用于横向井筒的偏转器组件的制作方法
【专利说明】用于横向井筒的偏转器组件
[0001]背景
[0002]本公开大体涉及井筒选择器组件，并且涉及用于将外圆角组件引导到在井筒内所选择的钻孔中的多偏转器组件。
[0003]在各个深度钻出井以进入地下地质岩层并从其中生产油、气、矿物和其它天然存在的沉积物。可通过横穿地下岩层的井筒产生碳氢化合物。井筒可以是相对复杂的并且包括例如以一定角度从母体井筒或主井筒延伸的一个或多个横向分支。这样的井筒通常称为多横向井筒。可将各种装置和井下工具安装在多横向井筒中以将组件导向特定横向井筒。例如，偏转器为可定位在主井筒中在结合部处并且被构造成将传送到井下的外圆角组件导向横向井筒的装置。一些偏转器还可允许外圆角组件保持在主井筒内并以另外方式绕过结合部而不被导向到横向井筒中。
[0004]将外圆角组件准确地导向到主井筒或横向井筒中往往可能是一项困难的任务。例如，井筒之间的准确选择通常要求使偏转器和外圆角组件两者在井内正确取向。一些偏转器依赖于重力来使外圆角组件恰当地偏转或导向，当偏转器定位在垂直井筒或非水平井筒中时或当偏转器在井筒内以可以防止重力与偏转器协作来使外圆角组件恰当导向的方式取向时，这可能具有挑战性。
[0005]附图简述
[0006]以下附图被包括来说明本公开的某些方面，且不应被视为排他性实施方案。所公开的主题能够实现形式和功能上的大量修改、改变、组合和等同，而不脱离本公开的范围。
[0007]图1A和1B显示了根据本公开的一个或多个实施方案的偏转器组件的等轴视图和等轴分解图；
[0008]图2显示了图1的偏转器组件的横截面侧视图；
[0009]图3A和3B图示了根据一个或多个实施方案的图1A和1B的偏转器组件所具有的可移动板处于缩回位置(图3A)和延伸位置(图3B)时的端视图；
[0010]图4A和4B分别显示了根据一个或多个实施方案的示例性第一和第二外圆角组件；
[0011]图5A-5C图示了根据一个或多个实施方案的图1和2的偏转器组件与图4A的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0012]图6A-6D图示了根据一个或多个实施方案的图1和2的偏转器组件与图4B的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0013]图7显示了根据本公开的一个或多个实施方案的偏转器组件的等轴视图；
[0014]图8显示了图7的偏转器组件的横截面侧视图；
[0015]图9A和9B分别图示了根据一个或多个实施方案的图7的偏转器组件的上部偏转器和下部偏转器的横截面端视图；
[0016]图10A和10B分别显不了根据一个或多个实施方案的不例性第一和第二外圆角组件；
[0017]图11A-11C图示了根据一个或多个实施方案的图7和8的偏转器组件与图10A的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0018]图12A-12D图示了根据一个或多个实施方案的图7和8的偏转器组件与图10B的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0019]图13图示了可实现本公开的原理的示例性多横向井筒系统；
[0020]图14图示了根据一个或多个实施方案的图7的另一个偏转器组件的横截面侧视图；
[0021]图15图示了根据一个或多个实施方案的另一个示例性外圆角组件；
[0022]图16A-16D图示了根据一个或多个实施方案的图7和8的偏转器组件与图15的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0023]图17A-17C图示了根据一个或多个实施方案的图14的偏转器组件与图15的外圆角组件进行示例性操作时的横截面图；
[0024]图18A-18D图示了根据一个或多个实施方案的示例性偏转器组件与图10B的外圆角组件进行操作时的横截面渐进图；
[0025]图19A-19C图示了根据一个或多个实施方案的示例性偏转器组件与图10A的外圆角组件进行操作时的横截面渐进图；
[0026]图20图示了根据一个或多个实施方案的偏转器组件的横截面侧视图；
[0027]图21A-21C图示了根据一个或多个实施方案的图20的示例性偏转器组件与图4A的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0028]图22A-22C图示了根据一个或多个实施方案的图20的示例性偏转器组件与图4B的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；
[0029]图23A-23D图示了根据一个或多个实施方案的偏转器组件与图10B的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图；以及
[0030]图24A-24C图示了根据一个或多个实施方案的偏转器组件与图10A的外圆角组件进行示例性操作时的横截面渐进图。
[0031]说明性实施方案的详述
[0032]在以下对说明性实施方案的详述中，参照形成本发明一部分的附图。足够详细地描述这些实施方案以使本领域技术人员能够实践本发明，且应理解，可利用其它实施方案，并且可进行逻辑结构、机械、电和化学变化，而不偏离本发明的精神或范围。为避免对使本领域技术人员能够实践本文所述实施方案来说非必需的细节，本说明书可以省略本领域技术人员已知的某些信息。因此，以下详述不应理解为限制意义的，且说明性实施方案的范围仅由随附权利要求限定。
[0033]除非另有说明，否则术语“连接”、“接合”、“联接”、“附接”或描述元件间相互作用的其它任何术语的任何形式的使用并不意味着该相互作用局限于元件间的直接相互作用，而且还可以包括所述元件间的间接相互作用。在以下论述中，以及在随附权利要求中，术语“包括”和“包含”是以开放式的方式来使用的，因此应该被解释为“包括但并不限于”。除非另有说明，否则如该整个文献中所使用，“或”并不要求相互排他性。
[0034]本文所用的短语“液压地联接”、“液压地连接”、“液压连通”、“流体地联接”、“流体地连接”和“流体流通”指的是与流体有关的联接、连接或流通形式，和与这些流体相关的相应流或压力。在一些实施方案中，两个组件之间的液压联接、连接或流通描述了使得流体压力可在组件之间或之中传输的方式相关联的组件。对两个组件之间的流体联接、连接或连通的引用描述了使得流体可在组件之间或之中流动的方式相关联的组件。液压联接、连接、或连通的组件可包括其中流体并不在组件之间流动，但尽管如此流体压力可诸如通过膜片或柱塞传输的某些布置。
[0035]本文所述的实施方案涉及能够设置在地下岩层的井筒诸如母体井筒中并在其中执行的系统和方法并且在该井筒内可形成和完成分支井筒。“母体井筒”或“母体钻孔”指的是从其中钻出另一个井筒的井筒。“母体井筒”或“母体钻孔”还称为“主井筒”或“主钻孔”。母体钻孔或主钻孔并不一定直接从地面延伸。例如，它可为另一母体井筒的分支井筒。“分支井筒”、“分支钻孔”、“横向井筒”或“横向钻孔”指的是从其与母体井筒的交叉部分向外钻出的井筒。分支井筒的实例包括横向井筒和侧钻井筒。分支井筒可具有从其中向外钻出的另一个分支井筒，以使得第一分支井筒为第二分支井筒的母体井筒。
[0036]虽然母体井筒在一些实例中可在相对于井表面的基本垂直取向上形成，并且虽然支路井筒在一些实例中可在相对于井表面的基本水平取向上形成，但本文中对母体井筒或分支井筒的引用并不意味着暗示任何特定取向，并且这些井筒各自的取向可以包括垂直的、非垂直的、水平的或非水平的部分。
[0037]本公开大体涉及用于将外圆角组件导向到在井筒内所选择的钻孔中的井筒选择器组件。
[0038]本公开描述了能够基于外圆角组件或外圆角组件的组件的尺寸参数诸如宽度(例如，直径)或长度来使外圆角组件准确地偏转到主井筒或横向井筒中的示例性偏转器组件。更具体来说，在一些实施方案中，偏转器组件具有上部偏转器和下部偏转器，该上部偏转器和该下部偏转器包括可以一定距离分离的组件或可具有预定尺寸的通道或导管。外圆角组件可取决于其尺寸与上部偏转器和下部偏转器相互作用并且偏转到横向井筒中或保持在主井筒内并且继续向井下行进。另外，本文所述的偏转器可允许外圆角组件恰当地偏转，而不管偏转器相对于重力方向的取向如何。所公开的实施方案可以证明对于井操作员来说是有利的，因为能够通过运行具有已知参数的井下外圆角组件的方式准确地进入特定横向井筒。
[0039]参照图1A、1B和2，分别图示了根据本公开的一个或多个实施方案的示例性偏转器组件100的等轴视图、等轴分解图和横截面侧视图。如图所示，偏转器组件100可被布置在管柱102内或以另外方式形成该管柱的整体部分。在一些实施方案中，管柱102可为用于使钻入地下岩层中的井筒内壁成直线的套管柱。在其它实施方案中，管柱102可为在井筒或使井筒成直线的套管内延伸到井下的工作管柱。在任一种情况下，偏转器组件100 —般来说可被布置在母体钻孔或主钻孔104内位于结合部106处或以另外方式从结合部106向井上方向，在该结合部处横向钻孔108从主钻孔104延伸。横向钻孔108可延伸到以一定角度远离母体钻孔或主钻孔104钻出的横向井筒(未示出)中。
[0040]偏转器组件100可包括第一或上部偏转器110a和第二或下部偏转器110b。在一些实施方案中，可使用一个或多个机械紧固件(未示出)等来使上部偏转器110a和下部偏转器110b固定在管柱102内。在其它实施方案中，可使上部偏转器110a和下部偏转器110b在管柱102内焊接到适当位置，而不脱离本公开的范围。在其它实施方案中，上部偏转器110a和下部偏转器110b可形成管柱102的整体部分，诸如由棒形乳材加工而成并且拧入管柱102中。可将上部偏转器110a布置得比下部偏转器110b更靠近表面(未示出)，并且一般来说可将下部偏转器110b布置在结合部106处或附近。
[0041]上部偏转器110a可包括第一板114a和第二板114b，该第一板和该第二板基本相对于管柱102纵向定位并且隔开距离115。距离115可为预定距离，并且第一板114a和第二板114b可基本平行以使得这些板之间的间距相对恒定。替代地，距离115可以指示第一板114a与第二板114b之间、在这些板的上部或井口端117上的间距，而其它区域中的板之间的间距大于或小于距离115。在另一个实施方案中，上部偏转器110a可包括单个板，该板与第二构件隔开距离115。该第二构件可为与管柱102成整体或以另外方式相关联的不可移动或可移动结构。例如，第二构件可为板与其隔开的管柱102的一部分。在另一个实施方案中，第二构件可为附加板。
[0042]如图所示，第一板114a和第二板114b是基本三角形或梯形形状的并且是基本平面的。第一板114a和第二板114b可以各自包括上部倾斜表面116a、116b和下部倾斜表面118a、118b。在一些实施方案中，可能希望第一板114a和第二板114b之一或两者均不包括下部倾斜表面118a、118b。在一些实施方案中，第一板114a和第二板114b中仅一者可以包