在多次往返中利用闭锁停驻能力在传送衬套构件时进行定向钻井制造技术

本发明专利技术公开了一种用于在多次往返中利用闭锁停驻能力在传送衬管时进行定向钻井的方法和系统。在钻探井筒时，安装每个套管和衬管，所述套管和衬管各自具有上方和下方内部闭锁耦接件。有待安装在母体套管下方的衬管包括外部闭锁组件，所述外部闭锁组件被设定尺寸来连接至所述母体套管的所述内部闭锁耦接件。井底钻具组件可以包括上方和下方外部内钻柱闭锁组件，所述上方和下方外部内钻柱闭锁组件用于连接至有待安装的所述衬管的所述上方和下方内部闭锁耦接件。这种布置允许在定向钻井时传送所述衬管并且将所述衬管与所述井底钻具组件一起安装，并且允许所述衬管暂时地从所述母体套管悬挂下来以便在钻井时进行井底钻具组件更换。浮塞可以被提供用于注水泥操作，所述浮塞被设定尺寸来停落在下方衬管内部闭锁耦接件处。

Directional locking is used during multiple trips to perform directional drilling in the transmission liner component

The present invention discloses a method and system for directional drilling in a transmission liner when locking stopping capacity is used in multiple trips. When drilling the wellbore, each sleeve and liner are fitted, each of which has an upper and lower inner locking coupling. The liner tube to be installed under the parent sleeve includes an external locking assembly that is dimensioned to connect the internal latch coupling to the parent tube. The bottom hole assembly may include upper and lower external drillstring in locking component, the upper and lower external drill string locking assembly for connection to the liner to be installed above and below the internal locking coupling. This arrangement allows the transmission of the liner and the liner and the bottom hole assembly is installed in directional drilling, and allow the liner temporarily from the parent casing hanging down to bottom hole assembly replacement while drilling. The floating plug may be provided for cementing operation, the plug is set to fall below the size of the internal liner locking coupling at.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在多次往返中利用闭锁停驻能力在传送衬套构件时进行定向钻井优先权本申请是于2014年11月3日提交的名称为“METHODFOR定向钻井WHILECONVEYINGALINER,WITHLATCHINGPARKINGCAPABILITIESFORMULTIPLETRIPS”的美国临时专利申请号62/074,460的国际申请并且要求其优先权，所述专利申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。
本公开总体涉及油田设备，并且具体地说涉及用于在地下定向钻井和完井的井下工具、钻井及相关系统和技术。专利技术背景从井构造的视角来看，由于地层压力衰竭，石油开采面临日益严峻的挑战。小型储藏因伴随许多挑战而可能要求复杂的井轨迹。事件诸如井孔不稳定、损失循环区、盐层蠕动、卡钻等在钻井过程中可能会导致非生产时间，而且更糟糕的是，可能会完全无法进入预期烃储层。此外，油田开发计划因不稳定的地层中存在窄泥浆窗口而可能涉及更复杂的井轨迹，这可以受益于用于减少计划外的事件的不同钻井方法。附图简述下文参考附图详细描述了实施方案，在附图中：图1是根据实施方案的用于随同传送衬套构件进行定向钻井的系统的部分截面的正视图；图2是根据实施方案的用于随同传送衬套构件进行定向钻井的方法的流程图；图3和图4是与图2的随同传送衬套构件定向钻井方法一起使用的井的上方部分的轴向截面，其示出井孔准备操作和与内部套管闭锁耦接件一起安装的套管；图5是根据实施方案的具有随同定向钻井衬套构件系统的图4的井的轴向截面，其示出根据图2的方法的初始衬管送入操作；图6和图7是图5的井和随同定向钻井衬管系统的轴向截面，其示出根据图2的方法的随同传送衬套构件进行的定向钻井操作；图8-12是图7的井和随同定向钻井衬套构件系统的轴向截面，其示出根据图2的方法在使传送的衬套构件停驻时对井底钻具组件进行中间更换；图13是图12的井和随同定向钻井衬管系统的轴向截面，其示出根据图2的方法在对井底钻具组件进行调换之后，在传送衬套构件时恢复定向钻井操作；图14-17是图13的井和随同定向钻井衬管系统的轴向截面，其示出根据实施方案的用于总深扩孔并使传送的衬套构件停驻的方法；图18-22是图13的井和随同定向钻井衬管系统的轴向截面，其示出根据实施方案的用于总深扩孔并使传送的衬套构件停驻的方法；图23是图13的井的轴向截面，所述井根据图2的方法已经扩孔至总深；并且图24-28是根据实施方案的具有膨胀/注水泥送入工具组件的图23的井的轴向截面，所述膨胀/注水泥送入工具组件用于根据图2的方法来进行注水泥和膨胀操作。具体实施方式本公开可以在各个实例中重复参考号和/或字母。此重复是出于简单明了的目的，并且本身并不指示所讨论的各种实施方案和/或配置之间的关系。另外，空间相对术语诸如“在…之下”、“在…下方”、“下方”、“在…上方”、“上方”、“井上”、“井下”、“上游”、“下游”等等在本文中为了方便描述可以用于描述如图所示的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。空间相对术语意在涵盖使用中或操作中的设备除了附图中所展示的取向之外的不同取向。图1是根据一个或多个实施方案的随钻衬管系统200的部分截面的正视图。随同加衬定向钻井系统200如本文所公开可以允许在传送衬套构件30的同时对井筒进行定向钻井。定向钻井系统的能力可以包括但不限于以下各项：完成多次井底钻具组件行程的能力(用于例如钻头或井底钻具组件更换)；扩大先导孔的能力；临时衬管悬挂能力；对完成的裸眼井加套管的能力；钻井和旋转时导向的能力；井底钻具组件的可收回性；以及执行常规注水泥操作的能力。如下文更详细所描述，在一个或多个实施方案中，随同定向钻井衬管系统200可能能够实现海上和陆上使用两者以实现准确的井筒放置，其中不良的井孔条件可能要求套管或衬管处于适当的位置。系统200可能能够进行以下多项操作：在处理衬管和井底钻具组件以及钻柱的重量时将衬套构件30与套管20选择性地锁合和解锁；满足钻井转矩要求；允许用在长的侧向部段中；在衬管的顶部为环空提供密封；保留衬管内径；容忍碎屑；长时间处理旋转；提供用于打捞操作；以及维持当前可用的工具和系统的相容性。随同定向钻井衬管系统200还可能能够传送和采用用于注水泥的浮动设备，包括通过落球激活的塞子、结合背压阀的底塞和在底塞顶部锁合的替塞。另外，随同定向钻井衬管系统200可能是可钻井的。此外，在一个或多个实施方案中，随同定向钻井衬管系统200可以包括井底钻具组件(BHA)210，所述井底钻具组件210可以包括允许对先导孔进行总深扩孔的两个扩孔器。这类扩孔器可以有线连接至控制器，所述控制器经由下行链路遥测系统而与操作者通信，例如通过使用地面泥浆脉冲发生器，泥浆泵操作的变化，管状传送件的旋转，将球或镖投入泥浆流中，或者使用放置在泥浆流中的信令装置，诸如射频识别(RFID)装置激活来通信。这类扩孔器还可以通过使用泥浆泵来液压地激活/停用。BHA210可以包括有线井下马达224。每个扩孔器可以独立地致动，或者选择性地成组来整体致动或彼此以相反的动作致动；例如，一个扩孔器可以延伸其扩孔器刀片，而另一个扩孔器可以缩回其扩孔器刀片。系统200可以如图所示位于陆地上或位于以下各项顶部：海上平台、半潜式平台、钻井船或能够穿过一个或多个井下地层15形成井筒12的任何其他平台。系统200可以用在垂直井、非垂直井或偏斜井、多分支井、海上井等中。井筒12可以包括套管20并且可以包括一个或多个裸眼井部分。系统200可以包括钻机144。钻机144可以大体位于井口167上方，所述井口167在海上位置的情况下位于海床并且可以经由立管(未示出)而连接至钻机144。钻机144可以包括顶部驱动装置142、转台138、提升机组件140以及与钻柱152在井筒12内的升高、下降和旋转相关联的其他设备。防喷器(未明确示出)和与钻探井筒12相关联的其他设备也可以提供在井口167处。钻柱152可以由各个长度的套管、钻杆、连续油管或其他管材组装而成。在一个或多个实施方案中，钻柱152具有中空内部153。在钻柱152的外部与井筒12的内径之间形成了环空166。钻柱152的井下方可以运载BHA210。远端钻头214可以是常规钻头、扩孔器、取芯钻头或其他合适的工具。BHA210可以包括马达224，所述马达224可操作来使远端钻头214旋转。马达224可以是泥浆马达。然而，例如由液压驱动的发电机供电或电连接至地面的电马达可以用来取代泥浆马达。取代泥浆马达，涡轮钻具叶片式马达或任何其他类型的电动回转装置也可以用于将钻井转矩施加至远端钻头214。牵引机组件或锚固装置157可以提供在BHA210内以用于抵抗远端钻头214的旋转期间BHA210在井筒12内旋转的任何趋势。BHA210还可以包括各种接头、扶正器、钻环、测井工具或类似设备。钻柱152可以运载如下文详细所描述的衬套构件30。各种类型的钻井液146可以从池子155泵运穿过泵148和导管150而到达从井口167延伸的钻柱152的上方。钻井液146之后可以流过钻柱152的纵向钻孔153并且通过形成在远端钻头214中的喷嘴(未示出)离开，或者至少一部分流体会流到BHA210或钻柱152中的其他地方。钻井液146可以与地层钻屑以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成井筒的方法，所述方法包括：将套管安装在井筒的上方部分中，所述套管具有上方和下方内部套管闭锁耦接件；提供井底钻具组件，所述井底钻具组件具有上方和下方外部内钻柱闭锁组件；通过衬套构件来安置所述井底钻具组件，所述衬套构件具有上方和下方内部衬管闭锁耦接件，所述上方和下方内部衬管闭锁耦接件各自被设定尺寸来连接至所述上方和下方外部内钻柱闭锁组件；以及外部衬管闭锁组件，所述外部衬管闭锁组件被设定尺寸来连接至所述上方和下方内部套管闭锁耦接件；将所述井底钻具组件连接至送入工具；将所述外部内钻柱闭锁组件连接至所述下方内部衬管闭锁耦接件，其中所述井底钻具组件的至少下方部分延伸越过所述衬套构件的下方边缘；以及通过所述送入工具来将所述井底钻具组件与所述衬套构件一起下降到所述套管中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.03 US 62/074,4601.一种形成井筒的方法，所述方法包括：将套管安装在井筒的上方部分中，所述套管具有上方和下方内部套管闭锁耦接件；提供井底钻具组件，所述井底钻具组件具有上方和下方外部内钻柱闭锁组件；通过衬套构件来安置所述井底钻具组件，所述衬套构件具有上方和下方内部衬管闭锁耦接件，所述上方和下方内部衬管闭锁耦接件各自被设定尺寸来连接至所述上方和下方外部内钻柱闭锁组件；以及外部衬管闭锁组件，所述外部衬管闭锁组件被设定尺寸来连接至所述上方和下方内部套管闭锁耦接件；将所述井底钻具组件连接至送入工具；将所述外部内钻柱闭锁组件连接至所述下方内部衬管闭锁耦接件，其中所述井底钻具组件的至少下方部分延伸越过所述衬套构件的下方边缘；以及通过所述送入工具来将所述井底钻具组件与所述衬套构件一起下降到所述套管中。2.如权利要求1所述的方法，其中：所述井底钻具组件是定向钻井井底钻具组件；并且所述方法还包括使用所述定向钻井井底钻具组件的钻头和导向系统来沿着井轨迹定向钻探所述井筒的下方部分。3.如权利要求2所述的方法，其中：所述井底钻具组件中延伸越过所述衬套构件的所述下方边缘的所述下方部分包括扩孔器；并且所述方法还包括，使用所述钻头来钻探所述井筒的下方部分的先导孔；以及使用所述扩孔器在所述套管下方对所述先导孔进行扩孔。4.如权利要求1所述的方法，其还包括：通过所述外部衬管闭锁组件将所述衬套构件从所述上方和下方内部套管闭锁耦接件中的一个悬挂下来；使所述下方外部内钻柱闭锁组件从所述下方内部衬管闭锁耦接件脱开；以及接着将所述井底钻具组件从所述井筒移去。5.如权利要求5所述的方法，其还包括：将所述井底钻具组件重新插入到所述井筒中；将所述下方外部内钻柱闭锁组件连接至所述下方内部衬管闭锁耦接件；以及接着使所述外部衬管闭锁组件从所述上方和下方内部套管闭锁耦接件中的所述一个脱开。6.如权利要求1所述的方法，其还包括：通过所述井底钻具组件的总深扩孔器来将先导孔扩孔至近总深；升高所述井底钻具组件和所述衬套构件；通过所述外部衬管闭锁组件将所述衬套构件从所述上方内部套管闭锁耦接件悬挂下来；使所述下方外部内钻柱闭锁组件从所述下方内部衬管闭锁耦接件脱开；在所述衬套构件内升高所述井底钻具组件；将所述上方和下方外部内钻柱闭锁组件中的所述一个连接至所述上方内部衬管闭锁耦接件，以使得大部分所述井底钻具组件安置在所述衬套构件内；下降所述井底钻具组件和所述衬套构件；通过所述外部衬管闭锁组件将所述衬套构件从所述下方内部套管闭锁耦接件悬挂下来；使所述下方外部内钻柱闭锁组件从所述上方内部衬管闭锁耦接件脱开；以及将所述井底钻具组件从所述井筒移去。7.如权利要求1所述的方法，其还包括：提供衬管悬挂器，所述衬管悬挂器具有悬挂器主体和夹头组件，所述悬挂器主体连接至所述衬套构件，所述夹头组件连接在所述井底钻具组件与所述送入工具之间。8.如权利要求7所述的方法，其还包括：通过所述夹头组件在所述送入工具与所述井底钻具组件之间传递转...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·杰瑞扎，R·T·海，J·G·埃文斯，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US