用于在钻井孔中定向的方法和系统的制作方法_3

文档序号:9829555阅读:来源:国知局
一步向钻井孔318下设置,参考指示器338和管柱开口 428可接近为管柱开口 428指定的侧向孔422的套管柱开口 420。唯一地构造的夹头可接合唯一地构造来接收夹头指示器或键的凹陷部,从而阻止和/或抵抗管柱312向钻井孔214的下方的进一步位移。当管柱开口 428准备好与侧向孔422的指定的套管柱开口 420对准时,可向钻井孔214提供克服夹头和外壳的保持力的力以开始对准。
[0033]在一个实施方案中,钻井管定向系统410还可包括在钻井孔内用于多种目的的一个或多个控制线442ο例如,控制线可包括流体线,所述流体线提供流体压力至各个可控制装置(例如,阀门、致动器、活塞、设定装置等)和/或提供流体至钻井孔内的位置(例如,用于化学注射)。在一些实施方案中,控制线可包括电线、光纤线及类似物并且可被用于各种目的,包括致动各种工具、测量钻井孔中的一个或多个参数、在钻井孔内提供通信、处理钻井孔等。控制线可通常沿管柱在管状部件的内侧或外侧延伸,并且控制线可由诸如箍或连接器的一个或多个连接装置耦接至管柱。管柱的旋转可通常导致耦接至管柱的控制线延长,如果所述长度延伸超过控制线中的可用冗余,那么可能损坏控制线。钻井管定向系统410可被构造来限制管柱的旋转的总量,以避免损坏一个或多个控制线。
[0034]在一些实施方案中,控制线442可被耦接至一个或多个阀门444,所述阀门444与一个或多个管柱开口 428、一个或多个套管柱开口 420和/或一个或多个侧向孔422相关联。控制线442可被构造来选择性地在打开位置与关闭位置之间致动阀门444。例如,阀门444可包括活塞,所述活塞被构造来接收用于致动阀门444的控制流体的一部分。尽管以下讨论描述具有阀门444的管柱312,但应当理解,任何多个阀门444和/或任何多个活塞组件可被用于一个或多个管柱312中以实现本文所述的结果和益处。
[0035]在图4所示的实施方案中,阀门444被与管柱312定位在一起。一个或多个控制线442沿管柱312延伸并且耦接至阀门444。控制线442提供控制流体至阀门444以在打开位置与关闭位置之间致动阀门444,并且在一些实施方案中可被用于在打开位置与关闭位置之间选择性地调控阀门位置。例如,在一些实施方案中,阀门可被用于调控钻井孔内的流动。在一个实施方案中,控制线442包括液压式控制线。可将压力从远程位置(例如,表面)施加至控制线442以致动阀门444。在一个实施方案中,阀门444可被偏置关闭,使得通过控制线供应的大于阀值的压力打开阀门,并且小于阀值的压力致动阀门444至关闭位置。尽管控制线442在图4中被示为在管柱312的外部,但应当理解,任何控制线可被用于将致动压力输送至阀门444。例如,控制线442可在管柱312内部,或形成在管柱的侧壁中。致动压力可由栗或与控制线442流体连通的其他压力产生装置产生。
[0036]可例如协同管柱开口 428与通向侧向孔422的套管柱开口 420的对准来致动阀门444,以例如控制从侧向孔422的流体传送。例如,当可操作地安装进井中时,控制线442可延伸至地表并且可常规地用例如连接构件以合适的间距固定至管柱312。在管柱开口 428与侧向孔422的套管柱开口 420至少部分地对准之后,可通过控制线442施加流体压力。当流体压力已被施加到控制线442时,以与加压流体流体连通的方式设置的活塞可被迫轴向移动。驱动活塞的流体压力可引起活塞的位移,从而致动一个或多个阀门444打开和/或关闭。通过致动与到侧向孔422的一个或多个套管柱开口 420相关联的一个或多个阀门444,可控制从侧向孔422例如到钻井孔214的流体传送。
[0037]—般来说,钻井管定向系统410可被构造在表面以提供管柱312中的多个窗口与套管中的窗口的适当的相对旋转对准和轴向对准。然而,常常难以实现精确的对准和间距并且可能仅在某些程度的错误内已知。因此,公差可被构建到钻井管定向系统410中,以允许调整管柱312中的窗口与套管中的窗口的轴向的和/或旋转的对准。
[0038]图5中示出了提供用于在钻井孔内调整对准的系统的一个实施方案。如图所示,钻井管定向系统410可包括管柱312,所述管柱312设置在由设置在钻井孔214中的套管柱416形成的套管柱孔414中。钻井管定向系统410可包括第一套管柱开口420A,其通向第一侧向孔422A;以及第一套管对准工具424A,其与第一套管柱开口420A相关联。钻井管定向系统410还可包括第二套管柱开口 420B,其通向第二侧向孔422B;以及第二套管对准工具424B,其与第二套管柱开口 420B相关联。钻井管定向系统410还可包括限定管柱孔426的耦接管柱412,所述管柱孔426被构造来传送流体,诸如生产流体。耦接管柱412可包括至少第一管柱部分411A和第二管柱部分411B。第一管柱部分411A可在耦接器446处耦接至第二管柱部分41IB,使得第一管柱部分41IA可独立于第二管柱部分41IB旋转,尽管一个或多个另外的节段可被设置在第一管柱部分411A与第二管柱部分411B之间。在一个实施方案中,第一管柱部分41IA和/或第二管柱部分41IB可包括柔性管。在一个实施方案中,第一管柱部分41IA还可被耦接到第二管柱部分411B,使得第一管柱部分411A和第二管柱部分411B形成连续耦接管柱孔426。第一管柱部分411A可在第二管柱部分411B之前首先被设置到钻井孔中,如图所示,使得第一管柱部分411A在第二管柱部分411B下方。类似于先前的实施方案,第一管柱部分411A可包括第一管对准工具430A、被构造来与第一套管柱开口 420A轴向对准的第一管柱开口 428A、被构造来防止第一管柱部分411A的至少旋转位移和/或轴向位移的并且被构造来由第一组一个或多个保持器436A接收的第一组一个或多个保持装置434A。在一个实施方案中,第一管柱部分41IA还可包括第一组一个或多个参考指示器438A和第一组一个或多个节。另外,类似于先前的实施方案,第二管柱部分41IB可包括第二管对准工具434B;第二管柱开口 428B,其被构造来与第二套管柱开口 420B径向对准;第二组一个或多个保持装置434B,其被构造来防止第二管柱部分411B的至少旋转位移和/或轴向位移并且被构造来由第二组一个或多个保持器436B接收。在一个实施方案中,第二管柱部分411B还可包括第二组一个或多个参考指示器438B和第二组一个或多个节。
[0039]在使用中,第一管柱部分411A可被放置到钻井孔214中。类似于先前的实施方案,第一管对准工具430A可与第一套管对准工具424A接合,使得第一管柱部分41IA旋转。第一套管对准工具424A与第一管对准工具430A之间的接合可致使第一管柱部分41IA旋转,直到第一管柱开口 428A已与通向第一侧向孔422A的第一套管柱开口 420A至少部分地对准。第一管柱部分411A可独立于第二管柱部分411B旋转,并且在一个实施方案中,后续的管柱部分在第二管柱部分之上。另外,当第一管柱部分411A旋转直至第一管柱开口 428A与通向第一侧向孔422A的第一套管柱开口 420A至少部分地对准时,第一组一个或多个保持装置434A可由第一组一个或多个保持器436A接收。第一组一个或多个保持装置434A由第一组一个或多个保持器436A的接收防止第一管柱部分411A至少旋转的位移和/或轴向的位移。例如,第一组一个或多个保持装置434A可被构造来仅接收第一组一个或多个保持器436A和/或不被构造来接收第二组一个或多个保持器436B。因此,因为第一组一个或多个保持装置434A可经过第二组一个或多个保持器436B,所以第一组一个或多个保持装置434A可不接收第二组一个或多个保持器436B。然后当第一管对准工具430A接合第一套管对准工具424A并且第一管柱开口 428A与第一套管柱开口 420A至少部分地对准时,第一组一个或多个保持装置434A可与第一组一个或多个保持器436A对准并且接收第一组一个或多个保持器436A,从而防止第一管柱部分411A的至少旋转的位移和/或轴向的位移。
[0040]在一个实施方案中,第一组一个或多个参考指示器438A可将第一管柱部分41IA保持在第一位置中,指示第一管柱开口428A处在用于与第一套管柱开口420A对准的位置中。在一个实施方案中,第一组一个或多个参考指示器438A可已将第一管柱部分411A保持在第一位置中,指示第一管对准工具430A将与第一套管对准工具424A接合。例如,第一组一个或多个参考指示器438A可被构造来指示第一管柱开口 428A处在用于仅与第一套管柱开口420A对准的位置中,或可不被构造来指示第一管柱开口428A在第二侧向孔422B的第二套管柱开口 420B上方。因此,随着第一管柱41IA和第一组一个或多个参考指示器438A接近第二套管柱开口 420B和/或第二套管对准工具424B,第一组一个或多个参考指示器438A可不提供第一管柱部分41IA正接近第二套管柱开口 420B的任何指示。此外,当第一管柱部分41IA和第一组一个或多个参考指示器438A接近第一套管柱开口 420A和/或第一管对准工具430A将要接合第一套管对准工具424A时,第一组一个或多个参考指示器438A可例如通过对移动提供阻力和/或通过将第一管柱部分411A保持在固定位置,诸如可通过施加大于阀值的轴向力来克服的临时静止位置来指示此情况。在一个实施方案中,第一组一个或多个参考指示器438A可指示何时第一管柱部分411A接近第二套管柱开口 420B以及第一套管柱开口420A,使得第一参考指示器438A和第二参考指示器438B可指示管柱部分位于钻井管418下多远。
[0041 ] 在一个实施方案中,第一管柱部分41IA和第二管柱部分41IB还可包括用于致动一个或多个阀门的一个或多个控制线。与第一管柱开口 428A、第一套管柱开口 420A和/或第一侧向孔422A的相关联的第一阀门444A可由第一组一个或多个控制线442A致动。第一组一个或多个控制线442A可被构造来在打开与关闭位置之间致动第一阀门444A。第二阀门444A可被构造来控制从第二侧向孔422A的流体传送。例如,第一组一个或多个控制线442A可至少从第一管柱开口 428A沿着第一管柱部分41IA和第二管柱部分41IB并延伸至地表。在一个实施方
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