[发明专利]吊臂安装的连续油管导向件以及用于运行连续油管的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时申请No.61/583,230的优先权，该申请提交于2012年1月5日，其全部内容通过合并在此，用于所有目的。

技术领域

本发明一般涉及使用连续油管/挠性油管的油田作业。

背景技术

连续油管通常广泛用于油田服务和作业。相对于直的接合管，它可以以高速率运行进入井孔并从井孔提升出来，并且不像钢丝绳(wire line)，它可以被推入井孔中。连续油管是指一条连续的钢管，即被连续的铣磨并且缠绕到大的卷带盘，用于运输和处理。在直径从0.75英寸到超过4英寸的情况下，连续油管可具有从50,000磅力每平方英寸(PSI)到超过120,000PSI的屈服和拉伸强度，并且已经被制造出长度大于30,000英尺。例如，它可用于钻孔，但是它更经常在钻井之后用于测井、洗井、压裂、固井、打捞、完井和与生产相关的操作。

连续油管使用被称作连续油管注入器的机器运行进入井孔并从井孔移出。名字“连续油管注入器”源自于以下事实：在预先存在的井孔中，油管可能需要通过滑动密封件被迫使到或“注入到”井中，以克服井内的流体压力，直到井中的油管的重量超过作用在油管的横截面的压力所产生的力。然而，一旦油管的重量超过了该压力，它必须通过注入器来保持。

存在许多不同类型和结构的连续油管注入器能够处理在油田作业中使用的连续油管。大多数连续油管注入器具有头部，该头部由两个连续的链组成，每个链装在多组隔开的链轮上，使得在链轮之间存在延伸的链长度。至少一个链由马达驱动——通常是液压的，虽然可以使用其他类型的马达——该马达连接至一个或更多个链轮。链被安排使得进入注入器的连续油管通过安装到每个链的夹具保持在链之间。夹具抵靠油管的外径被紧压，由此产生平行于油管的轴线的摩擦力。该摩擦力直接与由夹具所施加的法向力关联。

图1和图2示出了当钻机被移除后，对之前钻出的井进行作业时通常使用的设备的例子。连续油管的卷筒10安装在拖车11上，用于运输到现场。连续油管注入器、控制舱和其他的用于注入器运转的设备有时也被称为“连续油管单元”，并通常由图中的参考数字12指示。当连续油管14从卷筒展开，或被缠绕回卷筒时，它通过油管支撑导向件16被引导对准连续油管注入器的链。因为这样的导向件通常是拱形的，因此它们有时被称为“鹅颈管”支撑件。当连续油管注入器被布置时，导向件连接到连续油管注入器的框架，以便当注入器被运转时，导向件与连续油管注入器具有固定的关系。一般地，引导拱被定位或定向在其旋转链之间，使得连续油管穿入注入器头部的顶部，或任选的在注入器头部的顶部，使得连续油管穿入安装到框架的矫直机，用于在进入注入器头部之前消除油管的弯曲。(如在本说明书中所用，“连续油管注入器”是指具有或不具有矫直机的注入器头部，除非上下文另有说明。)当其被解开或缠绕时，为了将连续油管缠绕在卷筒上并且为了保持缠绕在卷筒上的连续油管，卷筒必须维持连续油管上的张力。引导拱防止连续油管通过卷筒施加到油管上的张力而产生的折曲或以其它方式损坏。然而，引导拱通常以以下方式附接在连续油管注入器的框架上，即该方式允许它被附接或连接在不同的位置或取向。例如，最好定位或定向可取决于所使用的油管的直径和油管是被降低或推入井孔还是被拉出井孔。当油管脱离卷筒时，它具有比当它从井被拉出时相对更大的弯曲，这可能会影响引导拱怎样被固定到注入器。因此，“固定的关系”并不暗示其不允许调整。

当被使用时，连续油管注入器定位在井口上方，高到足以容纳一个或更多个防喷装置20、立管(riser)22以及可以连接到井口的其它设备，其中在进入井孔前连续油管必须通过该井口。立管由一段或更多段直管组成，并且从附接至井口的防喷装置延伸。在被降低到井孔里之前，立管用来容纳附接到连续油管的末端的细长的、刚性的工具。连续油管注入器连接到具有防喷盒(stripper)的立管，该立管连续油管通过该防喷盒被推入或拉出。因为没有桅杆或平台，井口上方架设的临时结构或者驱动至现场的移动式起重机，被用于定位和保持注入器就位。