СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПОДДЕРЖКИ МНОГОСТВОЛЬНОГО ОКНА Российский патент 2017 года по МПК E21B29/06 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к оборудованию, используемому в подземных операциях, и в частности к системам и способам для обеспечения поддержки крутящего момента во фрезеровальной системе для вырезания окон многоствольных скважин.

[0002] Добыча углеводородов может осуществляться через относительно сложные стволы скважины, пересекающие по меньшей мере один подземный пласт. Некоторые стволы скважин могут содержать многоствольные скважины и/или боковые стволы скважины. Многоствольные скважины содержат по меньшей мере один боковой ствол скважины, отходящий от основного (или главного) ствола скважины. Боковой ствол скважины является стволом скважины, отклоненным от первого основного направления ко второму основному направлению. Боковой ствол скважины может содержать основной ствол скважины, проходящий в первом основном направлении, и дополнительный ствол скважины, отклоненный от основного ствола скважины во втором основном направлении. Многоствольная скважина может содержать по меньшей мере одно окно или выход обсадной трубы для обеспечения возможности образования соответствующих боковых стволов скважины. Боковой ствол скважины может также содержать окно или выход обсадной трубы для обеспечения возможности отклонения ствола скважины ко второму основному направлению.

[0003] Выход обсадной трубы для многоствольной скважины или бокового ствола скважины может быть образован посредством расположения соединения обсадных труб и отклонителя в обсадной колонне на требуемом участке в основном стволе скважины. Отклонитель используют для отклонения по меньшей мере одной фрезы в боковом направлении (или в альтернативном направлении) относительно обсадной колонны. Отклоненная фреза (отклоненные фрезы) проникает в часть соединения обсадных труб для образования выхода обсадной трубы в обсадной колонне. Буровые долота могут быть впоследствии введены через выход обсадной трубы для вырезания бокового или дополнительного ствола скважины.

[0004] Фреза(-ы), используемые для образования выхода обсадной трубы, являются частью фрезеровальной системы, которую в целом доставляют на участок бокового или дополнительного ствола скважины посредством бурильной колонны или рабочей колонны. В применениях для скважин увеличенной досягаемости скручивающий момент на поверхности не обязательно равняется скручивающему моменту, воздействующему на фрезеровальную систему внутри скважины. В результате фрезеровальная система может подвергаться высоким скручивающим нагрузкам во время ориентирования, закрепления, определения расположения, убирания, освобождения фрезеровальной системы или маневрирования ею внутри ствола скважины. Такие фрезеровальные системы ограничены в передаче крутящего момента, так как обычно имеют поддержку только с одной стороны и, в результате, способствуют неравномерным нагрузкам и искривлению сопровождающих операции фрезеровки направляющих устройств, что может привести к сбою операций фрезеровки. Следовательно, требуются более прочные фрезеровальные системы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Настоящее изобретение относится к оборудованию, используемому в подземных операциях, и в частности к системам и способам для обеспечения поддержки крутящего момента во фрезеровальной системе для вырезания окон многоствольных скважин.

[0006] В некоторых вариантах реализации раскрыта фрезеровальная система. Фрезеровальная система может содержать удлиненный корпус, имеющий первый конец, второй конец и окно фрезы, образованное через участок корпуса между первым и вторым концами, фрезу, расположенную с возможностью перемещения внутри корпуса, узел отклонителя, расположенный по меньшей мере частично внутри корпуса и выполненный с возможностью направления фрезы из корпуса через окно фрезы для фрезерования выхода обсадной трубы, муфту для передачи крутящего момента, присоединенную к корпусу и проходящую через участок корпуса между первым и вторым концами для увеличения сопротивления скручиванию корпуса.

[0007] В других вариантах реализации раскрыт способ усиления фрезеровальной системы. Способ может содержать обеспечение удлиненного корпуса, имеющего первый конец и второй конец, и узла отклонителя, расположенного между первым и вторым концами, при этом узел отклонителя определяет окно фрезы через корпус, и присоединения муфты для передачи крутящего момента к корпусу, при этом муфта для передачи крутящего момента проходит между первым и вторым концами и в целом закрывает окно фрезы для увеличения сопротивления скручиванию корпуса.

[0008] В других вариантах реализации раскрыт способ фрезеровки выхода обсадной трубы в обсадной колонне, прокладывающей трубопровод в стволе скважины. Способ может содержать доставку фрезеровальной системы в ствол скважины, при этом фрезеровальная система содержит удлиненный корпус, имеющий первый конец и второй конец, и фрезу, расположенную с возможностью перемещения в ней, корпус также определяет окно фрезы, усиление фрезеровальной системы в отношении крутящего момента посредством муфты для передачи крутящего момента, присоединенной к корпусу, при этом муфта для передачи крутящего момента проходит между первым и вторым концами и в целом закрывает окно фрезы, продвижение фрезы внутри корпуса и отклонение фрезы для контакта с муфтой для передачи крутящего момента посредством узла отклонителя, расположенного между первым и вторым концами, фрезеровки через муфту для передачи крутящего момента посредством фрезы и выхода из корпуса для фрезеровки выхода обсадной трубы посредством фрезы.

[0009] Характерные элементы и преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистам в данной области техники после прочтения следующего описания предпочтительных вариантов реализации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Следующие чертежи предложены в целях иллюстрации конкретных аспектов настоящего изобретения и не являются исключительными вариантами реализации. Специалистам в данной области техники будет понятно, что в раскрытом объекте могут быть осуществлены существенные модификации, изменения, сочетания и эквивалентные замены формы и функции, с сохранением преимуществ настоящего раскрытия.

[0011] На фиг. 1 изображена плавучая платформа для добычи нефти и газа, в которой может быть использована фрезеровальная система для формирования выхода обсадной трубы в соответствии по меньшей мере с одним раскрытым вариантом реализации.

[0012] На фиг. 2 показан вид в увеличенном масштабе соединения между основным стволом скважины и образованным посредством бурения боковым стволом скважины.

[0013] На фиг. 3A и 3B показаны изометрический вид и частичный вид сбоку, соответственно, приведенной в качестве примера фрезеровальной системы в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации.

[0014] На фиг. 4A и 4B показаны изометрический вид и частичный вид сбоку фрезеровальной системы по фиг. 3A и 3B, соответственно, содержащей приведенную в качестве примера муфту для передачи крутящего момента, присоединенную к ней в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0015] Настоящее изобретение относится к оборудованию, используемому в подземных операциях, и в частности к системам и способам для обеспечения поддержки крутящего момента во фрезеровальной системе для вырезания многоствольных окон.

[0016] Системами и способами, раскрытыми в настоящем описании, предложена более прочная фрезеровальная система, выполненная с возможностью сопротивления увеличенной скручивающей нагрузке, возникающей при попытке ориентирования, закрепления, определения расположения, убирания, освобождения фрезеровальной системы или маневрирования ею внутри ствола скважины. По меньшей мере в одном варианте реализации фрезеруемая муфта для передачи крутящего момента может быть присоединена к фрезеровальной системе и может полностью охватывать отклонитель или направляющую опору, которая обычно ограничена во вращающихся нагрузках, так как имеет опору только со стороны направляющей. Полная поддержка направляющей опоры может способствовать снижению неравномерных скручивающих нагрузок, воздействующих на фрезеровальную систему при попытке поворота через препятствия внутри ствола скважины или закрепления фрезеровальной системы для эксплуатации. Кроме того, возможность легкой фрезеровки через муфту для передачи крутящего момента может также обеспечивать возможность эффективной фрезеровки выхода обсадной трубы фрезеровальной системой надлежащим образом. Раскрытые системы и способы могут быть особенно предпочтительны для использования в скважинах с большими отходами от вертикали или в сложных скважинах в целом, в которых скручивающий момент на поверхности не обязательно равняется скручивающему моменту, воздействующему на фрезеровальную систему внутри скважины.

[0017] На фиг. 1 изображена плавучая платформа 100 для добычи нефти и газа, в которой может быть применена приведенная в качестве примера фрезеровальная система, раскрытая в настоящем описании, в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации. Хотя на фиг. 1 изображена плавучая платформа 100 для добычи нефти и газа, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные раскрытые в настоящем варианты реализации также подходят для использования в сочетании с другими типами буровых платформ для добычи нефти и газа, такими как наземные буровые платформы для добычи нефти и газа или буровые платформы, расположенные на любой другой географической местности. Однако в изображенном варианте реализации платформа 100 может быть представлена полупогружной платформой 102, центрированной над подводным нефтяным пластом 104, расположенным под морским дном 106. Подводный стояк или колонна 108 отходит от площадки 110 платформы 102 к устьевой установке 112, расположенной на морском дне 106 и содержащей по меньшей мере одно противовыбросное устройство 114. Платформа 102 содержит грузоподъемное устройство 116 и вышку 118 для подъема и опускания трубных колонн, таких как бурильная колонна 120, внутри подводной колонны 108.

[0018] В соответствии с изображением основной ствол 122 скважины образован посредством бурения через различные пласты грунта, включающие пласт 104. Термины «основной» и «главный» ствол скважины использованы в настоящем описании с возможностью взаимной замены для обозначения ствола скважины, от которого посредством бурения образуют еще один ствол скважины. Однако следует отметить, что основной или главный ствол скважины не обязательно проходит непосредственно к поверхности земли, а может являться ответвлением другого ствола скважины. Обсадная колонна 124 по меньшей мере частично зацементирована внутри основного ствола 122 скважины. Термин «обсадная труба» использован в настоящем описании для обозначения трубной колонны, использованной для прокладывания трубопровода в стволе скважины. В некоторых применениях обсадная труба может быть представлена типом, известным специалистам в данной области техники как «потайная колонна», и может быть представлена разделенной на части или непрерывной потайной колонной, такой как колонна гибких труб.

[0019] Соединение 126 обсадных труб может быть взаимно соединено между удлиненными участками или отрезками обсадной колонны 124 и расположено на требуемом участке внутри ствола 122 скважины, предназначенном для бурения ответвления или бокового ствола 128 скважины. Соответственно, соединение 126 обсадных труб эффективно образует цельную часть обсадной колонны 124. Термины «ответвление» и «боковой» ствол скважины использованы в настоящем описании для обозначения ствола скважины, который образуют посредством бурения по направлению наружу от его пересечения или соединения с другим стволом скважины, таким как основной или главный ствол 122 скважины. Кроме того, ответвление или боковой ствол скважины может иметь еще одно ответвление или боковой ствол скважины, образованный посредством бурения по направлению наружу от него, без отклонения от объема раскрытия. Узел 130 отклонителя или направляющее устройство фрезы другого типа, известного специалистам в данной области техники, может быть расположено внутри обсадной колонны 124 и/или соединения 126 обсадных труб. Узел 130 отклонителя может быть выполнен с возможностью отклонения по меньшей мере одного режущего приспособления (т.е. фрезы) во внутреннюю стенку соединения 126 обсадных труб таким образом, чтобы определять выход 132 обсадной трубы внутри него на требуемом участке по окружности. Выход 132 обсадной трубы образует «окно» в соединении 126 обсадных труб, через которое по меньшей мере одно другое режущее приспособление (т.е. буровое долото) может быть введено для бурения бокового ствола 128 скважины.

[0020] Специалистам в данной области техники будет понятно, что, даже несмотря на то, что на фиг. 1 изображен вид в вертикальном разрезе основного ствола 122 скважины, варианты реализации, описанные в настоящем описании, также могут быть применимы для использования в стволах скважины, имеющих другие конфигурации направления, включая горизонтальные стволы скважины, отклоненные стволы скважины, наклонные стволы скважины, их сочетания и т.п. Кроме того, термины, обозначающие направление, такие как над, под, верхний, нижний по направлению вверх, по направлению вниз, на поверхности скважины, внутри скважины и т.п., использованы относительно иллюстрационных вариантов реализации с учетом их изображения на чертежах, причем направление вверх соответствует направлению к верху соответствующей фигуры, а направление вниз соответствует направлению к низу соответствующей фигуры, направление к поверхности скважины соответствует направлению к поверхности скважины, а направление внутрь скважины соответствует направлению к забою скважины.

[0021] Со ссылкой на фиг. 2 и с продолжающейся ссылкой на фиг. 1 показан вид в увеличенном масштабе соединения между основным стволом 122 скважины и боковым стволом 128 скважины (обозначен пунктирной линией) до бурения или образования другим способом бокового ствола 128 скважины в окружающем подземном пласте 104. Для начала бурения бокового ствола 128 скважины фрезеровальная система 202 может быть присоединена к бурильной колонне 120 (или рабочей колонне любого другого типа) и доставлена через ствол 122 скважины на участок, предназначенный для бурения бокового ствола 128 скважины. Фрезеровальная система 202 может содержать по меньшей мере одну фрезу 204, выполненную с возможностью введения в контакт с обсадной колонной 124 для фрезерования выхода 132 обсадной трубы в ней. В соответствии со следующим более подробным описанием это может быть осуществлено посредством перенаправления осевого движения фрезы 204 посредством использования узла 130 отклонителя (фиг. 1) или направляющей системы фрезы другого типа.

[0022] По меньшей мере в одном варианте реализации фрезеровальная система 202 может быть системой First Pass MILLRITE®, серийно производимой компанией Halliburton Energy Services, Хьюстон, штат Техас, США. Однако в других вариантах реализации фрезеровальная система 202 может быть любой фрезеровальной системой для многоствольных скважин, известной специалистам в данной области техники. Например, фрезеровальная система 202 может быть любой фрезеровальной системой, выполненной с возможностью фрезеровки выхода 132 обсадной трубы в обсадной колонне 124 и затем способствования бурению в окружающий подземный пласт 104 для образования бокового ствола 128 скважины. Следует отметить, что на фиг. 2 фрезеровальная система 202 не обязательно изображена в масштабе, а показана в иллюстрационных целях для описания характерных особенностей раскрытия в сочетании с боковым стволом 128 скважины и выходом 132 обсадной трубы.

[0023] При достижении участка, предназначенного для бурения бокового ствола 128 скважины, фрезеровальная система 202 может быть выполнена с возможностью взаимодействия с защелкой 206 якоря, расположенной внутри обсадной колонны 124. Защелка 206 якоря может содержать различные приспособления и трубные отрезки, взаимно соединенные для поворота и центрирования фрезеровальной системы 202 (в радиальном и осевом направлениях) до требуемой ориентации угла выхода и осевой глубины скважины при подготовке к фрезеровке выхода 132 обсадной трубы. В некоторых вариантах реализации защелка 206 якоря может быть защелкой Sperry для многоствольной скважины или соединительной системой, производимой компанией Halliburton Energy Services, Хьюстон, штат Техас, США. В других вариантах реализации защелка 206 якоря может быть башмаком направляющего инструмента, содержащим сочетание непроходной и сдвигающей защелки, или любое другое механическое средство, используемое для определения расположения фрезеровальной системы 202 на глубине внутри основного ствола 122 скважины и в правильной ориентации угла выхода для образования выхода 132 обсадной трубы.

[0024] По меньшей мере в одном варианте реализации защелка 206 якоря может содержать защелочное соединение 208, содержащее профиль и множество элементов для периферийного центрирования, выполненных с возможностью приема соответствующего механизма или узла 306 защелки (фиг. 3A и 4A) фрезеровальной системы 202 и, таким образом, определения расположения узла 306 защелки в заданной периферийной ориентации. Защелка 206 якоря может также содержать центрирующую втулку 210, содержащую продольную канавку, расположенную в периферийном направлении относительно элементов для центрирования по окружности, относящихся к защелочному соединению 208. Между защелочным соединением 208 и центрирующей втулкой 210 может быть расположен центрирующий переводник 212 обсадной трубы, который может быть использован для обеспечения должного центрирования защелочного соединения 208 относительно центрирующей втулки 210. Специалистам в данной области техники будет понятно, что защелка 206 якоря может содержать большее или меньшее количество приспособлений или другой набор приспособлений, выполненных с обеспечением возможности определения угла смещения между периферийным контрольным элементом и требуемой периферийной ориентацией выхода 132 обсадной трубы.

[0025] Со ссылкой на фиг. 3A и 3B и с продолжающейся ссылкой на фиг.2 показаны изометрический вид и частичный вид сбоку, соответственно, приведенной в качестве примера фрезеровальной системы 300 в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации. Фрезеровальная система 300 может в некоторых аспектах быть подобной фрезеровальной системе 202 по фиг. 2 и, следовательно, может быть использована для способствования образования выхода 132 обсадной трубы (фиг. 2) в обсадной колонне 124 (фиг. 2). Как показано, фрезеровальная система 300 может содержать удлиненный корпус 302, имеющий первый конец 304a и второй конец 304b (не показано на фиг. 3B). Первый конец 304a может быть присоединен или другим способом прикреплен к бурильной колонне 120 (фиг. 2), выполненной с возможностью доставки фрезеровальной системы 300 в ствол 122 скважины (фиг. 2). Второй конец 304b может содержать узел 306 защелки, выполненный с возможностью определения расположения защелки 206 якоря (фиг. 2) и присоединения к ней в соответствии со следующим более подробным описанием.

[0026] Как показано на фиг. 3A, фрезеровальная система 300 может также содержать узел 308 отклонителя, образующий составную часть корпуса 302 или другим способом присоединенный или прикрепленный к нему. Узел 308 отклонителя, также именуемый «опора направляющей», может быть в целом изогнутым и удлиненным элементом, поддерживающим и направляющим фрезу 310 при ее перемещении в осевом направлении внутрь скважины для фрезерования выхода 132 обсадной трубы (фиг. 2). В некоторых вариантах реализации фреза 310 может быть подобной фрезе 204 по фиг. 2. Узел 308 отклонителя может быть выполнен с возможностью направления фрезы 310 во фрезерующее взаимодействие с обсадной колонной 124 (фиг. 2) и последующего поддержания фрезы 310 по существу на прямой линии относительно основного ствола 122 скважины (фиг. 2) при продолжении перемещения фрезы 310 в осевом направлении.

[0027] Фреза 310 может содержать направляющий блок 312 (также известный как «талевый направляющий блок» или «фрезерный блок»), выполненный с возможностью в целом поддержки и направления фрезы 310 внутри узла 308 отклонителя. Как показано, узел 308 отклонителя может определять или другим способом образовывать наклонный участок 314, переходящий в плоский участок 316. По мере продвижения фрезы 310 внутрь скважины обеспечивается перемещение направляющего блока 312 в осевом направлении вдоль наклонного участка 314, обеспечивающего введение вращающейся фрезы 310 в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны 124, таким образом начиная образование выхода 132 обсадной трубы (фиг. 2). При продолжении продвижения фрезы 310 внутрь скважины обеспечивается перемещение направляющего блока 312 вдоль плоского участка 316 узла 308 отклонителя, при этом обеспечивается соответствующее увеличение осевой длины или отверстия выхода 132 обсадной трубы (фиг. 2). Дополнительное описание узла 308 отклонителя и его взаимодействия с фрезой 310 и направляющим блоком 312 приведено в патенте США № 5,778,980, под названием «Multicut casing window mill and method for forming a casing window» («Многорезцовая фреза для вырезания окна обсадной трубы и способ для образования окна обсадной трубы»), содержание которого полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.

[0028] Корпус 302 узла 300 фрезы может также определять отверстие или окно 318 фрезы, обеспечивающее возможность прохождения фрезы 310 в радиальном направлении за пределы корпуса 302 в контакт с обсадной колонной 124 (фиг. 2) для фрезеровки выхода 132 обсадной трубы (фиг. 2). Хотя окно 318 фрезы способствует беспрепятственному выходу для фрезы 310 из удлиненного корпуса 302, окно 318 фрезы может в то же время ослаблять осевую прочность корпуса 302 или узла 308 отклонителя. Например, корпус 302 узла 300 фрезы, соответствующий узлу 308 отклонителя, может иметь опору в осевом или радиальном направлении только с одной стороны, а другая сторона является открытой для образования окна 318 фрезы. Соответственно, корпус 302 может быть менее прочным вдоль осевой длины, на участке определения окна 318 фрезы.

[0029] Фрезеровальная система 300 может быть подвержена нагрузке крутящим моментом или вращения при попытке ориентирования, закрепления, определения расположения, убирания, освобождения фрезеровальной системы 300 или маневрирования ею внутри ствола 122 скважины. Например, увеличенные нагрузки крутящим моментом могут быть образованы при попытке закрепления фрезеровальной системы 300 на защелке 206 якоря (фиг. 2). Такой процесс может содержать определение расположения защелки 206 якоря посредством узла 306 защелки и приложение осевой нагрузки к фрезеровальной системе 300 через бурильную колонну 120 таким образом, чтобы обеспечивать надлежащее введение узла 306 защелки в защелку 206 якоря. Фрезеровальная система 300 может затем быть убрана и одновременно повернута для обеспечения надлежащего взаимодействия между узлом 306 защелки защелкой 206 якоря. В некоторых применениях такое вращающее усилие, прикладываемое к фрезеровальной системе 300, может обеспечивать чрезмерный скручивающий момент на корпусе 302 и приводить к неравномерным крутящим нагрузкам, которые могут приводить к упругой деформации корпуса 302 и/или узла 308 отклонителя. При деформации узла 308 отклонителя существует возможность застревания или заклинивания фрезы 310, или ненадлежащего фрезерования или расположения выхода 132 обсадной трубы.

[0030] В соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации риск растяжения корпуса 302 и/или узла 308 отклонителя при скручивании может быть уменьшен посредством усиления корпуса 302 таким образом, чтобы обеспечивать возможность выдержки большей скручивающей нагрузки, прикладываемой к фрезеровальной системе 300 через бурильную колонну 120 (фиг. 2). Такое усиление может быть преимущественно применено вдоль участков корпуса 302, наиболее подверженных деформации под воздействием скручивающей нагрузки, например участок, на котором образовано окно 318 фрезы.

[0031] Со ссылкой на фиг. 4A и 4B с продолжающейся ссылкой на фиг. 2 и 3A-3B, показаны изометрический вид и частичный вид сбоку фрезеровальной системы 300, соответственно, содержащей приведенную в качестве примера муфту 402 для передачи крутящего момента, присоединенную к ней в соответствии с по меньшей мере одним вариантом реализации. Муфта 402 для передачи крутящего момента может быть присоединена к фрезеровальной системе 300 для обеспечения усиления элемента поддержки высокого крутящего момента. Как показано, по меньшей мере в одном варианте реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть выполнена с возможностью покрывания в осевом и периферийном направлении узла 308 отклонителя, включая в целом закрывание окна 318 фрезы, которое может по меньшей мере частично влиять на ослабление осевой прочности корпуса 302. При эксплуатации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть выполнена с возможностью приложения скручивающего момента через фрезеровальную систему 300, например, при маневрировании фрезеровальной системой 300 внутри ствола 122 скважины, а также одновременно обеспечением уменьшения риска разрушения корпуса 302 и/или узла 308 отклонителя при кручении.

[0032] Муфта 402 для передачи крутящего момента может быть в целом удлиненным и цилиндрическим элементом, проходящим вдоль осевой длины корпуса 302. В других вариантах реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть изогнутым элементом, необязательно рассчитанным на полное прохождение вокруг корпуса 302, который может быть охарактеризован как цилиндрический желоб. Муфта 402 для передачи крутящего момента может быть присоединена или прикреплена другим способом к корпусу 302. В некоторых вариантах реализации, например, муфта 402 для передачи крутящего момента может быть присоединена к корпусу посредством прикрепления на первом конце 304a и втором конце 304b. Однако в других вариантах реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть присоединена к корпусу 302 на любой промежуточной точке(-ах) между первым и вторым концами 304a, b, без отклонения от объема раскрытия. Муфта 402 для передачи крутящего момента может быть присоединена к корпусу 302 с использованием механических крепежных элементов, таких как винты, болты и т.п. В других вариантах реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть присоединена на каждом конце 304 a,b с применением различных других способов механического закрепления, включая резьбовое соединение, сварку или пайку, клеящие вещества, пружинные запорные кольца, зубчатые зацепления, магнитные соединительные приспособления, фрикционные посадки, посадки с натягом, их сочетания и т.п., но не ограничиваясь ими.

[0033] По меньшей мере в одном варианте реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть изготовлена из материала, в целом поддающегося фрезерованию посредством фрезы 310. Соответственно, отрицательное влияние муфты 402 для передачи крутящего момента на любые рабочие характеристики устройства 300 для фрезерования исключено, однако она может обеспечивать эффективное фрезерование выхода 132 обсадной трубы (фиг. 2), одновременно обеспечивая увеличение сопротивление скручиванию корпуса 302. В некоторых вариантах реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть изготовлена из алюминия или любого алюминиевого сплава. В других вариантах реализации муфта 402 для передачи крутящего момента может быть изготовлена из любого мягкого поддающегося фрезерованию материала, включая медь, медные сплавы, низкоуглеродная сталь, смолы, пластмассы, полимеры, армированный тканью полимер, углеродное волокно, усиленное углеродное волокно, стекловолокно, композитные материалы, любой легковесный материал/ материал с низкой плотностью, их сочетания и т.п., но не ограничиваясь ими.

[0034] Хотя изготовлена из более мягкого и в целом поддающегося фрезерованию материала, муфта 402 для передачи крутящего момента может обеспечивать усиление корпуса 302 по отношению к высоким скручивающим нагрузкам, которые могут возникать при попытке ориентирования, закрепления, определения расположения, убирания, освобождения фрезеровальной системы 300 или маневрирования ею внутри ствола 122 скважины. Это может быть особенно преимущественным в стволах скважины с большим отходом от вертикали, в которых крутящий момент, прикладываемый на поверхности, может отличаться от крутящего момента, воздействующего на фрезеровальную систему 300. В таких применениях в стволах скважины с большим отходом на фрезеровальную систему 300 самопроизвольно может воздействовать чрезмерный крутящий момент, и она может быть необратимо повреждена при отсутствии надлежащего усиления для высоких нагрузок крутящим моментом. Муфта 402 для передачи крутящего момента может обеспечивать такое усиление посредством способствования перенесению фрезеровальной системой 300 увеличенных скручивающих нагрузок до деформации и искривления другим образом, приводящих к упругой деформации. Такое увеличенное сопротивление скручивающей нагрузке может являться преимущественным, например, при попытке присоединения узла 306 защелки к защелке 206 якоря (фиг. 2), при которой может прикладываться крутящий момент значительной величины через бурильную колонну 120 для надлежащего соединения фрезеровальной системы 300.

[0035] Следовательно, настоящее изобретение хорошо приспособлено для достижения указанных, а также присущих ему целей и преимуществ. Конкретные варианты реализации, описанные выше, приведены исключительно в качестве иллюстрации, так как настоящее изобретение может быть модифицировано и применено отличающимися, однако эквивалентными способами, понятными специалистам в данной области техники, с сохранением преимуществ описанных в настоящем описании идей. Кроме того, изображенные в настоящем описании детали конструкции или технического решения, кроме описанных в следующей формуле изобретения, не являются ограничивающими. Таким образом, очевидно, что конкретные иллюстративные варианты реализации, описанные ранее, могут быть изменены, применены в сочетании или модифицированы, причем все такие варианты находятся в пределах объема и сущности настоящего изобретения. Изобретение, иллюстративно раскрытое в настоящем описании, надлежащим образом может быть применено без любого элемента, не раскрытого в настоящем описании явным образом, и/или любого необязательного элемента, раскрытого в настоящем описании. Хотя составы и способы описаны как «содержащие», «состоящие из» или «включающие» различные компоненты или этапы, составы и способы также могут «состоять по существу из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Все номера и диапазоны, раскрытые ранее, могут отличаться на определенную величину. В любом случае использования номерного диапазона с нижним значением и верхним значением, явным образом раскрывается любой номер и любой диапазон, содержащийся в диапазоне. В частности, следует понимать, что каждый диапазон значений (в форме «от приблизительно a до приблизительно b», или эквивалентно «от приблизительно a до b», или эквивалентно «от приблизительно a-b»), раскрытый в настоящем описании включает каждый номер и диапазон, содержащийся в пределах наиболее широкого диапазона значений. Также термины, использованные в формуле изобретения, имеют свое простое, обычное значение, за исключением случаев, когда обратное указано в явной форме и понятно определено заявителем. Кроме того, при использовании в формуле изобретения неопределенные артикли «a» или «an» следует понимать как по меньшей мере один, а не один элемент, перед которым следует. При возникновении любого противоречия в использовании слова или термина в данном описании и в одном или более патентах или других документах, которые могут быть включены в настоящее описание посредством ссылки, следует принимать определение, согласующееся с этим описанием.

Группа изобретений относится к фрезеровальным системам, используемым для вырезания окон многоствольных скважин. Устройство содержит удлиненный корпус, имеющий первый конец, второй конец и свободное окно фрезы, образованное через участок корпуса между первым и вторым концами, фрезу, расположенную с возможностью перемещения внутри корпуса, узел отклонителя, расположенный по меньшей мере частично внутри корпуса и по прямой линии с окном фрезы для направления фрезы из корпуса через окно фрезы для фрезерования выхода обсадной трубы через радиально примыкающую обсадную трубу, муфту для передачи крутящего момента, присоединенную к наружной части корпуса и проходящую через участок корпуса между первым и вторым концами для закрывания по меньшей мере участка окна фрезы и увеличения сопротивления скручиванию корпуса. Повышается прочность и надежность фрезеровальной системы. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Фрезеровальная система, содержащая:

удлиненный корпус, имеющий первый конец, второй конец и свободное окно фрезы, образованное через участок корпуса между первым и вторым концами;

фрезу, размещенную внутри корпуса;

узел отклонителя, расположенный по меньшей мере частично внутри корпуса и по прямой линии с окном фрезы для направления фрезы из корпуса через окно фрезы для фрезеровки выхода обсадной трубы через радиально примыкающую обсадную трубу; и

муфту для передачи крутящего момента, присоединенную к наружной части корпуса и проходящую через участок корпуса между первым и вторым концами для закрывания по меньшей мере участка окна фрезы и тем самым увеличения сопротивления скручиванию корпуса.

2. Фрезеровальная система по п.1, в которой муфта для передачи крутящего момента выполнена с возможностью покрывания в осевом и периферийном направлениях по меньшей мере участка узла отклонителя.

3. Фрезеровальная система по п.1, в которой муфта для передачи крутящего момента содержит изогнутый элемент, проходящий только частично вокруг периферии корпуса.

4. Фрезеровальная система по п.1, в которой муфта для передачи крутящего момента присоединена к корпусу на первом и втором концах.

5. Фрезеровальная система по п.1, в которой муфта для передачи крутящего момента механически прикреплена к корпусу с использованием по меньшей мере одного из следующего: механических крепежных элементов, резьбового соединения, сварки или пайки, клеящих веществ, пружинных запорных колец, зубчатых зацеплений, магнитных соединительных приспособлений, фрикционных посадок, посадок с натягом и их сочетаний.

6. Фрезеровальная система по п.1, в которой муфта для передачи крутящего момента изготовлена из фрезеруемого материала, выбранного из группы, содержащей алюминий, алюминиевые сплавы, медь, медные сплавы, низкоуглеродную сталь, смолы, пластмассы, полимеры, армированный тканью полимер, углеродное волокно, усиленное углеродное волокно, стекловолокно, композитные материалы, легковесный материал/материал с низкой плотностью и их сочетания.

7. Способ усиления фрезеровальной системы, в котором:

обеспечивают удлиненный корпус, имеющий первый конец, второй конец и узел отклонителя, закрепленный внутри корпуса и расположенный между первым и вторым концами, при этом окно фрезы ограничено через часть корпуса между первым и вторым концами; и

присоединяют муфту для передачи крутящего момента к наружной части корпуса, при этом муфта для передачи крутящего момента проходит через участок корпуса между первым и вторым концами и закрывает свободную часть окна фрезы для увеличения сопротивления скручиванию корпуса.

8. Способ по п.7, в котором присоединение муфты для передачи крутящего момента к корпусу также содержит механическое прикрепление муфты для передачи крутящего момента к первому и второму концам с использованием по меньшей мере одного из механических крепежных элементов, резьбового соединения, сварки или пайки, клеящих веществ, пружинных запорных колец, зубчатых зацеплений, магнитных соединительных приспособлений, фрикционных посадок, посадок с натягом и их сочетаний.

9. Способ по п.7, в котором присоединение муфты для передачи крутящего момента к корпусу также содержит механическое прикрепление муфты для передачи крутящего момента к корпусу с использованием по меньшей мере одного из механических крепежных элементов, резьбового соединения, сварки или пайки, клеящих веществ, пружинных запорных колец, зубчатых зацеплений, магнитных соединительных приспособлений, фрикционных посадок, посадок с натягом и их сочетаний.

10. Способ по п.7, в котором присоединение муфты для передачи крутящего момента к корпусу также содержит покрывание по меньшей мере участка узла отклонителя в осевом и периферийном направлениях.

11. Способ по п.7, в котором присоединение муфты для передачи крутящего момента к корпусу также включает полное закрывание окна фрезы муфтой для передачи крутящего момента.

12. Способ по п.7, в котором муфта для передачи крутящего момента изготовлена из фрезеруемого материала, выбранного из группы, содержащей алюминий, алюминиевые сплавы, медь, медные сплавы, низкоуглеродную сталь, смолы, пластмассы, полимеры, армированный тканью полимер, углеродное волокно, усиленное углеродное волокно, стекловолокно, композитные материалы, легковесный материал/материал с низкой плотностью и их сочетания.

13. Способ фрезеровки выхода обсадной трубы в обсадной трубе, прокладывающей трубопровод в стволе скважины, в котором:

осуществляют доставку фрезеровальной системы в ствол скважины, при этом фрезеровальная система содержит удлиненный корпус, имеющий первый конец, второй конец, и фрезу, размещенную внутри корпуса, при этом окно фрезы образовано через участок корпуса между первым и вторым концами;

подавляют скручивающую нагрузку корпуса посредством муфты для передачи крутящего момента, присоединенной к наружной части корпуса, при этом муфта для передачи крутящего момента проходит через участок корпуса между первым и вторым концами и закрывает свободную часть окна фрезы;

продвигают фрезу внутри корпуса и отклоняют фрезу с введением в контакт с муфтой для передачи крутящего момента посредством узла отклонителя;

фрезеруют через муфту для передачи крутящего момента посредством фрезы и осуществляют выход из корпуса; и

фрезеруют выход обсадной трубы через выходную трубу посредством фрезы.

14. Способ по п.13, в котором усиление фрезеровальной системы в отношении скручивающей нагрузки посредством муфты для передачи крутящего момента дополнительно содержит механическое прикрепление муфты для передачи крутящего момента к первому и второму концам корпуса с использованием по меньшей мере одного из механических крепежных элементов, резьбового соединения, сварки или пайки, клеящих веществ, пружинных запорных колец, зубчатых зацеплений, магнитных соединительных приспособлений, фрикционных посадок, посадок с натягом и их сочетаний.

15. Способ по п.13, в котором усиление фрезеровальной системы в отношении скручивающей нагрузки посредством муфты для передачи крутящего момента дополнительно содержит механическое прикрепление муфты для передачи крутящего момента к корпусу с использованием по меньшей мере одного из механических крепежных элементов, резьбового соединения, сварки или пайки, клеящих веществ, пружинных запорных колец, зубчатых зацеплений, магнитных соединительных приспособлений, фрикционных посадок, посадок с натягом и их сочетаний.

16. Способ по п.13, в котором дополнительно покрывают по меньшей мере участок узла отклонителя в осевом и периферийном направлениях посредством муфты для передачи крутящего момента.

17. Способ по п.13, в котором дополнительно полностью закрывают окно фрезы посредством муфты для передачи крутящего момента.

18. Способ по п.13, в котором фрезеровка через муфту для передачи крутящего момента дополнительно содержит фрезеровку через фрезеруемый материал, выбранный из группы, содержащей алюминий, алюминиевые сплавы, медь, медные сплавы, низкоуглеродную сталь, смолы, пластмассы, полимеры, армированный тканью полимер, углеродное волокно, усиленное углеродное волокно, стекловолокно, композитные материалы, легковесный материал/материал с низкой плотностью и их сочетания.

19. Способ по п.13, в котором подавление скручивающей нагрузки корпуса включает в себя:

приложение скручивающей нагрузки к фрезеровальной системе через присоединенную к первому концу бурильную колонну для осуществления маневрирования фрезеровальной системы внутри ствола скважины; и

оказывают сопротивление скручивающей нагрузке посредством муфты для передачи крутящего момента, таким образом предотвращая чрезмерный скручивающий момент фрезеровальной системы.