可閂鎖隨鉆套管系統和方法技術方案

本發明專利技術公開了可閂鎖隨鉆套管系統和方法。一些系統實施方案包括套管柱，所述套管柱包括上部閂鎖裝置和下部閂鎖裝置。所述系統還包括井底組件(BHA)，所述BHA閂鎖到所述下部閂鎖裝置中，以便進行可導向的鉆井，所述BHA被配置成閂鎖到所述上部閂鎖裝置中，以便擴大鼠洞。

System and method for latching a casing while drilling

The present invention discloses a latch up while drilling system and method. Some system embodiments include a casing column that includes an upper latch and a lower latch. The system also includes a bottom hole assembly (BHA), the BHA latch to the lower locking device, so as to be oriented drilling, the BHA is configured to latch the upper locking device, so as to enlarge the hole.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】可閂鎖隨鉆套管系統和方法專利技術背景油田操作人員執行一系列的操作以獲得生產井，包括鉆出井孔、插入套管和對套管注水泥到適當位置處。這些操作通常需要操作人員進行井底組件(BHA)的多次插入和移去(“起鉆”)。每次額外起鉆需要投入額外的時間和資源。此外，用于構造井的這種順序方法可能面對額外問題，例如，在地層壓力枯竭導致挑戰(諸如井孔不穩定性、循環漏失區域、鹽蠕變和卡管事件)增加的成熟油田中。不出所料，成熟油田常常在鉆井過程中產生最高量的非生產時間(NPT)，使得在許多情況下對剩余油氣儲量的使用經濟上不可行。這種順序方法也可能不適于由具有帶穿過不穩定的地層的窄泥漿窗的復雜的井軌跡的客戶油田開發計劃形成的挑戰。附圖簡述因此，本文中公開了某些可閂鎖隨鉆套管(CWD)系統和方法。在以下對各種所公開的實施方案的詳細描述中，將會參考附圖，其中：圖1是說明性的可閂鎖CWD系統的情景圖；圖2是說明性的閂鎖裝置的等軸視圖；圖3A是示出可閂鎖CWD方法的流程圖；圖3B-3I是在重新定位操作期間的說明性的多位置可閂鎖CWD系統的橫截面圖；圖4A-4B是說明性的多位置可閂鎖CWD系統的橫截面圖，其示出了置放在井孔內；圖5是說明性的多位置可閂鎖CWD系統的橫截面圖，其示出了在使用下部閂鎖裝置的同時進行鉆井；圖6是說明性的多位置可閂鎖CWD系統的橫截面圖，其示出了使用套管鉆頭進行鉆井；圖7A-7B是說明性的多位置可閂鎖CWD系統的橫截面圖，其示出了繩索；以及圖8A-8C是說明性的多位置可閂鎖CWD系統的橫截面圖，其示出了注水泥。然而，應當理解，附圖中給出的具體實施方案和其詳細描述不限制本公開。相反，它們為普通技術人員提供了認識到連同給定實施方案的一個或多個一起被涵蓋于隨附權利要求范圍中的替代形式、等效物和修改的基礎。符號和術語在整個以下描述和權利要求中使用某些術語指代特定的系統部件或配置。如本領域的技術人員將了解，各個公司會用不同名稱指代某個部件。本文檔不打算區分名稱不同但功能相同的部件。在以下論述中和在權利要求中，術語“包括”和“包含”以開放性方式使用，并且因此應當被解釋為表示“包括但不限于”。另外，術語“聯接”旨在表示間接或直接的電連接。因此，如果第一設備聯接到第二設備，那么該連接可以是通過直接電連接，或者通過經由其它設備和連接的間接電連接。另外，術語“附接”旨在表示間接或直接物理連接。因此，如果第一設備附接到第二設備，那么該連接可以是通過直接物理連接，或者通過經由其它設備和連接的間接物理連接。詳細描述專利技術背景中指出的問題會至少部分地通過用于可閂鎖隨鉆套管的系統和方法解決。公開的系統和方法在它們操作時的環境的上下文中會得到最好地理解。因此，圖1示出了說明性的鉆井環境。鉆井平臺2支撐井架4，井架具有用于使井底組件(BHA)19上升和下降的游動滑車6。在至少一個實施方案中，平臺2還可位于海上，用于海底鉆井目的。BHA19可以包括旋轉導向系統、隨鉆測井系統、鉆頭14、擴孔器15和井下馬達26中的一個或多個。在頂部驅動器10下降通過井口12時，該頂部驅動器會支撐BHA19并且使其旋轉。鉆頭14和擴孔器15也可以由井下馬達26驅動。當鉆頭14和擴孔器15旋轉時，它們形成井孔17，該井孔會穿過各種地層18。擴孔器15可為井下擴孔器、翼狀擴孔器等等，并且擴孔器15具有可展開的刀具，當展開時，其擴大井孔以容納套管16。刀具可縮回以使得鉆井組件能夠在稍后階段上通過套管內部。泵20使鉆井液24循環而通過進給管道22、通過鉆柱內部，到達鉆頭14。流體通過鉆頭14中的孔口離開，并且向上流動，以便將鉆屑運輸到表面，在這個表面處，流體會被過濾和再循環。圖2示出了套管16的包括閂鎖裝置202的部分，所述閂鎖裝置可在圖1中所示的鉆井操作期間使用。閂鎖裝置202包括具有兩個端部206、208的管狀構件204，兩個端部可經由凹槽或螺紋的配合聯接到套管16的其它部分，從而使得閂鎖裝置202成為套管柱的一部分，并且閂鎖裝置202可由任何合適套管材料制成。閂鎖裝置202還包括了閂鎖平臺S1、S2、S3。閂鎖平臺(例如，S1)可以包括一個或多個專門地配置的凹部，這些專門地配置的凹部沿著閂鎖裝置202的內表面形成，被設計成與從一個或多個井下工具(諸如BHA19和水泥閥)徑向地延伸的可移動的彈簧加載閂鎖對準并接收它們。例如，如圖所示，閂鎖平臺S1包括兩個垂直地間隔的凹部。在凹部之間的垂直間距可以是唯一的，以便防止被設計用于其它閂鎖平臺的閂鎖(例如，被設計用于S2的閂鎖)與特定閂鎖平臺(例如，S1)接合。在至少一個實施方案中，出于類似原因，可以使用唯一水平間距。當閂鎖與閂鎖裝置202中的適當閂鎖平臺適當地對準時，作用于閂鎖的彈簧加載迫使閂鎖徑向向外移動到凹部中。當成功接合時，這些閂鎖和閂鎖平臺將井下工具(例如，BHA19或水泥閥)錨固到套管16。閂鎖裝置202可以包括多于一個閂鎖平臺，例如，S1、S2、S3。每個閂鎖平臺S1、S2、S3可相對于任何其它閂鎖平臺S1、S2、S3具有唯一位置和在凹部之間的間距。因此，每個閂鎖平臺S1、S2、S3可為對具有對應閂鎖的特定井下工具或井下工具組是唯一的。通過旋轉井下工具以使閂鎖在它們橫越閂鎖裝置202時不與對應閂鎖平臺S1、S2、S3對準，可將井下工具(諸如BHA19)移動通過任何組的閂鎖平臺S1、S2、S3，而不接合閂鎖平臺S1、S2、S3。類似地，通過旋轉套管以使閂鎖平臺S1、S2、S3在它們橫越井下工具時不與對應閂鎖對準，可以防止包括閂鎖平臺S1、S2、S3的套管16接合任何井下工具。為了清楚起見，將會使用BHA19作為實例。然而，在各種實施方案中，可以使用內部套管柱或其它井下工具。當BHA19已與閂鎖裝置202接合時，作用于BHA19的非旋轉向上力(或者作用于套管16的相反的向下力)導致BHA19從閂鎖裝置202釋放。可通過BHA19上的閂鎖與閂鎖平臺S1、S2、S3之間的錐形上部肩部來允許BHA19的向上移動。在接合時，可通過BHA19上的閂鎖與閂鎖平臺S1、S2、S3之間的方形下部肩部來防止BHA19的向下移動(或者套管16的向上移動)。可通過調整用于使閂鎖向外延伸的彈簧張力或通過更改閂鎖與閂鎖平臺S1、S2、S3之間的表面接觸面積，根據需要更改釋放BHA19所需要的力的大小。為了清楚起見，將會描述具有兩個閂鎖裝置202的另外實施方案。然而，在套管16中可以包括任何數量軸向地分開的閂鎖裝置202，以便在定位套管16和井下工具上實現更大的靈活性，從而減少起鉆次數。圖3A-3I示出了根據至少一個實施方案的使用兩個閂鎖裝置的隨鉆套管的方法350。圖3A是在352開始并且在370結束的流程圖，并且圖3B-3I是井孔17的橫截面圖，它們將與圖3A并行論述。在354和圖3B，使井孔17延伸而穿過先前已經注水泥的套管16。如上所述，可通過使用鉆頭14鉆穿在注水泥的套管16下方的地層18使井孔17延伸。在356和圖3C，將鉆柱和BHA從井孔17移去，并且將包括上部閂鎖裝置302和下部閂鎖裝置304的套管16的一部分插入井孔17中。在各種實施方案中，套管16可以包括任何數量閂鎖裝置。可通過在兩個端部處使下部閂鎖裝置304聯接到套管的一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隨鉆套管系統，所述隨鉆套管系統包括：套管柱，所述套管柱包括：上部閂鎖裝置；以及下部閂鎖裝置；以及井底組件(BHA)，所述BHA閂鎖到所述下部閂鎖裝置中，以便進行可導向的鉆井，所述BHA被配置成閂鎖到所述上部閂鎖裝置中，以便擴大鼠洞。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.11.04 US 62/074,8021.一種隨鉆套管系統，所述隨鉆套管系統包括：套管柱，所述套管柱包括：上部閂鎖裝置；以及下部閂鎖裝置；以及井底組件(BHA)，所述BHA閂鎖到所述下部閂鎖裝置中，以便進行可導向的鉆井，所述BHA被配置成閂鎖到所述上部閂鎖裝置中，以便擴大鼠洞。2.如權利要求1所述的系統，其中在閂鎖到所述上部閂鎖裝置中時，所述BHA的大部分被所述套管柱包圍。3.如權利要求1所述的系統，其中所述BHA可以如下重新定位：從所述上部閂鎖裝置重新定位到所述下部閂鎖裝置；或者從所述下部閂鎖裝置重新定位到所述上部閂鎖裝置；兩種都不需要離開井孔。4.如權利要求1所述的系統，其中所述下部閂鎖裝置與所述上部閂鎖裝置之間的距離不大于所述BHA的長度。5.如權利要求1所述的系統，其中所述下部閂鎖裝置包括下部BHA閂鎖平臺，并且其中所述上部閂鎖裝置包括上部BHA閂鎖平臺。6.如權利要求5所述的系統，其中所述下部閂鎖裝置還包括下部水泥閥閂鎖平臺，并且其中所述上部閂鎖裝置還包括上部水泥閥閂鎖平臺。7.如權利要求1所述的系統，其中能夠閂鎖到所述下部閂鎖裝置中的水泥閥不能閂鎖到所述上部閂鎖裝置中。8.如權利要求7所述的系統，其中能夠閂鎖到所述上部閂鎖裝置中的水泥閥不能閂鎖到所述下部閂鎖裝置中。9.如權利要求1所述的系統，其中能夠閂鎖到所述下部閂鎖裝置中的水泥閥能夠閂鎖到所述上部閂鎖裝置中。10.一種隨鉆套管方法，所述隨鉆套管方法包括：組裝套管柱，所述套管柱包括上部閂鎖裝置和下部閂鎖裝置；將可導向的井底組件(BHA)閂鎖到所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：H·Q·杰瑞扎，R·T·海，J·G·埃文斯，R·森蓋什沃爾，
申請(專利權)人：哈里伯頓能源服務公司，
類型：發明
國別省市：美國,US