高压多孔接合组件以及侧向井眼的完井方法

高压多孔接合组件以及侧向井眼的完井方法
【专利摘要】一种高压多孔接合组件以及侧向井眼的完井方法。高压多孔接合组件，包括：本体，具有上端和下端；管状的主腿，一端具有用于供一工具或另一工具进入的开口，其中，所述主腿的所述一端被螺接连接至所述本体的下端，并提高所述多孔接合组件的高压等级；以及管状的侧腿，一端具有用于供所述工具或所述另一工具进入的开口并在另一端具有另一开口，其中所述侧腿的所述一端被螺接连接至所述本体的下端，并提高所述多孔接合组件的高压等级。
【专利说明】高压多孔接合组件以及侧向井眼的完井方法
[0001]本申请是 申请人:为哈里伯顿能源服务公司的2013年12月3日以PCT国际申请PCT/US2012/037493进入中国国家阶段的中国申请201280027354.4的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请主张于2011年6月3日提交的美国专利申请第13/152，892号的优先权，在此通过援引而并入本文。
[0004]关于联邦资助研究的声明
[0005]不适用。
【技术领域】
[0006]本发明大体涉及一种高压多孔接合组件以及利用这种高压多孔接合组件来完成侧向井眼的方法。
【背景技术】
[0007]井眼通常利用带有被固定至下部自由端的钻头的钻柱来钻出，且随后通过将套管柱设置在井眼内并以水泥将套管柱胶固就位来完成。套管增强井眼的整体性，并在地面与选定地层之间提供用于将处理化学剂注入周围地层内以增大产量、用于接受来自地层的烃流、以及用于为储层管理或处置(disposal)目的而允许引入流体的流动路径。
[0008]在侧向井眼完成之后，在用于生产油和气的侧向井眼完井期间通常使用多孔接合组件。在侧向井眼完井期间的最后阶段，多孔接合组件在钻柱上被下降至井眼内到达侧向井眼从主井眼伸出处的深度。多孔接合组件典型地包括主腿和侧腿。因此，多孔接合组件可由穿入完井偏转器内的主腿来固定。多孔接合组件的侧腿可随后通过侧向井眼来定位，以进行完井和生产操作。多孔接合组件的示例包括哈里伯顿公司(Halliburton)的FlexRi te?和Seal Rite?产品。然而，大多数可买到的产品例如FlexRite?和SeaIRiteS,因为其设计和/或结构，或是不允许重新进入主腿与侧腿以进行完井和生产操作，或是不能承受高于5400psi的井眼压力。

【发明内容】

[0009]本发明利用一种具备在高压条件下重新进入主腿和侧腿的能力以完成侧向井眼的高压多孔接合组件，克服了一个或多个现有技术的缺陷。
[0010]在一个实施例中，本发明包括一种高压多孔接合组件，其包括:i)本体，具有上端和下端；ii)管状的主腿，一端具有供一工具或另一工具进入的开口，其中，主腿的一端被螺接连接至本体的下端，并提高多孔接合组件的高压等级(high-pressure rating,高压额定值)；以及iii)管状的侧腿，一端具有供工具或另一工具进入的开口并在另一端具有另一开口，其中侧腿的一端被螺接连接至本体的下端，并提高多孔接合组件的高压等级。
[0011]在另一实施例中，本发明包括一种高压多孔接合组件，其包括:i)本体，具有上端和下端；ii)管状的主腿，一端具有供一工具或另一工具进入的开口，其中，主腿包括基于本体的外径的具有厚度的壁，该壁提高多孔接合组件的高压等级；以及iii)管状的侧腿，一端具有供工具或另一工具进入的开口并在另一端具有另一开口，其中，侧腿包括基于本体的外径的具有厚度的壁，该壁提高多孔接合组件的高压等级。
[0012]在又一个实施例中，本发明包括一种侧向井眼的完井方法，包括:i)将多孔接合组件下降至主井眼内到达主井眼的压力约等于或大于eooopsi的深度，多孔接合组件包括管状的主腿和管状的侧腿；ii)将主腿固定在主井眼内；iii)通过侧向井眼来定位侧腿；以及iv)使工具进入主腿或侧腿。
[0013]根据多个实施例的以下描述和相关附图，本发明上述的以及其它的目的、特征和优点将会变得对本领域技术人员而言显而易见。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]以下将参考附图来说明本发明，附图中以类似的附图标记来指代类似的元件，而且附图中:
[0015]图1A为示出根据本发明一个实施例的高压多孔接合组件的剖视图。
[0016]图1B为沿图1A中的线1B-1B截取的高压多孔接合组件的剖视图。
[0017]图1C为沿图1A中的线1C-1C截取的高压多孔接合组件的剖视图。
[0018]图2A为示出根据本发明另一实施例的高压多孔接合组件的剖视图。
[0019]图2B为示出沿图2A中的线2B-2B截取的高压多孔接合组件的另一实施例的剖视图。
[0020]图2C为沿图2A中的线2C-2C截取的高压多孔接合组件的剖视图。
[0021]图3为示出具有多个稳定器的高压多孔接合组件的另一实施例的侧视图。
【具体实施方式】
[0022]以下多个优选实施例的详细说明参考了附图，附图构成本申请的一部分，而且在附图中以示例方式示出了可实施本发明的具体的优选实施例。这些实施例被充分详细说明，以使本领域技术人员能够实施本发明，而且应理解，也可利用其它实施例而且可进行逻辑变化而不背离本发明的精神和范围。因此，本申请主张的主题也可结合其它现有或将来的技术按其它方式来具体实施，以包括与本说明书所描述的结构、步骤以及组合类似的结构、步骤以及组合。因此，不应在限定意义上看待以下的详细描述，而且本发明的范围仅由所附权利要求书来限定。
[0023]现参考图1A，其示出了高压多孔接合组件100的一个实施例的剖视图。多孔接合组件100包括本体102、主腿112以及侧腿128。本体102包括上端104、下端106以及外径146，这在图1B中示出。本体102的下端106包括带有内螺纹109的主腿插孔108和带有内螺纹111的侧腿插孔110。这里描述的多个高压多孔接合组件实施例的各部件的螺纹连接部被定向，但不限于描述的每个部件具体的内螺纹或外螺纹，而且可基于每个实施例的部件的优选结构，包括内螺纹而非外螺纹、或包括外螺纹而非内螺纹。
[0024]主腿112的一端包括供工具进入的开口 114，而另一端116封闭。主腿112还包括基于本体102的外径146的具有厚度的壁、内径以及外径。位于主腿112的一端的外螺纹118构成与本体102的主腿插孔108中的内螺纹109的螺纹连接部，这样能够提高多孔接合组件100的高压等级。主腿112可包括如图1A所示的多个部件，包括分别位于外螺纹120、126与内螺纹122、124之间的多个螺纹连接部。因此，构成主腿112的各个部件的螺纹连接部也能够提高多孔接合组件100的高压等级。而且，主腿112的管式设计和壁能够进一步提闻多孔接合组件100的闻压等级。
[0025]侧腿128包括位于一端供工具进入的开口 130以及位于另一端的另一开口 132。侧腿128也包括基于本体102的外径146的具有厚度的壁、内径以及外径。位于侧腿128的一端的外螺纹134构成与本体102的侧腿插孔110中的内螺纹111的螺纹连接部，这样能够提高多孔接合组件100的高压等级。侧腿128可包括如图1A所示的多个部件，包括分别位于外螺纹136、142与内螺纹138、140之间的多个螺纹连接部。因此，构成侧腿128的各个部件的螺纹连接部也能够提高多孔接合组件100的高压等级。而且，侧腿128的管式设计和壁能够进一步提高多孔接合组件100的高压等级。如图1A所示，尽管侧腿128的内径大于主腿112的内径，但侧腿128的内径也可小于或等于主腿112的内径。
[0026]多孔接合组件100的本体102还可包括位于本体102内的偏转器144，以基于一工具的直径来选择性地将该工具引导至主腿112或侧腿128内。如果工具的直径小于主腿112的内径，则相同的工具可被用来进入主腿112的开口 114以及侧腿128的开口 130。在此情况下，通过以重力将工具引导至主腿112的下部开口 114的方式，使多孔接合组件100和/或工具定向，工具可被引导而进入主腿112的开口 114。然而，如果工具的直径大于主腿112的内径，则另一工具可优选仅进入侧腿128的开口 130。在此情况下，工具横跨偏转器144进入侧腿128的开口 130内。
[0027]如图1B所示，图1B是沿图1A中的线1B-1B截取的高压多孔接合组件100的剖视图，主腿112的外径与侧腿128的外径之和不大于本体102的外径146。因此，多孔接合组件100不包括任何会削弱其自由地横跨衬有套管的井眼的能力的焊接连接部。
[0028]如图1C所示，图1C是沿图1中的线1C-1C截取的高压多孔接合组件100的剖视图，稳定器148可利用螺钉152被连接至主腿112，稳定器148包括用于容纳侧腿128的开口 150。可选地，稳定器可被连接至侧腿128，而且包括用于容纳主腿112的开口。
[0029]现参考图2A，其示出了高压多孔接合组件200的另一实施例的剖视图。多孔接合组件200包括本体202、主腿212和侧腿228。本体202包括上端204、下端206和外径246 (在图2B中示出)。本体202的下端206包括带有内螺纹209的主腿插孔208以及带有内螺纹211的侧腿插孔210。
[0030]主腿212的一端包括供工具进入的开口 214而在另一端216封闭。主腿212还包括基于本体202的外径246的具有厚度的壁、内径以及外径。位于主腿212的一端的外螺纹218构成与本体202的主腿插孔208的螺纹209的螺纹连接部，这样能够提高多孔接合组件200的高压等级。主腿212可包括如图2A所示的多个部件，包括分别位于外螺纹220、225与内螺纹222、224之间的螺纹连接部。与图1A相比，主腿212包括带有外螺纹226与内螺纹227之间的螺纹连接部的附加的部件。因此，构成主腿212的各个部件的螺纹连接部也能够提高多孔接合组件200的高压等级。而且，主腿212的管式设计和壁能够进一步提高多孔接合组件200的高压等级。
[0031]侧腿228的一端包括供工具进入的开口 230以及另一端包括另一开口 232。侧腿228也包括基于本体202的外径246的具有厚度的壁、内径以及外径。位于侧腿228的一端的外螺纹234构成与本体202的侧腿插孔210中的内螺纹211的螺纹连接部，这样能够提高多孔接合组件200的高压等级。侧腿228可包括如图2A所示的多个部件，包括分别位于外螺纹236、242与内螺纹238、240之间的螺纹连接部。因此，构成侧腿228的各个部件的螺纹连接部也能够提高多孔接合组件200的高压等级。而且，侧腿228的管式设计和壁能够进一步提高多孔接合组件200的高压等级。如图2A所示，尽管侧腿228的内径大于主腿212的内径，但侧腿228的内径也可小于或等于主腿212的内径。
[0032]多孔接合组件200的本体202还可包括位于本体202内的偏转器244，以基于工具的直径来选择性地将工具引导至主腿212或侧腿228内。如果工具的直径小于主腿212的内径，则相同的工具可被用来进入主腿212的开口 214以及侧腿228的开口 230。在此情况下，通过以重力将工具引导至主腿212的下部开口 214的方式，使多孔接合组件200和/或工具定向，工具可被引导而进入主腿212的开口 214。然而，如果工具的直径大于主腿212的内径，则另一工具可优选仅进入侧腿228的开口 230。在此情况下，工具横跨偏转器244进入侧腿228的开口 230内。
[0033]如图2B所示，图2B是沿图2B中的线2B-2B截取的高压多孔接合组件200的剖视图，主腿212的外径与侧腿228的外径之和不大于本体202的外径246。因此，多孔接合组件200不包括任何会削弱其自由地横跨衬有套管的井眼的能力的焊接连接部。
[0034]如图2C所示，图2C是沿图2A中的线2C-2C截取的高压多孔接合组件200的剖视图，主腿212包括稳定器248，稳定器248具有用于容纳侧腿228的开口 250。尽管这是优选实施例，但侧腿228可包括具有用于容纳主腿212的开口的稳定器。
[0035]此处所述高压多孔接合组件可用来按照以下参考图3所描述的方式完成侧向井眼。高压多孔接合组件300被下降至主井眼内到达主井眼的压力约等于或大于6000psi的深度。多孔接合组件300包括大体管状的主腿312和大体管状的侧腿328。主腿312利用完井偏转器被固定在主井眼内，完井偏转器可被定位在处于侧向井眼下方的主井眼中以固定主腿312。侧腿328通过侧向井眼被定位，其中，用于完井和生产操作的工具可进入主腿312和/或侧腿328。基于工具的直径，利用偏转器344将工具偏转至侧腿328内，而使工具可选择性地进入或重新进入侧腿328。
[0036]主腿312可随着多孔接合组件300被下降至主井眼内，借助稳定器相对于侧腿328被稳定。在图3中有三个单独的稳定器348、358和368。稳定器348可位于靠近多孔接合组件300的上端304。每个稳定器348、358、368随着多孔接合组件300被下降至主井眼内，使主腿312相对于侧腿328稳定。每个稳定器348、358和368被连接至主腿312，稳定器具有用于容纳侧腿328的开口。可选地，每个稳定器可被连接至侧腿328、具有用于容纳主腿312的开口，或主腿312可如参考图2C所描述的方式包括每个稳定器348、358、368。通过设置附加的多个稳定器，主腿312和侧腿328可在多孔接合组件300被转动并下降至主井眼内时保持对齐，不翘起。每个稳定器348、358、368还有助于将侧腿328保持在上侧而将主腿312保持在下侧(这是优选的)。
[0037]尽管本文已示出并描述了多个具体实施例，但本领域普通技术人员将理解，被推测实现相同目的的任何排布均可为所示具体实施例替代。本申请旨在涵盖本发明的任何修改或变化方案。因此，本发明显然仅由所附权利要求书及其等同方案来限定。
【权利要求】
1.一种高压多孔接合组件，包括: 本体，具有上端和下端； 管状的主腿，一端具有用于供一工具或另一工具进入的开口，其中，所述主腿的所述一端被螺接连接至所述本体的下端，并提高所述多孔接合组件的高压等级；以及 管状的侧腿，一端具有用于供所述工具或所述另一工具进入的开口并在另一端具有另一开口，其中所述侧腿的所述一端被螺接连接至所述本体的下端，并提高所述多孔接合组件的闻压等级。
2.根据权利要求1所述的多孔接合组件，还包括:偏转器，位于所述本体内，用于基于所述工具的直径，选择性地将所述工具或所述另一工具引导至所述侧腿内。
3.根据权利要求1所述的多孔接合组件，其中，所述主腿包括基于所述本体的外径的具有厚度的壁，所述壁提高所述多孔接合组件的高压等级。
4.根据权利要求1所述的多孔接合组件，其中，所述侧腿包括基于所述本体的外径的具有厚度的壁，所述壁提高所述多孔接合组件的高压等级。
5.根据权利要求1所述的多孔接合组件，其中，所述本体包括外径，所述主腿包括外径，而且所述侧腿包括外径，所述主腿的外径与所述侧腿的外径之和不大于所述本体的外径。
6.根据权利要求5所述的多孔接合组件，其中，所述主腿包括内径，而且所述侧腿包括内径。
7.根据权利要求6所述的多孔接合组件，其中，所述侧腿的内径大于所述主腿的内径。
8.根据权利要求6所述的多孔接合组件，其中，所述侧腿的内径等于所述主腿的内径。
9.根据权利要求1所述的多孔接合组件，其中，所述主腿包括稳定器，所述稳定器具有用于容纳所述侧腿的开口。
10.根据权利要求1所述的多孔接合组件，还包括:稳定器，被连接至所述主腿或所述侧腿，所述稳定器具有用于容纳所述主腿或所述侧腿的开口。
11.一种高压多孔接合组件，包括: 本体，具有上端和下端； 管状的主腿，一端具有用于供一工具或另一工具进入的的开口，其中，所述主腿包括基于所述本体的外径具有厚度的壁，所述壁提高所述多孔接合组件的高压等级；以及 管状的侧腿，一端具有用于供所述工具或所述另一工具进入的开口并在另一端具有另一开口，其中，所述侧腿包括基于所述本体的外径具有厚度的壁，所述壁提高所述多孔接合组件的闻压等级。
12.根据权利要求11所述的多孔接合组件，还包括:偏转器，位于所述本体内，用于基于所述工具的直径，选择性地将所述工具或所述另一工具引导至所述侧腿内。
13.根据权利要求11所述的多孔接合组件，其中，所述主腿的所述一端被螺接连接至所述本体的下端并提高所述多孔接合组件的高压等级。
14.根据权利要求11所述的多孔接合组件，其中，所述侧腿的所述一端被螺接连接至所述本体的下端，并提高所述多孔接合组件的高压等级。
15.根据权利要求11所述的多孔接合组件，其中，所述本体包括外径，所述主腿包括外径，而且所述侧腿包括外径，所述主腿的外径与所述侧腿的外径之和不大于所述本体的外径。
16.根据权利要求15所述的多孔接合组件，其中，所述主腿包括内径，而且所述侧腿包括内径。
17.根据权利要求16所述的多孔接合组件，其中，所述侧腿的内径大于所述主腿的内径。
18.根据权利要求16所述的多孔接合组件，其中，所述侧腿的内径等于所述主腿的内径。
19.根据权利要求11所述的多孔接合组件，其中，所述主腿包括稳定器，所述稳定器具有用于容纳所述侧腿的开口。
20.根据权利要求11所述的多孔接合组件，还包括:稳定器，被连接至所述主腿或所述侧腿，所述稳定器具有用于容纳所述主腿或所述侧腿的开口。
21.一种侧向井眼的完井方法，包括: 将多孔接合组件下降至主井眼内到达所述主井眼中的压力约等于或大于6000PSI的深度，所述多孔接合组件包括管状的主腿和管状的侧腿； 将所述主腿固定于所述主井眼内； 通过所述侧向井眼来定位所述侧腿；以及 使工具进入所述主腿或所述侧腿。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括:在所述多孔接合组件被下降至所述主井眼内时，借助稳定器使所述主腿相对于所述侧腿稳定。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，使用偏转器，基于所述工具的直径将所述工具偏转到所述侧腿中，而使所述工具选择性地进入所述侧腿。
24.根据权利要求21所述的方法，还包括:将完井偏转器定位在处于所述侧向井眼下方的所述主井眼中以固定所述主腿。
25.根据权利要求22所述的方法，其中，所述稳定器被连接至所述主腿或所述侧腿，而且包括用于容纳所述主腿或所述侧腿的开口。
26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述主腿包括所述稳定器，而且所述稳定器包括用于容纳所述侧腿的开口。
27.根据权利要求22所述的方法，还包括:将所述稳定器定位在靠近所述多孔接合组件的上端。
【文档编号】E21B41/00GK104033130SQ201410264233
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年5月11日 优先权日:2011年6月3日
【发明者】大卫·乔·斯蒂尔 申请人:哈利伯顿能源服务公司