[發明專利]在海底井口中用送入工具執行電操作功能的方法和系統

無效

• 申請號: 201210354118.5
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103015928A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: R.R.赫貝爾
• 申請（專利權）人: 韋特柯格雷公司
• 主分類號: E21B23/00
• 分類號: E21B23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明大體上涉及與井下設備的通信，且具體而言涉及用于在海底井口中用送入工具(running?tool)執行電操作功能的方法和系統。

背景技術

在基于海底和陸地兩者的油氣開采操作中，操作者以越來越大的深度鉆井并生產井。因此，置于井中的材料的總重量不斷增加。此外，就位于井內的套管負載不斷增加。由于這些負載，許多操作者現在使用專用的就位管柱(landing?string)來將套管掛送入并就位于井口中。這樣做是為了確保就位管柱可在就位并設定套管掛的同時支撐井口中的套管柱的重量。這些就位管柱可為特別設計成支撐這種重量且具有增加的管壁厚度以提供增加的抗拉強度和增加的抗卡瓦擠壞性(resistance?to?slip?crushing)的特殊管柱。

操作者很久以來期望了解在井內發生了什么活動。作為這種期望的結果，已開發出許多工具和設備以將信息從海底位置傳輸到表面的操作者。例如，在鉆井同時測量操作(MWD)期間，可使用泥漿脈沖技術來通過鉆柱將數據以聲波方式傳輸到表面處的操作者。仍然其它MWD操作可通過電磁脈沖從海底傳輸器傳輸數據通過鉆柱。這樣，操作者可在鉆井操作期間接收與在井眼內發生什么有關的信息。然而，這些傳輸方法僅僅提供了用以將與井下活動有關的基本信息傳回到表面的手段。這些傳輸技術目前不允許數據的實時傳輸，它們也不允許從表面與工具通信或控制工具。

操作者也可能希望了解當套管柱被送入、就位、鎖定并用水泥固定在井口內時在井口內發生了什么。這在井口和套管就位位置可能在海面下方數千英尺的海底環境中是特別真實的。在一個示例中，為了確定油管掛是否已就位并被鎖定，現有技術實施例將把油管掛送到井口內的預期位置。然后，現有技術實施例執行必要的程序以將油管掛鎖定至井口。這些實施例然后進行超拉，即在將油管掛送入工具和油管掛懸掛在井口中的送入管柱上往上拉，以確認油管掛已就位并鎖定在井口內。然而，這是不精確的測量，并且可提供恰當就位和鎖定的錯誤指示。這在以下情況下是可能的：油管掛卡爪(dog)未恰當地接合井口，從而導致卡爪最初指示通過超拉的恰當鎖定，但卡爪然后在執行試驗后從恰當接合的位置移動。

確認井下操作即油管掛就位和油管掛鎖定的另一種現有技術方法包括監測從井返回正運行鉆機的井流體。油管掛將包括促動套筒，其接合井口中帶有一定輪廓的油管掛卡爪。促動套筒被液壓地促動，并且在執行就位和鎖定操作后流體通過送入管柱返回時，假設油管掛已被恰當地鎖定在井口中。然而，流體通過油管柱的返回僅僅意味著已執行這些動作，而不是它們被恰當地操作或者油管掛被恰當地鎖定在井口中。

遺憾的是，這些現有技術實施例無法提供諸如就位和鎖定的井下操作的直接確認。通常，必須拉動工具以驗證是否已發生期望的井下操作。這可能通?；ㄙM一整天時間來將工具送到該位置，執行操作，以及然后拉動工具以驗證就位和鎖定。如果工具未恰當地執行，則操作者僅在拉動工具后才知道并能夠采取糾正動作。因此，期望可提供諸如套管掛就位和鎖定的井下海底操作的直接通信的系統。

許多套管掛送入和設定工具使用在表面施加至就位管柱的扭矩來在井口處執行功能。由于許多就位管柱的長度，在井口施加的扭矩可能顯著小于在表面施加的扭矩。因此，使用在表面施加的扭矩的套管掛送入和設定工具可能不執行所期望的功能。結果，開發了液壓供能的套管掛送入和設定工具。這些工具通過從表面操作平臺延伸到海下數千英尺的海底工具的液壓管線來接收操作動力。通常，液壓管線從卷盤延伸并隨同就位管柱下降到井。這顯著地增加了套管送入、就位和設定操作的復雜性，因為附加管線必須隨就位管柱通過平臺開口送入而不捆綁在就位管柱送入設備中，或者潛在地變成被就位管柱送入設備夾緊，從而在送入工具到達海底位置時妨礙送入工具的操作。此外，通過在表面向液壓管線施加壓力來施加液壓，在送入工具處感測到該壓力之前可能存在幾分鐘的延時。這是不可接受的延遲。因此，還期望可在不使用液壓管線的情況下向送入工具供能的系統。此外，期望可向送入工具供能且接收就位和鎖定的確認的系統。

發明內容

通常，由提供了用于在海底井口中用送入工具執行電操作功能的方法和系統的本發明的優選實施例來大致解決或回避這些和其它問題并大致實現技術優點。