CN103958813A - 衬管固井过程和系统 - Google Patents
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Abstract
本实施例涉及在井中用悬挂的或设置的衬管管柱来联接固井组件(100)且在水泥粘合操作期间移动衬管管柱。特别地,例如,根据本技术的过程包括:在钻管上运行固井组件到井中且将定位在井下位置的衬管管柱(12)的衬管顶端组件(44)与固井组件的远端接合,其中,衬管管柱被预先定位在井下而没有被水泥粘合到井中。进一步地,该过程包括将固井组件与衬管管柱卡锁,使得固井组件的移动被转换给衬管管柱,且当移动固井组件和衬管管柱时使水泥流动通过钻管进入衬管管柱中。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年5月2日提交的美国临时专利申请系列号为61/481,564,名称为“衬管固井过程和系统”的优先权,在此以参考的形式引用其全部内容。
技术领域
本公开总体上涉及井眼内的衬管管柱的水泥粘合领域。更特别地,本公开的实施例涉及钻井时在井下安装衬管管柱时,用于在井眼中水泥粘合衬管管柱的方法和设备。
背景技术
在常规的石油和天然气操作中,通常使用钻柱将井钻至期望的深度,该钻柱包括钻管和钻井的井底钻具组件(bottom hole assembly,BHA)。一旦到达期望深度,钻柱从井孔移除且套管运行进入空井孔中。在一些常规的操作中,套管可以作为钻井过程的一部分进行安装。在钻井的同时涉及运行套管的技术可以称为“随钻套管(casing while drilling)”。
套管可以定义为管道或管件,其放置在井中用以防止井坍塌,用以容纳流体,以及用以协助产品的有效采掘。当在井孔或井内合适地定位套管时,通过泵送水泥通过套管且进入套管与井孔(例如,井眼或母体套管)之间形成的环行空间,套管通常在适当的位置被水泥粘合。水泥剂可以填充所有的或一部分的套管,使得通过水泥的积聚头和/或泵送压力,强迫最初量的水泥流出套管底部且沿着套管的外径向上流动,使得水泥进入套管与井孔之间的环形空间中。然后希望推压大体上所有的水泥流出套管且进一步流入环形空间中用以在适当的位置水泥粘合套管。因此,一旦充足量的水泥流入套管中,可以使用加压驱替流体推压一个栓塞通过套管来强迫水泥流出套管的内部且流入环形空间中。
一旦在适当的位置定位和水泥粘合或安装了套管柱,可以通过新安装的套管柱重复上述过程。例如,可以通过传递钻井BHA通过安装的套管柱和钻井来进一步钻井。进一步地,附加的套管柱可以随后通过安装的套管柱(在钻井期间或在钻井之后)传递用于安装。的确,众多级的套管可以使用在井中。例如,一旦将套管的第一管柱放置在适当的位置,则可以进一步钻井且可以令套管的另一个管柱(套管的内部管柱)运行通过现有的套管,该另一个管柱具有被预先已安装套管的内径所容纳的外径。附加套管的管柱可以以这种方式添加,因而在井中定位套管的众多同心管柱,且因而套管的每一个内部管柱比预先已安装的套管或母体套管柱更深地延伸。
在一些钻井操作中也可以使用衬管。衬管可以定义为管道或管件的管柱,其用于在现有的套管之下对开口井孔套管。通常认为套管是一直延且伸回到地表处的井口组件。与此相反,衬管仅仅延伸一定的距离(例如,30米)到预先已安装的套管或母井套管柱中。但是,可以安装套管的回接管柱,其从井口向下延伸且与预先已安装的衬管接合。衬管通常通过衬管悬挂器固定至母体套管柱,该衬管悬挂器联接至衬管且与上部套管或衬管的内部接合。衬管悬挂器可以包括滑动装置(例如,具有齿或其它夹紧特征的部件),其接合上部套管柱的内部用以在适当的位置保持衬管。应该注意的是,在一些操作中,衬管可以从预先已安装的衬管或母体衬管处延伸。
此外,套管与衬管之间的区别是,套管通常一直延伸到井口,而衬管仅仅延伸到母体套管或衬管。因此,在本公开中,可互换地使用术语“套管”和“衬管”。的确,衬管实质上是由与套管相似的组件(例如,管状结构的管柱)组成。进一步地,与套管一样,衬管通常水泥粘合到井中。在管道柱的端部处通常使用固井组件用以促进衬管的水泥粘合。传统的固井组件穿刺进入衬管的顶部中且使得水泥能够从地表通过管道柱注射到衬管中。与上文讨论的套管的水泥粘合一样,可以强制水泥通过衬管,因而其在衬管的底部出现且填充衬管与井孔之间的环行空间。因此,可以将衬管水泥粘合到井中。
现在认识到,用于将衬管水泥粘合到井中的现有技术可能导致布置在由衬管与井形成的环形空间中的水泥中的一致性(consistency)的不足。因此,现在认识到,需要用于水泥粘合衬管到井中的改善的技术和设备。
附图说明
当参考附图来阅读下文详细的说明时,本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将被更好地理解,在附图中贯穿所有附图,相似的附图标记表示相似的部件,其中:
图1是根据本技术的正在钻的井的示意图;
图2是根据本技术的衬管顶部组件的示意图;
图3是图2的衬管顶部组件的衬管钻井锁定部分的细节的示意图;
图4是根据本技术的在水泥粘合过程期间的井的示意图;
图5是根据本技术的局部剖切的固井组件和预先设置的衬管管柱的上部部分的侧视图;
图6是图5的固井组件和衬管管柱的示意图;
图7是通过图6的固井组件的钻管镖的示意图;
图8是与衬管刮塞接合且从图6的运行工具释放的钻管镖的示意图;
图9是根据本技术的与衬管刮塞装配且与衬管管柱接合以形成隔离机构的钻管镖的示意图;
图10是根据本技术的被用于设置封隔器的封隔器设置装置的示意图;
图11A是根据本技术的通过运行工具撑开的双向浮动阀的示意图;
图11B是根据本技术的已经移除运行工具的在关闭位置的双向浮动阀的示意图;以及
图12是根据本技术的方法的过程流程图。
具体实施方式
本公开总体上涉及用于在井眼内水泥粘合衬管管柱的方法和设备。更特别地,本公开的实施例涉及在水泥粘合过程期间为了将衬管管柱水泥粘合到井中而对预先悬挂的衬管管柱进行的操纵。在水泥粘合期间操纵衬管管柱的能力可以通过在钻井柱上将固井组件运行到井中并且将固井组件与衬管管柱的上部端部联接来实现,因而钻井柱的移动将通过固井组件转换到衬管管柱。因此,通过使用钻井设备旋转和/或往复移动钻井柱能够使联接的固井组件和衬管管柱进行旋转或往复移动。
进一步地,当水泥通过固井组件进入衬管管柱中、离开衬管管柱的底部(例如,衬管鞋)、以及向上进入形成在衬管管柱的外部与井眼之间的环形空间中时,本实施例可以连续地或周期地移动衬管管柱,其中,井眼可以包括母体套管。水泥粘合期间衬管管柱的这个移动可以促进水泥在衬管管柱与井眼之间的环形空间中的分布。现在认识到,在水泥粘合期间当在适当的位置简单地保持衬管管柱时,由于衬管管柱可能在某些位置更靠近井眼或者衬管管柱与井眼之间的环形空间可能被阻塞而使得水泥绕着上述阻塞流动且留下洞穴,因此水泥中可能形成缝隙或不一致性。在水泥粘合期间通过旋转和往复移动衬管管柱,衬管管柱可以促进水泥循环到否则将形成缝隙的区域中并且可以移除潜在的阻塞用以促进更一致的水泥流动。
转到附图,图1是井10的示意图,该井正使用随钻套管技术钻井,其中,衬管管柱12将被悬挂在预先安装的衬管14内,该衬管14根据本技术水泥粘合到井10中。在其它实施例中,可以使用不同的钻井技术。井10包括钻塔18、井口设备20以及多级套管22(例如导管、地面管、中间管柱),该套管22包括预先安装的衬管14,在一些实施例中,该衬管14可以是套管。套管22和衬管14已使用水泥26被水泥粘合到井10中。衬管14已使用根据本公开的技术被水泥粘合到井10中。进一步地,如图1中所示,衬管管柱12处于从预先安装的衬管14处悬挂的过程中,该衬管14可以称为母体衬管。
虽然如上文描述的,其它实施例可以使用不同的钻井技术,但是正使用随钻套管技术对井10进行钻井。特别地,衬管管柱12作为钻井过程的一部分来运行。在说明的实施例中,钻管30与衬管管柱12和钻井BHA32联接。钻井BHA32还与衬管管柱12的上部部分联接且延伸通过衬管管柱12,使得钻井BHA32的某些结构特征延伸出衬管管柱12的底部。的确,钻井BHA32的上部部分布置在衬管管柱12的内径内,而钻井BHA32的下部部分在衬管管柱12的底部处延伸出衬管鞋34。特别地,在说明的实施例中,钻井BHA32的钻头36和扩孔器38从衬管管柱12延伸出。因此,定位钻井BHA32用以启动且引导钻井过程。
衬管管柱12包括鞋轨道40、管道柱42以及衬管顶部组件44。鞋轨道40限定衬管管柱12的底部且包括衬管鞋34,以便于引导衬管管柱12通过井眼。在说明的实施例中,鞋轨道40还包括:指示联顶接头46,以便于与钻井BHA32正确地接合;以及多个其它结构特征,例如泵下驱替塞(pumpdown displacement plug,PDDP),其将在下文进一步详细地讨论。管道柱42实质上是衬管管柱12的主体,其连接鞋轨道40与衬垫顶部组件44。限定衬管管柱12的顶部的衬管顶部组件44包括衬管悬挂器50,能够使用衬管悬挂器控制工具52激活和/或无效该衬管悬挂器50。衬管顶部组件44还可以包括衬管钻井锁定部分54,其包括衬管钻井锁定器且便于钻柱30与/从衬管管柱12的接合/释放。衬管钻井锁定器可以通过固定至衬管悬挂器50的或衬管悬挂器50的主体的一部分的外部或内部构件操控。
一旦达到期望的深度,衬管管柱12可以被悬挂或放下,以便于钻井BHA32的分离。如图1中所示,衬管管柱12可以从母体衬管14悬挂,且钻井BHA32可从衬管管柱12分离且可使用钻柱30和内部管柱(未示出)拉出井10。为了从母体套管14悬挂衬管管柱12,悬挂器50可以用衬管悬挂器控制工具52进行激活。在一些实施例中,不使用悬挂器50且衬管管柱12设置在底部。
图2是图1的衬管顶部组件44的详细视图,图2说明了根据本实施例可以在悬挂衬管悬挂器50的期间使用的结构特征。特别地,如图2中所示,球60可以掉落、循环或推压以通过钻柱32,进入衬管顶部组件44的内部管柱或运行工具构件62中,且与布置在衬管悬挂器控制工具52内的球座64接合。这可以阻止流体流动且通过钻柱32泵入流体使得衬管悬挂器控制工具52被加压。压力的增加将敲击衬管悬挂器控制工具52,以设置衬管悬挂器50。就是说,衬管悬挂器控制工具52通过增加压力被激活,这将导致衬管悬挂器50的夹紧结构特征68从衬管悬挂器50向外延伸且接合母体衬管14的内部,如图2中箭头70所示。在其它实施例中,可以使用不同技术用于激活衬管悬挂器50。例如,衬管悬挂器50可以包括凸形构件,其延伸进入母体套管14的凹形接收部中。一旦激活衬管悬挂器50且夹紧结构特征68被正确地接合,衬管管柱12的重量可以全部放置在衬管悬挂器50上。
在正确地接合衬管悬挂器50之后,可以给球60上方的流体添加附加的压力,直到球座64被剪切且球60落下进一步通过衬管顶部组件44的运行工具62、然后与衬管钻井锁定部分54中的衬管钻井锁定器76的球座74接合为止。图3中说明了球60与衬管钻井锁定部分54的球座64之间的接合,图3是图2的衬管钻井锁定部分54的详细的描述。与衬管悬挂器控制工具52一样,由于球60正在阻塞流体流动,压力现在能够在衬管钻井锁定器76处增加。增加压力将通过释放运行工具62与衬管管柱12之间的联接而引起衬管钻井锁定器76从衬管管柱12释放钻柱30。一旦释放,仍然附连到衬管悬挂器控制工具52的钻柱30可以从井10拉动。仍然附连到钻柱30的钻井BHA32将被拉动通过衬管管柱12离开衬管顶部组件44和井10。因此,衬管管柱12被悬挂在母体衬管14中,钻井BHA32被移除,且衬管管柱12为水泥粘合做好准备。
图4是根据本实施例的井10的示意图,其中,衬管管柱12从母体衬管14处通过衬管悬挂器50悬挂,其中,钻井BHA32已被拉出且固井组件100正通过钻柱30被放下进入井10中用以促进衬管管柱12水泥粘合到井10中。图5说明了根据本实施例的固井组件100的局部剖切的侧视图和衬管顶部组件44的一部分的侧视图。如图5中所示,固井组件100的一个实例包括运行工具102、可膨胀的衬管顶部封隔器104、双向浮动阀或可钻水泥阀106、联接到运行工具102的远端的衬管刮塞(liner wiper plug,LWP)或PDDP108、间隔接头110、卡锁结构特征112以及回接密封杆(tie backseal stem,TBSS)或密封短节114。应该注意的是,卡锁结构特征112可以定位在根据本实施例的图5中说明的一个或两个位置中。进一步地,卡锁结构特征可以包括机械和/或液压构件。衬管顶部组件44包括衬管悬挂器50、回接筒(polished bore receptacle,PBR)120以及套管型廓短节(casingprofile nipple,CPN)122。卡锁结构特征可以与衬管悬挂器50、PBR120、和/或CPN122的构件联接。
图6示出了根据本实施例的固井组件100的示意图,其中,固井组件100在接合衬管管柱12的过程中,该衬管管柱12预先被悬挂而没有水泥粘合到井10。如图6所示,固井组件100可以包括运行工具102、可膨胀衬管顶部封隔器104、可钻水泥阀106、衬管刮塞108、一组卡锁结构特征112以及TBSS114。衬管管柱12包括悬挂器50、PBR120、CPN122以及套管42。在其它实施例中,固井组件100可以包括不同的结构特征。例如,固井组件100可以不包括可钻水泥阀106、衬管刮塞108、或该组卡锁结构特征112。
特别地,图6中说明的实施例包括位于TBSS114的鞋130上的卡锁结构特征112。卡锁结构特征112配置为卡锁到衬管管柱12的CPN122中。特别地,卡锁结构特征112包括:一组卡爪132,它们被配置为向外移动用以接合CPN122中的凹槽134;和滑动衬管、内部护壳或管道段136,其配置为当卡爪132接合凹槽134时向下滑动,以通过防止卡爪132反向移动或向内移动来保持卡爪132的接合。卡锁结构特征112可以机械地或液压地激活。例如,可以使用剪切机构。在其它实施例中,可以使用不同类型的卡锁结构特征112。的确,在一个实施例中,卡锁结构特征112稍微在可膨胀衬管顶部封隔器104的井下位置定位在固井组件100上,且配置为卡锁到衬管管柱12的悬挂器50中。无论如何,卡锁结构特征112配置为能与衬管管柱12接合和联接,使得固井组件100的移动被转换到衬管管柱12。一旦固井组件100和衬管管柱12卡锁在一起,则可以移动固井组件100,使得衬管管柱12相应地移动且因而导致衬管悬挂器50从母体衬管14释放。特别地,例如,固井组件100可以被提升,使得衬管悬挂器50的夹紧结构特征60从母体衬管14释放。这通常导致实质上永久地将衬管悬挂器50停用。的确,在一些实施例中,可以使用一控制装置确保夹紧结构特征60的永久收回。释放衬管悬挂器50使得通过固井组件100衬管管柱12的旋转和/或往复移动成为可能。
一旦正确地接合固井组件100和衬管管柱12(例如,TBSS114与PBR120接合),能够通过固井组件100建立通过钻管32到衬管管柱12的内部的循环。确实本实施例促进水泥流入衬管管柱12中和流出衬管管柱12的底部或流出衬管鞋34,使得水泥填充井眼与衬管管柱12之间的环形空间140中。因此,衬管管柱12水泥粘合到井10中。在水泥粘合过程期间(例如,当水泥流入衬管管柱12和/或环形空间140中时),可以操纵固井组件100用以促进水泥粘合。的确,可以通过地面设备20移动钻管30,使得固井组件100移动且将此移动转换到衬管管柱12。特别地,可以旋转或/或往复移动固井组件100,使得通过卡锁结构特征112将这些移动转换到衬管管柱12。衬管管柱12的这个旋转和/或往复移动可以引起水泥在环形空间140周围分布且通过水泥移除阻塞或吞噬阻塞。在一些实施例中,当水泥流动时执行上述旋转和/或往复移动。在其它实施例中,当没有水泥流动时(例如,固化期间)执行旋转和/或往复移动。在另一其它实施例中,在水泥流动期间和在执行期望量的水泥粘合之后执行旋转和/或往复移动。
为了将衬管管柱12水泥粘合到井10中,在通过钻管30和固井组件100泵送期望量的水泥之后,水泥由钻管镖(drill pipe dart,DPD)150跟随,如图7中提供的示意图所示。DPD150由驱替流体推进通过钻管30和运行工具102,使得在这些结构特征内的所有水泥被擦拭且推压到井下。最后DPD150着陆且卡锁到LWP108中。DPD150和LWP108附连且组合形成DPD/LWP组件152,如图8中的示意图所示。然后,DPD/LWP152组件从运行工具102分离(例如,由于压力的积累)且通过衬管管柱12,从内部管柱12擦拭水泥且将其推压到环形空间140中。最后,DPD/LWP组件152着陆在衬管管柱12的捕获结构特征154中或与衬管管柱12的捕获结构特征154接合(例如,型廓短节),如图9中所示。因此使DPD/LWP组件152的井下前进停止。DPD/LWP组件152与捕获结构特征154的接合形成隔离机构158,能够使用该隔离机构158在衬管管柱12和固井组件100内增加压力。的确,可以通过对着隔离机构158推压流体来增加压力,使得增加的压力激活可膨胀的衬管顶部封隔器104直到其接合母体套管14。因此,使得可膨胀的衬管顶部封隔器104能够作为衬管悬挂器用于装配的衬管管柱12和固井组件100。应该注意的是,在一些实施例中,没有使用LWP108。例如,可以在安装在运行工具102、而不是LWP108的底部的内部管柱上运行水泥保留器。在上述实施例中,水泥被泵送且由DPD150跟随,该DPD150着陆在保留器中用以形成隔离机构,该隔离机构能够用于加压以膨胀可膨胀衬管顶部封隔器104。
可膨胀衬管顶部封隔器104可以根据本实施例机械地和/或液压地操作。在一个实施例中,压力或机械驱动激活运行工具102的膨胀机构且衬管顶部封隔器104相应地膨胀以接合母体套管14。例如,压力可以用于激活膨胀工具,使得它沿着运行工具102传送且通过可膨胀衬管顶部封隔器104。膨胀工具(例如,膨胀心轴)的外径大于可膨胀衬管顶部封隔器104的内径。因此,当膨胀工具横穿可膨胀衬管顶部封隔器104的孔时,引起可膨胀衬管顶部封隔器膨胀到母体套管14中。就是说,可膨胀衬管顶部封隔器104永久地变形到母体套管14中。运行工具102保持接合直到可膨胀衬管封隔器104膨胀。一旦衬管顶部封隔器104膨胀,衬管重量放置在膨胀的衬管顶部封隔器104上,且分离开运行工具102。在一个实施方式中,为了促进接合或定位衬管顶部封隔器104,固井组件100包括封隔器设置装置160。如图6中所示,封隔器设置装置160可以是运行工具102的一个构件。为了使用封隔器设置装置160,运行工具102和钻管30可以从固井组件100的外部结构特征162释放。接下来,封隔器设置装置160可以重新定位在相对于固井组件100的外部结构特征162的井口位置处,使得封隔器设置卡爪164被激活和向外膨胀,以促进固井组件100的上部部分(例如,可膨胀衬管顶部封隔器104附近的外部结构特征162)的接合,如图10中的示意图所示。然后,可以放下激活的封隔器设置装置160,使得其接合固井组件100。然后,通过封隔器设置装置160施加到固井组件100的放下重量可以用于在可膨胀衬管顶部封隔器104已膨胀之后设置或操纵可膨胀衬管顶部封隔器104的多个方面。
图6还说明了可钻水泥阀106,其包括向上挡板阀172和向下挡板阀174。在一些实施例中,可以在可钻水泥阀106中使用多个上述的阀。例如,根据本实施例可以使用两个向上挡板阀172和两个向下挡板阀174,以促进对多余水泥离开衬管顶部组件44的测试和/或循环。挡板阀172、174被朝向关闭位置偏压,但是当运行工具102保留在可钻水泥阀106中时,通过运行工具102被阻止而开启。但是,运行工具102的移除将允许挡板阀172、174关闭。这些挡板阀可以使用172、174来解决回流和测试的潜在问题。的确,一旦水泥定位在环形空间140内,水泥与驱替流体之间的不平衡可以允许水泥流动回到衬管管柱12中。进一步地,可能需要测试可膨胀衬管顶部封隔器104,且与上述测试有关的压力可能导致DPD/LWP组件152的进一步的移位。通过在两个方向上提供压力隔离,可钻水泥阀106的结合的挡板阀172、174解决了这些问题。
在一个实施例中,可钻水泥阀106的构件为复合物或水泥嵌件,所述复合物或水泥嵌件固定地安装或密封到可膨胀衬管顶部封隔器104与TBSS114之间的套管短节内径处。可钻水泥阀106包括至少一个向上挡板阀172和至少一个向下挡板阀174。可以定位捡拾管(pick-tube)176(例如,运行工具102的一部分),用以保持挡板阀172、174开启,如图11A中的示意图所示。LWP108可以初始安装到捡拾管176。一旦可膨胀衬管顶部封隔器104已经正确地设置且LWP108已经发射,可以重新定位运行工具102,以允许挡板阀173、174关闭,如图11B中的示意图所示。特别地,一旦运行工具102从固井组件100释放,钻管30可以抬升,使得运行工具102的中心管(slick stinger)178和LWP发射短节180(即,没有LWP108附连的运行工具102的远端)解除与可钻水泥阀106的接合且挡板阀172、174关闭。在一些实施例中,发射短节180上的型廓接合捡拾管176且从可钻水泥阀106拉动捡拾管176,使得挡板阀172、174闭合以提供来自两个方向的压力隔离。这提供了对水泥流动回到衬管管柱12和对DPD/LWP组件152的意外位移的防止。
运行工具102可以重新定位成在衬管顶部封隔器104的顶部附近的多余水泥可以通过运行工具102倒转到地表。进一步地,运行工具102可以从固井组件100的其余构件完全抽出且可以从井10移除。一旦已经移除运行工具102,井10可以处于用于附加的钻井或其它操作的条件下。的确,固井组件100的其余部分现在随衬管管柱12水泥粘合到井眼中。
图12说明了根据本公开的实施例的方法200。方法200包括运行固井组件到井中,这可以在钻管中进行,如框202所示。进一步地,该方法包括用衬管管柱的衬管顶部来接合固井组件的远端(例如,将固井组件的一端传送通过衬管悬挂器的内径),如框204所示。衬管管柱被预先布置在井中的井下位置,而没有水泥粘合到井中。进一步地,如框206所示,该方法包括将固井组件与衬管管柱卡锁而将固井组件的移动转换到衬管管柱。这可以用一个或多个使用机械和/或液压卡锁构件的卡锁结构特征来实现。然后操纵固井组件和衬管管柱(例如,拉起),使得衬管悬挂器从母体套管释放,如框208所示。接下来,如框210所示,泵送水泥到衬管管柱中(例如,通过钻管和固井组件)。水泥将最后传递到衬管管柱与井眼之间的环行空间中。框210所示的操作可以包括当水泥流动时移动(例如,往复移动或旋转)固井组件和衬管管柱。框212表示从衬管和/或钻柱中擦拭水泥。特别地,这可包括:通过钻管传递钻管镖(DPD)以与固井组件的衬管刮塞(LWP)接合,使得DPD和LWP形成DPD/LWP组件;和通过衬管管柱传递DPD/LWP组件。框214表示激活固井组件的膨胀工具,以悬挂固井组件和衬管。这可以包括:将衬管管柱的捕获结构特征与DPD/LWP组件接合,使得建立隔离机构;和通过对着隔离机构加压来对固井组件加压,使得通过压力激活固井组件的衬管悬挂器膨胀工具且所述衬管悬挂器膨胀工具在母体套管内悬挂固井组件和衬管管柱。
虽然本文仅仅说明和描述了本发明的某些特征,但是对于本领域技术人员来说很多的修改和改变将会发生。因此,将理解的是所附的权利要求旨在覆盖所有上述的修改和改变,其均落在本发明的真实精神之内。
Claims (21)
1.一种过程,包括:
在钻管上将固井组件运行到井中;
将井下的衬管管柱的衬管顶部组件与该固井组件的远端接合,其中,该衬管管柱预先被定位在井下且没有被水泥粘合到井中;
将该固井组件与该衬管管柱卡锁,使得该固井组件的移动被转换给该衬管管柱;
使水泥通过该钻管流动进入该衬管管柱中;以及
在水泥流动期间移动该固井组件和该衬管管柱。
2.根据权利要求1所述的过程,其中,移动该固井组件和该衬管管柱包括:往复移动和/或旋转该固井组件和该衬管管柱。
3.根据权利要求1所述的过程,包括:
使钻管镖(DPD)通过该钻管而与该固井组件的衬管刮塞(LWP)接合,使得该DPD和LWP形成DPD/LWP组件;
使该DPD/LWP组件通过该衬管管柱;
使该衬管管柱的捕获结构与该DPD/LWP组件接合,使得建立隔离机构;以及
通过对着该隔离机构加压来对该固井组件加压,使得该固井组件的衬管悬挂器膨胀工具通过压力被激活且在母体套管内悬挂该固井组件和该衬管管柱。
4.根据权利要求1所述的过程,包括:操纵该固井组件和该衬管管柱,以从母体套管释放该衬管管柱的衬管悬挂器。
5.根据权利要求1所述的过程,包括:
在随钻套管过程期间在井下定位该衬管管柱;
激活衬管悬挂器,使得该衬管管柱被保持到位且被联接到母体套管,以及
从该井移除井底钻具组件。
6.根据权利要求1所述的过程,其中,将该固井组件与该衬管管柱卡锁包括:激活机械卡锁件或液压卡锁件。
7.根据权利要求1所述的过程,其中,将该固井组件与该衬管管柱卡锁包括:激活该固井组件的回接密封杆鞋上的卡锁件,以接合该衬管管柱的套管型廓短节。
8.根据权利要求1所述的过程,其中,将该固井组件与该衬管管柱卡锁包括:激活该固井组件上的卡锁件,以接合该衬管管柱的衬管悬挂器或以接合单独的型廓接头。
9.根据权利要求1所述的过程,其中,接合该衬管顶部组件包括:滑动密封短节到该衬管管柱的衬管悬挂器中。
10.根据权利要求1所述的过程,包括:激活该固井组件的衬管悬挂器膨胀工具,以在母体套管内悬挂该固井组件和该衬管管柱。
11.根据权利要求10所述的过程,包括:
使该钻管和固井组件的运行工具从该固井组件的结构和从该衬管管柱脱离;
相对于该固井组件的外部结构向井口滑动封隔器设置装置,使得封隔器设置卡爪被激活;以及
在该固井组件的所述结构上放下该封隔器设置卡爪,以设置该固井组件的衬管顶部封隔器。
12.根据权利要求1所述的过程,包括:使该固井组件的运行工具从该固井组件的外部结构脱离;以及使该运行工具向井口移动,使得允许向上挡板阀和向下挡板阀关闭。
13.根据权利要求11所述的过程,包括:从该衬管的顶部通过该运行工具和该钻管倒转多余的水泥。
14.一种固井系统,包括:
固井组件,包括:
可膨胀衬管顶部封隔器,其配置成用于作为悬挂器;
在该固井组件的远端上的回接密封杆,其配置为用于接合衬管管柱的衬管悬挂器;
卡锁结构,其配置为用于卡锁到该衬管管柱的相应的卡锁结构,以便于该固井组件的运动转换给该衬管管柱;以及
运行工具,其布置在该可膨胀衬管顶部封隔器内,且配置为用于便于水泥从井口钻管流动到该衬管管柱。
15.根据权利要求14所述的固井系统,包括该井口钻管和该衬管管柱,其中,该钻管联接到该固井组件且该衬管管柱联接到该固井组件,使得该钻管的移动被转换给该衬管管柱。
16.根据权利要求14所述的固井系统,其中,该卡锁结构包括机械卡锁件或液压卡锁件。
17.根据权利要求14所述的固井系统,其中,该卡锁结构包括:卡爪,所述卡爪配置为能向外移动,以与衬管管柱中的凹槽接合;以及管道段,其配置为能在该卡爪与该凹槽接合之后临近该卡爪向下滑动,以通过防止该卡爪向内移动而保持卡爪在该凹槽内的定位。
18.根据权利要求14所述的固井系统,其中,该可膨胀衬管顶部封隔器配置为能被机械地和/或液压地操控。
19.一种固井组件操作的方法,包括:
将该固井组件的卡锁结构与定位在井下的衬管管柱接合,使得该固井组件的移动将被转换给该衬管管柱;
旋转和往复移动该固井组件,使得该衬管管柱被旋转和往复移动;
使水泥通过该固井组件流动进入该衬管管柱中;以及
激活该固井组件的可膨胀衬管顶部封隔器,以接合母体套管。
20.根据权利要求19所述的方法,包括:接收钻管镖到该固井组件的衬管刮塞中;以及从该固井组件释放该衬管刮塞。
21.根据权利要求19所述的方法,包括:重新定位该固井组件,使得该衬管管柱的衬管悬挂器从该母体套管释放。
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