專利名稱：可變形的多井鉆模和使用方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及了多井鉆模和利用鉆模鉆出多口地下井的方法，尤其是涉及了這種鉆模和方法其中鉆模可變形，在地下井孔內(nèi)定位，并被擴(kuò)張來用于鉆出多口井。
先有技術(shù)的描述目前越來越多地采用常規(guī)的斜向器或泥漿馬達(dá)，它固定在相鄰于鉆頭的鉆具組中，按照故意與真實(shí)垂線偏斜的方位在地下層中鉆出井孔。在斷裂的地下層中，可利用偏斜的井孔來增加地下層內(nèi)由井所確定的排泄區(qū)，由此增加了從地下層得到的油氣產(chǎn)量。利用常規(guī)斜向器來鉆斜孔的固有問題是當(dāng)斜向器定位在井孔內(nèi)時(shí)，斜向器的深度和徑向方位均已被確定，不從井孔退出斜向器并改變它的深度和/或徑向方位，就無法改變其深度和徑向方位。
此外，從海上鉆井平臺(tái)鉆出的井通常是偏斜的，以增加從單個(gè)平臺(tái)可以鉆出和完成的井?dāng)?shù)。用于在深水進(jìn)行鉆井和在地下層完成鉆井的海上鉆井平臺(tái)，根據(jù)平臺(tái)確定的水深和載荷，其尺寸、結(jié)構(gòu)和費(fèi)用可以改變。例如，平臺(tái)可作成由伸到海底的一條腿或沉箱來部分支承，或者由多達(dá)八條腿或沉箱來支承。這種海上鉆井平臺(tái)的費(fèi)用大約從$5,000,000到$500,000,000之間變化。每個(gè)海上鉆井平臺(tái)上設(shè)有許多槽，借助槽可通過地面套管來鉆出和完成斜井，套管用常規(guī)技術(shù)固定在泥漿線上。
由于這些海上平臺(tái)需要大量的資金消耗，因此已經(jīng)研制了通過單個(gè)導(dǎo)管、地面或過渡套管來鉆出和完成多口井的鉆模和方法。雖然已研制的鉆?？捎糜谠谏疃认嗤蜃兓牡叵聦踊虻叵聨?nèi)鉆出和完成鉆井，但這些鉆模未設(shè)計(jì)成可以從相似常規(guī)尺寸的井孔中鉆出和完成常規(guī)尺寸(如7英寸)的孔，以盡量增加從地下層和/或地下帶得到的流體生產(chǎn)率，以及對(duì)鉆模提供機(jī)械完整性和液壓密封性。因此，需要有一種設(shè)備和方法，可在各種地下層或地下帶中，從相似常規(guī)尺寸的井孔中鉆出和完成常規(guī)尺寸的多口地下井。另外還需要有一種設(shè)備和程序，可鉆出和完成相互有較大分散程度的多口地下井孔，由此大大增加排泄區(qū)域，從而提高井的油氣采收率。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可變形的鉆模和方法，用于鉆出和完成多口地下井，井孔的大小基本上與孔(從該孔用這種鉆模鉆出多口井)的尺寸相當(dāng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)張可變形多井鉆模的方法。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種可變形的鉆模和方法，用于一旦這種鉆模擴(kuò)張時(shí)，可從已有的井孔鉆出和完成多口井，這在成本上是有效的。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種可變形鉆模和方法，用于采用這種鉆模來鉆出和完成多口地下井，其中提供了鉆模的機(jī)械完整性和液壓密封性。
發(fā)明概述為了達(dá)到上述和其它目的，并按照在這里作了概括和全面描述的本發(fā)明的意圖，本發(fā)明的一個(gè)特征是包括一種可變形的鉆模，用于從第一套管鉆出和完成多口地下井。鉆模包括一個(gè)本體，本體至少具有兩個(gè)管件，每個(gè)管件可以變形但能依靠適當(dāng)力的作用使它擴(kuò)張，鉆模還包括把本體固定到第一套管上的裝置。
在本發(fā)明的另一個(gè)特征中，提供了一個(gè)從第一套管鉆出和完成多口地下井的鉆模。鉆模包括一個(gè)本體和把本體固定到第一套管上的裝置。本體具有一個(gè)第一端面和許多通過它沿軸向延伸的孔，各孔與第一端面相交。至少一個(gè)軸向延伸孔可以變形，以便在第一套管中定位并能被擴(kuò)張。
在本發(fā)明的又一個(gè)特征中，提供了一種方法，用于通過第一套管進(jìn)行鉆井，第一套管從地面延伸到第一地下井孔中。程序包括把至少具有兩個(gè)變形管件的一個(gè)可變形鉆模固定到第一套管上，擴(kuò)張至少兩個(gè)管件的每一個(gè)，以及通過至少兩個(gè)管件之一在第一地下層中鉆出第二地下井。
附圖簡(jiǎn)述附圖與詳細(xì)說明相結(jié)合并成為其一部分，用于圖解本發(fā)明的實(shí)施例，并且與描述內(nèi)容一起，用于闡明本發(fā)明的原理。
在附圖中

圖1是本發(fā)明鉆模的一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張形式下的剖視圖；圖2是圖1本發(fā)明鉆模實(shí)施例在變形狀態(tài)下的剖視圖，用于在地下井孔內(nèi)定位；圖3a是沿圖1 3a-3a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖3b是沿圖2 3b-3b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖4a是沿圖1 4a-4a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖4b是沿圖2 4b-4b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖5a是本發(fā)明鉆模本體另一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張狀態(tài)下的截面圖；圖5b是本發(fā)明鉆模本體另一個(gè)實(shí)施例在變形狀態(tài)下的截面圖；圖6a是本發(fā)明鉆模本體又一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張狀態(tài)下的截面圖；圖6b是本發(fā)明鉆模本體又一個(gè)實(shí)施例在變形狀態(tài)下的截面圖；圖7a是本發(fā)明鉆模本體再一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張狀態(tài)下的截面圖；圖7b是本發(fā)明鉆模本體再一個(gè)實(shí)施例在變形狀態(tài)下的截面圖；圖8是本發(fā)明鉆模另一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張形式下的剖視圖；圖9是圖8本發(fā)明鉆模實(shí)施例在變形狀態(tài)下的剖視圖，用于在地下井孔內(nèi)定位；圖10a是沿圖8 10a-10a線所取本發(fā)明鉆模另一個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖10b是沿圖9 10b-10b線所取本發(fā)明鉆模另一個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖11a是沿圖8 11a-11a線所取本發(fā)明鉆模另一個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖11b是沿圖911b-11b線所取本發(fā)明鉆模另一個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖12a-12g是圖8和9中本發(fā)明地下鉆模的簡(jiǎn)化視圖，用于按照本發(fā)明方法鉆出和完成多口地下井；圖13是本發(fā)明鉆模的又一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張形式下的剖視圖；圖14是圖13本發(fā)明鉆模實(shí)施例在變形狀態(tài)下的剖視圖，用于在地下井孔內(nèi)定位；圖15a是沿圖13 15a-15a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖15b是沿圖14 15b-15b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖16a是沿圖13 16a-16a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖16b是沿圖14 16b-16b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖17a是沿圖13 17a-17a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖17b是沿圖14 17b-17b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖18a是沿圖13 18a-18a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖18b是沿圖14 18b-18b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖19是本發(fā)明鉆模又一個(gè)實(shí)施例在擴(kuò)張形式下的剖視圖；圖20是圖19本發(fā)明鉆模實(shí)施例在變形狀態(tài)下的剖視圖，用于在地下井孔內(nèi)定位；圖21a是沿圖19 21a-21a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖21b是沿圖20 21b-21b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖22a是沿圖19 22a-22a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖22b是沿圖20 22b-22b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖23a是沿圖19 23a-23a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖23b是沿圖20 23b-23b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖24a是沿圖19 24a-24a線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖24b是沿圖20 24b-24b線所取本發(fā)明鉆模實(shí)施例的截面圖；圖25a是沿圖19 21a-21a線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖25b是沿圖20 21b-21b線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖；圖26a是沿圖19 22a-22a線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖；圖26b是沿圖20 22b-22b線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖；圖27a是沿圖19 23a-23a線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖；圖27b是沿圖20 23b-23b線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖；圖28a是沿圖19 24a-24a線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖；圖28b是沿圖20 24b-24b線所取本發(fā)明鉆模替代實(shí)施例截面圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述參照?qǐng)D1，多井鉆?；?qū)ё?0來概括地表示，并具有一個(gè)大致為管狀的上段11，一個(gè)過渡本體段13，以及許多管件16。本體段13上設(shè)有兩個(gè)通過本體的孔14和15。當(dāng)孔14和15與上段一起固定時(shí)，它們通過管狀上段11與孔12連通，由此確定了一個(gè)大致為Y形的接頭，接頭具有一個(gè)入口，即孔12，和兩個(gè)出口，即孔14和15。本體13的上端確定了上端面19，孔14和15均與端面19相交。一個(gè)或幾個(gè)管件16被固定在一起，與孔14或15對(duì)準(zhǔn)，并固定到本體段13上。相似地，一個(gè)或幾個(gè)管件16固定到另一個(gè)孔14或15上?？刹捎脤?duì)熟練技工很明顯的任何適當(dāng)方法，如焊接方法，把圖1的多井鉆?；?qū)ё牧悴考潭ㄔ谝黄?。一組管件16的下端上設(shè)有螺紋17，用于安裝適當(dāng)?shù)母￠y(圖中未示)，而另一組管件16上設(shè)有一個(gè)圓頭塞子或焊接帽18。雖然與每個(gè)孔14和15對(duì)準(zhǔn)的管件16一般是平行的，但可把管件安排成當(dāng)鉆模位于井孔時(shí)管件對(duì)著鉆模底部相互發(fā)散。如果安排成發(fā)散形式，則這種發(fā)散程度通常沿鉆模10的整個(gè)長(zhǎng)度上應(yīng)不超過2°，最好小于1°。在圖1和2所示的實(shí)施例中，一組管件16比另一組短，從而可在每組管件端之間提供一部分地下層，從較短管件伸出的鉆具組可在其中作偏斜，從而可盡量減小按本發(fā)明鉆出和完成的井孔之間的干擾。各組管件長(zhǎng)度也可基本上相同。在兩個(gè)實(shí)施例的任一個(gè)中，一組或兩組管件16上可設(shè)有一個(gè)與之固定的斜向器，以進(jìn)一步協(xié)助減小利用本發(fā)明鉆模10鉆出的井孔之間的干擾。
由圖1所示和以上描述的多井鉆模實(shí)施例被壓扁或變形(圖2)，以容許通過地下井孔。如圖2所示，圖2的多井鉆模10可使它的一側(cè)，即上段11(圖3b)、通過本體段13的孔15(圖4b)和管件16(管件具有固定在其下端的圓頭塞子或焊接帽18)的一側(cè)被壓扁或變形，而另一側(cè)仍保持?jǐn)U張形式。如圖5-7a和b所示，本發(fā)明的鉆模本體段的結(jié)構(gòu)和變形具有幾種不同的形狀或構(gòu)造?？刹捎眠m當(dāng)?shù)姆绞剑缗c液壓連接的機(jī)械壓機(jī)來壓扁鉆模10。鉆模10由金屬制成，例如由鋼制成。鉆模10可用于造井期間的任何位置上，并且可采用任何合適的方式，如焊接或螺接方式，把它本身固定在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的底部，以便在地下井孔內(nèi)定位，如下文所述。一旦定位在所希望的地下位置，依靠液壓開始使鉆模10(圖2)擴(kuò)張，此后依靠機(jī)械工具和/或套管滾輪把鉆模10完全擴(kuò)張成圖1所示的形式，機(jī)械工具和/或套管滾輪可采用對(duì)熟練技工很明顯的方式在鉆管中運(yùn)行，把鉆模10的壓扁一側(cè)擴(kuò)到其原始形狀。然后可采用本發(fā)明的鉆模按下文描述的方式鉆出和完成多口地下井。如圖1所示，鉆模10在擴(kuò)張時(shí)是對(duì)稱的，也就是說，通過第一段11的孔12、通過本體段13的孔14和15，以及懸掛在其上面的相應(yīng)管件16，均對(duì)稱于通過為鉆模10懸掛的驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的孔。
參照?qǐng)D8，本發(fā)明鉆模的另一個(gè)實(shí)施例用20概括表示，并且構(gòu)造大致與鉆模10一樣，它一般具有相應(yīng)于11的管狀上段21、相應(yīng)于13、14和15的過渡本體段23和孔24和25，以及相應(yīng)于鉆模10管件16的許多管件26。本體23的上端確定了一個(gè)上端面29，孔24和25均與它相交。然而，孔25和通過上管21的孔22的一部分，以及懸掛在孔25上并與之對(duì)準(zhǔn)的管件26，在擴(kuò)張時(shí)均沿軸向偏置(圖8，10a和11a)。該鉆模20的軸向偏置部分被變形或壓扁(圖9，10b和11b)，以便在地下井孔內(nèi)定位鉆模20，如下文所述。
在操作時(shí)，采用一個(gè)下擴(kuò)孔器來對(duì)井孔33作下擴(kuò)孔，以形成一個(gè)放大區(qū)35，接著鉆模20可在其中定位和擴(kuò)張(圖12a)。鉆模20已變形成圖9所示的形狀，并采用任何合適的方式，如焊接或螺接方式，固定到地面或過渡套管30的底部。如圖12b所示，地面或過渡套管30(在其底部固定著鉆模20)被定位在井孔33和35之內(nèi)。井孔33可大致垂直或偏斜。地面或過渡套管30延伸到地面31，由此確定了一個(gè)井頂。按照本發(fā)明，采用液壓和機(jī)械工具和/或套管滾輪對(duì)圖9所示形式的鉆模20進(jìn)行擴(kuò)張(圖12c)。一旦被擴(kuò)張，鉆模和套管可被粘結(jié)定位。一個(gè)斜向器或定向凸塊37填充地位于鉆模20本體段23的孔24內(nèi)，它采用對(duì)熟練技工很明顯的如突起或鍵裝置來作自動(dòng)定向，使得斜向器或定向凸塊的斜度可把鉆具組引導(dǎo)入孔25中。
包括鉆頭和泥漿馬達(dá)的常規(guī)鉆具組40(圖12d)在套管30之內(nèi)傳送，并送入鉆模20的孔25中，在那里把塞子28和粘結(jié)材料(如果有的話)從管件26上鉆掉。此后，采用對(duì)熟練技工很明顯的常規(guī)方式由鉆具組鉆出第一個(gè)井孔60，所鉆出的泥漿和巖層碎屑從井孔60流到地面31，通過鉆模中管件26和孔25和22，以及套管30流到地面。雖然第一井孔60在圖12d中所示為傾斜，它也可鉆成大致為垂直的方位。此后，鉆具組從套管30中退出，通過套管30把襯管62下降，并依靠常規(guī)的襯管懸掛器固定到鉆模20上(圖12e)。襯管懸掛器也可安放和支承在孔25或管件26內(nèi)形成的突起上，如環(huán)形肩部上。襯管懸掛器包括一個(gè)可擴(kuò)張壓緊組件來密封襯管懸掛器與孔25或管件26之間的環(huán)形區(qū)，以及包括一個(gè)可擴(kuò)張的滑動(dòng)元件來協(xié)助把懸掛器固定在孔25或管件26內(nèi)。與孔25內(nèi)突起所支承的總載荷有關(guān)，可以不需要滑動(dòng)元件來協(xié)助支承這種載荷。襯管62可在第一井孔60內(nèi)粘結(jié)。然后把斜向器37從孔24中退出。因?yàn)殂@模20在擴(kuò)張時(shí)是不對(duì)稱的，孔24基本上與套管30對(duì)準(zhǔn)，因而不需要用斜向器或定向凸塊來使鉆具組在套管30內(nèi)轉(zhuǎn)向。當(dāng)本發(fā)明鉆模在擴(kuò)張時(shí)為對(duì)稱的情形，則需要把斜向器或定向凸塊37轉(zhuǎn)動(dòng)和插入到鉆模20的孔25中。然后通過套管30把鉆具組40傳送到孔24中，并且鉆掉固定在管件26下端的浮動(dòng)裝置。鉆具組通過孔24，并鉆出第二個(gè)井孔70。雖然在圖12f中所示的第二井孔70為偏斜，但通常如果第一井孔60為偏斜，也可把第二井孔70鉆成大致為垂直的方位。此后，從套管30退出鉆具組，通過套管30下降襯管72，并采用上述的常規(guī)襯管懸掛器把它固定到鉆模20上(圖12g)。采用對(duì)熟練技工很明顯的方式，可把襯管72粘結(jié)在第二井孔70之內(nèi)。在從岸上鉆井架和/或海上鉆井平臺(tái)進(jìn)行鉆井時(shí)可利用本發(fā)明的鉆模。因此按本發(fā)明完成鉆井時(shí)，可分別通過襯管62和72，從井60和70同時(shí)產(chǎn)生如油氣的流體，并通過套管30或位于套管30之內(nèi)的管路混合成到地面上的產(chǎn)物，或者采用對(duì)熟練技工很明顯的雙管鉆具組分開產(chǎn)生到地面上。
雖然以上已描述了本發(fā)明的鉆模并在圖1到12中作了圖解，它僅在其一側(cè)或一部分被變形或壓扁，但鉆模也可在包括管件的兩側(cè)均被變形或壓扁。在圖13中，多井鉆模或?qū)ё爬ū硎緸?10，并具有大致為管狀的上段111、過渡本體段113，以及許多管件116。本體段113上設(shè)有通過它的兩個(gè)孔114和115，并具有與兩個(gè)孔相交的上端面119。當(dāng)孔114和115與上段固定一起時(shí)，它們通過管狀上段111與孔112連通，由此確定了大致為Y形的接頭，接頭具有一個(gè)入口，即孔112，和兩個(gè)出口，即孔114和115。一個(gè)或幾個(gè)管件116固定在一起，與孔114或115對(duì)準(zhǔn)，并固定到本體段113上。相似地，一個(gè)或幾個(gè)管件116固定到另一個(gè)孔114或115上。圖13的多井鉆?；?qū)ё牧悴考刹捎脤?duì)熟練技工很明顯的任何合適方式，如焊接或螺接方式來固定在一起。一組管件116上設(shè)有浮閥(圖中未示)，而另一組管件116上設(shè)有圓頭塞子或焊接帽118。如果安排成發(fā)散方式，各組管件116的發(fā)散程度沿鉆模110的整個(gè)長(zhǎng)度上應(yīng)不超過2°，最好小于1°。在圖13和14所示的實(shí)施例中，一組管件116比另一組管件短，從而可在每組管件端之間提供一部分地下層，從較短管件組伸出的鉆具組可在其中偏斜，從而可盡量減小按本發(fā)明鉆出和完成的井孔之間的干擾。各組管件長(zhǎng)度也可基本上相同。在兩個(gè)實(shí)施例的任一個(gè)中，一組或幾組管件116上可設(shè)有一個(gè)與之固定的斜向器，以進(jìn)一步協(xié)助減小利用本發(fā)明鉆模110鉆出的井孔之間的干擾。
由圖13所示和上面描述的多井鉆模實(shí)施例被壓扁或變形(圖14)，以容許通過地下井孔。如圖13所示，圖13的多井鉆模110使它的兩側(cè)，即上段111(圖15b和16b)，通過本體段113的孔114和115(圖17b)和管件116(圖18b)的兩側(cè)被壓扁或變形。如圖5-7a和b所示，本發(fā)明的鉆模110的本體段113結(jié)構(gòu)和變形可具有幾種不同的形狀或構(gòu)造?？刹捎萌魏芜m當(dāng)?shù)姆绞?，如與液壓連接的機(jī)械壓機(jī)來壓扁鉆模110。鉆模110由金屬制成，例如由鋼制成。鉆模110可用于造井期間的任何位置上，并且采用如焊接的任何合適方式，其本身被固定在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的底部上，以便在地下井孔內(nèi)定位，如下文所述。一旦定位在所希望的地下位置，依靠液壓開始使鉆模110(圖14)擴(kuò)張，然后依靠機(jī)械工具和/或套管滾輪完全擴(kuò)張成圖13所示的形式，機(jī)械工具和/或套管滾輪可采用對(duì)熟練技工很明顯的方式在鉆管中運(yùn)行，把鉆模110的壓扁側(cè)擴(kuò)到其原始形狀。然后可按照相對(duì)于鉆模20(圖8和9)的以上描述和圖12a-g的圖解方式，采用本發(fā)明的鉆模110來鉆出和完成多口地下井。如圖13所示，鉆模110在擴(kuò)張時(shí)是不對(duì)稱的，也就是說，通過第一段111的孔112、通過本體段113的孔115以及懸掛在其上面的相應(yīng)管件116，均沿軸向偏置于通過為鉆模110懸掛的驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的孔。
多井鉆?；?qū)ё牧硪粋€(gè)實(shí)施例在圖19中用210概括表示，它具有大致為管狀的上段211、過渡本體段213和許多管件216。本體段213上設(shè)有通過它的兩個(gè)孔214和215，并具有一個(gè)與兩孔相交的上端面219。當(dāng)孔214和215與上段固定一起時(shí)，它們通過管狀的上段211與孔212連通，由此確定了一個(gè)大致為Y形的接頭，接頭具有一個(gè)入口即孔212，和兩個(gè)出口，即孔214和215。一個(gè)或幾個(gè)管件216固定在一起，與孔214或215對(duì)準(zhǔn)，并固定到本體段213上。相似地，一個(gè)或幾個(gè)管件216固定到另一個(gè)孔214或215上?？刹捎脤?duì)熟練技工很明顯的任何適當(dāng)方式，如焊接方式，把圖19的多井鉆?；?qū)ё悴考潭ㄔ谝黄?。一組管件216上設(shè)有一個(gè)浮閥(圖中未示)，而另一組管件216上設(shè)有圓頭塞子或焊接帽218。如果安排成發(fā)散形式，一組管件216的發(fā)散程度通常沿鉆模210的整個(gè)長(zhǎng)度上應(yīng)不超過2°，最好小于1°。在圖19和20所示的實(shí)施例中，一組管件216比另一組短，從而可在每組管件端之間提供一部分地下層，從較短管件伸出的鉆具組可在其中偏斜，從而可盡量減小按本發(fā)明鉆出和完成的井孔之間的干擾。各組管件長(zhǎng)度也可基本上相同。在兩個(gè)實(shí)施例的任一個(gè)中，一個(gè)或兩個(gè)管件216上可設(shè)有一個(gè)與之固定的斜向器，以進(jìn)一步協(xié)助減小利用本發(fā)明鉆模210鉆出的井孔之間的干擾。
由圖19所示和上面描述的多井鉆模實(shí)施例被壓扁或變形(圖20)，以容許通過地下井孔。如圖20所示，圖19的多井鉆模210使它的兩側(cè)，即上段211(圖21b和22b)，通過本體段213的孔214和215(圖23b)和管件216(圖24b)的兩側(cè)被壓扁或變形。如圖5-7a和b所示，本發(fā)明鉆模210的本體段213結(jié)構(gòu)和變形可具有幾種不同的形狀或構(gòu)造?？刹捎萌魏芜m當(dāng)?shù)姆绞?，如與液壓連接的機(jī)械壓機(jī)來壓扁鉆模210。鉆模210由金屬制成，例如由鋼制成。鉆模210可用于造井期間的任何位置上，并且采用如焊接的任何合適的方式，其本身被固定在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的底部上，以便在地下井孔內(nèi)定位，如下文所述。一旦定位在所希望的地下位置，依靠液壓開始使鉆模210(圖20)擴(kuò)張，然后依靠機(jī)械工具和/或套管滾輪完全擴(kuò)張成圖19所示的形式，機(jī)械工具和/或套管滾輪可采用對(duì)熟練技工很明顯的方式在鉆管中運(yùn)行，把鉆模210的壓扁側(cè)擴(kuò)到其原始形狀。然后可按照相對(duì)于鉆模20(圖8和9)的以上描述和圖12a-g的圖解方式，采用本發(fā)明的鉆模210鉆出和完成多口地下井。如圖19所示，鉆模210在擴(kuò)張時(shí)是對(duì)稱的，也就是說，通過第一段211的孔212、通過本體段213的孔214和215，以及懸掛在其上面的相應(yīng)管件216，均對(duì)稱于通過為鉆模210懸掛的驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管，或者生產(chǎn)或過渡襯管的孔。
以下例子對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐和應(yīng)用作了示范，但并不構(gòu)成對(duì)其范圍的限制。
例一個(gè)鉆井架在常規(guī)海上鉆井平臺(tái)的一個(gè)槽上滑動(dòng)，從泥漿線到400英尺鉆出36英寸直徑的孔。一個(gè)30英寸直徑的套管在孔內(nèi)定位，且通常在其中粘結(jié)。具有26英寸鉆頭的鉆具組插入30英寸套管內(nèi)，從450英尺到2500英尺深度鉆出26英寸直徑的孔。20英寸直徑的套管帶運(yùn)行到2500英尺并粘結(jié)。從2500英尺到4500英尺鉆出17 1/2英寸直徑的孔，把13 3/8英寸直徑套管運(yùn)行到4500英尺并粘結(jié)。從4500英尺到12,000英尺鉆出12 1/4英寸直徑的孔，從11,940英尺到12,000英尺對(duì)該孔作下擴(kuò)孔到24英寸直徑。一個(gè)在其最下接點(diǎn)上固定了本發(fā)明可變形鉆模的9 5/8直徑套管定位在24英寸的井孔內(nèi)，并且9 5/8英寸套管固定到井頂設(shè)備上。依靠液壓和機(jī)械工具使可變形鉆模擴(kuò)張，使得其管件成為7英寸直徑。一旦被擴(kuò)張，鉆模和9 5/8英寸直徑的套管均被粘結(jié)定位。斜向器或定向凸塊填充地定位在鉆模本體段的一個(gè)孔內(nèi)。包括鉆頭和泥漿馬達(dá)的常規(guī)鉆具組被傳送到9 5/8英寸套管內(nèi)，并通過鉆模的一個(gè)孔由斜向器引導(dǎo)，把粘結(jié)材料從鉆模的管件上鉆掉。此后，按照對(duì)熟練技工很明顯的常規(guī)方式，由鉆具組把第一井孔鉆到15,000英尺。然后從9 5/8英寸套管退出鉆具組，把一個(gè)襯管通過9 5/8英寸套管下降到第一井孔之內(nèi)，并采用常規(guī)的襯管懸掛器固定在鉆模上。襯管粘結(jié)在第一井孔內(nèi)。然后從鉆?？装研毕蚱魍顺龅降孛嫔希俳?jīng)過9 5/8英寸套管把鉆具組傳送到通過鉆模的另一個(gè)孔內(nèi)，固定在鉆模管件下端的浮動(dòng)裝置被鉆掉。鉆具組通過該孔，把第二井孔鉆到16,000英尺。此后，從9 5/8英寸套管退出鉆具組，把一個(gè)襯管下降到第二井孔之內(nèi)，并采用常規(guī)的襯管懸掛器把它固定在鉆模上。然后把襯管粘結(jié)在第二井孔之內(nèi)。
雖然在以上描述中，采用任何適當(dāng)?shù)姆绞?，如焊接方式把鉆模固定在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的底部上，但鉆模也可以裝有一個(gè)常規(guī)的壓緊組件(圖中未示)，它定位和固定在鉆模的周邊，最好在鉆模定位于井孔內(nèi)時(shí)它在鉆模的上端。壓緊組件包括許多可擴(kuò)張的環(huán)形彈性元件和許多滑動(dòng)元件。在該實(shí)施例中，鉆模的尺寸作得可容納在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管中，因此可在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管內(nèi)，依靠鉆具組、管路和線纜(圖中未示)來下降鉆模。一旦鉆模在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管的最下端附近定位，滑動(dòng)和壓緊元件可順序地?cái)U(kuò)張，采用對(duì)熟練技工很明顯的方式和常規(guī)裝置，與驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管相配合，從而把鉆模固定在驅(qū)動(dòng)管、導(dǎo)管、地面或過渡套管或者生產(chǎn)或過渡襯管之內(nèi)并密封它們之間的環(huán)形區(qū)。滑動(dòng)元件的尺寸和形狀不僅可以支承鉆模，而且也支承著生產(chǎn)套管。
雖然本發(fā)明的多井鉆模被圖解和描述為通過鉆模具有兩個(gè)孔，但對(duì)熟練技工很明顯，根據(jù)鉆模在其中定位的孔的直徑和采用鉆模鉆出的井孔直徑，在鉆模上可以設(shè)有三個(gè)或更多的孔。
雖然在上述整個(gè)描述中，在本發(fā)明方法中單獨(dú)地利用了地下鉆模，但地下鉆模10、20、110或210可以至少與地面鉆模的一個(gè)管件固定，從地面鉆模的每個(gè)管件鉆出兩個(gè)或更多的單獨(dú)地下井。此外，可以把本發(fā)明的鉆模進(jìn)行重疊放置，例如可把一個(gè)鉆模固定到另一個(gè)鉆模的長(zhǎng)管件上，或者可把本發(fā)明鉆模固定到地面鉆模的管件上。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，利用地面鉆模的單獨(dú)管件，可按照上述方式從一個(gè)公共的井孔鉆出三個(gè)或更多的井孔，以及采用固定在地面鉆模的每個(gè)管件上的本發(fā)明地下多井鉆模，可從這些井孔的每一個(gè)鉆出和單獨(dú)完成三個(gè)或更多的井。
盡管已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解到，可對(duì)它作出替代和修改，例如作出已建議的情形和其它情形，它們?nèi)詫儆诒景l(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可變形的鉆模，用于從第一套管鉆出和完成多口地下井，該鉆模包括具有至少兩個(gè)管件的本體，上述至少兩個(gè)管件的每一個(gè)被變形，但在適當(dāng)力的作用下能被擴(kuò)張；以及把上述本體固定到上述第一套管上的裝置。
2.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述至少兩個(gè)管件基本上對(duì)稱變形。
3.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述至少兩個(gè)管件為不對(duì)稱變形。
4.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述至少兩個(gè)管件在擴(kuò)張時(shí)沿軸向?qū)ΨQ。
5.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述至少兩個(gè)的管件在擴(kuò)張時(shí)沿軸向不對(duì)稱。
6.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述管件是發(fā)散的。
7.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述本體具有三個(gè)管件。
8.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述至少兩個(gè)的管件之一比其它管件長(zhǎng)。
9.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述固定裝置包括焊接裝置。
10.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述固定裝置包括一個(gè)壓緊組件，它安裝在上述本體的周邊上。
11.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述第一套管是驅(qū)動(dòng)管，導(dǎo)向套管，地面套管，過渡套管，生產(chǎn)襯管或過渡襯管。
12.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述第一套管是偏斜的。
13.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述本體由許多零部件組成。
14.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件均焊接在一起。
15.權(quán)利要求1的鉆模還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的框，它插在上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件之間，并與之固定。
16.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述本體大致為圓柱形。
17.權(quán)利要求1的鉆模，其中，上述本體具有一個(gè)公共入口，它與上述至少兩個(gè)的管件的每一個(gè)連通。
18.一種用于從第一套管鉆出和完成多口地下井的鉆模，該鉆模包括一個(gè)本體，它具有第一端面和通過端面的許多軸向延伸孔，軸向延伸孔與上述第一端面相交，至少上述軸向延伸孔之一被變形，以便在上述第一套管內(nèi)定位，并能夠被擴(kuò)張；以及把上述本體固定到上述第一套管上的裝置。
19.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述孔是發(fā)散的。
20.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述本體具有兩個(gè)通過本體的軸向延伸孔。
21.權(quán)利要求20的鉆模，其中，上述兩個(gè)軸向延伸孔均被變形。
22.權(quán)利要求20的鉆模，其中，上述兩個(gè)軸向延伸孔是發(fā)散的。
23.權(quán)利要求20的鉆模，其中，上述兩個(gè)孔之一比另一個(gè)孔長(zhǎng)。
24.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述固定裝置包括焊接裝置。
25.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述固定裝置包括一個(gè)壓緊組件，它安裝在上述本體的周邊上。
26.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述第一套管是驅(qū)動(dòng)管，導(dǎo)向套管，地面套管，過渡套管，生產(chǎn)襯管或過渡襯管。
27.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述第一套管是偏斜的。
28.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述本體具有通過本體的至少三個(gè)軸向延伸孔。
29.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述本體由許多零部件組成。
30.權(quán)利要求29的鉆模，其中，上述本體包括一個(gè)第一段，它具有通過它的孔，一個(gè)本體段，它與上述第一段固定并具有通過它的兩個(gè)孔，以及固定在上述本體段上的至少一個(gè)的第二管件。
31.權(quán)利要求29的鉆模還包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的框，它插在上述第一和第二管件之間，并與之固定。
32.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述本體大致為圓柱形。
33.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述端面大致為平面。
34.權(quán)利要求18的鉆模，其中，上述許多軸向延伸孔具有不同的長(zhǎng)度。
35.通過第一套管進(jìn)行鉆井的方法，第一套管從地面延伸到第一地下井孔內(nèi)，該方法包括把變形的鉆模固定到上述第一套管上，鉆模具有至少兩個(gè)的已變形管件；擴(kuò)張上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件的每一個(gè)；以及通過上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件之一，在第一地下層中鉆出第二地下井孔。
36.權(quán)利要求35的方法還包括擴(kuò)大上述第一井孔的直徑，從而提供一個(gè)地下區(qū)域，上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件可在其中擴(kuò)張。
37.權(quán)利要求35的方法還包括把生產(chǎn)套管的第一長(zhǎng)度固定到上述鉆模上，上述生產(chǎn)套管的第一長(zhǎng)度延伸到上述第二井孔之內(nèi)。
38.權(quán)利要求37的方法還包括通過上述生產(chǎn)套管的第一長(zhǎng)度和上述第一地下井孔，從被上述第二井孔穿透的上述第一地下層到上述地面生產(chǎn)出油氣。
39.權(quán)利要求35的方法還包括通過上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件的另外一個(gè)，鉆出第三地下井孔。
40.權(quán)利要求39的方法還包括把生產(chǎn)套管的第二長(zhǎng)度固定到上述鉆模上，上述生產(chǎn)套管的第一長(zhǎng)度延伸到上述第三井孔之內(nèi)。
41.權(quán)利要求40的方法還包括通過上述生產(chǎn)套管的第二長(zhǎng)度和上述第一地下井孔，從被上述第三井孔穿透的上述第二地下層到上述地面生產(chǎn)出油氣。
42.權(quán)利要求35的方法，其中，上述第一套管是驅(qū)動(dòng)管，導(dǎo)向套管，地面套管，過渡套管，生產(chǎn)襯管或過渡襯管。
43.權(quán)利要求35的方法，其中，上述第一套管是偏斜的。
44.權(quán)利要求39的方法，其中，上述第一，第二和第三地下井孔具有基本上相等的直徑。
45.權(quán)利要求37的方法還包括把第二變形鉆模固定到上述生產(chǎn)套管的第一長(zhǎng)度上。
46.權(quán)利要求35的方法還包括把第二變形鉆模固定到上述兩個(gè)或兩個(gè)以上管件之一上。
47.這里已描述所有的發(fā)明。
全文摘要
一種可變形的多井鉆模(10，110，210)和程序，把變形鉆模(10，110，210)在地下孔中定位，擴(kuò)張鉆模，以及通過上述鉆模(10，110，210)至少鉆出一個(gè)地下井孔。至少鉆模的一部分可變形，并且在變形和/或擴(kuò)張時(shí)為對(duì)稱或不對(duì)稱。
文檔編號(hào)E21B43/14GK1239531SQ98801344
公開日1999年12月22日 申請(qǐng)日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者加里·J·克林斯 申請(qǐng)人:馬拉索恩石油公司