專利名稱：井筒分支襯管放置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及井筒工具和操作，包括尤其是一種在分支井筒放置井筒襯管的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
分支井筒從主井筒延伸。多分支井可具有若干從緊鄰的主井筒延伸的分支井筒。主井筒與從其延伸的分支井筒形成連接處。通常，分支井筒通過在主井筒壁上開的側(cè)孔進入。有時，側(cè)孔開口預(yù)制在套管中，分支井筒從中鉆穿并從那里延伸；有時，側(cè)孔完全通過鉆開主井筒的套管和水泥，若存在的話，穿過鉆孔壁并向外鉆出而形成。如圖1所示，分支井筒10從主井筒12以銳角延伸。由于井筒通常形成為具有圓形截面，側(cè)孔14經(jīng)常為橢圓形的，或者為如圖所示，一種具有基本上V形井底端14a和位于分支井筒上端16處的更圓潤的上部界限14b的淚滴形狀。雖然示出的主井筒用套管15封裝并包括環(huán)狀水泥17，井筒也可為沒有套管或水泥內(nèi)層的裸眼井筒。在這種情況下，側(cè)孔可成為從主井筒壁到分支井筒壁的過渡部分。如果希望給分支井筒加襯管，有時候很難相對于側(cè)孔精確定位襯管，因此，襯管的井口經(jīng)常沿分支井筒置于與側(cè)孔具有一定距離的位置。這使得側(cè)孔和襯管之間的井筒有裸眼區(qū)域。該裸眼區(qū)域可退化，或甚至可能塌陷，尤其在井筒操作開始時。一些解決辦法是將法蘭連接至襯管的上端，使得法蘭可抵靠主井筒的側(cè)孔安裝以便定位襯管。然而，法蘭保持伸入到主井筒，會對從那里進入產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)明了一種在通過具有V形井底端的側(cè)孔進入的分支井筒中放置襯管的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括送入工具，所述送入工具可包括上端，下端，置于上端和下端之間的鍵狀部件，以及井底端上可釋放地固定井筒襯管至所述送入工具的襯管接合部分，其中，通過所述上端從表面操縱所述送入工具，所述鍵狀部件從所述送入工具突出并用于定位側(cè)孔的V形井底端，所述襯管接合部分配置成鄰近所述鍵狀部件固定襯管，并使所述鍵狀部件在襯管之上突出，襯管從下端延伸。本發(fā)明也提供了一種在從主井筒延伸的分支井筒放置井筒襯管的方法，所述方法包括:(i)將襯管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端，以及從所述井口端突出并用于定位側(cè)孔V形井底端的鍵狀部件，可從表面通過井口端操縱該送入工具，所述分支井筒從該側(cè)孔向外延伸；(ii)操縱所述送入工具將襯管送入分支井筒；(iii)采用所述送入工具鍵狀部件來定位通向分支井筒的側(cè)孔的V形井底端，并且驅(qū)動送入工具旋轉(zhuǎn)并將所述襯管放置在分支井筒內(nèi)；(iv)從所述送入工具釋放所述襯管；以及(V)從所述井筒收回包括鍵狀部件的送入工具。本發(fā)明進一步提供了一種在從主井筒延伸的分支井筒放置井筒襯管的方法，所述方法包括:(i)將襯管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端，以及從所述井口端突出并用于定位側(cè)孔的V形井底端的鍵狀部件，可從表面通過井口端操縱該送入工具，所述分支井筒從該側(cè)孔向外延伸；(ii)操縱所述送入工具將襯管送入分支井筒；(iii)采用所述送入工具鍵狀部件來定位通向分支井筒的側(cè)孔的V形井底端；(iv)設(shè)置安裝結(jié)構(gòu)，將所述襯管固定在分支井筒內(nèi)，襯管和安裝結(jié)構(gòu)均沒有突出到主井筒內(nèi)的部分；(V)從所述送入工具釋放所述襯管；以及(vi)從所述井筒收回包括鍵狀部件的送入工具。應(yīng)當(dāng)理解的是，顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可從以下詳細(xì)的描述中獲得本發(fā)明的其他方面，其中以實例顯示和說明了本發(fā)明的各種實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，本發(fā)明能夠有其他不同的實施例，其細(xì)節(jié)可以在不同方面進行修改，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，附圖和詳細(xì)描述應(yīng)被認(rèn)為在本質(zhì)上是說明性的而非限制性的。


參考附圖，本發(fā)明的一些方面僅是作為舉例并且不是作為限制在附圖中詳細(xì)示出，其中:圖1為井截面示意圖，顯示主井筒和分支井筒的井筒連接處。圖2為襯管送入工具的示意圖。圖3為圖2襯管送入工具沿線1-1的截面示意圖。圖4為放置襯管的操作中的井筒連接處的襯管送入工具的示意圖。圖5為運送襯管的襯管送入工具的示意圖。圖6a為將襯管安裝到分支井筒內(nèi)時，圖5的襯管送入工具的示意圖。圖6b為安裝在分支井筒內(nèi)的圖6a中襯管的示意圖。
具體實施例方式隨后的說明及其描述的實施例僅以舉例說明或說明本發(fā)明各個方面的原理和具體實施例的方式提供。這些實施例僅用于解釋而非限制本發(fā)明的原理和各個方面。附圖不一定按比例繪制，有時候為了更清楚地描述某些特征，會夸大一些比例。在整個附圖中，有時，相同的附圖標(biāo)記用來指代相似但不一定為相同的部件。例如，應(yīng)當(dāng)注意的是，圖4的送入工具在某些方面不同于圖2，盡管兩幅圖中使用了相同的編號。參考附圖，分支井筒10在連接處從主井筒12延伸，所述連接處通常為圖1和圖4示出的區(qū)域。分支井筒通過在主井筒壁上開的側(cè)孔14進入，在本實施例中，側(cè)孔14是通過磨銑(milling)套管15形成的開口并允許進入從主井筒以銳角延伸到側(cè)孔以外的分支井筒。由于井筒通常形成為具有圓形截面，側(cè)孔經(jīng)常為上部界限14b限定的橢圓形的或淚滴狀，其中分支井筒的上邊緣16首先從主井筒朝外延伸。側(cè)孔14的橢圓形形狀形成基本上V形的井底端14a。送入工具18用于在分支井筒內(nèi)放置井筒襯管20，該襯管的上端20a直接鄰接該側(cè)孔但避免放置成襯管的一部分延伸到主井筒內(nèi)。送入工具可包括井口端18a，井底端18b，用于定位通向分支井筒的側(cè)孔的V形井底端的鍵狀部件22，以及用于接合井筒襯管的襯管接合部分24，通過所述井口端從表面操縱送入工具，所述襯管接合部分配置成可釋放地固定鄰近該鍵狀部件的襯管的襯管上端20a并且(在該鍵狀部件的另一側(cè))背對該井口端。
用于連接至表面并從表面操作的井口端18a可以不同的方式形成。例如，井口端可以與井筒工作管柱形成為一體，或通過螺紋、定形或其他連接配置與井筒工作管柱連接，所述井筒工作管柱可以是諸如管式管柱、桿管柱或連續(xù)油管。襯管接合部分可采取各種形式，但只要與襯管可釋放地接合。襯管接合部分形成為與襯管接合，使得襯管可在某種程度上由送入工具操縱并可被驅(qū)動與襯管脫離，使得送入工具可從與襯管的接合中被釋放。送入工具，例如通過襯管接合部分，可實現(xiàn)或部分實現(xiàn)推動、承重、軸向旋轉(zhuǎn)襯管等。襯管接合部分置于井底端18b并與襯管接合使得襯管固定于井底端并使井底端遠(yuǎn)離井口端延伸。在一個實施例中，井口端沒有襯管接合部件，使得與襯管的所有接合都通過鍵狀部件下面的井底端。襯管接合部分·可包括可釋放地接合鄰近襯管井口端的襯管壁的夾持部26。在一個實施例中，例如，夾持部26環(huán)繞并暴露于工具本體。夾持部可定位成在鄰近襯管井口端處與襯管壁接合并可釋放地從該襯管脫離。夾持部可包括剪切銷、一個或多個金屬制成的可擴展部件，諸如一個或多個卡瓦、伸縮環(huán)等，或諸如可膨脹或可擠壓部件等的彈性體。在一個實施例中，夾持部為可擴展部件，可擴展以便與鄰近襯管井口端的襯管外壁表面或更通常為內(nèi)壁表面接合并且可縮回以·與襯管脫離。可提供機構(gòu)30以便驅(qū)動夾持部相對于襯管進入或離開接合位置。鍵狀部件22置于襯管接合部分24和井口端18a之間的本體上。定位并形成鍵狀部件22，使得襯管接合在襯管接合部分時，該鍵狀部件暴露于操作的襯管之上以便定位側(cè)孔。鍵狀部件22進一步固定于襯管接合部分，使得在鍵狀部件處，本體的旋轉(zhuǎn)直接傳導(dǎo)到襯管接合部分，從而鍵狀部件處工具的任何旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致襯管接合部分同樣的旋轉(zhuǎn)。鍵狀部件用于確保將襯管適當(dāng)放置在分支井筒。鍵狀部件從送入工具本體伸出，實際增加了送入工具在鍵狀部件處的直徑使得鍵狀部件處工具不能進入分支井筒。由于尺寸過大并且不能輕易地從側(cè)孔前移，從送入工具本體延伸出的鍵狀部件22可用來定位側(cè)孔。例如，隨著工具從側(cè)孔移入分支井筒，鍵狀部件22可卡在側(cè)孔的邊緣上，防止工具從側(cè)孔進一步前移并且防止工具沿移動鍵狀部件抵靠側(cè)孔邊緣的方向旋轉(zhuǎn)。例如，送入工具可被送入并大約處于側(cè)孔的位置，襯管一直延伸穿過側(cè)孔。隨后，所述鍵狀部件將至少被擴展。隨后，送入工具可軸向和/或旋轉(zhuǎn)地向井中移動，直至管柱情況顯示鍵狀部件已被卡在側(cè)孔的邊緣。例如，如果移動管柱時，在管柱的進一步前移中感測到阻力，可以確定鍵狀部件被卡在側(cè)孔的邊緣，從而阻止了管柱在那個方向上的進一步移動。鍵狀部件22可從送入工具主體永久性地突出，可通過偏置使其在通常情況下從送入工具突出，但是如果施加了足夠的力來克服偏置力的話，是可縮回的，或者，在通常情況下是縮回的，當(dāng)需要鍵狀部件處于期望的位置時，可釋放到該期望的伸展位置(偏置或不偏置)?？蓴U展的鍵狀部件可由機構(gòu)驅(qū)動，該機構(gòu)將鍵狀部件保持非工作形態(tài)，例如基本上縮回的位置，然后將其釋放以采取工作形態(tài)。該機構(gòu)可由電氣、液壓、偏置和/或機械裝置操作，并且可由電氣、信號、液壓、對井筒情況(流體靜壓力)的敏感度或定時器驅(qū)動。例如，可形成鍵狀部件以定位側(cè)孔，尤其是側(cè)側(cè)孔的井底V形端。通過鉆削形成的側(cè)側(cè)孔下端的形狀和形式，諸如磨銑井底端是周知的，并且可相應(yīng)地形成鍵狀部件。如果側(cè)孔在表面形成，井底端的形狀尤其是已知的并且可相應(yīng)地形成鍵狀部件。鍵狀部件22可形成為，如通過選擇下列一個或多個因素定位側(cè)孔:(i)從送入工具主體延伸的角α，( ) 一邊到另一邊、底部到尖端的橫截面形狀(參見線r)，(iii)(頂部到底部)縱截面形狀(參見線I)等。選擇一個或多個這些因素可使鍵狀部件22真正落在并可釋放地保持在側(cè)孔的井底V形端。例如，鍵狀部件可從送入工具延伸并具有井底外懸端，尤其是從工具本體以銳角延伸?？商娲鼗蛄硗獾?，鍵狀部件的井底端可具有基本上V形縱截面，其中側(cè)壁某種程度上朝鍵狀部件的下端形成錐形。可替代地或另外地，可選擇與側(cè)孔具有低摩擦的相互作用的鍵狀部件22。例如，鍵狀部件可具有無尖角的平滑彎曲側(cè)面，使鍵狀部件沿側(cè)孔的邊緣更容易地行進，以便鍵狀部件，從而送入工具，可在鍵狀部件卡在邊緣之后沿側(cè)孔向下移動。鍵狀部件22可為僅有的定位裝置，送入工具上唯一用來相對于側(cè)孔定向所述工具的部件。在鍵狀部件定位側(cè)孔并可驅(qū)動工具旋轉(zhuǎn)以便定位和變?yōu)槲挥趥?cè)孔井底端的同時，主井筒或送入工具上不需要其他的鍵槽或斜口管鞋狀部件(mule shoes)。如上所述，鍵狀部件置于襯管接合部分之上并且即使當(dāng)襯管接合在送入工具的襯管接合部分時，該鍵狀部件仍是暴露的，以便鍵狀部件仍然可用來將襯管引導(dǎo)到相對于側(cè)孔的位置。鍵狀部件可用作將襯管安裝到送入工具的參考點。特別地，鍵狀部件在將襯管安裝到送入工具時，可突出并用作阻止襯管的擋塊?？商娲?，送入工具可包括襯管位置指示器，以便于將工具上的襯管軸向和/或旋轉(zhuǎn)定位。在一個實施例中，所述指示器包括止動法蘭32，當(dāng)襯管接合在送入工具上時，襯管端20a與該止動法蘭32鄰接并背對其向外延伸。止動法蘭32可用來幫助襯管軸向和/或旋轉(zhuǎn)定位于襯管接合部分，并可提供力施加表面，送入工具可通過其施加力，諸如向任何固定在其上的襯管提供推力。止動法蘭可正交于長心軸延伸。在另一個實施例中，止動法蘭可在繞心軸的橢圓路徑延伸，以便容置襯管上端的楔狀物。送入工具本體可包括從井口端的開口 36a延伸的內(nèi)孔34，以便可與襯管接合部分連通，諸如流體連通，并驅(qū)動襯管接合部分。在一個實施例中，內(nèi)孔完全貫穿在井口端的開口和鄰近襯管接合部分的開口 36b之間的送入工具本體，使流體和/或工具通過送入工具連通到任意固定于其上的襯管的內(nèi)孔，這樣對驅(qū)動襯管部件，例如襯管懸掛器、端口和/或封隔器，是有用的。送入工具本體或襯管可具有鉸接部分，能以連接處限定的角更容易地彎曲送入工具?？商娲鼗蛄硗獾兀ぞ呋蛞r管可具有轉(zhuǎn)環(huán)，使工具在適當(dāng)位置，諸如側(cè)孔的井底V形端旋轉(zhuǎn)以定位鍵狀部件22。在示出的實施例中，鉸接接頭40提供在工具18上，轉(zhuǎn)環(huán)42提供在連接襯管接合部分的點下面的襯管內(nèi)。如果需要較強的工具控制，例如使襯管的操縱變得更加可控，鉸接接頭40和/或轉(zhuǎn)環(huán)42可省去或只在所選時間內(nèi)變得可操作，諸如當(dāng)工具適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉诰讜r。襯管20可選擇成隨送入工具操作并可選擇地定位于井中。如上所述，襯管可具有楔形的上端。例如，襯管的上端20a可形成為遵循待襯管定位在其內(nèi)的分支井筒的側(cè)孔形狀。襯管上端可與其長軸以一定角度穿越長軸切削，使其具有逐漸變細(xì)的端部。所述角可對應(yīng)于分支井筒從主井筒斜出的角度。在另一個實施例中，所述端可從一側(cè)到另一側(cè)設(shè)置成凹形并遵循主井筒的曲率。楔形上端朝一端逐漸變細(xì)，可能從一側(cè)到另一側(cè)設(shè)置成凹形。襯管也可或可替代地包括如上所述的轉(zhuǎn)環(huán)42。襯管20可進一步包括可操作成在分支井筒中固定襯管的安裝結(jié)構(gòu)。安裝結(jié)構(gòu)沿襯管的長度定位，使其不會延伸到襯管上端之外，從而襯管及其所有的部件可整個定位于分支井筒中，而不會突出到主井筒內(nèi)。在一個實施例中，襯管在襯管上端或與襯管上端相隔的位置帶有襯管懸掛器。襯管可帶有用于密封襯管周圍的環(huán)狀空間，即襯管和分支井筒壁之間的區(qū)域的環(huán)狀封隔器。襯管可帶有用于將襯管固定于分支井筒內(nèi)的錨固卡瓦。封隔器和卡瓦可用作襯管懸掛器。使用中，所述工具可用于一種放置井筒襯管的方法，所述方法包括:(i)將襯管支承在送入工具上，(ii)操縱所述送入工具以將襯管送入分支井筒，(iii)采用所述送入工具鍵狀部件來定位側(cè)孔的V形下端，(iv)從所述送入工具釋放所述襯管，以及(V)從所述井筒收回包括鍵狀部件的送入工具，使襯管處于井筒襯管的適當(dāng)位置。在一個實施例中，襯管的上端可形成為遵循待襯管定位在其內(nèi)的分支井筒的側(cè)孔的形狀。襯管上端可與其長軸以一定角度切削，使其具有逐漸變細(xì)的端部。所述角可對應(yīng)于分支井筒從主井筒斜出的角度。在另一個實施例中，所述端可從一側(cè)到另一側(cè)設(shè)置成凹形并遵循主井筒的曲率。這種成形可使上端朝一端逐漸變細(xì)的楔形,并可能從一側(cè)到另一側(cè)設(shè)置成凹形。采用送入工具鍵狀部件來定位側(cè)孔的V形下端用以確保送入工具在分支井筒中適當(dāng)定向，其繼而確保襯管上端在連接處適當(dāng)定向，例如，使襯管錐形端定位于分支井筒的井口端并且襯管及其所有部件可完全定位于分支井筒中，而襯管的任何部件或其安裝結(jié)構(gòu)不會突出到主井筒內(nèi)。在一個實施例中，采用所述送入工具鍵狀部件包括軸向和/或旋轉(zhuǎn)地移動所述送入工具，以便將鍵狀部件卡在側(cè)孔上，來識別側(cè)孔的位置。采用送入工具鍵狀部件也可或可替代地包括在鍵狀部件被側(cè)孔卡住時移動所述送入工具，使鍵狀部件朝側(cè)孔的V形井底端沿側(cè)孔壁向下騎靠，通過使送人工具降低和/或旋轉(zhuǎn)來定向送入工具。在另一個實施例中，采用所述送入工具鍵狀部件包括鄰接所述鍵狀部件至側(cè)孔，使得所述送入工具不會進一步前移進入分支井筒。采用可包括監(jiān)測管柱的運動的阻力，例如通過監(jiān)測管柱的重量和/或扭矩來確定鍵狀部件被卡在側(cè)孔的邊緣。在一個實施例中，只在所述送入工具被送入井中所選位置之后才開始采用。例如，只在送入工具確定為接近側(cè)孔深度時，才開始采用鍵狀部件，正如可通過工作管柱的長度、鉆桿記錄來確定。采用可包括從縮回位置擴展鍵狀部件。例如在一個實施例中，例如，操縱送入工具可包括在非工作形態(tài)，使鍵狀部件保持諸如部分或全部縮回。在另一個實施例中，采用所述送入工具鍵狀部件包括使襯管的上端相對于襯管的下部繞襯管的長軸旋轉(zhuǎn)，以便將襯管的上端適當(dāng)定位在鄰近側(cè)孔的分支井筒上部。襯管將鄰近側(cè)孔放置，但襯管的任何部分不會從分支井筒突出到主井筒中。襯管上端與側(cè)孔可間隔小于10m，也可以小于5m。在一個實施例中，襯管的上端可置于距離側(cè)孔一米之內(nèi)，也可能基本上與側(cè)孔平齊，或換句話說，側(cè)襯管的上部界限可基本上與形成側(cè)孔的主井筒內(nèi)壁在一個平面。在該位置，分支井筒在其傾斜端基本上整個襯有側(cè)襯管，基本上可避免連接處的有問題的塌陷。收回送入工具可包括從襯管的接合處釋放襯管接合部分。在另一個實施例中，從送入工具釋放襯管之前，可驅(qū)動襯管部件。例如，在一個實施例中，可設(shè)置諸如襯管懸掛器的安裝結(jié)構(gòu)，以便將襯管固定于井筒?？稍O(shè)置環(huán)狀封隔器，以便密封襯管和井筒壁之間的環(huán)狀空間，從而設(shè)置密封以防止流體沿環(huán)狀空間流動?？稍O(shè)置卡瓦，將襯管錨固到井筒壁上。封隔器和卡瓦可為襯管懸掛器的一部分或獨立形成。驅(qū)動襯管部件可包括從表層到襯管部件的連通，例如將加壓流體連通到襯管部件，以便利用液壓驅(qū)動它們。連通加壓流體可包括使流體流過送入工具本體。驅(qū)動部件可包括使驅(qū)動裝置，諸如驅(qū)動球穿過送入工具，以便操縱其下方的部件。在收回之后，襯管保留在分支井筒中，并在襯管和分支井筒壁之間有裸露的環(huán)狀區(qū)域。設(shè)置了一個或多個封隔器的情況，不需要注水泥。同樣地，在一個實施例中，該方法可包括收回的同時鄰近分支井筒的上端留下了環(huán)狀裸露，可避免將水泥注入到分支井筒。參考圖5和圖6，顯示了用于在分支井筒110放置井筒襯管120的送入工具118，使該襯管的上端120a直接鄰接通向分支井筒的側(cè)孔114，但避免了將襯管的任何部分放置成延伸到主井筒內(nèi)。送入工具可包括井口端118a，送入工具通過井口端連接至工作管柱111并使其可從表層被操縱，以及包括用于定位通向分支井筒的側(cè)孔的V形井底端的鍵狀部件112以及鍵狀部件下面的襯管接合部分，此處示出的襯管接合部分由襯管覆蓋并用來接合襯管。工具118用以隨具有楔形上端120a的襯管一起操作。特別地，襯管上端具有相對于長軸以一定角度延伸的上邊緣，使其逐漸變細(xì)形成上尖部120b。襯管120進一步包括可用于在分支井筒中固定襯管的安裝結(jié)構(gòu)。安裝結(jié)構(gòu)沿襯管的長度定位，與端120a隔開，當(dāng)完全定位在分支井筒的限定范圍內(nèi)時，不會突出到主井筒內(nèi)。本實施例中的安裝結(jié)構(gòu)包括用于密封襯管和分支井筒壁之間的環(huán)狀空間130的裸眼環(huán)狀封隔器132，以及用于將襯管固定在分支井筒內(nèi)的錨固卡瓦134。封隔器和卡瓦作用于側(cè)襯管的裸眼壁。封隔器132和卡瓦134可以多種方式設(shè)定，諸如通過液壓、流體靜壓或機械的方式。盡管沒有示出，襯管還可攜帶有諸如另外的封隔器、閥等其他部件。由于襯管通過封隔器132和卡瓦134設(shè)置在分支井筒內(nèi)，襯管不需要帶有注水泥裝置，例如沒有水泥旁路、水泥止回閥、分級工具、浮閥等。同樣地，襯管可以不具有環(huán)狀注水泥裝置。襯管接合部分可釋放地與襯管接合，具有足夠的力，使襯管可被送入工具承載、舉起、推動和軸向旋轉(zhuǎn)。襯管接合部分置于送入工具本體的井底端并與襯管接合使得襯管固定于井底端并遠(yuǎn)離井口端延伸。鍵狀部件122置于本體上，使得當(dāng)襯管120接合在襯管接合部分時,鍵狀部件122暴露于操作的襯管之上來定位側(cè)孔，并且鍵狀部件122固定于襯管接合部分使得本體在鍵狀部件處的旋轉(zhuǎn)與襯管接合部分直接連通，從而工具在鍵狀部件處的任何旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致襯管接合部分相同的旋轉(zhuǎn)，以確保襯管適當(dāng)放置在分支井筒中。鍵狀部件從送入工具本體伸出，實際將送入工具在鍵狀部件處的直徑增加到大于其送入的分支井筒的直徑。在該示出的實施例中，鍵狀部件122偏置成從送入工具主體突出。通過向其上施力，可使鍵狀部件122縮回以減少其突出的長度，但在沒有約束力時偏置成彈出到其完全擴展長度。因此，鍵狀部件122可受到向內(nèi)的力，使送入工具移動穿過主井筒的套管115，但當(dāng)其移動到鄰接側(cè)孔114的裸露區(qū)域時會彈出，例如當(dāng)其在從主井筒到分支井筒的拐角處時。同樣地，鍵狀部件122可用于定位側(cè)孔，由于其直徑大于分支井筒的直徑，如果試圖移動鍵狀部件穿過側(cè)孔時，其可以卡在側(cè)孔的邊緣上。鍵狀部件122具有井底外懸端122a，該井底外懸端122a延伸以在鍵狀部件和工具本體外表面之間限定一銳角。鍵狀部件也具有會合在一起使鍵狀部件的寬度朝下端122a形成錐形的側(cè)壁122b (僅可以看到一個)。通常，側(cè)壁從頂部122c到底部122a也是平滑的，使其在側(cè)孔邊緣附近與井筒壁具有低摩擦的相互作用。側(cè)壁從底座122d到外側(cè)端122e以一定角度延伸，例如使其卡在側(cè)孔邊緣的直角。在一個實施例中，可避免這些部件間形成鈍角，因為其可以產(chǎn)生斜坡狀表面使鍵狀部件穿過側(cè)孔。如上所述，鍵狀部件置于襯管接合部分之上并且即使當(dāng)襯管120接合在送入工具的襯管接合部分時，該鍵狀部件也是暴露的，以便鍵狀部件仍然可用來將襯管引導(dǎo)到相對于側(cè)孔的位置。鍵狀部件可用作將襯管安裝到送入工具的參考點。特別地，在本實施例中，鍵狀部件122在將襯管安裝到送入工具時，可突出并用作阻止襯管的擋塊。襯管包括成形為容置鍵狀部件形狀的定位凹槽123，使襯管120容易并適當(dāng)?shù)刂糜谒腿牍ぞ呱稀０疾?23設(shè)置于襯管上并位于襯管上將被定位在側(cè)孔的V形井底端114a的部分，并確保襯管逐漸變細(xì)的尖端120b置于送入工具上與鍵狀部件相對的位置，使尖端120b的位置鄰近側(cè)孔的上部區(qū)域114b。送入工具本體可包括從其井口端118a向其下端延伸的內(nèi)孔，使流體從那里連通。本實施例中的襯管包括轉(zhuǎn)環(huán)142，可使其上面襯管相對于下面的襯管旋轉(zhuǎn)。這允許從表層旋轉(zhuǎn)工具、鍵狀部件以及轉(zhuǎn)環(huán)142以上的襯管部分，或者由鍵狀部件和側(cè)孔之間的相互作用驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，而襯管的下部，即轉(zhuǎn)環(huán)142以下不受影響。襯管120上端的直徑Du也可大于襯管主要部分的直徑隊，所述主要部分例如傾斜上端以下的襯管部分和/或帶有封隔器132的部分。在本實施例中，階梯143處，直徑Du降低到直徑Du。例如，在一個實施例中，上端120a可以選擇具有稍微小于分支井筒直徑的直徑，使該上端基本上完全穿過分支井筒直徑延伸，從而可最小化上端的環(huán)狀空間130a，從而當(dāng)工具從主井筒移至分支井筒時，可使工具懸置在襯管上端的風(fēng)險降到最低。上端120a可為自由端(未直接錨固)并在附近具有示出的裸露環(huán)狀空間130a。使用中，工具118可用于一種放置井筒襯管的方法，所述方法包括:(i)將襯管支承在送入工具上(圖5)，(ii)操縱所述送入工具將襯管送入分支井筒，(iii)采用所述送入工具鍵狀部件來定位側(cè)孔的V形下端(圖6a)，(iv)從所述送入工具釋放所述襯管，以及
(v)從所述井筒收回包括鍵狀部件的送入工具，使襯管處于井筒襯管的適當(dāng)位置(圖6b)。如上所述，襯管的上端120a可形成為遵循待襯管定位在其內(nèi)的分支井筒的上部界限的形狀。襯管上端120a可與其長軸以一定角度切削，使其具有逐漸變細(xì)的尖端120b。所述角可對應(yīng)于分支井筒與主井筒斜出的角度。在另一個實施例中，所述端可從一側(cè)到另一側(cè)設(shè)置成凹形并遵循主井筒的曲率。這種成形可使上端朝向尖端120b變細(xì)形成楔狀，而且正是這部分定位在分支井筒的最上部界限。本實施例中，操縱送入工具將襯管送入分支井筒包括，縮回鍵狀部件使工具移動穿過主井筒。操縱也包括，當(dāng)襯管降低進入主井筒時支撐襯管，并且直到鍵狀部件122接近側(cè)孔114時將襯管推入分支井筒。采用送入工具鍵狀部件來定位側(cè)孔的V形下端用以確保送入工具在分支井筒中適當(dāng)定向，繼而確保襯管上端在連接處適當(dāng)定向，例如，襯管的楔形遵循分支井筒在其上端形成的楔形。例如，襯管尖端120b置于分支井筒的井口端，襯管及其所有的部件可完全置于于分支井筒中。
在一個實施例中，操縱送入工具進入主井筒，使襯管的下部位于分支井筒中，并且鍵狀部件的位置靠近側(cè)孔并在側(cè)孔的井口側(cè)，這可通過工作管柱的長度、諸如鉆桿記錄來確定；采用送入工具鍵狀部件包括將鍵狀部件部署為工作形態(tài)，并且降低工具直至鍵狀部件卡在側(cè)孔上，這可通過旋轉(zhuǎn)管柱并監(jiān)測扭矩和/或降低工具并監(jiān)測管柱重量確定。通過監(jiān)測深度和管柱情況，如果出現(xiàn)鍵狀部件穿過側(cè)孔而沒有卡在側(cè)孔上的情況，可上提管柱以將鍵狀部件移動到側(cè)孔上方，并且旋轉(zhuǎn)管柱從而使鍵狀部件管柱從不同角度接近側(cè)孔。一旦管柱情況指示鍵狀部件被卡在側(cè)孔上，管柱可被旋轉(zhuǎn)并放低，以便觀察工具是否可以向下移動。如果工具不能進一步向下移動，則表明鍵狀部件已經(jīng)確定側(cè)孔的V形底端114a的位置，尤其是，鍵狀部件定位于側(cè)孔的V形底端114a。為了將鍵狀部件沿側(cè)孔的邊緣向下移動，需要多次上提、旋轉(zhuǎn)和下放工具?？商娲?，鍵狀部件可僅騎靠在側(cè)孔上，如通過將其上部的重量施加在最低點，即V形底端114a。由于鍵狀部件旋轉(zhuǎn)地連接至襯管接合部分，鍵狀部件向側(cè)孔底部的旋轉(zhuǎn)可使尖部120b定位在側(cè)孔的上端。如圖6b所示，襯管鄰近側(cè)孔放置，但襯管任何部分不會從分支井筒突出到主井筒中。襯管上部與側(cè)孔間隔可小于10m，也可以小于5m。在一個實施例中，襯管的上端可置于距離側(cè)孔一米之內(nèi)，也可能基本上與側(cè)孔平齊。換句話說，側(cè)襯管的上部界限可基本上與形成側(cè)孔的主井筒內(nèi)壁在一個平面。收回送入工具可包括將襯管接合部分從與襯管的接合中釋放并將工具取出到表面。這樣，鍵狀部件與工具一起移動到表面。在另一個實施例中，在從送入工具釋放襯管之前，可驅(qū)動襯管部件。例如，在一個實施例中，驅(qū)動封隔器132密封環(huán)狀區(qū)域130，驅(qū)動卡瓦134使其接合在井筒壁中。驅(qū)動這些襯管部件可包括從表面到襯管部件的連通，例如將加壓流體連通到襯管部件，以便利用液壓驅(qū)動。連通加壓流體可包括使流體流過送入工具本體。在收回之后，襯管保留在分支井筒，襯管和分支井筒壁之間存在裸露環(huán)狀空間，SP使在上端120a附近。封隔器132密封，防止流體在環(huán)狀空間的上下流動。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員進行或使用本發(fā)明，前面提供了公開的實施例的描述。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對這些實施例進行各種修改，并把此處定義的通用原理施加到其他實施例中，而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。從而，本發(fā)明并不僅限于此處示出的實施例，而應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求的全部范圍，其中單數(shù)形式的要件，例如通過使用冠詞a/an，不是用于指代“有且只有一個”，而是指代“一個或多個”，除非另行指明。整個公開中描述的各種實施例中要件的所有結(jié)構(gòu)上和功能上的等價物，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是已知的或稍后變成已知的，包含在所附權(quán)利要求的要件中。此外，本申請公開的任何發(fā)明內(nèi)容不管有沒有在權(quán)利要求書中明確地要求保護，都不意味著無償貢獻給公眾。除非權(quán)利要求的要件明確采用“裝
置，用于......”或“步驟，用于......”的方式表達，否則不能根據(jù)35USC112第6款來解
釋權(quán)利要求的要件。
權(quán)利要求
1.一種在通過具有V形井底端的側(cè)孔進入的分支井筒放置襯管的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括送入工具，所述送入工具包括上端，下端，置于上端和下端之間的鍵狀部件，以及井底端上用于可釋放地固定井筒襯管至所述送入工具的襯管接合部分，其中，通過所述上端從表面操縱所述送入工具，所述鍵狀部件從所述送入工具突出并用于定位所述側(cè)孔的V形井底端，所述襯管接合部分配置成鄰近所述鍵狀部件固定襯管并使所述鍵狀部件在襯管之上突出，襯管從下端延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述襯管接合部分包括安裝在下端并整個處于所述鍵狀部件之下的多個接合裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述鍵狀部件包括與側(cè)孔邊緣具有低摩擦的相互作用的彎曲側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述鍵狀部件是送入工具上唯一的用來指示所述工具相對于所述側(cè)孔的取向的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括可連接至襯管接合部分的襯管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述襯管帶有環(huán)狀封隔器及用于將襯管固定于分支井筒的多個卡瓦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述襯管沒有用于向襯管和分支井筒之間的環(huán)狀空間注水泥的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述襯管連接至所述送入工具，并使其上端抵靠所述鍵狀部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系 統(tǒng)，其中所述襯管在其上端包括構(gòu)形為容置所述鍵狀部件的凹槽。
10.一種在從主井筒延伸的分支井筒中放置井筒襯管的方法，所述方法包括: (i)將襯管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端以及從所述井口端突出并用于定位側(cè)孔的V形井底端的鍵狀部件，可從表面通過井口端操縱該送入工具，所述分支井筒從該側(cè)孔向外延伸； (ii)操縱所述送入工具將襯管送入分支井筒； (iii)采用所述送入工具鍵狀部件來定位通向該分支井筒的側(cè)孔的V形井底端，并且驅(qū)動送入工具旋轉(zhuǎn)并將所述襯管放置在該分支井筒內(nèi)； (iv)從所述送入工具釋放所述襯管；以及 (v)從所述井筒收回包括鍵狀部件的送入工具。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件定位襯管完全處于分支井筒中，襯管的任何部件不突出到主井筒中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述襯管包括朝尖端逐漸變細(xì)的上端，其中采用所述送入工具鍵狀部件將所述尖端定位在分支井筒的井口端。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括軸向和/或旋轉(zhuǎn)地移動所述送入工具，以將鍵狀部件卡在側(cè)孔上，來識別側(cè)孔的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括在鍵狀部件被側(cè)孔卡住時移動所述送入工具，使鍵狀部件朝側(cè)孔的V形井底端沿側(cè)孔壁向下騎靠。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括將所述鍵狀部件抵靠至側(cè)孔的V形井底端，使得所述送入工具不會進一步前移進入分支井筒。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述采用包括監(jiān)測載有送入工具的管柱的運動的阻力。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中監(jiān)測阻力包括監(jiān)測管柱的重量和/或扭矩。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中只在所述送入工具被送入井中所選位置之后才開始所述采用。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述采用包括使所述鍵狀部件從基本上縮回的位置擴展。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中操作送入工具時，所述鍵狀部件處于不工作的形態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括使襯管的上端相對于襯管的下部繞襯管的長軸隨所述鍵狀部件一起旋轉(zhuǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在收回所述送入工具之前，所述方法進一步包括:驅(qū)動安裝結(jié)構(gòu)，使襯管固定于所述分支井筒內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中驅(qū)動安裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)置環(huán)狀封隔器以密封襯管和分支井筒壁之間的環(huán)狀空間，防止流體環(huán)狀流動。
24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中驅(qū)動安裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)置卡瓦以將襯管錨固到分支井筒壁上。
25.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中驅(qū)動安裝結(jié)構(gòu)包括將加壓流體連通到安裝結(jié)構(gòu)，以便利用液壓驅(qū)動。
26.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進一步包括使襯管和分支井筒壁之間的環(huán)狀空間在鄰近所述分支井筒的上端處敞開。
27.一種在從主井筒延伸的分支井筒中放置井筒襯管的方法，所述方法包括: (i)將襯管支承在送入工具上，所述送入工具具有井口端以及從所述井口端突出并用于定位側(cè)孔的V形井底端的鍵狀部件，可從表面通過井口端操縱該送入工具，所述分支井筒從該側(cè)孔向外延伸； (ii)操縱所述送入工具將襯管送入分支井筒； (iii)采用所述送入工具鍵狀部件來定位通向該分支井筒的側(cè)孔的V形井底端； (iv)設(shè)置安裝結(jié)構(gòu)，將所述襯管固定在分支井筒內(nèi)，襯管和安裝結(jié)構(gòu)均沒有突出到主井筒內(nèi)的部分； (v)從所述送入工具釋放所述襯管；以及 (vi)從所述井筒收回包括鍵狀部件的送入工具。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述襯管包括朝尖端逐漸變細(xì)的上端，其中采用所述送入工具鍵狀部件將尖端定位在分支井筒的井口端。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括軸向和/或旋轉(zhuǎn)地移動所述送入工具，以將鍵狀部件卡在側(cè)孔上，來識別側(cè)孔的位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括在鍵狀部件被側(cè)孔卡住時移動所述送入工具，使鍵狀部件朝側(cè)孔的V形井底端沿側(cè)孔壁向下騎靠。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括將所述鍵狀部件抵靠至側(cè)孔的V形井底端，使得所述送入工具不會進一步前移進入分支井筒。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述采用包括監(jiān)測帶有送入工具的管柱的運動的阻力。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中監(jiān)測阻力包括監(jiān)測管柱的重量和/或扭矩。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中只在所述送入工具被送入井中所選位置之后才開始所述采用。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述采用包括使所述鍵狀部件從基本上縮回的位置擴展。
36.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中操作送入工具時，所述鍵狀部件處于不工作的形態(tài)。
37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中采用所述送入工具鍵狀部件包括使襯管的上端相對于襯管的下部繞襯管的長軸隨所述鍵狀部件一起旋轉(zhuǎn)。
38.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中設(shè)置安裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)置環(huán)狀封隔器，以密封襯管和分支井筒壁之間的環(huán)狀空間，防止流體環(huán)狀流動。
39.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中設(shè)置安裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)置卡瓦，以將襯管錨固到分支井筒壁上。
40.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中設(shè)置安裝結(jié)構(gòu)包括將加壓流體連通到安裝結(jié)構(gòu)，以利用液壓驅(qū)動。
41.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，在收回之后，進一步包括在使襯管和分支井筒壁之間的環(huán)狀空間在鄰近所述分支井筒的上端處敞開。
全文摘要
已經(jīng)發(fā)明了一種在通過具有V形井底端的側(cè)孔進入的在分支井筒放置襯管的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括送入工具，所述送入工具可包括通過其從表面操縱的上端，下端，置于上端和下端之間的鍵狀部件，以及井底端上并可釋放地固定井筒襯管至所述送入工具的襯管接合部分，其中，所述鍵狀部件從所述送入工具突出并用于定位側(cè)孔的V形井底端，所述襯管接合部分配置成鄰近所述鍵狀部件固定襯管并使所述鍵狀部件在襯管之上突出，襯管從下端延伸。本發(fā)明也提供了一種在從主井筒延伸的分支井筒放置井筒襯管的方法。
文檔編號E21B43/10GK103119243SQ201180036952
公開日2013年5月22日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者丹尼爾·喬恩·特米格 申請人:帕克斯普拉斯能源服務(wù)有限公司