УЗЕЛ, СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ БОКОВОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ В ОБСАДНОЙ КОЛОННЕ Российский патент 2023 года по МПК E21B29/06 

Область техники

Данное изобретение относится в целом к операциям в стволе скважины и, более конкретно, к использованию направляющей штанги для направления фрезерования промывочной трубы бокового окна при заканчивании многоствольной скважины. В частности, заявленное изобретение относится к узлу, способу и системе для фрезерования бокового ствола скважины в обсадной колонне.

Уровень техники

Система заканчивания многоствольной скважины может включать в себя основной ствол скважины, проходящий вертикально или горизонтально в подземном пласте (см., например, патент США № 6024168). Обсадная колонна может быть расположена в стволе скважины. В некоторых примерах слой цемента может быть расположен в кольцевом пространстве между обсадной колонной и внутренним диаметром основного ствола скважины. Выходное окно в обсадной колонне может быть использовано для бурения бокового или вторичного ствола скважины из основного ствола скважины.

Во время операции фрезерования бокового ствола скважины отклонение фрезерного инструмента необходимо для ориентации фрезерного инструмента из основного ствола скважины в требуемое боковое окно. Скважинный отклонитель может быть установлен внутри основного ствола скважины в местоположении, смежном с предварительно выбранным выходным окном для требуемого бокового ствола скважины. Поверхность скважинного отклонителя сужается к окну, чтобы обеспечить переходную поверхность для ориентации фрезерного инструмента в направлении окна для требуемого бокового ствола скважины. Обеспечены усовершенствования операций фрезерования ствола скважины посредством использования направляющей штанги для направления фрезерования промывочной трубы бокового окна при заканчивании многоствольной скважины.

Сущность изобретения

Согласно первому объекту настоящего изобретения создан узел фрезерования бокового ствола скважины, содержащий:

скважинный отклонитель,

направляющую штангу, соединенную со скважинным отклонителем, и

промывочную трубу, соединенную с направляющей штангой;

при этом направляющая штанга соединена с промывочной трубой приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию.

Предпочтительно, направляющая штанга соединена с промывочной трубой разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию.

Предпочтительно, направляющая штанга смещена от скважинного отклонителя.

Предпочтительно, направляющая штанга соединена с промывочной трубой в непосредственной близости от крайнего конца направляющей штанги, при этом указанный крайний конец направляющей штанги скошен.

Предпочтительно, промывочная труба содержит внутренний удерживающий элемент для удерживания обломков от фрезерования.

Предпочтительно, направляющая штанга содержит металл или металлический сплав, имеющий предел текучести материала, равный или меньший, чем у материала скважинного отклонителя.

Согласно второму объекту изобретения создан способ фрезерования окна для бокового ствола скважины в обсадной колонне с помощью вышеописанного узла фрезерования бокового ствола скважины, включающий:

введение узла фрезерования в основной ствол скважины,

спуск узла фрезерования на глубину, на которой он является смежным с окном в обсадной колонне;

закрепление скважинного отклонителя в обсадной колонне;

отсоединение промывочной трубы от направляющей штанги;

направление промывочной трубы для фрезерования направляющей штанги без фрезерования скважинного отклонителя; и

фрезерование окна в обсадной колонне с помощью промывочной трубы.

Предпочтительно, промывочная труба отсоединена от направляющей штанги без отсоединения направляющей штанги от скважинного отклонителя.

Предпочтительно, направляющая штанга отсоединена от промывочной трубы разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию.

Предпочтительно, направляющая штанга отсоединена от промывочной трубы приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию.

Согласно третьему объекту изобретения создана система фрезерования окна для бокового ствола скважины в обсадной колонне с помощью вышеописанного узла фрезерования бокового ствола скважины, содержащая:

узел фрезерования, и

обсадную колонну, имеющую расположенный в ней узел фрезерования, при этом обсадная колонна содержит окно, смежное с узлом фрезерования.

Краткое описание чертежей

Иллюстративные примеры данного изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые включены в данный документ путем ссылки и на которых:

Фиг. 1 - вид в поперечном разрезе приводимого в качестве примера узла фрезерования бокового ствола скважины в соответствии с одним или более примерами, описанными в данном документе;

Фиг. 2 - изометрическое изображение приводимого в качестве примера узла фрезерования бокового ствола скважины в соответствии с одним или более примерами, описанными в данном документе;

Фиг. 3 - фотография, иллюстрирующая внутренние участки промывочной трубы узла фрезерования бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более примерами, описанными в данном документе;

Фиг. 4 - вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий фрезерование бокового ствола скважины с помощью узла фрезерования бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более примерами, описанными в данном документе;

Фиг. 5 - вид в поперечном разрезе, дополнительно иллюстрирующий фрезерование бокового ствола скважины с помощью узла фрезерования бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более примерами, описанными в данном документе; и

Фиг. 6 - вид в поперечном разрезе, дополнительно иллюстрирующий фрезерование бокового ствола скважины с помощью узла фрезерования бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более примерами, описанными в данном документе.

Проиллюстрированные фигуры приведены только в качестве примера и не предназначены для того, чтобы утверждать или подразумевать какие-либо ограничения в отношении среды, архитектуры, конструкции или процесса, в которых могут быть реализованы различные примеры.

Подробное описание изобретения

Данное изобретение относится в целом к операциям в стволе скважины и, более конкретно, к использованию направляющей штанги для направления фрезерования промывочной трубы бокового окна при заканчивании многоствольной скважины.

В нижеследующем подробном описании нескольких иллюстративных примеров делается ссылка на прилагаемые графические материалы, которые составляют часть данного документа и на которых в качестве иллюстрации показаны примеры, которые могут быть реализованы на практике. Эти примеры описаны достаточно подробно, чтобы специалисты в данной области техники могли их применить на практике, и следует понимать, что могут быть использованы и другие примеры и что логические структурные, механические, электрические и химические изменения могут быть выполнены без отступления от сущности или объема раскрытых примеров. Во избежание подробностей, которые не являются необходимыми для того, чтобы специалисты в данной области техники могли применять на практике описанные в данном документе примеры, в описании может быть опущена определенная информация, известная специалистам в данной области техники. Следовательно, нижеследующее подробное описание не нужно понимать в ограничительном смысле, и объем иллюстративных примеров определяется только прилагаемой формулой изобретения.

Если не указано иное, все числа, выражающие количества компонентов, свойства, такие как молекулярная масса, условия реакции и т.д., используемые в данном описании и связанных пунктах формулы изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях термином «около». Соответственно, если не указано иное, численные параметры, изложенные в следующем описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приближенными значениями, которые могут варьироваться в зависимости от требуемых свойств, которые должны быть получены с помощью примеров данного изобретения. По меньшей мере, а не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов объемом формулы изобретения, каждый числовой параметр следует толковать по меньшей мере в свете количества указанных значащих цифр и путем применения обычных методов округления. Следует отметить, что когда «около» находится в начале числового перечня, «около» модифицирует каждое число в числовом перечне. Кроме того, в некоторых числовых перечнях диапазонов некоторые перечисленные нижние пределы могут быть больше некоторых перечисленных верхних пределов. Специалисту в данной области техники будет понятно, что для выбранного подмножества потребуется выбор верхнего предела, превышающего выбранный нижний предел.

Если не указано иное, любое использование любой формы терминов «соединять», «входить в зацепление», «присоединять», «прикреплять» или любого другого термина, описывающего взаимодействие между элементами, не предназначено для ограничения взаимодействия прямым взаимодействием между элементами и может включать в себя косвенное взаимодействие между описанными элементами. Кроме того, любое использование любой формы терминов «соединять», «входить в зацепление», «присоединять», «прикреплять» или любого другого термина, описывающего взаимодействие между элементами, включает в себя элементы, выполненные как единое целое без помощи посторонних крепежных элементов или соединительных устройств. В последующем обсуждении и в формуле изобретения термины «включающий» и «содержащий» используются в неограниченном виде и, таким образом, должны интерпретироваться как означающие «включая, но не ограничиваясь этим». Если не указано иное, используемый в данном документе термин «или» не требует взаимного исключения.

Термины «вверх по стволу скважины» и «вниз по стволу скважины» могут использоваться для обозначения местоположения различных компонентов относительно забоя или конца скважины. Например, первый компонент, описанный как расположенный вниз по стволу скважины от второго компонента, может быть дальше от конца скважины, чем второй компонент. Аналогично, первый компонент, описанный как расположенный вверх по стволу скважины от второго компонента, может быть расположен ближе к концу скважины, чем второй компонент.

Используемый в данном документе термин «пласт» включает в себя термин «пласт-коллектор», относящийся к участку пласта, который имеет достаточную пористость и проницаемость для хранения или передачи флюидов (например, углеводородов). Используемый в данном документе термин «жидкость для гидроразрыва» относится по существу к любому флюиду, который можно использовать в подземном применении в сочетании с требуемой функцией и/или для требуемой цели. Термин «жидкость для гидроразрыва» не подразумевает какого-либо конкретного действия посредством флюида или любого ее компонента.

Описанные в данном документе примеры относятся к использованию направляющей штанги для направления фрезерования промывочной трубы бокового окна при заканчивании многоствольной скважины. Направляющая штанга соединена со скважинным отклонителем на отклоняющей поверхности скважинного отклонителя. Промывочная труба соединена с направляющей штангой. Узел направляющей штанги, промывочную трубу и скважинный отклонитель вместе вводят в ствол скважины и спускают в скважину за одну спуско-подъемную операцию. На требуемой глубине ствола скважины, смежной с целевым выходным окном, скважинный отклонитель может быть закреплен в обсадной колонне. Затем промывочная труба может быть отсоединена от направляющей штанги и направлена путем фрезерования направляющей штанги к выходному окну в требуемой ориентации. Отклоняющую поверхность скважинного отклонителя не фрезеруют, так как направляющая штанга направляет промывочную трубу к окну. Направляющая штанга сохраняет свое соединение со скважинным отклонителем до тех пор, пока направляющая штанга не будет фрезерована. Преимущественно, операцию бокового фрезерования проводят за одну спуско-подъемную операцию с установкой скважинного отклонителя и последующим фрезерованием окна без необходимости удаления или вставки каких-либо дополнительных скважинных инструментов. Дальнейшим преимуществом является то, что промывочная труба улавливает и извлекает фрезерованные секции обсадной колонны, что может значительно уменьшить количество обломков породы, оставленных в стволе скважины. Дополнительным преимуществом является то, что направляющая штанга направляет промывочную трубу для прямого резания окна. Еще одним преимуществом является то, что направляющая штанга защищает скважинный отклонитель от фрезерования промывочной трубой.

На Фиг. 1 проиллюстрирован вид в поперечном разрезе узла 5 фрезерования бокового ствола скважины. Узел 5 фрезерования бокового ствола скважины содержит скважинный отклонитель 10, направляющую штангу 15 и промывочную трубу 20. Скважинный отклонитель 10 может представлять собой скважинный отклонитель любого типа, пригодный для ориентации и отклонения бурения бокового ствола скважины от основного ствола скважины при заканчивании многоствольной скважины. Скважинный отклонитель 10 содержит отклоняющую поверхность 25. Отклоняющая поверхность 25 отклоняет буровое оборудование, когда бурение бокового ствола скважины должно начаться после фрезерования выходного окна 30 в обсадной колонне 35. Выходное окно 30 представляет собой окно в обсадной колонне 35, которое может быть предназначено для фрезерования и может содержать участок обсадной колонны 35, выполненный с возможностью простого фрезерования по отношению к остальной части обсадной колонны 35, что было бы довольно очевидно для специалиста обычной квалификации в данной области техники. Например, участок выходного окна 30 обсадной колонны 35 может содержать материалы, которые легко фрезеруются. Отклоняющая поверхность 25 скважинного отклонителя 10 может направлять фрезерный инструмент к выходному окну 30 для фрезерования. Отклоняющая поверхность 25 не должна быть фрезерована, так как она должна быть неповрежденной, чтобы отклонять и направлять бурение бокового окна через выходное окно 30. В некоторых примерах участок выходного окна 30 обсадной колонны 35 предварительно не фрезеруется и/или не требует опережающего отверстия для фрезерования.

С дальнейшей ссылкой на Фиг. 1, узел 5 бокового ствола скважины может быть введен в ствол скважины, как проиллюстрировано, со скважинным отклонителем 10, соединенным с направляющей штангой 15, и направляющей штангой 15, соединенной с промывочной трубой 20. Когда узел 5 бокового ствола скважины достигает требуемой глубины ствола скважины, на которой он является смежным с целевым выходным окном 30, скважинный отклонитель 10 может быть зафиксирован или иным образом соединен и установлен в обсадной колонне 35 посредством установочного механизма 40. Когда скважинный отклонитель 10 установлен, промывочная труба 20 может быть отсоединена от направляющей штанги 15. Соединительный механизм между промывочной трубой 20 и направляющей штангой 15 выполнен с возможностью его более простого отсоединения, чем соединительный механизм между направляющей штангой 15 и скважинным отклонителем 10. Таким образом, промывочная труба 20 может быть отсоединена от направляющей штанги 15 без отсоединения направляющей штанги 15 от скважинного отклонителя 10. В некоторых примерах направляющая штанга 15 может быть соединена с промывочной трубой 20 с помощью разъемного соединения, такого как срезные винты, срезные штифты или любой подобный разъемный соединительный механизм. В других примерах направляющая штанга 15 может быть соединена с промывочной трубой 20 с помощью приводимого в действие механизма, такого как гидравлический или пневматический механизм. При использовании приводимого в действие механизма данный механизм может быть приведен в действие после того, как скважинный отклонитель 10 будет установлен в обсадной колонне 35.

После того как промывочная труба 20 будет отсоединена от направляющей штанги 15, промывочная труба 20 может начать операцию фрезерования. Как проиллюстрировано на виде в поперечном разрезе на Фиг. 1, крайний конец 55 направляющей штанги 15 скошен и входит в фрезу 50 промывочной трубы 20. Скос направляет режущую поверхность 45 фрезы 50 и обеспечивает скольжение промывочной трубы 20 по направляющей штанге 15. Режущая поверхность 45 фрезы 50 может вращаться вместе с промывочной трубой 20, чтобы начать фрезерование направляющей штанги 15. Фрезерование направляющей штанги 15 направляет промывочную трубу 20 к выходному окну 30, где она может фрезеровать выходное окно 30 в обсадной колонне 35.

Когда фреза 50 фрезерует направляющую штангу 15, промывочная труба 20 направляется к выходному окну 30, где фреза 50 начинает фрезеровать обсадную колонну 35. Направляющая штанга 15 не отсоединена от скважинного отклонителя 10, за исключением случая, когда фреза 50 фрезерует направляющую штангу 15. Необязательно, направляющая штанга 15 смещена от скважинного отклонителя 10, чтобы поднять фрезу 50 и промывочную трубу 20 от скважинного отклонителя 10 и таким образом дополнительно уменьшить возможность контакта между режущей поверхностью 45 фрезы 50 и отклоняющей поверхностью 25 скважинного отклонителя 10. После того как выходное окно 10 будет успешно фрезеровано, промывочная труба 10 при необходимости может быть удалена.

На Фиг. 2 проиллюстрирован изометрический вид узла 5 фрезерования бокового ствола скважины. Как проиллюстрировано, направляющая штанга 15 имеет такую форму, чтобы уменьшаться в диаметре по мере прохождения от крайнего конца, смежного с фрезой 50, вниз к противоположному крайнему концу. Сужение диаметра направляющей штанги 15 обеспечивает спуск направляющей штанги 15 в стволе скважины смежно со скважинным отклонителем 10 таким образом, что весь узел 5 фрезерования бокового ствола скважины может быть спущен в скважине за одну спуско-подъемную операцию.

Направляющая штанга 15 может содержать любой материал, достаточный для фрезерования с помощью промывочной трубы 20. Примеры потенциальных материалов направляющей штанги 10 могут включать в себя, но не ограничиваться ими, любой металл или металлический сплав (например, низколегированную сталь, такую как сплавы 4140, 4130 согласно Американскому институту железа и стали (AISI; American Iron and Steel Institute) и т.д.), имеющий предел текучести материала, равный или меньший, чем у материала скважинного отклонителя. Извлекая пользу из данного изобретения, специалист обычной квалификации в данной области техники сможет без труда изготовить направляющую штангу 10, достаточную для фрезерования с помощью промывочной трубы 20.

На Фиг. 3 проиллюстрирован вид в поперечном разрезе промывочной трубы 20, в которой размещены удерживающие механизмы для удерживания выбуренной породы и обломков породы внутри промывочной трубы 20. Промывочная труба 20 по существу содержит корпус 60 трубчатой формы с кольцевым пространством 65, внутренним диаметром 70 и наружным диаметром 75. Корпус 60 содержит отверстие 75 на конце фрезы 50, расположенное смежно с режущей поверхностью 45. Хотя изображена только одна режущая поверхность 45, в некоторых примерах могут быть обеспечены дополнительные режущие поверхности, расположенные вокруг внутреннего диаметра 70.

Промывочная труба 20 дополнительно содержит удерживающий элемент 80, расположенный внутри корпуса 60 вдоль участка внутреннего диаметра 70 и вверх по стволу скважины от отверстия 75. Хотя проиллюстрирован только один удерживающий элемент 80, следует понимать, что в некоторых альтернативных примерах можно использовать более чем один удерживающий элемент 80. Необязательно, фильтр 85 может быть расположен внутри корпуса 60 вверх по стволу скважины от удерживающего элемента 80 и отверстия 75. В отсутствие циркуляции флюида через кольцевое пространство 65 удерживающий элемент 80 закрыт. При наличии циркуляции флюида через кольцевое пространство 65 удерживающий элемент открыт. Таким образом, удерживающий элемент 80 закрывается и улавливает выбуренную породу и обломки породы, когда указанная выбуренная порода и обломки породы проходят вверх по стволу скважины от него, и циркуляция флюида приостанавливается, таким образом закрывая удерживающий элемент 80. Удерживающий элемент 80 может приводиться в действие подпружиненным, гидравлическим, пневматическим, электронным или другим подобным механизмом, достаточным для перевода удерживающего элемента 80 в закрытое положение при приостановке циркуляции флюида. Удерживающий элемент 80 можно использовать для удерживания участков или всей обсадной колонны (т. е. обсадной колонны 35, как проиллюстрировано на Фиг. 1) после того, как фреза 50 промывочной трубы 20 фрезеровала отверстие в выходном окне и больше нет циркуляции флюида через кольцевое пространство 65 корпуса 60. Кроме того, из-за характера фрезерования промывочной трубы 20 образуется выбуренная порода большего размера. Выбуренная порода большего размера легче удерживается внутри промывочной трубы 20, что приводит к тому, что удерживающий элемент 80 удерживает больше выбуренной породы. Это также приводит к уменьшению очистки и снижению риска накапливания выбуренной породы, которая потенциально может мешать режущей поверхности 45.

В необязательных вариантах реализации фильтр 85 можно использовать для улавливания выбуренной породы во время работы промывочной трубы 20, когда флюид циркулирует через кольцевое пространство 65 корпуса 60. В дополнительных необязательных вариантах реализации отверстия 90 могут быть расположены внутри корпуса 60 в требуемых местоположениях для обеспечения циркуляции через них флюида. Эти отверстия 90 могут приводиться в действие для открывания и закрывания в некоторых дополнительных необязательных примерах.

Следует понимать, что узел 5 фрезерования бокового ствола скважины и его компоненты, как изображено на Фиг. 1-3, представляют собой только одну возможную конфигурацию узла 5 фрезерования бокового ствола скважины. Отдельные части скважинного оборудования могут быть перекомпонованы, что будет очевидно для специалиста обычной квалификации в данной области техники. Таким образом, следует признать, что узел 5 фрезерования бокового ствола скважины является просто иллюстративным по своему характеру, и можно использовать различные дополнительные конфигурации, которые не обязательно проиллюстрированы на Фиг. 1-3 в интересах ясности. Кроме того, могут присутствовать не ограничивающие объем дополнительные компоненты, включая, но не ограничиваясь ими, клапаны, конденсаторы, переходники, соединения, контрольно-измерительные приборы, датчики, компрессоры, регуляторы давления, датчики давления, регуляторы расхода, датчики расхода, датчики температуры и т п. Таким образом, следует четко понимать, что пример, проиллюстрированный на Фиг. 1-3, представляет собой просто общее применение принципов данного изобретения на практике, и возможно широкое разнообразие других примеров. Следовательно, объем данного изобретения никоим образом не ограничивается деталями, показанными на Фиг. 1-3, как описано в данном документе.

Узел 5 фрезерования бокового ствола скважины, описанный в данном документе, можно использовать для фрезерования отверстия для бокового ствола скважины. Отверстие для бокового ствола скважины может быть образовано путем фрезерования и/или бурения сквозь секцию обсадной колонны 35, цементный хвостовик (при его наличии) и/или пласт.

Далее со ссылкой на Фиг. 4 проиллюстрирован вид в поперечном разрезе узла 5 фрезерования бокового ствола скважины, когда скважинный отклонитель 10 установлен внутри секции обсадной колонны 35. Узел 5 фрезерования бокового ствола скважины может быть спущен на бурильной колонне в стволе скважины, частично обсаженной секцией обсадной колонны 35 и, необязательно, цементным хвостовиком. Кода спущена фреза 5 бокового ствола скважины, она может вращаться до или во время вхождения в зацепление с целевой секцией обсадной колонны 35 смежно с требуемым выходным окном 30. Находясь в требуемой ориентации и на требуемой глубине, узел 5 фрезерования бокового ствола скважины может быть установлен на месте с помощью установочного механизма 40, который соединяет скважинный отклонитель 10 с обсадной колонной 35. Выходное окно 30 может содержать материалы, более желательные для фрезерования, такие как алюминий, в некоторых примерах. В некоторых примерах опережающее отверстие не фрезеруют перед введением узла 5 фрезерования бокового ствола скважины. В других примерах выходное окно 30 предварительно не фрезеровано.

С дальнейшей ссылкой на Фиг. 4 скважинный отклонитель 10 установлен в обсадной колонне 35 посредством установочного механизма 40, описанного выше. Соединительный механизм 100 поддерживает соединение между направляющей штангой 15 и скважинным отклонителем 10. Соединительный механизм 105 поддерживает соединение между направляющей штангой 15 и промывочной трубой 20.

Со ссылкой на Фиг. 5, соединительный механизм 105 (проиллюстрированный на Фиг. 4) разъединен, и промывочная труба 20 начала фрезеровать направляющую штангу 15 участком фрезы 50, который содержит режущую поверхность 45. Соединительный механизм 100 между направляющей штангой 15 и скважинным отклонителем 10 остается неповрежденным. Направляющая штанга 15 смещена от отклоняющей поверхности 25 скважинного отклонителя 10. Промывочная труба 20 вращается, и режущая поверхность 45 фрезы 50 начинает фрезеровать направляющую штангу 15. Во время операций фрезерования и/или бурения флюид (например, буровой раствор) может циркулировать через промывочную трубу 20. Флюид может переносить выбуренную породу 110 и другие обломки породы через промывочную трубу 20. Флюид может переносить выбуренную породу 110 мимо удерживающего элемента 80, который может захватывать и удерживать выбуренную породу 110, когда циркуляция флюида в промывочной трубе 20 прекращается.

С дальнейшей ссылкой на Фиг. 5, когда направляющая штанга 15 фрезеруется промывочной трубой 20, промывочная труба 20 направляется к выходному окну 30 обсадной колонны 35 без контакта режущей поверхности 45 промывочной трубы 20 с отклоняющей поверхностью 25 скважинного отклонителя 10.

На Фиг. 6 проиллюстрирована промывочная труба 20, когда она фрезерует участок обсадной колонны 35, содержащий выходное окно 30. Направляющая штанга 15, проиллюстрированная на Фиг. 4-5, была фрезерована, когда промывочную трубу 20 направляли в выходное окно 30. В некоторых примерах промывочная труба 20 может фрезеровать обсадную колонну 35, цементировочную муфту (не проиллюстрирована) и/или участок смежного подземного пласта (не проиллюстрирован). После того как выходное окно 30 будет фрезеровано, боковой ствол скважины может быть дополнительно пробурен и закончен.

Во время циркуляции флюида через промывочную трубу 20 выбуренная порода 110 (проиллюстрированная на Фиг. 5) и другие обломки породы могут отфильтровываться внутри промывочной трубы 20 с помощью фильтра 85, описанного выше на Фиг. 3. Кроме того, выбуренная порода 110 и другие обломки породы могут удерживаться внутри промывочной трубы 20 удерживающим элементом 80, когда удерживающий элемент 80 находится в закрытом положении после того, как флюид перестанет циркулировать через промывочную трубу 20. Выбуренную породу 110 и другие обломки породы можно извлечь из промывочной трубы 20, когда промывочную трубу 20 удаляют из ствола скважины.

Следует понимать, что узел фрезерования бокового ствола скважины может также прямо или косвенно воздействовать на различное скважинное оборудование и инструменты, которые могут контактировать с раскрытым в данном документе узлом фрезерования бокового ствола скважины. Такое оборудование и инструменты могут включать в себя, но не ограничиваться ими, обсадную трубу ствола скважины, хвостовик ствола скважины, колонну заканчивания, вставные колонны, бурильную колонну, гибкие насосно-компрессорные трубы, скользящую муфту, каротажный кабель, бурильную трубу, утяжеленные бурильные трубы, забойные двигатели, скважинные двигатели и/или насосы, наземные двигатели и/или насосы, центраторы, центраторы-турбулизаторы, скребки, поплавки (например, башмаки, утяжеленные бурильные трубы, клапаны и т.д.), каротажные инструменты и связанное с ними телеметрическое оборудование, исполнительные механизмы (например, электромеханические устройства, гидромеханические устройства и т.д.), скользящие муфты, эксплуатационные муфты, пробки, скважинные фильтры, фильтры, устройства регулирования расхода (например, устройства регулирования притока, автономные устройства регулирования притока, устройства регулирования оттока и т.д.), соединительные муфты (например, электрогидравлическое мокрое соединение, сухое соединение, индуктивная соединительная муфта и т.д.), линии управления (например, электрические, оптоволоконные, гидравлические и т.д.), линии наблюдения, буровые долота и скважинные расширители, датчики или распределенные датчики, скважинные теплообменники, клапаны и соответствующие исполнительные устройства, уплотнения инструмента, пакеры, цементные пробки, мостовые пробки и другие устройства или компоненты для изоляции ствола скважины и т. п. Любой из этих компонентов может быть включен в аппарат, способы и системы, по существу описанные выше и изображенные на Фиг. 1-6.

Обеспечены способы фрезерования окна для бокового ствола скважины в обсадной колонне. Приводимый в качестве примера способ включает введение узла фрезерования в основной ствол скважины, причем узел фрезерования содержит: скважинный отклонитель, направляющую штангу, соединенную со скважинным отклонителем, и промывочную трубу, соединенную с направляющей штангой. Способ дополнительно включает спуск узла фрезерования на глубину, на которой он является смежным с окном в обсадной колонне; закрепление скважинного отклонителя в обсадной колонне; отсоединение промывочной трубы от направляющей штанги; направление промывочной трубы для фрезерования направляющей штанги без фрезерования скважинного отклонителя; и фрезерование окна в обсадной колонне с помощью промывочной трубы.

Дополнительно или альтернативно, способ может включать в себя один или более из следующих признаков по отдельности или в комбинации. Промывочная труба может быть отсоединена от направляющей штанги без отсоединения направляющей штанги от скважинного отклонителя. Направляющая штанга может быть отсоединена от промывочной трубы разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию. Направляющая штанга может быть отсоединена от промывочной трубы приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию. Направляющая штанга может быть смещена от скважинного отклонителя. Направляющая штанга может быть соединена с промывочной трубой в непосредственной близости от крайнего конца направляющей штанги, при этом указанный крайний конец направляющей штанги скошен. Промывочная труба может содержать внутренний удерживающий элемент для удерживания выбуренной породы. Окно не может быть предварительно фрезеровано и может не содержать опережающее отверстие. Направляющая штанга может содержать металл или металлический сплав, имеющий предел текучести материала, равный или меньший, чем у материала скважинного отклонителя.

Обеспечен узел фрезерования бокового ствола скважины. Приводимый в качестве примера узел содержит скважинный отклонитель, направляющую штангу, соединенную со скважинным отклонителем, и промывочную трубу, соединенную с направляющей штангой.

Дополнительно или альтернативно, узел может содержать один или более из следующих элементов по отдельности или в комбинации. Промывочная труба может быть отсоединена от направляющей штанги без отсоединения направляющей штанги от скважинного отклонителя. Направляющая штанга может быть отсоединена от промывочной трубы разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию. Направляющая штанга может быть отсоединена от промывочной трубы приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию. Направляющая штанга может быть смещена от скважинного отклонителя. Направляющая штанга может быть соединена с промывочной трубой в непосредственной близости от крайнего конца направляющей штанги, при этом указанный крайний конец направляющей штанги скошен. Промывочная труба может содержать внутренний удерживающий элемент для удерживания выбуренной породы. Окно не может быть предварительно фрезеровано и может не содержать опережающее отверстие. Направляющая штанга может содержать металл или металлический сплав, имеющий предел текучести материала, равный или меньший, чем у материала скважинного отклонителя.

Обеспечены системы фрезерования окна для бокового ствола скважины в обсадной колонне. Приводимая в качестве примера система содержит узел фрезерования, содержащий: скважинный отклонитель, направляющую штангу, соединенную со скважинным отклонителем, и промывочную трубу, соединенную с направляющей штангой. Система дополнительно содержит обсадную колонну, имеющую расположенный в ней узел фрезерования, при этом обсадная колонна содержит окно, смежное с узлом фрезерования.

Дополнительно или альтернативно, система может содержать один или более из следующих элементов по отдельности или в комбинации. Промывочная труба может быть отсоединена от направляющей штанги без отсоединения направляющей штанги от скважинного отклонителя. Направляющая штанга может быть отсоединена от промывочной трубы разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию. Направляющая штанга может быть отсоединена от промывочной трубы приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию. Направляющая штанга может быть смещена от скважинного отклонителя. Направляющая штанга может быть соединена с промывочной трубой в непосредственной близости от крайнего конца направляющей штанги, при этом указанный крайний конец направляющей штанги скошен. Промывочная труба может содержать внутренний удерживающий элемент для удерживания выбуренной породы. Окно не может быть предварительно фрезеровано и может не содержать опережающее отверстие. Направляющая штанга может содержать металл или металлический сплав, имеющий предел текучести материала, равный или меньший, чем у материала скважинного отклонителя.

В предшествующем описании приведены различные примеры систем и способов использования, раскрытых в данном документе, которые могут содержать различные этапы способа и альтернативные комбинации компонентов. Следует понимать, что, хотя в данном документе могут обсуждаться отдельные примеры, данное изобретение охватывает все комбинации раскрытых примеров, включая, без ограничения, различные комбинации компонентов, комбинации этапов способов и характеристики системы. Следует понимать, что композиции и способы описаны как «включающие», «содержащие» или «включающие в себя» различные компоненты или этапы. Системы и способы также могут «состоять по существу из» или «состоять из различных компонентов и этапов». Кроме того, формы единственного числа, используемые в формуле изобретения, определяются в данном документе как означающие один или более чем один элемент, который они вводят.

Ради краткости в данном документе явно раскрыты только определенные диапазоны. Однако диапазоны от любого нижнего предела могут быть объединены с любым верхним пределом для указания диапазона, не указанного явно, а также диапазоны от любого нижнего предела могут быть объединены с любым другим нижним пределом для указания диапазона, не указанного явно. Таким же образом диапазоны от любого верхнего предела могут быть объединены с любым другим верхним пределом для указания диапазона, не указанного явно. Кроме того, всякий раз, когда раскрывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, конкретно раскрываются любое число и любой включенный диапазон, попадающие в этот диапазон. В частности, каждый диапазон значений (в виде «от около а до около b» или, эквивалентно, «приблизительно от а до b» или, эквивалентно, «приблизительно от а-b»), раскрытый в данном документе, следует понимать как указывающий каждое число и диапазон, включенными в более широкий диапазон значений, даже если это явно не указано. Таким образом, каждая точка или отдельное значение может выступать как свой собственный нижний или верхний предел в комбинации с любой другой точкой или отдельным значением или любым другим нижним или верхним пределом для указания диапазона, не указанного явно.

Представлены один или более иллюстративных примеров, включающих примеры, раскрытые в данном документе. Не все признаки физической реализации описаны или показаны в данной заявке ради ясности. Следовательно, раскрытые системы и способы хорошо приспособлены для достижения упомянутых целей и преимуществ, а также целей и преимуществ, которые им присущи. Конкретные примеры, раскрытые выше, являются только иллюстративными, поскольку идеи данного изобретения могут быть модифицированы и реализованы на практике различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, извлекающих пользу из представленных в данном документе идей. Кроме того, не предполагается никаких ограничений в отношении проиллюстрированных в данном документе деталей конструкции или устройства, кроме описанных ниже в формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные иллюстративные примеры, раскрытые выше, могут быть изменены, объединены или модифицированы, и все такие варианты рассматриваются в пределах объема данного изобретения. Системы и способы, иллюстративно раскрытые в данном документе, могут подходящим образом применяться на практике в отсутствие какого-либо элемента, который конкретно не раскрыт в данном документе, и/или любого необязательного элемента, раскрытого в данном документе.

Хотя данное изобретение и его преимущества были подробно описаны, следует понимать, что в нем могут быть сделаны различные изменения, замены и модификации без отклонения от сущности и объема изобретения, определенных следующей формулой изобретения.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к фрезерованию боковых стволов буровых скважин. Устройство содержит скважинный отклонитель, направляющую штангу, соединенную со скважинным отклонителем, промывочную трубу, соединенную с направляющей штангой. Направляющая штанга соединена с промывочной трубой приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию. Усовершенствуется операция фрезерования ствола скважины с исключением взаимодействия режущего инструмента с отклонителем, обеспечивается удерживание обломков фрезерования. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Узел фрезерования бокового ствола скважины, содержащий:

скважинный отклонитель,

направляющую штангу, соединенную со скважинным отклонителем, и

промывочную трубу, соединенную с направляющей штангой;

при этом направляющая штанга соединена с промывочной трубой приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию.

2. Узел по п. 1, в котором направляющая штанга соединена с промывочной трубой разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию.

3. Узел по п. 1 или 2, в котором направляющая штанга смещена от скважинного отклонителя.

4. Узел по любому из пп. 1-3, в котором направляющая штанга соединена с промывочной трубой в непосредственной близости от крайнего конца направляющей штанги, при этом указанный крайний конец направляющей штанги скошен.

5. Узел по любому из пп. 1-4, в котором промывочная труба содержит внутренний удерживающий элемент для удерживания обломков от фрезерования.

6. Узел по любому из пп. 1-5, в котором направляющая штанга содержит металл или металлический сплав, имеющий предел текучести материала, равный или меньший, чем у материала скважинного отклонителя.

7. Способ фрезерования окна для бокового ствола скважины в обсадной колонне с помощью узла фрезерования бокового ствола скважины по любому из пп. 1-6, включающий:

введение узла фрезерования в основной ствол скважины,

спуск узла фрезерования на глубину, на которой он является смежным с окном в обсадной колонне;

закрепление скважинного отклонителя в обсадной колонне;

отсоединение промывочной трубы от направляющей штанги;

направление промывочной трубы для фрезерования направляющей штанги без фрезерования скважинного отклонителя; и

фрезерование окна в обсадной колонне с помощью промывочной трубы.

8. Способ по п. 7, при котором промывочная труба отсоединена от направляющей штанги без отсоединения направляющей штанги от скважинного отклонителя.

9. Способ по п. 7, при котором направляющая штанга отсоединена от промывочной трубы разъемным соединением, содержащим срезные штифты, срезные винты или их комбинацию.

10. Способ по п. 7, при котором направляющая штанга отсоединена от промывочной трубы приводимым в действие соединением, содержащим гидравлическую систему, пневматическую систему или их комбинацию.

11. Система фрезерования окна для бокового ствола скважины в обсадной колонне с помощью узла фрезерования бокового ствола скважины по любому из пп. 1-6, содержащая:

узел фрезерования, и

обсадную колонну, имеющую расположенный в ней узел фрезерования, при этом обсадная колонна содержит окно, смежное с узлом фрезерования.