襯管固井過程和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實施例涉及在井中用懸掛的或設置的襯管管柱來聯(lián)接固井組件（100）且在水泥粘合操作期間移動襯管管柱。特別地，例如，根據(jù)本技術的過程包括：在鉆管上運行固井組件到井中且將定位在井下位置的襯管管柱（12）的襯管頂端組件（44）與固井組件的遠端接合，其中，襯管管柱被預先定位在井下而沒有被水泥粘合到井中。進一步地，該過程包括將固井組件與襯管管柱卡鎖，使得固井組件的移動被轉(zhuǎn)換給襯管管柱，且當移動固井組件和襯管管柱時使水泥流動通過鉆管進入襯管管柱中。
【專利說明】襯管固井過程和系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年5月2日提交的美國臨時專利申請系列號為61/481，564，名稱為“襯管固井過程和系統(tǒng)”的優(yōu)先權，在此以參考的形式引用其全部內(nèi)容。
【技術領域】
[0003]本公開總體上涉及井眼內(nèi)的襯管管柱的水泥粘合領域。更特別地，本公開的實施例涉及鉆井時在井下安裝襯管管柱時，用于在井眼中水泥粘合襯管管柱的方法和設備。
【背景技術】
[0004]在常規(guī)的石油和天然氣操作中，通常使用鉆柱將井鉆至期望的深度，該鉆柱包括鉆管和鉆井的井底鉆具組件(bottom hole assembly, BHA)。一旦到達期望深度,鉆柱從井孔移除且套管運行進入空井孔中。在一些常規(guī)的操作中，套管可以作為鉆井過程的一部分進行安裝。在鉆井的同時涉及運行套管的技術可以稱為“隨鉆套管(casing whiledrilling)，，。
[0005]套管可以定義為管道或管件，其放置在井中用以防止井坍塌，用以容納流體，以及用以協(xié)助產(chǎn)品的有效采掘。當在井孔或井內(nèi)合適地定位套管時，通過泵送水泥通過套管且進入套管與井孔(例如，井眼或母體套管)之間形成的環(huán)行空間，套管通常在適當?shù)奈恢帽凰嗾澈?。水泥劑可以填充所有的或一部分的套管，使得通過水泥的積聚頭和/或泵送壓力，強迫最初量的水泥流出套管底部且沿著套管的外徑向上流動，使得水泥進入套管與井孔之間的環(huán)形空間中。然后希望推壓大體上所有的水泥流出套管且進一步流入環(huán)形空間中用以在適當?shù)奈恢盟嗾澈咸坠?。因此，一旦充足量的水泥流入套管中，可以使用加壓?qū)替流體推壓一個栓塞通過套管來強迫水泥流出套管的內(nèi)部且流入環(huán)形空間中。
[0006]一旦在適當?shù)奈恢枚ㄎ缓退嗾澈匣虬惭b了套管柱，可以通過新安裝的套管柱重復上述過程。例如，可以通過傳遞鉆井BHA通過安裝的套管柱和鉆井來進一步鉆井。進一步地，附加的套管柱可以隨后通過安裝的套管柱(在鉆井期間或在鉆井之后)傳遞用于安裝。的確，眾多級的套管可以使用在井中。例如，一旦將套管的第一管柱放置在適當?shù)奈恢?，則可以進一步鉆井且可以令套管的另一個管柱(套管的內(nèi)部管柱)運行通過現(xiàn)有的套管，該另一個管柱具有被預先已安裝套管的內(nèi)徑所容納的外徑。附加套管的管柱可以以這種方式添力口，因而在井中定位套管的眾多同心管柱，且因而套管的每一個內(nèi)部管柱比預先已安裝的套管或母體套管柱更深地延伸。
[0007]在一些鉆井操作中也可以使用襯管。襯管可以定義為管道或管件的管柱，其用于在現(xiàn)有的套管之下對開口井孔套管。通常認為套管是一直延且伸回到地表處的井口組件。與此相反，襯管僅僅延伸一定的距離(例如，30米)到預先已安裝的套管或母井套管柱中。但是，可以安裝套管的回接管柱，其從井口向下延伸且與預先已安裝的襯管接合。襯管通常通過襯管懸掛器固定至母體套管柱，該襯管懸掛器聯(lián)接至襯管且與上部套管或襯管的內(nèi)部接合。襯管懸掛器可以包括滑動裝置(例如，具有齒或其它夾緊特征的部件)，其接合上部套管柱的內(nèi)部用以在適當?shù)奈恢帽３忠r管。應該注意的是，在一些操作中，襯管可以從預先已安裝的襯管或母體襯管處延伸。
[0008]此外，套管與襯管之間的區(qū)別是，套管通常一直延伸到井口，而襯管僅僅延伸到母體套管或襯管。因此，在本公開中，可互換地使用術語“套管”和“襯管”。的確，襯管實質(zhì)上是由與套管相似的組件(例如，管狀結構的管柱)組成。進一步地，與套管一樣，襯管通常水泥粘合到井中。在管道柱的端部處通常使用固井組件用以促進襯管的水泥粘合。傳統(tǒng)的固井組件穿刺進入襯管的頂部中且使得水泥能夠從地表通過管道柱注射到襯管中。與上文討論的套管的水泥粘合一樣，可以強制水泥通過襯管，因而其在襯管的底部出現(xiàn)且填充襯管與井孔之間的環(huán)行空間。因此，可以將襯管水泥粘合到井中。
[0009]現(xiàn)在認識到，用于將襯管水泥粘合到井中的現(xiàn)有技術可能導致布置在由襯管與井形成的環(huán)形空間中的水泥中的一致性(consistency)的不足。因此，現(xiàn)在認識到，需要用于水泥粘合襯管到井中的改善的技術和設備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]當參考附圖來閱讀下文詳細的說明時，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點將被更好地理解，在附圖中貫穿所有附圖，相似的附圖標記表示相似的部件，其中:
[0011]圖1是根據(jù)本技術的正在鉆的井的示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本技術的襯管頂部組件的示意圖；
[0013]圖3是圖2的襯管頂部組件的襯管鉆井鎖定部分的細節(jié)的示意圖；
[0014]圖4是根據(jù)本技術的在水泥粘合過程期間的井的示意圖；
[0015]圖5是根據(jù)本技術的局部剖切的固井組件和預先設置的襯管管柱的上部部分的側視圖；
[0016]圖6是圖5的固井組件和襯管管柱的示意圖；
[0017]圖7是通過圖6的固井組件的鉆管鏢的示意圖；
[0018]圖8是與襯管刮塞接合且從圖6的運行工具釋放的鉆管鏢的示意圖；
[0019]圖9是根據(jù)本技術的與襯管刮塞裝配且與襯管管柱接合以形成隔離機構的鉆管標的不意圖；
[0020]圖10是根據(jù)本技術的被用于設置封隔器的封隔器設置裝置的示意圖；
[0021]圖1lA是根據(jù)本技術的通過運行工具撐開的雙向浮動閥的示意圖；
[0022]圖1lB是根據(jù)本技術的已經(jīng)移除運行工具的在關閉位置的雙向浮動閥的示意圖；以及
[0023]圖12是根據(jù)本技術的方法的過程流程圖。
【具體實施方式】
[0024]本公開總體上涉及用于在井眼內(nèi)水泥粘合襯管管柱的方法和設備。更特別地，本公開的實施例涉及在水泥粘合過程期間為了將襯管管柱水泥粘合到井中而對預先懸掛的襯管管柱進行的操縱。在水泥粘合期間操縱襯管管柱的能力可以通過在鉆井柱上將固井組件運行到井中并且將固井組件與襯管管柱的上部端部聯(lián)接來實現(xiàn)，因而鉆井柱的移動將通過固井組件轉(zhuǎn)換到襯管管柱。因此，通過使用鉆井設備旋轉(zhuǎn)和/或往復移動鉆井柱能夠使聯(lián)接的固井組件和襯管管柱進行旋轉(zhuǎn)或往復移動。
[0025]進一步地，當水泥通過固井組件進入襯管管柱中、離開襯管管柱的底部(例如，襯管鞋)、以及向上進入形成在襯管管柱的外部與井眼之間的環(huán)形空間中時，本實施例可以連續(xù)地或周期地移動襯管管柱，其中，井眼可以包括母體套管。水泥粘合期間襯管管柱的這個移動可以促進水泥在襯管管柱與井眼之間的環(huán)形空間中的分布?，F(xiàn)在認識到，在水泥粘合期間當在適當?shù)奈恢煤唵蔚乇３忠r管管柱時，由于襯管管柱可能在某些位置更靠近井眼或者襯管管柱與井眼之間的環(huán)形空間可能被阻塞而使得水泥繞著上述阻塞流動且留下洞穴，因此水泥中可能形成縫隙或不一致性。在水泥粘合期間通過旋轉(zhuǎn)和往復移動襯管管柱，襯管管柱可以促進水泥循環(huán)到否則將形成縫隙的區(qū)域中并且可以移除潛在的阻塞用以促進更一致的水泥流動。
[0026]轉(zhuǎn)到附圖，圖1是井10的示意圖，該井正使用隨鉆套管技術鉆井，其中，襯管管柱12將被懸掛在預先安裝的襯管14內(nèi)，該襯管14根據(jù)本技術水泥粘合到井10中。在其它實施例中，可以使用不同的鉆井技術。井10包括鉆塔18、井口設備20以及多級套管22 (例如導管、地面管、中間管柱),該套管22包括預先安裝的襯管14,在一些實施例中，該襯管14可以是套管。套管22和襯管14已使用水泥26被水泥粘合到井10中。襯管14已使用根據(jù)本公開的技術被水泥粘合到井10中。進一步地，如圖1中所示，襯管管柱12處于從預先安裝的襯管14處懸掛的過程中，該襯管14可以稱為母體襯管。
[0027]雖然如上文描述的，其它實施例可以使用不同的鉆井技術，但是正使用隨鉆套管技術對井10進行鉆井。特別地，襯管管柱12作為鉆井過程的一部分來運行。在說明的實施例中，鉆管30與襯管管柱12和鉆井BHA32聯(lián)接。鉆井BHA32還與襯管管柱12的上部部分聯(lián)接且延伸通過襯管管柱12，使得鉆井BHA32的某些結構特征延伸出襯管管柱12的底部。的確，鉆井BHA32的上部部分布置在襯管管柱12的內(nèi)徑內(nèi)，而鉆井BHA32的下部部分在襯管管柱12的底部處延伸出襯管鞋34。特別地，在說明的實施例中，鉆井BHA32的鉆頭36和擴孔器38從襯管管柱12延伸出。因此，定位鉆井BHA32用以啟動且引導鉆井過程。
[0028]襯管管柱12包括鞋軌道40、管道柱42以及襯管頂部組件44。鞋軌道40限定襯管管柱12的底部且包括襯管鞋34，以便于引導襯管管柱12通過井眼。在說明的實施例中，鞋軌道40還包括:指示聯(lián)頂接頭46，以便于與鉆井BHA32正確地接合；以及多個其它結構特征，例如泵下驅(qū)替塞(pumpdown displacement plug, F1DDP),其將在下文進一步詳細地討論。管道柱42實質(zhì)上是襯管管柱12的主體，其連接鞋軌道40與襯墊頂部組件44。限定襯管管柱12的頂部的襯管頂部組件44包括襯管懸掛器50，能夠使用襯管懸掛器控制工具52激活和/或無效該襯管懸掛器50。襯管頂部組件44還可以包括襯管鉆井鎖定部分54，其包括襯管鉆井鎖定器且便于鉆柱30與/從襯管管柱12的接合/釋放。襯管鉆井鎖定器可以通過固定至襯管懸掛器50的或襯管懸掛器50的主體的一部分的外部或內(nèi)部構件操控。
[0029]一旦達到期望的深度，襯管管柱12可以被懸掛或放下，以便于鉆井BHA32的分離。如圖1中所示，襯管管柱12可以從母體襯管14懸掛，且鉆井BHA32可從襯管管柱12分離且可使用鉆柱30和內(nèi)部管柱(未示出)拉出井10。為了從母體套管14懸掛襯管管柱12，懸掛器50可以用襯管懸掛器控制工具52進行激活。在一些實施例中，不使用懸掛器50且襯管管柱12設置在底部。
[0030]圖2是圖1的襯管頂部組件44的詳細視圖，圖2說明了根據(jù)本實施例可以在懸掛襯管懸掛器50的期間使用的結構特征。特別地，如圖2中所示，球60可以掉落、循環(huán)或推壓以通過鉆柱32，進入襯管頂部組件44的內(nèi)部管柱或運行工具構件62中，且與布置在襯管懸掛器控制工具52內(nèi)的球座64接合。這可以阻止流體流動且通過鉆柱32泵入流體使得襯管懸掛器控制工具52被加壓。壓力的增加將敲擊襯管懸掛器控制工具52，以設置襯管懸掛器50。就是說，襯管懸掛器控制工具52通過增加壓力被激活，這將導致襯管懸掛器50的夾緊結構特征68從襯管懸掛器50向外延伸且接合母體襯管14的內(nèi)部，如圖2中箭頭70所示。在其它實施例中，可以使用不同技術用于激活襯管懸掛器50。例如，襯管懸掛器50可以包括凸形構件，其延伸進入母體套管14的凹形接收部中。一旦激活襯管懸掛器50且夾緊結構特征68被正確地接合，襯管管柱12的重量可以全部放置在襯管懸掛器50上。[0031 ] 在正確地接合襯管懸掛器50之后，可以給球60上方的流體添加附加的壓力，直到球座64被剪切且球60落下進一步通過襯管頂部組件44的運行工具62、然后與襯管鉆井鎖定部分54中的襯管鉆井鎖定器76的球座74接合為止。圖3中說明了球60與襯管鉆井鎖定部分54的球座64之間的接合，圖3是圖2的襯管鉆井鎖定部分54的詳細的描述。與襯管懸掛器控制工具52 —樣，由于球60正在阻塞流體流動,壓力現(xiàn)在能夠在襯管鉆井鎖定器76處增加。增加壓力將通過釋放運行工具62與襯管管柱12之間的聯(lián)接而引起襯管鉆井鎖定器76從襯管管柱12釋放鉆柱30。一旦釋放，仍然附連到襯管懸掛器控制工具52的鉆柱30可以從井10拉動。仍然附連到鉆柱30的鉆井BHA32將被拉動通過襯管管柱12離開襯管頂部組件44和井10。因此，襯管管柱12被懸掛在母體襯管14中，鉆井BHA32被移除，且襯管管柱12為水泥粘合做好準備。
[0032] 圖4是根據(jù)本實施例的井10的示意圖，其中，襯管管柱12從母體襯管14處通過襯管懸掛器50懸掛，其中，鉆井BHA32已被拉出且固井組件100正通過鉆柱30被放下進入井10中用以促進襯管管柱12水泥粘合到井10中。圖5說明了根據(jù)本實施例的固井組件100的局部剖切的側視圖和襯管頂部組件44的一部分的側視圖。如圖5中所示，固井組件100的一個實例包括運行工具102、可膨脹的襯管頂部封隔器104、雙向浮動閥或可鉆水泥閥106、聯(lián)接到運行工具102的遠端的襯管刮塞(liner wiper plug, LWP)或PDDP108、間隔接頭110、卡鎖結構特征112以及回接密封桿(tie backseal stem, TBSS)或密封短節(jié)114。應該注意的是，卡鎖結構特征112可以定位在根據(jù)本實施例的圖5中說明的一個或兩個位置中。進一步地，卡鎖結構特征可以包括機械和/或液壓構件。襯管頂部組件44包括襯管懸掛器50、回接筒(polished bore receptacle, PBR) 120以及套管型廓短節(jié)(casingprofile nipple,CPN)1220卡鎖結構特征可以與襯管懸掛器50、PBR120、和/或CPN122的構件聯(lián)接。
[0033]圖6示出了根據(jù)本實施例的固井組件100的示意圖，其中，固井組件100在接合襯管管柱12的過程中，該襯管管柱12預先被懸掛而沒有水泥粘合到井10。如圖6所示，固井組件100可以包括運行工具102、可膨脹襯管頂部封隔器104、可鉆水泥閥106、襯管刮塞108、一組卡鎖結構特征112以及TBSS114。襯管管柱12包括懸掛器50、PBR120、CPN122以及套管42。在其它實施例中，固井組件100可以包括不同的結構特征。例如，固井組件100可以不包括可鉆水泥閥106、襯管刮塞108、或該組卡鎖結構特征112。
[0034]特別地，圖6中說明的實施例包括位于TBSS114的鞋130上的卡鎖結構特征112?？ㄦi結構特征112配置為卡鎖到襯管管柱12的0?附22中。特別地，卡鎖結構特征112包括:一組卡爪132，它們被配置為向外移動用以接合CPN122中的凹槽134 ;和滑動襯管、內(nèi)部護殼或管道段136，其配置為當卡爪132接合凹槽134時向下滑動，以通過防止卡爪132反向移動或向內(nèi)移動來保持卡爪132的接合。卡鎖結構特征112可以機械地或液壓地激活。例如，可以使用剪切機構。在其它實施例中，可以使用不同類型的卡鎖結構特征112。的確，在一個實施例中，卡鎖結構特征112稍微在可膨脹襯管頂部封隔器104的井下位置定位在固井組件100上，且配置為卡鎖到襯管管柱12的懸掛器50中。無論如何，卡鎖結構特征112配置為能與襯管管柱12接合和聯(lián)接，使得固井組件100的移動被轉(zhuǎn)換到襯管管柱12。一旦固井組件100和襯管管柱12卡鎖在一起，則可以移動固井組件100，使得襯管管柱12相應地移動且因而導致襯管懸掛器50從母體襯管14釋放。特別地，例如，固井組件100可以被提升，使得襯管懸掛器50的夾緊結構特征60從母體襯管14釋放。這通常導致實質(zhì)上永久地將襯管懸掛器50停用。的確，在一些實施例中，可以使用一控制裝置確保夾緊結構特征60的永久收回。釋放襯管懸掛器50使得通過固井組件100襯管管柱12的旋轉(zhuǎn)和/或往復移動成為可能。
[0035]一旦正確地接合固井組件100和襯管管柱12 (例如，TBSS114與PBR120接合)，能夠通過固井組件100建立通過鉆管32到襯管管柱12的內(nèi)部的循環(huán)。確實本實施例促進水泥流入襯管管柱12中和流出襯管管柱12的底部或流出襯管鞋34，使得水泥填充井眼與襯管管柱12之間的環(huán)形空間140中。因此，襯管管柱12水泥粘合到井10中。在水泥粘合過程期間(例如，當水泥流入襯管管柱12和/或環(huán)形空間140中時)，可以操縱固井組件100用以促進水泥粘合。的確，可以通過地面設備20移動鉆管30，使得固井組件100移動且將此移動轉(zhuǎn)換到襯管管柱12。特別地，可以旋轉(zhuǎn)或/或往復移動固井組件100，使得通過卡鎖結構特征112將這些移動轉(zhuǎn)換到襯管管柱12。襯管管柱12的這個旋轉(zhuǎn)和/或往復移動可以引起水泥在環(huán)形空間140周圍分布且通過水泥移除阻塞或吞噬阻塞。在一些實施例中，當水泥流動時執(zhí)行上述旋轉(zhuǎn)和/或往復移動。在其它實施例中，當沒有水泥流動時(例如，固化期間)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)和/或往復移動。在另一其它實施例中，在水泥流動期間和在執(zhí)行期望量的水泥粘合之后執(zhí)行旋轉(zhuǎn)和/或往復移動。
[0036]為了將襯管管柱12水泥粘合到井10中，在通過鉆管30和固井組件100泵送期望量的水泥之后，水泥由鉆管標(drill pipe dart, DPD) 150跟隨,如圖7中提供的不意圖所示。DPD150由驅(qū)替流體推進通過鉆管30和運行工具102，使得在這些結構特征內(nèi)的所有水泥被擦拭且推壓到井下。最后DPD150著陸且卡鎖到LWP108中。DPD150和LWP108附連且組合形成DPD/LWP組件152，如圖8中的示意圖所示。然后，DH)/LWP152組件從運行工具102分離(例如，由于壓力的積累)且通過襯管管柱12，從內(nèi)部管柱12擦拭水泥且將其推壓到環(huán)形空間140中。最后，DTO/LWP組件152著陸在襯管管柱12的捕獲結構特征154中或與襯管管柱12的捕獲結構特征154接合(例如，型廓短節(jié))，如圖9中所示。因此使DPD/LWP組件152的井下前進停止。DPD/LWP組件152與捕獲結構特征154的接合形成隔離機構158，能夠使用該隔離機構158在襯管管柱12和固井組件100內(nèi)增加壓力。的確，可以通過對著隔離機構158推壓流體來增加壓力，使得增加的壓力激活可膨脹的襯管頂部封隔器104直到其接合母體套管14。因此，使得可膨脹的襯管頂部封隔器104能夠作為襯管懸掛器用于裝配的襯管管柱12和固井組件100。應該注意的是，在一些實施例中，沒有使用LWP108。例如，可以在安裝在運行工具102、而不是LWP108的底部的內(nèi)部管柱上運行水泥保留器。在上述實施例中，水泥被泵送且由DPD150跟隨，該DPD150著陸在保留器中用以形成隔離機構，該隔離機構能夠用于加壓以膨脹可膨脹襯管頂部封隔器104。
[0037]可膨脹襯管頂部封隔器104可以根據(jù)本實施例機械地和/或液壓地操作。在一個實施例中，壓力或機械驅(qū)動激活運行工具102的膨脹機構且襯管頂部封隔器104相應地膨脹以接合母體套管14。例如，壓力可以用于激活膨脹工具，使得它沿著運行工具102傳送且通過可膨脹襯管頂部封隔器104。膨脹工具(例如，膨脹心軸)的外徑大于可膨脹襯管頂部封隔器104的內(nèi)徑。因此，當膨脹工具橫穿可膨脹襯管頂部封隔器104的孔時，引起可膨脹襯管頂部封隔器膨脹到母體套管14中。就是說，可膨脹襯管頂部封隔器104永久地變形到母體套管14中。運行工具102保持接合直到可膨脹襯管封隔器104膨脹。一旦襯管頂部封隔器104膨脹，襯管重量放置在膨脹的襯管頂部封隔器104上，且分離開運行工具102。在一個實施方式中，為了促進接合或定位襯管頂部封隔器104，固井組件100包括封隔器設置裝置160。如圖6中所示，封隔器設置裝置160可以是運行工具102的一個構件。為了使用封隔器設置裝置160，運行工具102和鉆管30可以從固井組件100的外部結構特征162釋放。接下來，封隔器設置裝置160可以重新定位在相對于固井組件100的外部結構特征162的井口位置處，使得封隔器設置卡爪164被激活和向外膨脹，以促進固井組件100的上部部分(例如，可膨脹襯管頂部封隔器104附近的外部結構特征162)的接合，如圖10中的示意圖所示。然后，可以放下激活的封隔器設置裝置160，使得其接合固井組件100。然后，通過封隔器設置裝置160施加到固井組件100的放下重量可以用于在可膨脹襯管頂部封隔器104已膨脹之后設置或操縱可膨脹襯管頂部封隔器104的多個方面。
[0038]圖6還說明了可鉆水泥閥106，其包括向上擋板閥172和向下?lián)醢彘y174。在一些實施例中，可以在可鉆水泥閥106中使用多個上述的閥。例如，根據(jù)本實施例可以使用兩個向上擋板閥172和兩個向下?lián)醢彘y174，以促進對多余水泥離開襯管頂部組件44的測試和/或循環(huán)。擋板閥172、174被朝向關閉位置偏壓，但是當運行工具102保留在可鉆水泥閥106中時，通過運行工具102被阻止而開啟。但是，運行工具102的移除將允許擋板閥172、174關閉。這些擋板閥可以使用172、174來解決回流和測試的潛在問題。的確，一旦水泥定位在環(huán)形空間140內(nèi)，水泥與驅(qū)替流體之間的不平衡可以允許水泥流動回到襯管管柱12中。進一步地，可能需要測試可膨脹襯管頂部封隔器104，且與上述測試有關的壓力可能導致DPD/LWP組件152的進一步的移位。通過在兩個方向上提供壓力隔離，可鉆水泥閥106的結合的擋板閥172、174解決了這些問題。
[0039]在一個實施例中，可鉆水泥閥106的構件為復合物或水泥嵌件，所述復合物或水泥嵌件固定地安裝或密封到可膨脹襯管頂部封隔器104與TBSS114之間的套管短節(jié)內(nèi)徑處?？摄@水泥閥106包括至少一個向上擋板閥172和至少一個向下?lián)醢彘y174?？梢远ㄎ粨焓肮?pick-tube)176 (例如，運行工具102的一部分)，用以保持擋板閥172、174開啟，如圖1lA中的示意圖所示。LWP108可以初始安裝到撿拾管176。一旦可膨脹襯管頂部封隔器104已經(jīng)正確地設置且LWP108已經(jīng)發(fā)射，可以重新定位運行工具102，以允許擋板閥173、174關閉，如圖1lB中的示意圖所示。特別地，一旦運行工具102從固井組件100釋放，鉆管30可以抬升，使得運行工具102的中心管(slick stinger) 178和LWP發(fā)射短節(jié)180 (即，沒有LWP108附連的運行工具102的遠端)解除與可鉆水泥閥106的接合且擋板閥172、174關閉。在一些實施例中，發(fā)射短節(jié)180上的型廓接合撿拾管176且從可鉆水泥閥106拉動撿拾管176，使得擋板閥172、174閉合以提供來自兩個方向的壓力隔離。這提供了對水泥流動回到襯管管柱12和對DPD/LWP組件152的意外位移的防止。
[0040]運行工具102可以重新定位成在襯管頂部封隔器104的頂部附近的多余水泥可以通過運行工具102倒轉(zhuǎn)到地表。進一步地，運行工具102可以從固井組件100的其余構件完全抽出且可以從井10移除。一旦已經(jīng)移除運行工具102，井10可以處于用于附加的鉆井或其它操作的條件下。的確，固井組件100的其余部分現(xiàn)在隨襯管管柱12水泥粘合到井眼中。
[0041]圖12說明了根據(jù)本公開的實施例的方法200。方法200包括運行固井組件到井中，這可以在鉆管中進行，如框202所示。進一步地，該方法包括用襯管管柱的襯管頂部來接合固井組件的遠端(例如，將固井組件的一端傳送通過襯管懸掛器的內(nèi)徑)，如框204所示。襯管管柱被預先布置在井中的井下位置，而沒有水泥粘合到井中。進一步地，如框206所示，該方法包括將固井組件與襯管管柱卡鎖而將固井組件的移動轉(zhuǎn)換到襯管管柱。這可以用一個或多個使用機械和/或液壓卡鎖構件的卡鎖結構特征來實現(xiàn)。然后操縱固井組件和襯管管柱(例如，拉起)，使得襯管懸掛器從母體套管釋放，如框208所示。接下來，如框210所示，泵送水泥到襯管管柱中(例如，通過鉆管和固井組件)。水泥將最后傳遞到襯管管柱與井眼之間的環(huán)行空間中?？?10所示的操作可以包括當水泥流動時移動(例如，往復移動或旋轉(zhuǎn))固井組件和襯管管柱?？?12表示從襯管和/或鉆柱中擦拭水泥。特別地，這可包括:通過鉆管傳遞鉆管鏢(DPD)以與固井組件的襯管刮塞(LWP)接合，使得DH)和LWP形成DPD/LWP組件；和通過襯管管柱傳遞DPD/LWP組件?？?14表示激活固井組件的膨脹工具，以懸掛固井組件和襯管。這可以包括:將襯管管柱的捕獲結構特征與DPD/LWP組件接合，使得建立隔離機構；和通過對著隔離機構加壓來對固井組件加壓，使得通過壓力激活固井組件的襯管懸掛器膨脹工具且所述襯管懸掛器膨脹工具在母體套管內(nèi)懸掛固井組件和襯管管柱。
[0042]雖然本文僅僅說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但是對于本領域技術人員來說很多的修改和改變將會發(fā)生。因此，將理解的是所附的權利要求旨在覆蓋所有上述的修改和改變，其均落在本發(fā)明的真實精神之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種過程，包括: 在鉆管上將固井組件運行到井中； 將井下的襯管管柱的襯管頂部組件與該固井組件的遠端接合，其中，該襯管管柱預先被定位在井下且沒有被水泥粘合到井中； 將該固井組件與該襯管管柱卡鎖，使得該固井組件的移動被轉(zhuǎn)換給該襯管管柱； 使水泥通過該鉆管流動進入該襯管管柱中；以及 在水泥流動期間移動該固井組件和該襯管管柱。
2.根據(jù)權利要求1所述的過程，其中，移動該固井組件和該襯管管柱包括:往復移動和/或旋轉(zhuǎn)該固井組件和該襯管管柱。
3.根據(jù)權利要求1所述的過程，包括: 使鉆管鏢(Dro)通過該鉆管而與該固井組件的襯管刮塞(LWP)接合，使得該Dro和LWP形成DPD/LWP組件； 使該DPD/LWP組件通過該襯管管柱； 使該襯管管柱的捕獲結構與該DPD/LWP組件接合，使得建立隔離機構；以及通過對著該隔離機構加壓來對該固井組件加壓，使得該固井組件的襯管懸掛器膨脹工具通過壓力被激活且在母體套管內(nèi)懸掛該固井組件和該襯管管柱。
4.根據(jù)權利要求1所述的過程，包括:操縱該固井組件和該襯管管柱，以從母體套管釋放該襯管管柱的襯管懸掛器。
5.根據(jù)權利要求1所述的過程，包括: 在隨鉆套管過程期間在井下定位該襯管管柱； 激活襯管懸掛器，使得該襯管管柱被保持到位且被聯(lián)接到母體套管，以及 從該井移除井底鉆具組件。
6.根據(jù)權利要求1所述的過程，其中，將該固井組件與該襯管管柱卡鎖包括:激活機械卡鎖件或液壓卡鎖件。
7.根據(jù)權利要求1所述的過程，其中，將該固井組件與該襯管管柱卡鎖包括:激活該固井組件的回接密封桿鞋上的卡鎖件，以接合該襯管管柱的套管型廓短節(jié)。
8.根據(jù)權利要求1所述的過程，其中，將該固井組件與該襯管管柱卡鎖包括:激活該固井組件上的卡鎖件，以接合該襯管管柱的襯管懸掛器或以接合單獨的型廓接頭。
9.根據(jù)權利要求1所述的過程，其中，接合該襯管頂部組件包括:滑動密封短節(jié)到該襯管管柱的襯管懸掛器中。
10.根據(jù)權利要求1所述的過程，包括:激活該固井組件的襯管懸掛器膨脹工具，以在母體套管內(nèi)懸掛該固井組件和該襯管管柱。
11.根據(jù)權利要求10所述的過程，包括: 使該鉆管和固井組件的運行工具從該固井組件的結構和從該襯管管柱脫離； 相對于該固井組件的外部結構向井口滑動封隔器設置裝置，使得封隔器設置卡爪被激活；以及 在該固井組件的所述結構上放下該封隔器設置卡爪，以設置該固井組件的襯管頂部封隔器。
12.根據(jù)權利要求1所述的過程，包括:使該固井組件的運行工具從該固井組件的外部結構脫離；以及使該運行工具向井口移動，使得允許向上擋板閥和向下?lián)醢彘y關閉。
13.根據(jù)權利要求11所述的過程，包括:從該襯管的頂部通過該運行工具和該鉆管倒轉(zhuǎn)多余的水泥。
14.一種固井系統(tǒng),包括: 固井組件，包括: 可膨脹襯管頂部封隔器，其配置成用于作為懸掛器； 在該固井組件的遠端上的回接密封桿，其配置為用于接合襯管管柱的襯管懸掛器； 卡鎖結構，其配置為用于卡鎖到該襯管管柱的相應的卡鎖結構，以便于該固井組件的運動轉(zhuǎn)換給該襯管管柱；以及 運行工具，其布置在該可膨脹襯管頂部封隔器內(nèi)，且配置為用于便于水泥從井口鉆管流動到該襯管管柱。
15.根據(jù) 權利要求14所述的固井系統(tǒng)，包括該井口鉆管和該襯管管柱，其中，該鉆管聯(lián)接到該固井組件且該襯管管柱聯(lián)接到該固井組件，使得該鉆管的移動被轉(zhuǎn)換給該襯管管柱。
16.根據(jù)權利要求14所述的固井系統(tǒng)，其中，該卡鎖結構包括機械卡鎖件或液壓卡鎖件。
17.根據(jù)權利要求14所述的固井系統(tǒng)，其中，該卡鎖結構包括:卡爪，所述卡爪配置為能向外移動，以與襯管管柱中的凹槽接合；以及管道段，其配置為能在該卡爪與該凹槽接合之后臨近該卡爪向下滑動，以通過防止該卡爪向內(nèi)移動而保持卡爪在該凹槽內(nèi)的定位。
18.根據(jù)權利要求14所述的固井系統(tǒng)，其中，該可膨脹襯管頂部封隔器配置為能被機械地和/或液壓地操控。
19.一種固井組件操作的方法，包括: 將該固井組件的卡鎖結構與定位在井下的襯管管柱接合，使得該固井組件的移動將被轉(zhuǎn)換給該襯管管柱； 旋轉(zhuǎn)和往復移動該固井組件，使得該襯管管柱被旋轉(zhuǎn)和往復移動； 使水泥通過該固井組件流動進入該襯管管柱中；以及 激活該固井組件的可膨脹襯管頂部封隔器，以接合母體套管。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，包括:接收鉆管鏢到該固井組件的襯管刮塞中；以及從該固井組件釋放該襯管刮塞。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，包括:重新定位該固井組件，使得該襯管管柱的襯管懸掛器從該母體套管釋放。
【文檔編號】E21B43/10GK103958813SQ201280032926
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年5月2日 優(yōu)先權日:2011年5月2日
【發(fā)明者】M·E·莫菲特 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司