СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ БУРЕНИЯ МНОГОСТВОЛЬНЫХ СКВАЖИН Российский патент 2021 года по МПК E21B7/08 E21B29/06 E21B23/12 

Область техники и уровень техники, к которым относится изобретение

[001] Этот раздел предназначен для предоставления соответствующей исходной информации, чтобы способствовать лучшему пониманию различных аспектов описанных вариантов воплощения изобретения. Соответственно, следует понимать, что представляемые утверждения необходимо рассматривать в этом свете, а не как признание известного уровня техники.

[002] Углеводороды можно добывать, используя относительно сложные стволы скважин, проходящие подземный пласт.Некоторые стволы скважин могут включать многосторонние стволы скважин, которые включают в себя один или более боковых стволов скважин, отходящих от основного ствола скважины. Боковой ствол скважины является стволом скважины, отклоненным от основного ствола скважины от главного общего направления ко второстепенному общему направлению.

[003] Многосторонний ствол скважины может включать в себя одно или более окон или выходов из обсадной трубы, позволяющих формировать соответствующие боковые стволы скважины. Окно или выход из обсадной трубы для многостороннего ствола скважины можно сформировать путем размещения узла дефлектора в обсадной колонне с помощью спускного приспособления в желаемом месте в основном стволе скважины. Узел дефлектора может использоваться для отклонения фрезера для прорезывания окон относительно обсадной колонны. Отклоненный фрезер для прорезывания окон проникает в часть соединения обсадных труб, образуя окно или выход обсадной трубы в обсадной колонне, а затем выводится из ствола скважины. Буровые установки могут быть впоследствии вставлены через выход обсадной трубы для вырезания бокового ствола скважины. Однако это увеличивает количество спусков, которые необходимо совершить в ствол скважины для заканчивания скважины.

Краткое описание чертежей

[004] Варианты воплощения узла дефлектора описаны со ссылкой на следующие фигуры. На всех фигурах используются одинаковые номера для обозначения одинаковых деталей и компонентов. Элементы, изображенные на фигурах, не обязательно показаны в масштабе. Некоторые элементы вариантов воплощения изобретения могут быть показаны в увеличенном масштабе или в некоторой схематичной форме, а некоторые детали элементов могут не быть отображены в интересах ясности и краткости.

[005] Фиг. 1 - схематический вид системы морских скважин, включающей узел дефлектора, согласно одному или более вариантам воплощения;

[006] Фиг. 2 - вид узла дефлектора в разрезе, в соответствии с одним или более вариантами воплощения;

[007] Фиг. 3 - частичный вид пробуренной системы скважин в разрезе;

[008] Фиг. 4 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 3, включающий в себя узел дефлектора и спусковое приспособление, расположенные внутри основного ствола скважины;

[009] Фиг. 5 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 4, включая буровой снаряд, который отклоняется для бурения бокового ствола скважины;

[0010] Фиг. 6 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 5, включая пробуренный боковой ствол скважины;

[0011] Фиг. 7 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 6, включая боковое заканчивание скважины, установленное в боковом стволе скважины;

[0012] Фиг. 8 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 7, включая инструмент для выемки стержневой пробки, вынимающий стержневую пробку;

[0013] Фиг. 9 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 8, включая оконный переходник и закрытый стингер;

[0014] Фиг. 10 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 9, иллюстрирующий интенсификацию притока в боковом стволе скважины;

[0015] Фиг. 11 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 10, включая изоляционную муфту основного ствола;

[0016] Фиг. 12 - частичный вид системы скважин в разрезе, показанной на ФИГ. 11, со снятой изоляционной муфтой основного ствола.

Раскрытие сущности и осуществление изобретения

[0017] Подземный пласт, содержащий углеводороды нефти или газа, может называться коллектором, при этом коллектор может находится в прибрежной зоне или в море, на некотором расстоянии от берега. Коллекторы обычно расположены в диапазоне от нескольких сотен футов (неглубокие резервуары) до десятков тысяч футов (сверхглубокие резервуары). Для добычи нефти, газа или других флюидов из коллектора бурят скважину в самом коллекторе или рядом с ним.

[0018] Скважина может представлять собой, без ограничений, эксплуатационную скважину на нефть, газ или воду либо нагнетательную скважину. В контексте данного документа, термин «скважина» включает по меньшей мере один ствол скважины, имеющий стенку ствола скважины. Ствол скважины может включать в себя вертикальные, наклонные и горизонтальные участки и может быть прямым, изогнутым или разветвленным. В контексте данного документа, термин «ствол скважины» включает любую обсаженную и любую необсаженную часть ствола скважины. Поскольку пространство около ствола скважины представляет собой подземный материал и породу подземного пласта, окружающую ствол скважины, в контексте данного документа, термин «скважина» также включает в себя и околоскважинное пространство. Околоскважинным обычно считается пространство в пределах приблизительно 30,5 метров (100 футов) от ствола скважины, в связи с чем, в контексте данного документа, термин «в скважине» означает и включает в себя любой участок скважины, в том числе ствол скважины или околоскважинное пространство поперек ствола скважины.

[0019] При том, что основной ствол скважины в некоторых случаях может быть сформирован главным образом в вертикальном направлении относительно поверхности скважины, а боковой ствол скважины в некоторых случаях может быть сформирован преимущественно в горизонтальном направлении относительно поверхности скважины, ссылка в данном документе либо на основной, либо на боковой ствол скважины не подразумевает какого-либо конкретной ориентации, а направление каждого из этих стволов скважины может включать в себя участки, которые являются вертикальными, невертикальными, горизонтальными и негоризонтальными. Кроме того, термин «вверх по стволу скважины» относится к направлению к поверхности скважины, тогда как термин «вниз по стволу скважины» относится к направлению, которое удалено от поверхности скважины.

[0020] Данное изобретение предусматривает узел дефлектора, который включает в себя предварительно сформированное окно в обсадной трубе, которое можно опустить в скважину с обсадной колонной, расположенной в основном стволе скважины, уменьшая при этом общее количество спусков, которые должны быть выполнены в скважине для заканчивания ствола скважины.

[0021] На ФИГ. 1 представлен схематический вид морской нефтегазовой системы 100, согласно одному или более предлагаемым вариантам воплощения изобретения. Морская нефтегазовая система 100 включает в себя платформу 102, которая может представлять собой полупогружную платформу, расположенную над подводным нефтегазовым пластом 104, расположенным ниже морского дна 106. Подводный трубопровод 108 проходит от палубы 110 платформы 102 к установке устья скважины 112, включающей один или более противовыбросовых превенторов 114. Платформа 102 имеет подъемное устройство 116 и буровую вышку 118 для подъема и опускания колонн труб, таких как бурильная колонна 120. Хотя на ФИГ. 1 проиллюстрирована морская нефтегазовая платформа 102, объем данного изобретения этим не ограничивается. Идеи данного изобретения также могут применяться к другим морским или наземным нефтегазовым системам.

[0022] Как показано, основной ствол скважины 122 пробурен сквозь различные слои земли, включая пласт 104. Термин «основной» ствол скважины используется здесь для обозначения ствола скважины, из которого пробурен другой ствол скважины. Однако следует отметить, что основной ствол скважины не обязательно простирается непосредственно до поверхности земли, а вместо этого может быть ответвлением еще одного ствола скважины. Обсадная колонна 124 может быть, по меньшей мере частично, зацементирована в основном стволе скважины 122. Термин «обсадная колонна» применяется здесь для обозначения трубной колонны, используемой для облицовки ствола скважины. Фактически обсадная колонна может относиться к типу, известному специалистам в данной области как «хвостовик», и может быть изготовлена из любого материала, такого как сталь или композитный материал, и может быть сегментированной или непрерывной, как например, трубы в бухтах.

[0023] Узел дефлектора 126 может быть установлен в обсадной колонне 124 или иным образом образовывать ее часть. В предлагаемом варианте, узел дефлектора 126 расположен на требуемом пересечении между основным стволом 122 и боковым стволом скважины 128. Термин «боковой» ствол скважины используется здесь для обозначения ствола скважины, который пробурен снаружи от его пересечения с другим стволом скважины, таким как основной ствол скважины. Более того, боковой ствол скважины может иметь другой боковой ствол скважины, пробуренный снаружи от него.

[002] На ФИГ. 2 представлен вид в разрезе узла дефлектора 200, согласно одному или более вариантам воплощения изобретения. Узел дефлектора 200 может использоваться в месте расположения узла дефлектора 126, изображенного на ФИГ. 1. Как показано на ФИГ. 2, узел дефлектора 200 включает в себя трубчатый корпус 202 и стержневую пробку 204.

[0025] Стенка 206 трубчатого корпуса 202 включает в себя окно 208 сквозь стенку 206, позволяющее буровому снаряду (не показан) проходить сквозь стенку 206 с уменьшенным сопротивлением. Участок 210 трубчатого корпуса 202 стенки 206, который включает окно 208, может оставаться нетронутым 208. В некоторых вариантах воплощения изобретения, для предотвращения попадания мусора в узел дефлектора 200 через окно 208, трубчатый корпус 202 вдоль участка 210 охвачен оболочкой 212. Оболочка 212 может быть изготовлена из алюминия, композитного материала или аналогичного неметаллического материала, который позволяет открывать окно 208 с помощью обычного бурового долота, устраняя необходимость в специальных фрезеровочных работах, которые должны проводиться перед бурением бокового ствола скважины через окно 208. В других вариантах воплощения изобретения, оболочка 212 может отсутствовать.

[0026] Трубчатый корпус 202 может также включать в себя защелкивающий профиль 214 на внутренней поверхности 216 стенки 206. Как более подробно описано ниже, защелкивающий профиль 214 принимает защелкивающееся соединение бурового инструмента (не показано) для временного соединения бурового инструмента с узлом дефлектора 200. Защелкивающий профиль 214 также предотвращает относительное вращение между узлом дефлектора 200 и буровым инструментом. В других вариантах воплощения изобретения, внутренняя поверхность 216 стенки 206 дополнительно включает шпоночный паз (не показан), который принимает шпонку бурового инструмента для предотвращения относительного вращения между узлом дефлектора 200 и буровым инструментом.

[0027] Дефлектор 218 соединен с трубчатым корпусом 202 или сформирован как часть единого целого с трубчатым корпусом 202, как показано на ФИГ. 2. Дефлектор 218 включает в себя полость 220, которая проходит вдоль осевой длины дефлектора 218, и наклонную поверхность 222, форма которой позволяет направлять объекты в сторону окна 208. Как показано, внутренний диаметр полости 220 может изменяться вдоль осевой длины дефлектора 218.

[0028] Внутренняя поверхность 224 дефлектора 218 включает защелкивающий профиль 226, который принимает защелкивающее соединение 228 стержневой пробки 204. Защелкивающееся соединение 228 соединяет съемным образом стержневую пробку 204 с дефлектором 218. Внутренняя поверхность 224 дефлектора может также включать шпоночный паз 230, который принимает шпонку 232 стержневой пробки 204. Шпоночный паз 230 и шпонка 232 предотвращают относительное вращение между дефлектором 218 и стержневой пробкой 204, позволяя при этом относительное осевое перемещение. В другом варианте воплощения изобретения, шпоночный паз 230 и шпонка 232 могут отсутствовать, а защелкивающий профиль 226 и защелкивающееся соединение 228 могут предотвращать относительное вращение между дефлектором 218 и стержневой пробкой 204. Одно или более изолирующих слоев (показаны два, 234) между стержневой пробкой 204 и дефлектором 218 предотвращают движение флюидов через узел дефлектора 200, когда установлена стержневая пробка 204.

[0029] Стержневая пробка 204 также включает гнездо 236, проходящее вдоль части осевой длины стержневой пробки 204. Гнездо 236 включает защелкивающий профиль 238, который принимает защелкивающееся соединение бурового инструмента (не показано) для временного соединения бурового инструмента со стержневой пробкой 200 для установки и позиционирования узла дефлектора 200 или извлечения стержневой пробки 204. В некоторых вариантах воплощения изобретения, защелкивающий профиль 238 также предотвращает относительное вращение между стержневой пробкой 204 и буровым инструментом. В других вариантах воплощения изобретения, гнездо 236 стержневой пробки 204 дополнительно включает шпоночный паз (не показан), который принимает шпонку бурового инструмента для предотвращения относительного вращения между стержневой пробкой 204 и буровым инструментом.

[0030] Стержневая пробка 204 дополнительно включает в себя наклонную поверхность стержневой пробки 240. Наклонная поверхность стержневой пробки 240 совмещена с наклонной поверхностью дефлектора 222, как показано на ФИГ 2. Как и в случае наклонной поверхности дефлектора 222, наклонная поверхность стержневой пробки 240 имеет форму, позволяющую направлять объекты к окну 208.

[0031] На ФИГ. 3-12 показаны установка и использование узла дефлектора 200 в системе скважин 300. Как обсуждалось ранее, система скважин 300 может быть пробурена на берегу или в море. Как показано на ФИГ. 3, буровой снаряд 302 используется для бурения основного ствола скважины 304. Буровой снаряд 302 также включает в себя расширитель 306, расположенный выше бурового долота 308. Расширитель 306 увеличивает диаметр ствола скважины 304, пробуренной буровым долотом 308. В некоторых системах скважин 300 использование расширителя 306 может не потребоваться, и расширитель 306 может быть исключен из бурового снаряда 302.

[0032] После того как пробурен основной ствол скважины 304, спускное приспособление 400 и хвостовик 402 или обсадную колонну, которая включает в себя узел дефлектора 200 и заканчивание основного ствола скважины 404, включая одну или более втулок интенсификации притока 406, опускают в основной ствол скважины 304. Спускное приспособление устанавливает в определенное положение хвостовик 402, узел дефлектора 200 и заканчивание основного ствола скважины 404 в основном стволе скважины 304, как показано на ФИГ. 4. Втулки интенсификации притока 406 имеют размер, который позволяет размещать падающие шарики (не показаны) для изоляции участков заканчивания основного ствола скважины 404 во время работ по интенсификации добычи. Узел дефлектора 200 может быть соединен с хвостовиком 402 с помощью резьбового соединения (не показано), соединительной муфты (не показана), вертлюга (не показан) или других аналогичных механизмов, известных в данной области техники. Точно так же, заканчивание основного ствола скважины 404 может быть соединено с узлом дефлектора 200 с помощью вертлюга 408, муфты, резьбового соединения или аналогичных деталей. Спускное приспособление 400 может вращать хвостовик 402, узел дефлектора 200 и заканчивание основного ствола скважины 404 в требуемом направлении после того, как спускное приспособление достигает требуемого положения внутри основного ствола скважины 304.

[0033] Как обсуждалось ранее, защелкивающиеся соединения 410, 412 на спускном приспособлении 400 и защелкивающие профили 214, 238 на узле дефлектора 200 съемным образом соединяют спускной инструмент 400 с узлом дефлектора 200 и предотвращают относительное вращение между спускным приспособлением 400, трубчатым корпусом 202 и стержневой пробкой 204. В других вариантах воплощения изобретения, можно использовать одну или более шпонок и шпоночных пазов для предотвращения относительного вращения спускного приспособления 400, трубчатого корпуса 202 и стержневой пробки 204. Шпонка стержневой пробки 232 и шпоночный паз трубчатого корпуса 230 предотвращают относительное вращение между стержневой пробкой 204 и трубчатым корпусом 202. В качестве альтернативы, защелкивающий профиль 226 трубчатого корпуса 202 и защелкивающееся соединение 228 стержневой пробки 204 могут предотвращать относительное вращение между стержневой пробкой 204 и трубчатым корпусом 202. Шпонка 232, шпоночный паз 230, защелкивающие профили 214, 238 и соответствующие защелкивающиеся соединения 410, 412 препятствуют относительному вращению, позволяя спускному приспособлению 400 вращать хвостовик 402, узел дефлектора 200 и заканчивание основного ствола скважины 404 без передачи крутящего момента через участок 210 трубчатого корпуса 202, который включает окно 208. Препятствие передачи крутящего момента через участок 210 трубчатого корпуса 202, включающего окно 208, поддерживает целостность узла дефлектора 200 во время вращения хвостовика 402.

[0034] После того как хвостовик 402, дефлекторный узел 200 и заканчивание основного ствола скважины 404 размещены и ориентированы в основном стволе скважины 304 с помощью спускного приспособления 400, подвесное устройство хвостовика 414 или уплотнитель устанавливается внутри основного ствола скважины 304 до того, как спускное приспособление 400 будет извлечено из основного ствола скважины 304. Подвесное устройство хвостовика 414 сохраняет положение и ориентацию хвостовика 402, узла дефлектора 200 и заканчивания основного ствола скважины 404. Кроме того, один или более уплотнителей или разбухающих элементов (416, показаны три) используются, чтобы поддерживать положение заканчивания основного ствола скважины 404. Спуск, регулировка положения и установка хвостовика 402, узла дефлектора 200 и заканчивания основного ствола скважины 404, как описано выше, происходит за один спуск в скважину. Однако эти действия также могут производиться при многократных спусках в скважину.

[0035] После того как хвостовик 402 и узел дефлектора 202 размещены внутри основного ствола скважины 304 и установлено подвесное устройство хвостовика 414, спускное приспособление 400 отсоединяется от стержневой пробки 204 и выводится из основного ствола скважины 304. Затем в скважину опускается буровой снаряд 500. Сила, необходимая для отсоединения спускного приспособления 400 от стержневой пробки 204, меньше силы, необходимой для отсоединения стержневой пробки 204 от трубчатого корпуса 202. Это позволяет стержневой пробке 204 оставаться в заданном положении внутри трубчатого корпуса 202 после того, как спускное приспособление 400 извлечено из основного ствола скважины 304.

[0036] Как показано на ФИГ. 5, буровой снаряд 500 отклоняется от наклонных поверхностей 222, 240 трубчатого корпуса 202 и стержневой пробки 204. Буровой снаряд 500 проходит через обшивку 212, окно 208 в трубчатом корпусе 202 и приступает к бурению бокового ствола скважины 502. В некоторых вариантах воплощения изобретения, буровой снаряд 500 может использоваться для бурения всего бокового ствола скважины 502. В других вариантах воплощения изобретения, буровой снаряд 500 извлекается из бокового ствола скважины 502 и основного ствола скважины 304 после бурения начального участка бокового ствола скважины 502, а второй буровой снаряд 600 опускается в скважину для завершения бурения бокового ствола скважины 502, как показано на ФИГ. 6. Как и буровой снаряд 500, буровой снаряд 600 отклоняется от узла дефлектора 200.

[0037] После бурения бокового ствола скважины 502 буровой снаряд 500, 600 извлекается из бокового ствола скважины 502 и основного ствола скважины 304, а боковое заканчивание скважины 700 опускается в скважину с помощью спускного приспособления 702, которое включает извлекающий инструмент 704. Как и в случае заканчивания основного ствола скважины 404, боковое заканчивание включает одну или более втулок интенсификации притока (показаны три, 706) для приема падающих шаров (не показаны) с целью изоляции участков бокового заканчивания 700 во время работ по интенсификации добычи, а также один или более уплотнителей или набухающих элементов (показаны три, 708), которые поддерживают положение бокового заканчивания. Боковое заканчивание 700 отклоняется от узла дефлектора 200 и проходит через окно 208 в боковой ствол скважины 502. Как только боковое заканчивание 700 достигает требуемого положения внутри бокового ствола скважины 502, как показано на ФИГ.7, оно высвобождается из спускного приспособления 702. Боковое заканчивание 700 может высвобождаться путем закачки рабочей жидкости в скважину для увеличения внутреннего давления спускного приспособления 702 и приведения в действие клапанного устройства (не показан). В другом варианте воплощения изобретения, электронный сигнал может запускать срабатывание клапанного устройства.

[0038] Как показано на ФИГ. 8, спускное приспособление 702 извлекается из бокового ствола скважины 502 после отсоединения бокового заканчивания 700. Затем защелкивающее соединение 800 извлекающего инструмента 704 входит в сцепление с защелкивающим профилем 238 гнезда 236 для съемного соединения стержневой пробки 204 с извлекающим инструментом 704. Усилие, необходимое для разъединения извлекающего инструмента 704 и стержневой пробки 204, больше, чем усилие, необходимое для разъединения стержневой пробки 204 и трубчатого корпуса 202, что позволяет извлекающему инструменту 704 удалить стержневую пробку 204. Спускное приспособление 702 затем извлекается из основного ствола скважины 304, чтобы удалить стержневую пробку 204 из узла дефлектора 200. Хотя извлекающий инструмент 704 описан как часть спускного приспособления 702, спускное приспособление 702 может быть извлечено из ствола скважины без сцепления со стержневой пробкой 204, либо спускное приспособление 702 может не включать в себя извлекающий инструмент 704. В этом случае, в скважину может быть спущен отдельный извлекающий инструмент (не показан) для сцепления со стержневой пробкой 204 и ее извлечения.

[0039] После того как стержневая пробка 204 извлечена из узла дефлектора 200, оконная переходная муфта 900 спускается в скважину с помощью спускного приспособления 902 для соединения хвостовика 402 с боковым заканчиванием 700. Как показано на ФИГ. 9, оконная переходная муфта 900 включает в себя защелкивающееся соединение 904, съемную боковую изоляционную муфту 906 и закрытый стингер 908. Закрытый стингер 908 включает уплотнительный стингер 910, который первоначально покрыт защитной оболочкой 912 для предотвращения повреждения одного или более уплотнений (показаны три, 914) уплотнительного стингера 910 при спуске оконной переходной муфты 900 в скважину. Как только закрытый стингер 908 входит в контакт с боковым заканчиванием 700, к закрытому стингеру 908 прикладывается сила, вызывая срезание защитной оболочки 912 и позволяя уплотнительному стингеру 910 плотно прилегать к боковому заканчиванию 700.

[0040] Когда уплотнительный стингер располагается внутри бокового заканчивания 700, оконная переходная муфта 900 поворачивается, позволяя окну 916 выровняться с полостью 220 трубчатого корпуса 202. Защелкивающееся соединение 904 затем сцепляется с защелкивающим профилем 214 трубчатого корпуса 202 для удержания оконной переходной муфты 900 в положении внутри основного ствола скважины 302 и бокового ствола скважины 502. Как только защелкивающееся соединение 904 входит в сцепление с защелкивающим профилем 214, устанавливается подвесное устройство 918 или уплотнитель для дальнейшего сохранения направления и положения оконной переходной муфты 900 внутри хвостовика 402.

[0041] В другом варианте воплощения изобретения, боковое заканчивание 700 может быть соединено с оконной переходной муфтой 900 для образования единого блока, устраняя потребность в закрытом стингере 908 для создания уплотнения между боковым заканчиванием 700 и оконной переходной муфтой 900. Если используется комбинированный блок бокового заканчивания и оконной переходной муфты (не показана), стержневая пробка 204 удаляется перед спуском комбинированного бокового заканчивания и оконной переходной муфты в скважину. Комбинированный блок бокового заканчивания и оконной переходной муфты устанавливается в хвостовике 402, как описано выше.

[0042] После того, как подвесное устройство 918 установлено, спускное приспособление 902 извлекается из ствола скважины, как показано на ФИГ. 10, падающие шары 1000 отправляются вниз по основному стволу скважины 304 и боковому стволу скважины 502, а также в боковое заканчивание 700 как часть работ по интенсификации притока в пласте через боковой ствол скважины 502. Падающие шары 1000 располагаются внутри втулок интенсификации притока 706 для изоляции участков бокового заканчивания 700 во время воздействия на пласт через боковой ствол скважины 502.

[0043] После завершения работ по интенсификации притока в боковом стволе скважины 502, из оконной переходной муфты 900 извлекают боковую изоляционную муфту 906 и изоляционную муфту основного ствола 1100 опускают в скважину. Изоляционная муфта основного ствола 1100 проходит через окно 916 оконной переходной муфты 900 и уплотняет оконную переходную муфту 900 и узел дефлектора 200, как показано на ФИГ. 11. Изоляционная муфта основного ствола 1100 позволяет отправлять шары 1102 в заканчивание основного ствола 404 как часть работ по интенсификации притока в основной ствол скважины. Как и в случае бокового заканчивания 700, сбрасываемые шары 1102 располагаются во втулках интенсификации притока 406 для изоляции участков заканчивания основного ствола 404 во время интенсификации притока в основной ствол скважины 304. После завершения работ по интенсификации притока в основном стволе скважины 304, изоляционная муфта основного ствола 1100 выводится из оконной переходной муфты 900, как показано на ФИГ. 12, чтобы обеспечить добычу нефти, газа или других флюидов.

[0044] Хотя ФИГ. 3-12 демонстрируют использование узла дефлектора 200 с относительно сложными типами заканчивания коллекторов, узел дефлектора 200 этим не ограничивается. Узел дефлектора 200 может использоваться с различными другими типами заканчивания коллекторов, такими как зацементированные и перфорированные эксплуатационные хвостовики, заканчивания со щелевыми хвостовиками с или без разбухающих уплотнителей и/или ступенчатое цементирование, фильтры для борьбы с поступлением песка с разбухающими уплотнителями или без них, заканчивания с гравийным фильтром в открытом стволе или с уплотнением для гидроразрыва и другими типами заканчиваний, известными в данной области техники.

[0045] Были представлены один или более конкретных вариантов воплощения узла дефлектора. В попытке предоставить краткое описание этих вариантов воплощения, все особенности фактической реализации не могут быть представлены в описании изобретения. Следует понимать, что при разработке любой такой фактической реализации, как и в любой технической или опытно-конструкторской разработке, необходимо принять множество решений, связанных с реализацией, для достижения конкретных целей разработчиков, таких как соответствие системным и связанным с бизнесом ограничениям, которые могут отличаться от одной реализации к другой. Кроме того, следует принимать во внимание, что такие усилия по разработке могут быть сложными и трудоемкими, но, тем не менее, это общепринятая практика в проектировании, изготовлении и производстве для специалистов среднего уровня компетентности, извлекающих пользу из предлагаемого изобретения.

[0046] Определенные термины используются во всем описании и формуле изобретения для обозначения конкретных функций или компонентов. Как будет понятно специалисту в данной области техники, разные люди могут ссылаться на одну и ту же деталь или компонент под разными названиями. Этот документ не предназначен для проведения различий между компонентами или деталями, которые отличаются по названию, но не по функциям.

[0047] Ссылка в данном детализированном описании на «один вариант», «вариант», «вариант», «варианты», «некоторые варианты», «определенные варианты» или аналогичные выражения означает, что конкретная особенность, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом воплощения изобретения, могут быть включены по меньшей мере в один вариант воплощения данного изобретения. Таким образом, все эти фразы или аналогичные выражения в данном описании могут, но не обязательно, относиться к одному и тому же варианту воплощения.

[0048] Предоставленные варианты воплощения изобретения не следует интерпретировать или иным образом использовать как ограничивающие объем предлагаемого изобретения, включая формулу изобретения. Следует полностью осознавать, что различные идеи обсуждаемых вариантов воплощения могут использоваться отдельно или в любой подходящей комбинации для получения желаемых результатов. Кроме того, специалист в данной области поймет, что данное описание предполагает его расширенное применение, а обсуждение любого варианта воплощения изобретения предназначено только как пример этого варианта воплощения и не предназначено для предположения, что объем предлагаемого изобретения, включая формулу изобретения, ограничивается этим вариантом воплощения.

[0049] Некоторые варианты воплощения, предлагаемого изобретения, могут включать в себя узел дефлектора для объекта в скважине. Узел дефлектора может включать в себя трубчатый корпус и стержневую пробку. трубчатый корпус может включать в себя окно в стенке трубчатого корпуса и дефлектор, расположенный под окном. Дефлектор может включать в себя полость, проходящую вдоль осевой длины дефлектора, и наклонную поверхность дефлектора, форма которой позволяет направлять объект к окну. Стержневая пробка может быть быть выполнена с возможностью соединения съемным образом внутри полости и включать в себя гнездо и вторую наклонную поверхность, форма которой позволяет направлять объект к окну. Вторая наклонная поверхность совмещена с наклонной поверхностью дефлектора. Стержневая пробка может быть выполнена с возможностью соединения с дефлектором так, чтобы вращаться вместе с ним.

[0050] В некоторых вариантах воплощения изобретения, стержневая пробка может быть выполнена с возможностью соединения съемным образом с внутренней поверхностью дефлектора.

[0051] В некоторых вариантах воплощения изобретения, стержневая пробка может дополнительно включать в себя шпонку совмещения, зацепляемый внутри шпоночного паза в дефлекторе. Шпоночный паз может иметь форму, позволяющую принимать шпонку совмещения.

[0052] В некоторых вариантах воплощения изобретения, узел дефлектора может дополнительно включать в себя спускное приспособление, которое может съемным образом сцепляться с внутренней поверхностью стенки трубчатого корпуса и гнезда стержневой пробки, чтобы иметь возможность вращать корпус и стержневую пробку без передачи крутящего момента сквозь участок корпуса, включающий окно.

[0053] В некоторых вариантах воплощения изобретения, узел дефлектора может дополнительно включать в себя извлекающий инструмент, который может сцепляться с гнездом стержневой пробки при удаленном спускном приспособлении. Извлекающий инструмент может извлекаться для отсоединения стержневой пробки от дефлектора и извлечения стержневой пробки из скважины.

[0054] Некоторые варианты воплощения раскрытого изобретения могут включать систему скважин, образующую многоствольную скважину. Система скважины может включать в себя основной ствол скважины, узел дефлектора и спускное приспособление. Узел дефлектора может включать в себя трубчатый корпус, расположенный внутри основного ствола скважины, и стержневую пробку. Трубчатый корпус может включать окно в стенке трубчатого корпуса и дефлектор, расположенный под окном. Дефлектор может включать в себя полость, проходящую вдоль осевой длины дефлектора, и наклонную поверхность дефлектора, форма которой позволяет направлять объект к окну. Стержневая пробка может быть выполнена с возможностью соединения съемным образом внутри полости и включать в себя гнездо и вторую наклонную поверхность, форма которой позволяет направлять объект к окну. Вторая наклонная поверхность совмещена с наклонной поверхностью дефлектора. Стержневая пробка может быть выполнена с возможностью соединения с дефлектором так, чтобы вращаться вместе с ним. Спускное приспособление может иметь возможность съемного сцепления с внутренней частью стенки трубчатого корпуса и гнезда для стержневой пробки, чтобы иметь возможность вращать трубчатый корпус и стержневую пробку без передачи крутящего момента сквозь участок стенки трубчатого корпуса, включающий окно.

[0055] В некоторых вариантах воплощения изобретения, стержневая пробка может быть выполнена с возможностью соединения съемным образом с внутренней поверхностью дефлектора.

[0056] В некоторых вариантах воплощения изобретения, стержневая пробка может дополнительно включать в себя шпонку совмещения, зацепляемый внутри шпоночного паза в дефлекторе. Шпоночный паз может иметь форму, позволяющую принимать шпонку совмещения.

[0057] В некоторых вариантах воплощения изобретения, система скважины может включать в себя подвесное устройство в основном стволе скважины для обеспечения положения и направления трубчатого корпуса.

[0058] В некоторых вариантах воплощения изобретения, система скважины может включать в себя извлекающий инструмент, который может сцепляться с боковым заканчиванием и устанавливаться через окно, чтобы разместить боковое заканчивание в боковом стволе скважины. Извлекающий инструмент можно снимать с бокового заканчивания и сцеплять с гнездом стержневой пробки при снятом и извлеченном спускном приспособлении для отсоединения стержневой пробки от дефлектора и извлечения стержневой пробки из скважины.

[0059] В некоторых вариантах воплощения изобретения, система скважины может включать оконную переходную муфту, которая может быть установлена через окно трубчатого корпуса из основного ствола скважины в боковой ствол скважины за счет сцепления с первой наклонной поверхностью. Оконная переходная муфта может включать в себя трубчатый корпус, включающий окно в стенке трубчатого корпуса оконной переходной муфты и боковую изоляционную муфту, которая установлена съемным образом внутри оконной переходной муфты, чтобы изолировать основной ствол скважины от бокового ствола скважины.

[0060] В некоторых вариантах воплощения изобретения, система скважины может включать в себя узел бокового заканчивания и оконной переходной муфты, устанавливаемый через окно трубчатого корпуса из основного ствола скважины в боковой ствол скважины за счет сцепления с первой наклонной поверхностью.

[0061] Некоторые варианты воплощения предлагаемого изобретения, могут включать способ бурения многоствольной скважины. Способ может включать спуск узла дефлектора в основной ствол скважины с помощью спускного приспособления при первом спуске, причем узел дефлектора содержит в себе трубчатый корпус и стержневую пробку. Способ также может включать размещение узла дефлектора в основном стволе скважины с помощью спускного приспособления при первом спуске. Способ может дополнительно включать в себя установку первого подвесного устройства в основном стволе скважины для фиксации положения и размещения дефлектора в основном стволе скважины при первом спуске. Способ также может включать бурение бокового ствола скважины путем отклонения бурового долота от дефлектора трубчатого корпуса и стержневой пробки и сквозь окно в стенке трубчатого корпуса. Способ может дополнительно включать извлечение стержневой пробки с помощью инструмента для извлечения.

[0062] В некоторых вариантах воплощения изобретения, размещение узла дефлектора в основном стволе скважины с помощью спускного приспособления может включать съемное соединение спускного приспособления со стержневой пробкой и трубчатым корпусом выше отверстия окна, вращение спускного приспособления для размещения узла дефлектора в основном стволе скважины, где крутящий момент не передается сквозь участок стенки трубчатого корпуса, содержащий окно, и отсоединение спускного приспособления от стержневой пробки и из трубчатого корпуса.

[0063] В некоторых вариантах воплощения изобретения, съемное соединение спускного приспособления со стержневой пробкой и трубчатым корпусом выше окна может включать сцепление спускного приспособления с внутренней поверхностью гнезда стержневой пробки и сцепление спускного приспособления с внутренней частью стенки трубчатого корпуса выше окна. Извлечение спускного приспособления из трубчатого корпуса и стержневой пробки может включать отсоединение спускного приспособления от внутренней поверхности гнезда и отсоединение спускного приспособления от внутренней поверхности стенки.

[0064] В некоторых вариантах воплощения изобретения, извлечение стержневой пробки с помощью извлекающего инструмента может включать спуск бокового заканчивания в боковой ствол скважины с помощью инструмента для спуска бокового заканчивания путем отклонения бокового заканчивания от узла дефлектора, освобождения бокового заканчивания из спускного приспособления бокового заканчивания и извлечения стержневой пробки с помощью извлекающего инструмента бокового заканчивания.

[0065] В некоторых вариантах воплощения изобретения, способ может дополнительно включать в себя установку оконной переходной муфты через окно трубчатого корпуса для соединения трубчатого корпуса с боковым заканчиванием с последующей интенсификацией притока пласта через боковой ствол скважины.

[0066] В некоторых вариантах воплощения изобретения, установка оконной переходной муфты через окно трубчатого корпуса для соединения трубчатого корпуса с боковым заканчиванием дополнительно включает в себя спуск первой рабочей колонны, содержащей сборку закрытого стингера и оконную переходную муфту, в боковой ствол скважины, приложение силы для срезания обшивки закрытого стингера и проталкивания уплотнительного стержня закрытого стингера в боковое заканчивание и установку второго подвесного устройства в трубчатом корпусе для фиксации положения и размещения оконной переходной муфты.

[0067] В некоторых вариантах воплощения изобретения, способ может дополнительно включать в себя извлечение боковой изоляционной муфты оконной переходной муфты из бокового ствола скважины, спуск второй рабочей колонны, содержащей изоляционную муфту основного ствола, в основной ствол скважины для изоляции бокового ствола скважины от основного ствола скважины и интенсификации притока в основной ствол скважины.

[0068] В некоторых вариантах воплощения изобретения, способ может дополнительно включать в себя спуск блока бокового заканчивания и оконной переходной муфты в боковой ствол скважины с помощью спускного приспособления для бокового заканчивания за счет отклонения блока бокового заканчивания и оконной переходной муфты от узла дефлектора.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к бурению многоствольных скважин. Узел дефлектора включает трубчатый корпус, содержащий окно в стенке трубчатого корпуса, дефлектор, расположенный под окном и содержащий полость, проходящую вдоль осевой длины дефлектора, и наклонную поверхность дефлектора, форма которой позволяет направлять объект к окну; стержневую пробку, которая выполнена с возможностью соединения съемным образом внутри полости и содержит гнездо и вторую наклонную поверхность, форма которой позволяет направлять объект к окну, совмещенную с наклонной поверхностью дефлектора. Стержневая пробка выполнена с возможностью соединения с дефлектором так, чтобы вращаться вместе с дефлектором. Уменьшается количество спусков для заканчвания скважины, предотвращается проникновение флюида через узел дефлетора. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Узел дефлектора для объекта в скважине, содержащий:

трубчатый корпус, содержащий:

окно в стенке трубчатого корпуса;

дефлектор, расположенный под окном и содержащий полость, проходящую вдоль осевой длины дефлектора, и наклонную поверхность дефлектора, форма которой позволяет направлять объект к окну;

стержневую пробку, которая выполнена с возможностью соединения съемным образом внутри полости и содержит гнездо и вторую наклонную поверхность, форма которой позволяет направлять объект к окну, совмещенную с наклонной поверхностью дефлектора, причем стержневая пробка выполнена с возможностью соединения с дефлектором так, чтобы вращаться вместе с дефлектором.

2. Узел дефлектора по п. 1, в котором стержневая пробка выполнена с возможностью соединения съемным образом с внутренней поверхностью дефлектора.

3. Узел дефлектора по п. 1, в котором стержневая пробка дополнительно содержит шпонку совмещения, выполненную с возможностью ввода во взаимодействие со шпоночной канавкой дефлектора.

4. Узел дефлектора по п. 1, дополнительно содержащий спускное приспособление, выполненное с возможностью ввода во взаимодействие съемным образом с внутренней частью стенки трубчатого корпуса и гнезда стержневой пробки для возможности вращать корпус и стержневую пробку без передачи крутящего момента через участок корпуса, включающий окно.

5. Узел дефлектора по п. 4, дополнительно содержащий извлекающий инструмент, выполненный с возможностью ввода во взаимодействие с гнездом стержневой пробки при снятом спускном приспособлении, при этом извлекающий инструмент выполнен с возможностью извлечения для отделения стержневой пробки от дефлектора и извлечения стержневой пробки из скважины.

6. Система скважины для многоствольной скважины, содержащая:

основной ствол скважины;

узел дефлектора, содержащий:

трубчатый корпус, расположенный внутри основного ствола скважины, причем трубчатый корпус содержит:

окно в стенке трубчатого корпуса,

дефлектор, расположенный под окном и содержащий полость, проходящую вдоль осевой длины дефлектора, и наклонную поверхность дефлектора, форма которой позволяет направлять объект к окну;

стержневую пробку, которая выполнена с возможностью соединения съемным образом внутри полости и содержит гнездо и вторую наклонную поверхность, форма которой позволяет направлять объект к окну, совмещенную с наклонной поверхностью дефлектора, причем стержневая пробка выполнена с возможностью соединения с дефлектором так, чтобы вращаться вместе с дефлектором;

спускное приспособление, которое выполнено с возможностью ввода во взаимодействие съемным образом с внутренней частью стенки трубчатого корпуса и гнездом стержневой пробки так, чтобы обеспечивать возможность вращать трубчатый корпус и стержневую пробку без передачи крутящего момента через участок стенки трубчатого корпуса, содержащего окно.

7. Система скважины по п. 6, в которой стержневая пробка выполнена с возможностью соединения съемным образом с внутренней поверхностью дефлектора.

8. Система скважины по п. 6, в которой стержневая пробка дополнительно содержит шпонку совмещения, выполненную с возможностью ввода во взаимодействие со шпоночной канавкой дефлектора.

9. Система скважины по п. 6, дополнительно содержащая подвесное устройство, которое выполнено с возможностью установки в основном стволе скважины для фиксации положения и ориентации трубчатого корпуса.

10. Система скважины по п. 6, дополнительно содержащая извлекающий инструмент, который выполнен с возможностью ввода во взаимодействие с боковым заканчиванием и установки через окно для размещения бокового заканчивания в боковом стволе скважины, при этом извлекающий инструмент выполнен с возможностью отсоединения от бокового заканчивания и ввода во взаимодействие с гнездом стержневой пробки при снятом спускном приспособлении и выполненном с возможностью извлечения для отсоединения стержневой пробки от дефлектора и извлечения стержневой пробки из скважины.

11. Система скважины по п. 10, дополнительно содержащая оконную переходную муфту, выполненную с возможностью установки через окно трубчатого корпуса из основного ствола скважины в боковой ствол скважины посредством ввода во взаимодействие с первой наклонной поверхностью; при этом оконная переходная муфта содержит трубчатый корпус, содержащий окно в стенке трубчатого корпуса и боковую изоляционную втулку, выполненную с возможностью размещения съемным образом внутри оконной переходной муфты для изоляции основного ствола скважины от бокового ствола скважины.

12. Система скважины по п. 6, дополнительно содержащая узел бокового заканчивания оконной переходной муфты, выполненный с возможностью установки через окно трубчатого корпуса из основного ствола скважины в боковой ствол скважины за счет ввода во взаимодействие с первой наклонной поверхностью.

13. Способ бурения многоствольной скважины через пласт, включающий:

опускание узла дефлектора в основной ствол скважины с помощью спускного приспособления при спуске, при этом узел дефлектора содержит трубчатый корпус и стержневую пробку;

ориентирование узла дефлектора в основном стволе скважины с помощью спускного приспособления при спуске;

установку первого подвесного устройства в основной ствол скважины для фиксации положения и ориентации дефлектора внутри основного ствола скважины при спуске;

бурение бокового ствола скважины путем отклонения бурового долота от дефлектора трубчатого корпуса и стержневой пробки и через окно в стенке трубчатого корпуса и

удаление стержневой пробки с помощью извлекающего инструмента.

14. Способ по п. 13, согласно которому ориентирование узла дефлектора в основном стволе скважины с помощью спускного инструмента включает:

съемное соединение спускного приспособления со стержневой пробкой и трубчатым корпусом над окном;

вращение спускного приспособления для ориентирования узла дефлектора в основном стволе скважины без передачи крутящего момента через участок стенки трубчатого корпуса, содержащий окно, и

удаление спускного приспособления из стержневой пробки и трубчатого корпуса.

15. Способ по п. 14, согласно которому:

съемное соединение спускного приспособления со стержневой пробкой и трубчатым корпусом, расположенное над окном, включает:

ввод во взаимодействие спускного приспособления с внутренней поверхностью гнезда стержневой пробки,

ввод во взаимодействие спускного приспособления с внутренней частью стенки трубчатого корпуса над окном; а

удаление спускного приспособления из стержневой пробки и трубчатого корпуса включает:

отсоединение спускного приспособления от внутренней поверхности гнезда и

отсоединение спускного приспособления от внутренней поверхности стенки.

16. Способ по п. 13, согласно которому удаление стержневой пробки с помощью извлекающего инструмента включает:

спуск бокового заканчивания в боковой ствол скважины с помощью спускного приспособления бокового заканчивания путем отклонения бокового заканчивания от узла дефлектора;

открепление бокового заканчивания от спускного инструмента для бокового заканчивания и

удаление стержневой пробки с помощью извлекающего устройства спускного инструмента для бокового заканчивания.

17. Способ по п. 16, дополнительно включающий:

установку оконной переходной муфты через окно трубчатого корпуса для соединения трубчатого корпуса с боковым заканчиванием;

интенсификацию притока через боковой ствол скважины.

18. Способ по п. 17, согласно которому установка оконной переходной муфты через окно трубчатого корпуса для соединения трубчатого корпуса с боковым заканчиванием дополнительно включает:

спуск первой рабочей колонны, содержащей блок закрытого стингера и оконную переходную муфту, в боковой ствол скважины;

приложение силы для срезания обшивки закрытого стингера и проталкивания уплотнительного стержня закрытого стингера в боковое заканчивание и

установку второго подвесного приспособления в трубчатом корпусе для фиксации положения и ориентации оконной переходной муфты.

19. Способ по п. 17, дополнительно включающий:

удаление боковой изоляционной втулки оконной переходной муфты из бокового ствола скважины;

спуск второй рабочей колонны, содержащей изоляционную втулку основного ствола скважины, в основной ствол скважины для изоляции бокового ствола скважины от основного ствола скважины и

интенсификацию притока через основной ствол скважины.

20. Способ по п. 13, дополнительно включающий спуск блока бокового заканчивания и оконной переходной муфты в боковой ствол скважины с помощью спускного приспособления бокового заканчивания путем отклонения блока бокового заканчивания и оконной переходной муфты от узла дефлектора.