用于智能完井的完井偏转器的制作方法

文档序号:11110863阅读:396来源:国知局
用于智能完井的完井偏转器的制造方法与工艺

本公开总体涉及结合如用于油、气或矿物开采的井的地下井执行的操作和结合其利用的设备。更具体来说,本公开涉及智能完井系统和方法。

背景

在寻求提高油气开采和降低挑战中的发展成本中,已发现多堆叠隔开化油田以及油环储层(夹在气帽与蓄水层之间的储层)、井型和完井设计扮演重要角色。多堆叠、隔开化和/或油环储层可为复杂的具有相对高等级的储层非均匀性的结构。根据它们的本质,如果它们将是可生产的和在商业上可行的,则这些储层可提出用于主动储层管理的许多挑战。

已知用于发展这类油田的若干技术。一种技术是使用双管柱或多管柱完井,其中单独的生产管柱定位在井内以便服务每个离散的生产区。也就是说,多个管柱可并排定位在主井筒或母井筒内。然而,井筒中的横截面积为有限商品,并且主井筒必须容纳设备和具有足够流动面积的多个油管柱。虽然对于仅拦截两个区的浅井来说,双完井可能是在商业上可行的,这类系统可能对于具有大于两个区的井或对于具有长水平行程的深井或复杂井来说不理想。

另一技术将使用单个生产管柱来服务所有生产区并且针对每个区采用选择性井下流量控制。这类系统一般称为“智能完井”,并且可包括多侧、选择性和受控的注入和消耗系统、动态主动流量控制阀、以及井下压力、温度和/或成分监控系统。智能完井可防止或延迟见水或见气,增加生产指数,并且还适当地控制压降以减轻井筒失稳、沙砾故障和顺应问题。主动流量控制阀可允许较少的井通过使有效混合注入和生产井能够发展来钻井。此外,在井下监控和监测的情况下,可最小化油井维修,以进一步降低操作成本。相应地,智能完井变成用于优化油气的生产率和最终开采率的重要技术。

附图简述

下文中参考附图详细地描述实施方案,其中:

图1为根据实施方案的智能多侧井系统的一部分的局部截面的正视图,示出具有主井筒、侧井筒的井筒;具有定位在主井筒的井下部分内的完井偏转器的主完井管柱;定位在侧井筒内的侧完井管柱;联结主完井管柱和侧完井管柱的接合配件;以及连接至接合配件的顶部的油管柱;

图2为图1的完井偏转器和接合配件的截面的放大正视图,示出通信线路片段的细节、主腿连接器对、侧腿连接器对、以及干线连接器对;

图3为来自图2的完井偏转器和接合配件的第一有利视点的分解透视图,示出从干线连接器对下入接合配件主体的外壁中形成的沟槽内的侧腿连接器对的通信线路片段;

图4为来自与图2的完井偏转器和接合配件的图3的第一有利视点相对的第二有利视点的分解透视图,示出从干线连接器对下入接合配件主体的外壁中形成的沟槽内的主腿连接器对的通信线路片段;

图5为图2的将油管柱连接至接合配件的干线连接器对的轴向截面,示出液压连接的轴向布置;

图6为沿着图5的线6-6所截取的图5的干线连接器对的横向截面;

图7为沿着图5的线7-7所截取的图5的干线连接器对的横向截面;

图8为沿着图5的线8-8所取的图5的干线连接器对的横向截面;

图9为沿着图5的线9-9所截取的图5的干线连接器对的横向截面;

图10为沿着图5的线10-10所截取的图5的干线连接器对的横向截面;

图11为沿着图5的线11-11所截取的图5的干线连接器对的横向截面;

图12A和图12B为根据第一和第二实施方案的图5的干线连接器对的一部分的放大截面,示出止回阀组件的细节,所述止回阀组件用于在干线连接器对处于断开连接状态时隔离接合配件内的液压通信线路;

图13为根据实施方案的干线连接器对的插入管连接器的局部截面的正视图;

图14与干线连接器对的插孔连接器配对的图14的干线连接器对的插入管连接器的局部截面的正视图;并且

图15为使用图1至图14中所描绘的系统来完成根据实施方案的侧向接合的方法的流程图。

详述

先前公开内容可重复各种实例中的参考数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的,并且本身并不指示所讨论的各种实施方案和/或配置之间的关系。另外,如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...上方”、“上部”、“井上”、“井下”、“上游”、“下游”等的空间相对术语在本文可能为了便于描述而使用以描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。所述空间相对术语意图包含与图中所描绘的定向不同的在使用中或操作中的设备的定向。另外,图不一定按比例绘制,但为解释简单而展现。

通常来说,智能井是具有远程分区控制和储层监控的井。最简单形式的监控可来自于地表(例如,井口压力和流动速率测量)。更复杂的监控可使用井下压力表,所述井下压力表通常可与智能完井一起下入,以用于压力和温度测量以及声音监控系统。井下流量控制阀可为自主的、井下受控的或从地表受控的。经过地表与井下位置之间以用于储层监控和远程分区控制的通信线路可包括例如电气、液压和光纤线路。

无论是否使用双管柱完井或单管柱智能完井,在侧向接合处完成井的典型过程大体上相似。首先钻出主井筒的一个或多个上部分,并且通常安装套管。在安装套管之后,可钻出主井筒的下部分。

主孔完井管柱的第一部分附接至工作管柱并且下入主井筒中。这个主孔完井管柱部分可包括穿孔器、滤砂器、流量控制阀、井下永久压力表、悬挂器、填塞器等。第一主孔完井管柱部分的井上端可与如填塞器或锚定器的衬管悬挂器端接,所述衬管悬挂器设置在主孔套管的下端或靠近主孔套管的下端,以便悬挂主孔完井管柱。

为启动侧向或分支井筒,例如造斜器的偏转器工具可附接至工作管柱并且下入井筒中,并且设置在预定位置处。临时挡板也可与造斜器一起安装以保持主井筒没有钻侧井筒时所产生的碎屑。然后,工作管柱可从井筒起钻,使造斜器留在适当位置中,并且磨铣工具可下入井筒中。偏转器工具将磨铣工具偏转至套管中,以切割穿过套管的窗口,并且因此启动侧井筒。然后,磨铣工具可替换为钻头,以及所钻井的侧腿。侧腿可被下套管和浇水泥,或可使其打开。在钻出侧井筒之后,取回工具可附接至工作管柱并且下入井筒中,以便连接至偏转器工具。然后可取出取回工具、偏转器工具和挡板。

紧接着,主孔完井管柱的第二部分可附接至工作管柱,下入主井筒中,并且连接至第一主孔完井管柱部分。第二主孔完井管柱部分可包括控制线路和“湿式连接”插头,所述“湿式连接”插头用于啮合至第一主孔完井管柱部分提供的“湿式连接”插孔中。湿式连接连接器将密封地啮合湿式连接插孔以便给流量控制阀、井下永久压力表等提供地表控制、监控和/或动力。第二主孔完井管柱部分的井上端可与完井偏转器端接。主孔完井管柱可定位在主井筒中,以使得完井偏转器位于侧向接合处的位置处,以用于偏转随后下入的侧孔完井管柱穿过窗口并且进入侧井筒中。完井偏转器在其井上端处可包括插孔连接器,接合的插入管连接器最终可接收至所述插孔连接器中。

然后,侧孔完井管柱可被下入井筒中。侧孔完井管柱可包括穿孔器、滤砂器、流量控制阀、井下永久压力表、悬挂器、填塞器等。侧孔完井管柱还可包括接合配件。随着其下入,侧孔完井管柱通过完井偏转器偏转至侧井筒中。接合配件可与由多侧技术进步(TAML)组织定义的等级中的一个相符,例如TAML等级5多侧接合。接合配件可包括插入管连接器,所述插入管连接器落在完井偏转器的插孔连接器内,因此完成侧向接合。

图1为根据实施方案的通常表示为9的井系统的局部截面的正视图。井系统9可包括钻井、完井、服务或修井机10。钻机10可部署在陆地上或与海上平台、半潜式钻井船和适合于完井的任何其他井系统结合使用。钻机10可定位成邻近于井口11,或在海上布置的情况下,其可以一距离定位。还可在井口11处提供防喷器、采油树和/或与服务或完成井筒相关联的其他设备(未例示)。类似地,钻机10可包括转盘和/或顶部驱动单元(未例示)。

在所例示的实施方案中,井筒12延伸穿过各种地层。井筒12可包括大体垂直区段14。井筒12具有主井筒13,所述主井筒可具有偏斜区段18,所述偏斜区段可延伸穿过第一含油气地层20。偏斜区段18可为大体水平的。如所例示,主井筒13的一部分可衬有套管柱16,所述套管柱可利用套管水泥17联结至地层。主井筒13的一部分还可为裸孔,即,无套管。套管16可利用套管鞋19端接在其远端处。

井筒12可包括至少一个侧井筒15,所述侧井筒可为如图1中所例示的裸孔,或可包括套管16,如图2中所示。侧井筒15可具有大体水平区段,所述水平区段可延伸穿过第一地层20或穿过第二含油气地层21。根据一个或多个实施方案,井筒12可包括多个侧井筒9(未明确例示)。

定位在井筒12内并且从地表延伸的可为油管柱22。环形物23在油管柱22的外部与井筒12或套管柱16的内壁之间形成。油管柱22可为地层流体提供足够大的内部流动路径,以便从地层20行进至地表(或在注入井的情况下反之亦然),并且它可适当提供修井操作等。还可包括上部完井片段的油管柱22可联接至接合配件200的井上端,所述井上端随后可联接至主完井管柱30和侧完井管柱32。接合配件200可具有界定内部202的大体Y形主体201,所述Y形主体可将主完井管柱30、侧完井管柱32和油管柱22流体地联结在一起。

每个完井管柱30、32可包括一个或多个过滤器组件24,所述过滤器组件中的每一个可通过一个或多个填塞器26在井筒内隔离,所述填塞器可提供完井管柱与井筒壁之间的流体密封。过滤器组件24可从生产流体流中过滤沙砾、微粒和其他颗粒物质。过滤器组件24还可用于自主地控制生产流体流的流动速率。

每个完井管柱30、32可包括一个或多个井下压力表27和/或井下流量控制阀28,因此使用智能井技术实现来自地层20和21或地层20的不同区段之间的有效和选择性受控混合生产。相应地,虽然图1中未明确地示出,但井系统9可包括一个或多个通信、控制和/或动力线路(下文中为简便而简单地称为一个或多个通信线路)(未例示),所述一个或多个通信、控制和/或动力线路经过地表与主完井管柱30中的井下压力表27和/或井下流量控制阀28之间,以用于监控储层20并且用于远程分区控制。类似地,井系统9可包括再一个通信线路,所述通信线路经过地表与侧完井管柱32中的井下压力表27和/或井下流量控制阀28之间,以用于监控储层21并且用于远程分区控制。

通信线路可包括例如电气、液压和光纤线路。每个通信线路可由多个通信线路片段组成,所述通信线路片段可对应于各种管柱、接头、工具、配件等或其部分。这类通信线路片段可使用“湿式连接”自导连接器对互连。

如本文所使用,术语“连接器对”指代完整连接组件,所述完整连接组件由插头或插入管连接器与互补插孔连接器一起组成,无论连接器对处于配对状态或断开连接状态。湿式连接连接器对可被密封和设计以使得配对过程从接触区域转移环境流体,从而允许在浸没时进行连接。自导连接器对可被布置以使得插入管连接器被自导成与插孔连接器适当对准和配对,从而简化远程连接。

电气、光学和/或液压通信线路可离散地下入地表与主井筒13之间以及地表与侧井筒15(图1和图2)之间。或者,在例如总线架构中,以及用来与井下压力表27和/或井下流量控制阀28(图1)选择性地通信、控制井下压力表27和/或井下流量控制阀28和/或向井下压力表27和/或井下流量控制阀28提供动力的合适解决方案中,这类电气、光学和/或液压通信线路可连接在一起。

井系统9可包括完井偏转器100,所述完井偏转器与接合配件200一起将主完井管柱30和侧完井管柱32与油管柱22机械地连接并且流体地联结。接合配件200可连接至井筒12内的完井偏转器100。

接合配件200可由大体Y形空心主体201形成,所述空心主体可界定内部202。主体201还可界定分别通过主体201的主腿和侧腿联结至井下主端和侧端的井上端。井上端和井下主端和侧端各自可向接合配件200的内部202敞开。接合配件200可为不对称的,例如其中主腿可比侧腿更短。虽然未明确地例示,但在井筒12中安装之前,主体201的主腿和侧腿可大体平行、彼此相邻,并且被设定尺寸以便装配在井筒12内。一旦安装,如以下详细地描述,随着主体201的侧腿由完井偏转器100偏转至侧井筒15中,主体201的侧腿可弯曲远离主体201的主腿。

完井偏转器100可包括具有倾斜表面的主体,所述倾斜表面具有侧向地偏转接触表面的设备的轮廓。完井偏转器100可包括穿过其形成的纵向内部通道,所述纵向内部通道可被设定尺寸以使得较大的设备偏离其倾斜表面,而准许较小的设备穿过其经过。

接合配件200可经由主腿连接器对140在井下主端处流体地和机械地连接至主完井管柱30。主腿连接器对140可包括可位于完井偏转器100内的插孔连接器,以及可位于接合配件200的井下主端处的插入管连接器。主腿连接器对140可为湿式可配对的和自导的,如以下更详细地描述。

接合配件200可经由侧腿连接器对160在井下侧端处流体地和机械地连接至侧完井管柱32,并且经由干线连接器对180在井上端处流体地和机械地连接至油管柱22。虽然图1中将侧腿连接器对160和干线连接器对180展示为湿式可配对的和自导的,但在一个或多个实施方案中,可使用如公接头连接器和母接头连接器(未例示)的更常规布置。

除将完井管柱30、32和油管柱22的内部机械连接和流体联接至接合配件200的内部202之外,连接器对140、160、180可用来连接电气、液压和/或光纤通信线路片段,以便在主井筒13和侧井筒15两者中实现智能井控制。

每个完井管柱30、32还可包括锚定装置29,以便将完井管柱保持在井筒12中的适当位置中,如下文中更详细地描述。在一个或多个实施方案中,锚定装置29可为油管悬挂器或填塞器。

主完井管柱30和侧完井管柱32可同等地用于裸孔环境或下套管井筒中。在后一种情况下,套管16、套管水泥17和周围地层可如由穿孔枪穿孔,从而产生用于流体从地层流动至井筒中的开口31。

图2为根据实施方案的与完井偏转器100配对的接合配件200的截面。图3和图4分别为接合配件200和完井偏转器100的两个相反侧面的分解透视图。参考图2至图4,接合配件200可具有大体Y形空心主体201,所述空心主体具有可界定内部202的壁203。主体201还可界定分别通过主腿232和侧腿234联结至井下主端222和侧端224的井上端220。井上端220和井下主端222和侧端224可向内部202敞开。为简化井筒12内的安装,接合配件200可为不对称的,其中主腿232比侧腿234更短,如下文中所描述。

完井偏转器100可附接至主完井管柱30的井上端。主完井管柱30优选地包括如油管悬挂器或填塞器的锚定装置29(图1),所述锚定装置将包括完井偏转器100的主完井管柱30保持在主井筒13中的适当位置中。

完井偏转器100可包括主体101,所述主体在主体101的井上端上具有倾斜表面102,所述倾斜表面具有侧向地偏转接触表面的设备的轮廓。完井偏转器100还可包括穿过其形成的纵向内部通道104。内部通道104可被设定尺寸以使得较大设备偏离倾斜表面102,而准许较小设备穿过通道104经过,从而按需要使设备能够选择性地传送至侧井筒15中或完井偏转器100下面的主井筒13中。以这种方式,随着其下入井中,完井偏转器100可将侧完井管柱32的远端偏转至侧井筒15中。

在实施方案中,主腿连接器对140可包括可位于完井偏转器100的内部通道104内的插孔连接器144,以及可位于接合配件200的井下主端222处的插入管连接器146。类似地,侧腿连接器对160可包括可位于侧完井管柱32的井上端处的接头170中的插孔连接器164,以及可位于接合配件200的井下侧端224处的插入管连接器166。可位于Y形接合配件200的较长侧腿234上的插入管连接器166可具有尺寸,所述尺寸致使所述插入管连接器通过完井偏转器100的倾斜表面102偏转至侧井筒15中。

在实施方案中,完井偏转器100可与主完井管柱30一起首先安装于主井筒13中。完井偏转器100的倾斜表面102可被定位成与侧接合相邻或接近。随着侧完井管柱32下入井筒12中,侧完井管柱32的远端接触倾斜表面102并且被引导至侧井筒15中,所述侧完井管柱32的远端可具有比完井偏转器100的内部通道104更大的尺寸(并且在一些实施方案中,可具有“外圆角”或相似形状(未例示)以增强偏转)。然后,侧完井管柱32可下入侧井筒15中,并且然后由锚定装置29(图1)悬挂在其中。随后可安装接合配件200。位于较长侧腿234上的插入管连接器166可首先接触倾斜表面102,并且由于其较大直径,被引导至侧井筒15中并且插入插孔连接器164中。插入管连接器166可包括“外圆角”或类似形状的外护套(未例示)以增强偏转,所述外护套可剪切地保留在适当位置中,直到插入管连接器166啮合插孔连接器164。主完井管柱30和侧完井管柱32可定位在井筒12内,以使得随着插入管连接器164插入侧井筒15中的插孔连接器164,插入管连接器146插入主井筒13中的插孔连接器144中。

在实施方案中,主腿连接器对140可包括可位于完井偏转器100的内部通道104内的插孔连接器144,以及可位于接合配件200的井下主端处的插入管连接器146。然而,不同于以上实施方案,侧腿连接器对160可在定位于井筒12中之前联结。如先前实施方案的情况,主完井管柱30和完井偏转器100可首先安装于主井筒13中,其中倾斜表面102被定位成与侧接合相邻。然而,侧完井管柱32可在地表处连接至接合配件200的井下侧端224,并且它们可一起下入井筒12中。侧完井管柱32的远端可被设定成比完井偏转器100的内部通道104更大的尺寸(并且在一些实施方案中,可具有“外圆角”或相似形状以增强偏转),并且因此由倾斜表面102引导至侧井筒15中。侧完井管柱32可下入侧井筒15中,直到插入管连接器146在完井偏转器100处啮合并且插入插孔连接器144中。虽然在下入井筒12中之前联结,但侧腿连接器对160可被布置以便可在原地断开连接,以使得接合配件200稍后可从井中拉出以允许通向例如具有较大直径工具的侧完井管柱32。

在一个或多个实施方案中,干线连接器对180可为自导、湿式可配对连接器布置,所述连接器布置可包括可位于接合配件200的井上端处的插孔连接器184,以及可位于油管柱22的井下端处的接头190的底端处的插入管连接器186。在其他实施方案中,干线连接器对180可包括非自导连接器,所述非自导连接器如螺纹公接头和母接头连接器(未例示)。

除将完井管柱30、32和油管柱22的内部连接至接合配件200的内部202之外,连接器对140、160、180可用来连接电气、液压和/或光纤通信线路片段,以便在主井筒13和侧井筒15两者中实现智能井控制。在图2至图4中所例示的特定实施方案中,干线连接器对180分别将由油管柱22运载并且延伸至地表的两个或更多离散液压通信线路片段312(在这种情况下展示为312a至312f)与由接合配件200运载的两个或更多离散液压通信线路片段308(在此情况下展示为308a至308f)连接。接合配件200将这些液压通信线路片段308a、308c、308f中的一个或多个布线至主腿连接器对140,并且将一个或多个液压通信线路片段308b、308d、308e布线至侧完井连接器160。主腿连接器对140随后将一个或多个液压通信线路片段308a、308c、308f从接合配件200连接至由完井偏转器100和主完井管柱30运载的离散液压通信线路片段320a、320c、320f,以便最终连接至主井筒13内的例如井下压力表27和井下流量控制阀28(图1)。同样,侧腿连接器对160将一个或多个液压通信线路片段308b、308d、308e从接合配件200连接至由接头170和侧完井管柱32运载的离散液压通信线路片段320b 320d、320e,以便最终连接至侧井筒15内的例如井下压力表27和井下流量控制阀28(图1)。

虽然例示六个液压通信线路,但可使用任何合适数目的液压通信线路。此外,接合配件200不需要将液压通信线路均匀地分裂在主完井管柱30与侧完井管柱32之间。

在一个或多个实施方案中,液压通信线路片段312a至312f可大体定位在沿着接头190的外壁形成的纵向沟槽314a至314f内;液压通信线路片段308a至308f可大体定位在沿着接合配件200的壁203的外表面形成的纵向沟槽310a至310f内;液压通信线路片段320a、320c、320f可大体定位在沿着完井偏转器100和主完井管柱30的外壁表面形成的纵向沟槽322a、322c、322f内;并且液压通信线路片段320b 320d、320e可大体定位在沿着接头170和侧完井管柱32的外壁表面形成的纵向沟槽322b、322d、322e内。虽然将这类液压通信线路片段展示为大体单独地定位在个别沟槽中,但在一个或多个实施方案(未例示)中,多个通信线路片段可并置在单个纵向沟槽内。

根据实施方案,图5为图2至图4的自导、湿式可配对干线连接器对180在配对时的放大侧向截面,并且图6至图11为干线连接器对180的插入管连接器186的横向截面。现在参考图5至图11,插入管插孔184可包括圆柱形插座192,所述圆柱形插座可与接合件200的内部202连通,以用于生产流体或注入流体的传输,并且用于可能不时需要的其他管柱或修井工具的输送。

插入管连接器186可包括远侧、大体圆柱形探头194,所述探头可被设定尺寸来插头插入插座192中。插入管连接器186可包括中心孔182,所述中心孔可经由接头190与油管柱22的内部连通,以用于生产流体或注入流体的传输,并且用于可能不时需要的其他管柱或修井工具的输送。当插入管连接器186在插孔连接器184内配对时,孔182可与插座192密封流体连通,并且随后与接合件200的内部202密封流体连通。O形环187可提供孔182与插座192之间的密封。

在一些实施方案中,可从外部定位在沿着接头190(图3和图4)的外壁表面形成的纵向沟槽314a至314f内的液压通信线路片段312a至312f并且连接至可形成为插入管连接器186的壁内的内部流动通道的相应液压通信线路片段306a至306f。流动通道306a至306f可径向地分布在插入管连接器186的壁内。相应地,在图5的截面中仅两个这类流动通道306c、306e可见。干线连接器对180可将插入管连接器186内的流动通道306a至306f密封和流体地连接至对应液压通信线路片段308a至308f,所述液压通信线路片段可位于沿着接合配件200的壁203的外部形成的纵向沟槽310a至310f内。

在一些实施方案中,干线连接器对180可被设计以允许液压通信线路片段的连接,而不考虑插孔连接器184内的插入管连接器186的相对径向取向。特别地,可提供绕插入管连接器186的探头194形成的轴向隔开的圆周沟槽304a至304f,对于每个流动通道306a至306f一个。每个圆周沟槽304a至304f可与其相应流动通道306a至306f流体连通。当插入管连接器186的探头194位于插孔184的插座192内时,圆周沟槽304a至304f可通过O形环188彼此隔离,并且通过O形环187与中心孔182隔离。

当干线连接器对180处于配对条件中时,每个圆周沟槽304a至304f可与相应端口309a至309f轴向地对准并且与之流体连通。这类轴向隔开的圆周沟槽304a至304f可界定通信线路连接点。端口309a至309f可形成于接合配件200的壁203内或穿过接合配件200的壁203形成,并且通向插座192中。如流动通道306a至306f的情况,端口309a至309f可绕插座192径向地分布。相应地,流体可绕插座192内的圆周沟槽304e从流动通道306e流动,并且例如流入端口309e中,无论插入管连接器186相对于插孔连接器184的相对径向取向如何。端口309a至309f随后可流体地联接至对应液压通信线路片段308a至308f。在一个或多个实施方案中,可在端口309内提供阀组件317,以便在干线连接器对180处于断开连接状态时隔离通信线路片段308,如以下更详细地描述。

图12A和图12B分别为根据第一和第二实施方案的图5的干线连接器对180的一部分的放大截面,其经由示范性端口309e提供位于端口309a至309f内的止回阀组件317的细节,所述止回阀组件用于在干线连接器对180处于断开连接状态中时,如在油管柱22正下入井筒12(图1)中时,在接合配件200处隔离液压通信线路片段308a至308f。在一些实施方案中,端口309e可界定锥形阀座330,所述锥形阀座在其相应圆周沟槽304e的轴向位置处通向插座192中。虽然本公开不限于特定类型的阀组件317,但在端口309e内,止回球332可由弹簧334推动抵靠阀座330,由插头335紧固在适当位置中。当止回球332与阀座330接触时,对应液压通信线路片段308e可与插座192隔离。在图12A的实施方案中,当作用于止回球332上的流体压力差产生超过弹簧334抵靠止回球332的力的打开力时,则止回球332可离座,以允许沟槽304e与液压通信线路片段308e之间的流体连通。在图12B的实施方案中,当干线连接器对180处于断开连接状态中时,就座的止回球332可物理地突出至插座192中。当探头194就座于插座192内时,探头194可转移止回球332离开其底座,以允许沟槽304e与液压通信线路片段308e之间的流体连通。在图12B的实施方案中,因为探头194可将止回球332连续地维持在离座条件中,所以阀座330的井下压力可从地表监控和减轻。虽然未明确地例示,但在实施方案中,流动通道306还可包括止回球和阀座,以便在插入管连接器186正下入井中等时,防止液压流体的污染。

图13和图14为根据一个或多个实施方案的干线连接器对180’的局部截面的正视图,其中电气和/或光学通信线路片段406a、406b可经由电气滑环或光纤旋转节(下文中简单地称为滑环组件403)密封地连接至对应电气和/或光学通信线路片段408a、408b。虽然本文中例示和描述两个电气和/或光学通信线路,但可使用任何合适数目的电气和/或光学通信线路。电气和/或光学通信线路可离散地下入地表与主井筒13之间以及地表与侧井筒15(图1和图2)之间。或者,在例如总线架构中,以及用来与井下压力表27和/或井下流量控制阀28(图1)选择性地通信的合适解决方案中,电气和/或光学通信线路可连接在一起。

参考图13,干线连接器对180’的插入管连接器184’可任选地包括若干液压通信线路片段312a至312f、流动通道通信线路片段306a至306f、圆周沟槽304a至304f、以及O形环187、188(见图5至图11),如以上所描述。插入管连接器184’可运载滑环组件403的内部构件404a、404b,所述内部构件可连接至电气/光学通信线路片段406a、406b。电气/光学通信线路片段406a、406b可沿着油管柱22(图1)延伸至地表。在一个或多个实施方案中,电气/光学通信线路片段406可沿着油管柱22的外壁捆扎。在这类实施方案中,插入管连接器184’、接头190和油管柱22(图2至图4)的外壁表面可包括形成于其中的一个或多个纵向沟槽414,电气/光学通信线路片段406可位于所述纵向沟槽中。电气/光学通信线路片段406a、406b可单独地位于一个或多个沟槽414内,如所示,或者它们可位于一个或多个导管(未例示)内,所述导管随后可位于一个或多个沟槽414内。

在电气滑环的情况下,内部构件404a、404b可由介电分离构件430分离,以提供绝缘并且防止短路。在实施方案中,当干线连接器对180’处于断开连接状态中时,内部构件404a、404b可由可伸缩套筒432覆盖。在电气滑环的情况下,套筒432优选地包括电绝缘材料。套筒432可起作用来密封抵靠内部构件404a、404b和分离构件430,以便保持内部构件404a、404b的电气/光学表面清洁。套筒432可由弹簧434推动至适当位置中,以覆盖内部构件404a、404b。

图14例示连接状态中的干线连接器对180’,其中插入管连接器184’接收至插孔连接器186’中。插孔连接器186’可包括若干端口309a至309f、液压通信线路片段308a至308f、以及纵向沟槽310a至310f(见图5至图11),如以上所描述。插孔连接器186’可在插孔连接器186’的内部圆周表面上的轴向位置处运载滑环组件403的外部构件405a、405b,以便与对应内部构件404a、404b进行旋转接触。构件对404a、405a和404b、405b的轴向位置可界定通信线路连接点。外部构件405a、405b可连接至电气/光学通信线路片段408a、408b,所述电气/光学通信线路片段可例如在壁203内形成的孔内和/或沿着接合配件200的壁203的外表面形成的沟槽内,以大体类似于以上关于液压通信线路片段所描述的方式布线至主腿连接器对140和侧腿连接器对160(图2至图4)。

在电气滑环的情况下,外部构件405a、405b可由介电分离构件440分离,以提供绝缘并且防止短路。当干线连接器对180’处于连接状态中时,可伸缩套筒432(如果提供)可由接合配件200的井上端转移远离内部构件404a、404b,从而允许滑环构件之间的电气和/或光学接触。

本文中已详细例示和描述了湿式可配对、自导干线连接器对180、180’的各种实施方案。在一个或多个实施方案中,或许除通信线路的物理尺寸和数目之外,主腿连接器对140可大体类似于这类干线连接器对180、180’。由于类似并且为简洁起见,本文中未进一步详细地描述主腿连接器对140。同样,在侧腿连接器对160为湿式可配对、自导连接器组件的实施方案中,或许除通信线路的物理尺寸和数目之外,所述侧腿连接器对也可大体类似于干线连接器对180、180’。相应地,本文中未进一步详细地描述侧腿连接器对160。

虽然已将接合配件200描述为Y形,但接合配件200可具有被选择来符合从井筒13(图1)分出的侧井筒15的方向的任何形状。同样,接合配件200可具有用于两个或更多侧井筒的三个或更多腿。

图15使用井系统9(图1和图2)来完成根据实施方案的侧向接合的方法400的流程图。参考图1、图2和图15,在步骤402处,可提供接合配件200。接合配件200可具有由壁203形成的大体Y形管状主体201,并且界定空心内部202、外表面、井上端220、井下主端222、以及井下侧端224。井上端220和井下主端222和侧端224可向内部202敞开。接合配件200可运载形成第一通信线路的中间部分的通信线路片段308c。通信线路片段308c可在井上端220与井下主端222之间延伸。接合配件200还可运载形成第二通信线路的中间部分的通信线路片段308e,所述通信线路片段308e可在井上端220与井下侧端224之间延伸。通信线路片段308c、308e可完全位于接合配件200的内部202的外侧。

在步骤404处,主完井管柱30可如通过以常规方式下入来设置在主井筒13内。主完井管柱30的井上端可包括完井偏转器100,并且主完井管柱30可位于井筒13内以使得倾斜表面102位于侧向接合的井下高度处或稍微高于所述高度处。主完井管柱30可界定用于生产流体的流动的内部,并且运载可形成第一通信线路的下部分的通信线路片段320c。主完井管柱30可由锚定装置29保持在主井筒13内的适当位置中。

在步骤406处,侧完井管柱32可设置在侧井筒15中。侧完井管柱32可界定用于生产流体的流动的内部,并且运载可形成第二通信线路的下部分的通信线路片段320e。侧完井管柱32可由锚定装置29保持在侧井筒15内的适当位置中。

在步骤408处,接合配件200可设置在侧向接合处。在步骤410处,接合配件200的井下侧端224可联接至侧完井管柱32,以使得接合配件200的内部202与侧完井管柱32的内部流体连通,并且使得形成第二通信线路的中间部分和下部分的通信线路片段308e、320e连接。在步骤412处,接合配件200的井下主端222可联接至主完井管柱30,以使得接合配件200的内部202与主完井管柱30的内部流体连通,并且使得形成第一通信线路的中间部分和下部分的通信线路片段308c、320c连接。

在一个实施方案中,步骤404和410可发生在步骤406、408和412之前。然后可同时执行步骤406、408和412。也就是说,主完井管柱30可预定位在主井筒13中,侧完井管柱32可例如使用公接头和母接头(未例示)侧腿连接器对160来在地表处连接至接合件200,并且侧完井组件32可与接合配件200一起下入井筒12中。当接合配件200到达侧向接合处的指定最终位置时,井下主端222可如通过插入湿式可配对主腿连接器对140来与主完井管柱30啮合和联接。

在实施方案中,步骤404和406可发生在步骤408、410和412之前。然后可同时执行步骤408、410和412。也就是说,主完井管柱30和侧完井管柱32可分别预定位在主井筒13和侧井筒15中。然后,接合配件200可下入井筒12中。当接合配件200到达侧向接合处的指定最终位置时,井下主端222和井下侧端224两者可如通过插入湿式可配对连接器对140、160来同时与相应主完井管柱30和侧完井管柱32啮合和联接。

在步骤414处,油管柱22可如通过下入来设置在接合配件200的井上的主井筒13内。油管柱22可界定内部,并且运载形成第一和第二通信线路的上部分的通信线路片段312c、312e。在步骤416处,接合配件200的井上端220可联接至油管柱22以使得接合配件200的内部202与油管柱22的内部流体连通,以使得形成第一通信线路的中间部分和上部分的通信线路片段308c和312c连接,并且使得形成第二通信线路的中间部分和上部分的通信线路片段308e和312e连接。

在实施方案中,步骤408可发生在步骤414和416之前。然后,可同时执行步骤414和416。也就是说,接合配件200可首先定位在侧向接合处。然后,油管柱22可下入井筒13中,并且油管柱22的远端可如通过插入湿式可配对干线连接器对180来与接合配件200的井上端220啮合和联接。

在实施方案中,步骤408、412和414可在执行步骤416之后同时执行。也就是说,接合配件200的井上端220可如通过公接头和母接头(未例示)干线连接器对180来在地表处联接至油管柱22。油管柱22和接合配件200可一起下入井筒12中。当接合配件200到达侧向接合处的指定最终位置时,井下主端222可如通过插入湿式可配对主腿连接器对140来与主完井管柱30啮合和联接。

总之,已描述了完井偏转器组件、井系统、以及安装用于井的完井系统的方法。

完井偏转器组件的实施方案可具有:完井偏转器,其具有由沿着轴线延伸的壁形成的大体管状主体、空心内部、外表面、井上端、以及井下端,所述井上端和井下端向内部敞开,所述井上端具有相对于轴线的倾斜表面;以及第一通信线路片段,其在井上端与井下端之间延伸,所述第一通信线路片段完全位于完井偏转器的内部的外侧。

井系统的实施方案可具有:完井偏转器,其具有由沿着轴线延伸的壁形成的大体管状主体、空心内部、外表面、井上端、以及井下端,所述井上端和井下端向内部敞开,所述井上端具有相对于轴线的倾斜表面;主完井管柱,其联接至完井偏转器的井下端,所述主完井管柱界定与完井偏转器的内部流体联接的内部;油管刺,其联接至完井偏转器的井上端,所述油管柱界定与完井偏转器的内部流体联接的内部;以及第一通信线路,其在油管柱与主完井管柱之间延伸,所述第一通信线路完全位于完井偏转器的内部的外侧。

用于完成井的方法的实施方案通常可包括:在侧井筒与主井筒的交点的井下的高度处将主完井管柱设置在主井筒中,所述主完井管柱运载第一通信线路的下部分;以及将完井偏转器联接至主完井管柱,以使得完井偏转器的内部与主完井管柱的内部流体连通,并且使得完全位于完井偏转器的内部的外侧的第一通信线路的由完井偏转器运载的下部分连接至第一通信线路的由主完井管柱运载的下部分。

任何先前的实施方案可单独或彼此组合地包括下列要素或特性中的任何一个:第一纵向沟槽沿着完井偏转器的外表面形成,第一通信线路片段至少部分地设置在所述第一纵向沟槽内;主腿连接器位于完井偏转器的井上端处;主腿连接器包括穿过其形成的开口,所述开口与完井偏转器的内部流体连通;第一通信线路片段在主腿连接器与完井偏转器的井下端之间延伸;第二通信线路片段在主腿连接器与完井偏转器的井下端之间延伸,所述第二通信线路片段至少部分地设置在第一纵向沟槽内或沿着完井偏转器的外表面形成的第二纵向沟槽内;第一和第二通信线路连接点由主腿连接器界定;主腿连接器被布置来分别在第一和第二通信线路连接点处连接第一和第二通信线路片段;主腿连接器被布置以用于连接至接合配件;主腿连接器被布置来分别在第一和第二通信线路连接点处将第一和第二通信线路片段连接至由接合配件运载的第三和第四通信线路片段;第一和第二通信线路连接点位于相对于主腿连接器不同的第一和第二轴向位置处;第一和第二通信线路片段中的每一个是来自由液压通信线路片段、电气通信线路片段和光纤通信线路片段组成的组中的类型;主腿连接器为插孔连接器;第一和第二通信线路片段为液压通信线路片段;主腿连接器包括插座;第一和第二通信线路连接点在插座的内表面的第一和第二轴向位置处位于插座的内表面上;完井偏转器邻近于主井筒与侧井筒的交点;主完井管柱设置在完井偏转器井下的主井筒中;油管刺设置在完井偏转器井上的主井筒中;第一纵向沟槽沿着完井偏转器的外表面形成,第一通信线路的下部分位于所述第一纵向沟槽内;接合配件具有界定内部的大体Y形管状主体、井上端、井下主端、以及井下侧端,所述接合配件的井上端联接至油管柱,第一通信线路的中间部分由所述接合配件运载;主腿连接器对将接合配件的井下主端连接至完井偏转器的井上端,所述主腿连接器对将接合配件的内部与完井偏转器的内部联接,并且将第一通信线路的中间部分与第一通信线路的下部分联接;第二通信线路在油管柱与主完井管柱之间延伸,第二通信线路的下部分位于第一纵向沟槽内或形成于完井偏转器的外表面内的第二纵向沟槽内;第一和第二通信线路连接点由主腿连接器对界定;主腿连接器对被布置来分别在第一和第二通信线路连接点处将第一和第二通信线路的下部分连接至第一和第二通信线路的中间部分;第一和第二通信线路连接点位于相对于主腿连接器对不同的第一和第二轴向位置处;第一和第二通信线路中的每一个是来自由液压通信线路、电气通信线路和光纤通信线路组成的组中的类型;主腿连接器对包括位于完井偏转器的井上端处的插孔连接器,以及位于接合配件的井下主端处的插入管连接器;第一和第二通信线路中的至少一个为液压通信线路;主腿连接器对的插孔连接器具有插座;井下液压通信线路连接点位于插座的内表面上的轴向位置处,所述插座的内表面与液压通信线路流体连通;主腿连接器对的插入管连接器具有圆柱形探头;井上液压通信线路连接点位于探头的外表面上的轴向位置处,所述探头的外表面与液压通信线路流体连通;定位完井偏转器以使得井上倾斜表面被定位成邻近于侧井筒与主井筒的交点;将侧完井管柱下降到完井偏转器井上的主井筒中;由完井偏转器的倾斜表面偏转侧完井管柱,以使得侧完井管柱被引导至侧井筒中;将接合配件下降至主井筒中;由完井偏转器的倾斜表面偏转接合配件的井下侧端,以使得接合配件的井下侧端被引导至侧井筒中;将接合配件的井下侧端联接至侧完井管柱,以使得接合配件的内部与侧完井管柱的内部流体连通,并且使得第二通信线路的由接合配件运载的中间部分连接至第二通信线路的由侧完井管柱运载的下部分;将接合配件的井下主端联接至完井偏转器,以使得接合配件的内部与完井偏转器的内部流体连通,并且使得第一通信线路的由接合配件运载的中间部分连接至第一通信线路的由完井偏转器运载的下部分;第一和第二通信线路的由接合配件运载的中间部分完全位于接合配件的内部的外侧;定位完井偏转器以使得井上倾斜表面被定位成邻近于侧井筒与主井筒的交点;将接合配件的井下侧端紧固至侧完井管柱的上端,以使得接合配件的内部与侧完井管柱的内部流体连通,并且使得第二通信线路的由接合配件运载的中间部分连接至第二通信线路的由侧完井管柱运载的下部分;将接合配件和侧完井管柱下降到完井偏转器井上的主井筒中;由完井偏转器的倾斜表面偏转侧完井管柱,以使得侧完井管柱被引导至侧井筒中;将接合配件的井下主端联接至完井偏转器,以使得接合配件的内部与完井偏转器的内部流体连通,并且使得第一通信线路的由接合配件运载的中间部分连接至第一通信线路的由完井偏转器运载的下部分;沿着完井偏转器的外表面提供第一纵向沟槽;以及将第一通信线路的由完井偏转器运载的下部分容纳在第一纵向沟槽内。

本公开的摘要只用于提供根据粗略阅读来快速确定技术公开的本质和要点的方式,并且它只代表一个或多个实施方案。

虽然已详细地例示了各种实施方案,但本公开不限于所示出的实施方案。本领域那些技术人员可想到以上实施方案的修改和改变。这类修改和改变在本公开的精神和范围内。

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