Установка многоствольного сопряжения для интеллектуального заканчивания скважины - RU2651677C1
Код документа: RU2651677C1
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение по сути относится к выполняемым операциям и применяемому оборудованию в отношении подземной скважины, а также для извлечения нефти, газа или минералов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системам и способам интеллектуального заканчивания скважины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В погоне за улучшением извлечения углеводородов и снижением конструкторских затрат в затруднительных, многослойных бассейнах, разделенных на большое количество не связанных между собой гидродинамических объектов, а также пластов с нефтяными оторочками (пластов, выступающих между газовой шапкой и водоносным слоем), обнаружено, что тип скважины и схема заканчивания скважины играют существенную роль. Многослойные, разделенные на большое количество не связанных между собой гидродинамических объектов пласты и/или пласты с нефтяными оторочками могут быть сложными по структуре с относительно высокими уровнями неоднородности пласта. По своей природе, данные пласты могут вызвать много затруднений при активном управлении пластами, если они должны быть продуктивными и коммерчески пригодными.
Для проектирования таких бассейнов известно несколько технологий. Одной методикой является применение заканчиваний сдвоенной или многорядной колонны, в которых отдельную эксплуатационную колонну размещают внутри скважины для обслуживания каждой отдельной эксплуатационной зоны. То есть несколько колонн могут быть расположены бок о бок внутри главного или родительского ствола скважины. Однако, площадь поперечного сечения в стволе скважины представляет собой ограниченный ценный ресурс, и главный ствол скважины должен вмещать оборудование и множество насосно-компрессорных колонн, имеющих существенную площадь сечения потока. Хотя для глубоких скважин, которые отсекают только две зоны, заканчивания скважин на два пласта могут быть коммерчески пригодными, такая система может быть меньшей, чем идеальная для скважин с более чем двумя зонами или для глубоких или сложных скважин с длинными горизонтальными участками.
Одной методикой является использование отдельной эксплуатационной колонны для обслуживания всех эксплуатационных зон и для применения выборочного управления потоком в забое скважины для каждой зоны. Такие системы обычно относятся к «интеллектуальным заканчиваниям скважин» и могут включать многоствольные, выборочные и управляемые системы закачки и выработанности пласта, динамичные клапаны управления активным потоком и системы мониторинга за давлением, температурой и/или составом в забое скважины. Интеллектуальные заканчивания могут предотвращать или задерживать прорыв в скважину воды или газа, увеличивать коэффициент продуктивности, а также должным образом регулировать снижение давления для уменьшения неустойчивости ствола скважины, выноса песка и проблем соответствия техническим условиям. Клапаны управления активным потоком могут обеспечить бурение меньшего количества скважин путем предоставления возможности проектирования эффективных совместных нагнетательных и эксплуатационных скважин. Более того, путем мониторинга и контроля за забоем скважины можно свести к минимуму ремонтные работы, дополнительно снижая эксплуатационные расходы. Соответственно, интеллектуальные заканчивания скважин стали технологией, представляющей интерес, для оптимизации продуктивности и максимального извлечения углеводородов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее варианты реализации изобретения описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:
на фиг. 1 представлен частичный вид в вертикальном разрезе части интеллектуальной системы многоствольной скважины согласно варианту реализации изобретения, иллюстрирующий ствол скважины с главным стволом скважины, боковой ствол скважины, главную колонну заканчивания, имеющую дефлектор заканчивания, расположенный внутри части забоя главного ствола скважины, боковую колонну заканчивания, расположенную внутри бокового ствола скважины, установку сопряжения, соединяющую вместе главную и боковую колонны заканчивания, и насосно-компрессорную колонну, присоединенную к верхней части установки сопряжения;
на фиг. 2 представлен увеличенный вид в вертикальном разрезе дефлектора заканчивания и установки сопряжения согласно фиг. 1, подробно иллюстрирующий сегменты линий связи, пару коннекторов главной секции, пару коннекторов боковой секции и пару коннекторов магистрали;
на фиг. 3 представлен развернутый вид в перспективе с первой выгодной позиции дефлектора заканчивания и установки сопряжения согласно фиг. 2, иллюстрирующий сегменты линий связи, проходящие от пары коннекторов магистрали к паре коннекторов боковой секции внутри канавок, выполненных на наружной стенке корпуса установки сопряжения;
на фиг. 4 представлен развернутый вид в перспективе со второй выгодной позиции, противоположной первой выгодной позиции согласно фиг. 3, дефлектора заканчивания и установки сопряжения согласно фиг. 2, иллюстрирующий сегменты линий связи, проходящие от пары коннекторов магистрали к паре коннекторов главной секции внутри канавок, выполненных на наружной стенке корпуса установки сопряжения;
на фиг. 5 представлен разрез в осевом направлении пары коннекторов магистрали согласно фиг. 2, которая присоединяет насосно-компрессорную колонну к установке сопряжения, иллюстрирующий осевое размещение гидравлических связей;
на фиг. 6 представлен поперечный разрез пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 вдоль линии 6–6 согласно фиг. 5;
на фиг. 7 представлен поперечный разрез пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 вдоль линии 7-7 согласно фиг. 5;
на фиг. 8 представлен поперечный разрез пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 вдоль линии 8-8 согласно фиг. 5;
на фиг. 9 представлен поперечный разрез пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 вдоль линии 9-9 согласно фиг. 5;
на фиг. 10 представлен поперечный разрез пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 вдоль линии 10-10 согласно фиг. 5;
на фиг. 11 представлен поперечный разрез пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 вдоль линии 11-11 согласно фиг. 5;
на фиг. 12A и 12B представлены увеличенные разрезы части пары коннекторов магистрали согласно фиг. 5 согласно первому и второму вариантам реализации изобретения, подробно иллюстрирующие запорный клапан с сборе для изолирования гидравлических линий связи внутри установки сопряжения, когда пара коннекторов магистрали находится в отсоединенном состоянии;
на фиг. 13 представлен частичный вид в вертикальном разрезе коннектора замка шарнирного отклонителя пары коннекторов магистрали согласно варианту реализации изобретения, иллюстрирующий уплотненные электрические соединения;
на фиг. 14 представлен частичный вид в вертикальном разрезе коннектора замка шарнирного отклонителя пары коннекторов магистрали согласно фиг. 14, состыкованного с коннектором приемного гнезда пары коннекторов магистрали; и
на фиг. 15 представлена схема последовательности способа заканчивания бокового сопряжения согласно варианту реализации изобретения с применением систем, изображенных на фиг. 1–14.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данном описании числовые обозначения и/или буквенные обозначения могут повторяться в различных примерах. Такое повторение применено с целью упрощения и большей ясности и само по себе не определяет отношение между различными рассматриваемыми вариантами реализации изобретения и/или конфигурациями. Кроме того, термины пространственного расположения, такие как «под», «ниже», «нижний», «над», «выше», «выше по стволу скважины», «ниже по стволу скважины», «расположенный выше по течению», «расположенный ниже по течению» и тому подобное, могут быть применены в данном документе для удобства описания положения одного элемента или связи признака с другим элементом (элементами) или признаком (признаками), как показано на фигурах. Термины пространственного расположения предназначены для охвата различных ориентаций устройства во время применения или функционирования в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Кроме того, фигуры не обязательно изображены в одном масштабе, но представлены для упрощения объяснения.
По сути интеллектуальная скважина выполнена с возможностью удаленного управления зонами и мониторинга за пластами. Наиболее простая форма мониторинга имеет место на поверхности (например, давление в устье скважины и измерения скорости потока). В более сложном мониторинге можно применять скважинные измерительные приборы, которые, как правило, можно вводить вместе с интеллектуальными заканчиваниями скважин для измерений давления и температуры и системами акустического мониторинга. Клапаны управления потоком в стволе скважины могут быть автономными, управляемыми с забоя скважины или управляемыми с поверхности. Линии связи, проходящие между поверхностью и местами расположения забоя скважины, для мониторинга за пластами и удаленного управления зонами могут включать, например, электрические, гидравлические и волоконно-оптические линии связи.
Независимо от того, применяют ли интеллектуальное заканчивание сдвоенной колонны или одной колонны, обычный процесс заканчивания скважины на боковом сопряжении является по существу простым. Сначала пробуривают одну или более верхних частей главного ствола скважины и, как правило, устанавливают обсадную трубу. После установки обсадной трубы можно бурить нижнюю часть главного ствола скважины.
Первую часть колонны заканчивания главного ствола прикрепляют к рабочей колонне и вводят в главный ствол скважины. Данная часть колонны заканчивания главного ствола может содержать перфораторы, сита, клапаны управления потоком, стационарные скважинные измерительные приборы, подвески, пакеры и тому подобное. Расположенный выше по стволу скважины конец первой части колонны заканчивания главного ствола может заканчиваться подвесным хомутом для хвостовика, такой как пакер или якорь, который установлен на нижнем конце обсадной трубы главного ствола или вблизи нее для подвешивания колонны заканчивания главного ствола.
Для запуска бокового или ответвленного ствола скважины отклоняющий инструмент, например, клин-отклонитель, может быть прикреплен к рабочей колонне и введен в ствол скважины и устанавливаться в предварительно определенном положении. Также с клином-отклонителем можно установить временную перегородку для предупреждения загрязнения главного ствола скважины мусором, образовавшимся при бурении бокового ствола скважины. Затем рабочую колонну можно извлечь из ствола скважины, оставив клин-отклонитель на месте, и в ствол скважины можно ввести инструмент для фрезеровочных работ. Отклоняющий инструмент отклоняет инструмент для фрезеровочных работ в обсадную трубу для вырезания окошка через обсадную трубу и, тем самым, запуска бокового ствола скважины. Затем инструмент для фрезеровочных работ можно поместить в буровое долото и боковую секцию пробуренной скважины. Боковую секцию можно обсадить и зацементировать или ее можно оставить открытой. После бурения бокового ствола скважины извлекаемый инструмент может быть прикреплен к рабочей колонне и введен в ствол скважины для присоединения к отклоняющему инструменты. Затем извлекаемый инструмент, отклоняющий инструмент и перегородка могут быть удалены.
Далее вторая часть колонны заканчивания главного ствола может быть прикреплена к рабочей колонне, введена в главный ствол скважины и присоединена к первой части колонны заканчивания главного ствола. Вторая часть колонны заканчивания главного ствола может содержать линии управления и вилки по типу «мокрый контакт» для вхождения в приемные гнезда по типу «мокрый контакт», предусмотренными на первой части колонны заканчивания главного ствола. Коннекторы по типу «мокрый контакт» будут плотно входить в приемные гнезда по типу «мокрый контакт» для обеспечения контроля за поверхностью, мониторинга и/или мощности для клапанов управления потоком, стационарных скважинных измерительных приборов и тому подобное. Расположенный выше по стволу скважины конец второй части колонны заканчивания главного ствола может заканчиваться дефлектором заканчивания. Колонна заканчивания главного ствола может быть расположена в главном стволе скважины, так что дефлектор заканчивания находится в положении на боковом сопряжении для отклонения последовательного введения колонны заканчивания бокового ствола через окошко и в боковой ствол скважины. Дефлектор заканчивания может содержать коннектор приемного гнезда на своем верхнем по стволу скважины конце, который может в итоге принимать в себя коннектора замка шарнирного отклонителя сопряжения.
Затем колонна заканчивания бокового ствола может быть введена в ствол скважины. Колонна заканчивания бокового ствола может содержать перфораторы, сита, клапаны управления потоком, стационарные скважинные измерительные приборы, подвески, пакеры и тому подобное. Колонна заканчивания бокового ствола может также содержать установку сопряжения. При ее введении колонна заканчивания бокового ствола отклоняется дефлектором заканчивания в боковой ствол скважины. Установка сопряжения может соответствовать одному из уровней, определенных Ассоциацией модернизации технологии многоствольных скважин (TAML), например, многоствольные сопряжения 5 уровня согласно TAML. Установка сопряжения может содержать коннектор замка шарнирного отклонителя, который оказывается в коннекторе приемного гнезда дефлектора заканчивания, тем самым заканчивая боковое сопряжение.
На фиг. 1 представлен частичный вид в вертикальном разрезе системы скважины, по сути обозначенный 9, согласно варианту реализации изобретения. Система 9 скважины может содержать установку 10 для бурения, заканчивания, обслуживания или ремонта скважины. Установка 10 может быть размещена на земле или использована вместе с морскими платформами, полупогружными буровыми платформами, буровыми суднами и любой другой системой скважины, подходящей для заканчивания скважины. Установка 10 может быть расположена рядом с устьем 11 скважины или она может быть расположена на расстоянии от него, как в случае размещения в открытом море. Также в устье 11 скважины могут быть предусмотрены противовыбросовой превентор, фонтанная елка и/или другое оборудование, связанное с обслуживанием или заканчиванием ствола скважины (не проиллюстрировано). Похожим образом, установка 10 может содержать роторный стол и/или установку верхнего привода (не проиллюстрировано).
В иллюстрированном варианте реализации изобретения ствол 12 скважины проходит через различные пласты породы. Ствол 12 скважины может содержать по существу вертикальный участок 14. Ствол 12 скважины имеет главный ствол 13 скважины, который может иметь отклоненный участок 18, который может проходить через первую подземную формацию 20, содержащую углеводороды. Отклоненный участок 18 может быть по существу горизонтальным. Как проиллюстрировано, часть главного ствола 13 скважины может быть укреплена с помощью колонны 16 обсадных труб, которая может быть присоединена к формации с помощью цемента 17 обсадных труб. Часть главного ствола 13 скважины может также представлять собой открытое отверстие, т. е. необсаженное. Обсадная труба 16 может заканчиваться на своем дальнем конце башмака 19 обсадной трубы.
Ствол 12 скважины может содержать по меньшей мере один боковой ствол 15 скважины, который может представлять собой открытое отверстие, как проиллюстрировано на фиг. 1, или который может содержать обсадную трубу 16, как показано на фиг. 2. Боковой ствол 15 скважины может иметь по существу горизонтальный участок, который может проходить через первую формацию 20 или через вторую подземную формацию 21, содержащую углеводороды. Согласно одному или более вариантам реализации изобретения ствол 12 скважины может содержать несколько боковых стволов 9 скважины (явно не проиллюстрировано).
Насосно-компрессорная колонна 22 может быть расположена внутри ствола 12 скважины и выходить из поверхности. Кольцевое пространство 23 выполнено между наружной частью насосно-компрессорной колонны 22 и внутренней стенкой ствола 12 скважины или колонны 16 обсадных труб. Насосно-компрессорная колонна 22 может обеспечивать достаточно большой внутренний канал для прохождения пластовых флюидов от формации 20 на поверхность (или наоборот в случае нагнетательной скважины), и при необходимости она может обеспечивать работы по капитальному ремонту и тому подобное. Насосно-компрессорная колонна 22, которая может также содержать сегмент верхнего заканчивания, может быть связана с верхним по стволу скважины концом установки 200 сопряжения, которая, в свою очередь, может быть связана с главной колонной 30 заканчивания и боковой колонной 32 заканчивания. Установка 200 сопряжения может иметь по сути Y-образное тело 201, которое определяет внутреннюю часть 202, которая может гидравлически связывать главную колонну 30 заканчивания, боковую колонну 32 заканчивания и насосно-компрессорную колонну 22 вместе.
Каждая колонна 30, 32 заканчивания может содержать один или более фильтрующих узлов 24, каждый из которых может быть изолирован внутри ствола скважины одним или более пакерами 26, которые могут обеспечивать жидкостное уплотнение между колонной заканчивания и стенкой ствола скважины. Фильтрующие узлы 24 могут отфильтровывать песок, мелкие фракции и другие твердые частицы из потока добываемого флюида. Фильтрующие узлы 24 могут также быть пригодными в автономном управлении скоростью потока добываемого флюида.
Каждая колонна 30, 32 заканчивания может содержать один или более скважинных измерительных приборов 27 и/или клапанов 28 управления потоком в стволе скважины, тем самым обеспечивая эффективную и выборочно управляемую совместную добычу из формаций 20 и 21 с применением технологии интеллектуальной скважины. Соответственно, хотя на фиг. 1 ясно не показано, система 9 скважины может содержать одну или более линий связи, управления и/или мощности (далее просто линия(и) связи для краткости) (не проиллюстрировано), проходящих между поверхностью и скважинными измерительными приборами 27 и/или клапанами 28 управления потоком в стволе скважины в главную колонну 30 заканчивания для мониторинга за пластом 20 и для удаленного управления зонами. Похожим образом, система 9 скважины может содержать одну или более линий связи, проходящих между поверхностью и скважинными измерительными приборами 27 и/или клапанами 28 управления потоком в стволе скважины в боковую колонну 32 заканчивания для мониторинга за пластом 21 и для удаленного управления зонами.
Линии связи могут содержать, например, электрические, гидравлические и волоконно-оптические линии связи. Каждая линия связи может состоять из нескольких сегментов линий связи, которые могут соответствовать различным колоннам, переводникам, инструментам, установкам и тому подобное, или их частям. Такие сегменты линий связи могут быть взаимносвязанными с применением «стыковочные» пар коннекторов по типу «мокрый контакт».
Как используется в данном документе, термин «пара коннекторов» относится к полному соединительному узлу, состоящему из вилки или коннектора замка шарнирного отклонителя вместе с дополнительным коннектором приемного гнезда, при этом пара коннекторов находится либо в состыкованом состоянии, либо в отсоединенном состоянии. Пары коннекторов по типу «мокрый контакт» могут быть уплотнены и сконструированы так, что процесс состыковки убирает окружающую текучую среду с контактных областей, тем самым обеспечивая возможность осуществления соединения при погружении. «Стыковочные» пары коннекторов могут быть расположены так, что коннектор замка шарнирного отклонителя автоматически наводится на правильное выравнивание и состыкуется с коннектором приемного гнезда, тем самым упрощая удаленное соединение.
Электрические, оптические и/или гидравлические линии связи могут быть по отдельности введены между поверхностью и главным стволом 13 скважины и между поверхностью и боковым стволом 15 скважины (фиг. 1 и 2). В альтернативном варианте такие электрические, оптические и/или гидравлические линии связи могут быть связаны вместе в архитектуре шины, например, и подходящей адресующей схеме, применяемой для выборочной связи вместе, управления и/или обеспечения мощности для скважинных измерительных приборов 27 и/или клапанов 28 управления потоком в стволе скважины (фиг. 1).
Система 9 скважины может содержать дефлектор 100 заканчивания, который вместе с установкой 200 сопряжения механически соединяет и гидравлически связывает главную и боковую колонны 30, 32 заканчивания с насосно-компрессорной колонной 22. Установка 200 сопряжения может быть выполнена с возможностью присоединения к дефлектору100 заканчивания внутри ствола 12 скважины.
Установка 200 сопряжения может быть выполнена по сути в виде Y-образного полого тела 201, которое может определять внутреннюю часть 202. Тело 201 может дополнительно определять верхний по стволу скважины конец, связанный с нижними по стволу скважины главным и боковым концами с помощью главной и боковой секций, соответственно, тела 201. Каждый из верхнего по стволу скважины конца и нижних по стволу скважины главного и бокового концов могут быть открыты относительно внутренней части 202 установки 200 сопряжения. Установка 200 сопряжения может быть асимметричной, причем, например, главная секция может быть короче боковой секции. Хотя явно не проиллюстрировано, перед установкой в ствол 12 скважины главная и боковая секции тела 201 могут быть по сути параллельными, смежными друг другу и иметь такие размеры, чтобы вписываться в ствол 12 скважины. При установке, как описано подробно далее, боковая секция тела 201 может изгибаться от главной секции тела 201, поскольку она отклоняется дефлектором 100 заканчивания в боковой ствол 15 скважины.
Дефлектор 100 заканчивания может содержать тело, имеющее наклонную поверхность с профилем, который отклоняет оборудование, которое контактирует с поверхностью, в боковом направлении. Дефлектор 100 заканчивания может содержать продольный внутренний проход, выполненный в нем, который может иметь такие размеры, чтобы оборудование большего размера отклонялось от его наклонной поверхности, тогда как оборудование меньшего размера могло проходить через него.
Установка 200 сопряжения может быть присоединена гидравлически и механически по нижнему по стволу скважины главному концу к главной колонне 30 заканчивания посредством пары 140 коннекторов главной секции. Пара 140 коннекторов главной секции может содержать коннектор приемного гнезда, который может быть расположен внутри дефлектора 100 заканчивания, и коннектор замка шарнирного отклонителя, который может быть расположен на нижнем по стволу скважины главном конце установки 200 сопряжения. Пара 140 коннекторов главной секции может быть влагозащищенной и стыковочной, как более подробно описано далее.
Установка 200 сопряжения может быть присоединена гидравлически и механически по нижнему по стволу скважины концу к боковой колонне 32 заканчивания посредством пары 160 коннекторов боковой секции и по верхнему по стволу скважины концу к насосно-компрессорной колонне 22 посредством пары 180 коннекторов магистрали. Хотя боковая секция и пары 160, 180 коннекторов магистрали показаны на фиг. 1 как влагозащищенные и стыковочные, в одном или более вариантах реализации изобретения могут быть использованы более традиционные размещения, такие как соединительный ниппель и муфта замка (не проиллюстрировано).
В дополнение к механическому соединению и гидравлическому сообщению внутренних частей колонн 30, 32 заканчивания и насосно-компрессорной колонны 22 с внутренней частью 202 установки 200 сопряжения, пары 140, 160, 180 коннекторов могут служить для соединения электрических, гидравлических и/или волоконно-оптических сегментов линий связи для осуществления интеллектуального управления скважиной как в главном стволе 13 скважины, так и в боковом стволе 15 скважины.
Каждая колонна 30, 32 заканчивания может также содержать фиксирующее устройство 29 для удерживания колонны заканчивания на месте в стволе 12 скважины, как описано более подробно далее. В одном или более вариантах реализации изобретения фиксирующее устройство 29 может представлять собой подвеску НКТ или пакер.
Главная и боковая колонны 30, 32 заканчивания могут в равной степени быть использованы в условиях необсаженных стволов или в обсаженных стволах скважин. В последнем случае обсадная труба 16, цемент 17 обсадных труб и окружающая формация могут быть перфорированы, как, например, с помощью скважинного перфоратора, создающего отверстия 31 для потока флюида из формации в ствол скважины.
На фиг. 2 представлен разрез установки 200 сопряжения, состыкованной с дефлектором 100 заканчивания согласно варианту реализации изобретения. На фиг. 3 и 4 представлены развернутые виды в перспективе двух противоположных сторон установки 200 сопряжения и дефлектора 100 заканчивания, соответственно. Согласно фиг. 2–4, установка 200 сопряжения может иметь по сути Y-образное полое тело 201 со стенками 203, которые могут определять внутреннюю часть 202. Тело 201 может дополнительно определять верхний по стволу скважины конец 220, связанный с нижними по стволу скважины главным и боковым концами 222, 224 с помощью главной и боковой секций 232, 234, соответственно. Верхний по стволу скважины конец 220 и нижние по стволу скважины главный и боковой концы 222, 224 могут быть открыты относительно внутренней части 202. Для упрощения установки в ствол 12 скважины установка 200 сопряжения может быть асимметричной, причем главная секция 232 короче боковой секции 234, как описано далее.
Дефлектор 100 заканчивания может быть прикреплен к верхнему по стволу скважины концу главной колонны 30 заканчивания. Главная колонна 30 заканчивания предпочтительно содержит фиксирующее устройство 29 (фиг. 1), такое как подвеску НКТ или пакер, которое удерживает главную колонну 30 заканчивания, содержащую дефлектор 100 заканчивания, на месте в главном стволе 13 скважины.
Дефлектор 100 заканчивания может содержать тело 101, имеющее наклонную поверхность 102 на верхнем по стволу скважины конце тела 101 с профилем, который отклоняет оборудование, которое контактирует с поверхностью, в боковом направлении. Дефлектор 100 заканчивания может также содержать продольный внутренний проход 104, выполненный в нем. Внутренний проход 104 может иметь такие размеры, чтобы оборудование большего размера отклонялось от его наклонной поверхности 102, тогда как оборудование меньшего размера могло проходить через проход 104, тем самым обеспечивая возможность выборочного перемещения оборудования в боковой ствол 15 скважины или в главный ствол 13 скважины ниже дефлектора 100 заканчивания при необходимости. Таким образом, дефлектор 100 заканчивания может отклонять дальний конец боковой колонны 32 заканчивания в боковой ствол 15 скважины при ее введении в скважину.
В варианте осуществления пара 140 коннекторов главной секции может содержать коннектор 144 приемного гнезда, который может быть расположен внутри внутреннего прохода 104 дефлектора 100 заканчивания, и коннектор 146 замка шарнирного отклонителя, который может быть расположен на нижнем по стволу скважины главном конце 222 установки 200 сопряжения. Похожим образом, пара 160 коннекторов боковой секции может содержать коннектор 164 приемного гнезда, который может быть расположен в переводнике 170 на верхнем по стволу скважины конце боковой колонны 32 заканчивания, и коннектор 166 замка шарнирного отклонителя, который может быть расположен на нижнем по стволу скважины боковом конце 224 установки 200 сопряжения. Коннектор 166 замка шарнирного отклонителя, который может быть расположен на более длинной боковой секции 234 Y-образной установки 200 сопряжения, может иметь такие размеры, которые вызывают его отклонение наклонной поверхностью 102 дефлектора 100 заканчивания в боковой ствол 15 скважины.
В варианте осуществления дефлектор 100 заканчивания может изначально быть установлен в главный ствол 13 скважины вместе с главной колонной 30 заканчивания. Наклонная поверхность 102 дефлектора 100 заканчивания может быть расположена смежно или рядом с боковым сопряжением. При введении боковой колонны 32 заканчивания в ствол 12 скважины дальний конец боковой колонны 32 заканчивания, который может иметь размеры, больше внутреннего прохода 104 дефлектора 100 заканчивания (и который в некоторых вариантах реализации изобретения может иметь «насадку с закругленным концом» или похожую форму (не проиллюстрировано) для улучшения отклонения), контактирует с наклоненной поверхностью 102 и направлен в боковой ствол 15 скважины. Затем боковая колонна 32 заканчивания может быть введена в боковой ствол 15 скважины и затем подвешена в нем с помощью фиксирующего устройства 29 (фиг. 1). Установка 200 сопряжения может быть последовательно установлена. Коннектор 166 замка шарнирного отклонителя, расположенный на более длинной боковой секции 234, может изначально контактировать с наклоненной поверхностью 102, и вследствие его большего диаметра быть направлен в боковой ствол 15 скважины и состыковываться с коннектором 164 приемного гнезда. Коннектор 166 замка шарнирного отклонителя может содержать «насадку с закругленным концом» или похожий формованный наружный колпак (не проиллюстрировано) для улучшения отклонения, которая может срезно удерживаться на месте, пока коннектор 166 замка шарнирного отклонителя не сцепиться с коннектором 164 приемного гнезда. Главная и боковая колонны 30, 32 заканчивания могут быть помещены в ствол 12 скважины, так что при посадке коннектора 164 замка шарнирного отклонителя в коннектор 164 приемного гнезда в боковом стволе 15 скважины коннектор 146 замка шарнирного отклонителя одновременно состыковывается с коннектором 144 приемного гнезда в главном стволе 13 скважины.
В другом варианте реализации изобретения пара 140 коннекторов главной секции может содержать коннектор 144 приемного гнезда, который может быть расположен внутри внутреннего прохода 104 дефлектора 100 заканчивания, и коннектор 146 замка шарнирного отклонителя, который может быть расположен на нижнем по стволу скважины главном конце установки 200 сопряжения. Однако, несмотря на вариант реализации изобретения выше, пару 160 коннекторов боковой секции можно связать вместе перед помещением в ствол 12 скважины. Согласно предыдущему варианту реализации изобретения главную колонну 30 заканчивания и дефлектор 100 заканчивания можно изначально установить в главный ствол 13 скважины с помощью наклоненной поверхности 102, расположенной смежно боковому сопряжению. Однако боковая колонна 32 заканчивания может быть присоединена к нижнему по стволу скважины боковому концу 224 установки 200 сопряжения на поверхности, и они могут быть введены в ствол 12 скважины вместе. Дальний конец боковой колонны 32 заканчивания может иметь больший размер, чем внутренний проход 104 дефлектора 100 заканчивания (и в некоторых вариантах реализации изобретения может иметь «насадку с закругленным концом» или похожую форму для улучшения отклонения) и, следовательно, быть направлен в боковой ствол 15 скважины наклонной поверхностью 102. Боковую колонну 32 заканчивания можно вводить в боковой ствол 15 скважины, пока коннектор 146 замка шарнирного отклонителя не сцепится и не состыкуется с коннектором 144 приемного гнезда на дефлекторе 100 заканчивания. Хотя пара 160 коннекторов боковой секции связана перед введением в ствол 12 скважины, она может быть расположена так, чтобы ее можно было отсоединить in situ, так что установка 200 сопряжения может позже быть извлечена из скважины для обеспечения доступа к боковой колонне 32 заканчивания с помощью, например, инструментов большего диаметра.
В одном или более вариантах реализации изобретения пара 180 коннекторов магистрали может представлять собой стыковочное, влагозащищенное размещение коннекторов, которое может содержать коннектор 184 приемного гнезда, который может быть расположен на верхнем по стволу скважины конце установки 200 сопряжения, и коннектор 186 замка шарнирного отклонителя, который может быть расположен на нижнем конце переводника 190 на нижнем по стволу скважины конце насосно-компрессорной колонны 22. В других вариантах реализации изобретения пара 180 коннекторов магистрали может содержать не стыковочные коннекторы, такие как резьбовые соединительный ниппель и муфта замка (не проиллюстрировано).
В дополнение к соединению внутренних частей колонн 30, 32 заканчивания и насосно-компрессорной колонны 22 с внутренней частью 202 установки 200 сопряжения, пары 140, 160, 180 коннекторов могут служить для соединения электрических, гидравлических и/или волоконно-оптических сегментов линий связи для осуществления интеллектуального управления скважиной как в главном стволе 13 скважины, так и в боковом стволе 15 скважины. В конкретном варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на фиг. 2–4, пара 180 коннекторов магистрали присоединяет два или более дискретных сегментов 312 (в данном случае показано как 312a–312f) гидравлической линии связи, заключенных на насосно-компрессорной колонне 22 и выходящих на поверхность, к двум или более дискретным сегментам 308 (в данном случае показано как 308a–308f) гидравлической линии связи, соответственно, заключенных на установке 200 сопряжения. Установка 200 сопряжения направляет один или более из данных сегментов 308a, 308c, 308f гидравлической линии связи к паре 140 коннекторов главной секции и один или более из сегментов 308b, 308d, 308e гидравлической линии связи к боковому коннектору 160 заканчивания. Пара 140 коннекторов главной секции, в свою очередь, присоединяет один или более сегментов 308a, 308c, 308f гидравлической линии связи от установки 200 сопряжения к дискретным сегментам 320a, 320c, 320f гидравлической линии связи, заключенных на дефлекторе 100 заканчивания и главной колонне 30 заканчивания, для максимального присоединения к скважинным измерительным приборам 27 и клапанам 28 управления потоком в стволе скважины (фиг. 1), например, внутри главного ствола 13 скважины. Похожим образом, пара 160 коннекторов боковой секции присоединяет один или более сегментов 308b, 308d, 308e гидравлической линии связи от установки 200 сопряжения к дискретным сегментам 320b, 320d, 320e гидравлической линии связи, заключенных на переводнике 170 и боковой колонне 32 заканчивания, для максимального присоединения к скважинным измерительным приборам 27 и клапанам 28 управления потоком в стволе скважины (фиг. 1), например, внутри бокового ствола 15 скважины.
Хотя проиллюстрировано шесть гидравлических линий связи, специалист понимает, что можно использовать любое подходящее количество гидравлических линий связи. Более того, в установке 200 сопряжения нет необходимости равномерно разделять гидравлические линии связи между главной колонной 30 заканчивания и боковой колонной 32 заканчивания.
В одном или более вариантах реализации изобретения сегменты 312a–312f гидравлической линии связи могут быть по существу расположены внутри продольных канавок 314a–314f, выполненных вдоль наружной стенки переводника 190; сегменты 308a–308f гидравлической линии связи могут быть по существу расположены внутри продольных канавок 310a–310f, выполненных вдоль наружной поверхности стенки 203 установки 200 сопряжения; сегменты 320a, 320c, 320f гидравлической линии связи могут быть по существу расположены внутри продольных канавок 322a, 322c, 322f, выполненных вдоль поверхностей наружной стенки дефлектора 100 заканчивания и главной колонны 30 заканчивания; и сегменты 320b 320d, 320e гидравлической линии связи могут быть по существу расположены внутри продольных канавок 322b, 322d, 322e, выполненных вдоль поверхностей наружной стенки переводника 170 и боковой колонны 32 заканчивания. Хотя такие сегменты гидравлической линии связи показаны как по существу расположенные отдельно в отдельных канавках, в одном или более вариантах реализации изобретения (не проиллюстрировано) несколько сегментов линий связи могут быть совместно расположены внутри одной продольной канавки.
Согласно варианту реализации изобретения на фиг. 5 представлен увеличенный вид в горизонтальном разрезе стыковочной, влагозащищенной пары 180 коннекторов магистрали согласно фиг. 2–4 при состыковке, и на фиг. 6–11 представлены поперечные разрезы коннектора 186 замка шарнирного отклонителя пары 180 коннекторов магистрали. Согласно фиг. 5–11, гнездо 184 для стыковки может содержать цилиндрическое гнездо 192, которое может находиться в связи с внутренней частью 202 сопряжения 200 для передачи добытых или нагнетательных флюидов и для транспортировки других колонн или инструментов для ремонта, что может требоваться время от времени.
Коннектор 186 замка шарнирного отклонителя может содержать дистальный, по сути цилиндрический зонд 194, который может иметь такие размеры, чтобы входить в гнездо 192. Коннектор 186 замка шарнирного отклонителя может содержать центральное отверстие 182, которые может находиться в связи с внутренней частью насосно-компрессорной колонны 22 посредством переводника 190 для передачи добытых или нагнетательных флюидов и для транспортировки других колонн или инструментов для ремонта, что может требоваться время от времени. При состыковке коннектора 186 замка шарнирного отклонителя с коннектором 184 приемного гнезда отверстие 182 может изолированно гидравлически сообщаться с гнездом 192 и, в свою очередь, с внутренней частью 202 сопряжения 200. Уплотненное кольцо 187 может обеспечивать уплотнение между отверстием 182 и гнездом 192.
В некоторых вариантах реализации изобретения сегменты 312a–312f гидравлической линии связи, который могут быть наружно расположены внутри продольных канавок 314a–314f, выполненных вдоль поверхности наружной стенки переводника 190 (фиг. 3 и 4), присоединены, соответственно, к сегментам 306a–306f гидравлической линии связи, которые могут быть выполнены в виде внутренних каналов потока в стенке коннектора 186 замка шарнирного отклонителя. Каналы 306a–306f потока могут быть распределены в радиальном направлении в стенке коннектора 186 замка шарнирного отклонителя. Соответственно, только два таких канала потока, 306c, 306e, видимы на разрезе согласно фиг. 5. Пара 180 коннекторов магистрали может уплотнять и гидравлически присоединять каналы 306a–306f потока в коннекторе 186 замка шарнирного отклонителя к соответствующим сегментам 308a–308f гидравлической линии связи, которые могут быть расположены внутри продольных канавок 310a–310f, выполненных вдоль наружной стенки 203 установки 200 сопряжения.
В некоторых вариантах реализации изобретения пара 180 коннекторов магистрали может быть сконструирована для обеспечения соединения сегментов гидравлической линии связи, не принимая во внимания относительную радиальную ориентацию коннектора 186 замка шарнирного отклонителя в коннектор 184 приемного гнезда. В частности, могут быть представлены разнесенные в осевом направлении кольцевые канавки 304a–304f, выполненные вокруг зонда 194 коннектора 186 замка шарнирного отклонителя, каждая для каждого канала 306a–306f потока. Каждая кольцевая канавка 304a–304f может гидравлически сообщаться с ее соответствующим каналом 306a–306f потока. Когда зонд 194 коннектора 186 замка шарнирного отклонителя расположен внутри гнезда 192 приемного гнезда 184, кольцевые канавки 304a–304f могут быть изолированы друг от друга уплотненными кольцами 188 и от центрального отверстия 182 уплотненным кольцом 187.
Когда пара 180 коннекторов магистрали находится в состыковочном состоянии, каждая кольцевая канавка 304a–304f может выравниваться в осевом направлении и гидравлически сообщаться с соответствующей прорезью 309a–309f. Такие разнесенные в осевом направлении кольцевые канавки 304a–304f могут определять точки соединения линии связи. Прорези 309a–309f могут быть выполнены в или через стенку 203 установки 200 сопряжения и открыты в гнездо 192. Как вместе с каналами 306a–306f потока, прорези 309a–309f могут быть распределены в радиальном направлении вокруг гнезда 192. Соответственно, текучая среда может течь из канала 306e потока, вокруг кольцевой канавки 304e внутри гнезда 192 и в прорезь 309e, например, независимо от относительной радиальной ориентации коннектора 186 замка шарнирного отклонителя относительно коннектора 184 приемного гнезда. Прорези 309a–309f могут, в свою очередь, гидравлически сообщаться с соответствующими сегментами 308a–308f гидравлической линии связи. В одном или более вариантах реализации изобретения клапан в сборе 317 может быть предусмотрен в прорези 309 для изолирования сегмента 308 линии связи, когда пара 180 коннекторов магистрали находится в отсоединенном состоянии, как более подробно описано далее.
На фиг. 12A и 12B представлены увеличенные разрезы части пары 180 коннекторов магистрали согласно фиг. 5 согласно первому и второму вариантам реализации изобретения, соответственно, в которых, посредством типовой прорези 309e, предусмотрены детали запорных клапанов в сборе 317, расположенных внутри прорезей 309a–309f для изолирования сегментов 308a–308f гидравлической линии связи на установке 200 сопряжения, когда пара 180 коннекторов магистрали находится в отсоединенном состоянии, как, например, когда насосно-компрессорную колонну 22 вводят в ствол 12 скважины (фиг. 1). В некоторых вариантах реализации изобретения прорезь 309e может определять скошенное седло 330 клапана, которое открывается в гнездо 192 при осевом положении его соответствующей кольцевой канавки 304e. Хотя раскрытие изобретения не ограничено конкретным типом клапана в сборе 317, внутри прорези 309e, запорный шарик 332 может быть зажат относительно седла 330 клапана с помощью пружины 334, надежно прикрепленной на месте вилкой 335. Когда запорный шарик 332 находится в контакте с гнездом 330 клапана, соответствующий сегмент 308e гидравлической линии связи может быть изолирован от гнезда 192. В варианте реализации изобретения согласно фиг. 12A, когда перепад давления текучей среды, воздействующий на запорный шарик 332, создает усилие открывания, которое больше усилия пружины 334, прикладываемого относительно запорного шарика 332, то запорный шарик 332 может смещаться, обеспечивая гидравлическое сообщение между канавкой 304e и сегментом 308e гидравлической линии связи. В варианте реализации изобретения согласно фиг. 12B, когда пара 180 коннекторов магистрали находится в отсоединенном состоянии, уплотненный запорный шарик 332 может физически высовываться в гнездо 192. Когда зонд 194 уплотнен внутри гнезда 192, зонд 194 может смещать запорный шарик 332 из его гнезда, обеспечивая гидравлическое сообщение между канавкой 304e и сегментом 308e гидравлической линии связи. В варианте реализации изобретения согласно фиг. 12B, поскольку зонд 194 может непрерывно удерживать запорный шарик 332 в смещенном состоянии, из поверхности можно отслеживать и ослаблять давление ниже по стволу скважины гнезда 330 клапана.
На фиг. 13 и 14 представлены частичные виды в вертикальном разрезе пары 180' коннекторов магистрали согласно одному или более вариантам реализации изобретения, в которых сегменты 406a, 406b электрических и/или оптических линий связи могут быть плотно присоединены к соответствующим сегментам 408a, 408b электрических и/или оптических линий связи посредством электрических контактных колец или волоконно-оптических вращающихся соединений (далее просто контактные кольца в сборе 403). Хотя в данном документе проиллюстрированы и описаны две электрические и/или оптические линии связи, специалист понимает, что можно использовать любое подходящее количество электрических и/или оптических линий связи. Электрические и/или оптические линии связи могут быть по отдельности введены между поверхностью и главным стволом 13 скважины и между поверхностью и боковым стволом 15 скважины (фиг. 1 и 2). В альтернативном варианте электрические и/или оптические линии связи могут быть связаны вместе в архитектуре шины, например, и подходящей адресующей схеме, применяемой для выборочной связи вместе скважинных измерительных приборов 27 и/или клапанов 28 управления потоком в стволе скважины (фиг. 1).
Согласно фиг. 13, коннектор 184' замка шарнирного отклонителя пары 180' коннекторов магистрали может необязательно содержать ряд сегментов 312a–312f гидравлической линии связи, сегментов 306a–306f линий связи канала потока, кольцевых канавок 304a–304f и уплотненных колец 187, 188 (см. фиг. 5–11), как описано выше. Коннектор 184' замка шарнирного отклонителя может нести внутренние элементы 404a, 404b контактных колец в сборе 403, которые могут быть присоединены к сегментам 406a, 406b электрических/оптических линий связи. Сегменты 406a, 406b электрических/оптических линий связи могут выходить на поверхность вдоль насосно-компрессорной колонны 22 (фиг. 1). В одном или более вариантах реализации изобретения сегменты 406 электрических/оптических линий связи могут быть стянуты вдоль наружной стенки насосно-компрессорной колонны 22. В таком варианте реализации изобретения поверхности наружной стенки коннектора 184' замка шарнирного отклонителя, переводника 190 и насосно-компрессорной колонны 22 (фиг. 2–4) могут содержать одну или более продольных канавок 414, выполненных в них, в которых могут быть расположены сегменты 406 электрических/оптических линий связи. Сегменты 406a, 406b электрических/оптических линий связи могут быть расположены по отдельности внутри канавки(ок) 414, как показано, или они могут быть расположены внутри одного или более трубопроводов (не проиллюстрировано), которые, в свою очередь, могут быть расположены внутри канавки(ок) 414.
В случае электрических контактных колец внутренние элементы 404a, 404b могут быть разделены диэлектрическим отделяющим элементом 430 для обеспечения изолирования и предупреждения короткого замыкания. В варианте осуществления внутренние элементы 404a, 404b могут быть покрыты убираемой гильзой 432, когда пара 180' коннекторов магистрали находится в отсоединенном состоянии. Гильза 432 предпочтительно содержит электроизоляционный материал в случае электрических контактных колец. Гильза 432 может выполнять функцию уплотнения относительно внутренних элементов 404a, 404b и отделяющего элемента 430 для поддержания чистоты электрических/оптических поверхностей внутренних элементов 404a, 404b. Гильза 432 может быть сжата в положение для покрытия внутренних элементов 404a, 404b пружиной 434.
На фиг. 14 проиллюстрирована пара 180' коннекторов магистрали в соединенном состоянии, в котором коннектор 184' замка шарнирного отклонителя помещен в коннектор 186' приемного гнезда. Коннектор 186' приемного гнезда может содержать ряд прорезей 309a–309f, сегментов 308a–308f гидравлической линии связи и продольных канавок 310a–310f (см. фиг. 5–11), как описано выше. Коннектор 186' приемного гнезда может нести наружные элементы 405a, 405b контактных колец в сборе 403 при осевых положениях на внутренней окружной поверхности коннектора 186' приемного гнезда для осуществления вращательного контакта с соответствующими внутренними элементами 404a, 404b. Осевые положения пар-элементов 404a, 405a и 404b, 405b могут определять точки соединения линий связи. Наружные элементы 405a, 405b могут быть присоединены к сегментам 408a, 408b электрических/оптических линий связи, которые могут быть направлены, например, внутри отверстий, выполненных в стенке 203 и/или канавок, выполненных вдоль наружной поверхности стенки 203 установки 200 сопряжения, к паре 140 коннекторов главной секции и паре 160 коннекторов боковой секции (фиг. 2–4) путем, по существу подобным описанному выше относительно сегментов гидравлической линии связи.
В случае электрических контактных колец наружные элементы 405a, 405b могут быть разделены диэлектрическим отделяющим элементом 440 для обеспечения изолирования и предупреждения короткого замыкания. Убираемая гильза 432, если таковая предусмотрена, может быть смещена с внутренних элементов 404a, 404b с помощью верхнего по стволу скважины конца установки 200 сопряжения, когда пара 180' коннекторов магистрали находится в соединенном состоянии, тем самым обеспечивая электрический и/или оптический контакт между элементами контактных колец.
Различные варианты реализации изобретения влагозащищенной, стыковочной пары 180, 180' коннекторов магистрали были проиллюстрированы и подробно описаны в данном документе. В одном или более вариантах реализации изобретения пара 140 коннекторов главной секции может быть по существу подобной такой паре 180, 180' коннекторов магистрали, с возможным исключением в отношении физических размеров и количества линий связи. Из-за сходства и для краткости пара 140 коннекторов главной секции не описана более подробно в данном документе. Подобным образом, в вариантах реализации изобретения, если пара 160 коннекторов боковой секции представляет собой влагозащищенный, стыковочный коннектор в сборе, то она также может быть по существу подобной паре 180, 180' коннекторов магистрали, с возможным исключением в отношении физических размеров и количества линий связи. Соответственно, пара 160 коннекторов боковой секции не описана более подробно в данном документе.
Хотя установка 200 сопряжения была описана как Y-образная, установка 200 сопряжения может иметь любую форму, выбранную для соответствия с направлением бокового ствола 15 скважины, сопрягающегося от ствола 13 скважины (фиг. 1). Подобным образом, установка 200 сопряжения может иметь три или более секции для двух или более боковых стволов скважины.
На фиг. 15 представлена схема последовательности способа 400 заканчивания бокового сопряжения согласно варианту реализации изобретения с применением системы 9 скважины (фиг. 1 и 2). Согласно фиг. 1, 2, и 15, на этапе 402 можно обеспечить установку 200 сопряжения. Установка 200 сопряжения может иметь по сути Y-образное трубчатое тело 201, сформированное стенкой 203 и определяющее полую внутреннюю часть 202, наружную поверхность, верхний по стволу скважины конец 220, нижний по стволу скважины главный конец 222 и нижний по стволу скважины боковой конец 224. Верхний по стволу скважины конец 220 и нижние по стволу скважины главный и боковой концы 222, 224 могут быть открыты относительно внутренней части 202. Установка 200 сопряжения может нести сегмент 308c линии связи, который образует среднюю часть первой линии связи. Сегмент 308c линии связи может проходить между верхним по стволу скважины концом 220 и нижним по стволу скважины главным концом 222. Установка 200 сопряжения может также нести сегмент 308e линии связи, который образует среднюю часть второй линии связи, который может проходить между верхним по стволу скважины концом 220 и нижним по стволу скважины боковым концом 224. Сегменты 308c, 308e линии связи могут быть расположены полностью снаружи внутренней части 202 установки 200 сопряжения.
На этапе 404 главную колонну 30 заканчивания можно размещать путем введения традиционным способом внутри главного ствола 13 скважины. Верхний по стволу скважины конец главной колонны 30 заканчивания может содержать дефлектор 100 заканчивания, и главную колонну 30 заканчивания можно помещать внутрь ствола 13 скважины таким образом, что наклоненная поверхность 102 располагается на уровне забоя скважины бокового сопряжения или слегка выше. Главная колонна 30 заканчивания может определять внутреннюю часть для потока добытых флюидов и включения сегмента 320c линии связи, который может образовывать нижнюю часть первой линии связи. Главную колонну 30 заканчивания можно удерживать в положении внутри главного ствола 13 скважины фиксирующим устройством 29.
На этапе 406 боковую колонну 32 заканчивания могут размещать в боковом стволе 15 скважины. Боковая колонна 32 заканчивания может определять внутреннюю часть для потока добытых флюидов и включения сегмента 320e линии связи, который может образовывать нижнюю часть второй линии связи. Боковую колонну 32 заканчивания можно удерживать в положении внутри бокового ствола 15 скважины фиксирующим устройством 29.
На этапе 408 установку 200 сопряжения можно размещать в боковом сопряжении. На этапе 410 нижний по стволу скважины боковой конец 224 установки 200 сопряжения можно соединить с боковой колонной 32 заканчивания таким образом, что внутренняя часть 202 установки 200 сопряжения гидравлически сообщается с внутренней частью боковой колонны 32 заканчивания и что сегменты 308e, 320e линий связи, образующие среднюю и нижнюю части второй линии связи, соединены. На этапе 412 нижний по стволу скважины главный конец 222 установки 200 сопряжения можно соединить с главной колонной 30 заканчивания таким образом, что внутренняя часть 202 установки 200 сопряжения гидравлически сообщается с внутренней частью главной колонны 30 заканчивания и что сегменты 308c, 320c линий связи, образующие среднюю и нижнюю части первой линии связи, соединены.
В одном варианте реализации изобретения этапы 404 и 410 можно осуществлять перед этапами 406, 408 и 412. Затем можно одновременно осуществлять этапы 406, 408 и 412. То есть главную колонну 30 заканчивания можно предварительно помещать в главный ствол 13 скважины, боковую колонну 32 заканчивания можно присоединять к сопряжению 200 на поверхности, например, с применением пары 160 коннекторов боковой секции: соединительного ниппеля и муфты замка (не проиллюстрировано), и боковую колонну 32 заканчивания можно вводить в ствол 12 скважины вместе с установкой 200 сопряжения. При достижении установки 200 сопряжения предназначенного конечного положения на боковом сопряжении нижний по стволу скважины главный конец 222 может сцепляться и соединяться с главной колонной 30 заканчивания, как, например, путем состыковки влагозащищенной пары 140 коннекторов главной секции.
В другом варианте реализации изобретения этапы 404 и 406 можно осуществлять перед этапами 408, 410 и 412. Затем можно одновременно осуществлять этапы 408, 410 и 412. То есть главную колонну 30 заканчивания и боковую колонну 32 заканчивания можно предварительно помещать в главный ствол 13 скважины и боковой ствол 15 скважины, соответственно. Затем можно вводить установку 200 сопряжения в ствол 12 скважины. При достижении установки 200 сопряжения предназначенного конечного положения на боковом сопряжении, как нижний по стволу скважины главный конец 222, так и нижний по стволу скважины боковой конец 224 могут последовательно сцепляться и соединяться, соответственно, с главной колонной 30 заканчивания и боковой колонной 32 заканчивания, как, например, путем состыковки влагозащищенных пар 140, 160 коннекторов.
На этапе 414 насосно-компрессорную колонну 22 можно размещать путем введения в главный ствол 13 скважины выше по стволу скважины от установки 200 сопряжения. Насосно-компрессорная колонна 22 может определять внутреннюю часть и нести сегменты 312c, 312e линий связи, образующие верхние части первой и второй линий связи. На этапе 416 верхний по стволу скважины конец 220 установки 200 сопряжения можно соединить с насосно-компрессорной колонной 22 таким образом, что внутренняя часть 202 установки 200 сопряжения гидравлически сообщается с внутренней частью насосно-компрессорной колонны 22, что сегменты 308c и 312c линий связи, образующие среднюю и верхние части первой линии связи, соединены, и что сегменты 308e и 312e линий связи, образующие среднюю и верхние части второй линии связи, соединены.
В варианте осуществления этап 408 можно осуществлять перед этапами 414 и 416. Затем можно одновременно осуществлять этапы 414 и 416. То есть установку 200 сопряжения можно изначально помещать на боковое сопряжение. Затем насосно-компрессорную колонну 22 можно вводить в ствол 13 скважины, и дальний конец насосно-компрессорной колонны 22 может сцепляться и соединяться с верхним по стволу скважины концом 220 установки 200 сопряжения, как, например, путем состыковки влагозащищенных 180 коннекторов магистрали.
В другом варианте реализации изобретения этапы 408, 412 и 414 можно осуществлять одновременно после осуществления этапа 416. То есть верхний по стволу скважины конец 220 установки 200 сопряжения можно соединить с насосно-компрессорной колонной 22 на поверхности, как, например, с помощью пары 180 коннекторов магистрали: соединительного ниппеля и муфты замка (не проиллюстрировано). Насосно-компрессорную колонну 22 и установку 200 сопряжения можно вводить в ствол 12 скважины вместе. При достижении установки 200 сопряжения предназначенного конечного положения на боковом сопряжении нижний по стволу скважины главный конец 222 может сцепляться и соединяться с главной колонной 30 заканчивания, как, например, путем состыковки влагозащищенной пары 140 коннекторов главной секции.
В заключение, были описаны установка сопряжения, система скважины и способы заканчивания скважины.
Варианты реализации изобретения установки сопряжения могут быть следующими: по сути Y-образное трубчатое тело, сформированное стенкой и определяющее полую внутреннюю часть, наружная поверхность, верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы, причем верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы открыты относительно внутренней части; сегмент первой линии связи, проходящий между верхним по стволу скважины концом и нижним по стволу скважины главным концом; и сегмент второй линии связи, проходящий между верхним по стволу скважины концом и нижним по стволу скважины боковым концом; причем сегменты первой и второй линий связи расположены полностью снаружи внутренней части установки сопряжения.
Варианты реализации изобретения системы скважины могут быть следующими: установка сопряжения, имеющая по сути Y-образное трубчатое тело, сформированное стенкой и определяющее полую внутреннюю часть, наружную поверхность, верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы, причем верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы открыты относительно внутренней части; установка сопряжения, размещенная на пересечении главного ствола скважины и бокового ствола скважины; насосно-компрессорная колонна, размещенная в главном стволе скважины выше по стволу скважины установки сопряжения и связанная с верхним по стволу скважины концом установки сопряжения, причем насосно-компрессорная колонна определяет внутреннюю часть, которая гидравлически сообщается с внутренней частью установки сопряжения; главная колонна заканчивания, размещенная в главном стволе скважины ниже по стволу скважины установки сопряжения и связанная с нижним по стволу скважины главным концом установки сопряжения, причем главная колонна заканчивания имеет внутреннюю часть, которая гидравлически сообщается с внутренней частью установки сопряжения; боковая колонна заканчивания, размещенная в боковом стволе скважины и связанная с нижним по стволу скважины боковым концом установки сопряжения, причем боковая колонна заканчивания имеет внутреннюю часть, которая гидравлически сообщается с внутренней частью установки сопряжения; первая линия связи, проходящая между насосно-компрессорной колонной и главной колонной заканчивания; и вторая линия связи, проходящая между насосно-компрессорной колонной и боковой колонн заканчивания; причем первая и вторая линии связи расположены полностью снаружи внутренней части установки сопряжения.
Варианты реализации изобретения способа заканчивания могут по сути включать: помещение главной колонны заканчивания в главный ствол скважины ниже сопряжения в главном стволе скважины, причем главная колонна заканчивания определяет внутреннюю часть; помещение боковой колонны заканчивания в боковой ствол скважины, исходящий из сопряжения, причем боковая колонна заканчивания определяет внутреннюю часть; затем помещение Y-образной установки сопряжения для вхождения в главную и боковую колонны заканчивания для создания гидравлического сообщения между внутренней частью установки сопряжения и внутренними частями главной и боковой колонн заканчивания, создания связи между поверхностью скважины и главной колонной заканчивания посредством сегмента первой линии связи, расположенного снаружи внутренней части установки сопряжения, и создания связи между поверхностью скважины и боковой колонной заканчивания посредством сегмента второй линии связи, расположенного снаружи внутренней части установки сопряжения.
Варианты реализации изобретения способа заканчивания могут также по сути включать: обеспечение установки сопряжения, имеющей по сути Y-образное трубчатое тело, сформированное стенкой и определяющее полую внутреннюю часть, наружную поверхность, верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы, причем верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы открыты относительно внутренней части; несение установкой сопряжения средней части первой линии связи, проходящей между верхним по стволу скважины концом и нижним по стволу скважины главным концом, и средней части второй линии связи, проходящей между верхним по стволу скважины концом и нижним по стволу скважины боковым концом, причем средние части первой и второй линий связи расположены полностью снаружи внутренней части установки сопряжения; размещение главной колонны заканчивания в главном стволе скважины на уровне забоя скважины пересечения бокового ствола скважины и главного ствола скважины, причем главная колонна заканчивания определяет внутреннюю часть и несет нижнюю часть первой линии связи; размещение боковой колонны заканчивания в боковом стволе скважины, причем боковая колонна заканчивания определяет внутреннюю часть и несет нижнюю часть второй линии связи; размещение установки сопряжения на пересечении главного ствола скважины и бокового ствола скважины; соединение нижнего по стволу скважины бокового конца установки сопряжения с боковой колонной заканчивания, так что внутренняя часть установки сопряжения гидравлически сообщается с внутренней частью боковой колонны заканчивания, и так что средняя часть второй линии связи присоединена к нижней части второй линии связи; соединение нижнего по стволу скважины главного конца установки сопряжения с главной колонной заканчивания, так что внутренняя часть установки сопряжения гидравлически сообщается с внутренней частью главной колонны заканчивания, и так что средняя часть первой линии связи присоединена к нижней части первой линии связи; размещение насосно-компрессорной колонны в главном стволе скважины выше по стволу скважины установки сопряжения, причем насосно-компрессорная колонна определяет внутреннюю часть и несет верхние части первой и второй линий связи; и соединение верхнего по стволу скважины конца установки сопряжения с насосно-компрессорной колонной, так что внутренняя часть установки сопряжения гидравлически сообщается с внутренней частью насосно-компрессорной колонны, и так что средние части первой и второй линий связи присоединены к верхним частям первой и второй линий связи.
Любой из вышеизложенных вариантов реализации изобретения может включать любое из следующих элементов или особенностей, отдельно или в комбинации друг с другом: первая продольная канавка выполнена вдоль наружной поверхности, сегмент первой линии связи по меньшей мере частично размещен внутри первой продольной канавки; вторая продольная канавка выполнена вдоль наружной поверхности, сегмент второй линии связи по меньшей мере частично размещен внутри второй продольной канавки; коннектор магистрали расположен на верхнем по стволу скважины конце; коннектор главной секции расположен на нижнем по стволу скважины главном конце; коннектор боковой секции расположен на нижнем по стволу скважины боковом конце; причем каждый из коннектора магистрали, коннектора главной секции и коннектора боковой секции содержит отверстие, выполненное в них, которое гидравлически сообщается с внутренней частью установки сопряжения; причем сегмент первой линии связи проходит между коннектором магистрали и коннектором главной секции; сегмент второй линии связи проходит между коннектором магистрали и коннектором боковой секции; сегмент третьей линии связи проходит между коннектором магистрали и коннектором главной секции; сегмент четвертой линии связи проходит между коннектором магистрали и коннектором боковой секции; сегмент третьей линии связи по меньшей мере частично размещен внутри первой продольной канавки или третьей продольной канавки, выполненной вдоль наружной поверхности; сегмент четвертой линии связи по меньшей мере частично размещен внутри второй продольной канавки или четвертой продольной канавки, выполненной вдоль наружной поверхности; точки соединения первой, второй, третьей и четвертой верхних по стволу скважины линий связи определены коннектором магистрали; точки соединения первой и третьей нижних по стволу скважины линий связи определены коннектором главной секции; точки соединения второй и четвертой нижних по стволу скважины линий связи определены коннектором боковой секции; сегменты первой, второй, третьей и четвертой линий связи проходят между точками соединения первой, второй, третьей и четвертой верхних по стволу скважины и первой, второй, третьей и четвертой нижних по стволу скважины линий связи, соответственно; коннектор магистрали расположен для соединения сегментов первой, второй, третьей и четвертой линий связи на точках соединения первой, второй, третьей и четвертой верхних по стволу скважины линий связи и для соединения внутренней части установки сопряжения посредством отверстия коннектора магистрали; коннектор главной секции расположен для соединения сегментов первой и третьей линий связи на точках соединения первой и третьей нижних по стволу скважины линий связи и для соединения внутренней части установки сопряжения посредством отверстия коннектора главной секции; коннектор боковой секции расположен для соединения сегментов второй и четвертой линий связи на точках соединения второй и четвертой нижних по стволу скважины линий связи и для соединения внутренней части установки сопряжения посредством отверстия коннектора боковой секции; точки соединения первой и третьей нижних по стволу скважины линий связи расположены при отличающихся первом и втором осевых положениях относительно коннектора главной секции; каждый из сегментов первой, второй, третьей и четвертой линий связи представляет собой тип из группы, состоящей из гидравлической линии связи, электрической линии связи и волоконно-оптической линии связи; коннектор главной секции представляет собой коннектор замка шарнирного отклонителя; коннектор магистрали представляет собой коннектор приемного гнезда; по меньшей мере один из сегментов первой и третьей линий связи представляет собой гидравлическую линию связи; коннектор магистрали имеет гнездо и обеспечивает точку соединения верхней по стволу скважины гидравлической линии связи при осевом положении на внутренней поверхности гнезда, которое гидравлически сообщается с гидравлической линией связи; коннектор главной секции имеет цилиндрический зонд и обеспечивает точку соединения нижней по стволу скважины гидравлической линии связи при осевом положении на наружной поверхности зонда, который гидравлически сообщается с гидравлической линией связи; первая продольная канавка выполнена вдоль наружной поверхности установки сопряжения, средняя часть первой линии связи расположена внутри первой продольной канавки; вторая продольная канавка выполнена вдоль наружной поверхности установки сопряжения, средняя часть второй линии связи расположена внутри второй продольной канавки; пара коннекторов магистрали размещена между насосно-компрессорной колонной и установкой сопряжения, пара коннекторов магистрали соединяет внутреннюю часть насосно-компрессорной колонны с внутренней частью установки сопряжения, верхнюю часть первой линии связи со средней частью первой линии связи и верхнюю часть второй линии связи со средней частью второй линии связи; пара коннекторов главной секции размещена между главной колонной заканчивания и установкой сопряжения, пара коннекторов главной секции соединяет внутреннюю часть главной колонны заканчивания с внутренней частью установки сопряжения и нижнюю часть первой линии связи со средней частью первой линии связи; пара коннекторов боковой секции размещена между боковой колонной заканчивания и установкой сопряжения, пара коннекторов боковой секции соединяет внутреннюю часть боковой колонны заканчивания с внутренней частью установки сопряжения и нижнюю часть второй линии связи со средней частью второй линии связи; третья линия связи проходит между насосно-компрессорной колонной и главной колонной заканчивания; четвертая линия связи проходит между насосно-компрессорной колонной и боковой колонной заканчивания; средняя часть третьей линии связи расположена внутри первой продольной канавки или третьей продольной канавки, выполненной вдоль наружной поверхности установки сопряжения; средняя часть четвертой линии связи расположена внутри второй продольной канавки или четвертой продольной канавки, выполненной вдоль наружной поверхности установки сопряжения; точки соединения первой, второй, третьей и четвертой верхних по стволу скважины линий связи определены парой коннекторов магистрали; точки соединения первой и третьей нижних по стволу скважины линий связи определены парой коннекторов главной секции; точки соединения второй и четвертой нижних по стволу скважины линий связи определены парой коннекторов боковой секции; средние части первой, второй, третьей и четвертой линий связи проходят между точками соединения первой, второй, третьей и четвертой верхних по стволу скважины и первой, второй, третьей и четвертой нижних по стволу скважины линий связи, соответственно; точки соединения первой и третьей нижних по стволу скважины линий связи расположены при отличающихся первом и втором осевых положениях относительно пары коннекторов главной секции; каждая из первой, второй, третьей и четвертой линий связи представляет собой тип из группы, состоящий из гидравлической линии связи, электрической линии связи и волоконно-оптической линии связи; пара коннекторов магистрали содержит коннектор приемного гнезда, расположенный на верхнем по стволу скважины конце установки сопряжения; коннектор главной секции содержит коннектор замка шарнирного отклонителя, расположенный на нижнем по стволу скважины главном конце установки сопряжения; по меньшей мере одна из первой и третьей линий связи представляет собой гидравлическую линию связи; коннектор приемного гнезда пары коннекторов магистрали имеет гнездо и обеспечивает точку соединения нижней по стволу скважины гидравлической линии связи при осевом положении на внутренней поверхности гнезда, которое гидравлически сообщается с гидравлической линией связи; коннектор замка шарнирного отклонителя нижней по стволу скважины главной пары коннекторов имеет цилиндрический зонд и обеспечивает точку соединения верхней по стволу скважины гидравлической линии связи при осевом положении на наружной поверхности зонда, который гидравлически сообщается с гидравлической линией связи; первая и вторая прорези расположены на точке соединения нижней по стволу скважины гидравлической линии связи и точке соединения верхней по стволу скважины гидравлической линии связи, соответственно, первый и второй клапаны размещены внутри первых и вторых прорезей, соответственно; по меньшей мере одна из первой и третьей линий связи представляет собой электрическую линию связи; коннектор приемного гнезда пары коннекторов магистрали имеет гнездо и обеспечивает точку соединения нижней по стволу скважины электрической линии связи при осевом положении на внутренней поверхности гнезда, которое электрически связано с электрической линией связи; коннектор замка шарнирного отклонителя нижней по стволу скважины главной пары коннекторов имеет цилиндрический зонд и обеспечивает точку соединения верхней по стволу скважины электрической линии связи при осевом положении на наружной поверхности зонда, который электрически связан с электрической линией связи; первое и второе электрические контактные кольца расположены на точке соединения нижней по стволу скважины электрической линии связи и точке соединения верхней по стволу скважины электрической линии связи, соответственно; по меньшей мере одна из первой и третьей линий связи представляет собой оптическую линию связи; коннектор приемного гнезда пары коннекторов магистрали имеет гнездо и обеспечивает точку соединения нижней по стволу скважины оптической линии связи при осевом положении на внутренней поверхности гнезда, которое оптически связано с оптической линией связи; коннектор замка шарнирного отклонителя нижней по стволу скважины главной пары коннекторов имеет цилиндрический зонд и обеспечивает точку соединения верхней по стволу скважины оптической линии связи при осевом положении на наружной поверхности зонда, который оптически связан с оптической линией связи; первое и второе оптические контактные кольца расположены на точке соединения нижней по стволу скважины оптической линии связи и точке соединения верхней по стволу скважины оптической линии связи, соответственно; обеспечение первой и второй продольных канавок вдоль наружной поверхности установки сопряжения; размещение средней части первой линии связи внутри первой продольной канавки; размещение средней части второй линии связи внутри второй продольной канавки; размещение главной колонны заканчивания в главном стволе скважины и соединение нижнего по стволу бокового конца установки сопряжения с боковой колонной заканчивания перед размещением установки сопряжения на пересечении главного ствола скважины и бокового ствола скважины; и затем соединение нижнего по стволу скважины главного конца установки сопряжения с главной колонной заканчивания путем перемещения установки сопряжения на пересечение главного ствола скважины и бокового ствола скважины для состыковки с парой коннекторов главной секции; размещение главной колонны заканчивания в главном стволе скважины и боковой колонны заканчивания в боковом стволе скважины перед размещением установки сопряжения на пересечении главного ствола скважины и бокового ствола скважины; и затем соединение нижнего по стволу скважины главного конца установки сопряжения с главной колонной заканчивания и нижнего по стволу бокового конца установки сопряжения с боковой колонной заканчивания путем перемещения установки сопряжения на пересечение главного ствола скважины и бокового ствола скважины для состыковки с парой коннекторов главной секции и парой коннекторов боковой секции; и размещение установки сопряжения на пересечении главного ствола скважины и бокового ствола скважины; и затем соединение верхнего по стволу скважины конца установки сопряжения с насосно-компрессорной колонной путем введения насосно-компрессорной колонны в главный ствол скважины для состыковки с парой коннекторов магистрали.
Реферат раскрытия изобретения служит исключительно для предоставления способа, с помощью которого при беглом ознакомлении быстро определяют характер и сущность технического описания, и он отображает только один или большее количество вариантов реализации изобретения.
Хотя подробно проиллюстрированы различные варианты реализации изобретения, раскрытие изобретения не ограничивается представленными вариантами реализации изобретения. Для специалистов в данной области техники будут очевидны возможные усовершенствования и доработки представленных выше вариантов реализации изобретения. Эти усовершенствования и доработки не отступают от сущности и входят в объем настоящего изобретения.
Реферат
Группа изобретений относится к извлечению нефти, газа или минералов. Технический результат – мониторинг и контроль за забоем скважины. Установка сопряжения имеет по меньшей мере одну боковую секцию, содержащую по сути Y-образное трубчатое тело, сформированное стенкой и определяющее полую внутреннюю часть, наружную поверхность, верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы, причем указанный верхний по стволу скважины конец и нижние по стволу скважины главный и боковой концы открыты относительно указанной внутренней части, сегмент первой линии связи, проходящий между указанным верхним по стволу скважины концом и указанным нижним по стволу скважины главным концом, и сегмент второй линии связи, проходящий между указанным верхним по стволу скважины концом и указанным нижним по стволу скважины боковым концом, коннектор магистрали, расположенный на указанном верхнем по стволу скважины конце, коннектор главной секции, расположенный на указанном нижнем по стволу скважины главном конце, коннектор боковой секции, расположенный на указанном нижнем по стволу скважины боковом конце. Причем указанные сегменты первой и второй линий связи расположены полностью снаружи указанной внутренней части указанной установки сопряжения. Причем каждый из указанного коннектора магистрали, указанного коннектора главной секции и указанного коннектора боковой секции содержит отверстие, выполненное в них, которое гидравлически сообщается с указанной внутренней частью указанной установки сопряжения. При этом указанный сегмент первой линии связи проходит между указанным коннектором магистрали и указанным коннектором главной секции, а указанный сегмент второй линии связи проходит между указанным коннектором магистрали и указанным коннектором боковой секции. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 16 ил.
