專利名稱：無(wú)介入的壓裂系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及完井技術(shù)，尤其涉及牽涉產(chǎn)層(zone)中的順序處理 過(guò)程的完井技術(shù)，所述產(chǎn)層需要周期性地堵塞流動(dòng)孔以進(jìn)行操作并且 需要在其后清理流動(dòng)孔以用于進(jìn)行生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
一些完井方法需要以一定間隔順序隔離相鄰產(chǎn)層以進(jìn)行比如壓裂 的處理。通常，產(chǎn)層利用封隔器(packer)隔離，并且在它們中間， 存在可以選擇性地打開(kāi)以提供通道的滑動(dòng)套筒。通常，該組件^L插入 到位，隨后球或塞被向下泵送到底部，關(guān)閉穿過(guò)尾管(liner)底端的 流動(dòng)路徑。施加壓力，設(shè)置封隔器，從而產(chǎn)生多個(gè)隔離的產(chǎn)層。加壓 管狀鉆柱，打開(kāi)最下面的滑動(dòng)套筒。在處理完最下面的產(chǎn)層之后，球 落在最下面的支座上以關(guān)閉剛被處理過(guò)的產(chǎn)層，作用在該首次落下的 球上的壓力增加，從而向上打開(kāi)下一個(gè)滑動(dòng)套筒。在上述處理之后， 更大的球處于更大的支座上，以便關(guān)閉剛剛處理過(guò)的笫二產(chǎn)層。重復(fù) 進(jìn)行該過(guò)程，在隨著處理朝向地面移動(dòng)時(shí)，使用一系列越來(lái)越大的支 座，到所有產(chǎn)層被處理完為止。最后，所有支座上的球或者在從處理 過(guò)的地層開(kāi)始流動(dòng)時(shí)漂浮到地面上，或者所有支座和分別位于所述支 座上的球組件被磨碎，以便不會(huì)阻礙從處理過(guò)的產(chǎn)層進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)。 美國(guó)專利6，907，936顯示了這種技術(shù)。這種技術(shù)的問(wèn)題在于，在特定位 置需要使用不同尺寸的支座以使隔離系統(tǒng)工作，而且最后即使球漂浮 出來(lái)，仍會(huì)存在一些穿過(guò)最小支座的很小通道，然后，需要磨碎靠近 除了一個(gè)滑動(dòng)套筒之外其它所有滑動(dòng)套筒的支座和球的分立步驟。
已經(jīng)形成了使用分解的或以其它方式消失的塞來(lái)臨時(shí)堵塞井眼的 技術(shù)。在美國(guó)專利6,220,350、 6，712，153和6，896，063中舉例說(shuō)明了這種裝置。
一些封隔器構(gòu)造為一次性的，包括使用可降解聚合物，如在
美國(guó)公開(kāi)2005/0205264; 2005/0205265和2005/0205266中舉例說(shuō)明的。 一些組件包括止塞箍(landing collars ),其可以利用轉(zhuǎn)位工具(shifting tool)從起作用向不起作用的方位改變，所述轉(zhuǎn)位工具還兼作操作滑 動(dòng)套筒的工具。美國(guó)公開(kāi)2004/0238173中舉例說(shuō)明了這種工具。在美 國(guó)專利5,660,232和5，425，424中舉例說(shuō)明了其他設(shè)計(jì)，這些i免計(jì)通過(guò) 使用射孔彈(perforating charge )形成進(jìn)入地層的選擇通道，所述射 孔彈利用內(nèi)破裂盤(pán)使套管內(nèi)的塞或者壓力致動(dòng)的柱塞爆裂。美國(guó)專利 6,769,491舉例說(shuō)明了用于井下工具的典型錨定組件。
本發(fā)明試圖通過(guò)使塞上的輪廓與滑動(dòng)套筒或短接管(nipple)上 輪廓相配合來(lái)改善某些井下操作。這允許使特定塞定位在某一位置， 并且繞過(guò)其他可能的坐放(landing)位置。流動(dòng)路徑在產(chǎn)層的持續(xù)時(shí) 間內(nèi)可以大小相同，然而，在特定順序下可以針對(duì)不同部分進(jìn)行處理。 除此之外，塞在完成其用途之后重新打開(kāi)流動(dòng)路徑以便進(jìn)行進(jìn)一步搮 作。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)閱讀下面出現(xiàn)的優(yōu)選實(shí)施例的描述、附圖以 及限定本發(fā)明完整范圍的權(quán)利要求書(shū)可以更容易地理解本發(fā)明的這些 和其他優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種系統(tǒng)允許對(duì)產(chǎn)層的各段進(jìn)行順序處理。通向每一部分的通道
可以帶有具有特定內(nèi)部輪廓的滑動(dòng)套筒?？梢允褂镁哂刑囟ㄝ喞谋?br> 送塞(pump down plug),所述特定輪廓使塞鎖定到特定套筒上。在
塞鎖定時(shí)，塞上的壓力允許套筒順序打開(kāi)，同時(shí)位于下方的已經(jīng)受影
響的產(chǎn)層被隔離。泵送塞具有最初由最終在預(yù)期的油井條件下消失的
材料堵住的通道。結(jié)果，當(dāng)產(chǎn)層的所有部分被處理完時(shí)，重新形成穿
過(guò)多個(gè)鎖定塞的流動(dòng)通路。該塞還可以在其操作之后從滑動(dòng)套筒噴離， 并且可以具有鍵，該鍵在后來(lái)需要磨碎塞的情況下隨后防止塞在其軸
上旋轉(zhuǎn)。


圖l是泵送塞被泵送到井下之前的剖視圖； 閨2是圖1所示的塞，其中，在鼻塞已經(jīng)消失之后穿過(guò)塞的通道 開(kāi)通；
圖3是處于閉合位置的典型滑動(dòng)套筒的剖視圖； 圖4是坐放在滑動(dòng)套筒上的泵送塞的剖視圖； 圖5是圖4所示的視圖，其中，施加壓力并且套筒移位到打開(kāi)位
置；
圖6是一個(gè)替代實(shí)施例的剖視圖，顯示了閉合的滑動(dòng)套筒和接收 泵送塞的輪廓；
圖7是圖6所示的視圖，其中，泵送塞被坐放以形成圍繞滑動(dòng)套 筒的柱塞；
圖8是圖7所示的視圖，其中，施加了使滑動(dòng)套筒移位的壓力； 圖9是泵送塞的剖視圖，顯示了位于鼻部中的消失部分； 圖10是圖9的近視圖，顯示了如何將消失部分附接到泵送塞上； 圖ll是消失部件的一個(gè)替代設(shè)計(jì)的剖視圖12a-c是一個(gè)替代泵送塞設(shè)計(jì)的剖視圖，顯示了坐放在滑動(dòng)套
筒中的塞；
圖13a-c是圖12a-c的視圖，其中，滑動(dòng)套筒移位；
圖14a-c是圖13a-c所示的視圖，其中，塞從滑動(dòng)套筒松開(kāi)并且 保持在止塞箍上；
圖15是局部剖面透視圖，顯示了滑動(dòng)套筒和凹槽，所述凹槽在塞 磨碎時(shí)保持泵送塞不轉(zhuǎn)動(dòng)；
圖16是泵送塞的透視圖，顯示了凸耳，如果該塞被磨碎，所述凸 耳防止轉(zhuǎn)動(dòng)。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了一種典型的泵送塞10，所述泵送塞具有壓力密封件 (wiperseal) 12和14以便與周圍的管狀結(jié)構(gòu)接觸，使得該泵送塞可以向下泵送。雖然顯示了多個(gè)杯形密封，但是也可以使用其他類型和
數(shù)量的密封。塞10具有管狀本體16，該管狀本體具有貫通的通道18。 近端20是如果出于任何原因要把塞10打撈出來(lái)時(shí)將要使用的打撈頸 22。 一系列縱向槽22限定了在相對(duì)端處連接到本體16上的柔性套爪 24?？商娲兀€可以使用懸臂爪或任何可以使圓柱形狀保持足夠的 強(qiáng)度并仍然可以撓曲的其它結(jié)構(gòu)。撓曲特征允許凸起26和28在塞10 向井下泵送時(shí)徑向移動(dòng)。盡管優(yōu)選的塞10具有密封件12和14，本發(fā) 明可以設(shè)想簡(jiǎn)單地使用可選的密封件來(lái)使塞10掉落?？磮D3，存在具 有凹陷32和34的滑動(dòng)套筒30，所述凹陷設(shè)計(jì)成能與塞10上的凸起 26和28的形狀相配合。當(dāng)塞IO接近滑動(dòng)套筒30時(shí)，爪24撓曲以使 凸起26和28在套筒30上跳起，隨后在凸起28上的徑向面36與凹陷 32上的徑向面38套合時(shí)彈入凹陷32和34中。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，盡管兩個(gè)凸起26和28顯示為在 塞10上以與滑動(dòng)套筒30上的類似形狀的凹陷相配合，但是可以有許 多不同的方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明的構(gòu)思。本發(fā)明的構(gòu)思是在給定塞10和給 定井下位置(該位置例如為比如30的滑動(dòng)套筒)之間形成獨(dú)特的配合。 比如，當(dāng)處理長(zhǎng)的產(chǎn)層時(shí)，存在多個(gè)比如30的滑動(dòng)套筒，其具有比如 40和42的封隔器，從而隔離出環(huán)繞的環(huán)狀空間(未顯示)。該思想是 逐漸隔離沿井身上行的產(chǎn)層部分，使得位于一對(duì)封隔器之間的下一個(gè) 滑動(dòng)套筒可以打開(kāi)以用于處理位于這兩個(gè)封隔器之間的地層，而下面 已經(jīng)處理過(guò)的部分被隔離。
為了更好地理解這是如何發(fā)生的，再次參照?qǐng)D1，其中，通道18 被一般稱作消失材料44的物體堵住。在本申請(qǐng)中，詞語(yǔ)"消失材料" 旨在包含單獨(dú)使用或組合使用的各種材料，所述材料在泵送操作期間 保持結(jié)構(gòu)的完整性，但隨時(shí)間推移，當(dāng)遇到無(wú)論是現(xiàn)存的或人為形成 的井條件時(shí)，所述材料將喪失完整性并不能再堵塞通道18 了，如圖2 所示。在消失材料44消失之后，在圖2中可以看見(jiàn)螺紋46。所述螺 紋用于最初使材料44保持到位，如圖1所示。優(yōu)選的材料44是響應(yīng) 于油井溫度的生物聚合物。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)從地面泵送塞時(shí)，所用的流體和流量使塞10內(nèi)的材料44保持足夠的強(qiáng)度以抵抗所施加的泵送壓 力。在穿過(guò)比如30的開(kāi)放套筒處理產(chǎn)層的特定部分之后，另一個(gè)塞坐 放在下一個(gè)套筒中。這切斷了所有下層塞的流動(dòng)，從而允許它們與井 溫度達(dá)到平衡。隨著時(shí)間推移，當(dāng)塞坐放在另一個(gè)滑動(dòng)套筒中的下層 塞的上方時(shí)，下層塞中的材料44消失，從而打開(kāi)穿過(guò)下層塞的通路 18。
圖4和5顯示了如何使用塞10將套筒30從帶有圖4中閉合的端 口 48的閉合位置移到圖5中的端口 48開(kāi)放的打開(kāi)位置，所述塞10 具有分別與凹陷34和32套合的凸起26和28。根據(jù)該設(shè)計(jì)，材料44 持續(xù)堵塞通道18,而端口 48開(kāi)放，使得可以通過(guò)端口 48對(duì)在兩個(gè)外 部封隔器40和42之間隔離的產(chǎn)層完成比如壓裂作業(yè)。
本發(fā)明的一個(gè)方面是在圖1-5所示實(shí)施例中給定塞在爪24上具有 與特定滑動(dòng)套筒的輪廓套合的輪廓。該構(gòu)思與鎖定筒(lock cylinder ) 中的鍵相關(guān)。所用的凸起和凹陷的組合可以任一種輪廓位于塞或套筒 上而相配合的輪廓位于另一構(gòu)件上?？梢酝ㄟ^(guò)使凸起和相配合的凹陷 具有類似的縱向長(zhǎng)度以使它們套合來(lái)確定該套合定位?？梢杂幸粚?duì)以 上的凸起和相配合的凹陷，并且它們彼此之間的間隔對(duì)于給定滑動(dòng)套 筒和將要配合的塞來(lái)說(shuō)是唯一的。
例如，如果要使用滑動(dòng)套筒A、 B和C(其中，A距離地面最遠(yuǎn)) 來(lái)進(jìn)行壓裂的話，步驟是將組件插入到位并且在A、 B和C之間設(shè)置 封隔器，并且還有一個(gè)設(shè)置于C上方。所有的套筒以閉合狀態(tài)插入。 為了壓裂鄰近滑動(dòng)套筒A的產(chǎn)層，簡(jiǎn)單地將鉆柱加壓到打開(kāi)套筒A以 處理離地面最遠(yuǎn)的產(chǎn)層。套筒A可以是壓力打開(kāi)的設(shè)計(jì)。當(dāng)該產(chǎn)層處 理完時(shí)，將塞向下泵送到套筒B中并且該塞有效地隔離了剛通過(guò)滑動(dòng) 套筒A處理的產(chǎn)層。這個(gè)塞在其爪上具有僅與套筒B套合的結(jié)構(gòu)。壓 力再次升高，套筒B打開(kāi)，并且通過(guò)開(kāi)放的套筒B對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行處理。 當(dāng)處理完成時(shí)，向下泵送另一個(gè)特別地構(gòu)造成僅與套筒C套合的塞。 壓力再次升高，通過(guò)開(kāi)放的滑動(dòng)套筒C對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行處理。在進(jìn)行該操 作時(shí)，套筒B中的塞由于位于其上方的塞而被隔離，并且開(kāi)始變熱達(dá)到井溫度，該塞中的材料44消失。當(dāng)停止泵送滑動(dòng)套筒C中的塞時(shí)， 該塞的溫度也升高，并且塞內(nèi)的材料44消失。隨后留下的是所有的套 筒都開(kāi)放的兩個(gè)塞18內(nèi)的開(kāi)放通道，并且不需要下管和鉆出。可以簡(jiǎn) 單地生產(chǎn)處理過(guò)的地層。如果需要，塞可以利用頸部20打撈出來(lái)。
盡管已經(jīng)描述了具有三個(gè)套筒A、 B和C的步驟，但是本領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用任意數(shù)量的具有外隔離裝置的套筒。套 筒之間的區(qū)別僅在于它們上的輪廓對(duì)每個(gè)套筒來(lái)說(shuō)是獨(dú)特的，并且被 向下泵送的塞具有相配合的輪廓以便按照希望的順序適當(dāng)?shù)刈旁谔?筒中。在優(yōu)選的自下而上的順序中，每個(gè)相繼的塞隔離已經(jīng)處理過(guò)的 產(chǎn)層，而正:^皮隔離的塞中的材料44剛好消失。留下的是完全處理過(guò)的 層段(interval)和通向整個(gè)處理過(guò)的層段的完全開(kāi)放的通道，并且不 需要如以前所用的鉆通或磨碎球座。在優(yōu)選實(shí)施例中，跨越產(chǎn)層的套 筒可以全部具有相似的內(nèi)徑，在塞和套筒之間套合的獨(dú)特結(jié)構(gòu)將確保 將類似尺寸的塞旋塞在適當(dāng)?shù)奶淄采?。在全部完成之后，每個(gè)塞(其 材料44消失)提供通向整個(gè)處理過(guò)的層段的連續(xù)流路18。
在可選變形中，取代使用材料44的是，可以提供易于研磨的盤(pán)。 雖然這種方式在所有塞就位之后需要后續(xù)的介入，但研磨應(yīng)當(dāng)迅速進(jìn) 行，只要盤(pán)本身而不是保持它們的塞被磨碎。其后，每個(gè)塞中的通道 開(kāi)放，產(chǎn)物可以流過(guò)它們?nèi)?。任何研磨剩余物可以隨產(chǎn)物被帶到地 面。
雖然圖1-5中的實(shí)施例與給定套筒套合，但是圖6-8中的實(shí)施例 與外殼54中的凹槽50和52套合。當(dāng)密封60和62跨過(guò)端口 58時(shí)， 滑動(dòng)套筒56首先覆蓋端口 58。凸起68首先與凹陷64套合以將套筒 56保持在圖6中的閉合位置。最后，當(dāng)套筒56的下端70撞擊肩部"72 時(shí)，凸起68與凹陷66套合，如圖8所示。圖7顯示了塞74，所述塞 具有與凹陷50和52完全套合的凸起76和78。由于材料80是完整的 并使通道82閉合，密封84與套筒56接觸，此時(shí)施加在塞74上的任 何壓力使套筒56移動(dòng)，這是因?yàn)樘淄?6此時(shí)轉(zhuǎn)換為柱塞。圖8顯示 了套筒56的最終位置，其中端口58打開(kāi)。在本實(shí)施例中，給定塞具有配合在鄰近套筒的外殼中的獨(dú)特輪廓
或結(jié)構(gòu)，與圖1-5的塞真正配合在套筒上情況相反，從而確保塞鄰近 希望的套筒坐放以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，使得施加在該塞上的壓力可以?使其移位以打開(kāi)相關(guān)的端口。同樣，塞使用消失材料80，該消失材料 在其被在其上方鎖緊的另一塞隔離之后消失。圖6-8的步驟與上述的 圖1-5所述過(guò)程的情況相似，其主要區(qū)別在于，在圖1-5中，塞真正 移動(dòng)套筒，在圖6-8中，鎖緊的塞通過(guò)柱塞作用允許壓力迫使套筒打 開(kāi)。在其他方面，過(guò)程相似。
圖9和IO顯示了圖1-8中所用的消失材料塞44或80的一個(gè)實(shí)施 例。因?yàn)椴牧闲枰欢ǖ慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度以抵抗類似壓裂作業(yè)的泵送步驟期 間的差壓，該設(shè)計(jì)具有使生物聚合物86的交替層與水溶性金屬盤(pán)88 交替的特征。在組件中，盤(pán)88全部在內(nèi)部。生物聚合物86具有相對(duì) 較慢的分解速率，伴有弱抗蠕變性。盤(pán)88為快速分解的，但是其強(qiáng)度 和抗蠕變性增加。保持套筒卯與外殼94上的螺紋92接合以將組件壓 入用于插入的通道96中?？v向壓縮在外殼94中產(chǎn)生了較好的圓周密 封。
圖11顯示了這種塞的另一結(jié)構(gòu)，其作為圖9和IO所示塞的替代 方案。在此，端部部件98和100優(yōu)選地為具有較慢分解速率和弱抗蠕 變性的生物聚合物。夾在其間的為顆粒物質(zhì)，比如，沙、壓裂支撐劑 或玻璃孩i球102。當(dāng)在端部部件98或100的任一個(gè)上施加定向載荷時(shí)， 施加的應(yīng)力被傳遞給層102，并且由于粒狀材料的移動(dòng)，載荷在其轉(zhuǎn) 移到相對(duì)的端部部件之前向外移動(dòng)抵靠環(huán)104，所述環(huán)104在螺紋108 處固定到外殼106上。這有助于保持組件的密封完整性。如先前在圖 9和10所示，環(huán)104用于最初縱向擠壓組件以獲得更好的密封。在暴 露于油井溫度中足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，端部部件分解，產(chǎn)物可以用于將顆 粒物質(zhì)輸送至地面。
盡管已經(jīng)將兩個(gè)特定實(shí)施例描述成以特有方式來(lái)堵住消失的塞中 的通道，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，與消失構(gòu)件的特定實(shí)施方式無(wú) 關(guān)，當(dāng)在本申請(qǐng)?jiān)诖怂枋龅膬?nèi)容和權(quán)利要求所覆蓋的內(nèi)容中使用時(shí)，本發(fā)明包括使用通過(guò)除分解之外的各種機(jī)理消失的其他組件。
現(xiàn)在參考圖16，其顯示了塞110的另一個(gè)可選特征。這里顯示了 具有一個(gè)或多個(gè)凸起114的前端部112，所述凸起設(shè)計(jì)成能進(jìn)入在圖 15的剖視圖中可看到的配合凹陷116中。雖然沒(méi)有顯示，但本領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以使用定位斜面以使其在塞110和環(huán)繞外殼 118之間相互作用，從而使凸起114與凹陷116適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。然而，由 于凸起位于柔性爪120上并且部件套合的目的是為了在塞出于任何原 因而被磨碎時(shí)防止旋轉(zhuǎn)，對(duì)準(zhǔn)裝置不是必需的，因?yàn)橛裳心ニa(chǎn)生的 一些旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致凸起114與凹陷116套合，只要它們支撐在與上方的 凸起122和124的套合相同的高度上。
圖12-14顯示了圖16中所示的塞(其中，通道126中沒(méi)有顯示消 失材料)，所述塞用于使套筒移位，隨后離開(kāi)套筒并鎖定在剛好位于套 筒下方的本體上。在圖12b中，凸起128剛好位于套筒130的底部下 方，而凸起132已經(jīng)與套筒130上的徑向面134接合。圖12c顯示了 此時(shí)在抗扭凸起114，和接收凹陷116'之間的偏移。在圖12中，套筒 130沒(méi)有被移位。繼續(xù)看圖13b，現(xiàn)在使套筒130移位以使止動(dòng)件136 隨著仍然與套筒130的徑向面134接合的塞138移動(dòng)。在圖14b中， 完全移位的套筒130不再與被泵送的塞138接合。作為替代的是，凸 起128和132現(xiàn)在與凹陷140和142套合，而抗扭凸起114'與凹陷116' 套合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，抗扭特征為可選的，不管使被泵 送的塞138移動(dòng)之后其保持與套筒130接合或者是如圖12-14所示的 離開(kāi)套筒130以與外殼144套合，都可以4吏用該抗扭特征。
值得再次提及的是，在給定塞和給定套筒或給定井下位置之間獲
得特有的套合位置的所有方法屬于本發(fā)明的部分。盡管凸起和凹陷已 經(jīng)用作帶有具有其中一個(gè)或另一個(gè)的任一構(gòu)件的實(shí)例，導(dǎo)致選定泵送
塞在不同位置套合的其他組合也落入本發(fā)明范圍內(nèi)。套筒或坐放位置
可以全部為相同直徑，但是使它們具有獨(dú)特之處的是與特定塞套合的
性能，所述特定塞具有與該套筒套合的輪廓。
本發(fā)明的另一方面在于使用如美國(guó)專利6,907,936中所述的逐漸增大的支座，而不是制造由消失材料制成的堵塞構(gòu)件，使得當(dāng)所有產(chǎn) 層被處理時(shí)，所有支座被重新打開(kāi)。雖然本實(shí)施例具有缺陷，即在沒(méi) 有研磨的情況下存在尺寸不同的井堵塞物，但是它保持了上述專利中 的方法的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榭梢圆挥媚ニ橹ё系那蚓烷_(kāi)始生產(chǎn)。
在另一技術(shù)中，具有獨(dú)特輪廓的多個(gè)短接管可以放入鉆柱中。支 撐射孔槍的泵送塞可以輸送至與特定短接管輪廓套合，因此，位于正 被支撐的塞上方的適當(dāng)位置壓力處的套合可以使射孔槍開(kāi)火。這樣， 可以按照特定的順序?qū)佣芜M(jìn)行射孔，并且已經(jīng)射孔的層段可以在層 段的其它部分被穿孔時(shí)被隔離。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如美國(guó)專利5，660，232中描述的具有打通通向 地層的通道的炸藥的滑動(dòng)套筒可以選擇地與如上所述的與分立的套筒 套合的泵送塞一起操作，從而以希望的順序打通通向地層的通道。該 技術(shù)還可以被轉(zhuǎn)用成與如美國(guó)專利5，425，424中所述的伸縮柱塞組合 使用的滑動(dòng)套筒，以便使用如上所述的方法按照希望的順序使它們選 擇地移位。
上文描述了示例性的優(yōu)選實(shí)施例，在不脫離由下列權(quán)利要求的文 字所確定的范圍和其等效表述范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn) 行許多改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種完井方法，包括在管狀鉆柱內(nèi)提供多個(gè)坐放位置，每一個(gè)坐放位置包括與貫通其中的開(kāi)口尺寸無(wú)關(guān)的獨(dú)特構(gòu)造的第一半部分；將管狀鉆柱定位在井眼中；提供多個(gè)塞，所述多個(gè)塞包括與直徑無(wú)關(guān)的獨(dú)特構(gòu)造的第二半部分，所述第二半部分與所述獨(dú)特構(gòu)造的第一半部分中的一個(gè)相配合；根據(jù)每個(gè)塞和管內(nèi)對(duì)應(yīng)部分的構(gòu)造之間相配合的獨(dú)特構(gòu)造，使所述塞以特定順序坐放。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括 在塞坐放時(shí)，臨時(shí)堵住所述管。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，包括在所述塞內(nèi)的通道中使用消失材料以臨時(shí)堵住所述管。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，包括 在所述塞坐放時(shí)，給其施加壓力以執(zhí)行井下操作。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，包括利用井眼條件來(lái)使消失材料在執(zhí)行所述井下操作之后消失。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，包括在已經(jīng)坐放的塞的上方執(zhí)行井下操作，同時(shí)使所述塞下方的管與 所述操作隔離，并且重復(fù)該過(guò)程直至所有塞已經(jīng)坐放好。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，包括 使產(chǎn)物穿過(guò)其中不再具有消失材料的所有塞中的通道。
8. 如權(quán)利要求4所述的方法，包括 將獨(dú)特構(gòu)造的第一半部分放在多個(gè)滑動(dòng)套筒上。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，包括通過(guò)坐放獨(dú)特構(gòu)造的第二半部分的預(yù)定順序的塞來(lái)以預(yù)定順序操 作所述滑動(dòng)套筒。
10. 如 ^又利要求4所述的方法，包括將獨(dú)特構(gòu)造的第一半部分放在管狀壁中；將具有相配合的第二半部分構(gòu)造的塞坐放在所述管內(nèi)，以便與套 筒密封接觸；使所述套筒對(duì)由于坐放所述密封接觸塞所施加的壓力做出響應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，包括 使所述套筒與所述塞接合；通過(guò)給與其相應(yīng)的套筒接合的所述塞加壓而使所述套筒移位；將獨(dú)特構(gòu)造的第一半部分另外地放在管狀壁中；在所述套筒中構(gòu)造所述獨(dú)特構(gòu)造的所述第一半部分，以便在使套 筒移位之后釋放所述塞；在使所述套筒移位之后，將所述塞接合到所述管狀壁內(nèi)的獨(dú)特構(gòu) 造上。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，包括將所述塞分別地從支撐位置旋轉(zhuǎn)鎖定在所述管狀壁的獨(dú)特構(gòu)造中。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括 在所述塞坐放時(shí)將其旋轉(zhuǎn)鎖定。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括使用多個(gè)凸起之間的縱向間隔和相配合的凹陷間隔作為所述獨(dú)特 構(gòu)造。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括使用至少一個(gè)凸起的縱向延伸部和至少一個(gè)凹陷的相配合延伸部 作為所述獨(dú)特構(gòu)造。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括彈性地安裝獨(dú)特構(gòu)造的所述半部分中的至少一個(gè)以允許沿徑向方 向撓曲。
17. 如權(quán)利要求3所述的方法，包括在所述塞內(nèi)形成通道堵塞物，其至少部分地由作為所述消失材料 的生物聚合物制成。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，包括 在生物聚合物端部之間隔離至少一個(gè)水溶性金屬盤(pán)； 朝向彼此壓縮所述端部。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，包括 隔離生物聚合物端部之間的粒狀材料；使由于作用于所述生物聚合物端部中的一個(gè)上的壓力而產(chǎn)生的應(yīng) 力徑向分布，以便使向相對(duì)的生物聚合物端部傳遞的應(yīng)力最小。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，包括 最初將所述端部壓在一起；利用井中的流體分解所述端部；通過(guò)使生產(chǎn)流體流動(dòng)穿過(guò)由于所述分解而現(xiàn)在已開(kāi)通的所述塞通 道來(lái)去除粒狀材料。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，包括使用沙、壓裂支撐劑和玻璃微球中的至少一種作為所述粒狀材料。
22. 如權(quán)利要求2所述的方法，包括 在所述塞的通道中提供阻擋物； 在所述塞坐放時(shí)給其施加壓力以執(zhí)行井下操作； 在最后一個(gè)塞到位之后，磨碎來(lái)自所述塞的所述通道中的所述阻擋物；通過(guò)所述通道進(jìn)行生產(chǎn)。
全文摘要
一種系統(tǒng)允許對(duì)產(chǎn)層的各段進(jìn)行順序處理。通向每一部分的通道可以帶有具有特定內(nèi)部輪廓的滑動(dòng)套筒(30)?？梢允褂镁哂刑囟ㄝ喞谋盟腿?10)，所述特定輪廓使塞鎖定到特定套筒上。在塞鎖定時(shí)，塞上的壓力允許套筒順序打開(kāi)，同時(shí)位于下方的已經(jīng)受影響的產(chǎn)層被隔離。泵送塞具有最初由最終在預(yù)期的油井條件下消失的材料(44)堵住的通道。結(jié)果，當(dāng)產(chǎn)層的所有部分被處理完時(shí)，重新形成穿過(guò)多個(gè)鎖定塞的流動(dòng)通路。該塞還可以在其操作之后從滑動(dòng)套筒噴離，并且可以具有鍵，該鍵在后來(lái)需要磨碎塞的情況下隨后防止塞在其軸上旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)E21B23/02GK101443529SQ200780017457
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者D·J·默里 申請(qǐng)人:貝克休斯公司