盘管610运送到井中之后接近盘管610。对于所属领域的技术人员来说，工作窗口是常 见的盘管操作装置且不需要具体描述。工作窗口 701用来允许将可移动杯组合件702安 装在井底钻具组合件704上方的盘管610上。在工作窗口 701中使用杯保持装置703以 便在井中运送盘管610时在工作窗口 701中将可移动杯组合件702固持为静止。此杯保
持装置703可如C形板那样简单，所述C形板对于盘管操作领域的技术人员来说是众所 周知的，且此处不进一步描述。
将工作窗口 701附接到由705描述的区域所大体指示的防喷器，其装纳有一个或一 个以上闸板型防喷装置，所述装置中的一者可以是管道闸板组合件706。管道闸板组合 件也是盘管操作领域的技术人员众所周知的常见装置，且因此不更详细地描述。
对于可移动杯组合件的安装来说，将凹座连接器(未图示)附接到盘管610的末端 以允许未来安装井底钻具组合件704。对于所属领域的技术人员来说，凹座连接器也是 常见装置，因此不进一步展示或描述。
参看图6A或6B,为了准备如图7中的702所描述的可移动杯组合件，将支撑螺母 609旋拧到盘管610上，且接着在滑动件支撑环608上滑动。接着也将中间滑动件支撑 环607滑动到盘管610上。
将两个o形环602压到滑动件保持器605的螺纹上。将可移动杯501旋拧到滑动件 保持器605上以将o形环602固持在适当位置中。接着将具有o形环602的滑动件保持 器605和可移动杯501滑动到盘管610上。使滑动件支撑环608落入滑动件保持器605 中，且将支撑螺母609松弛地旋拧到滑动件保持器605上以便将组合件固持在一起。
如果将要安装额外的可移动杯，那么针对每一额外杯组合件重复此过程。
返回参看图7，使用标准的盘管操作程序将井底钻具组合件704连接到盘管。
接着将井底钻具组合件704和一个或多个可移动杯702戳入工作窗口 701中。将杯 保持构件703放置在底部可移动杯组合件702与井底钻具组合件704之间的工作窗口701 中。关闭工作窗口701，且将盘管610运送到井中到达所要深度同时杯保持构件703在 工作窗口 701中将可移动杯组合件702固持为静止。
在达到可移动杯组合件702与井底钻具组合件704之间的所要间距后，停止盘管 610,且关闭管道闸板706以使工作窗口 701与井筒隔离。打开工作窗口 701以暴露盘 管610和可移动杯组合件702。
再次参看图6A,从滑动件保持器605旋拧下可移动杯501，且从滑动件保持器605 移除o形环602，且允许盘管610周围无约束。将第一o形环602滑动到滑动件保持器 605的封隔压盖的底部中且将其推到压盖的底部。将o形环隔片半部603插入滑动件保 持器605中，且将上部o形环602向下滑动到o形环隔片603上方。
从滑动件保持器605移除支撑螺母609和滑动件支撑环608。将ID减小的套管半部 604放置在滑动件保持器605的底部，且将可移动杯501旋拧到滑动件保持器605上， 其将o形环602和o形环隔片603以及ID减小的套管604锁定在适当位置中。
将滑动件606的第一层安装在滑动件保持器605的顶部，且将滑动件支撑环607放 置在滑动件606的第一层顶部的滑动件保持器605中。滑动件的每一层通常可由三个滑 动件组成，但其可具有更多滑动件或可具有更少滑动件。接着将滑动件606的第二层插 入中间滑动件支撑环607顶部的滑动件保持器605中，且将滑动件支撑环608向下降到 滑动件606的上层顶部的滑动件保持器中。接着将支撑螺母609旋拧到滑动件保持器605 中且将其拧紧以使滑动件606抵住盘管610。
再次参看图7，接着从工作窗口 701移除杯保持构件703且关闭工作窗口 701,打 开管道闸板组合件706，且在井中运送盘管610到达所要深度以供刺激操作。
在完成刺激操作后，将盘管610从井中拉出到安装杯的深度。将可移动杯组合件702 拉到工作窗口701中，关闭管道闸板706,打开工作窗口701,且将杯保持构件703定 位在工作窗口 701中。从滑动件保持器605旋拧下可移动杯501且移除o形环隔片603, 且从盘管610去掉o形环602。旋拧下支撑螺母609且移除滑动件606。接着将剩余组 件松弛地旋拧回一起且允许其落在防喷器705内部的管道闸板706上。
关闭工作窗口701、打开管道闸板706，且根据标准的盘管操作程序将盘管610从 井中拉出。
现在描述用于实现二级压力抑制和延长压裂或刺激长度两个应用的第二种方法。此 实施例使用分离杯设计，所述分离杯设计允许压力抑制装置或压裂杯和保持构件直接安 装到盘管而不需要在盘管在表面处时将装置放置在盘管上。
参看图8A，展示压裂杯设计，其分成两半以允许在盘管已到达井筒中一定深度之 后将杯放置在盘管上。杯与图5B中所展示的杯506具有相同的形状和尺寸，除了所述 杯经加工或模制成两个个别半部803和804以外。将每一半部展示为具有阳连接端801 和阴连接端802,以使得当两个半部803和804通过压縮力连接在一起时两个端801和 802配合在一起以形成压力一体式密封。图8B展示配合表面的设计的一个实施例，然 而，可使用许多不同设计来实现与由801和802所展示的功能相同的功能。
参看图9A，展示两个杯半部803和804在盘管901上接合，且展示配合表面801 和802在盘管901上闭合。两个杯半部803和804固定在盘管901上的适当位置中且由 锁定螺栓904将两个封隔器杯心轴半部902和903锁定在适当位置中。
图9B是图9A中所展示的分离杯组合件如由截面线A-A'所描述的横截面。展示由 一系列滑动件905将封隔器杯心轴半部902和903固定到盘管901，所述滑动件905被 约束在两个杯心轴半部902和903下方的适当位置中。由一系列互锁凹槽906额外地约 束杯，所述凹槽906将封隔器杯803和804的外部与杯心轴半部902和903配合。将封隔腔907加工到封隔器杯的顶部和封隔器杯心轴半部902和903两者中以允许插入封隔 物，以在盘管卯l与封隔器杯半部803和804之间提供压力隔离。由一个或一个以上螺 栓904将封隔器杯心轴半部902和903锁定在盘管901上的位置中。为了提供额外的压 力支撑，杯半部801和802的配合表面与杯心轴半部卯2和903的配合表面偏移90度。
现参看图10，根据常规的盘管方法，将盘管压裂或刺激工具1001连接到盘管901 且润滑地进入井筒中。盘管压裂或刺激工具配置有底部杯，且依据操作的目的，盘管压 裂或刺激工具可或可不配置有顶部杯。当希望分离杯用于二级压力抑制时使用顶部杯， 且如果希望分离杯用于延长长度的压裂或刺激，那么不使用顶部杯。将工作窗口 1003 连接到防喷堆叠1004的顶部，且将盘管压裂工具1001运送到井筒中到达由分离杯的所 要位置确定的深度。在到达所要深度后，停止盘管901，且启动管道闸板1005以使工作 窗口 1003与井筒压力隔离。拉下且打开工作窗口 1003以便允许接近盘管901。将分离 杯半部803和804附接到盘管901，将封隔元件(未图示)放置在封隔腔(图9B中所 展示的907)中且将滑动件(图9B中所展示的905)放置在盘管901上。通过锁定螺栓 (如图9A和9B中所展示的904)由封隔器杯心轴半部902和903将杯半部803和804 和滑动件905以及封隔元件锁定在盘管901上的适当位置中。接着关闭工作窗口 1003、 打开管道闸板1005且将盘管901运送到井中到达所要深度以供压裂或刺激操作。
通过在拉出井时在窗口或盘管注射器处标记分离杯组合件、关闭管道闸板1005、拉 下工作窗口 1003、打开工作窗口 1003且通过移除螺栓904和分离杯组合件的剩余部分 来移除分离杯组合件而完成分离杯的移除。接着再次关闭工作窗口 1003、打开管道闸板 1005且根据常见的盘管操作将盘管压裂或刺激工具1001拉到表面。
应了解，依据压力抑制所需要的程度，分离或可移动杯的安装和装配的描述可包含 一组或一组以上分离或可移动杯。可涵盖对装配和安装程序的许多修改。
权利要求
1. 一种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤提供盘管；在所述管上提供可移动压力抑制装置；将所述管插入所述井筒中到达第一深度，同时将所述可移动压力抑制装置维持在表面处且将管穿过所述可移动压力抑制装置；将所述可移动压力抑制装置固定在所述管上的位置中；以及将所述管插入所述井筒中到达第二深度。
2. 根据权利要求1所述的压力抑制方法，其进一步提供井底钻具组合件，且其中所述 第一压力抑制装置固定到所述井底钻具组合件。
3. 根据权利要求2所述的压力抑制方法，其中所述井底钻具组合件包含固定在所述井 底钻具组合件上的至少一个非可移动压力抑制装置。
4. 根据权利要求2或3所述的压力抑制方法，其中所述井底钻具组合件是压裂工具。
5. 根据权利要求1到4中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述可移动压力抑 制装置包含锁定构件，所述锁定构件用于将所述可移动压力抑制装置固定在所述管 上以使得当将所述管插入所述井筒中到达所述第二深度时不准许所述管穿过所述 压力抑制装置。
6. 根据权利要求1到5中任一权利要求所述的压力抑制方法，其进一步包含沿着所述 可移动压力抑制装置的下向孔眼将流体引入到所述井筒中的步骤，且借此所述压力 抑制装置限制所述流体沿着所述可移动压力抑制装置的上向孔眼的流通。
7. 根据权利要求3到6中任一权利要求所述的方法，其中所述非可移动压力抑制装置 是封隔器杯。
8. 根据权利要求1到7中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述压力抑制是一 级压力抑制。
9. 根据权利要求1到7中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述压力抑制是二 级压力抑制。
10. 根据权利要求1到7中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述压力抑制是三 级压力抑制。
11. 一种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤提供盘管；将所述盘管运送到井筒中到达第一深度； 将压力抑制装置在表面处附接在所述管上；以及 将所述盘管运送到所述井筒中到达第二深度。
12. 根据权利要求11所述的压力抑制方法，其进一步提供连接到所述管的井底钻具组 合件。
13. 根据权利要求12所述的压力抑制方法，其中所述井底钻具组合件包含至少一个非 可移动压力抑制装置。
14. 根据权利要求11到13中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述压力抑制装 置是分离杯。
15. 根据权利要求12到14中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述井底钻具组 合件是压裂工具。
16. 根据权利要求11到15中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述压力抑制装 置进一步包含用于将所述压力抑制装置固定在所述管上的锁定构件。
17. 根据权利要求11到16中任一权利要求所述的压力抑制方法，其进一步包含沿着所 述压力抑制装置的下向孔眼将流体引入到所述井筒中的步骤，且借此所述压力抑制 装置限制所述流体沿着所述压力抑制装置杯的上向孔眼的流通。
18. —种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤 提供盘管，所述管上具有第一固定压力抑制杯； 在所述管上提供可移动压力抑制杯；将所述管运送到所述井筒中到达第一深度，同时将所述可移动压力抑制杯维持在 表面处且将管穿过所述可移动压力杯；将所述可移动杯固定在所述管上的位置中；以及 将所述管运送到所述井筒中到达第二深度。
19. 根据权利要求18所述的压力抑制方法，其进一步提供井底钻具组合件，且其中所 述第一压力抑制杯固定到所述井底钻具组合件。
20. 根据权利要求19所述的压力抑制方法，其中所述井底钻具组合件是压裂工具。
21. 根据权利要求18到20中任一权利要求所述的压力抑制方法，其中所述可移动杯进 一步包含锁定构件，所述锁定构件用于将所述可移动杯固定在所述管上以使得当将 所述管运送到所述井筒中到达所述第二深度时不准许管穿过所述可移动杯。
22. 根据权利要求18到21中任一权利要求所述的压力抑制方法，其进一步包含沿着所 述可移动杯的下向孔眼将流体引入到所述井筒中的步骤，且借此所述可移动杯限制 所述流体沿着所述可移动杯的上向孔眼的流通。
23. —种井筒中的压力抑制的方法，其包括以下步骤提供盘管，所述管上具有第一固定压力抑制杯； 将所述管运送到所述井筒中到达第一深度；提供压力抑制构件且将其固定在所述管上的非所述管的末端的位置中；以及 将所述管运送到所述井筒中到达第二深度。
24. 根据权利要求23所述的压力抑制方法，其进一步提供井底钻具组合件，且其中所 述第一压力抑制杯固定到所述井底钻具组合件。
25. 根据权利要求24所述的压力抑制方法，其中所述井底钻具组合件是压裂工具。
26. 根据权利要求23到25中任一权利要求所述的压力抑制方法，其进一步包含沿着所 述压力抑制构件的下向孔眼将流体引入到所述井筒中的步骤，且借此所述压力抑制 构件限制所述流体沿着所述压力抑制构件的上向孔眼的流通。
27. 根据权利要求18到26中任一权利要求所述的压力抑制方法，其进一步包含沿着所 述压力抑制构件的下向孔眼在所述管上的第二固定压力抑制杯。
28. 根据权利要求27所述的压力抑制方法，其中所述第二固定压力抑制杯沿着所述压 力抑制构件的下向孔眼固定到所述井底钻具组合件。
29. —种用于在井筒内密封流体的流体抑制装置，其包括套管，其用于放置在盘管上； 以及可释放的锁定构件，其用于将所述装置锁定在所述盘管上，借此当所述锁定构 件处于非锁定位置时，可使盘管穿过所述装置。
30. 根据权利要求29所述的压力抑制装置，其中所述装置是封隔器杯。
31. 根据权利要求29所述的压力抑制装置，其中所述装置是压裂杯。
32. —种盘管组合件，其包括盘管和在所述盘管上的可移动压力抑制构件。
33. 根据权利要求32所述的盘管组合件，其包含沿着所述可移动抑制构件的下向孔眼 在所述管上的第一固定压力抑制杯。
34. 根据权利要求33所述的盘管组合件，其进一步包含井底钻具组合件，且其中所述 第一固定压力抑制杯固定到所述井底钻具组合件。
35. 根据权利要求34所述的盘管组合件，其中所述井底钻具组合件是压裂工具。
36. 根据权利要求33到35中任一权利要求所述的盘管组合件，其中所述可移动抑制构 件进一步包含锁定构件，所述锁定构件用于将所述可移动抑制构件固定在所述管上 以使得可使管穿过所述可移动杯。
37. 根据权利要求33到36中任一权利要求所述的盘管组合件，其进一步包含沿着所述 可移动抑制构件的下向孔眼在所述管上的第二固定压力抑制杯。
38. —种用于在井筒内抑制流体的流体抑制杯，其包括两个套管半部。
39. 根据权利要求38所述的流体抑制杯，其包含用于将所述半部可释放地锁定在一起 以形成套管的锁定构件。
40. 根据权利要求39所述的流体抑制杯，其中所述锁定构件包括阳连接构件和阴连接 构件。
全文摘要
本发明描述用于在常规盘管压裂或刺激工具上方使用的可移动和分离封隔器杯，以及用于将这些工具运送到井筒中的方法。这些装置可与盘管一起用于延长的刺激间隔，以及用于二级压力抑制以避免与上向孔眼岩层或穿孔的压力连通。
文档编号E21B33/12GK101365863SQ200780001974
公开日2009年2月11日 申请日期2007年1月8日 优先权日2006年1月6日
发明者斯科特·舍曼, 汤姆·布罗克班克, 达里尔·穆尔 申请人:川汉油田服务有限公司