專利名稱：用于鉆井泄流井眼配置的柔性襯管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井眼襯管，尤其涉及一種柔性襯管(liners)，該柔性襯管能夠從主井眼設(shè)置到橫向泄流井眼(lateral drain hole)。

背景技術(shù)：
當(dāng)鉆油、氣或水等地下井時(shí)，井眼從地表鉆到流體承載地層(fluidbearing formation)。除了具有受限的豎直延伸部分外，這種結(jié)構(gòu)經(jīng)常具有重要的水平延伸部分。因此，在地下生產(chǎn)區(qū)(流體藏)鉆出非豎直井眼(也稱作偏斜、橫向或水平井眼)是有利的，以便增加從橫向井眼到主井眼的流體的生產(chǎn)流速。這些橫向井眼常常是從主豎直井眼鉆出的井眼，請(qǐng)參見圖10。這些離開現(xiàn)有井眼進(jìn)入生產(chǎn)流體藏的橫向井眼被稱作泄流井眼。
橫向泄流井眼可以是疏松的并保持它們的穩(wěn)定性?？赏ㄟ^沿井眼的至少一部分或整個(gè)長(zhǎng)度插入管狀襯管來保持井眼的開放。帶孔襯管用于橫向井眼的控砂應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，絲線，絲線篩網(wǎng)或?yàn)V管包裹帶孔襯管(其為基管)并焊接到帶孔襯管上，以便從流體藏的流體過濾出沙子。例如，專利文獻(xiàn)WO 03091535和US 5849188中公開了沙控濾管。
橫向井的一個(gè)問題是把襯管或其它井下工具配置到橫向井眼中需要襯管具有從沿主井眼配置的工具彎曲進(jìn)橫向泄流井眼的彎曲性能，典型地，當(dāng)橫向泄流井眼從主井眼以90°角度形成時(shí)。引導(dǎo)件(其為配置襯管的工具的一部分)導(dǎo)致襯管彎曲，從而能夠從主井眼進(jìn)入橫向泄流井眼，使襯管彎曲并使襯管定向到地層中。然而，襯管的基管常常不能提供使襯管從主井眼插入橫向井眼的足夠柔性。
本發(fā)明提供柔性襯管，從而能夠容易地配置到與主井眼成任意角度的橫向泄流井眼中。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于插入泄流井眼的襯管，包括具有中心孔的彈性管狀構(gòu)件，其中所述管狀構(gòu)件由第一連續(xù)螺旋纏繞線形成，所述第一連續(xù)螺旋纏繞線設(shè)置有允許流體與管狀構(gòu)件連通的通道。
所述螺旋纏繞線形成螺旋彈簧型結(jié)構(gòu)，從而制造成柔性管狀構(gòu)件。由于具有柔性，襯管能夠圍繞主井眼的角落以小曲率半徑容易地進(jìn)入橫向泄流井眼中。
所述管狀構(gòu)件還包括第二連續(xù)螺旋纏繞線，所述第二連續(xù)螺旋纏繞線同心地位于第一連續(xù)螺旋纏繞線的內(nèi)部。由于用兩個(gè)或更多個(gè)螺旋彈簧型結(jié)構(gòu)形成管狀構(gòu)件，這有助于襯管的旋轉(zhuǎn)。
通過管狀構(gòu)件的線上的孔，流體能夠從襯管外部連通到襯管內(nèi)部。優(yōu)選地孔是圓形的?？蛇x地，通過線的相鄰線圈之間的間隔流體與襯管連通。
線典型地具有多邊形截面，優(yōu)選地為矩形或正方形截面。
襯管能夠包括襯管靴，襯管靴閉合管狀構(gòu)件的一端。優(yōu)選地，襯管靴具有圓錐體形狀。由于襯管靴閉合管狀構(gòu)件的一端，這有助于把襯管引導(dǎo)進(jìn)泄流井眼中，并有助于沿井眼引導(dǎo)襯管。
襯管能夠還包括位于管狀構(gòu)件的一端處的支撐件。所述支撐件優(yōu)選地包括把襯管保持在適當(dāng)位置的固定裝置。固定裝置能夠具有柔性或關(guān)節(jié)臂。一旦襯管插入橫向泄流井眼中，通過把固定裝置固定到主井眼的套管的地層側(cè)，固定裝置把襯管保持在適當(dāng)位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，襯管還包括傳感器。把傳感器定位在襯管上，這有助于把傳感器插入橫向泄流井眼中。襯管還包括天線。天線允許給傳感器供應(yīng)電力和發(fā)射數(shù)據(jù)到主井眼中的傳感器和詢問工具和接收傳感器和詢問工具的數(shù)據(jù)。襯管還能夠包括流速控制裝置。
襯管能夠用作橫向泄流井眼中的孔沙濾管。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種沿井眼配置襯管的方法，包括步驟沿井眼插入權(quán)利要求1-14中的任一襯管；和把襯管引導(dǎo)進(jìn)橫向泄流井眼中。優(yōu)選地，襯管被引導(dǎo)進(jìn)與主井眼垂直的橫向泄流井眼中。襯管能夠配置到橫向泄流井眼中以便加固泄流井眼，過濾流體，把傳感器和/或控制裝置配置在泄流井眼中。



圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的襯管的實(shí)施例； 圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的襯管的實(shí)施例的切割剖面圖； 圖3顯示形成本發(fā)明的襯管的實(shí)施例； 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的襯管的實(shí)施例； 圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的水平泄流井眼中的襯管的實(shí)施例； 圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的襯管，用于把傳感器配置在泄流井眼中； 圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的水平泄流井眼中的襯管的實(shí)施例； 圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的襯管，其從主井眼插入水平泄流井眼； 圖9a-e顯示根據(jù)本發(fā)明的襯管配置工具，其把襯管從主井眼插入水平泄流井眼中； 圖10顯示具有橫向泄流井眼的主井眼的示意圖。

具體實(shí)施例方式 圖1和圖2顯示本發(fā)明的用于橫向泄流井眼的襯管的第一實(shí)施例。襯管1包括管狀構(gòu)件2，管狀構(gòu)件2具有由連續(xù)螺旋纏繞線4形成的中心孔，該纏繞線(wire)4上形成孔3。相鄰螺旋纏繞線的線圈彼此接觸以便線形成管狀結(jié)構(gòu)。形成管狀構(gòu)件的線4具有矩形截面。也能夠使用其它截面形狀，例如三角形，圓形或正方形。然而，正方形或矩形截面是優(yōu)選的。相鄰線圈的線完全地彼此接觸，從而使得與管狀構(gòu)件連通的流體限制在線4的孔(通道)3。線4的孔3允許油和/或氣流穿過襯管從周圍地層進(jìn)入井中?？椎姆植己统叽鐣?huì)影響來自井的流體的流速。因此為了確保井生產(chǎn)率不受損害，孔的尺寸根據(jù)粒子的尺寸和流體藏中的流體流速變化，在流體藏中已經(jīng)鉆出了水平泄流井眼。這些線上的孔可以是圓形件或插槽，這些孔的分布可沿襯管的長(zhǎng)度變化。參考圖3，在生產(chǎn)線4期間形成孔3，然后通過螺旋纏繞線，從而使線形成管狀構(gòu)件2?？蛇x地，可在用線已經(jīng)制造好管狀構(gòu)件之后，在線上鉆出孔。管狀構(gòu)件形成為具有足夠柔性，能夠在從主井眼到橫向泄流井眼的角落處以小曲率半徑彎曲。
圖示了一個(gè)具有形成襯管的管狀構(gòu)件的螺旋彈簧型結(jié)構(gòu)的螺旋纏繞線。然而，可選地，管狀構(gòu)件可包括兩個(gè)或更多個(gè)螺旋纏繞線，每個(gè)螺旋纏繞線具有螺旋彈簧型結(jié)構(gòu)。對(duì)于本實(shí)施例，管狀構(gòu)件由第一外部螺旋纏繞線和第二內(nèi)部螺旋纏繞線形成，第二內(nèi)部螺旋纏繞線同心地位于第一外部螺旋纏繞線內(nèi)。第二內(nèi)部螺旋纏繞線形成的螺旋彈簧型結(jié)構(gòu)的直徑小于第一外部螺旋纏繞線形成的螺旋彈簧型結(jié)構(gòu)的直徑，從而使得第二內(nèi)部螺旋纏繞線能夠裝配在第一外部螺旋纏繞線內(nèi)。這種雙螺旋線形式允許襯管旋轉(zhuǎn)。襯管旋轉(zhuǎn)有助于插入井眼中，特別是在該過程產(chǎn)生阻力時(shí)，并且提高了結(jié)合作業(yè)。
本發(fā)明的第二實(shí)施例包括襯管，該襯管在管狀構(gòu)件的線圈之間具有間隔以便允許來自襯管外部的流體流進(jìn)內(nèi)部。管狀構(gòu)件的線圈之間的距離取決于流速和所應(yīng)用的地層的粒子尺寸。
在襯管是由連續(xù)螺旋纏繞線形成的管狀構(gòu)件的情況下，當(dāng)襯管從主井眼進(jìn)入橫向泄流井眼時(shí)，管狀構(gòu)件的柔性允許襯管以小曲率半徑彎曲而進(jìn)入橫向井眼的開口中。
由于橫向泄流井眼常常是疏松的，襯管能夠用作泄流井眼中的沙濾管，以便過濾出流體藏中抽取出的流體的沙子。通過防止疏松地層壓塌泄流井眼，因此襯管還有助于給泄流井眼提供穩(wěn)定性。
如圖4所示，襯管靴5能夠放置在管狀構(gòu)件2的末端處以便關(guān)閉襯管1的一個(gè)末端。閉合的末端是襯管的井下端，圓錐體形襯管靴有助于襯管插入橫向泄流井眼中。
如圖5所示，襯管1能夠在它的一個(gè)末端處包括支撐件6。襯管能夠通過主井眼的套管7的鉆孔進(jìn)入橫向泄流井眼，襯管末端處的支撐件6包括固定裝置(例如關(guān)節(jié)臂)8，該固定裝置(例如關(guān)節(jié)臂)8把襯管連接到主井眼，并把襯管保持在地層9中的套管7后面的適當(dāng)位置。一旦襯管已經(jīng)插入橫向泄流井眼，那么支撐件的一部分就定位在套管中，該臂能夠延伸并把襯管固定到地層9的套管中。
參考圖6和7，襯管1能夠用于把傳感器10配置在橫向泄流井眼中。傳感器沿襯管布置并連接到支撐件6處的天線(antenna)11。傳感器通過電導(dǎo)線(即襯管內(nèi)連續(xù)延伸的電線、電纜)12連接到天線11。天線11能夠接收從傳感器10發(fā)射的數(shù)據(jù)，并與主井眼14中的詢問工具(interrogatingtool)13通信。詢問工具13能夠通過天線向傳感器傳輸電力并獲取來自天線的數(shù)據(jù)，用于向地面?zhèn)魉托畔?。傳感器能夠是適用于井眼的、測(cè)量地層特性的任意種類的傳感器，例如溫度傳感器或監(jiān)控化學(xué)或電學(xué)或聲學(xué)信號(hào)的傳感器。襯管能夠用作沙控濾管和用于定位傳感器，或僅用于定位傳感器。襯管還能夠用于定位控制橫向泄流井眼中的流速(或流量)的任何裝置。
參考圖8，柔性襯管1通過襯管配置工具15沿主井眼14放置。襯管下壓到主井眼中，并引導(dǎo)向行進(jìn)到橫向泄流井眼16的套管7的開口，橫向泄流井眼16以小曲率半徑從主井眼14鉆進(jìn)到地層9中。
參考圖9a-e，用于把襯管插入橫向泄流井眼的襯管配置工具15包括能夠保持多個(gè)襯管1的回轉(zhuǎn)襯管存儲(chǔ)室(revolving liner storagecompartment)17。配置工具還包括引導(dǎo)件18，該引導(dǎo)件18能夠與橫向泄流井眼16的開口排列對(duì)齊并具有通道，襯管通過該通道從存儲(chǔ)室進(jìn)入并離開工具進(jìn)入橫向泄流井眼16中。引導(dǎo)件的出口孔能夠設(shè)定成泄流井眼的角度，例如90°，這允許襯管插入與主井眼垂直的橫向泄流井眼中。
一端具有局部柔性部分20的推動(dòng)裝置19將柔性襯管1推出存儲(chǔ)室17，通過引導(dǎo)件18并進(jìn)入泄流井眼16，如圖9b和9c所示。推動(dòng)裝置19的柔性部分還進(jìn)入引導(dǎo)件，并允許襯管被推出配置工具而進(jìn)入橫向泄流井眼中。襯管被推動(dòng)通過引導(dǎo)件，引導(dǎo)件使襯管彎曲并產(chǎn)生襯管以需要的角度進(jìn)入橫向泄流井眼所需的曲率。
一旦襯管插入，推動(dòng)裝置返回到它的初始位置，如圖9d和9e所示，配置工具能夠位于下一個(gè)泄流井眼的前面，重復(fù)相同過程。盡管實(shí)例顯示襯管從主井眼以90°角度插入泄流井眼中，但是襯管能夠插入與主井眼成任意角度的泄流井眼中。圖10顯示與主井眼14成不同角度的泄流井眼16。
襯管還可包括其它元件，例如用于區(qū)域隔離的填充器和液壓元件。盡管所描述的襯管用于把傳感器配置到橫向泄流井眼中，但是襯管能夠用于把其它裝置插入到橫向泄流井眼中。
權(quán)利要求
1.一種用于插入泄流井眼的襯管，包括具有中心孔的彈性管狀構(gòu)件，其中所述管狀構(gòu)件由第一連續(xù)螺旋纏繞線形成，所述第一連續(xù)螺旋纏繞線設(shè)置有允許流體與管狀構(gòu)件連通的通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的襯管，其中所述管狀構(gòu)件還包括第二連續(xù)螺旋纏繞線，所述第二連續(xù)螺旋纏繞線同心地位于第一連續(xù)螺旋纏繞線的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的襯管，其中所述通道由穿過所述線的孔形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的襯管，其中所述通道由纏繞線的相鄰線圈之間的間隔形成。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，其中所述線具有多邊形截面。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，其中所述線具有矩形或正方形截面。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，還包括襯管靴，所述襯管靴閉合管狀構(gòu)件的一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的襯管，其中所述襯管靴具有圓錐體形狀。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，還包括在管狀構(gòu)件的一端處的支撐件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的襯管，其中所述支撐件包括把襯管保持在適當(dāng)位置的固定裝置。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，還包括傳感器。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，還包括天線。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，還包括流速控制裝置。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的襯管，其中所述襯管用于控沙濾管。
15.一種沿井眼配置襯管的方法，包括步驟
沿井眼插入權(quán)利要求1—14中的任一柔性襯管；和
把襯管引導(dǎo)進(jìn)橫向泄流井眼中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的沿井眼配置襯管的方法，其中所述方法包括把襯管引導(dǎo)進(jìn)與主井眼垂直的橫向泄流井眼中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于鉆井泄流井眼配置的柔性襯管。該襯管用于插入泄流井眼中，包括具有中心孔的彈性管狀構(gòu)件，其中所述管狀構(gòu)件由第一連續(xù)螺旋纏繞線形成，所述第一連續(xù)螺旋纏繞線設(shè)置有允許流體與管狀構(gòu)件連通的通道。
文檔編號(hào)E21B17/00GK101397889SQ200810087070
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者約瑟·特克雷 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司