[發(fā)明專利]具有鉸孔工具的完井系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380031777.8
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN104379864B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·S·戴維斯;E·D·斯科特;M·普雷斯勒
• 申請（專利權(quán)）人: 深套管工具有限公司
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B10/26;F03B13/02
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 黃志興,李雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及完井，且尤其涉及用于將具有鉸孔工具的完井管柱伸進(jìn)預(yù)先打孔的井筒的方法和設(shè)備，但是并不局限于此。本發(fā)明還涉及在鉸孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有特定幾何設(shè)計的鉸孔工具。

背景技術(shù)

在油氣勘探和生產(chǎn)行業(yè)，為了從地層中得到烴，通常會從地表鉆出井筒，并且該井筒會被內(nèi)襯金屬管件區(qū)段。很多形式的管件可用于內(nèi)襯井筒，其示例包括普通的固壁管件，開槽管件，或是包含篩網(wǎng)的管件等等。每一個管件區(qū)段通常都配備了螺紋連接器，或者是以其他方式接合的，由此可以將多個管件區(qū)段接合在一起，以便形成伸進(jìn)井筒的管柱。

通常被稱為套管柱的多個管“柱”可被插入井筒，并且從地表上懸掛下來。完成井筒的位于井筒中的最后一個套管柱可被稱為“完井管柱”，并且與通常懸掛于地表的套管柱形相比，所述完井管柱可以懸掛于前一個套管柱的選定位置內(nèi)。在將完井管柱定位在井筒中之后，井筒壁部可被支撐或塌陷在完井管柱的外表面上。該完井管柱還可以被固定和密封在井筒內(nèi)部的恰當(dāng)位置。例如，對于固壁管件來說，管件外表面與井筒壁部之間的環(huán)帶空間可以填充可凝固的材料，例如水泥，并且隨后可以將完井管柱和水泥穿孔，以便向地層提供液壓傳遞。在其他示例中，對于開槽管件或是包含篩網(wǎng)的管件來說，在環(huán)帶空間中可以填充砂礫、沙粒等等。

與將完井管柱伸進(jìn)井筒的處理相關(guān)的難題有很多，并且在首次嘗試將完井管柱置于井筒的時候，所述完井管柱未能到達(dá)目標(biāo)深度的情況也是很常見的。舉例來說，完井管柱通常會遇到障礙，例如鉆屑、巖架、膨脹地層、井筒塌陷等等，而這有可能會使套管或完井管柱更加難以或者根本無法前進(jìn)。在其他情況中，套管或完井管柱有可能會嵌入或卡在井筒中，由此將會妨礙輕松地取回或者重新定向套管或完井管柱。

如果遇到難以將套管或完井管柱定位在最接近目標(biāo)深度的位置的困境，那么在可能的情況下可以收回所述管柱和/或可以重新鉆出或清洗該井筒，以便移除障礙物。然而，該處理并非總是可能的，而在這種情況下，套管或管柱有可能會被留在原地。解決這種問題的成本很高并且是非常耗時的。在套管或完井管柱上可以提供鉸孔工具，并且該鉸孔工具可以與管柱一起旋轉(zhuǎn)，以便從井筒中移除障礙物以及允許管柱前進(jìn)。然而，完井管柱通常不適合傳遞扭矩。舉例來說，為了改善通過完井管柱的烴的流動，較為理想的是使構(gòu)成管柱的管件的直徑盡可能大，并且該管柱可以包括可膨脹的管件，這些管件通常會被伸進(jìn)井筒，然后彈性膨脹至較大的直徑。然而，較大直徑的完井管柱管件通常具有低的最大扭矩螺紋(torque?capacity?thread)，其并不適合傳遞扭矩。

完井管柱還會被伸進(jìn)很長的水平或偏斜井筒，作為示例，在此類井筒中，完井管柱必須通過限定了超出數(shù)千米的極其曲折的路徑的緊密配合井筒前進(jìn)。就此而論，由于摩擦損耗，要想旋轉(zhuǎn)管柱是非常困難的。此外，用于將完井管柱定位在目標(biāo)深度的主要驅(qū)動力通常是管柱的重量，由此，對于很長的水平或偏斜鉆孔來說，將完井管柱定位在目標(biāo)深度的驅(qū)動力僅僅是由所述管柱的相對較短的區(qū)段的重量提供的。由此，在一些情況中，要想操縱或定位完井管柱是非常困難或者無法實現(xiàn)的。

此外，完井管柱正變得更為復(fù)雜，其具有專用于在井筒中實現(xiàn)各種功能的部件。例如，完井管柱可以包括多個成本很高的部件，這其中包括開槽管件，可膨脹管件，自膨脹彈性封隔器，防砂篩管，流控制設(shè)備，閥門等等，并且這其中的很多部件本身并不適合承受很高的扭矩水平。這抑制了借助完井管柱來傳送扭矩、張力或壓力的能力及意愿。

此外，流控制設(shè)備、閥門、液壓襯管懸掛器等等的應(yīng)用及位置通常依照預(yù)測的儲層性能來決定，并且該性能是在完井管柱在工作狀況中以及被置于正確深度的基礎(chǔ)上計算得到的。因此，就鉆井的效用而言，致使完井管柱處于正確的深度以及未損壞狀況是非常重要的。

由此，鑒于完井管柱面對高度振蕩、扭矩以及機(jī)械負(fù)載的脆弱性，完井管柱可以被認(rèn)為是一種直徑很大的且重量很輕的管件，并且其在理想情況下是不旋轉(zhuǎn)地置于井筒中的。