主鉆孔清理工具的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內容大體上涉及用于回收地下礦床的井的完井，且更具體地涉及用于在完井之前和完井期間控制碎片或從所述井中收集碎片的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]各種深度的井被鉆出以接達和生產油、氣體、礦物質和地下地質地層中的其它自然產生的礦床。碳氫化合物可以通過橫跨地層的鉆井孔而生產。鉆井孔可以是相對復雜的且包括例如一個或多個側分支。因為鉆井孔內的分支可以與其它分支交叉，所以這些分支的形成可以造成碎片積累在分支的交叉處。碎片清理對于保證生產之前在井中正確地安裝完整組件是重要的。沒有被清理的碎片可妨礙正確密封，尤其在高壓環(huán)境中，諸如其中鉆井孔壓力可以為5, OOOpsi或更高的環(huán)境中更是如此。
[0003]雖然現(xiàn)有系統(tǒng)可以預期清理井中的碎片，但是使完井階段期間進入井中的行程次數(shù)最小化也是重要的。清理碎片和安裝完整設備所需要的行程減少導致完井和生產成本降低。
【附圖說明】
[0004]圖1說明根據(jù)說明性實施方案的具有組件的井的橫截面?zhèn)纫晥D，所述組件用于在母體鉆井孔與分支鉆井孔的交叉處完井，所述組件具有在伸展工具上伸展到鉆井孔中的接合部；
[0005]圖2說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部具有閥系統(tǒng)，所述閥系統(tǒng)已被配置來將接合部內的流體流轉向使得在接合部的一部分附近產生吸力以清理井中的碎片；
[0006]圖3說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部已前進到完井偏轉器中使得完井偏轉器附近的碎片被移除；
[0007]圖4是圖1的接合部的碎片室的橫截面?zhèn)纫晥D，碎片室具有處于關閉位置的彈簧偏壓的門；
[0008]圖5說明圖4的碎片室，其中彈簧偏壓的門被定位在敞開位置；
[0009]圖6說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部在收集碎片之后卸落在完井偏轉器處；
[0010]圖7說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部已在第一位置接收可部署球體以輔助重建進入分支鉆井孔中的流體流；
[0011]圖8說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部已在第二位置接收可部署球體以輔助重建進入分支鉆井孔中的流體流；
[0012]圖9說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部已重建進入分支鉆井孔中的流體流；
[0013]圖10說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，伸展工具已接收可部署球體以輔助密封接合部和移除伸展工具；
[0014]圖11說明圖1的井和組件的橫截面?zhèn)纫晥D，接合部已被定位在井中且從井中移除伸展工具；
[0015]圖12說明根據(jù)說明性實施方案的用于在母體鉆井孔與分支鉆井孔的交叉處完井的組件的橫截面?zhèn)纫晥D，組件具有被定位在第一位置的接合部和閥系統(tǒng)；且
[0016]圖13說明圖12的組件的橫截面?zhèn)纫晥D，閥系統(tǒng)被定位在第二位置。
【具體實施方式】
[0017]在以下對說明性實施方案的詳述中，參考形成所述實施方案的一部分的附圖。這些實施方案被充分詳述以使得所屬領域技術人員能夠實踐本發(fā)明，且應了解在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以利用其它實施方案且可以做出邏輯結構、機械、電和化學改變。為了避免對于所屬領域技術人員能夠實施本文中描述的實施方案而言非必要的細節(jié)，所述描述可以省略所屬領域技術人員已知的某些信息。以下詳述因此不應被視為限制意義，且說明性實施方案的范圍只由隨附的權利要求書界定。
[0018]本文中描述的實施方案涉及能夠被安置或執(zhí)行于地層的鉆井孔（諸如母體鉆井孔）中的系統(tǒng)和方法、其中在該鉆井孔內可形成和完井分支鉆井孔?！澳阁w鉆井孔”或“母體鉆孔”是指可從其中鉆出另一鉆井孔的鉆井孔。其也被稱作“主鉆井孔”。母體或主鉆井孔不一定直接從地表延伸。例如，其可為另一母體鉆井孔的分支鉆井孔。“分支鉆井孔”、“分支鉆孔”、“側鉆井孔”或“側鉆孔”是指從其與母體鉆井孔的交叉處向外鉆出的鉆井孔。分支鉆井孔的實例包括側鉆井孔和側鉆鉆井孔。分支鉆井孔可具有從其向外鉆出的另一分支鉆井孔使得第一分支鉆井孔是到第二分支鉆井孔的母體鉆井孔。
[0019] 雖然母體鉆井孔在一些實例中可以相對于井的表面形成為實質上沿豎直定向，且雖然分支鉆井孔在一些實例中可以相對于井的表面形成為實質上沿水平定向，但是本文中對母體鉆井孔或分支鉆井孔的引用并非意指暗示任何特定的定向，且這些鉆井孔中的每一個的定向可以包括豎直、非豎直、水平或非水平的部分。
[0020]本文中描述的系統(tǒng)和方法可以用于具有母體鉆孔和至少一個分支鉆孔的井的完井。因為分支鉆孔形成通常涉及在母體鉆孔的外殼中碾磨窗口且隨后對分支鉆孔進行鉆孔，所以可以在母體鉆孔中于母體鉆孔與分支鉆孔的所需交叉處設置造斜器。造斜器可以包括可移除造斜器面以引導碾磨工具和鉆孔組件使得分支鉆孔在相對于母體鉆孔的適當位置處且以相對于母體鉆孔的角度起始。在完成分支鉆井孔的碾磨和鉆孔之后，可以在井底定位完井偏轉器以將工具和導管轉向到分支鉆井孔中。雖然傳統(tǒng)上造斜器和完井偏轉器在井底以單獨行程傳遞到鉆井孔中，但是所述過程可以被組合來最小化進出鉆井孔的行程。因為完井偏轉器被定位在母體鉆孔與分支鉆孔的交叉處附近，所以分支鉆孔中的碎片可以收集在母體鉆孔中靠近完井偏轉器處和完井偏轉器的偏轉表面上。后續(xù)完成努力(即，將接合部或其它分叉組件卸落在所述兩個鉆孔的交叉處）由于當將接合部卸落在完井偏轉器中時歸因于存在積累碎片而不能夠獲得充分密封而變得復雜。本文中描述的實施方案的系統(tǒng)和方法允許在接合部卸落之前和期間從所述完井偏轉器和井的周圍區(qū)域中移除碎片。
[0021]根據(jù)本文中描述實施方案的組件可以限制完井分支鉆井孔所需的行程次數(shù)。限制完井分支鉆井孔所需的行程次數(shù)允許鉆井架操作員意識到操作成本的顯著成本節(jié)省。行程的消除是由本文中描述的系統(tǒng)和方法通過組合碎片清理功能和物理地卸落接合部來提供。
[0022]如本文中使用，措詞“流體聯(lián)結”、“流體連接”和“與……流體連通”是指關于流體和與這些流體相關的對應流動或壓力的聯(lián)結、連接或連通的形式。對兩個組件之間的流體聯(lián)結、連接或連通的引用描述了多個組件，所述組件以此方式相關使得流體可在組件之間或之中流動。
[0023]參考圖1，根據(jù)說明性實施方案的組件100能夠伸展到井104中，井104具有延伸通過各個地球巖層的母體鉆井孔108和分支鉆井孔112。母體鉆井孔108可以具有從井104的表面延伸且被鞏固在適當位置的外殼116。組件100可以包括使用栓鎖組件124設置在外殼116內的完井偏轉器120。栓鎖組件124輔助將完井偏轉器120固定在外殼116中。雖然圖1中沒有說明，但是另外的密封組件可以被定位在井底的栓鎖組件124的外殼116中以密封地接收完井偏轉器120。完井偏轉器120包括延伸完井偏轉器120的長度的中心通道128。中心通道128包括卸落區(qū)域132,其中中心通道128的橫截面面積相對于中心通道128在卸落區(qū)域132外部的橫截面面積有所減小。中心通道128的卸落區(qū)域132被配置來接收接合部的一部分（下文更詳細地描述）且卸落區(qū)域132可以包括彈性體密封件或其它組件以提供接合部與完井偏轉器120之間的密封接合。
[0024]完井偏轉器120還包括完井偏轉器120的末端處的偏轉表面140。在將完井偏轉器120設置在母體鉆井孔108中之后，具有偏轉表面140的完井偏轉器120的末端被定位在仰孔定向上，且成角度的偏轉表面140被定向為使得偏轉表面140能夠朝分支鉆井孔112偏轉和引導選定工具和組件。例如，偏轉表面140可以將接合部的襯管或一部分偏轉到分支鉆井孔112中。
[0025]組件100還可以包括接合部150或其它分叉組件，其具有接合部主體152、密封托管架或主鉆孔支腳154和側支腳158。接合部150的各個組件一起提供分支導管，其在接合部150幾乎被卸落在母體鉆井孔108與分支鉆井孔112的交叉處時能夠收集母體鉆井孔108和分支鉆井孔112中的碎片。雖然接合部150經(jīng)說明具有兩個支腳，但是在一些實施方案中，所述接合部可以包括與某些多邊鉆井孔一起使用的兩個以上支腳。母體鉆井孔108和分支鉆井孔112中的流體可以被匯聚在接合部主體152中且在卸落之后由連接到接合部150的生產管（未示出）傳遞到井104的表面。側支腳158可以包括側管柱160,其被配置來當流體從分支鉆井孔112行進到接合部150的側支腳158時過濾沉淀物、碎片或其它物質。在一些實施方案中，側管柱160可以包括單個或多個管子、管或其它組件。側管柱160可以是割縫襯管或包括外部膨脹封隔器、流入控制閥、滑動套筒或其它裝置。濾網(wǎng)可以被提供來代替?zhèn)裙苤?60或可以聯(lián)結到或整合到側管柱160中。本文中的術語“側管柱”的使用并非意指暗示形成側管柱160的一部分的管子、管或其它組件是由任何特定材料制成；相反地，側管柱的組件可以由包括金屬或非金屬材料的任何適當材料形成。
[0026]仍然參考圖1而且參考圖2,接合部主體152、主鉆孔支腳154和側支腳158中的每一個包括能夠攜帶流體的通道。在圖1中說明的實施方案中，接合部150包括提供接合部150內和通過接合部150的流體控制的一個或多個襯管。例如，接合部包括側襯管162，其可以被部分安置在側支腳158內且被部分安置在接合部主體152內。側襯管162包括通道166,其可以延伸側襯管162的長度以提供通過接合部150的側支腳158的流體連通。將了解，雖然通道166被描述為側襯管162的一部分或由側襯管162界定，但是通道166也可以被視為接合部150的側支腳158的一部分。
[0027]托管架襯管170可以被部分定位在主鉆孔支腳154內且被部分定位在接合部主