專利名稱：多管合成材料撓性管系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于操縱撓性管的裝置。本發(fā)明特別涉及固定至少兩個(gè)撓性管卷筒的撓性管操縱裝置。本發(fā)明特別涉及撓性管系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用了一個(gè)輸送裝置以將撓性管導(dǎo)引至至少兩個(gè)卷筒并從至少兩個(gè)卷筒導(dǎo)出撓性管。
通常，通過井口控制設(shè)備將撓性管導(dǎo)入石油或天然氣井身內(nèi)。撓性管的常規(guī)操縱系統(tǒng)可包括一個(gè)卷筒組件，一根鵝頸管和一個(gè)注入器頭。卷筒組件包括一個(gè)用于存儲撓性管的轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒，一個(gè)用于支承卷筒的支座，一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以及一個(gè)旋轉(zhuǎn)式聯(lián)接器。在工作期間，注入器頭牽引存放在卷筒上的撓性管并將撓性管注入井口內(nèi)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)以放出撓性管且鵝頸管將撓性管導(dǎo)入注入器頭內(nèi)。通常，在操作期間通過撓性管泵送液體。旋轉(zhuǎn)式聯(lián)接器提供了卷筒組件和從泵伸出的流體管線之間的連接。撓性管的這些結(jié)構(gòu)和設(shè)備在本領(lǐng)域是熟知的。
雖然現(xiàn)有技術(shù)的撓性管操縱系統(tǒng)對于由金屬(如鋼)制成的撓性管會產(chǎn)生令人滿意的效果，但是這些系統(tǒng)不適于較長跨度的利用由合成材料制成的撓性管形成的鉆井管或工作管。由于合成材料撓性管的重量遠(yuǎn)小于鋼撓性管，因此這種具有長跨度的合成材料管是合理的。實(shí)際上，可以將合成材料撓性管制造成在鉆井泥漿中具有中性浮力。在合成材料撓性管有效地漂浮在鉆井泥漿中的情況下，如牽引車這樣的井下工具僅需克服摩擦力以便通過井身牽引合成材料撓性管。合成材料的這一特征顯著地增大了合成材料撓性管的有效范圍。因此，合成材料撓性管可很好地允許實(shí)現(xiàn)以前利用其他方法不易實(shí)現(xiàn)的20,000英尺或更深的完井作業(yè)。
另外，合成材料具有很高的抗疲勞斷裂性，往往與鋼撓性管相關(guān)的所述疲勞斷裂是由“彎曲情況”產(chǎn)生的。在新制造的撓性管進(jìn)入井身之前，可能會發(fā)生至少三種彎曲情況當(dāng)首先使撓性管從卷筒上退繞時(shí)，伸直，當(dāng)通過鵝頸管時(shí)會發(fā)生彎曲，一旦進(jìn)入注入器內(nèi)則伸直。彎曲情況的這種累積會嚴(yán)重地?fù)p壞鋼撓性管的完整性并會威脅操作人員和鉆井作業(yè)。因此，通常僅在井身內(nèi)完成少量行程后便從作業(yè)裝置收回鋼撓性管。但是，合成材料撓性管卻不會受到這種彎曲情況的很大影響，且具有更長的使用壽命。
因此，與以前利用常規(guī)鉆井系統(tǒng)相比，利用合成材料撓性管的系統(tǒng)可被安全、經(jīng)濟(jì)地用于鉆井和開采更深、更長距離的井。另外，可以對完成但報(bào)廢的井進(jìn)行改造以提高油氣開采率。因此，合成材料撓性管允許進(jìn)入過去無法接近的區(qū)域進(jìn)行工作，從而進(jìn)一步使礦物燃料的開采達(dá)到最大。
但是，在未設(shè)置能夠有效且經(jīng)濟(jì)地配置較長合成材料撓性管的操縱裝置的情況下，無法在鉆井工作中實(shí)現(xiàn)這些引人注目的改進(jìn)。現(xiàn)有技術(shù)的撓性管操縱系統(tǒng)不易于適應(yīng)將上千英尺的撓性管注入井下時(shí)所需的頻繁的卷筒更換?，F(xiàn)有技術(shù)的撓性管操縱系統(tǒng)要求停止工作以便用一個(gè)滿載的卷筒更換一個(gè)排空的卷筒。由于這種操作過程是低效的，因此需要一種能更有效更換撓性管的連續(xù)卷筒的撓性管操縱系統(tǒng)。
圖6為通過本發(fā)明第一最佳實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的撓性管的示意性配置；及圖7為本發(fā)明第二最佳實(shí)施例的平面圖。
對本發(fā)明最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述雖然本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可適用于許多情況，但是本發(fā)明的實(shí)施例是根據(jù)石油和天然氣的開采應(yīng)用來描述的。首先參見

圖1，該圖描述了一種多卷筒系統(tǒng)20的一個(gè)實(shí)施例，其被安裝在設(shè)置于井口26和井身28上方的一個(gè)鉆井臺24上。鉆井臺24可以是以地面為地基的鉆機(jī)的一部分，也可以是鉆探船或海上平臺的一部分。另外，井口26和井身28可以是一種具有新型結(jié)構(gòu)的井或可以采用需要修井操作的現(xiàn)存結(jié)構(gòu)。多卷筒系統(tǒng)20配有一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)裝置30，一個(gè)泥漿泵32，一根鵝頸管34以及一個(gè)注入器36。鵝頸管34從多卷筒系統(tǒng)20將撓性管38送入注入器36內(nèi)。在退繞期間，抽出撓性管38并使其穿入注入器36內(nèi)，注入器迫使撓性管38通過一個(gè)防噴器組39且最終進(jìn)入井身28內(nèi)。在卷繞和退繞期間，液壓驅(qū)動(dòng)裝置30能夠提供多卷筒系統(tǒng)20所用的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)力?？梢允褂媚酀{泵32泵送鉆井液(如鉆井泥漿)通過撓性管38且最終將其泵入井身28內(nèi)。為了簡化，在附圖中未顯示出輔助裝置，如軟管繞平機(jī)構(gòu)，吊車，摩擦輪計(jì)數(shù)器以及動(dòng)力源。另外，用于將撓性管導(dǎo)入井身內(nèi)的裝置在本領(lǐng)域是已知的，因此在后文未對其作出描述。
為了進(jìn)行這一描述，“卷繞”是指用于轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)卷筒以收回?fù)闲怨?8的過程。“圈”是指已通過轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒配置在卷筒上的撓性管的長度。另外，在申請日為1998年5月20日、名稱為“Well System”的美國專利申請No.09/081,961中披露了合成材料撓性管，以及用于操縱由合成材料制成的撓性管的裝置，該文獻(xiàn)可在本申請中參考使用。應(yīng)理解在本文中所用的“管”或“撓性管”是指由合成材料、FiberglasTM或其它材料制成的管，這些管具有柔性，重量輕且適用于與石油和天然氣相關(guān)的用途。
參見圖2，第一種優(yōu)選的多卷筒系統(tǒng)100包括一根軸102，多個(gè)卷筒104，一個(gè)底座106以及一個(gè)輸送裝置108。軸102支承卷筒104且當(dāng)由液壓驅(qū)動(dòng)裝置30驅(qū)動(dòng)時(shí)，使卷筒104轉(zhuǎn)動(dòng)。軸102最好包括一個(gè)孔腔(未示出)，該孔腔具有一個(gè)輸入口110和一個(gè)輸出口112。輸入口110位于軸102的第一端114，且適于接收一根從泥漿泵32伸出的流體管線116。輸出口112靠近軸102的第一端114且其結(jié)構(gòu)允許軸的孔腔和卷繞在卷筒104上的撓性管38之間的流體連通。在正常操作下，通過驅(qū)動(dòng)裝置30使軸102轉(zhuǎn)動(dòng)，且泥漿泵32以升高的液壓力泵送鉆井液通過撓性管38。因此，輸入口110和流體管線116之間的連接裝置最好包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器118，該旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器適于在轉(zhuǎn)動(dòng)期間保持液體密封性。這種結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域中是已知的。軸102最好還具有可滑動(dòng)地接合底座106的軸頸面(未示出)。還使軸102可操縱地與液壓驅(qū)動(dòng)裝置30相連。根據(jù)所用的特殊液壓驅(qū)動(dòng)裝置，軸102可包括齒輪齒，一個(gè)在軸102上加工出的扁平件或鍵，或其它與液壓驅(qū)動(dòng)裝置30相連的適當(dāng)連接裝置。雖然軸驅(qū)動(dòng)的卷筒是廣泛采用的，但是也可以使用其它卷筒驅(qū)動(dòng)裝置支承并驅(qū)動(dòng)卷筒104。例如，本申請可參考使用的美國專利No.4,945,938披露了一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過與卷筒凸緣的結(jié)合而使卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，應(yīng)理解所描述的軸驅(qū)動(dòng)裝置僅是支承卷筒104和使卷筒104轉(zhuǎn)動(dòng)的說明性裝置，本發(fā)明不應(yīng)局限于裝有軸的實(shí)施例。
基座106包括一對支承件120a，b。最好以平行方式將支承件120a，b安裝在鉆井臺面或平臺(未示出)上，且這些支承件的尺寸應(yīng)能至少支承軸102、卷筒104和配套的撓性管38的總重量。支承件120a，b包括軸向?qū)?zhǔn)的孔腔122，這些孔腔具有放置軸102的軸頸面的表面。一個(gè)或兩個(gè)支承件120a，b與軸102脫離以便使卷筒104滑至軸102上。例如，支承件120a(圖5)可以設(shè)有一個(gè)鉸接下部501(圖5)，或可完全從所述平臺上被拆下。當(dāng)使一個(gè)或多個(gè)支承件120a，b與軸102分離時(shí)，可設(shè)置用以支承軸102的一個(gè)或多個(gè)臨時(shí)機(jī)架502(圖5)。在軸102、卷筒104和撓性管38的總重量大于兩個(gè)支承件120a，b所能安全承載的重量的情況下，可以增加一個(gè)第三支承件(未示出)。提供如軸承、密封件和潤滑劑這樣的元部件作為允許軸102在支承件120a，b上有效轉(zhuǎn)動(dòng)的必要裝置。
卷筒104提供了一種以層狀螺旋繞組方式存儲撓性管38的便捷方法。最好沿軸102的軸向設(shè)置第一，第二和第三卷筒。為了有助于繞在獨(dú)立卷筒104上的撓性管38長度上的互連，卷筒104最好包括撓性管38一端可通過的狹槽124或?qū)Ч?。將卷?04固定在軸102上，以便軸102的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠引發(fā)卷筒104的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過任意適合的裝置可實(shí)現(xiàn)軸102和卷筒104之間的機(jī)械連接。例如，軸102可具有一個(gè)或多個(gè)扁平部分(未示出)，這些扁平部分與在一通入卷筒104的孔中加工出的相應(yīng)扁平部分相配合。作為可供選擇的方案，軸102可包括一個(gè)鍵，該鍵容納于在所述孔中加工出的狹槽內(nèi)。另外，利用止動(dòng)件或軸環(huán)134沿軸102可以將卷筒104固定在適當(dāng)?shù)妮S向位置處。卷筒104的常用結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域熟知的，因此未作詳細(xì)描述。
仍參見圖2，輸送裝置108從卷筒104將撓性管38導(dǎo)引至鵝頸管34和注入器36。參見圖3，輸送裝置108包括一個(gè)導(dǎo)軌136以及一個(gè)機(jī)架138。導(dǎo)軌136最好包括一個(gè)籠架139以及多個(gè)輥140。在籠架139的入口和出口處設(shè)有成對的疊層輥142。沿籠架139的入口和出口之間的中間部分可設(shè)置另外的疊層輥對142，以便在撓性管38從卷筒104運(yùn)動(dòng)至鵝頸管34(圖2)和注入器36(圖2)時(shí)能夠避免撓性管38出現(xiàn)不理想的運(yùn)動(dòng)。輥140為可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在籠架139上的細(xì)長形圓柱形件。輥140可包括大致與合成材料撓性管38的圓形剖面輪廓相吻合的拱形面。通常，輥104的轉(zhuǎn)動(dòng)以及由注入器36提供的注入力會提供足以使撓性管38運(yùn)動(dòng)的力。因此，不必對輥140提供動(dòng)力，當(dāng)撓性管38運(yùn)動(dòng)通過輥140時(shí)，輥140便完全能夠運(yùn)動(dòng)。但是，如果需要輔助力來輸送撓性管38，那么輥140可設(shè)置一個(gè)如電動(dòng)馬達(dá)(未示出)這樣的動(dòng)力源或類似裝置，以有效地轉(zhuǎn)動(dòng)輥140并有助于撓性管38的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)理解存在同樣適合的導(dǎo)軌136的多種變形。例如，導(dǎo)軌136可包括一個(gè)槽，該槽具有潤滑的表面或涂覆有增滑材料(如特氟隆)的表面。
機(jī)架138為導(dǎo)軌136提供了豎直的支承且還允許進(jìn)行導(dǎo)軌136的角度重新定位。機(jī)架包括一根橫梁143，一根支柱144，一個(gè)前支承146以及一塊旋轉(zhuǎn)板148。旋轉(zhuǎn)板148被牢固地固定在鉆井臺24上，且包括一個(gè)具有能夠容納支柱144的埋頭孔150。支柱144最好為一細(xì)長形件，其具有一個(gè)可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地接合旋轉(zhuǎn)板埋頭孔150的底端152。
參見圖4，前支承件146的一個(gè)最佳實(shí)施例包括兩個(gè)輪子154，一根鎖桿146，一根橫桿158以及一個(gè)豎直梁159。以從梁143向下豎直的方式固定豎直梁159。使橫桿158牢固地與豎直梁159相連。最好將輪子154或小腳輪或其它適合的可運(yùn)動(dòng)的承載裝置設(shè)置在橫桿158的相對端上。
參見圖3和4，可滑動(dòng)地將鎖桿156鎖在豎直梁159上。鎖桿156最好接合鉆井臺24上的幾個(gè)孔中的一個(gè)孔。作為可選擇的方案，鎖桿156可以接合固定在鉆井臺24上的板(未示出)中的埋頭孔。因此，當(dāng)輸送裝置108繞旋轉(zhuǎn)板148轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過鎖桿156的接合能夠?qū)⑤斔脱b置鎖定至理想的角度位置處。參見圖2和3，輸送裝置108的結(jié)構(gòu)適于允許導(dǎo)軌136將撓性管38從卷筒104導(dǎo)引至注入器頭36的不同方案。例如，梁143適于繞一根固定支柱144轉(zhuǎn)動(dòng)，從而省略了旋轉(zhuǎn)板148。作為可選擇的方案，導(dǎo)軌136可以可旋轉(zhuǎn)地接合梁143，從而還能省去對具有輪子154的前支承件146的需求。
輥104，鵝頸管34和注入器36之間的間距將限定導(dǎo)軌136的實(shí)際結(jié)構(gòu)。如果所述間距是相當(dāng)大的，那么導(dǎo)軌136必須具有能支承且有效地將合成材料撓性管38從卷筒104輸送至注入器36的特點(diǎn)。另一方面，如果該間距較小，導(dǎo)軌136僅能提供有限量的導(dǎo)引，以便將撓性管38從卷筒104輸送至鵝頸管34和注入器36。實(shí)際上，如果卷筒104非常接近鵝頸管34和注入器36，則可以省略導(dǎo)軌136。作為可選擇的方案，通過將鵝頸管34和注入器36安裝在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的臺(未示出)上，可以省略所述輸送裝置?？梢允咕哂锌赊D(zhuǎn)動(dòng)的臺或平臺的鵝頸管和注入器轉(zhuǎn)動(dòng)必需的量，以便以大致直線方式從卷筒接收撓性管。
參見圖5，如圖所示，在合成材料撓性管配置的準(zhǔn)備中，將三個(gè)卷筒104加裝在軸102上。在拆除一個(gè)底部支承件120a之前，可使用一個(gè)或多個(gè)支架502來支承軸102。使卷筒104逐漸滑至軸102的懸臂端上。當(dāng)然，在該過程期間可使支架502移動(dòng)。一旦使卷筒104位于理想的軸向位置處，便安裝軸環(huán)134以將卷筒104固定在應(yīng)有的位置處。之后，形成卷筒之間的撓性管連接并可開始預(yù)檢測動(dòng)作。
參見圖6，在操作期間，在第一卷筒R1上的撓性管具有第一端602，使該端經(jīng)輸送裝置108，越過鵝頸管34穿入注入器36內(nèi)。在第一卷筒R1上的撓性管具有第二端604，該端與繞在第二卷筒R2上的撓性管的第一端606相連。同樣，在第二卷筒R2上的撓性管的第二端608與保存在第三卷筒R3上的合成材料撓性管的第一端610相連。使保存在第三卷筒R3上的合成材料撓性管的第二端612連接至軸102上的輸出口112。因此，通過軸102，輸送泥漿泵32壓出的鉆井泥漿通過第一，第二和第三卷筒上的合成材料撓性管并將其送入井身內(nèi)。在已經(jīng)形成合成材料撓性管上的所有連接后，可以開始將撓性管注入井身內(nèi)。
最初使輸送裝置108設(shè)定在位置A處。因此，雖然在第一卷筒R1上的合成材料撓性管不會與鵝頸管和注入器正好對準(zhǔn)，但是輸送裝置108的使用能夠確保從第一卷筒R1至鵝頸管的平穩(wěn)過渡。一旦用盡第一卷筒R1上的撓性管，則使輸送裝置108移動(dòng)至位置B。而且，注入第二卷筒R2上存放的撓性管，直至用盡第二卷筒R2。之后，將輸送裝置設(shè)定至朝向第三卷筒R3的位置C處。因此，可以理解無需間斷性停止便能將很長的撓性管注入井身內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)撓性管的跨距之間的連接或使卷筒運(yùn)動(dòng)至應(yīng)有的位置處。
參見圖7，本發(fā)明的多卷筒系統(tǒng)200的第二實(shí)施例包括一個(gè)固定式輸送裝置210，一根軸212，卷筒214以及一個(gè)基座216。輸送裝置210永久地朝向軸212的中心。軸212包括一個(gè)中央部分218，第一相鄰部分220以及第二相鄰部分222。中央部分218和第一相鄰部分220均容納有一個(gè)卷筒214。第二相鄰部分222的尺寸應(yīng)能接收從中央部分218移動(dòng)的一個(gè)卷筒214。軸212允許卷筒214沿軸212滑動(dòng)，從而從例如中央部分218移動(dòng)至第二相鄰部分222。應(yīng)理解軸212和卷筒214可裝有一個(gè)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)用于將卷筒214加裝在軸212上，或從軸212上卸下卷筒214。僅需對這種機(jī)構(gòu)加以改進(jìn)便能在卷繞或退繞期間允許卷筒214的間斷性移動(dòng)。
以大致與多卷筒系統(tǒng)100的圖3所示的實(shí)施例相同的方式制造第二多卷筒系統(tǒng)200。但是，輸送裝置210不必包括允許輸送裝置210旋轉(zhuǎn)的部件。另外，由于撓性管沿大致直線形路徑運(yùn)動(dòng)，因此，輸送裝置210可采用更少的支承件(如輥)來限制不理想的撓性管運(yùn)動(dòng)。
對于第二多卷筒系統(tǒng)而言，預(yù)注入過程與第一多卷筒系統(tǒng)的預(yù)注入過程大致相同，其不同之處在于僅將一個(gè)中央卷筒和一個(gè)偏置卷筒加裝在軸上。在注入過程期間，使輸送裝置永久朝向位于卷筒平臺上的一個(gè)特定卷筒，如中央卷筒。一旦已用盡存放在中央卷筒上的撓性管，則使中央卷筒移動(dòng)至軸上未被占用的部分，且使偏置卷筒移動(dòng)至中央位置處。應(yīng)理解應(yīng)使偏置卷筒上的撓性管接近軸上的輸出口。應(yīng)使撓性管足夠松弛以允許第二卷筒沿軸向滑至與輸送裝置對準(zhǔn)。因此，可以理解無需采用間斷性停止以便以耗時(shí)工序在撓性管和更換的卷筒之間形成連接，就能將很長的撓性管注入井眼內(nèi)。應(yīng)理解在作業(yè)期間，上述過程是可以反向的。
雖然已給出并描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明的思想或其給出的啟示的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作出改進(jìn)。例如，大部分以上的描述均涉及本發(fā)明中包括兩個(gè)或三個(gè)卷筒的實(shí)施例。應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍的情況下，可利用多于兩個(gè)或三個(gè)的卷筒。另外，已根據(jù)利用了一根用以支承并轉(zhuǎn)動(dòng)卷筒的實(shí)心軸的常規(guī)卷筒系統(tǒng)描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明可完全能容易地用于其它卷筒配置系統(tǒng)，如在美國專利No.5,289,845以及在美國專利No.4,945,938中披露的卷筒組件，其中，美國專利No.5,289,845給出了一種利用具有兩個(gè)不連續(xù)心軸的系統(tǒng)的改進(jìn)型撓性管卷筒和單元，而美國專利No.4,945,938則給出了一種無軸系統(tǒng)，這兩篇文獻(xiàn)均可在本申請中參考使用。另外，本發(fā)明的實(shí)施例主要是根據(jù)涉及從卷筒退繞撓性管的注入工序來描述的。但是，應(yīng)理解，本申請的說明書同樣適用于從井眼抽出撓性管時(shí)的卷繞操作。因此，此處所描述的實(shí)施例僅是說明性的，而不是限定性的。可以對所述系統(tǒng)和設(shè)備作出多種不同的變形和改進(jìn)，且這些變形和改進(jìn)應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)局限于此處所描述的實(shí)施例中，其應(yīng)僅由后面的權(quán)利要求限定，權(quán)利要求的保護(hù)范圍應(yīng)包括權(quán)利要求主題的等同物。
權(quán)利要求
1.一種卷筒系統(tǒng)，其包括一個(gè)底座；一根轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述底座上的軸；沿所述軸設(shè)置的第一和第二卷筒；以及一根由柔性管制成的工作管，所述工作管的第一部分繞在所述第一卷筒上，所述工作管的第二部分繞在所述第二卷筒上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷筒系統(tǒng)，其特征在于所述工作管包括撓性管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷筒系統(tǒng)，其還包括一根適于將所述工作管導(dǎo)引至一預(yù)定位置處的導(dǎo)軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷筒系統(tǒng)，其特征在于將所述導(dǎo)軌設(shè)置在用于從所述第一卷筒接收所述工作管的第一位置處，以及用于從所述第二卷筒接收所述工作管的第二位置處。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷筒系統(tǒng)，其特征在于所述卷筒適于沿所述軸滑動(dòng)；所述軸包括一個(gè)用于接收一個(gè)排盡的卷筒的未占用部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卷筒系統(tǒng)，其還包括一個(gè)沿所述軸設(shè)置的第三卷筒；所述工作管還包括一個(gè)卷繞在所述第三卷筒上的第三部分，所述導(dǎo)軌包括一個(gè)用于從所述第三卷筒接收工作管的第三位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷筒系統(tǒng)，其特征在于所述導(dǎo)軌的機(jī)架可旋轉(zhuǎn)地被安裝在一個(gè)鉆井臺上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷筒系統(tǒng)，其還包括一個(gè)用于從所述第一和第二卷筒接收所述工作管的注入器，以及一個(gè)與所述注入器結(jié)合的可選擇轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺，所述工作臺可轉(zhuǎn)動(dòng)以允許所述注入器以理想的角度方位從所述第一和第二卷筒接收所述工作管。
9.一種卷筒系統(tǒng)，其包括一個(gè)底座；一根可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述底座內(nèi)的軸，所述軸具有一個(gè)孔腔，該孔腔具有一個(gè)入口和一個(gè)出口；一個(gè)與所述入口流體連通的泵；一個(gè)設(shè)置在所述軸上的第一卷筒；一個(gè)與所述第一卷筒相鄰、設(shè)置在所述軸上的第二卷筒；一個(gè)與所述軸結(jié)合的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)提供了所述軸的控制轉(zhuǎn)動(dòng)；一根由合成材料撓性管制成的工作管，所述工作管具有一個(gè)與所述出口流體連通的端面，卷繞在所述第一卷筒上的第一部分，卷繞在所述第二卷筒上的第二部分，以及一個(gè)第二端；以及一個(gè)可繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)軌，其適于將所述工作管導(dǎo)引至一個(gè)預(yù)定位置處，所述導(dǎo)軌具有從所述第一卷筒接收所述工作管的第一位置以及用于從所述第二卷筒接收所述工作管的第二位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卷筒系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器提供了所述泵和所述入口之間的流體連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卷筒系統(tǒng)，其特征在于所述軸包括一個(gè)未占用部分，一個(gè)中央部分以及一個(gè)偏置部分，所述第一卷筒被設(shè)置在軸的中央部分內(nèi)，而所述第二卷筒被設(shè)置在軸的偏置部分內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的卷筒系統(tǒng)，其還包括一根適于將所述工作管導(dǎo)引至一預(yù)定位置處的導(dǎo)軌。
13.一種用于將一定長度的撓性管注入井中的方法，該方法包括設(shè)置一根軸，一個(gè)流體供給源以及一個(gè)井口；使第一卷筒位于軸的第一位置上，所述第一卷筒具有纏繞在其上的第一長度的撓性管，第一長度的撓性管具有第一上游端和第一下游端；使第二卷筒位于軸的第二位置上，所述第二卷筒具有纏繞在其上的第二長度的撓性管，第二長度的撓性管具有第二上游端和第二下游端；將第一上游端連接至流體供給源；將第一下游端連接至第二上游端；和將第一和第二長度的撓性管注入井口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括當(dāng)?shù)诙硗不旧吓疟M撓性管時(shí)，使第二卷筒滑出第二位置；且使第一卷筒滑入第二位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括將第一和第二長度的撓性管導(dǎo)引至預(yù)定位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述導(dǎo)引是這樣實(shí)現(xiàn)的，即通過以第一角度方位設(shè)置導(dǎo)軌以將第一長度的撓性管導(dǎo)引至注入器；并以第二角度方位設(shè)置導(dǎo)軌以將第二長度的撓性管導(dǎo)引至注入器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括使第三卷筒位于軸的第三位置上，所述第三卷筒具有纏繞在其上的第三長度的撓性管，第三長度的撓性管具有第三上游端和第三下游端；將第二下游端連接至第三上游端；以及將第三長度的撓性管注入井內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括以第一角度方位設(shè)置導(dǎo)軌以將第一長度的撓性管導(dǎo)引至注入器；以第二角度方位設(shè)置導(dǎo)軌以將第二長度的撓性管導(dǎo)引至注入器；以第三角度方位設(shè)置導(dǎo)軌以將第三長度的撓性管導(dǎo)引至注入器。
19.一種用于將撓性管布置在井身內(nèi)的方法，該方法包括在第二卷筒旁邊設(shè)置第一卷筒，第一和第二卷筒分別支承第一和第二長度的撓性管；將第一長度的撓性管連接至第二長度的撓性管以形成具有連續(xù)長度的撓性管；轉(zhuǎn)動(dòng)第一和第二卷筒以便將具有連續(xù)長度的撓性管注入井眼內(nèi)；
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其還包括提供一個(gè)支承第三長度撓性管的第三卷筒；以及在開始注入之前，使第三長度的撓性管與具有連續(xù)長度的撓性管相連。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其還包括利用一個(gè)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌將撓性管從卷筒導(dǎo)引至注入器。
全文摘要
具有并排設(shè)置在軸(102)上的三個(gè)卷筒(104)的卷筒組件(100)將撓性管(38)放送至注入器(36)。在從卷筒(104)運(yùn)動(dòng)至注入器(36)期間，利用輸送裝置(108)支承并導(dǎo)引撓性管(38)。輸送裝置(108)可選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)以便使輸送裝置朝向能夠有效放出撓性管(38)的卷筒(104)。在另一實(shí)施例中，兩個(gè)卷筒(104)并排可滑動(dòng)地被設(shè)置在軸(102)上。在從卷筒運(yùn)動(dòng)至注入器(36)期間，利用輸送裝置(108)支承并導(dǎo)引撓性管(38)。在該實(shí)施例中，使輸送裝置(108)朝向軸(102)上的一個(gè)特定位置，且卷筒(104)滑至用于撓性管放出的特定位置。
文檔編號E21B19/00GK1398320SQ01804815
公開日2003年2月19日 申請日期2001年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月10日
發(fā)明者E·艾倫·科茨, 馬丁·D·波克 申請人:哈利伯頓能源服務(wù)公司