CN105829639B - 可变直径圆角件组件 - Google Patents

Abstract

本文公开了可扩展的圆角件组件。一种圆角件组件，其包括：主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端；压缩环，其围绕所述主体的外部布置并且被配置成在被致动时相对于所述主体轴向平移；以及多个弹性爪指，其联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲，其中当所述压缩环被致动时，所述多个弹性爪指从第一直径径向向外移动至大于所述第一直径的第二直径。

Description

可变直径圆角件组件

背景技术

本公开大体涉及井下工具，并且更具体地说，涉及一种可扩展的圆角件组件。

在建造、完成和/或干预石油和天然气工业中的井期间，井操作员经常使用圆角件组件以标记、偏转、喷射或以其他方式与井筒内的各种井下工具物理地相互作用。使用特定的圆角件组件的能力受限于其外径，所述圆角件组件必须能够穿过井筒中的限制或在预期的啮合以上完井。

在一些情况下，圆角件组件用于将工具串引导至井筒内的期望位置。例如，一些井筒包括以一定角度从母井筒或主井筒延伸的一个或多个侧井筒。此类井筒通常被称为多分支井筒。各种装置和井下工具可安装在多分支井筒中，以便于朝向特定的侧井筒引导工具串。偏转器或斜向器例如是一种装置，所述装置可在主井筒中被定位在所述主井筒内的接合点处，并且被配置成朝向在接合点处从主井筒延伸的侧井筒引导井下传送的圆角件组件。根据圆角件组件的各种参数，一些偏转器还允许圆角件组件保持在主井筒内，并且以其他方式绕过接合点，而不用被引导到侧井筒中。

将圆角件组件准确地引导到主井筒或侧井筒中往往可能是一项困难的任务。例如，在井筒之间的准确选择通常要求偏转器和圆角件组件都被正确地定向在井内，并且另外要求来自已知重力的辅助。此外，常规的圆角件组件通常仅能够在接合点处进入侧井筒，在所述接合点处，偏转器的设计参数对应于圆角件组件的设计参数。为了在具有不同设计的偏转器的接合点处进入另一个侧井筒，圆角件组件必须返回到地面并且替换为展现出对应于不同设计的偏转器的设计参数的圆角件组件。如可理解的，此过程可能是耗时的和昂贵的。

附图说明

以下附图被包括来用于说明本公开的某些方面，并且不应视作排它性实施方案。所公开的主题能够在不脱离本公开的范围的情况下在形式和功能上进行相当多的修改、改变、组合以及等效化。

图1示出根据一个或多个实施方案的可采用本公开的一个或多个原理的示例性井系统。

图2A-图2C分别示出根据一个或多个实施方案的图1的偏转器的等距视图、顶视图和端视图。

图3A和图3B分别示出根据一个或多个实施方案的处于松弛配置和致动配置的示例性圆角件组件的截面侧视图。

图4A和图4B分别示出根据一个或多个实施方案的处于松弛配置和致动配置的另一个示例性圆角件组件的截面侧视图。

图5A和图5B分别示出根据一个或多个实施方案的当其与图1-图2的偏转器相互作用时处于其默认配置的图3A-3B的圆角件组件的端部侧视图和截面侧视图。

图6A和图6B分别示出根据一个或多个实施方案的当其与图1-图2的偏转器相互作用时处于其致动配置的图3A-3B的圆角件组件的端部侧视图和截面侧视图。

图7示出可实现本公开的原理的示例性多分支井筒系统。

具体实施方式

本公开大体涉及井下工具，并且更具体地说，涉及一种可扩展的圆角件组件。

本文公开了一种圆角件组件，所述圆角件组件能够在井下按需扩展其外径，以使得所述圆角件组件能够使用对应设计的偏转器来准确地偏转到主井筒中或侧井筒中。偏转器具有与主井筒的下部连通的第一通道，以及与侧井筒连通的第二通道。如果圆角件组件的直径小于第一通道的直径，圆角件组件将被引导到主井筒的下部中。可替代地，如果圆角件组件的直径大于第一通道的直径，圆角件组件将被引导到侧井筒中。所公开的圆角件组件的可变性质允许选择性地和重复性地再进入具有各自配备有偏转器的多个接合点的任何数目的堆叠式多分支井。

此外，存在如本文所公开的可变直径圆角件组件的若干实际应用。在一个这样的实施方案中，圆角件组件可穿过完井中的限制并且增加其外径，以便于在开放位置与闭合位置之间转移井下工具(诸如套筒)。在另一个实施方案中，在工作柱的端部处的圆角件组件可增加其外径以便于标记深度基准，并且随后减小其外径以便于允许圆角件组件被拉过限制。可变外径圆角件组件还可在压裂增产完井中具有实际应用，其中所述圆角件组件可被利用来转移开放/闭合的压裂套筒而不需要坠球。

参考图1，示出了根据一个或多个实施方案的可采用本公开的一个或多个原理的示例性井系统100。井系统100包括主孔102和侧孔104，所述侧孔104在井系统100中的接合点106处从主孔102延伸。主孔102可以是从地面位置(未示出)钻出的井筒，并且侧孔104可以是以从主孔102延伸的、以一定角度钻出的侧井筒或偏斜井筒。尽管主孔102被示出为垂直定向的，但主孔102可被大体水平地定向或以垂直与水平之间的任何角度定向，而不脱离本公开的范围。

在一些实施方案中，主孔102可衬有套管柱108等，如图所示。侧孔104也可衬有套管柱108。然而在其他实施方案中，套管柱108可从侧孔104省略，使得侧孔104可被形成为“裸眼”(“开孔”)区段，而不脱离本公开的范围。

在一些实施方案中，管柱110可在主孔102内延伸，并且偏转器112可在接合点106处或附近布置在管柱110内，或以其他方式在接合点106处或附近形成所述管柱110的整体部分。管柱110可以是从地面位置向井下、在主孔102内延伸的工作柱，并且可在其中限定或以其他方式提供窗口114，以使得井下工具等可离开管柱110而进入侧孔104中。在其他实施方案中，管柱110可被省略，并且偏转器112可替代地大体布置在套管柱108内，而不脱离本公开的范围。

偏转器112可用于引导或以其他方式导引圆角件组件(未示出)在主孔102内进一步往井下或进入侧孔104中。为了实现这一点，偏转器112可包括第一通道116a和第二通道116b。第一通道116a可展现出预定的宽度或直径118。具有小于预定直径118的直径的任何圆角件组件可被引导到第一通道116a中并且随后引导至主孔102的下部。相比之下，具有大于预定直径118的直径的圆角件组件可通过滑动地啮合形成第二通道116b的整体部分或延伸部的倾斜表面120而引导到侧孔104中。倾斜表面120用于将圆角件组件导引或引导到侧孔104中。

现参考图2A-图2C，继续参考图1，分别示出了根据一个或多个实施方案的图1的示例性偏转器112的等距视图、顶视图和端视图。偏转器112可具有提供第一端204a和第二端204b的主体202。第一端204a可布置在主孔102(图1)的井口端(即，更靠近井筒的表面)上，并且第二端204b可布置在主孔102的井下端(即，更靠近井筒的底部)上。图2C例如为从其第一端204a观察的偏转器112的视图。

如图所示，第一通道116a和第二通道116b以及倾斜表面120(在图2C中未示出)被限定在偏转器112中或由所述偏转器112以其他方式提供，如上文大体所述。如图2B中最佳所示，倾斜表面120通常从第一端204a延伸至第二通道116b，并且另外形成所述第二通道116b的整体部分或一部分。第一通道116a轴向延伸穿过倾斜表面120并且展现出预定直径118，如上文大体所述。因此，具有小于预定直径118的直径的任何圆角件组件(未示出)可被允许穿透倾斜表面120，并且被导引到第一通道116a中并随后导引至主孔102的下部。相比之下，具有大于预定直径118的直径的圆角件组件将啮合倾斜表面120并在所述倾斜表面120上向上滑动，并且被导引到为侧孔104供料(图1)的第二通道116b中。

现参考图3A和图3B，继续参考图1和图2A-图2C，示出了根据一个或多个实施方案的示例性圆角件组件300的截面侧视图。圆角件组件300可构成在主孔102(图1)内井下传送的诸如井底组件等的工具串(未示出)的远端。在一些实施方案中，圆角件组件300使用连续管来井下传送。然而，在其他实施方案中圆角件组件300可使用其他类型的传送来井下传送，所述其他类型的传送诸如但不限于钻管、生产管、或能够以流体方式加压的任何其他传送工具。在另外的实施方案中，传送工具可以是钢缆、细钢丝绳、或电线，而不脱离本公开的范围。工具串可包括各种井下工具和装置，所述井下工具和装置被配置成一旦被准确地放置在井下环境中就执行或以其他方式进行各种井筒操作。圆角件组件300可被配置成准确地在井下导引工具串，以使得该工具串到达其目标目的地，例如图1的侧孔104或在主孔102内进一步往井下。

为了实现这一点，圆角件组件300可包括主体302和布置在主体302的远端处的圆角件尖端304。在一些实施方案中，圆角件尖端304可作为主体302的整体延伸部而形成所述主体302的整体部分。如图所示，圆角件尖端304可在其远端处被修圆，或以其他方式成角度或成弧形，以使得所述圆角件尖端304不展示尖锐的拐角或有角的边缘，所述尖锐的拐角或有角的边缘当其在井下延伸时可能会在主孔102或偏转器112(图1)内遇到障碍。

圆角件组件300在图3A中被示出处于默认配置并且在图3B中被示出处于致动配置。在默认配置中，圆角件组件300通常展现出第一直径306a，所述第一直径306a可小于第一通道116a的预定直径118(图1和图2A-图2C)。因此，当圆角件组件300处于默认配置中时，它可被设置尺寸以使得它能够延伸到第一通道116a中并且进一步延伸到主孔102的下部中。相比之下，当圆角件组件300处于致动配置中时，如图3B所示，圆角件组件300可展现出大于第一直径306a并且也大于第一通道116a的预定直径118(图1和图2A-图2C)的第二直径306b。因此，当圆角件组件300处于致动配置中时，它可被设置尺寸以使得它将经由倾斜表面120(图2A-图2C)而引导到第二通道116b中并且随后进入侧孔104中。

在所示的实施方案中，圆角件组件300可包括压缩环308和在压缩环308与圆角件尖端304之间延伸的多个弹性爪指310(示出两个)。压缩环308可围绕主体302可移动地布置，并且被配置成在受力时相对于主体302轴向平移。压缩环308可使用保持螺母312等来径向地贴靠主体302固定。保持螺母312可在一端固定地联接(耦接)至主体302并且在相对端可移动地联接至压缩环308，以使得压缩环308能够轴向平移。

保持螺母312可在主体302与压缩环308之间轴向地和径向地延伸，并且轴向地跨越限定在主体302中的一个或多个流体端口314(示出两个)。流体端口314可被配置成将压缩环308放置成与主体的内部316流体连通，以使得来自内部316的加压的液压流体能够在需要时作用于压缩环308。

压缩环308可包括一个或多个密封元件318，所述一个或多个密封元件318插入在压缩环308与主体302之间，以使得当压缩环308轴向平移时，在上述压缩环与主体之间产生密封的界面。类似地，保持螺母312也可包括一个或多个密封元件320，所述一个或多个密封元件320插入在压缩环308与保持螺母312之间，以使得当压缩环308轴向平移时，在压缩环与保持螺母之间产生密封的界面。密封元件318、320可以是例如O形环，或对于本领域的技术人员而言已知的任何其他类型的动态密封装置。

弹性爪指310可围绕主体302的外周彼此横向间隔开来，并且可在其相对端处联接至压缩环308和圆角件尖端304。如图所示，弹性爪指310可被预先压缩或以其他方式径向向外弯曲，以使得它们被预先设置成在承受来自压缩环308的轴向负载时在径向方向上进一步向外弯曲。

在一些实施方案中，主体302可包括径向肩部322，所述径向肩部322用于将弹性爪指310支撑并维持在预先压缩的配置。在默认配置(图3A)中，弹性爪指310可啮合或以其他方式安设在径向肩部322上，以使得圆角件组件300能够大体展现第一直径306a。在其他实施方案中，径向肩部322可被省略并且弹性爪指310可替代地仅使用压缩环308来维持在预先压缩的配置中。

为了将圆角件组件300从其默认配置(图3A)移动到其致动配置(图3B)中，压缩环308可被致动以使得它迫使弹性爪指310径向向外弯曲至第二直径306b。在一些实施方案中，这可通过以下方式完成：将液压流体324从地面位置传送穿过联接至圆角件组件300的传送工具(即，连续管、钻管、生产管等)并且从所述传送工具传送至主体302的内部316。液压流体324可穿过限定在主体302中的流体端口314，并且随后作用在压缩环308上，以使得压缩环308朝向圆角件尖端304轴向平移(即，到达图3A和图3B中的右侧)。在一些实施方案中，压缩环308的轴向平移可在接触限定在主体302上或以其他方式形成所述主体302的一部分的一个或多个止动环326时停止。止动环326可以是限定在主体302的外表面上的径向肩部。可替代地，止动环326可以是联接至主体302的外表面的卡环，而不脱离本公开的范围。

当压缩环308朝向圆角件尖端304移动时，弹性爪指310被进一步压缩，从而使得它们径向向外弯曲至第二直径306b。一旦期望使圆角件组件300返回至其默认配置，就可释放圆角件组件300上的液压压力。在释放液压压力之后，在弹性爪指310中形成的弹簧力可迫使压缩环308回到其默认位置。因此，圆角件组件300可有效地返回至第一直径306a。如将理解的，此类实施方案允许井操作员在井下时简单地通过施加压力使其经过传送工具而到达圆角件组件300来按需增加圆角件组件300的最大直径。

然而，本领域的技术人员将容易认识到若干其他方法同样可用于致动压缩环308，并且因此在默认配置与致动配置之间移动圆角件组件300。例如，尽管在此未描绘，但本公开还设想使用一个或多个致动装置来物理调整压缩环308的轴向位置，并且因此将弹性爪指310移动至第二直径306b。此类致动装置可包括但不限于机械致动器、机电致动器、液压致动器、气动致动器、其组合等。此类致动器可由井下电力单元等供电，或以其他方式经由控制线或电线从地面供电。致动装置(未示出)可以可操作地联接至压缩环308，并且另外被配置成相对于主体302轴向移动压缩环308，并且因此迫使弹性爪指310径向向外。

此外，在一些实施方案中，压缩环308可被省略，并且可扩展袋囊或容器(未示出)可用于将弹性爪指310径向扩展至第二直径306b。在此类实施方案中，可扩展袋囊可形成主体302的一部分，并且可被配置成接收液压流体324。在接收液压流体324时，袋囊可被配置成向外扩展，啮合弹性爪指310，并且迫使弹性爪指310径向移动第二直径306b。

现参考图4A和图4B，示出了根据一个或多个实施方案的另一种示例性圆角件组件400的截面侧视图。圆角件组件400可在一些方面类似于图3A和图3B的圆角件组件300，并且因此可参考图3A和图3B来进行最佳的理解，其中类似的数字代表不再详细描述的类似元件。类似于图3A和图3B的圆角件组件300，圆角件组件400可包括主体302、布置在主体302的远端处的圆角件尖端304、压缩环308以及在压缩环308与圆角件尖端304之间延伸的多个弹性爪指310。

然而，不同于图3A和图3B的圆角件组件300，圆角件组件400还可包括带孔口的芯轴402以及从带孔口的芯轴402纵向延伸的测孔鼻部404(下文为“鼻部404”)。如图所示，带孔口的芯轴402可移动地布置在限定在主体302内的压力室406内。带孔口的芯轴402可提供或以其他方式限定流体导管408，所述流体导管408至少部分地纵向延伸穿过其中。限定在带孔口的芯轴402中的一个或多个流动端口410(示出两个)可被配置成经由流体导管408而将压力室406放置成与主体302的内部316流体连通。

偏置装置411可被轴向布置在带孔口的芯轴402和主体302两者的多个轴向部分之间。更具体地，偏置装置411可被轴向地布置在带孔口的芯轴402的端壁416与主体302的径向突出部418之间。如图所示，端壁416从圆角件组件400的中心线径向向外突出，并且径向突出部418朝向中心线径向向内突出。偏置装置411可以是螺旋状压缩弹簧等。

鼻部404可被配置成从带孔口的芯轴402延伸穿过限定在圆角件尖端304中的通道412。当圆角件组件400如图4A所示处于默认配置中时，偏置装置411可被配置成将鼻部404维持在扩展配置中。然而，当圆角件组件400如图4B所示移动至致动配置时，带孔口的芯轴402可压缩偏置装置411，并且鼻部404因此可被至少部分地拉到主体302中而到达回缩配置。一个或多个密封元件414可被布置在圆角件尖端304与鼻部404之间，以使得在鼻部404在通道412内轴向平移时，在圆角件尖端与鼻部之间产生密封界面。密封元件414可以是例如O形环，或对于本领域的技术人员而言已知的任何其他类型的动态密封装置。

在示例性操作中，液压流体324可如上文大体描述再次被引入到圆角件组件400中，以便于将圆角件组件400从其默认配置(图4A)移动到其致动配置(图4B)中。如上文所述，液压流体324可相对于主体302轴向移动压缩环308，并且同时轴向压缩弹性爪指310，从而使得它们径向向外弯曲至第二直径306b。

液压流体324还可穿过流体导管408并且经由流动端口410而进入压力室406中。当液压流体324进入压力室406时，它作用在由带孔口的芯轴402限定的活塞区域上，并且迫使带孔口的芯轴402朝向主体302的径向突出部418，并且因此压缩偏置装置411。使带孔口的芯轴402朝向径向突出部418移动还用于当鼻部404在通道412内轴向平移时使所述鼻部404回缩到主体302中。

一旦期望使圆角件组件400再次返回至其默认配置，就可释放来自流体324的液压压力，从而允许弹性爪指310中形成的弹簧力迫使压缩环308回到其默认位置，以使得圆角件组件400返回至第一直径306a。去除液压压力还可允许偏置装置411中形成的弹簧力轴向移动带孔口的芯轴402，并且因此将鼻部404移回到其扩展配置。

正如圆角件组件300，若干其他方法同样可用于致动圆角件组件400的压缩环308和鼻部404，并且因此在默认配置与致动配置之间移动圆角件组件400。例如，诸如机械致动器、机电致动器、液压致动器、气动致动器等的一个或多个致动装置(未示出)可用于物理调整压缩环308和鼻部404的轴向位置。

如将理解的，鼻部404可显示出对操作员(特别在偏离的井筒中)是有利的。例如，扩展的鼻部404可帮助圆角件组件400定位所需的更小孔，诸如图1和图2A-图2C的第一通道116a，从而防止圆角件组件400可能滑到主孔102内的左侧或右侧，并且无意中在倾斜表面120上向上滑动而进入第二通道116b中。有利地，通过利用被施加来使弹性爪指310扩展的相同的流体压力，鼻部404可在其扩展配置与致动配置之间致动。此外，鼻部404展现出比圆角件组件400的剩余部分更小的外径，并且因此需要从井筒中心线偏转更多才会错过所需的通道116a或116b。因此，即使圆角件组件400略微偏移井筒中心线前进，诸如可能是在井筒的偏离部分或弯曲部分中前进的情况，进入正确通道116a或116b的可能性也会增加。

现参考图5A-5B和图6A-6B，继续参考现有附图，示出了根据一个或多个实施方案的与图1和图2A-图2C的偏转器112相互作用时的圆角件组件300。更具体地，图5A和图5B分别描绘了处于其默认配置的圆角件组件300的端部截面图和侧视截面图，并且图6A和图6B分别描绘来处于其致动配置的圆角件组件300的端部截面图和侧视截面图。将理解，圆角件组件300可被图4A和图4B的圆角件组件400替换，而不脱离本公开的范围。因此，圆角件组件300结合偏转器112的示例性操作不应被认为限于本公开，而是替代地为可扩展的圆角件组件的一个示例性实施方案。分别为端部侧视图和截面侧视图

在图5A-5B中，圆角件组件300被示出处于其默认配置，其中如上文所述，圆角件组件300展现出第一直径306a。第一直径306a可小于第一通道116a的预定直径118(图1和图2A-图2C)。因此，在其默认配置中，圆角件组件300可以能够延伸穿过倾斜表面120，并且另外进入到第一通道116a中，在其中所述圆角件组件300将被导引到主孔102的下部中。

在图6A和图6B中，圆角件组件300被示出处于其致动配置中，其中如上文所述，弹性爪指310已经被迫径向向外，并且因此有效地将圆角件组件300的直径从第一直径306a(图5A-图5B)增加至第二直径306b。第二直径306b大于第一通道116a的预定直径118(图1和图2A-图2C)。因此，在致动配置碰到偏转器112时，圆角件组件300被防止进入第一通道116a，而是替代地滑动地啮合倾斜表面120，所述倾斜表面120用于将圆角件组件300偏转到第二通道116b中并随后进入侧孔104(图1)中。

仍然参考图5A-5B和图6A-6B，圆角件组件300被进一步描述成在传送工具502上运行。如上文所指示，传送工具502可以是但不限于连续管、钻管、生产管、或能够被流体加压的任何其他传送工具。在所示出的实施方案中，传送工具502还可包括或以其他方式在其上限定布置在圆角件组件300上方的夹头肩部504。夹头肩部504可被配置成与轮廓506相互作用或对接，所述轮廓506被设置在主孔102中低于偏转器112的内径中。尽管未示出，但类似类型的轮廓也可被设置在侧孔104的内径中，如下文所述。

在一些实施方案中，轮廓506可以是呈顶锻肩部或者径向肩部的形式。在其他实施方案中，轮廓506可能是呈轴向布置处于预定配置的一组顶锻肩部或径向肩部的形式。在圆角件组件300在井下行进并且经过轮廓506时，夹头肩部504可被配置成轴向啮合轮廓506或以其他方式与其相互作用。在一些实施方案中，夹头肩部504的弹性爪指(未描绘)可被推入轮廓506中，从而暂时地中断圆角件组件300的轴向移动。这将通过在地面处观察到的(即，可测量的)重量来创建标记确认，以使得井操作员可以能够肯定地确认圆角件组件300已经碰到特定的轮廓506。来自地面经由传送工具502的在圆角件组件300上的连续轴向负载将允许圆角件组件300从轮廓506脱离，并且继续其在主孔102内的轴向移动。

如将理解的，多分支井可被配置，以使得例如有一个轮廓506被设置在主孔102中并且有两个轮廓506被设置在侧孔104中。因此，通过计数地面处观察到的(即，测量的)重量标记确认的数量，井操作员可被实时告知圆角件组件300已经进入哪个孔102、104。如果例如在地面处观察到一个重量标记确认，井操作员可确认圆角件组件300已经成功地绕过第一通道116a中的偏转器112，并且在主孔102内进一步向井下行进。可替代地，如果在地面处观察到两个重量标记确认，井操作员可确认圆角件组件300已经成功地绕过第二通道116b中的偏转器112，并且在侧孔104内进一步向井下行进。

参考图7，继续参考先前的附图，示出了可实现本公开的原理的示例性多分支井筒系统700。井筒系统700可包括主孔102，所述主孔102从地面位置(未示出)延伸并且穿过至少两个接合点106(被示出为第一接合点106a和第二接合点106b)。尽管两个接合点106a、106b被示出处在井筒系统700中，但将理解多于两个接合点106a、106b可被利用，而不脱离本公开的范围。

在每个接合点106a、106b处，侧孔104(分别被示出为第一侧孔104a和第二侧孔104b)从主孔102延伸。图2A-图2C的偏转器112可被布置在每个接合点106a、106b处。因此，每个接合点106a、106b包括偏转器112，所述偏转器112具有展现出第一直径118的第一通道116a和第二通道116b。

在示例性操作中，可扩展的圆角件组件(诸如本文描述的圆角件组件300、400)可被引入井下，并且被致动以便于分别在每个接合点106a、106b处进入第一侧孔104a和第二侧孔104b。例如，如果期望进入第一侧孔104a，圆角件组件300、400可在到达第一接合点106a处的偏转器112之前被致动。因此，圆角件组件300、400将展现出第二直径306b，并且因此被导引到第二通道116b中，因为第二直径306b大于第一通道116a的预定直径118。另外，圆角件组件300、400可保持处于其具有第一直径306a的默认配置，并且在第一接合点106a处穿过偏转器112的第一通道116a。

一旦经过第一接合点106a，圆角件组件300、400就可通过在到达第二接合点106b处的偏转器112之前进行致动而进入第二侧孔104b。因此，圆角件组件300、400将再次展现出第二直径306b，并且因此在第二接合点106b的偏转器112处被导引到第二通道116b中，因为第二直径306b大于第一通道116a的预定直径118。如果期望穿过第二接合点106b的偏转器112并且进入主孔102的下部中，圆角件组件300、400可保持处于其具有第一直径306a的默认配置中，并且在第二接合点106b处穿过偏转器112的第一通道116a。

如将理解的，通过改变圆角件组件300、400的外径以进入堆叠式多分支井筒系统700的多个侧孔104a、104b，每次侧向进入节约大约一个附加的行程。这是由于以下事实：圆角件组件300、400能够基于其可变化的外径来选择性地进入多个侧孔104a、104b。因此，对于每个侧孔104a、104b不需要选择和安装不同的圆角件组件。相反，圆角件组件300、400可被配置成在单次井下行程中进入任何侧孔104a、104b。另外，考虑到致动圆角件组件300、400的简单性质，可使用底部上的连接部在任何井下工具的底部进行致动，所述连接部允许流体流穿过其中并且流至圆角件组件300、400。这允许圆角件组件300、400在各种干预操作中使用，诸如测井、增产、射孔、酸处理、标记井筒深度、移动滑动套筒、啮合或以其他方式与井筒内的各种井下工具物理相互作用等。如果激活要求要借助于例如坠球，这些操作中的许多操作将是不可能的。

此外，使用目前公开的可变直径圆角件组件300、400，侧井筒104a、104b可使用展现出第一通道116a的相同预定直径118的偏转器112的相同设计来堆叠。在固定直径圆角件组件的情况下，例如，主孔102和每个侧孔104的进入通道在每个更深的接合点处将必须是越来越小的，以便于使得圆角件是足够小的，从而能够行进穿过所有上部接合点，直到到达待偏转的匹配直径斜面为止。此外，还需要针对每个偏转器的具体的圆角件尺寸，将在更深的接合点处无意中产生流动限制，因为对于每个偏转器，所述接合点的内径要求减小。根据目前描述的实施方案，可变直径圆角件组件300、400消除了对内径减小(以及由此的流动限制)和多组不同的固定外径圆角件的需求。

本文所公开的实施方案包括：

A.一种圆角件组件，其包括主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端；压缩环，其围绕所述主体的外部布置并且被配置成在被致动时相对于所述主体轴向平移；以及多个弹性爪指，其联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲，其中当所述压缩环被致动时，所述多个弹性爪指从第一直径径向向外移动至大于所述第一直径的第二直径。

B.一种井系统，其包括偏转器，所述偏转器布置在井筒的主孔内并且限定第一通道，所述第一通道展现出预定直径并且与所述主孔的下部连通，和第二通道，所述第二通道与侧孔连通；以及圆角件组件，其包括主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端，围绕所述主体的外部可移动地布置的压缩环，以及多个弹性爪指，所述多个弹性爪指联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲，其中所述圆角件组件可在以下两者之间致动：默认配置，其中所述多个弹性爪指展现出等于或小于所述预定直径的第一直径；以及致动配置，其中所述多个弹性爪指展现出大于所述第一直径的第二直径，并且其中所述偏转器被配置成基于所述多个弹性爪指的直径与所述预定直径的比较而将所述圆角件组件引导到所述侧孔和所述主孔的所述下部之一中。

C.一种方法，其包括将联接至传送工具的圆角件组件引入到具有主孔和在接合点处从所述主孔延伸的侧孔的井筒中，所述圆角件组件包括主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端；围绕所述主体的外部可移动地布置的压缩环；以及多个弹性爪指，其联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲，从而将所述圆角件组件传送至布置在所述接合点处的偏转器，所述偏转器被布置在所述主孔内并且限定第一通道，所述第一通道展现出预定直径并且与所述主孔的下部连通，和第二通道，所述第二通道与所述侧孔连通；以及在所述接合点处选择性地致动所述圆角件组件以便于在与所述预定直径相比较时改变所述圆角件组件的外径，并且因此基于所述圆角件组件的所述外径而将所述圆角件组件引导到所述第一通道或所述第二通道中。

实施方案A、B和C各自可能具有呈任何组合形式的以下附加要素中的一个或多个：要素1：其中所述压缩环使用作用在所述压缩环上的液压压力和可操作地联接至所述压缩环的致动装置中的至少一个是可致动的。要素2：还包括保持螺母，其固定地联接至所述主体，并且在所述压缩环轴向平移时使所述压缩环径向地贴靠所述主体的所述外部固定。要素3：其中所述保持螺母在所述主体与所述压缩环之间轴向延伸，并且轴向跨越限定在所述主体中的一个或多个流体端口，所述一个或多个流体端口被配置成将所述压缩环放置成与所述主体的内部流体连通，以使得液压流体可作用在所述压缩环上并且致动所述压缩环。要素4：还包括带孔口的芯轴，其可移动地布置在限定在所述主体内的压力室内，所述带孔口的芯轴具有被限定至少部分穿过其中的流体导管，一个或多个流动端口被限定在所述带孔口的芯轴中并且被配置成经由所述流体导管而将所述压力室放置成与所述主体的内部流体连通；以及测孔鼻部，其从所述带孔口的芯轴纵向延伸并且穿过限定在所述圆角件尖端中的通道，所述圆角件尖端被配置成在以下两者之间移动：扩展配置，其中所述带孔口的芯轴使所述鼻部维持延伸到所述圆角件尖端之外；以及回缩配置，其中所述带孔口的芯轴轴向移动并且至少部分地在所述主体内拉动所述测孔鼻部。要素5：还包括偏置装置，其被轴向布置在所述带孔口的芯轴的端壁与所述主体的径向突出部之间。

要素6：其中所述偏转器还包括倾斜表面，其在所述多个弹性爪指展现出所述第二直径时将所述圆角件组件导引至所述第二通道。要素7：其中，当所述多个弹性爪指展现出所述第一直径时，所述圆角件组件被引导到所述第一通道和所述主孔的所述下部中，并且其中，当所述多个弹性爪指尖端展现出所述第二直径时，所述圆角件组件被引导到所述第二通道和所述侧孔中。要素8：其中所述压缩环使用作用在所述压缩环上的液压压力和可操作地联接至所述压缩环的致动装置中的至少一个是可致动的。要素9：还包括保持螺母，其固定地联接至所述主体，并且在所述压缩环轴向平移时使所述压缩环径向地贴靠所述主体的所述外部固定。要素10：其中所述保持螺母在所述主体与所述压缩环之间轴向延伸，并且轴向跨越限定在所述主体中的一个或多个流体端口，所述一个或多个流体端口被配置成将所述压缩环放置成与所述主体的内部流体连通，以使得液压流体可作用在所述压缩环上并且致动所述压缩环。要素11：还包括带孔口的芯轴，其可移动地布置在限定在所述主体内的压力室内，所述带孔口的芯轴具有被限定至少部分穿过其中的流体导管，一个或多个流动端口被限定在所述带孔口的芯轴中并且被配置成经由所述流体导管而将所述压力室放置成与所述主体的内部流体连通；以及测孔鼻部，其从所述带孔口的芯轴纵向延伸并且穿过限定在所述圆角件尖端中的通道，所述圆角件尖端被配置成在以下两者之间移动：扩展配置，其中所述带孔口的芯轴使所述鼻部维持延伸到所述圆角件尖端之外；以及回缩配置，其中所述带孔口的芯轴轴向移动并且至少部分地在所述主体内拉动所述测孔鼻部。要素12：还包括偏置装置，其被轴向布置在所述带孔口的芯轴的端壁与所述主体的径向突出部之间。要素13：还包括传送工具，其联接至所述圆角件组件并且被配置成将所述圆角件组件传送到所述井筒中；在所述传送工具上限定在所述圆角件组件上方的夹头肩部；被设置在所述主孔的所述下部中低于所述偏转器的内径上的第一轮廓，以及不同于所述第一轮廓并被设置在所述侧孔的内径中的第二轮廓，其中当所述夹头肩部啮合所述第一轮廓或所述第二轮廓时，可在井筒地面位置处测量通过重量产生的标记确认，以明确地指示所述圆角件组件是处于所述主孔的所述下部还是处于所述侧孔中。

要素14：其中选择性地致动所述圆角件组件包括在以下两者之间选择性地致动所述圆角件组件：默认配置，其中所述多个弹性爪指展现出等于或小于所述预定直径的第一直径；以及致动配置，其中所述多个弹性爪指展现出大于所述第一直径的第二直径。要素15：还包括当所述多个弹性爪指展现出所述第一直径时，将所述圆角件组件引导到所述第一通道和所述主孔的所述下部中，并且当所述多个弹性爪指展现出所述第二直径时，将所述圆角件组件引导到所述第二通道和所述侧孔中。要素16：其中选择性地致动所述圆角件组件包括通过所述传送工具将液压流体传送至所述主体的内部，经由限定在所述主体中的一个或多个流体端口而将所述液压流体与所述压缩环连通，使用所述液压流体使所述压缩环朝向所述圆角件尖端轴向移动，并且因此将所述多个弹性爪指从所述第一直径压缩至所述第二直径。要素17：还包括降低所述传送工具内的所述液压流体的压力，并且因此允许所述多个弹性爪指中形成的弹簧力移动所述压缩环并移回至所述第一直径。要素18：其中所述圆角件组件还包括带孔口的芯轴，其可移动地布置在限定在所述主体内的压力室内，以及测孔鼻部，其从所述带孔口的芯轴纵向延伸并且穿过限定在所述圆角件尖端中的通道，所述方法还包括在所述测孔鼻部处于扩展配置的情况下在所述井筒内传送所述圆角件组件，其中偏置装置作用在所述带孔口的芯轴上并且因此使所述鼻部维持延伸到所述圆角件尖端之外，在所述测孔鼻部处于所述扩展配置的情况下找出所述第一通道或所述第二通道中的所需的一个，选择性地致动所述圆角件组件以便于将所述测孔鼻部从所述扩展配置移动至回缩配置，其中所述带孔口的芯轴轴向移动并且至少部分地在所述主体内拉动所述测孔鼻部。要素19：其中选择性地致动所述圆角件组件以便于将所述测孔鼻部从所述扩展配置移动至所述回缩配置包括：通过所述传送工具将液压流体传送至所述主体的内部，经由被限定至少部分地穿过所述带孔口的芯轴的流体导管和限定在所述带孔口的芯轴中的一个或多个流动端口而将所述液压流体与所述压力室连通，并且使用所述液压流体液压地移动所述带孔口的芯轴，并且因此在所述测孔鼻部在所述通道内轴向平移时将所述测孔鼻部至少部分地回缩到所述鼻部中。要素20：其中所述传送工具具有在其上限定在所述圆角件组件上方的夹头肩部，所述方法还包括当所述圆角件组件进入所述主孔的所述下部时，啮合被设置在所述主孔的所述下部中低于所述偏转器的内径上的第一轮廓或第一轮廓组，并且因此提供通过井筒地面位置处可测量的重量产生的第一标记确认，以便明确地指示所述圆角件组件处在所述主孔的所述下部中；并且当所述圆角件组件进入所述侧孔时啮合被设置在所述侧孔的内径上的第二轮廓或第二轮廓组，从而提供通过所述井筒地面位置处可测量的重量产生的第二标记确认，以便明确地指示所述圆角件组件处在所述侧孔中。

因此，所公开系统及方法良好适合于获得所提到的目标和优点以及本发明固有的那些目标和优点。以上公开的特定实施方案只是说明性的，因为本公开的教导内容可以对受益于本文教导内容的本领域技术人员显而易知的不同但等效的方式来修改和实践。此外，无意限制本文所示的构造或设计的细节，除非所附权利要求书中另有所述。因此，显然以上公开的特定说明性实施方案可被改变、组合、或修改，并且所有的此类变化被认为处于本公开的范围内。本文说明性公开的系统和方法可在缺少本文未特定公开的任何要素和/或本文所公开的任何任选要素的情况下得以适当实践。虽然组合物和方法在“包含”、“含有”或“包括”各种组分或步骤方面来描述，但是组合物和方法还可“基本上由各种组分和步骤组成”或“由各种组分和步骤组成”。上文所公开的所有数字和范围可变化某一量。所有公开的具有下限和上限的数字范围，均明确公开落在所述范围内的任何数字和任何包括的范围。具体地说，本文公开的值的每个范围(形式为“约a至约b”，或等效地“大致a至b”，或等效地“大致a-b”)应理解为阐述涵盖在值的较宽范围内的每个数字和范围。另外，除非专利权所有人另外明确地并且清楚地定义，否则权利要求书中的术语具有其普通、常见意义。此外，如权利要求书中所使用的不定冠词“一个”或“一种”在本文中被定义为意指引入的一个或多于一个要素。如果本说明书和可以引用方式并入本文的一个或多个专利或其他文件中存在词语或术语用法的任何矛盾，那么应采用与本说明书一致的定义。

如本文所使用的，在一系列项目之前的短语“至少一个”，以及用于分开所述项目中的任何一个的术语“和”或“或”整体地修改列表，而不是所述列表中的每一个成员(即，每个项目)。短语“至少一个”不需要选择至少一个项目；相反，短语允许包括项目中任何一个的至少一个、和/或项目的任何组合的至少一个、和/或项目中每一个的至少一个的意义。通过举例，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”各自指代只有A、只有B、或只有C；A、B和C的任何组合；和/或A、B和C中的每一个的至少一个。

方向性术语的使用诸如相对于说明性实施方案使用的以上、以下、上、下、向上、向下、左、右、井上、井下等，如它们在附图中所描绘，向上方向是朝向对应的附图的顶部，并且向下方向是朝向对应的附图的底部，井上方向是朝向井的表面，并且井下方向是朝向井的底部。

Claims (23)

1.一种圆角件组件，其包括：

主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端；

压缩环，其围绕所述主体的外部布置，并且能够在被致动时相对于所述主体轴向移动；以及

多个弹性爪指，其直接地联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲，

其中，当所述压缩环被致动时，所述多个弹性爪指从第一直径径向向外移动至大于所述第一直径的第二直径。

2.如权利要求1所述的圆角件组件，其中所述压缩环能使用作用在所述压缩环上的液压压力来致动。

3.如权利要求1所述的圆角件组件，其还包括保持螺母，其固定地联接至所述主体，并且在所述压缩环轴向平移时使所述压缩环径向地贴靠所述主体的所述外部固定。

4.如权利要求3所述的圆角件组件，其中所述保持螺母在所述主体与所述压缩环之间轴向延伸，并且轴向跨越限定在所述主体中的一个或多个流体端口，所述一个或多个流体端口被配置成将所述压缩环放置成与所述主体的内部流体连通，以使得液压流体能作用在所述压缩环上并且致动所述压缩环。

5.如权利要求1所述的圆角件组件，其还包括：

带孔口的芯轴，其能移动地布置在限定在所述主体内的压力室内，所述带孔口的芯轴具有被限定至少部分地穿过其中的流体导管；

一个或多个流动端口，其被限定在所述带孔口的芯轴中并且被配置成经由所述流体导管而将所述压力室放置成与所述主体的内部流体连通；以及

测孔鼻部，其从所述带孔口的芯轴纵向延伸并且穿过限定在所述圆角件尖端中的通道，所述圆角件尖端被配置成在以下两者之间移动：扩展配置，其中所述带孔口的芯轴使所述鼻部维持延伸到所述圆角件尖端之外；以及回缩配置，其中所述带孔口的芯轴轴向移动并且至少部分地在所述主体内拉动所述测孔鼻部。

6.如权利要求5所述的圆角件组件，其还包括偏置装置，所述偏置装置被轴向布置在所述带孔口的芯轴的端壁与所述主体的径向突出部之间。

7.一种井系统，其包括：

偏转器，其布置在井筒的主孔内并且限定第一通道，所述第一通道展现出预定直径并且与所述主孔的下部连通，以及第二通道，所述第二通道与侧孔连通；以及

圆角件组件，其包括主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端，围绕所述主体的外部能移动地布置的压缩环，以及多个弹性爪指，所述多个弹性爪指联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲，

其中所述圆角件组件在以下两者之间是能致动的：默认配置，其中所述多个弹性爪指展现出等于或小于所述预定直径的第一直径；以及致动配置，其中所述多个弹性爪指展现出大于所述第一直径的第二直径，以及

其中所述偏转器被配置成基于所述多个弹性爪指的直径与所述预定直径的比较而将所述圆角件组件引导到所述侧孔和所述主孔的所述下部之一中。

8.如权利要求7所述的井系统，其中所述偏转器还包括倾斜表面，所述倾斜表面在所述多个弹性爪指展现出所述第二直径时将所述圆角件组件导引至所述第二通道。

9.如权利要求7所述的井系统，其中，当所述多个弹性爪指展现出所述第一直径时，所述圆角件组件被引导到所述第一通道和所述主孔的所述下部中，并且其中，当所述多个弹性爪指尖端展现出所述第二直径时，所述圆角件组件被引导到所述第二通道和所述侧孔中。

10.如权利要求7所述的井系统，其中所述压缩环能使用作用在所述压缩环上的液压压力来致动。

11.如权利要求7所述的井系统，其还包括保持螺母，其固定地联接至所述主体，并且在所述压缩环轴向平移时使所述压缩环径向地贴靠所述主体的所述外部固定。

12.如权利要求11所述的井系统，其中所述保持螺母在所述主体与所述压缩环之间延伸，并且轴向跨越限定在所述主体中的一个或多个流体端口，所述一个或多个流体端口被配置成将所述压缩环放置成与所述主体的内部流体连通，以使得液压流体能作用在所述压缩环上并且致动所述压缩环。

13.如权利要求8所述的井系统，其还包括：

带孔口的芯轴，其能移动地布置在限定在所述主体内的压力室内，所述带孔口的芯轴具有被限定至少部分地穿过其中的流体导管；

一个或多个流动端口，其被限定在所述带孔口的芯轴中并且被配置成经由所述流体导管而将所述压力室放置成与所述主体的内部流体连通；以及

测孔鼻部，其从所述带孔口的芯轴纵向延伸并且穿过限定在所述圆角件尖端中的通道，所述圆角件尖端被配置成在以下两者之间移动：扩展配置，其中所述带孔口的芯轴使所述鼻部维持延伸到所述圆角件尖端之外；以及回缩配置，其中所述带孔口的芯轴轴向移动并且至少部分地在所述主体内拉动所述测孔鼻部。

14.如权利要求13所述的井系统，其还包括偏置装置，所述偏置装置被轴向布置在所述带孔口的芯轴的端壁与所述主体的径向突出部之间。

15.如权利要求7所述的井系统，其还包括：

传送工具，其联接至所述圆角件组件并且被配置成将所述圆角件组件传送到所述井筒中；

夹头肩部，其在所述传送工具上限定在所述圆角件组件的上方；

第一轮廓，其被设置在所述主孔的所述下部中低于所述偏转器的内径上；以及

第二轮廓，其不同于所述第一轮廓并且被设置在所述侧孔的内径中，其中，当所述夹头肩部啮合所述第一轮廓或所述第二轮廓时，在井筒地面位置处能测量通过重量产生的标记确认，以便明确地指示所述圆角件组件是处在所述主孔的所述下部中还是处在所述侧孔中。

16.一种用于致动圆角件组件的方法，其包括：

将联接至传送工具的圆角件组件引入到具有主孔和在接合点处从所述主孔延伸的侧孔的井筒中，所述圆角件组件包括：

主体和布置在所述主体的远端处的圆角件尖端；

压缩环，其围绕所述主体的外部能移动地布置；以及

多个弹性爪指，其联接至所述压缩环和所述圆角件尖端并在其间延伸，每个弹性爪指被预先压缩，以使得每个弹性爪指被预先设置成径向向外弯曲；

将所述圆角件组件传送至布置在所述接合点处的偏转器，所述偏转器被布置在所述主孔内并且限定第一通道，所述第一通道展现出预定直径并且与所述主孔的下部连通，和第二通道，所述第二通道与所述侧孔连通；以及

选择性地致动所述圆角件组件以便于在与所述预定直径相比较时改变所述圆角件组件的外径，并且因此基于所述圆角件组件的所述外径而将所述圆角件组件引导到所述第一通道或所述第二通道中。

17.如权利要求16所述的方法，其中选择性地致动所述圆角件组件包括在以下两者之间选择性地致动所述圆角件组件：默认配置，其中所述多个弹性爪指展现出等于或小于所述预定直径的第一直径；以及致动配置，其中所述多个弹性爪指展现出大于所述第一直径的第二直径。

18.如权利要求17所述的方法，其还包括：

当所述多个弹性爪指展现出所述第一直径时，将所述圆角件组件引导到所述第一通道和所述主孔的所述下部中；以及

当所述多个弹性爪指展现出所述第二直径时，将所述圆角件组件引导到所述第二通道和所述侧孔中。

19.如权利要求16所述的方法，其中选择性地致动所述圆角件组件包括：

通过所述传送工具将液压流体传送至所述主体的内部；

经由限定在所述主体中的一个或多个流体端口而将所述液压流体与所述压缩环连通；

使用所述液压流体使所述压缩环朝向所述圆角件尖端轴向移动，并且因此将所述多个弹性爪指从第一直径压缩至第二直径。

20.如权利要求19所述的方法，其还包括降低所述传送工具内的所述液压流体的压力，并且因此允许所述多个弹性爪指中形成的弹簧力移动所述压缩环并将所述多个弹性爪指移回至所述第一直径。

21.如权利要求16所述的方法，其中所述圆角件组件还包括带孔口的芯轴，其能移动地布置在限定在所述主体内的压力室内，以及测孔鼻部，其从所述带孔口的芯轴纵向延伸并且穿过限定在所述圆角件尖端中的通道，所述方法还包括：

在所述测孔鼻部处于扩展配置的情况下在所述井筒内传送所述圆角件组件，其中偏置装置作用在所述带孔口的芯轴上并且因此使所述鼻部维持延伸到所述圆角件尖端之外；

在所述测孔鼻部处于所述扩展配置的情况下找出所述第一通道或所述第二通道中的所需的一个；

选择性地致动所述圆角件组件以便于将所述测孔鼻部从所述扩展配置移动至回缩配置，其中所述带孔口的芯轴轴向移动并且至少部分地在所述主体内拉动所述测孔鼻部。

22.如权利要求21所述的方法，其中选择性地致动所述圆角件组件，以便于将所述测孔鼻部从所述扩展配置移动至所述回缩配置包括：

通过所述传送工具将液压流体传送至所述主体的内部；

经由被限定至少部分地穿过所述带孔口的芯轴的流体导管和限定在所述带孔口的芯轴中的一个或多个流动端口而将所述液压流体与所述压力室连通；以及

使用所述液压流体液压地移动所述带孔口的芯轴，并且因此在所述测孔鼻部在所述通道内轴向平移时将所述测孔鼻部至少部分地回缩到所述鼻部中。

23.如权利要求16所述的方法，其中所述传送工具具有在其上限定在所述圆角件组件上方的夹头肩部，所述方法还包括：

当所述圆角件组件进入所述主孔的所述下部时，啮合被设置在所述主孔的所述下部中低于所述偏转器的内径上的第一轮廓或第一轮廓组，并且因此提供通过井筒地面位置处能测量的重量产生的第一标记确认，以便明确地指示所述圆角件组件处在所述主孔的所述下部中；以及

当所述圆角件组件进入所述侧孔时啮合被设置在所述侧孔的内径上的第二轮廓或第二轮廓组，从而提供通过所述井筒地面位置处能测量的重量产生的第二标记确认，以便明确地指示所述圆角件组件处在所述侧孔中。