ЦЕНТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО В СБОРЕ Российский патент 2016 года по МПК E21B23/01 E21B43/14 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В широком диапазоне нефтепромысловых применений различные инструменты располагают в определенном месте и/или ориентируют в процессе создания многоствольных узлов сопряжения. Иногда для применения в конкретном боковом узле сопряжения колонны подъемных труб многоствольного комплекта выбирают какой-либо конкретный инструмент. Трудности могут иногда возникать в расположении инструмента в необходимом узле сопряжения. Кроме того, некоторые применения используют инструменты для наклонного бурения, которые ориентируют для вращательного движения. Такие применения могут вновь и вновь создавать трудности в правильной ориентации и расположении такого инструмента для выполнения необходимой операции в конкретном процессе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В основном, предложены система и методика, содействующие фиксации инструмента с целью необходимого центрирования в колонне подъемных труб. Колонна подъемных труб содержит фиксирующую секцию, выполненную с возможностью фиксации инструмента в определенной ориентации. Фиксирующая секция содержит множественные крепежные участки, выполненных с возможностью приема множества профильных пластин, которые входят в зацепление с возможностью снятия и являются сменными. Профильные пластины могут быть расположены так, чтобы создавать профиль ключа для зацепления с соответствующим ключом, сопряженным с инструментом. Тем не менее, профильные пластины могут быть заменены для изменения профиля ключа. Кроме того, могут быть применены различные комбинации профильных пластин для создания различных профилей ключа от одной фиксирующей секции к другой в колоннах подъемных труб с более чем одной фиксирующей секцией.

Однако возможны многие модификации без существенного отхода от принципов данного изобретения. Соответственно, такие модификации предназначены для включения в объем данного изобретения, как определено в формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Некоторые варианты реализации изобретения будут далее описаны со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные элементы. Однако следует понимать, что прилагаемые фигуры иллюстрируют различные варианты реализации изобретения, описанные в данном документе, и не предназначены для ограничения объема различных технологий, описанных в данном документе, при этом:

Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию примера колонны подъемных труб, содержащей фиксирующую секцию для фиксации инструмента в желаемом центрировании, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 2 представляет собой вид в осевом поперечном сечении части колонны подъемных труб, иллюстрирующий пример фиксирующей секции в сопряжении с ориентирующей секцией, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 3 представляет собой поперечное сечение примеров нескольких взаимодействующих профильных пластин, применяемых для создания профиля ключа, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 4 иллюстрирует пример инструмента в разобранном виде в сопряжении с соответствующим ключом вдоль участка колонны подъемных труб, содержащей фиксирующую секцию и ориентирующую секцию, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 5 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий пример профиля ключа, созданного путем вставки заданного расположения профильных пластин, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 6 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий другой пример профиля ключа, созданного путем вставки заданного расположения профильных пластин, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения;

Фиг. 7 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий еще один пример профиля ключа, созданного путем вставки заданного расположения профильных пластин, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения; и

Фиг. 8 представляет собой вид в поперечном сечении, иллюстрирующий устройство зацепления для зацепления смежных секций модуля труб в колонне подъемных труб, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В нижеследующем описании многочисленные подробности изложены для обеспечения понимания некоторых вариантов реализации данного изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что система и/или методика могут быть реализованы без этих подробностей и что возможны многочисленные изменения или модификации описанных вариантов реализации изобретения.

Данное описание изобретения, в основном, включает систему и методику, связанные с центрированием инструмента внутри колонны подъемных труб. Данная система и методика применимы в самых различных связанных со скважинами применениях. Тем не менее, данная система и методика также могут быть применены во многих не связанных со скважинами применениях, которые используют колонны подъемных труб и инструменты, размещаемые через колонны подъемных труб в определенных местах для выполнения конкретного процесса. Примером связанного со скважинами применения являются геолого-технические работы в многоствольном комплекте. В этом последнем примере инструмент для геолого-технических работ размещают в скважине посредством колонны подъемных труб многоствольного комплекта в необходимом месте.

Фиксирующую секцию колонны подъемных труб располагают в необходимом месте для фиксации инструмента с целью необходимого центрирования. Фиксирующая секция содержит множественные сменные профильные пластины, которые можно избирательно вставлять, чтобы установленный профиль ключа точно подходил к ключу, соединенному с конкретным инструментом. В применениях многоствольных комплектов, например, различные профили ключа могут быть установлены в различных боковых узлах сопряжения для обеспечения фиксации и центрирования соответствующего инструмента в конкретном боковом узле сопряжения для выполнения требуемых геолого-технических работ. В некоторых применениях система содержит ориентирующую секцию, которая обеспечивает вращательную ориентацию инструмента перед продольным перемещением ключа в соответствующий профиль ключа. В таких применениях профиль ключа может быть выполнен с возможностью фиксации ключа как в продольном направлении, так и в направлении вращения.

В конкретном примере колонна подъемных труб сооружена с фиксирующей секцией, содержащей множественные крепежные участки. Крепежные участки выполнены с возможностью приема множества профильных пластин, которые входят в зацепление с возможностью снятия и являются сменными для содействия сборке различных профилей ключа. В зависимости от типа инструмента, используемого с помощью колонны подъемных труб, профильные пластины могут быть расположены так, чтобы создавать определенный профиль ключа для зацепления с соответствующим ключом, соединенным с инструментом. Тем не менее, профильные пластины можно заменять, чтобы изменять профиль ключа для различных инструментов. Кроме того, различные комбинации профильных пластин могут быть собраны в последовательных фиксирующих секциях для создания различных профилей ключа для применения вместе с разными ключами. Таким образом, конкретные инструменты, например конкретные инструменты для наклонного бурения, могут быть зафиксированы в конкретных местах вдоль колонны подъемных труб.

В соответствии, в основном, с Фиг. 1, проиллюстрирован вариант реализации колонны подъемных труб 20. В этом примере колонну подъемных труб 20 размещают в скважине 22, такой как многоствольная скважина, содержащей основной ствол 24, который пересекается с множественными боковыми стволами 26. В качестве примера, колонна подъемных труб 20 может содержать колонну подъемных труб многоствольного комплекта, содержащую множественные узлы сопряжения 28, каждый из которых обеспечивает доступ из основного ствола 24 к выбранному боковому стволу 26. Колонна подъемных труб 20 также может содержать множественные секции 30 лифтовых труб, например модули труб, каждая из которых выполнена с возможностью облегчать центрирование инструмента 32 в определенном месте колонны подъемных труб. В применениях многоствольных скважин инструмент 32 может содержать инструмент для геолого-технических работ или другой связанный с обслуживанием инструмент.

В проиллюстрированном варианте реализации изобретения инструмент 32 соединен с центрирующим механизмом 34, который может представлять собой механизм ориентировки и размещения в сборе, выполненный с возможностью ориентировать и располагать инструмент 32 в нужном месте вдоль колонны подъемных труб 20. Центрирующий механизм 34 содержит ключ 36, который соответствует инструменту 32 и выполнен с возможностью располагать и центрировать инструмент 32 в нужном месте, как описано более подробно ниже. В некоторых применениях центрирующий механизм 34 может дополнительно содержать устройство ориентировки 38.

Каждая секция труб 30 колонны подъемных труб 20 содержит фиксирующую секцию 40 для фиксации при помощи соответствующего ключа 36 таким образом, чтобы фиксировать соответствующий инструмент 32 в определенной ориентации. Фиксирующая секция 40 каждой секции труб 30 может отличаться от других фиксирующих секций 40 для обеспечения фиксации с определенными инструментами 32, например с определенными инструментами для геолого-технических работ, предназначенными для выполнения геолого-технических работ в соответствующем боковом стволе 26. В некоторых вариантах реализации изобретения каждая секция труб 30 дополнительно содержит ориентирующую секцию 42, которая выполнена с возможностью взаимодействовать с устройством ориентировки 38 центрирующего механизма 34 с целью ориентировать инструмент 32 для вращательного движения. Ориентация для вращательного движения может быть выполнена до окончательного продольного перемещения ключа 36 в фиксирующую секцию 40 таким образом, что инструмент 32 ориентируют для вращательного движения в нужном направлении до фиксации ключа 36. В некоторых вариантах реализации изобретения ключ 36 и фиксирующая секция 40 выполнены с возможностью фиксации как в продольном, так и окружном направлениях, чтобы удерживать инструмент 32 при продольном и вращательном движении.

Инструмент 32 может быть доставлен по внутренней части 44 колонны подъемных труб 20 с помощью транспортировочного средства 46. В некоторых применениях транспортировочное средство 46 может включать гибкое транспортировочное средство, такое как гибкие НКТ или трос для работ в скважине. При применении гибкого транспортировочного средства 46 ориентирующая секция 42 может быть выполнена с возможностью вызывать вращение инструмента 32 относительно колонны подъемных труб 20 без приложения крутящего момента к транспортировочному средству 46. Например, ориентирующая секция 44 может быть выполнена с возможностью ориентировать ключ 36 и инструмент 32 посредством продольного движения, такого как возвратно-поступательное продольное движение.

На Фиг. 2, проиллюстрирован пример секции труб 30. В этом примере секция труб 30 трубки может быть в виде модуля труб, содержащего как фиксирующую секцию 40, так и ориентирующую секцию 42. Множественные профильные пластины 48 расположены в фиксирующей секции 40 для создания профиля ключа 50. Каждую профильную пластину 48 можно заменить другими профильными пластинами, которые могут быть выборочно замещены для создания иного профиля ключа 50. Отдельные профильные пластины 48 или группы профильных пластин 48 могут быть заменены другими профильными пластинами для создания необходимого профиля ключа 50, который соответствует данному инструменту 32.

Профильные пластины 48 зацепляются с возможностью снятия с соответствующими крепежными участками 52, расположенными вдоль внутренней части фиксирующей секции 40. Например, крепежные участки 52 могут быть изготовлены на внутренней лифтовой трубе 54 и могут быть выполнены с возможностью приема соответствующих крепежных устройств 56 профильных пластин 48. В одном варианте реализации изобретения внутренняя лифтовая труба 54 содержит крепежные участки 52 в форме множества промежутков и отверстий такого размера, чтобы принимать и удерживать крепежные устройства 56 таким образом, который, как проиллюстрировано, обеспечивает продольную последовательность профильных пластин 48. В некоторых применениях отдельные крепежные устройства 56 и соответствующая профильная пластина 48 могут быть вставлены в соответствующие отверстия/крепежные участки 52 с внешней стороны внутренней лифтовой трубы 54 и удерживаться на месте с помощью окружающего блока или корпуса 58. Чтобы заменить выбранные профильные пластины 48, внутреннюю лифтовую трубу 54 просто высовывают из наружного корпуса 58 для замены нужными профильными пластинами 48 до того, как внутреннюю лифтовую трубу 54 перемещают обратно в наружный корпус 58. В применениях, подвергаемых высоким осевым нагрузкам, профиль ключа 50 может также содержать кольцевой зазор 59, расположенный во внутренней лифтовой трубе 54 для поглощения или противодействия высоким осевым нагрузкам, оказываемым посредством ключа 36.

В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 2, модуль труб 30 дополнительно содержит ориентирующую секцию 42, которая обладает профилем 60, или множественными профилями 60, выполненными с возможностью взаимодействия с устройством ориентировки 38. В качестве конкретного примера, ориентирующая секция 42 может содержать пару профилей 60, установленных с помощью косых срезов для центрирования 62, расположенных так, что профили 60 обращены друг к другу. В этом примере распорная втулка 64 может быть расположена между косыми срезами для центрирования 62, чтобы держать косые срезы для центрирования 62 в подходящем разделении.

После того как устройство ориентировки 38 достигает промежутка между профилями 60, устройство ориентировки 38 могут прокручивать вперед и назад, например, вверх и вниз с помощью транспортировочного средства 46 до тех пор, пока устройство ориентировки 38 и инструмент 32 не повернутся в требуемую угловую ориентацию. После вращательной ориентации инструмента 32 ключ 36 может быть перемещен в продольном направлении в зацепление с профилем ключа 50. Если ключ 36 подходит к профилю ключа 50, центрирующий механизм 34 и, таким образом, инструмент 32 становятся зафиксированными. В конкретном проиллюстрированном примере фиксация включает приемлемое продольное и вращательное позиционирование для обеспечения зацепления ключа 36 с профилем 50. Таким образом, фиксация закрепляет инструмент 32 как в продольном направлении, так и вращательном направлении по отношению к колонне подъемных труб 20.

Как дополнительно проиллюстрировано на Фиг. 3, продольная и вращательная фиксация могут быть достигнуты с помощью профиля ключа 50, установленного посредством профильных пластин 48. Фиг. 3 представляет примеры поперечного сечения, иллюстрирующие четыре профильные пластины 48, проиллюстрированные слева направо на Фиг. 2. Хотя четыре профильные пластины 48 проиллюстрированы с целью объяснения, различные количества профильных пластин могут быть применены для установления профиля ключа 50, например, три или более профильных пластин 38. В проиллюстрированном примере профильные пластины 48 содержат устройства зацепления 66, выполненные с возможностью установления профиля ключа 50. Устройства зацепления 66 могут содержать продольные устройства 68 для закрепления ключа 36 в продольном направлении и окружные устройства 70 для закрепления ключа 36 - во вращательном направлении, таким образом фиксируя инструмент 32 в продольном и вращательном направлении. В некоторых применениях продольные устройства 68 и/или окружные устройства 70 могут быть установлены по меньшей мере частично посредством участков внутренней лифтовой трубы 54. Следует отметить, что какое-либо или оба продольные устройства 68 и окружные устройства 70 могут быть заменены, чтобы изменить профиль ключа 50 путем замены выбранных профильных пластин 48.

На Фиг. 4, проиллюстрирован пример центрирующего механизма 34 как соединенного с инструментом 32. В этом примере центрирующий механизм 34 содержит корпус 72, например цилиндрический корпус, содержащий присоединительный конец 74, выполненный с возможностью сопряжения с инструментом 32. Устройство ориентировки 38 может содержать ориентирующий ключ 76, прикрепленный к корпусу 72. Ориентирующий ключ 76 может представлять собой пружину, прикрепленную таким образом, что она имеет тенденцию к сопротивлению радиальному движению внутрь ориентирующего ключа и поджиманию ориентирующего ключа 76 в радиальном направлении наружу, чтобы оттягивать от корпуса 72. В некоторых применениях поджимание пружиной может быть создано путем крепления ориентирующего ключа 32 на пружину или пару пружин 78, например пару пружин для имитации упругости.

Как проиллюстрировано, ключ 36 может быть в виде множества установочных ключевых элементов 80, прикрепленных к корпусу 72. Как и в случае с ориентирующим ключом 76, установочные ключевые элементы 80 могут быть пружиной, прикрепленной с помощью пружинного элемента 82, например свободно висящей упругой балки, для того, чтобы обеспечивать отклонение внутрь в радиальном направлении. Свойство отклонять ориентирующий ключ 76 и установочные ключевые элементы 80 в радиальном направлении внутрь содействует перемещению центрирующего механизма 34 вдоль внутренней части колонны подъемных труб 20 в необходимое место инструмента. После расположения в необходимом месте ориентирующий ключ 76 перемещают в радиальном направлении наружу посредством поджимания пружиной, чтобы ввести его в зацепление с ориентирующими профилями 60. Кроме того, установочные ключевые элементы 80 могут быть поджаты пружиной в радиальном направлении наружу для обеспечения зацепления ключа 36 с профилем ключа 50. Следует отметить, что во многих применениях центрирующий механизм 34 может быть выполнен с открытым внутренним каналом, который обеспечивает прохождение флюида и/или оборудования, такого как оборудование для геолого-технических работ.

На Фиг. 4 проиллюстрирован вариант реализации центрирующего механизма 34 в разобранном виде или как отделенный от модуля колонны труб 30 колонны подъемных труб 20. В качестве примера, модуль 30 может содержать выбранный боковой модуль для проведения геолого-технических работ, расположенный в непосредственной близости к боковому стволу многоствольной скважины 22. Центрирующий механизм 34 может быть размещен вдоль внутренней части 44 модуля 30. Тем не менее, на Фиг. 4 центрирующий механизм 34 проиллюстрирован в разобранном виде или как отделенный от внутренней части 44 с целью лучшего иллюстрирования взаимодействующих устройств модуля 30 и механизма 34.

Когда центрирующий механизм 34 перемещается с помощью транспортировочного средства 46 в продольном направлении в скважине по внутренней части 44 и в модуль колонны труб 30, ориентирующий ключ 76, следовательно, перемещается в промежуток 86 между ориентирующими профилями 60. В проиллюстрированном примере ориентирующий ключ 76 установлен на нижнем конце или конце вывода центрирующего механизма 34. Когда ориентирующий ключ 76 достигает промежутка между профилями 60, например геликоидальными профилями, пружинные элементы 78 перемещают ориентирующий ключ 76 в радиальном направлении наружу так, что он входит в зацепление с ориентирующими профилями 60. Затем центрирующий механизм 34, вместе с инструментом 32, перемещают вперед и назад таким образом, что взаимодействие между ориентирующим ключом 76 и профилями 60 вызывает вращение центрирующего механизма 34/инструмента 22 по отношению к модулю колонны труб 30. Возвратно-поступательное движение продолжается до тех пор, пока ориентирующий ключ 76 не перемещается в центровочный паз 88 для приемлемого центрирования инструмента 32. Применение взаимодействующих профилей 60 и возвратно-поступательного движения обеспечивает вращательную ориентацию инструмента 32 при помощи гибкого транспортировочного средства 46, например гибких НКТ, троса для работ в скважине или других транспортировочных средств, которые имеют ограниченные возможности для вращательной ориентации, путем применения крутящего момента вдоль транспортировочного средства.

Когда ориентирующий ключ 76 перемещается в продольном направлении в центровочный паз 88, ключ 36 перемещается в профиль ключа 50. Если профиль ключа 50 подходит к установочным ключевым элементам 80 ключа 36, центрирующий механизм 34 зацепляется в том конкретном месте. Если, с другой стороны, ключ 36 не подходит к профилю ключа 50, зацепление не происходит и центрирующий механизм 34 может быть перемещен в другое место, например в другой боковой узел сопряжения, для вхождения в зацепление ключа 36 с приемлемым соответствующим профилем ключа 50. Установочные ключевые элементы 80 и ориентирующий ключ 76 могут быть закреплены на пружинных элементах 82, 78 соответственно для обеспечения направленного радиально внутрь сжатия установочных ключевых элементов 80 и ориентирующего ключа 76, когда достаточная продольная сила прилагается с помощью транспортировочного средства 46.

После того как ключ 36 входит в зацепление с соответствующим профилем ключа 50, значительно большая заданная осевая нагрузка оказывается для освобождения фиксирующих элементов ключа 80 из профиля ключа 50 с целью передвижения, например извлечения, инструмента 32 и центрирующего механизма 34 вдоль колонны подъемных труб 20. Приложение заданной осевой нагрузки или уровня нагрузки, близкого к заданной осевой нагрузке, может быть использовано для подтверждения и проверки положительного зацепления ключа 36 с приемлемым соответствующим профилем ключа 50.

В соответствии, в основном, с Фиг. 5-7, примеры различных компоновок профильных пластин 48 проиллюстрированы как устанавливающие различные профили ключа 50. Профильные пластины 48 могут быть избирательно удалены и заменены другими профильными пластинами 48, чтобы было легко создать множественные профили ключа 50. В каждом из этих примеров проиллюстрированы четыре профильные пластины 48, хотя могут быть применены другие количества профильных пластин 48 для создания желаемого профиля ключа 50. В качестве иллюстрации, продольный профиль ключа был заменен с варианта реализации изобретения, проиллюстрированного на Фиг. 5, на вариант реализации изобретения, проиллюстрированный на Фиг. 6, посредством замены первоначальных двух левых профильных пластин 48 другими профильными пластинами. В качестве дополнительной иллюстрации, окружной профиль ключа был заменен с варианта реализации изобретения, проиллюстрированного на Фиг. 6, на вариант реализации изобретения, проиллюстрированный на Фиг. 7, опять-таки посредством замены двух левых профильных пластин 48 (проиллюстрированных на Фиг. 6) другими профильными пластинами (проиллюстрированными на Фиг. 7). В этих примерах установочные ключевые элементы 80 не оттягиваются по окружности центрирующего механизма 34 и, таким образом, могут быть применены в качестве кольцевых фиксаторов для фиксирования инструмента 32 к вращательному движению по отношению к модулю труб или секции 30. В каждом из проиллюстрированных примеров один из установочных ключевых элементов 80 поступает в кольцевую выемку 59, чтобы обеспечить опору в отношении осевой нагрузки.

В зависимости от применения, различные компоненты, например компоненты в корпусе 58, могут быть соединены друг с другом с помощью корончатого разъема 90, как проиллюстрировано на Фиг. 8. Корончатый разъем 90 обеспечивает передачу крутящего момента через модуль 30, например, на косые срезы для центрирования 62, таким образом устраняя необходимость в сварке. В этом варианте реализации изобретения корончатые разъемы 90 могут быть несимметричными, что облегчает сборку модульных компонентов в нужной последовательности и в нужной ориентации. Применение корончатых разъемов 90 также содействует применению компонентов, которые являются относительно короткими по длине и более простыми в изготовлении. При сопряжении различных секций с корончатыми разъемами 90 секции становятся блочно-модульными и их легко менять или заменять вместо того, чтобы заново производить или заменять целый блок.

Во многих применениях ключ 36 и профиль ключа 50 могут быть выполнены с профильными пластинами 48, чтобы обеспечивать принятие ключа 36 профилем ключа 50 в одном продольном положении и одной вращательной ориентации. Варианты реализации изобретения, проиллюстрированные на Фиг. 5-7, например, задействуют продольные устройства 68 и окружные устройства 70 для защиты от неверной ориентации. Следует отметить, что в конкретных проиллюстрированных примерах по меньшей мере одна из профильных пластин 48 выполнена в виде заготовки без выемки и без продольных и окружных устройств 68, 70. Компоновка устройств зацепления 66 обеспечивает то, что инструмент 32 в конечном счете зафиксирован в одном заданном центрировании, имея определенное продольное положение и вращательную ориентацию. Данная конструкция эффективно защищает от неправильных нижних положений. Например, если ключ 36 имеет три устройства зацепления, даже если устройства установлены под неравномерными углами (по сравнению с равномерно распределенными свыше 120), по меньшей мере два из трех устройств все еще могут быть центрированы в "неправильных" нижних положениях (смотри также Фиг. 3). С четырьмя или более устройствами зацепления возможность неправильного центрирования только увеличивается. Тем не менее, формирование по меньшей мере одной из профильных пластин 48 в качестве заготовки устраняет возможность зацепления в неправильных нижних положениях.

Если инструмент 32 не ориентирован на требуемую угловую ориентацию и расположен под неправильным углом ориентации, "холостая" профильная пластина 48 препятствует радиальному движению наружу соответствующего установочного ключевого элемента 80 с помощью пружинного элемента 82. Ограничение радиального движения наружу происходит из-за интерференции между установочным ключевым элементом 80 и "холостой" профильной пластиной 48, которая не имеет углубленного участка для приема соответствующего ключевого элемента. Следовательно, ключ 36 не может оттягиваться и зацепляться со смежным профилем ключа 50. Неспособность ключа 36 войти в зацепление со смежным профилем ключа 50 может быть подтверждена путем приложения растягивающей нагрузки к транспортировочному средству 46.

В некоторых видах работ отсутствие вращательного центрирования может блокировать зацепление ключа 36 с профилем ключа 50. В таком случае центрирующий механизм 34 может быть просто продвинут вверх и вниз, чтобы переместить ориентирующий ключ 76 вдоль взаимодействующих профилей 60, пока ключ 36 и соответствующий инструмент 32 не будут должным образом расположены для вращательного движения. После получения нужной вращательной ориентации ключ 36 можно перемещать в продольном направлении до тех пор, пока установочные ключевые элементы 80 не будут пружинить в радиальном направлении наружу через пружинные элементы 82 для зацепления профиля ключа 50, созданного профильными пластинами 48. Если ключ 36 не может оставаться в зацеплении с указанным профилем ключа 50, центрирующий механизм 34 и инструмент 32 могут быть перемещены дальше вдоль внутренней части 44 колонны подъемных труб 20, пока не достигнут приемлемой фиксирующей секции 40. После приемлемого зацепления оператор может проверить, находится ли инструмент 32 в нужном месте, например нужном узле сопряжения 28, подавая растягивающую нагрузку на транспортировочное средство 46. Если растягивающая нагрузка проходит заданный уровень, то оператор уверен, что ключ 36 вошел в зацепление с соответствующим профилем ключа 50. Этот процесс может быть использован, например, в применениях многоствольных скважин для обеспечения инструменту 32 правильной ориентации в необходимом боковом узле сопряжения.

В зависимости от применения колонна подъемных труб 20, модуль труб 30, инструмент 32 и центрирующее устройство в сборе 34 могут быть выполнены в нескольких конфигурациях. Например, многие типы инструментов могут быть соединены с центрирующим устройством в сборе/ центрирующим механизмом посредством различных типов присоединительных концов. Кроме того, многие размеры и конфигурации профильных пластин можно взаимозаменяемо соединять с фиксирующей секцией 40 через различные механизмы сцепления. Ключ может быть выполнен в различных размерах и конфигурациях, и такие ключи могут быть подпружинены с помощью различных пружин. В применениях многоствольных скважин профиль ключа может быть различным для каждого бокового узла сопряжения и, таким образом, профильные пластины и соответствующие установочные ключевые элементы могут быть расположены так, чтобы подходить к конкретному выбранному многоствольному узлу сопряжения. Материалы, применяемые для образования инструмента, центрирующего механизма и компонентов колонны подъемных труб, могут быть многих различных типов и комбинаций в зависимости от специфики конкретного применения.

Хотя выше были подробно описаны несколько вариантов реализации изобретения, специалисты в данной области техники легко поймут, что возможны многие модификации без существенного отхода от принципов данного изобретения. Соответственно, такие модификации предназначены для включения в объем данного изобретения, как определено в формуле изобретения.

Группа изобретений относится к горному делу, в частности к системе и вариантам способа фиксации скважинных инструментов. Технология способствует фиксации инструмента с целью необходимого центрирования в колонне подъемных труб. Колонна подъемных труб содержит фиксирующую секцию, выполненную с возможностью фиксации инструмента в определенной ориентации. Фиксирующая секция содержит множественные крепежные участки, выполненные с возможностью приема множества профильных пластин, которые входят в зацепление с возможностью снятия и являются сменными. Профильные пластины могут быть расположены так, чтобы создавать профиль ключа для зацепления с соответствующим ключом, соединенным с инструментом. Тем не менее, профильные пластины могут быть заменены для изменения профиля ключа. Кроме того, могут быть применены различные комбинации профильных пластин для создания различных профилей ключа от одной фиксирующей секции к другой в колоннах подъемных труб с более чем одной фиксирующей секцией. Технический результат заключается в повышении эффективности фиксации скважинных устройств. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система фиксации, содержащая:
колонну подъемных труб, содержащую фиксирующую секцию для фиксации инструмента в заданной ориентации, при этом фиксирующая секция содержит множественные крепежные участки; и
множественные профильные пластины, установленные с возможностью снятия, в зацеплении с множественными крепежными участками для обеспечения взаимодействия выбранных профильных пластин с другими профильными пластинами из множественных профильных пластин, при этом множественные профильные пластины содержат устройства зацепления, выполненные с возможностью установления профиля ключа для зацепления с соответствующим ключом, соединенным с инструментом, причем профиль ключа установлен в продольном направлении и окружном направлении таким образом, чтобы принять ключ в одном продольном и угловом положении указанного инструмента.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что множественные профильные пластины содержат по меньшей мере три профильные пластины.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что множественные профильные пластины содержат по меньшей мере четыре профильные пластины.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что множественные крепежные участки содержат множественные отверстия таких размеров, чтобы принимать множественные профильные пластины.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что фиксирующая секция содержит кольцевую выемку для обеспечения опоры при осевой нагрузке.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что колонна подъемных труб содержит ориентирующую секцию для вращательного ориентирования ключа для размещения в фиксирующей секции.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что ориентирующая секция содержит пару ориентирующих профилей.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что указанная пара ориентирующих профилей направляется с помощью пары косых срезов для ориентировки, расположенных таким образом, что ориентирующие профили обращены друг к другу.

9. Система по п.6, отличающаяся тем, что фиксирующая секция и ориентирующая секция расположены в модуле колонны труб в комплекте многоствольной скважины.

10. Способ, предназначенный для фиксации скважинных инструментов, включающий следующие этапы, на которых:
обеспечивают инструмент и ключ для фиксации инструмента в необходимом месте в колонне подъемных труб;
выбирают множество сменных профильных пластин;
осуществляют съемное позиционирование указанных множественных сменных профильных пластин в фиксирующей секции колонны подъемных труб для создания профиля ключа, соответствующего тому или иному ключу; и
транспортируют инструмент вдоль внутренней части колонны подъемных труб, пока ключ не зафиксируется в профиле ключа.

11. Способ по п.10, в котором дополнительно формируют множество сменных профильных пластин с продольными и окружными устройствами, выполненных с возможностью размещения ключа в конкретном продольном и угловом положении.

12. Способ по п.11, в котором дополнительно осуществляют вращательную ориентацию инструмента с помощью ориентирующего профиля.

13. Способ по п.11, в котором дополнительно осуществляют вращательную ориентацию инструмента с помощью пары косых срезов для центрирования, имеющих наружные ориентирующие профили.

14. Способ по п.10, в котором дополнительно изменяют профиль ключа посредством замены по меньшей мере одной из сменных профильных пластин другой сменной профильной пластиной.

15. Способ по п.10, в котором дополнительно осуществляют установку иного профиля ключа в каждой фиксирующей секции из множественных фиксирующих секций, выполненных в различных местах вдоль колонны подъемных труб.

16. Способ по п.10, отличающийся тем, что на этапе обеспечения инструмента обеспечивают инструмент для геолого-технических работ; а на этапе транспортировки осуществляют транспортировку инструмента для геолого-технических работ в многоствольный комплект посредством гибкого транспортировочного средства.

17. Способ, предназначенный для фиксации скважинных инструментов, включающий следующие этапы, на которых:
устанавливают профиль ключа в боковом узле сопряжения колонны подъемных труб многоствольного комплекта путем крепления множественных сменных профильных пластин в фиксирующей секции колонны подъемных труб многоствольного комплекта;
осуществляют сопряжение инструмента для геолого-технических работ с ключом, соответствующим тому или иному профилю ключа;
транспортируют инструмент для геолого-технических работ посредством колонны подъемных труб многоствольного комплекта; и
осуществляют фиксацию ключа с помощью профиля ключа.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что на этапе установки осуществляют установку профиля ключа таким образом, который фиксирует ключ в продольном и вращательном направлениях.

19. Способ по п.18, в котором дополнительно осуществляют вращение инструмента для геолого-технических работ, пока ключ не будет вращательно центрирован с помощью профиля ключа, и затем перемещение ключа в продольном направлении для зацепления с профилем ключа.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что указанное вращение включает применение центрирующего косого среза вместе с ориентирующим профилем для создания вращения.