УЗЕЛ СОПРЯЖЕНИЯ МНОГОСТВОЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕСТКОСТИ Российский патент 2018 года по МПК E21B17/02 E21B19/16 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к узлам сопряжения многоствольных скважин высокого давления и, более конкретно, к узлам сопряжения многоствольных скважин, содержащим механические элементы жесткости, выдерживающие как скручивающую, так и осевую нагрузку.

[0002] Как правило, стволы скважины пробуривают с использованием колонны бурильных труб с буровым долотом, закрепленным к ее дистальному концу, и затем впоследствии заканчиваются цементированием обсадной колонны внутри ствола скважины. Крепление скважины обсадными трубами повышает механическую целостность ствола скважины и предоставляет путь движения флюидов между поверхностью и выбранными подземными пластами. Более конкретно, крепление обсадными трубами упрощает закачку рабочих жидкостей в окружающие пласты для стимулирования добычи и впоследствии используется для получения потока углеводородов из подземных пластов и их передачи на поверхность для отбора. Обсадные трубы также могут делать возможным введение флюидов в ствол скважины для управления разработкой месторождения или в целях их удаления.

[0003] Некоторые стволы скважин содержат один или более боковых стволов скважины, проходящих под углом от родительского или главного ствола скважины. Такие стволы скважин могут называться разветвленными, и узел сопряжения многоствольной скважины обычно используется для заканчивания бокового ствола скважины для добычи из него углеводородов. На завершающих этапах заканчивания бокового ствола скважины узел сопряжения многоствольной скважины, содержащий секцию главной скважины и секцию боковой скважины, может опускаться внутрь главного ствола скважины до узла сопряжения главного и бокового стволов скважины. Затем узел сопряжения многоствольной скважины может закрепляться внутри многоствольной скважины посредством выдвижения секции боковой скважины в боковой ствол скважины и одновременной посадки секции главной скважины в дефлектор заканчивания, установленный внутри главного ствола скважины. После установки и закрепления внутри бокового ствола скважины секция боковой скважины может использоваться для операций по заканчиванию и эксплуатации в боковом стволе скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0004] Следующие фигуры включены для иллюстрации определенных аспектов настоящего изобретения и не должны рассматриваться как исчерпывающие варианты реализации изобретения. Раскрываемый объект изобретения допускает значительные модификации, изменения, комбинации и эквиваленты по форме и функции без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0005] На Фиг. 1 проиллюстрирован вид узла сопряжения многоствольной скважины в поперечном разрезе.

[0006] На Фиг. 2 проиллюстрирован изометрический вид узла сопряжения многоствольной скважины.

[0007] На Фиг. 3A проиллюстрирован вид узла сопряжения многоствольной скважины по Фиг. 2 с торца в поперечном разрезе.

[0008] На Фиг. 3B проиллюстрирован вид узла сопряжения многоствольной скважины по Фиг. 2 с торца в поперечном разрезе.

[0009] На Фиг. 4 проиллюстрирован изометрический вид узла сопряжения многоствольной скважины.

[0010] На Фиг. 5A и 5B проиллюстрированы виды типового узла сопряжения многоствольной скважины.

[0011] На Фиг. 6 проиллюстрирован изометрический вид еще одного типового узла сопряжения многоствольной скважины.

[0012] На Фиг. 7 проиллюстрирован увеличенный и сжатый изометрический вид узла сопряжения многоствольной скважины по Фиг. 6.

[0013] На Фиг. 8A-8C проиллюстрированы виды узла сопряжения многоствольной скважины по Фиг. 6.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] Настоящее изобретение относится к узлам сопряжения многоствольной скважины высокого давления и, более конкретно, к узлам сопряжения многоствольной скважины, содержащим механические элементы жесткости, выполненные с возможностью сопротивляться как скручивающей, так и осевой нагрузке.

[0015] В вариантах реализации изобретения, описанных в настоящей заявке, обсуждаются различные конфигурации узла сопряжения многоствольной скважины, используемые для содействия в заканчивании бокового ствола скважины для добычи из него углеводородов. Каждый из типовых узлов сопряжения многоствольной скважины состоит из корпуса коннектора и секций главной и боковой скважин, которые обычно являются трубами с округлым или круглым сечением, проходящими в продольном направлении из корпуса коннектора. Эти трубы круглого сечения позволяют узлам сопряжения многоствольной скважины демонстрировать высокие показатели предела прочности на разрыв и смятия труб при высоком давлении. Узлы сопряжения многоствольной скважины дополнительно содержат механические элементы жесткости, расположенные на или иным образом присоединенные к секциям главной и/или боковой скважин и выполненные для предотвращения отклонения секций скважины круглого сечения при повороте при спуске узла сопряжения многоствольной скважины в скважину. Механические элементы жесткости используют и иным образом занимают пространство вокруг секций главной и боковой скважин круглого сечения для придания секциям скважин жесткости, чтобы они оставались более прямыми и были менее подвержены скручиванию относительно друг друга. Эти механические элементы жесткости также повышают сопротивление секций главной и боковой скважин осевой нагрузке. В некоторых вариантах реализации механические элементы жесткости содержат конструкцию в целом D-образного сечения, расположенную на секциях главной и боковой скважин. Однако в других вариантах реализации механические элементы жесткости могут состоять из трубы, штанги или вытянутого стержня, проходящего вдоль длины узла сопряжения многоствольной скважины для механического усиления и повышения жесткости секций главной и/или боковой скважин. В любом случае механические элементы жесткости могут служить для укрепления секций главной и боковой скважин при скручивающей и осевой нагрузке при спуске узла сопряжения многоствольной скважины в скважину.

[0016] Ссылаясь на Фиг. 1, проиллюстрирована типовая система скважины 100, в которой могут использоваться принципы настоящего изобретения согласно одному или более вариантам реализации. Система скважины 100 состоит из родительского или главного ствола скважины 102 и бокового ствола скважины 104, проходящего от главного ствола скважины 102. Главный ствол скважины 102 может быть стволом скважины, пробуренным с позиции на поверхности (не проиллюстрировано), а боковой ствол скважины 104 может быть боковым или наклонным стволом скважины, пробуренным под углом от главного ствола скважины 102 в узле сопряжения 106. Хотя главный ствол скважины 102 изображен как расположенный вертикально, главный ствол скважины 102 может быть расположен в целом горизонтально или под любым углом между вертикалью и горизонталью без отступления от объема настоящего изобретения.

[0017] В некоторых вариантах реализации главный ствол скважины 102 может крепиться обсадной колонной 108 или аналогичным образом, как проиллюстрировано. Хотя это и не проиллюстрировано, боковой ствол скважины 104 также может крепиться обсадной колонной 108. Однако в других вариантах реализации обсадная колонна 108 может не использоваться в боковом стволе скважины 104, и поэтому боковой ствол скважины 104 можно характеризовать как «необсаженный» без отступления от объема настоящего изобретения.

[0018] Система скважины 100 может дополнительно содержать узел сопряжения многоствольной скважины 110, обычно расположенный внутри главного и бокового стволов скважины 102, 104 в или рядом с узлом сопряжения 106. Как проиллюстрировано, узел сопряжения многоствольной скважины 110 (далее - «узел 110») может содержать корпус коннектора 112, секцию главной скважины 114 и секцию боковой скважины 116. Как проиллюстрировано, секции главной и боковой скважин 114, 116 могут быть присоединены к и проходить от корпуса коннектора 112 и, следовательно, могут входить в главный ствол скважины 102 вместе. Следует отметить, что одна из секций главной и боковой скважин или обе 114, 116 могут состоять из множества отдельных труб, последовательно соединенных между собой в продольном направлении.

[0019] Дефлектор 118 может быть установлен в главном стволе скважины 102 в или рядом с узлом сопряжения 106 и может использоваться для отклонения более длинной секции боковой скважины 116 от главного ствола скважины 102 внутрь бокового ствола скважины 104 при спуске узла 110 в скважину. Как проиллюстрировано, дефлектор 118 может быть расположен и закреплен внутри главного ствола скважины 102 при помощи фиксирующего устройства 120, которое может содержать по меньшей мере одно из пакера, защелки, одно или более надувных уплотнений и т.п.

[0020] Секция боковой скважины 116 может содержать перекрестную муфту 122, расположенную или иным образом закрепленную на ее дистальном конце. Различное скважинное оборудование 124, такое как скважинные фильтры и т.п., может присоединяться к перекрестной муфте 122 для прохода в боковой ствол скважины 104 при спуске узла 110 в скважину. С другой стороны, секция главной скважины 114 не отклоняется в боковой ствол скважины 104, а вместо этого направляется в сторону дефлектора 118 и «вонзается» в или «стыкуется» с одним или более уплотнениями 126, расположенными внутри углубления, выполненного в дефлекторе 118. Эти уплотнения 126 служат для принятия и герметичного захвата секции главной скважины 114.

[0021] Когда секция боковой скважины 116 проходит внутрь бокового ствола скважины 104, а секция главной скважины 114 принята внутрь дефлектора 118, в главном стволе скважины 102 над узлом 110 можно установить фиксирующее устройство 128, такое как подвесной хомут для хвостовика или пакер. Фиксирующее устройство 128 надежно закрепляет узел 110 в заданном положении внутри главного ствола скважины 102 и пропускает смешанный поток через секции главной и боковой скважин 114, 116 в главный ствол скважины 102 над фиксирующим устройством 128.

[0022] Теперь со ссылкой на Фиг. 2, продолжая ссылаться на Фиг. 1, проиллюстрирован изометрический вид типового узла сопряжения многоствольной скважины 200 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Узел сопряжения многоствольной скважины 200 (далее - «узел 200») может быть в некоторых аспектах аналогичным узлу 110 по Фиг. 1, и, следовательно, его лучше всего можно понять посредством ссылки на узел 200, при этом одинаковые цифры означают одинаковые компоненты без их повторного подробного описания. Как проиллюстрировано, узел 200 содержит корпус коннектора 112, секцию главной скважины 114 и секцию боковой скважины 116. Узел 200 может быть функционально присоединен к трубам ствола скважины 202, таким как буровая труба, насосно-компрессорные трубы, обсадная колонна, безмуфтовые длинномерные трубы и т.п. Трубы ствола скважины 202 могут состоять из нескольких отрезков труб, используемых для перемещения и спуска узла 200 внутрь главного ствола скважины 102 (Фиг. 1).

[0023] Корпус коннектора 112 состоит из первого или верхнего конца 204a и второго или нижнего конца 204b. На первом конце 204a корпус коннектора 112 может присоединяться к различному скважинному оборудованию или элементам буровой колонны, таким как удлинительный переводник 206 и переходник 208. На проиллюстрированном варианте реализации изобретения труба ствола скважины 202 проиллюстрирована функционально присоединенной к переходнику 208, но в качестве альтернативы она также может быть функционально присоединена к любому элементу узла 200 над корпусом коннектора 112 (или к самому корпусу коннектора 112) без отступления от объема настоящего изобретения. Переходник 208 может обеспечивать переход от первого внутреннего диаметра трубы ствола скважины 202 ко второму внутреннему диаметру корпуса коннектора 112. Соответственно, переходник 208 может служить структурным переходным элементом для узла 200.

[0024] Второй конец 204b корпуса коннектора 112 может содержать или иным образом образовывать приемное гнездо секции главной скважины 210a и приемное гнездо секции боковой скважины 210b. Приемное гнездо секции главной скважины 210a может быть выполнено для принятия и иным образом надежной фиксации секции главной скважины 114, а приемное гнездо секции боковой скважины 210b может быть выполнено для принятия и иным образом надежной фиксации секции боковой скважины 116. В некоторых вариантах реализации, например, одно или оба приемных гнезда секций главной и боковой скважин 210a,b могут задавать или иным образом содержать внутренние резьбы, выполненные для соединения посредством резьбового соединения соответствующих внешних резьб, заданных или иным образом содержащихся на концах одной или обеих секций главной и боковой скважин 114, 116, соответственно. Однако в других вариантах реализации резьбовое соединение между приемными гнездами секций главной и боковой скважин 210a,b и секциями главной и боковой скважин 114, 116, соответственно, может быть противоположным. В частности, в таких вариантах реализации одно или оба приемных гнезда для секций главной и боковой скважин 210a,b могут задавать или иным образом содержать внешние резьбы, выполненные для соединения посредством резьбового соединения соответствующих внутренних резьб, заданных или иным образом обеспеченных на концах одной или обеих секций главной и боковой скважин 114 и 116, соответственно. Резьбовое соединение между приемными гнездами секций главной и боковой скважин 210a,b и секциями главной и боковой скважин 114, 116, соответственно, выполнено с возможностью обеспечивать уплотнение «металл-металл» между соответствующими компонентами, что повышает стойкость узла 200 к высокому давлению.

[0025] Каждая из секций главной и боковой скважин 114, 116 может в целом являться круглой трубчатой конструкцией, проходящей в продольном направлении от корпуса коннектора 112. Круглый трубчатый дизайн секций главной и боковой скважин 114, 116 может дополнительно повышать стойкость узла 200 к высокому давлению. Как указано выше, секция боковой скважины 116 может содержать перекрестную муфту 122, расположенную или иным образом надежно закрепленную на ее дистальном конце. Перекрестная муфта 122 может быть выполнена с возможностью механического присоединения узла 200 к различному скважинному оборудованию 124 (Фиг. 1), такому как один или более фильтров, эксплуатационное оборудование боковой скважины или иные устройства, известные специалистам в данной области техники. Перекрестная муфта 122 может присоединяться посредством резьбового соединения к дистальному концу секции боковой скважины 116 и, в некоторых вариантах реализации, скважинное оборудование 124 может присоединяться посредством резьбового соединения к дистальному концу перекрестной муфты 122 для прохода внутри бокового ствола скважины 104 (Фиг. 1). В некоторых вариантах реализации перекрестная муфта 122 может иметь или иным образом содержать разные внутренние диаметры на противоположных концах. В частности, перекрестная муфта 122 может служить структурным переходным элементом для узла 200 между диаметром секции боковой скважины 116 и большим диаметром, характерным для компонентов скважинного оборудования 124.

[0026] Каждая из секций главной и боковой скважин 112, 116 содержит и иным образом задает центральное отверстие или канал (не проиллюстрирован), выполненный для принятия скважинного инструмента (например, насадки с закругленным концом) из корпуса коннектора 112. Более конкретно, корпус коннектора 112 может называться «Y-блоком» или «Y-коннектором» и может содержать дефлектор (не проиллюстрирован), расположенный внутри корпуса коннектора 112, для избирательного направления скважинного инструмента в секции главной или боковой скважин 114, 116, исходя из диаметра скважинного инструмента. В некоторых вариантах реализации, например, если диаметр скважинного инструмента превышает предварительно установленный диаметр, скважинный инструмент может быть направлен в секцию боковой скважины 116 посредством дефлектора. Аналогичным образом, если диаметр скважинного инструмента является меньшим, чем предварительно установленный диаметр, скважинный инструмент может быть направлен в секцию главной скважины 114 посредством дефлектора.

[0027] Узел 200 может дополнительно содержать механические элементы жесткости 212 (проиллюстрированные как первый и второй механические элементы жесткости 212a и 212b), расположенные на секциях главной и боковой скважин 114, 116 вдоль их длины 214. В частности, первый механический элемент жесткости 212a может быть расположен на секции главной скважины 114, а второй механический элемент жесткости 212b может быть расположен на секции боковой скважины 116. В контексте данного документа термин «расположен на» охватывает как муфтовое соединение, так и цельное образование. Более конкретно, в некоторых вариантах реализации механические элементы жесткости 212a,b могут быть отдельными компонентами узла 200, присоединенными к секциям главной и боковой скважин 114, 116, соответственно. Однако в других вариантах реализации механические элементы жесткости 212a,b могут образовывать встроенные или монолитные детали или части секций главной и боковой скважин 114, 116, соответственно, без отступления от объема настоящего изобретения.

[0028] Как более подробно обсуждается ниже, каждый механический элемент жесткости 212a,b может в целом иметь D-образное сечение. На каждом конце механических элементов жесткости 212a,b может содержаться переходная секция 216, выполненная с возможностью обеспечения перехода с круглого на D-образное сечение механических элементов жесткости 212a,b и обратно на круглое сечение вдоль длины 214 механических элементов жесткости 212a,b. В некоторых вариантах реализации, как проиллюстрировано, переходные секции 216 могут сходить на конус или иметь скошенную кромку и таким образом обеспечивать постепенный переход между круглым и D-образным сечениями. Однако в других вариантах реализации одна или более из переходных секций 216 может обеспечивать или иным образом определять резкий переход между круглым и D-образным сечениями без отступления от объема настоящего изобретения.

[0029] Механические элементы жесткости 212a,b могут быть выполнены для содействия в сопротивлении как скручивающей, так и осевой нагрузке, принимаемой секциями главной и боковой скважин 114, 116 при спуске узла 200 внутрь главного ствола скважины 102 (Фиг. 1). Для достижения этого, как проиллюстрировано, механические элементы жесткости 212a,b обеспечивают дополнительную площадь поперечного сечения секциям главной и боковой скважин 114, 116 вдоль длины 214. Такая дополнительная площадь поперечного сечения может укреплять секции главной и боковой скважин 114, 116 относительно друг друга и таким образом поддерживать соосность секций главной и боковой скважин 114, 116, а также дополнительно смягчать потенциальный спиральный изгиб трубчатых конструкций. Это может быть полезно в плане возможности точного центрирования секций главной и боковой скважин 114, 116 относительно дефлектора 118 (Фиг. 1) и бокового ствола скважины 104 (Фиг. 1), соответственно, при спуске и повороте узла 200 в главном стволе скважины 102. Без механических элементов жесткости 212a,b секции главной и боковой скважин 114, 116 могут скручиваться друг за друга и иным образом отклоняться при повороте узла 200 для точного определения местоположения дефлектора 118 и бокового ствола скважины 104. При этом использование механических элементов жесткости 212a,b помогает удерживать секцию боковой скважины 116 на верхней стороне узла 200, а секцию главной скважины 114 на нижней стороне узла 200, что может являться предпочтительным в применениях гравитационного типа.

[0030] Поддержание соосности секций главной и боковой скважин 114, 116 друг с другом может предоставить дополнительные преимущества в плане предотвращения вывинчивания секций главной и боковой скважин 114, 116 из приемных гнезд секций главной и боковой скважин 210a,b, соответственно, на корпусе соединения 112. Более конкретно, дополнительная площадь сечения механических элементов жесткости 212a,b предотвращает поворот секций главной и боковой скважин 114, 116 относительно друг друга, таким образом предотвращая вывинчивание каждой из них из корпуса коннектора 112. Следует иметь в виду, что даже небольшое вывинчивание секций главной и боковой скважин 114, 116 может ослабить уплотнение «металл-металл», имеющееся в приемных гнездах секций главной и боковой скважин 210a,b, и тем самым снизить устойчивость узла 200 к высокому давлению.

[0031] Теперь со ссылкой на Фиг. 3A и 3B, продолжая ссылаться на Фиг. 2, проиллюстрированы виды узла 200 с торца в поперечном разрезе в соответствии с по меньшей мере двумя вариантами реализации настоящего изобретения. В частности, виды с торца в поперечном разрезе по Фиг. 3A и 3B получены вдоль линий, проиллюстрированных на Фиг. 2, и, следовательно, иллюстрируют виды узла 200 с торца в поперечном разрезе в промежуточном месте по длине 214 механических элементов жесткости 212a,b. Как проиллюстрировано, каждая из секций главной и боковой скважин 114, 116 имеют в целом округлое или круглое сечение, а первый и второй механические элементы жесткости 212a,b могут иметь в целом D-образное сечение. Более того, общий внешний диаметр секций главной и боковой скважин 114, 116 и связанных с ними первого и второго механических элементов жесткости 212a,b не превышает внешний диаметр корпуса коннектора 112. В результате этого узел 200 не содержит никаких сварных соединений, которые могли бы снизить его способность свободно перемещаться по стволу скважины, крепимому обсадными трубами, такими как обсадная колонна 108 по Фиг. 1.

[0032] В варианте реализации, проиллюстрированном на Фиг. 3A, механические элементы жесткости 212a,b являются неотъемлемой частью секций главной и боковой скважин 114, 116, соответственно. В подобных вариантах реализации секция главной скважины 114 и первый механический элемент жесткости 212a могут быть изготовлены методом машинной обработки из сплошного куска материала. Аналогичным образом, секция боковой скважины 116 и второй механический элемент жесткости 212b могут быть изготовлены методом машинной обработки из сплошного куска материала. Однако в других вариантах реализации каждый из механических элементов жесткости 212a,b может определять центральное отверстие (не обозначено), выполненное для принятия секций главной и боковой скважин 114, 116, соответственно, и соответствующие механические элементы жесткости 212a,b могут прикрепляться к их внешним поверхностям. Например, механические элементы жесткости 212a,b могут прикрепляться или иным образом присоединяться к внешним поверхностям секций главной и боковой скважин 114, 116, соответственно, посредством сварки, пайки, клеев, горячей посадки или с использованием одного или более механических креплений (например, болтов, винтов, шпилек, разрезных стопорных колец и т.п.).

[0033] В варианте реализации, проиллюстрированном на Фиг. 3B, каждый из механических элементов жесткости 212a,b может в основном иметь трубчатую или раковинообразную конструкцию, определяющую внутреннюю полость 302 (проиллюстрированную как первая и вторая внутренние полости 302a и 302b). Первая внутренняя полость 302a может быть выполнена для принятия секции главной скважины 114, а вторая внутренняя полость 302b может быть выполнена для принятия секции боковой скважины 116. Каждая из секций главной и боковой скважин 114, 116 может прикрепляться внутри первой и второй внутренних полостей 302a,b посредством сварки, пайки, использования клеев, горячей посадки или использования одного или более механических креплений (например, болтов, винтов, шпилек, разрезных стопорных колец и т.п.).

[0034] Более того, первая и вторая внутренние полости 302a,b могут предоставлять место для использования или прохода одной или более линий управления 304 вдоль длины 214 (Фиг. 2) механических элементов жесткости 212a,b и иным способом позволяют не увеличивать общий внешний диаметр секций главной и боковой скважин 114, 116 и соответствующих первого и второго механических элементов жесткости 212a,b. Линии управления 304 могут быть выполнены для размещения в них одного или более видов средств связи, включая оптоволоконные кабели, электрические кабели, гидравлические жидкости и любую их комбинацию, но не ограничиваясь ими.

[0035] Опять со ссылкой на Фиг. 2, хотя вдоль длины секций главной и боковой скважин 114, 116 проиллюстрирован только один набор механических элементов жесткости 212a,b, считается, что в узле 200 может быть задействовано более одного набора без отступления от объема настоящего изобретения. Механические элементы жесткости 212a,b могут демонстрировать довольно высокое сопротивление изгибу вдоль длины 214 и, следовательно, могут затруднять осевое продвижение узла 200 по главному стволу скважины 102 (Фиг. 1), особенно на отклоняющихся или изогнутых участках главного ствола скважины 102, где узел 200 должен изгибаться. Для устранения этой проблемы и сохранения верности принципам настоящего изобретения в данном документе предусмотрены варианты реализации изобретения, содержащие два или более наборов механических элементов жесткости 212a,b, используемых в узле 200. Каждый набор механических элементов жесткости 212a,b может располагаться с осевым сдвигом относительно друг друга вдоль секций главной и боковой скважин 114, 116 таким образом, чтобы между ними мог образоваться зазор. Такой зазор (зазоры) может способствовать снижению изгибной жесткости узла 200, чтобы позволить узлу 200 изгибаться при прохождении сквозь отклоненные или изогнутые участки главного ствола скважины 102.

[0036] Теперь со ссылкой на Фиг. 4, опять со ссылкой на Фиг. 2, проиллюстрирован изометрический вид еще одного типового узла сопряжения многоствольной скважины 400 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Узел сопряжения многоствольной скважины 400 (далее - «узел 400») может быть в некоторых аспектах аналогичным узлу 200 по Фиг. 2, и, следовательно, его лучше всего можно понять посредством ссылки на узел 200, при этом одинаковые цифры означают одинаковые компоненты без их повторного подробного описания. Аналогично узлу 200 по Фиг. 2, узел 400 содержит корпус коннектора 112, секцию главной скважины 114 и секцию боковой скважины 116, а секции главной и боковой скважин 114, 116 могут присоединяться посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин 210a,b, соответственно, корпуса коннектора 112.

[0037] Аналогично узлу 200 по Фиг. 2, узел 400 может дополнительно содержать механические элементы жесткости 402 (проиллюстрированные как первый и второй механические элементы жесткости 402a и 402b), расположенные на секциях главной и боковой скважин 114, 116. Более конкретно, первый механический элемент жесткости 402a может располагаться на секции главной скважины 114, а второй механический элемент жесткости 402b может располагаться на секции боковой скважины 116. Более того, аналогично механическим элементам жесткости 212a,b по Фиг. 2, каждый механический элемент жесткости 402a,b может в целом иметь D-образное сечение, и на каждом конце механических элементов жесткости 402a,b могут находиться переходные секции 404 для обеспечения возможности перехода с круглого на D-образное сечение механических элементов жесткости 402a,b и обратно на круглое сечение.

[0038] Однако в отличие от узла 200 по Фиг. 2, механические элементы жесткости 402a,b могут иметь длину 406, которая короче длины 214 механических элементов жесткости 212a,b по Фиг. 2. Хотя сокращенная длина 406 механических элементов жесткости 402a,b и может способствовать сопротивлению скручивающей нагрузке, которая может воздействовать на секции главной и боковой скважин 114, 116, такая сокращенная длина может вызывать соответствующее снижение общего сопротивления осевым нагрузкам. Однако дополнительная площадь сечения, обеспечиваемая механическими элементами жесткости 402a,b, тем не менее, укрепляет секции главной и боковой скважин 114, 116 относительно друг друга и тем самым предотвращает скручивание секций главной и боковой скважин 114, 116 одна вокруг другой при спуске и повороте узла 400 в главном стволе скважины 102 (Фиг. 1). Как указано выше, это может предоставить дополнительные преимущества в плане предотвращения вывинчивания секций главной и боковой скважин 114, 116 из приемных гнезд секций главной и боковой скважин 210a,b, соответственно, на корпусе соединения 112 и соответствующего ослабления уплотнения «металл-металл», имеющегося в приемных гнездах секций главной и боковой скважин 210a,b.

[0039] Хотя на Фиг. 4 проиллюстрирована только одна пара механических элементов жесткости 402a,b, имеется в виду, что в узле 400 может использоваться более одной пары без отступления от объема настоящего изобретения. Более конкретно, в данном документе предусмотрены дополнительные варианты реализации изобретения, в которых второй набор механических элементов жесткости (не проиллюстрирован) может быть расположен с осевым сдвигом относительно первого и второго механических элементов жесткости 402a,b вдоль секций главной и боковой скважин 114, 116. Использование более одного набора механических элементов жесткости 402a,b может оказаться полезным при увеличении сопротивления осевым нагрузкам, которые могут воздействовать на секции главной и боковой скважин 114, 116.

[0040] Теперь со ссылкой на Фиг. 5A и 5B, продолжая ссылаться на Фиг. 2, проиллюстрированы виды еще одного типового узла сопряжения многоствольной скважины 500 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Более конкретно, на Фиг. 5A проиллюстрирован частичный изометрический вид узла сопряжения многоствольной скважины 500 (далее - «узел 500»), а на Фиг. 5B проиллюстрирован вид узла 500 с торца в поперечном разрезе плоскостью A по Фиг. 5A. Узел 500 может быть в некоторых аспектах аналогичным узлу 200 по Фиг. 2, и, следовательно, его лучше всего можно понять посредством ссылки на узел 200, при этом одинаковые цифры означают одинаковые компоненты без их повторного подробного описания. Например, аналогично узлу 200 по Фиг. 2, узел 500 содержит корпус коннектора 112, секцию главной скважины 114 и секцию боковой скважины 116, а секции главной и боковой скважин 114, 116 могут присоединяться посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин 210a,b, соответственно, корпуса коннектора 112. Кроме того, узел 500 может дополнительно содержать механические элементы жесткости 502 (проиллюстрированы как первый и второй механические элементы жесткости 502a и 502b), расположенные на секциях главной и боковой скважин 114, 116.

[0041] Однако в отличие от механических элементов жесткости 212a,b узла 200 по Фиг. 2, механические элементы жесткости 502a,b могут содержать или иным образом иметь в своем составе крылья 504, прикрепленные к секциям главной и боковой скважин 114, 116. Как лучше всего проиллюстрировано на Фиг. 5B, каждый из первого и второго механических элементов жесткости 502a,b может иметь пару крыльев 504, расположенных с любой стороны секций главной и боковой скважин 114, 116. Однако имеется в виду, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба 502a,b могут в качестве альтернативного варианта содержать только одно крыло 502, расположенное на соответствующей стороне одной или обеих секций главной и боковой скважин 114, 116, без отступления от объема настоящего изобретения.

[0042] Крылья 504 могут прикрепляться к секциям главной и боковой скважин 114, 116 различными способами крепления, включая сварку, пайку, использование промышленного клея, горячую посадку или любую их комбинацию, но не ограничиваясь ими. По меньшей мере в одном варианте реализации, как проиллюстрировано, крылья 504 могут быть прикреплены к секциям главной и боковой скважин 114, 116 с использованием одного или более механических креплений 506 (например, болтов, винтов, шпилек и т.п.), проходящих сквозь крылья 504 и по меньшей мере частично входящих в секции главной и боковой скважин 114, 116. Крылья 504 могут быть изготовлены из разнообразных жестких или полужестких материалов. Например, крылья 504 могут быть изготовлены из стали или легированной стали, такой как хромистая сталь-13, хромистая сталь-28, нержавеющая сталь 304L, нержавеющая сталь 316L, нержавеющая сталь 420, нержавеющая сталь 410, INCOLOY® 825, 925, 945, INCONEL® 718, G3 или аналогичные сплавы. По меньшей мере в одном варианте реализации изобретения крылья 504 могут быть изготовлены из алюминия или алюминиевого сплава. В дополнительных вариантах реализации крылья 504 могут быть изготовлены из пластика, закаленного эластомера, композитного материала или любого производного материала или их комбинации.

[0043] В проиллюстрированном варианте реализации соединение типа «ласточкин хвост» 508 может быть включено в механизм соединения между крыльями 504 и секциями главной и боковой скважин 114, 116. Как проиллюстрировано, соединение типа «ласточкин хвост» 508 может содержать выступ типа «ласточкин хвост» 510 и соответствующий паз типа «ласточкин хвост» 512, выполненный для принятия выступа типа «ласточкин хвост» 510. На Фиг. 5B выступы типа «ласточкин хвост» 510 проиллюстрированы как проходящие от крыльев 504, в то время как пазы типа «ласточкин хвост» 512 проиллюстрированы как заданные на секциях главной и боковой скважин 114, 116. Однако в других вариантах реализации положение выступов типа «ласточкин хвост» 510 и соответствующих пазов типа «ласточкин хвост» 512 может быть обратным без отступления от объема настоящего изобретения.

[0044] Как лучше всего проиллюстрировано на Фиг. 5B, каждая из секций главной и боковой скважин 114, 116 демонстрирует в целом круглое сечение, а первый и второй механические элементы жесткости 502a,b, включая соответствующие крылья 504, могут демонстрировать в целом D-образное сечение. Более того, комбинированный внешний диаметр секций главной и боковой скважин 114, 116 и связанных с ними механических элементов жесткости 502a,b и крыльев 504 не превышает внешний диаметр корпуса коннектора 112. В результате этого узел 500 не содержит никаких сварных соединений, которые могли бы снизить его способность свободно перемещаться по стволу скважины, крепимому обсадными трубами, такими как обсадная колонна 108 по Фиг. 1.

[0045] Теперь со ссылкой на Фиг. 6 проиллюстрирован изометрический вид еще одного типового узла сопряжения многоствольной скважины 600 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Узел сопряжения многоствольной скважины 600 (далее - «узел 600») может быть в некоторых аспектах аналогичным узлу 200 по Фиг. 2, и, следовательно, его лучше всего можно понять посредством ссылки на узел 200, при этом одинаковые цифры означают одинаковые компоненты без их повторного подробного описания. Аналогично узлу 200 по Фиг. 2, узел 600 содержит корпус коннектора 112, секцию главной скважины 114 (частично скрыта) и секцию боковую скважину 116, а секции главной и боковой скважин 114, 116 могут присоединяться посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин 210a,b, соответственно, корпуса коннектора 112.

[0046] Кроме того, аналогично узлу 200 по Фиг. 2, узел 600 может дополнительно содержать один или более механических элементов жесткости 602, используемых для механического усиления и повышения жесткости секций главной и/или боковой скважин 114, 116. Однако такой механический элемент (или элементы) жесткости 602 узла 600 может принимать форму или иным образом состоять из трубы, штанги или вытянутого стержня, проходящего вдоль длины узла 600. В проиллюстрированном варианте реализации, например, механический элемент жесткости 602 присоединен к или иным образом используется для механического усиления и повышения жесткости секции боковой скважины 116. Более конкретно, механический элемент жесткости 602 может проходить в продольном направлении между корпусом коннектора 112 и D-образным округлым коннектором 603, расположенным на секции боковой скважины 116, для укрепления секции боковой скважины 116 при скручивающей и осевой нагрузке при спуске и повороте узла 600 внутри главного ствола скважины 102 (Фиг. 1). Следует иметь в виду, что механический элемент жесткости 602 может способствовать предотвращению скручивания секции боковой скважины 116 вокруг секции главной скважины 114 при повороте узла 600 внутри главного ствола скважины 102.

[0047] Как указывалось ранее, термин «расположен на» охватывает как муфтовое соединение, так и цельное образование. Например, в текущем варианте реализации D-образный округлый коннектор 603 может быть отдельным компонентом узла 600, присоединенным к или иным образом закрепленным на секции боковой скважины 116 посредством сварки, пайки, клеев, горячей посадки или с использованием одного или более механических креплений (например, болтов, винтов, шпилек, разрезных стопорных колец и т.п.). Однако в других вариантах реализации D-образный округлый коннектор 603 может образовывать неотъемлемую или монолитную часть секции боковой скважины 116, такую как вырезанная из сплошного куска материала.

[0048] Следует отметить, что, в то время как текущее описание механического элемента (элементов) жесткости 602 обсуждается в связи с дополнительным увеличением жесткости секции боковой скважины 116, в данном документе предусмотрены варианты реализации изобретения, в которых один или более механических элементов жесткости 602 также или в качестве альтернативы поддерживают жесткость секции главной скважины 114. В таких вариантах реализации механический элемент (или элементы) жесткости 602 может присоединяться на одном конце к корпусу коннектора 112, а на другом конце к D-образному округлому коннектору (не проиллюстрирован), расположенному на секции главной скважины 114 в промежуточном положении по длине ее оси. Такой механический элемент (элементы) жесткости 602 может в равной степени быть полезным для механического усиления и повышения жесткости секции главной скважины 114, чтобы повысилось сопротивление секции главной скважины 114 скручивающей и осевой нагрузке при спуске и повороте узла 600 внутри главного ствола скважины 102 (Фиг. 1). Соответственно, следующее описание в равной степени применимо к эквивалентным вариантам реализации, которые укрепляют и поддерживают секцию главной скважины 114 при помощи механического элемента (элементов) жесткости 602, без отступления от объема настоящего изобретения.

[0049] Кратко ссылаясь на Фиг. 7, продолжая ссылаться на Фиг. 6, проиллюстрирован увеличенный и сжатый изометрический вид узла 600. Как проиллюстрировано на Фиг. 7, осевая длина секций главной и боковой скважин 114, 116 сокращена в целях наглядности при отображении механического элемента (элементов) жесткости 602. В проиллюстрированном варианте реализации механический элемент жесткости 602 может проходить в продольном направлении между корпусом коннектора 112 и D-образным округлым коннектором 603 и содержать первый конец 702a и второй конец 702b. По меньшей мере в одном варианте реализации, как проиллюстрировано, D-образный округлый коннектор 603 и перекрестная муфта 122 могут быть расположены рядом друг с другом или иным образом образовывать единую нераздельную конструкцию. Первый конец 702a может приниматься в первое отверстие 704a, заданное в корпусе коннектора 112, а второй конец 702b может приниматься во второе отверстие 704b (проиллюстрировано пунктиром), заданное в D-образном округлом коннекторе 603. Первый и второй концы 702a,b могут прикрепляться внутри первого и второго отверстий 704a,b, соответственно, различными способами крепления, включая сварку, пайку, использование промышленного клея, горячую посадку, использование одного или более механических креплений (например, болтов, винтов, шпилек, разрезных стопорных колец и т.п.) или любую их комбинацию, но не ограничиваясь ими.

[0050] Механический элемент (элементы) жесткости 602 может быть изготовлен из разнообразных жестких или полужестких материалов. Например, механический элемент (элементы) жесткости 602 может состоять из стали или легированной стали, такой как хромистая сталь-13, хромистая сталь-28, нержавеющая сталь 304L, нержавеющая сталь 316L, нержавеющая сталь 420, нержавеющая сталь 410, INCOLOY® 825, 925, 945, INCONEL® 718, G3 или аналогичные сплавы. В других вариантах реализации механический элемент (элементы) жесткости 602 могут быть изготовлены из других материалов, включая алюминий, алюминиевый сплав, железо, пластмассы, композитные материалы и любую их комбинацию, но не ограничиваясь ими.

[0051] Вновь ссылаясь на Фиг. 6, механический элемент (элементы) жесткости 602 может дополнительно содержать устройство регулировки длины 604, расположенное в промежуточном положении между первым и вторым концами 702a,b. Устройство регулировки длины 604 может использоваться для регулировки общей длины механического элемента жесткости 602 и тем самым создавать осевую нагрузку на секции главной и/или боковой скважин 114, 116. Следует иметь в виду, что создание осевой нагрузки на секции главной и боковой скважин 114, 116 может повысить их жесткость, тем самым делая секции главной и боковой скважин 114, 116 менее подверженными спиральному изгибу при спуске узла 600 в главный ствол скважины 102 (Фиг. 1). 702b

[0052] В некоторых вариантах реализации устройством регулировки длины 604 может быть стяжная муфта, используемая для приложения сжимающей нагрузки к первому и второму концам 702a,b механического элемента (элементов) жесткости 602. Более конкретно, будучи стяжной муфтой, устройство регулировки длины 604 может посредством резьбового соединения принимать первый и второй промежуточные концы 606a и 606b механического элемента (элементов) жесткости 602 в корпус стяжной муфты 608. Первый и второй промежуточные концы 606a,b могут завинчиваться в корпус стяжной муфты 608 в противоположных направлениях (то есть правосторонняя и левосторонняя резьба). В результате этого поворот корпуса 608 вокруг его центральной оси приведет к тому, что первый и второй концы 702a,b будут выдвигаться в противоположных осевых направлениях одновременно без закручивания или поворачивания стержневых компонентов механического элемента жесткости 602. Следовательно, поворот корпуса стяжной муфты 608 может аксиально удлинить механический элемент жесткости 602 и тем самым приложить сжимающую нагрузку к каждому концу 702a,b на корпусе коннектора 112 и на D-образном округлом коннекторе 603, соответственно. Такая сжимающая нагрузка может передаваться на секцию боковой скважины 116 в форме растягивающей нагрузки, так как она тоже присоединена к корпусу коннектора 112 и D-образному округлому коннектору 603. В результате этого секция боковой скважины 116 может стать более жесткой и менее подверженной спиральному изгибу при спуске узла 600 в главном стволе скважины 102 (Фиг. 1).

[0053] Теперь со ссылкой на Фиг. 8A-8C, продолжая ссылаться на Фиг. 6, проиллюстрированы различные виды узла 600 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Более конкретно, на Фиг. 8A проиллюстрирован вид сбоку узла 600, на Фиг. 8B проиллюстрирован вид узла 600 с торца в разрезе по линии A-A по Фиг. 8A, а на Фиг. 8C проиллюстрирован вид узла 600 с торца в разрезе по линии B-B по Фиг. 8A. Как проиллюстрировано на Фиг. 8A, механический элемент жесткости 602 проиллюстрирован как проходящий в продольном направлении между корпусом коннектора 112 и D-образным округлым коннектором 603. Как указывалось выше, первый конец 702a механического элемента жесткости 602 принимается внутрь первого отверстия 704a корпуса коннектора 112, а второй конец 702b принимается внутрь второго отверстия 704b D-образного округлого коннектора 603. Кроме того, устройство регулировки длины 604 проиллюстрировано как расположенное в промежуточном месте между первым и вторым концами 702a,b и использующееся для создания осевой нагрузки на секцию боковой скважины 116.

[0054] Как проиллюстрировано на Фиг. 8B и 8C, механические элементы жесткости 602 проиллюстрированы как первый и второй механические элементы жесткости 602a и 602b, расположенные на каждом конце секций главной и боковой скважин 114, 116. В проиллюстрированных вариантах реализации изобретения механические элементы жесткости 602a,b проиллюстрированы как имеющие в целом округлое или круглое сечение. Однако следует иметь в виду, что механические элементы жесткости 602a,b могут в равной степени демонстрировать сечение другой формы, включая овальную и многоугольную (например, треугольную, квадратную, прямоугольную и т.д.), но не ограничиваясь ими. Кроме того, механические элементы жесткости 602a,b проиллюстрированы как трубчатые или иным образом создающие центральный канал 802. В одном или более вариантах реализации изобретения центральный канал 802 каждого механического элемента жесткости 602a,b может служить для размещения или прохода одной или более линий управления. Аналогично линиям управления 304 по Фиг. 3B, эти линии управления (не проиллюстрированы), которые могут проходить внутри центрального канала 802 каждого механического элемента жесткости 602a,b, могут содержать один или более видов средств связи, включая оптоволоконные кабели, электрические кабели, гидравлические жидкости и любую их комбинацию, но не ограничиваясь ими.

[0055] Необходимо отметить, что принципы, описанные в данном документе, не ограничены использованием в узлах сопряжения многоствольных скважин, таких, как проиллюстрировано на Фиг. 1. Скорее, принципы настоящего изобретения в равной степени применимы к использованию под двойными пакерами, расположенными внутри ствола скважины, и к другим применениям, при которых в ствол скважины может устанавливаться более одной трубы.

[0056] Варианты реализации изобретения, раскрываемые в контексте настоящего изобретения, включают:

[0057] A. Узел сопряжения многоствольной скважины, содержащий корпус коннектора, имеющий верхний конец и нижний конец, и такой нижний конец содержит приемное гнездо секции главной скважины и приемное гнездо секции боковой скважины; секцию главной скважины, присоединенную к приемному гнезду секции главной скважины и проходящую в продольном направлении из него; секцию боковой скважины, присоединенную к приемному гнезду секции боковой скважины и проходящую в продольном направлении из него, при этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением; а также первый механический элемент жесткости, расположенный на секции главной скважины, и второй механический элемент жесткости, расположенный на секции боковой скважины, при этом каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение.

[0058] Б. Система скважины, содержащая главный ствол скважины и боковой ствол скважины, проходящий от главного ствола скважины в узле сопряжения; дефлектор, расположенный в главном стволе скважины в или возле узла сопряжения; узел сопряжения многоствольной скважины, выполненный с возможностью проходить внутри главного ствола скважины и содержащий корпус коннектора, секцию главной скважины, присоединенную к корпусу коннектора посредством приемного гнезда секции главной скважины, и секцию боковой скважины, присоединенную к корпусу коннектора посредством приемного гнезда секции боковой скважины, при этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением; а также первый механический элемент жесткости, расположенный на секции главной скважины, и второй механический элемент жесткости, расположенный на секции боковой скважины, при этом каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение.

[0059] В. Способ, включающий следующие этапы: спускают узел сопряжения многоствольной скважины внутрь главного ствола скважины, имеющего дефлектор, установленный в указанном стволе в или вблизи сопряжения между главной скважиной и боковым стволом скважины, причем указанный узел сопряжения многоствольной скважины содержит корпус коннектора, секцию главной скважины, присоединенную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции главной скважины, и секцию боковой скважины, присоединенную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции боковой скважины, при этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением; поворачивают узел сопряжения многоствольной скважины внутри главного ствола скважины для центрирования секции главной скважины относительно дефлектора и центрирования секции боковой скважины относительно бокового ствола скважины; и укрепляют секции главной и боковой скважин посредством первого механического элемента жесткости, расположенного на секции главной скважины, и второго механического элемента жесткости, расположенного на секции боковой скважины, при этом каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение.

[0060] Каждый из вариантов реализации изобретения А, Б и В может иметь один или более следующих дополнительных элементов в любой комбинации: Элемент 1: отличается тем, что одна или обе секции главной и боковой скважин присоединены посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин, соответственно. Элемент 2: отличается тем, что каждый из первого и второго механических элементов жесткости содержит первый конец, второй конец и переходную секцию, сформированную на каждом из первого и второго концов, при этом каждая переходная секция выполнена с возможностью обеспечения перехода между сечениями первого и второго механических элементов жесткости с круглого на D-образное или с D-образного на круглое. Элемент 3: отличается тем, что комбинированный внешний диаметр секций главной и боковой скважин и первого и второго механических элементов жесткости является меньшим, чем внешний диаметр корпуса коннектора. Элемент 4: отличается тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба образуют неотъемлемую часть секций главной и боковой скважин, соответственно. Элемент 5: отличается тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба прикреплены к внешней поверхности секций главной и боковой скважин, соответственно. Элемент 6: отличается тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба содержат внутреннюю полость, и секции главной и боковой скважин принимаются и закрепляются внутри внутренней полости первого и второго механических элементов жесткости, соответственно. Элемент 7: отличается тем, что один из или оба первый и второй механические элементы жесткости содержат по меньшей мере одно крыло, прикрепленное к секции главной или боковой скважины, соответственно. Элемент 8: отличается тем, что по меньшей мере одно крыло прикрепляется к секции главной или боковой скважины посредством по меньшей мере одного из: сварки, пайки, промышленного клея, горячей посадки, одного или более механических креплений или любой их комбинации. Элемент 9: отличается тем, что по меньшей мере одно крыло прикрепляется к секции главной или боковой скважины посредством соединения типа «ласточкин хвост». Элемент 10: отличается тем, что первый и второй механические элементы жесткости представляют собой первый набор механических элементов жесткости, а узел сопряжения многоствольной скважины дополнительно содержит второй набор механических элементов жесткости, смещенный аксиально относительно первого набора механических элементов жесткости.

[0061] Элемент 11: отличается тем, что секция боковой скважины проходит внутрь бокового ствола скважины, а секция главной скважины посажена в дефлектор. Элемент 12: отличается тем, что одна или обе секции главной и боковой скважин присоединены посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин, соответственно. Элемент 13: отличается тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба образуют неотъемлемую часть секций главной и боковой скважин, соответственно. Элемент 14: отличается тем, что один из или оба первый и второй механические элементы жесткости определяют внутреннюю полость, и секции главной и боковой скважин принимаются и закрепляются внутри внутренней полости. Элемент 15: отличается тем, что один из или оба первый и второй механические элементы жесткости содержат по меньшей мере одно крыло, прикрепленное к секции главной или боковой скважины посредством по меньшей мере одного из: сварки, пайки, промышленного клея, горячей посадки, одного или более механических креплений или любой их комбинации.

[0062] Элемент 16: отличается тем, что этап, в котором укрепляют секции главной и боковой скважин, включает снижение аксиальной нагрузки на секции главной и боковой скважин посредством первого и второго механических элементов жесткости, соответственно. Элемент 17: отличается тем, что этап, в котором укрепляют секции главной и боковой скважин, включает сопротивление скручивающей нагрузке на секции главной и боковой скважин посредством первого и второго механических элементов жесткости, соответственно. Элемент 18, дополнительно включающий этап, в котором предотвращают скручивание секции главной и боковой скважин относительно друг друга посредством первого и второго механических элементов жесткости. Элемент 19, дополнительно включающий этап, в котором предотвращают вывинчивание секций главной и боковой скважин из приемных гнезд секций главной и боковой скважин, соответственно, посредством первого и второго механических элементов жесткости, при этом одну из секций главной и боковой скважин или обе присоединяют посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин, соответственно. Элемент 20, дополнительно включающий этап, в котором повышают сопротивление аксиальной нагрузке на секции главной и боковой скважин посредством второго набора механических элементов жесткости, при этом первый и второй механические элементы жесткости представляют собой первый набор механических элементов жесткости, а узел многоствольного сопряжения дополнительно содержит второй набор механических элементов жесткости, смещенных аксиально относительно первого набора механических элементов жесткости.

[0063] Следовательно, раскрытые системы и способы хорошо подходят для достижения целей и получения преимуществ, указанных выше, а также присущих им. Конкретные варианты реализации, раскрытые ранее, являются лишь иллюстрацией, поскольку идеи настоящего изобретения могут быть модифицированы и реализованы и другими, но эквивалентными, способами, очевидными для специалистов в данной области техники, у которых есть возможность ознакомления с настоящим описанием. Кроме того, описанные в контексте настоящего изобретения подробности компоновки или проекта не содержат ограничений, за исключением описанных далее в формуле изобретения. Таким образом, следует понимать, что те или иные иллюстративные варианты реализации изобретения, раскрытые ранее, могут быть изменены, скомбинированы или модифицированы, при этом считается, что все подобные изменения находятся в пределах объема настоящего изобретения. Системы и способы, иллюстративно описанные в контексте настоящего изобретения, могут быть соответствующим образом реализованы при отсутствии любого элемента, специально не описанного в контексте настоящего изобретения, и/или любого необязательного элемента, описанного в контексте настоящего изобретения. Несмотря на то, что композиции и способы описаны при помощи терминов «предусматривающие», «содержащие» или «включающие» различные компоненты или этапы, композиции и способы могут также «состоять главным образом из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Все числа и диапазоны, описанные ранее, могут варьироваться на некоторую величину. В каждом случае описания числового диапазона с нижним пределом и верхним пределом конкретно описывается любое число и любой включенный диапазон, попадающие в объем указанных характеристик. В частности, каждый диапазон значений (в виде «от около a до около b» или, что то же самое, «приблизительно от a до b», или, что то же самое, «приблизительно a-b»), описанный в данном документе, следует понимать как описывающий каждое число и диапазон, входящие в более широкую область значений. Кроме того, термины в формуле изобретения имеют свой простой, обычный смысл, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Кроме того, применяемая в формуле изобретения форма единственного числа предполагает наличие одного или большего количества выражаемых в ней элементов. При наличии противоречий в использовании слова или термина в настоящем описании и одном или более патентах или других документах, которые могут быть включены в настоящее описание посредством ссылки, следует принимать определения, соответствующие настоящему описанию.

[0064] В контексте настоящего изобретения выражение «по меньшей мере один из», предшествующее последовательности наименований, со словами «и» или «или» для отделения любого наименования в перечислении, изменяет перечисление в целом, а не каждый элемент перечисления (т.е., каждое наименование). Выражение «по меньшей мере один из» допускает значение, включающее по меньшей мере одно из любого наименования и/или по меньшей мере одно из наименований в любой комбинации наименований, и/или по меньшей мере одно из каждого наименования. Например, в выражениях «по меньшей мере один из А, Б и В» или «по меньшей мере один из А, Б или В» имеется в виду только А, только Б или только В; любая комбинация А, Б и В и/или по меньшей мере одно из А, одно из Б и одно из В.

[0065] Термины направления, такие как над, под, верхний, нижний, по направлению вверх, по направлению вниз, влево, вправо, вверх по скважине, вниз по скважине и т. п., использованы в отношении иллюстративных вариантов реализации в соответствии с их изображением на чертежах, причем направление вверх является направлением к верху соответствующего чертежа, а направление вниз является направлением к низу соответствующего чертежа, направление вверх по скважине является обращенным к поверхности скважины, а направление вниз скважины является обращенным к забою скважины.

Группа изобретений относится к многоствольному бурению. Технический результат – укрепление секций скважин при скручивающей и осевой нагрузке при спуске в скважину. Система скважины содержит главный ствол скважины и боковой ствол скважины, отходящий от главного ствола скважины в узле сопряжения, дефлектор, расположенный в главном стволе скважины в или рядом с узлом сопряжения, узел сопряжения многоствольной скважины, и первый механический элемент жесткости, расположенный на секции главной скважины, и второй механический элемент жесткости, расположенный на секции боковой скважины. Узел сопряжения многоствольной скважины выполнен с возможностью проходить внутри главного ствола скважины и содержащий корпус коннектора, секцию главной скважины, прикрепленную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции главной скважины, и секцию боковой скважины, прикрепленную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции боковой скважины. При этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением. Каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение. 3 н. и 20 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Узел сопряжения многоствольной скважины, содержащий:

корпус коннектора, имеющий верхний конец и нижний конец, причем нижний конец содержит приемное гнездо секции главной скважины и приемное гнездо секции боковой скважины;

секцию главной скважины, присоединенную к приемному гнезду секции главной скважины и проходящую из него в продольном направлении;

секцию боковой скважины, присоединенную к приемному гнезду секции боковой скважины и проходящую из него в продольном направлении, при этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением; и

первый механический элемент жесткости, расположенный на секции главной скважины, и второй механический элемент жесткости, расположенный на секции боковой скважины, при этом каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение.

2. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что одна из секций главной и боковой скважин или обе присоединены посредством резьбового соединения к приемным гнездам секции главной скважины и секции боковой скважины, соответственно.

3. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что каждый из первого и второго механических элементов жесткости содержит первый конец, второй конец и переходную секцию, сформированную на каждом из первого и второго концов, при этом каждая переходная секция выполнена с возможностью обеспечения перехода между сечениями первого и второго механических элементов жесткости с круглого на D-образное или с D-образного на круглое.

4. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что комбинированный внешний диаметр секций главной и боковой скважин и первого, и второго механических элементов жесткости является меньшим, чем внешний диаметр корпуса коннектора.

5. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба образуют неотъемлемую часть секций главной и боковой скважин, соответственно.

6. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба прикреплены к внешней поверхности секций главной и боковой скважин, соответственно.

7. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба содержат внутреннюю полость, и секции главной и боковой скважин принимаются и закрепляются внутри внутренней полости первого и второго механических элементов жесткости, соответственно.

8. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба содержат по меньшей мере одно крыло, прикрепленное к секции главной или боковой скважины, соответственно.

9. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 8, отличающийся тем, что по меньшей мере одно крыло прикрепляется к секции главной или боковой скважины посредством по меньшей мере одного из: сварки, пайки, промышленного клея, горячей посадки, одного или более механических креплений или любой их комбинации.

10. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 8, отличающийся тем, что по меньшей мере одно крыло прикрепляется к секции главной или боковой скважины посредством соединения типа «ласточкин хвост».

11. Узел сопряжения многоствольной скважины по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй механические элементы жесткости представляют собой первый набор механических элементов жесткости, а узел сопряжения многоствольной скважины дополнительно содержит второй набор механических элементов жесткости, смещенный аксиально относительно первого набора механических элементов жесткости.

12. Система скважины, содержащая:

главный ствол скважины и боковой ствол скважины, отходящий от главного ствола скважины в узле сопряжения;

дефлектор, расположенный в главном стволе скважины в или рядом с узлом сопряжения;

узел сопряжения многоствольной скважины, выполненный с возможностью проходить внутри главного ствола скважины и содержащий корпус коннектора, секцию главной скважины, прикрепленную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции главной скважины, и секцию боковой скважины, прикрепленную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции боковой скважины, при этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением; и

первый механический элемент жесткости, расположенный на секции главной скважины, и второй механический элемент жесткости, расположенный на секции боковой скважины, при этом каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение.

13. Система скважины по п. 12, отличающаяся тем, что секция боковой скважины проходит внутрь бокового ствола скважины, а секция главной скважины посажена в дефлектор.

14. Система скважины по п. 12, отличающаяся тем, что одна из секций главной и боковой скважин или обе присоединены посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин, соответственно.

15. Система скважины по п. 12, отличающаяся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба образуют неотъемлемую часть секций главной и боковой скважин, соответственно.

16. Система скважины по п. 12, отличающаяся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба содержат внутреннюю полость, и секции главной и боковой скважин принимаются и закрепляются внутри внутренней полости.

17. Система скважины по п. 12, отличающаяся тем, что один из первого и второго механических элементов жесткости или оба содержат по меньшей мере одно крыло, прикрепленное к секции главной или боковой скважины посредством по меньшей мере одного из: сварки, пайки, промышленного клея, горячей посадки, одного или более механических креплений или любой их комбинации.

18. Способ, включающий следующие этапы:

спускают узел сопряжения многоствольной скважины внутрь главного ствола скважины, имеющего дефлектор, установленный в указанном стволе в или вблизи сопряжения между главной скважиной и боковым стволом скважины, причем указанный узел сопряжения многоствольной скважины содержит корпус коннектора, секцию главной скважины, присоединенную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции главной скважины, и секцию боковой скважины, присоединенную к корпусу коннектора в приемном гнезде секции боковой скважины, при этом секции главной и боковой скважин являются трубчатыми конструкциями с круглым сечением;

поворачивают узел сопряжения многоствольной скважины внутри главного ствола скважины для центрирования секции главной скважины относительно дефлектора и центрирования секции боковой скважины относительно бокового ствола скважины; и

укрепляют секции главной и боковой скважин посредством первого механического элемента жесткости, расположенного на секции главной скважины, и второго механического элемента жесткости, расположенного на секции боковой скважины, при этом каждый из первого и второго механических элементов жесткости имеет в целом D-образное сечение.

19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что этап, в котором укрепляют секции главной и боковой скважин, включает снижение аксиальной нагрузки на секции главной и боковой скважин посредством первого и второго механических элементов жесткости, соответственно.

20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что этап, в котором укрепляют секции главной и боковой скважин, включает сопротивление скручивающей нагрузке на секции главной и боковой скважин посредством первого и второго механических элементов жесткости, соответственно.

21. Способ по п. 20, дополнительно включающий этап, в котором предотвращают скручивание секции главной скважины и секции боковой скважины относительно друг друга посредством первого и второго механических элементов жесткости.

22. Способ по п. 20, дополнительно включающий этап, в котором предотвращают вывинчивание секций главной и боковой скважин из приемных гнезд секций главной и боковой скважин, соответственно, посредством первого и второго механических элементов жесткости, при этом одна из секций главной и боковой скважин или обе присоединены посредством резьбового соединения к приемным гнездам секций главной и боковой скважин, соответственно.

23. Способ по п. 18, дополнительно включающий этап, в котором повышают сопротивление аксиальной нагрузке на секции главной и боковой скважин посредством второго набора механических элементов жесткости, при этом первый и второй механические элементы жесткости представляют собой первый набор механических элементов жесткости, а узел многоствольного сопряжения дополнительно содержит второй набор механических элементов жесткости, смещенных аксиально относительно первого набора механических элементов жесткости.