[发明专利]固井造斜器装置和方法

说明书

技术领域

本文公开的一个或多个实施例总体上涉及造斜器系统和方法。特别地，本文公开的一个或多个实施例涉及用于从井筒中侧钻井眼的造斜器。

背景技术

传统地，造斜器已经被用于从现有的井筒中钻凿斜向井眼。造斜器具有设于预定位置的倾斜表面，用于引导钻头或钻柱以斜向方式钻入井筒的侧部，其又可被称为侧钻窗口或窗口。在操作中，所述造斜器被定位/设于现有井筒的底部，然后探测所述造斜器的所述设定位置，所述造斜器被合适地定向以将钻柱指向合适的方向。当所述造斜器被设定后，钻柱被下降到钻井中与所述造斜器接合，从而使钻柱穿过现有井筒的壁钻凿出斜向井眼。

造斜器的其他用途包括从先前钻好的非生产性的装有套管的井筒/裸眼井筒侧钻。例如，当一个井筒不再使用时，可以在现有的装有套管的井筒或裸眼井筒的附近钻凿新的井眼，或者可替代地，可以从现有装有套管的井筒或裸眼井筒的可用部分侧钻出新的井眼。从装有套管的井筒或裸眼井筒侧钻对开发多个开采层也可以是有用的。这个过程可通过使用由楔子或造斜器部件引导的磨机碾磨穿透套管的侧部和/或钻入井筒壁来完成。碾磨或钻凿步骤完成后，可以从所述井筒中移除所述造斜器。

在侧钻操作时，水泥塞可以被设于所述井筒中以防止来自井筒的下部分的油气或其它流体渗透过造斜器位置。水泥塞设定在造斜器之下，以隔离井筒的下部分。典型地，可以在第一次起下钻过程中将所述水泥塞设于所述井筒中，此后可以在第二次起下钻时将造斜器伸入所述井筒中。相应地，现有操作采用两次或更多次井下起下钻。

发明内容

公开了一种用于形成斜向井筒的侧钻系统。所述侧钻系统包括具有造斜器的造斜器组件以及具有托管架的托管架组件，所述托管架延伸穿过所述造斜器组件的至少一部分。所述托管架通过卡锁机构、例如夹头可释放地耦接至造斜器组件。球座载体具有可释放地耦接至所述卡锁机构的内部中的延伸部分。所述侧钻系统还可以包括被布置及设计为将造斜器组件锚固到井下、例如裸眼井中的锚组件。所述侧钻系统能够使在井下单次起下钻中例如通过所述托管架设定/锚固造斜器以及创建水泥塞。

还公开了一种钻凿斜向井筒(例如侧钻)的方法。侧钻系统朝井下方向布置在井筒中。所述侧钻系统包括造斜器组件和托管架组件。所述托管架组件的一部分延伸穿过所述造斜器组件的至少一部分。所述托管架组件的所述部分具有与所述侧钻系统的部件可释放地耦接的卡锁机构，例如夹头。所述卡锁机构在其内部中可释放地容纳球座载体。当所述侧钻系统布置完毕后，球被投入托管架组件的中心孔内。流体被泵送向下穿过所述中心孔，以驱动所述球与球座载体的球座接合。一旦就座后，所述球至少部分地堵塞所述中心孔。继续泵送流体至所述中心孔内，以使所述中心孔中的流体压力增大到足以使所述球座载体从所述卡锁机构释放。在球被投入之前，侧钻系统可以例如通过卡瓦的致动或封隔器的充胀被锚固于井下的期望位置或地点。

还公开了一种用于侧钻的方法。侧钻系统朝井下方向布置在井筒中。所述侧钻系统包括造斜器组件和托管架组件。所述托管架组件的一部分延伸穿过所述造斜器组件的至少一部分。所述托管架组件的所述部分具有与所述侧钻系统的部件可释放地耦接的卡锁机构，例如夹头。所述卡锁机构在其内部中可释放地容纳球座载体。所述侧钻系统被锚固于例如未装套管的井筒中的期望深度处。球被投入托管架组件的中心孔内。流体被泵送向下穿过所述中心孔，以驱动所述球与球座载体的球座接合。一旦所述球就座与所述球座接合后，所述中心孔被至少部分堵塞。继续向下泵送流体至所述中心孔中，以使所述中心孔中的流体压力增大到足以使所述球座载体从所述卡锁机构释放。一旦所述球座载体被释放，拉拽所述托管架组件使所述托管架组件轴向升高一个短距离。含水泥的材料可以被泵入所述托管架组件的中心孔中，以在所述井筒内进行固井作业。在一个或多个实施例中，所述侧钻系统的锚固以及含水泥的材料向所述托管架组件的中心孔内的泵送，发生于单次井下起下钻过程中。

在另一个实施例中，一种用于钻凿斜向井筒的方法包括在井下布置侧钻系统，所述侧钻系统具有造斜器组件和托管器组件。所述造斜器组件被设置和设计为接收托管架组件的一部分，所述托管架组件的一部分延伸穿过所述造斜器组件的至少一部分，并且所述托管架组件具有贯穿的中心孔。所述方法进一步包括通过可释放卡锁机构、例如夹头从所述侧钻系统的部件脱开所述托管架组件的所述部分。所述可释放卡锁机构被设置和设计为在其内部中可释放地容纳球座载体。当球座载体不再被容纳于所述卡锁机构的内部中时，所述可释放卡锁机构允许所述托管架组件的所述部分从所述侧钻系统的所述部件脱开。

附图说明