[發(fā)明專利]用于深度定位井下管柱的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110219486.4
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102345448A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尼爾·赫伯恩
• 申請（專利權(quán)）人: 哈利伯頓能源服務(wù)公司
• 主分類號: E21B17/08
• 分類號: E21B17/08;E21B23/00
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;鄭特強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及連同執(zhí)行與地下井有關(guān)的操作一起使用的設(shè)備，具體涉及一種用于深度定位井下管柱的裝置和方法。

背景技術(shù)

在不限制本發(fā)明的范圍的情況下，與作為例子的水下井(subsea?well，海下井)結(jié)構(gòu)相關(guān)地來描述本發(fā)明的背景。

在建造水下井時(shí)，許多管柱以及其它工具和設(shè)備被安裝到井中。為了成功并有效地完井，非常希望能夠進(jìn)行深度控制以及知曉在井中的這些管、工具和設(shè)備的間隔(space-out)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于普遍的海洋狀況和條件，在鉆機(jī)被迫升降的很多水下應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)希望的深度控制和間隔相當(dāng)有挑戰(zhàn)性。

在水下應(yīng)用中，水下井口典型地是所有井下操作的固定參考點(diǎn)。雖然各種套管柱可各自從井口延伸，但是許多井使用一個(gè)或多個(gè)襯管柱(liner?string，尾管柱)來構(gòu)造，這些襯管柱是未伸至井口但是被錨定或懸掛于先前的套管柱的底部內(nèi)的套管柱。典型地，這種襯管柱使用襯管懸掛器、篩懸掛器或類似的封隔器式器具懸掛于先前的套管內(nèi)。由于波動(dòng)，鉆機(jī)相對于井口不斷上下移動(dòng)。在傳統(tǒng)的實(shí)踐中，這種運(yùn)動(dòng)已經(jīng)限制了襯管柱能夠被定位和錨定在先前的套管中的精度。此后，由于襯管柱或襯管懸掛器都不是以水下井口為深度基準(zhǔn)，所以有關(guān)這些部件以及隨后安裝在這樣的襯管柱中的任何附加的襯管柱、工具或設(shè)備的精確深度是不確定的。

因此，需要出現(xiàn)一種在水下井安裝中能夠可靠地定位管柱的深度的裝置和方法。還需要出現(xiàn)一種能夠克服在水下井安裝期間鉆機(jī)相對于井口不斷上下運(yùn)動(dòng)的裝置和方法。而且，需要出現(xiàn)一種能夠減小與襯管柱、工具或隨后安裝在先前的襯管柱中的其他設(shè)備的深度相關(guān)的不確定性的裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容

在此公開的本發(fā)明涉及一種用于深度定位多個(gè)井下管柱的裝置和方法。本發(fā)明的裝置和方法可操作為，克服在水下井安裝期間鉆機(jī)相對于井口不斷的上下運(yùn)動(dòng)。另外，本發(fā)明的裝置和方法可操作為，減小與襯管柱、工具或隨后安裝在已深度定位的襯管柱中的其它設(shè)備的深度相關(guān)的不確定性。

在一個(gè)方案中，本發(fā)明涉及一種用于在井眼中深度定位多個(gè)管柱的裝置。所述裝置包括位于第一管柱中的深度參考聯(lián)接器。所述第一管柱在深度參考聯(lián)接器與預(yù)定參考點(diǎn)之間具有預(yù)定的長度。所述深度參考聯(lián)接器具有輪廓(profile，側(cè)面)。所述裝置還包括位于第二管柱中的指示器組件。所述指示器組件具有可操作為與深度參考聯(lián)接器的輪廓接合的匹配(配合)輪廓。在操作中，所述第二管柱被下放(run)到所述第一管柱中，直到指示器組件的匹配輪廓與所述深度參考聯(lián)接器的輪廓接合，由此建立管柱的可靠的深度定位。

在一個(gè)實(shí)施例中，深度參考聯(lián)接器可操作為連接第一管柱的兩個(gè)相鄰管狀構(gòu)件。在另一個(gè)實(shí)施例中，深度參考聯(lián)接器的輪廓包括至少一個(gè)設(shè)置在其內(nèi)表面中的周向凹口。在又一實(shí)施例中，深度參考聯(lián)接器的輪廓包括多個(gè)設(shè)置在其內(nèi)表面中的周向凹口。

在一個(gè)實(shí)施例中，指示器組件呈可操作為連接第二管柱的兩個(gè)相鄰管狀構(gòu)件的指示器聯(lián)接器的形式。在另一實(shí)施例中，指示器組件的匹配輪廓包括多個(gè)定位鍵。在又一實(shí)施例中，所述指示器組件的匹配輪廓包括夾頭(collet)組件。

在另一方案中，本發(fā)明涉及一種用于在井眼中深度定位和安裝多個(gè)管柱的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括位于第一管柱中的深度參考聯(lián)接器，該第一管柱安裝在所述井眼中。所述第一管柱在所述深度參考聯(lián)接器與預(yù)定參考點(diǎn)之間具有預(yù)定的長度。所述深度參考聯(lián)接器具有輪廓。指示器組件位于第二管柱中。所述指示器組件具有可操作為與所述深度參考聯(lián)接器的輪廓接合的匹配輪廓。與第二管柱可拆解地接合的輔助柱組件可操作為，將所述第二管柱下放到所述第一管柱中，直到所述指示器組件的匹配輪廓與所述深度參考聯(lián)接器的輪廓接合。位于所述第二管柱中的懸浮工具可選擇性地操作為，將所述第二管柱支撐在所述第一管柱內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述指示器組件位于所述第二管柱中的懸浮工具的井下位置(downhole)。在另一實(shí)施例中，所述指示器組件位于所述第二管柱中的懸浮工具的井上位置(uphole)。在該實(shí)施例中，一旦已經(jīng)啟動(dòng)所述懸浮工具，就可用輔助柱組件使所述指示器組件收回到表面(surface，地面和/或水面)。