具有旁通限制器的窗口组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体上设及用来在地下地层中的井筒中使用的装置，并且更具体地说(尽 管不一定是排他性地)设及在井系统中的注水泥(cementing)操作期间所使用的窗口组件。
【背景技术】
[0002] 制备横穿含控地下地层的井组件会设及将水泥累送到井筒中的位置的注水泥操 作。注水泥操作在套管柱已延伸到井筒中之后可W密封套管柱与地下地层之间的环空。刮 塞(wiper PlugK也称为"注水泥塞"）可W被用来在注水泥操作期间将水泥泥浆与其他流 体进行分离。水泥泥浆与其他流体之间不充分的分离可能减少水泥特性的可预测性、导致 水泥具有不适宜的特性(例如，降低的强度、增加的固化时间等)或两者。
【附图说明】
[0003] 图1是根据本公开的一个方面的在具有窗口组件的井组件中的注水泥操作的示意 图。
[0004] 图2是根据本公开的一个方面的窗口组件的实例的立体剖视图。
[0005] 图3是根据本公开的一个方面的图2的窗口组件的侧面剖面图。
[0006] 图4是根据本公开的一个方面的示出了环形间隙的实例的图2-图3的窗口组件的 横截面视图。
[0007] 图5是根据本公开的一个方面的图4的环形间隙的细节图。
[000引图6是根据本公开的一个方面的示出了旁通限制器的实例的图2-图3的窗口组件 的横截面视图。
[0009] 图7是根据本公开的一个方面的图6的旁通限制器的细节图。
[0010] 图8是根据本公开的一个方面的窗口组件的另一个实例的立体剖视图。
[0011] 图9是根据本公开的一个方面的窗口组件的又一个实例的立体剖视图。
[0012] 图10是根据本公开的一个方面的示出用于用水泥胶结具有窗口组件的套管柱的 示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013] 本公开的某些方面设及在注水泥操作期间所使用的在套管柱或管路衬套中的窗 口组件。窗口组件可W包括窗口接头。窗口接头可W包括部分管段(诸如，半管状）。窗口接 头可W在套管柱中的管状套管接头的内边缘内对准并且沿着所述内边缘定位。具有窗口接 头的套管接头可W包括在窗口接头与套管接头之间的可W有助于制造组件的环形间隙。在 注水泥操作期间将刮塞累送经过窗口接头可W允许通过环形间隙累送流体来绕过刮塞。窗 口接头处的环形旁路可W在低流量下停止刮塞的进程，并阻止刮塞的进一步的通行。窗口 组件可W包括安装在环形间隙中的旁通限制器。旁通限制器可W减少环形旁路。减少环形 旁路能够减少或防止在低流量下发生刮塞的停止。在一个实例中，旁通限制器可W包括在 窗口组件的制造期间施加到窗口接头的外径的可膨胀的橡胶涂层。可膨胀的橡胶涂层可W 响应于与定型流体的接触而膨胀。在一个实例中，橡胶涂层可W响应于定型流体中存在的 控类而膨胀。橡胶涂层的膨胀能够引起内部环形间隙减小。减小内部环形间隙可W允许在 没有发生刮塞停止的情况下发生低流量的注水泥操作。
[0014] 给出运些说明性实例来将读者引至本文所讨论的一般主题，并且不意图限制公开 概念的范围。下文参考附图描述了各种另外的方面和实例，其中相同的数字指示相同的元 件，并且方向性描述被用来描述说明性方面。下文使用了当说明性方面在附图中进行描绘 时与其有关的方向性描述，诸如"井上"、"井下"等，井上方向是朝向井的表面，并且井下方 向是朝向井的趾部。如同说明性方面，包括在W下部分中的数字和方向性描述不应当被用 来限制本公开。
[0015] 图1示意性地示出了在具有窗口组件112的井系统100中的注水泥操作的实例。井 系统100包括孔，所述孔是延伸穿过各种地球岩层的井筒102。井筒102具有基本竖直部分 104和基本水平部分106。基本水平部分106延伸穿过含控地下地层110。定位在基本竖直部 分104中的套管柱108可W延伸到水平部分106中。
[0016] 套管柱108可W在井筒102中用水泥胶结就位。将套管柱108用水泥胶结就位能够 在井系统100中稳固井筒102用于操作。例如，套管柱108能够减少井筒102的壁的腐蚀，或者 隔离地层110的具有不同特性的部分。
[0017] 套管柱108可W包括多个套管接头116。套管接头116可W是管状元件。套管接头 116可由任何合适的材料制成。非限制性的实例包括钢、侣、铁和玻璃纤维。套管柱108可W 包括一个或多个窗口组件112。窗口组件112可W提供穿过套管柱108的开口 130，开口 130用 于在井系统100的操作中使工具通行。下文中关于图2-图7详细描述了窗口组件112的实例。
[0018] 尽管图1示出了在基本水平部分106中的窗口组件112，然而窗口组件112可被额外 地或可替代地设置于基本竖直部分104中。在一些方面中，窗口组件112可W被设置在更简 单的井筒中，诸如仅具有基本竖直部分104的井筒中。
[0019] 送入工具114可W被插入井筒102中，用于将套管柱108的各部分(诸如套管接头 116、窗口组件112、或套管接头与窗口组件两者)递送到井筒102中。送入工具114可W将套 管柱108的部分定位和对准在一起来形成套管柱108。
[0020] 注水泥操作能够在井筒102中将套管柱108固定就位。水泥泥浆122可W通过套管 柱108的内部被累送至套管柱108的井下端部。通过套管柱108的井下端部128流出的水泥泥 浆122可W在套管柱108的周围移位(如由图1中的流动箭头126所示），来填满套管柱108的 外部与地层110之间的空隙。水泥泥浆122可W经过一段时间硬化和凝固，成为固化水泥。固 化水泥能够相对于井筒102将套管柱108固定就位。
[0021] 底塞118可W在水泥泥浆122之前被部署到套管柱108中，来将水泥泥浆122与套管 柱108中存在的其他流体分离。在非限制性实例中，底塞118可W包括一个或多个柔性径向 刮件，所述一个或多个柔性径向刮件能够适形于套管柱108的内部的横截面区域来阻止处 于所述刮件的一侧上的流体穿过所述横截面区域而与处于所述刮件的另一侧上的流体混 合。底塞118可W行进穿过套管柱108并接触连顶接髓124。底塞118与连顶接髓124之间的接 触能够停止底塞118通过套管柱108的移动。在停止位置中，底塞118中的隔膜可W破裂，W 允许水泥泥浆122流动通过底塞118并通过套管柱108的井下端部流出。
[0022] 顶塞120可W在水泥泥浆122之后被部署到套管柱108中。流体可W在顶塞120之后 被累送，用于推动顶塞120通过套管柱108。顶塞120可W提供在累送的流体与水泥泥浆122 之间的阻隔。累送的流体可W将压力传达至顶塞120的井上端部132。作为响应，顶塞120的 井下端部134可W将压力传达至水泥泥浆122。通过顶塞120传达至水泥泥浆122的压力能够 在注水泥操作期间推动水泥泥浆122通过套管柱108。进入套管柱108中的流体的继续累送 能够将合适量的水泥泥浆122移位通过套管柱108的井下端部，来相对于地层110将套管柱 108保持在适当位置中。
[0023] 图2-图3分别是窗口组件112的实例的立体剖视图和侧面剖面图。图2-图3示出了 定位在窗口组件112内的刮塞204。刮塞204可W是顶塞或底塞，诸如关于图1描述的顶塞120 或底塞118。如上文中关于图1所描述的，刮塞204在注水泥操作中可W穿过窗口组件112。
[0024] 窗口组件112可W包括管状元件200、窗口接头202、一个或多个旁通限制器206、W 及一个或多个定位元件207。管状