专利名称：井筒分支衬管放置系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及井筒工具和操作，包括尤其是一种在分支井筒放置井筒衬管的系统和方法。
背景技术：
分支井筒从主井筒延伸。多分支井可具有若干从紧邻的主井筒延伸的分支井筒。主井筒与从其延伸的分支井筒形成连接处。通常，分支井筒通过在主井筒壁上开的侧孔进入。有时，侧孔开口预制在套管中，分支井筒从中钻穿并从那里延伸；有时，侧孔完全通过钻开主井筒的套管和水泥，若存在的话，穿过钻孔壁并向外钻出而形成。如图1所示，分支井筒10从主井筒12以锐角延伸。由于井筒通常形成为具有圆形截面，侧孔14经常为椭圆形的，或者为如图所示，一种具有基本上V形井底端14a和位于分支井筒上端16处的更圆润的上部界限14b的泪滴形状。虽然示出的主井筒用套管15封装并包括环状水泥17，井筒也可为没有套管或水泥内层的裸眼井筒。在这种情况下，侧孔可成为从主井筒壁到分支井筒壁的过渡部分。如果希望给分支井筒加衬管，有时候很难相对于侧孔精确定位衬管，因此，衬管的井口经常沿分支井筒置于与侧孔具有一定距离的位置。这使得侧孔和衬管之间的井筒有裸眼区域。该裸眼区域可退化，或甚至可能塌陷，尤其在井筒操作开始时。一些解决办法是将法兰连接至衬管的上端，使得法兰可抵靠主井筒的侧孔安装以便定位衬管。然而，法兰保持伸入到主井筒，会对从那里进入产生不利的影响。
发明内容
已经发明了一种在通过具有V形井底端的侧孔进入的分支井筒中放置衬管的系统。所述系统包括送入工具，所述送入工具可包括上端，下端，置于上端和下端之间的键状部件，以及井底端上可释放地固定井筒衬管至所述送入工具的衬管接合部分，其中，通过所述上端从表面操纵所述送入工具，所述键状部件从所述送入工具突出并用于定位侧孔的V形井底端，所述衬管接合部分配置成邻近所述键状部件固定衬管，并使所述键状部件在衬管之上突出，衬管从下端延伸。本发明也提供了一种在从主井筒延伸的分支井筒放置井筒衬管的方法，所述方法包括:(i)将衬管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端，以及从所述井口端突出并用于定位侧孔V形井底端的键状部件，可从表面通过井口端操纵该送入工具，所述分支井筒从该侧孔向外延伸；(ii)操纵所述送入工具将衬管送入分支井筒；(iii)采用所述送入工具键状部件来定位通向分支井筒的侧孔的V形井底端，并且驱动送入工具旋转并将所述衬管放置在分支井筒内；(iv)从所述送入工具释放所述衬管；以及(V)从所述井筒收回包括键状部件的送入工具。本发明进一步提供了一种在从主井筒延伸的分支井筒放置井筒衬管的方法，所述方法包括:(i)将衬管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端，以及从所述井口端突出并用于定位侧孔的V形井底端的键状部件，可从表面通过井口端操纵该送入工具，所述分支井筒从该侧孔向外延伸；(ii)操纵所述送入工具将衬管送入分支井筒；(iii)采用所述送入工具键状部件来定位通向分支井筒的侧孔的V形井底端；(iv)设置安装结构，将所述衬管固定在分支井筒内，衬管和安装结构均没有突出到主井筒内的部分；(V)从所述送入工具释放所述衬管；以及(vi)从所述井筒收回包括键状部件的送入工具。应当理解的是，显然，本领域技术人员可从以下详细的描述中获得本发明的其他方面，其中以实例显示和说明了本发明的各种实施例。本领域技术人员将会认识到，本发明能够有其他不同的实施例，其细节可以在不同方面进行修改，而不会脱离本发明的精神和范围。因此，附图和详细描述应被认为在本质上是说明性的而非限制性的。
参考附图，本发明的一些方面仅是作为举例并且不是作为限制在附图中详细示出，其中:图1为井截面示意图，显示主井筒和分支井筒的井筒连接处。图2为衬管送入工具的示意图。图3为图2衬管送入工具沿线1-1的截面示意图。图4为放置衬管的操作中的井筒连接处的衬管送入工具的示意图。图5为运送衬管的衬管送入工具的示意图。图6a为将衬管安装到分支井筒内时，图5的衬管送入工具的示意图。图6b为安装在分支井筒内的图6a中衬管的示意图。
具体实施例方式随后的说明及其描述的实施例仅以举例说明或说明本发明各个方面的原理和具体实施例的方式提供。这些实施例仅用于解释而非限制本发明的原理和各个方面。附图不一定按比例绘制，有时候为了更清楚地描述某些特征，会夸大一些比例。在整个附图中，有时，相同的附图标记用来指代相似但不一定为相同的部件。例如，应当注意的是，图4的送入工具在某些方面不同于图2，尽管两幅图中使用了相同的编号。参考附图，分支井筒10在连接处从主井筒12延伸，所述连接处通常为图1和图4示出的区域。分支井筒通过在主井筒壁上开的侧孔14进入，在本实施例中，侧孔14是通过磨铣(milling)套管15形成的开口并允许进入从主井筒以锐角延伸到侧孔以外的分支井筒。由于井筒通常形成为具有圆形截面，侧孔经常为上部界限14b限定的椭圆形的或泪滴状，其中分支井筒的上边缘16首先从主井筒朝外延伸。侧孔14的椭圆形形状形成基本上V形的井底端14a。送入工具18用于在分支井筒内放置井筒衬管20，该衬管的上端20a直接邻接该侧孔但避免放置成衬管的一部分延伸到主井筒内。送入工具可包括井口端18a，井底端18b，用于定位通向分支井筒的侧孔的V形井底端的键状部件22，以及用于接合井筒衬管的衬管接合部分24，通过所述井口端从表面操纵送入工具，所述衬管接合部分配置成可释放地固定邻近该键状部件的衬管的衬管上端20a并且(在该键状部件的另一侧)背对该井口端。
用于连接至表面并从表面操作的井口端18a可以不同的方式形成。例如，井口端可以与井筒工作管柱形成为一体，或通过螺纹、定形或其他连接配置与井筒工作管柱连接，所述井筒工作管柱可以是诸如管式管柱、杆管柱或连续油管。衬管接合部分可采取各种形式，但只要与衬管可释放地接合。衬管接合部分形成为与衬管接合，使得衬管可在某种程度上由送入工具操纵并可被驱动与衬管脱离，使得送入工具可从与衬管的接合中被释放。送入工具，例如通过衬管接合部分，可实现或部分实现推动、承重、轴向旋转衬管等。衬管接合部分置于井底端18b并与衬管接合使得衬管固定于井底端并使井底端远离井口端延伸。在一个实施例中，井口端没有衬管接合部件，使得与衬管的所有接合都通过键状部件下面的井底端。衬管接合部分·可包括可释放地接合邻近衬管井口端的衬管壁的夹持部26。在一个实施例中，例如，夹持部26环绕并暴露于工具本体。夹持部可定位成在邻近衬管井口端处与衬管壁接合并可释放地从该衬管脱离。夹持部可包括剪切销、一个或多个金属制成的可扩展部件，诸如一个或多个卡瓦、伸缩环等，或诸如可膨胀或可挤压部件等的弹性体。在一个实施例中，夹持部为可扩展部件，可扩展以便与邻近衬管井口端的衬管外壁表面或更通常为内壁表面接合并且可缩回以·与衬管脱离。可提供机构30以便驱动夹持部相对于衬管进入或离开接合位置。键状部件22置于衬管接合部分24和井口端18a之间的本体上。定位并形成键状部件22，使得衬管接合在衬管接合部分时，该键状部件暴露于操作的衬管之上以便定位侧孔。键状部件22进一步固定于衬管接合部分，使得在键状部件处，本体的旋转直接传导到衬管接合部分，从而键状部件处工具的任何旋转可导致衬管接合部分同样的旋转。键状部件用于确保将衬管适当放置在分支井筒。键状部件从送入工具本体伸出，实际增加了送入工具在键状部件处的直径使得键状部件处工具不能进入分支井筒。由于尺寸过大并且不能轻易地从侧孔前移，从送入工具本体延伸出的键状部件22可用来定位侧孔。例如，随着工具从侧孔移入分支井筒，键状部件22可卡在侧孔的边缘上，防止工具从侧孔进一步前移并且防止工具沿移动键状部件抵靠侧孔边缘的方向旋转。例如，送入工具可被送入并大约处于侧孔的位置，衬管一直延伸穿过侧孔。随后，所述键状部件将至少被扩展。随后，送入工具可轴向和/或旋转地向井中移动，直至管柱情况显示键状部件已被卡在侧孔的边缘。例如，如果移动管柱时，在管柱的进一步前移中感测到阻力，可以确定键状部件被卡在侧孔的边缘，从而阻止了管柱在那个方向上的进一步移动。键状部件22可从送入工具主体永久性地突出，可通过偏置使其在通常情况下从送入工具突出，但是如果施加了足够的力来克服偏置力的话，是可缩回的，或者，在通常情况下是缩回的，当需要键状部件处于期望的位置时，可释放到该期望的伸展位置(偏置或不偏置)。可扩展的键状部件可由机构驱动，该机构将键状部件保持非工作形态，例如基本上缩回的位置，然后将其释放以采取工作形态。该机构可由电气、液压、偏置和/或机械装置操作，并且可由电气、信号、液压、对井筒情况(流体静压力)的敏感度或定时器驱动。例如，可形成键状部件以定位侧孔，尤其是侧侧孔的井底V形端。通过钻削形成的侧侧孔下端的形状和形式，诸如磨铣井底端是周知的，并且可相应地形成键状部件。如果侧孔在表面形成，井底端的形状尤其是已知的并且可相应地形成键状部件。键状部件22可形成为，如通过选择下列一个或多个因素定位侧孔:(i)从送入工具主体延伸的角α，( ) 一边到另一边、底部到尖端的横截面形状(参见线r)，(iii)(顶部到底部)纵截面形状(参见线I)等。选择一个或多个这些因素可使键状部件22真正落在并可释放地保持在侧孔的井底V形端。例如，键状部件可从送入工具延伸并具有井底外悬端，尤其是从工具本体以锐角延伸。可替代地或另外地，键状部件的井底端可具有基本上V形纵截面，其中侧壁某种程度上朝键状部件的下端形成锥形。可替代地或另外地，可选择与侧孔具有低摩擦的相互作用的键状部件22。例如，键状部件可具有无尖角的平滑弯曲侧面，使键状部件沿侧孔的边缘更容易地行进，以便键状部件，从而送入工具，可在键状部件卡在边缘之后沿侧孔向下移动。键状部件22可为仅有的定位装置，送入工具上唯一用来相对于侧孔定向所述工具的部件。在键状部件定位侧孔并可驱动工具旋转以便定位和变为位于侧孔井底端的同时，主井筒或送入工具上不需要其他的键槽或斜口管鞋状部件(mule shoes)。如上所述，键状部件置于衬管接合部分之上并且即使当衬管接合在送入工具的衬管接合部分时，该键状部件仍是暴露的，以便键状部件仍然可用来将衬管引导到相对于侧孔的位置。键状部件可用作将衬管安装到送入工具的参考点。特别地，键状部件在将衬管安装到送入工具时，可突出并用作阻止衬管的挡块。可替代地，送入工具可包括衬管位置指示器，以便于将工具上的衬管轴向和/或旋转定位。在一个实施例中，所述指示器包括止动法兰32，当衬管接合在送入工具上时，衬管端20a与该止动法兰32邻接并背对其向外延伸。止动法兰32可用来帮助衬管轴向和/或旋转定位于衬管接合部分，并可提供力施加表面，送入工具可通过其施加力，诸如向任何固定在其上的衬管提供推力。止动法兰可正交于长心轴延伸。在另一个实施例中，止动法兰可在绕心轴的椭圆路径延伸，以便容置衬管上端的楔状物。送入工具本体可包括从井口端的开口 36a延伸的内孔34，以便可与衬管接合部分连通，诸如流体连通，并驱动衬管接合部分。在一个实施例中，内孔完全贯穿在井口端的开口和邻近衬管接合部分的开口 36b之间的送入工具本体，使流体和/或工具通过送入工具连通到任意固定于其上的衬管的内孔，这样对驱动衬管部件，例如衬管悬挂器、端口和/或封隔器，是有用的。送入工具本体或衬管可具有铰接部分，能以连接处限定的角更容易地弯曲送入工具。可替代地或另外地，工具或衬管可具有转环，使工具在适当位置，诸如侧孔的井底V形端旋转以定位键状部件22。在示出的实施例中，铰接接头40提供在工具18上，转环42提供在连接衬管接合部分的点下面的衬管内。如果需要较强的工具控制，例如使衬管的操纵变得更加可控，铰接接头40和/或转环42可省去或只在所选时间内变得可操作，诸如当工具适当地定位在井底时。衬管20可选择成随送入工具操作并可选择地定位于井中。如上所述，衬管可具有楔形的上端。例如，衬管的上端20a可形成为遵循待衬管定位在其内的分支井筒的侧孔形状。衬管上端可与其长轴以一定角度穿越长轴切削，使其具有逐渐变细的端部。所述角可对应于分支井筒从主井筒斜出的角度。在另一个实施例中，所述端可从一侧到另一侧设置成凹形并遵循主井筒的曲率。楔形上端朝一端逐渐变细，可能从一侧到另一侧设置成凹形。衬管也可或可替代地包括如上所述的转环42。衬管20可进一步包括可操作成在分支井筒中固定衬管的安装结构。安装结构沿衬管的长度定位，使其不会延伸到衬管上端之外，从而衬管及其所有的部件可整个定位于分支井筒中，而不会突出到主井筒内。在一个实施例中，衬管在衬管上端或与衬管上端相隔的位置带有衬管悬挂器。衬管可带有用于密封衬管周围的环状空间，即衬管和分支井筒壁之间的区域的环状封隔器。衬管可带有用于将衬管固定于分支井筒内的锚固卡瓦。封隔器和卡瓦可用作衬管悬挂器。使用中，所述工具可用于一种放置井筒衬管的方法，所述方法包括:(i)将衬管支承在送入工具上，(ii)操纵所述送入工具以将衬管送入分支井筒，(iii)采用所述送入工具键状部件来定位侧孔的V形下端，(iv)从所述送入工具释放所述衬管，以及(V)从所述井筒收回包括键状部件的送入工具，使衬管处于井筒衬管的适当位置。在一个实施例中，衬管的上端可形成为遵循待衬管定位在其内的分支井筒的侧孔的形状。衬管上端可与其长轴以一定角度切削，使其具有逐渐变细的端部。所述角可对应于分支井筒从主井筒斜出的角度。在另一个实施例中，所述端可从一侧到另一侧设置成凹形并遵循主井筒的曲率。这种成形可使上端朝一端逐渐变细的楔形,并可能从一侧到另一侧设置成凹形。采用送入工具键状部件来定位侧孔的V形下端用以确保送入工具在分支井筒中适当定向，其继而确保衬管上端在连接处适当定向，例如，使衬管锥形端定位于分支井筒的井口端并且衬管及其所有部件可完全定位于分支井筒中，而衬管的任何部件或其安装结构不会突出到主井筒内。在一个实施例中，采用所述送入工具键状部件包括轴向和/或旋转地移动所述送入工具，以便将键状部件卡在侧孔上，来识别侧孔的位置。采用送入工具键状部件也可或可替代地包括在键状部件被侧孔卡住时移动所述送入工具，使键状部件朝侧孔的V形井底端沿侧孔壁向下骑靠，通过使送人工具降低和/或旋转来定向送入工具。在另一个实施例中，采用所述送入工具键状部件包括邻接所述键状部件至侧孔，使得所述送入工具不会进一步前移进入分支井筒。采用可包括监测管柱的运动的阻力，例如通过监测管柱的重量和/或扭矩来确定键状部件被卡在侧孔的边缘。在一个实施例中，只在所述送入工具被送入井中所选位置之后才开始采用。例如，只在送入工具确定为接近侧孔深度时，才开始采用键状部件，正如可通过工作管柱的长度、钻杆记录来确定。采用可包括从缩回位置扩展键状部件。例如在一个实施例中，例如，操纵送入工具可包括在非工作形态，使键状部件保持诸如部分或全部缩回。在另一个实施例中，采用所述送入工具键状部件包括使衬管的上端相对于衬管的下部绕衬管的长轴旋转，以便将衬管的上端适当定位在邻近侧孔的分支井筒上部。衬管将邻近侧孔放置，但衬管的任何部分不会从分支井筒突出到主井筒中。衬管上端与侧孔可间隔小于10m，也可以小于5m。在一个实施例中，衬管的上端可置于距离侧孔一米之内，也可能基本上与侧孔平齐，或换句话说，侧衬管的上部界限可基本上与形成侧孔的主井筒内壁在一个平面。在该位置，分支井筒在其倾斜端基本上整个衬有侧衬管，基本上可避免连接处的有问题的塌陷。收回送入工具可包括从衬管的接合处释放衬管接合部分。在另一个实施例中，从送入工具释放衬管之前，可驱动衬管部件。例如，在一个实施例中，可设置诸如衬管悬挂器的安装结构，以便将衬管固定于井筒。可设置环状封隔器，以便密封衬管和井筒壁之间的环状空间，从而设置密封以防止流体沿环状空间流动。可设置卡瓦，将衬管锚固到井筒壁上。封隔器和卡瓦可为衬管悬挂器的一部分或独立形成。驱动衬管部件可包括从表层到衬管部件的连通，例如将加压流体连通到衬管部件，以便利用液压驱动它们。连通加压流体可包括使流体流过送入工具本体。驱动部件可包括使驱动装置，诸如驱动球穿过送入工具，以便操纵其下方的部件。在收回之后，衬管保留在分支井筒中，并在衬管和分支井筒壁之间有裸露的环状区域。设置了一个或多个封隔器的情况，不需要注水泥。同样地，在一个实施例中，该方法可包括收回的同时邻近分支井筒的上端留下了环状裸露，可避免将水泥注入到分支井筒。参考图5和图6，显示了用于在分支井筒110放置井筒衬管120的送入工具118，使该衬管的上端120a直接邻接通向分支井筒的侧孔114，但避免了将衬管的任何部分放置成延伸到主井筒内。送入工具可包括井口端118a，送入工具通过井口端连接至工作管柱111并使其可从表层被操纵，以及包括用于定位通向分支井筒的侧孔的V形井底端的键状部件112以及键状部件下面的衬管接合部分，此处示出的衬管接合部分由衬管覆盖并用来接合衬管。工具118用以随具有楔形上端120a的衬管一起操作。特别地，衬管上端具有相对于长轴以一定角度延伸的上边缘，使其逐渐变细形成上尖部120b。衬管120进一步包括可用于在分支井筒中固定衬管的安装结构。安装结构沿衬管的长度定位，与端120a隔开，当完全定位在分支井筒的限定范围内时，不会突出到主井筒内。本实施例中的安装结构包括用于密封衬管和分支井筒壁之间的环状空间130的裸眼环状封隔器132，以及用于将衬管固定在分支井筒内的锚固卡瓦134。封隔器和卡瓦作用于侧衬管的裸眼壁。封隔器132和卡瓦134可以多种方式设定，诸如通过液压、流体静压或机械的方式。尽管没有示出，衬管还可携带有诸如另外的封隔器、阀等其他部件。由于衬管通过封隔器132和卡瓦134设置在分支井筒内，衬管不需要带有注水泥装置，例如没有水泥旁路、水泥止回阀、分级工具、浮阀等。同样地，衬管可以不具有环状注水泥装置。衬管接合部分可释放地与衬管接合，具有足够的力，使衬管可被送入工具承载、举起、推动和轴向旋转。衬管接合部分置于送入工具本体的井底端并与衬管接合使得衬管固定于井底端并远离井口端延伸。键状部件122置于本体上，使得当衬管120接合在衬管接合部分时,键状部件122暴露于操作的衬管之上来定位侧孔，并且键状部件122固定于衬管接合部分使得本体在键状部件处的旋转与衬管接合部分直接连通，从而工具在键状部件处的任何旋转可导致衬管接合部分相同的旋转，以确保衬管适当放置在分支井筒中。键状部件从送入工具本体伸出，实际将送入工具在键状部件处的直径增加到大于其送入的分支井筒的直径。在该示出的实施例中，键状部件122偏置成从送入工具主体突出。通过向其上施力，可使键状部件122缩回以减少其突出的长度，但在没有约束力时偏置成弹出到其完全扩展长度。因此，键状部件122可受到向内的力，使送入工具移动穿过主井筒的套管115，但当其移动到邻接侧孔114的裸露区域时会弹出，例如当其在从主井筒到分支井筒的拐角处时。同样地，键状部件122可用于定位侧孔，由于其直径大于分支井筒的直径，如果试图移动键状部件穿过侧孔时，其可以卡在侧孔的边缘上。键状部件122具有井底外悬端122a，该井底外悬端122a延伸以在键状部件和工具本体外表面之间限定一锐角。键状部件也具有会合在一起使键状部件的宽度朝下端122a形成锥形的侧壁122b (仅可以看到一个)。通常，侧壁从顶部122c到底部122a也是平滑的，使其在侧孔边缘附近与井筒壁具有低摩擦的相互作用。侧壁从底座122d到外侧端122e以一定角度延伸，例如使其卡在侧孔边缘的直角。在一个实施例中，可避免这些部件间形成钝角，因为其可以产生斜坡状表面使键状部件穿过侧孔。如上所述，键状部件置于衬管接合部分之上并且即使当衬管120接合在送入工具的衬管接合部分时，该键状部件也是暴露的，以便键状部件仍然可用来将衬管引导到相对于侧孔的位置。键状部件可用作将衬管安装到送入工具的参考点。特别地，在本实施例中，键状部件122在将衬管安装到送入工具时，可突出并用作阻止衬管的挡块。衬管包括成形为容置键状部件形状的定位凹槽123，使衬管120容易并适当地置于送入工具上。凹槽123设置于衬管上并位于衬管上将被定位在侧孔的V形井底端114a的部分，并确保衬管逐渐变细的尖端120b置于送入工具上与键状部件相对的位置，使尖端120b的位置邻近侧孔的上部区域114b。送入工具本体可包括从其井口端118a向其下端延伸的内孔，使流体从那里连通。本实施例中的衬管包括转环142，可使其上面衬管相对于下面的衬管旋转。这允许从表层旋转工具、键状部件以及转环142以上的衬管部分，或者由键状部件和侧孔之间的相互作用驱动旋转，而衬管的下部，即转环142以下不受影响。衬管120上端的直径Du也可大于衬管主要部分的直径队，所述主要部分例如倾斜上端以下的衬管部分和/或带有封隔器132的部分。在本实施例中，阶梯143处，直径Du降低到直径Du。例如，在一个实施例中，上端120a可以选择具有稍微小于分支井筒直径的直径，使该上端基本上完全穿过分支井筒直径延伸，从而可最小化上端的环状空间130a，从而当工具从主井筒移至分支井筒时，可使工具悬置在衬管上端的风险降到最低。上端120a可为自由端(未直接锚固)并在附近具有示出的裸露环状空间130a。使用中，工具118可用于一种放置井筒衬管的方法，所述方法包括:(i)将衬管支承在送入工具上(图5)，(ii)操纵所述送入工具将衬管送入分支井筒，(iii)采用所述送入工具键状部件来定位侧孔的V形下端(图6a)，(iv)从所述送入工具释放所述衬管，以及
(v)从所述井筒收回包括键状部件的送入工具，使衬管处于井筒衬管的适当位置(图6b)。如上所述，衬管的上端120a可形成为遵循待衬管定位在其内的分支井筒的上部界限的形状。衬管上端120a可与其长轴以一定角度切削，使其具有逐渐变细的尖端120b。所述角可对应于分支井筒与主井筒斜出的角度。在另一个实施例中，所述端可从一侧到另一侧设置成凹形并遵循主井筒的曲率。这种成形可使上端朝向尖端120b变细形成楔状，而且正是这部分定位在分支井筒的最上部界限。本实施例中，操纵送入工具将衬管送入分支井筒包括，缩回键状部件使工具移动穿过主井筒。操纵也包括，当衬管降低进入主井筒时支撑衬管，并且直到键状部件122接近侧孔114时将衬管推入分支井筒。采用送入工具键状部件来定位侧孔的V形下端用以确保送入工具在分支井筒中适当定向，继而确保衬管上端在连接处适当定向，例如，衬管的楔形遵循分支井筒在其上端形成的楔形。例如，衬管尖端120b置于分支井筒的井口端，衬管及其所有的部件可完全置于于分支井筒中。
在一个实施例中，操纵送入工具进入主井筒，使衬管的下部位于分支井筒中，并且键状部件的位置靠近侧孔并在侧孔的井口侧，这可通过工作管柱的长度、诸如钻杆记录来确定；采用送入工具键状部件包括将键状部件部署为工作形态，并且降低工具直至键状部件卡在侧孔上，这可通过旋转管柱并监测扭矩和/或降低工具并监测管柱重量确定。通过监测深度和管柱情况，如果出现键状部件穿过侧孔而没有卡在侧孔上的情况，可上提管柱以将键状部件移动到侧孔上方，并且旋转管柱从而使键状部件管柱从不同角度接近侧孔。一旦管柱情况指示键状部件被卡在侧孔上，管柱可被旋转并放低，以便观察工具是否可以向下移动。如果工具不能进一步向下移动，则表明键状部件已经确定侧孔的V形底端114a的位置，尤其是，键状部件定位于侧孔的V形底端114a。为了将键状部件沿侧孔的边缘向下移动，需要多次上提、旋转和下放工具。可替代地，键状部件可仅骑靠在侧孔上，如通过将其上部的重量施加在最低点，即V形底端114a。由于键状部件旋转地连接至衬管接合部分，键状部件向侧孔底部的旋转可使尖部120b定位在侧孔的上端。如图6b所示，衬管邻近侧孔放置，但衬管任何部分不会从分支井筒突出到主井筒中。衬管上部与侧孔间隔可小于10m，也可以小于5m。在一个实施例中，衬管的上端可置于距离侧孔一米之内，也可能基本上与侧孔平齐。换句话说，侧衬管的上部界限可基本上与形成侧孔的主井筒内壁在一个平面。收回送入工具可包括将衬管接合部分从与衬管的接合中释放并将工具取出到表面。这样，键状部件与工具一起移动到表面。在另一个实施例中，在从送入工具释放衬管之前，可驱动衬管部件。例如，在一个实施例中，驱动封隔器132密封环状区域130，驱动卡瓦134使其接合在井筒壁中。驱动这些衬管部件可包括从表面到衬管部件的连通，例如将加压流体连通到衬管部件，以便利用液压驱动。连通加压流体可包括使流体流过送入工具本体。在收回之后，衬管保留在分支井筒，衬管和分支井筒壁之间存在裸露环状空间，SP使在上端120a附近。封隔器132密封，防止流体在环状空间的上下流动。为了使本领域技术人员进行或使用本发明，前面提供了公开的实施例的描述。显然，本领域技术人员可对这些实施例进行各种修改，并把此处定义的通用原理施加到其他实施例中，而不脱离本发明的精神或范围。从而，本发明并不仅限于此处示出的实施例，而应根据所附权利要求的全部范围，其中单数形式的要件，例如通过使用冠词a/an，不是用于指代“有且只有一个”，而是指代“一个或多个”，除非另行指明。整个公开中描述的各种实施例中要件的所有结构上和功能上的等价物，对本领域普通技术人员是已知的或稍后变成已知的，包含在所附权利要求的要件中。此外，本申请公开的任何发明内容不管有没有在权利要求书中明确地要求保护，都不意味着无偿贡献给公众。除非权利要求的要件明确采用“装
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释权利要求的要件。
权利要求
1.一种在通过具有V形井底端的侧孔进入的分支井筒放置衬管的系统，所述系统包括送入工具，所述送入工具包括上端，下端，置于上端和下端之间的键状部件，以及井底端上用于可释放地固定井筒衬管至所述送入工具的衬管接合部分，其中，通过所述上端从表面操纵所述送入工具，所述键状部件从所述送入工具突出并用于定位所述侧孔的V形井底端，所述衬管接合部分配置成邻近所述键状部件固定衬管并使所述键状部件在衬管之上突出，衬管从下端延伸。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬管接合部分包括安装在下端并整个处于所述键状部件之下的多个接合装置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述键状部件包括与侧孔边缘具有低摩擦的相互作用的弯曲侧面。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述键状部件是送入工具上唯一的用来指示所述工具相对于所述侧孔的取向的装置。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括可连接至衬管接合部分的衬管。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬管带有环状封隔器及用于将衬管固定于分支井筒的多个卡瓦。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬管没有用于向衬管和分支井筒之间的环状空间注水泥的装置。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述衬管连接至所述送入工具，并使其上端抵靠所述键状部件。
9.根据权利要求1所述的系 统，其中所述衬管在其上端包括构形为容置所述键状部件的凹槽。
10.一种在从主井筒延伸的分支井筒中放置井筒衬管的方法，所述方法包括: (i)将衬管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端以及从所述井口端突出并用于定位侧孔的V形井底端的键状部件，可从表面通过井口端操纵该送入工具，所述分支井筒从该侧孔向外延伸； (ii)操纵所述送入工具将衬管送入分支井筒； (iii)采用所述送入工具键状部件来定位通向该分支井筒的侧孔的V形井底端，并且驱动送入工具旋转并将所述衬管放置在该分支井筒内； (iv)从所述送入工具释放所述衬管；以及 (v)从所述井筒收回包括键状部件的送入工具。
11.根据权利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件定位衬管完全处于分支井筒中，衬管的任何部件不突出到主井筒中。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述衬管包括朝尖端逐渐变细的上端，其中采用所述送入工具键状部件将所述尖端定位在分支井筒的井口端。
13.根据权利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括轴向和/或旋转地移动所述送入工具，以将键状部件卡在侧孔上，来识别侧孔的位置。
14.根据权利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括在键状部件被侧孔卡住时移动所述送入工具，使键状部件朝侧孔的V形井底端沿侧孔壁向下骑靠。
15.根据权利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括将所述键状部件抵靠至侧孔的V形井底端，使得所述送入工具不会进一步前移进入分支井筒。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述采用包括监测载有送入工具的管柱的运动的阻力。
17.根据权利要求16所述的方法，其中监测阻力包括监测管柱的重量和/或扭矩。
18.根据权利要求10所述的方法，其中只在所述送入工具被送入井中所选位置之后才开始所述采用。
19.根据权利要求10所述的方法，其中所述采用包括使所述键状部件从基本上缩回的位置扩展。
20.根据权利要求10所述的方法，其中操作送入工具时，所述键状部件处于不工作的形态。
21.根据权利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括使衬管的上端相对于衬管的下部绕衬管的长轴随所述键状部件一起旋转。
22.根据权利要求10所述的方法，其中在收回所述送入工具之前，所述方法进一步包括:驱动安装结构，使衬管固定于所述分支井筒内。
23.根据权利要求10所述的方法，其中驱动安装结构包括设置环状封隔器以密封衬管和分支井筒壁之间的环状空间，防止流体环状流动。
24.根据权利要求10所述的方法，其中驱动安装结构包括设置卡瓦以将衬管锚固到分支井筒壁上。
25.根据权利要求10所述的方法，其中驱动安装结构包括将加压流体连通到安装结构，以便利用液压驱动。
26.根据权利要求10所述的方法，进一步包括使衬管和分支井筒壁之间的环状空间在邻近所述分支井筒的上端处敞开。
27.一种在从主井筒延伸的分支井筒中放置井筒衬管的方法，所述方法包括: (i)将衬管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端以及从所述井口端突出并用于定位侧孔的V形井底端的键状部件，可从表面通过井口端操纵该送入工具，所述分支井筒从该侧孔向外延伸； (ii)操纵所述送入工具将衬管送入分支井筒； (iii)采用所述送入工具键状部件来定位通向该分支井筒的侧孔的V形井底端； (iv)设置安装结构，将所述衬管固定在分支井筒内，衬管和安装结构均没有突出到主井筒内的部分； (v)从所述送入工具释放所述衬管；以及 (vi)从所述井筒收回包括键状部件的送入工具。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述衬管包括朝尖端逐渐变细的上端，其中采用所述送入工具键状部件将尖端定位在分支井筒的井口端。
29.根据权利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括轴向和/或旋转地移动所述送入工具，以将键状部件卡在侧孔上，来识别侧孔的位置。
30.根据权利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括在键状部件被侧孔卡住时移动所述送入工具，使键状部件朝侧孔的V形井底端沿侧孔壁向下骑靠。
31.根据权利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括将所述键状部件抵靠至侧孔的V形井底端，使得所述送入工具不会进一步前移进入分支井筒。
32.根据权利要求27所述的方法，其中所述采用包括监测带有送入工具的管柱的运动的阻力。
33.根据权利要求32所述的方法，其中监测阻力包括监测管柱的重量和/或扭矩。
34.根据权利要求27所述的方法，其中只在所述送入工具被送入井中所选位置之后才开始所述采用。
35.根据权利要求27所述的方法，其中所述采用包括使所述键状部件从基本上缩回的位置扩展。
36.根据权利要求27所述的方法，其中操作送入工具时，所述键状部件处于不工作的形态。
37.根据权利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具键状部件包括使衬管的上端相对于衬管的下部绕衬管的长轴随所述键状部件一起旋转。
38.根据权利要求27所述的方法，其中设置安装结构包括设置环状封隔器，以密封衬管和分支井筒壁之间的环状空间，防止流体环状流动。
39.根据权利要求27所述的方法，其中设置安装结构包括设置卡瓦，以将衬管锚固到分支井筒壁上。
40.根据权利要求27所述的方法，其中设置安装结构包括将加压流体连通到安装结构，以利用液压驱动。
41.根据权利要求27所述的方法，在收回之后，进一步包括在使衬管和分支井筒壁之间的环状空间在邻近所述分支井筒的上端处敞开。
全文摘要
已经发明了一种在通过具有V形井底端的侧孔进入的在分支井筒放置衬管的系统。所述系统包括送入工具，所述送入工具可包括通过其从表面操纵的上端，下端，置于上端和下端之间的键状部件，以及井底端上并可释放地固定井筒衬管至所述送入工具的衬管接合部分，其中，所述键状部件从所述送入工具突出并用于定位侧孔的V形井底端，所述衬管接合部分配置成邻近所述键状部件固定衬管并使所述键状部件在衬管之上突出，衬管从下端延伸。本发明也提供了一种在从主井筒延伸的分支井筒放置井筒衬管的方法。
文档编号E21B43/10GK103119243SQ201180036952
公开日2013年5月22日 申请日期2011年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者丹尼尔·乔恩·特米格 申请人:帕克斯普拉斯能源服务有限公司