CN1083523C - 钻进和再进入井眼内多侧向分枝井的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
油井套管在选定深度上有多个套管接头，套管接头有带不同内联顶剖面的联顶定向接头和形成向上尖端并延伸到定向槽的螺旋定向坡面的斜口引斜。联顶定向工具适宜下到套管内，其有外管状工作筒定位多个联顶挡块以与套管接头匹配联顶剖面配合并以定向销定位螺旋导向坡面结合并导向工具以结合定向槽。联顶定向有内工作筒，线性定位于联顶挡块与定向销径向屈服以通过套管柱内部障碍物的运行位置和两者相对于联顶定向接头的匹配联顶剖面的锁定位置上。
Description
本申请从以下申请中要求优先权：
1996年10月1日所提的临时申请NO.60/027241，
1997年1月22日所提的临时申请NO.60/035425，
1997年4月29日所提的临时申请NO.60/044422，
本申请的参考文献包括以上每一个申请。
本发明涉及用于石油产品生产的井，特别是关于一个初始井的侧向分枝井。本发明尤其涉及提供一种在井下一定的深度联顶和定向井下工具的方法和设备，以使后继井下作业能有效地进行，该深度是由套管短节确定的。作为一个更特别的例子，本发明在为一个初始井提供多侧向分枝井作业以及它们将来穿过油井套管柱再进入作业的过程中非常有用。更为特别是，本发明涉及提供一种具有下述主要功能的方法和设备：即定位，定向，把磨削或者造斜装置相对于油井套管柱的一个选定的安置和定向接头进行锁定以及在所选定的联顶和定向接头内的联顶剖面(landingprofile)锁定该设备。
在油气生产井或者水井、蒸气井中，常规的侧钻方法通常需要在母井的套管内安置一个临时性的定位装置，这样的侧钻方法已经用于钻母井的侧向分枝井。用于这样目的的临时性定位装置可以是一个塞子、造斜器或者任何类型的膨胀装置，在套管内该膨胀装置可以与套管的内表面摩擦结合而固定到油井套管内。由于这些塞子在套管内的摩擦抑制，使得它们有时变得不稳定，因此依赖它们在套管内提供一个可靠的深度和定位参考是不可能的。而且，当这种性质的摩擦塞子或者造斜器从套管内去除时，它们侧向分枝的深度和角度参考就丢失了。因此，为了重新进入已经钻成的侧向分枝井，深度和角度参考必须重新精确确定。这通常是一个困难、费时、昂贵的作业，反过来影响了完井费用。因此，需要提供一种带有建立永久性的深度和角度参考的工具的油井套管，从该工具沿一个已知的方向选择性地重新进入侧向分枝井。而且需要简化多侧向分枝井的的结构，以减少侧钻失败的危险。
直到许多年前，几乎所有钻进和完成的油井都是直井。最近，人们发现钻进和完成一个水平井或者侧向井使得在生产性的地层中特别是边缘地区中井眼长度的大部分生产层生产油气的机率极大增加。已经发展了水平钻进方法和设备钻进一个从直井的某一深度分散的井眼，这些井眼的一部分沿着水平方向或者近似水平方向，并且这些井眼为定位一个生产地层而选择性地定向。最近还发展了钻进油井特别是下有套管的油井的侧向分枝井的钻井和完井方法和设备。典型的多分枝井通过在套管内一定深度上磨削出一个套管窗钻进的。一个磨削造斜器定位于油井套管内一定深度，提供一个给套管磨削工具定向和偏移的定向几何形状，以保证为下面的在所需要的侧向分枝角和方位角上的侧向钻进作业磨削出的套管窗有一个合适的角度。然后从一个或者多个套管窗钻进侧向分枝井，并完井以获得需要的石油产品的生产。
当磨削出一个套管窗后，提供套管窗磨削和侧向分枝井钻进的钻井造斜器从套管内被去除。当在重新进入已经钻成的套管窗时，人们发现为了进入套管窗完成侧向分枝钻进很难确定这样的套管窗的位置，以及很难确定设备在套管内的正确的深度和正确的位置。为了重新进入侧向分枝井，一个偏移工具，即钻井造斜器，偏移造斜器或者类似物必须精确地在一定的井深定位，相对于所钻侧向分枝井的一定的方位角能够精确地旋转定向。完成这样的定位是困难的和费时的。即使偏移定位时的微小误差，也可能使得再进入工具错过套管窗，或者卡在套管窗的边缘上。这些微小的误差很可能使得工具被错误地定向，而偏离方位角或者井斜角的定位点，侧向分枝井也不能用这种工具进行精确地侧钻。因此需要提供一种设备，能够在套管内正确地对分枝井的钻进和完井设备定位以实现侧向分枝井的钻进，接着侧向分枝井的钻进设备从油井套管内取出，以利于各种侧向分枝井再进入设备实现深度定位和旋转定向。而且还需要提供一种实现侧向分枝井的有效钻进和完井的工具，使得在所选定的深度和方位角上具有多侧向分枝井的油井的准备简单而有效，同时实现再进入所选定的侧向分枝井以完成修井作业。
本发明的主要特点是提供一种在油井套管柱的众多联顶和定向接头中所选定的一个联顶和定向接头内能够对工具进行定向和联顶的方法和设备，因此，可以有效地利用由此支承和定位其它的油井工具以完成需要沿某一特定角度定向的井下作业。
本发明提供的一种在油井套管内预定深度上选择性定位、定向和锁定物体的方法，包括：(a)给油井套管在所需要的深度上提供一组联顶和定向接头，每一个联顶和定向接头具有与其它联顶和定向接头不同的内联顶剖面，每一个联顶和定向接头具内有一个斜口引斜，该斜口引斜就有一个上端、一个定向槽和一对从该上端延伸到该定向槽的螺旋导向坡面；(b)把一个联顶和定向工具下入到油井套管内，该联顶和定向工具在结构上至少具有一个联顶挡块，该联顶挡块具有一个与所选定的该联顶和定向接头之一的该内联顶剖面相配合的配合剖面；(c)在该联顶和定向工具的下入过程中，使该联顶和定向工具通过不具有一个相配合的内联顶剖面的联顶和定向接头而联顶到一个具有一个相配合的内联顶剖面的联顶和定向接头内；(d)该联顶和定向工具还具有一个定向销，用于与该定向销所进入的该联顶和定向接头的该斜口引斜的该螺旋导向坡面进行定向接合，该定向销用于把该联顶和定向工具旋转到一个预定的角度位置，而在该联顶和定向工具联顶到具有一个相配合的内联顶剖面的该联顶和定向接头之前，该联顶和定向工具先与该定向槽对齐。
本发明的另一个特点是提供一种新型的联顶和定向工具，它在套管中磨削套管窗的情况下可以与一个造斜器相连接，在再进入侧向分枝井的情况下可以与一个偏移造斜器相连接。为此，本发明提供一种在油井中钻进和再进入侧向分枝井的方法。
本发明提供一种在油井中钻进和再进入侧向分枝井(9)的方法包括：(a)给一个油井套管在所需要的油井深度上提供至少一个联顶和定向接头，该联顶和定向接头具有一个预定的内联顶剖面，该联顶和定向接头具有一个斜口引斜，该斜口引斜形成至少一个螺旋导向坡面和形成一个与螺旋导向坡面相对齐的定向槽；(b)把一个联顶和定向工具下入到该油井套管内，该联顶和定向工具具有装配在其上的至少一个联顶挡块，该联顶挡块具有一个与该联顶和定向接头的预定的内联顶剖面相配合的配合剖面，该联顶和定向工具还包括一个偏移造斜器，该偏移造斜器形成一个倾斜偏移面，用于一个侧向分枝井的方向定向；其特征在于：(c)该联顶和定向工具具有一个定向销，当将该联顶和定向工具下入在该油井套管内时，用于该定向销与该斜口引斜的一个螺旋导向坡面接合而进行旋转的工具定向，该偏移造斜器的该倾斜偏移面相对于该定向销定向；(d)在该联顶和定向工具与具有一个相配合的内联顶剖面的该联顶和定向接头联顶之前，该定向销旋转该联顶和定向工具到一个预定的角度位置而与该定向槽相对齐；(e)把一个套管窗磨削工具下入到该油井套管内，并与该偏移造斜器的该倾斜偏移面偏移接触，从而在该油井套管内磨削一个定向的套管窗；以及(f)通过用于钻进一个侧向分枝井的该偏移造斜器偏斜该分枝井钻具钻穿该油井套管的该套管窗而钻出穿过该油井套管的该分枝井到所需要的程度。
本发明还有一个特点是提供一种新型的联顶和定向工具，该工具能够选择油井套管的多个联顶和定向接头之一而越过其它的联顶和定向接头，以在油井套管内实现在一定的深度上对工具进行选择性定位。
本发明所提供的一个用于油井的联顶和定向设备，其包括：(a)一个油井套管柱，连接有一组联顶和定向接头，每一个该联顶和定向接头在其内具有与该油井套管内其它的联顶和定向接头的内联顶剖面不同的内联顶剖面；(b)一个联顶和定向工具，该联顶和定向工具包括：一个细长的外侧管状工作筒体和一个激励器元件，该激励器元件可在该外侧管状工作筒体内一个运行位置和一个锁定位置之间移动，该劳动化定向工具包括至少一个联顶挡块，该联顶挡块可移动地安置于该细长的外侧管状工作筒体上，该联顶和定向工具还具有一个只与该联顶和定向接头中的一个该联顶和定向接头的该内联顶剖面相配合的联顶剖面，该至少一个联顶挡块具有倾斜的上端和下端表面，用于与该套管柱和该联顶和定向接头内的障碍物接合，使得该至少一个联顶挡块移动到一个由障碍物诱导的位置，以便清除该障碍物；以及(c)一个斜口引斜，该斜口引斜定位于每一个该联顶和定向接头内，明具有一个向上的尖端、定向槽和导向坡面，该导向坡面从该尖端延伸到该导向槽；其特征在于：其还包括：(d)一个定向销，可移动地装配在该细长的外侧管状工作筒体上，适用于与该导向坡面导向接合，并可进入该定向槽；其中，当该激励器元件处在该运行位置时，允许该至少一个联顶挡块和该定向销有径向向内的移动，而当该激励器元件处在该锁定位置时，该至少一个联顶挡块固定在该相配合的内联顶剖面中，而该定向销则固定在该导向槽中。
本发明的进一步的特点是提供一种新型的联顶和定向工具，该工具具有一个有特定形状的联顶挡块，允许工具联顶在油井套管的一个具有配合表面的联顶和定向接头内而越过其它的具有不同表面的联顶和定向接头。
本发明的另一个特点是提供多个联顶和定向接头，在套管柱内不同的选定的深度上与套管柱相连接，每一个接头内有一个斜口引斜装置，该斜口引斜装置具有一个向上的尖端，有一个定向槽以及一个弯曲导向坡面，该弯曲导向坡面从向上的尖端到定向槽反向延伸，作用是确定穿过联顶和定向接头的油井工具的角度定向。
本发明的进一步特点是提供一种新型的联顶和定向工具，该工具内径向突出一个定向销，可以与联顶和定向接头的斜口引斜的弯曲导向坡面结合，以及与斜口引斜内的定向槽结合，以实现工具相对于联顶和定向接头的有效定向。
本发明的进一步的特点是提供一种新型的联顶和定向工具，该工具有一个定向销，该定向销具有一个朝向下的尖端，该尖端具有一个斜定向导向面，其倾斜角与联顶和定向接头的斜口引斜的螺旋的弯曲导向坡面的角度相同，以提供一个相对于连接的螺旋导向坡面的支承功能以及导向功能。
简言之，本发明的各种目标和特点是通过提供一种压力密封式套管接头来实现的，这样的套管接头与需要侧钻开孔的的套管段的底部相连接。这种特殊的套管接头被设计和制造成能够在侧向分枝井的位置上相对于油井的当地坐标进行精确和可靠的定位和定向。联顶和定向装置包括一个中央部分，它决定了在分枝井的深度上，油井横截面上下入或者联顶工具的位置。另一个特点是在联顶和定向装置的顶部能够制造一个具有严格容限的圆柱面，因此使得各种工具和装置被安置在油井套管内时从深度和角度定向的角度考虑能够具有相当的精度。提供一个纵向定位系统，通过提供一个具有特定形状的环形槽，沿着母井的纵轴确定下入和安置工具时的位置，环形槽的特定形状与下入或者安置工具的配合销配合，这在油管接头内是常用的。还提供一个方向定位器，沿着母井的纵轴确定下入或者安置工具时的角度位置。这个方向定位器在弯曲形状的底部有一个定向槽，因此沿着油井套管的横向的一个工具的配合定向销利用一个定向装置又称为“斜口引斜”的定向弯曲边，从任何角度都可以配合进入定向槽。这个角度基准(angular reference)与位于该接头外侧的定向销的位置相对应(recopies)。
这种压力密封套管接头的联顶和定向接头有一个内联顶卡合表面，允许把下入或者安置工具相对于联顶和定向接头固定于一个预设位置。纵向定位槽支承工具沿着母井的轴线和垂直于母井的轴线方向形成的力。按照同样的方式，由工具形成的扭矩由定向槽支承。在下入或者安置工具上有配合销，该配合销设计成只能通过配合销的形状与各自座的形状配合，从而座于其中的一个预定的接头上。相反，一个单一的联顶和定向接头具有一个特别形状的销，而工具具有一个标准销，可以与任何或者给定的接头配合。这通常用于具有几个井下完井工具的情况。
定位和定向套管接头具有一些另外的特点，当接头构成套管柱的一部分时允许依据井位的方向调整定向销。这个重要的特点允许把多个套管接头组装在一起，每一个接头具有各自的联顶和定向接头，相对于给定的相对偏移角可以被定向。联顶和定向接头的另一个特点，是把接头形成的扭矩与下面的定向销分离。当在井眼内下入套管而不考虑套管柱下端的摩擦扭矩时，这个特点允许对套管柱的全部或者部分定向。这可以通过把一个旋转接头与联顶和定向接头的下端制成一体。联顶和定向接头可以通过螺栓固定到套管柱上，正如在常规的套管接头中所作的一样。也可能把联顶和定向接头制成需要钻侧向分枝的套管段的同样部分。
联顶和定向接头不改变套管柱的标准力学性质。套管柱可以根据需要支承多个联顶和定向接头，从而在油井的建造过程中建造一个或者多个侧向分枝井。有些接头可以用来在将来建造侧向分枝井。作为进一步的选择情况是，侧向分枝井可以在套管柱已经下入到井眼内并用水泥固定在一个位置后建造，也可以在油井的运行过程中建造，侧向分枝井从用于此目的的联顶和定向接头开始建造。同样的概念类推适用于分枝井，意思是，依据初始侧向分枝井的同样的技术可以建造一个或者多个侧向分枝井。套管接头可以由任何用于套管的标准钢管制成。它也可以由任何材料制成，只要该材料使得侧向分枝井建造容易，它通过实现对于套管窗的切削步骤以起动侧向分枝井的建造。套管接头可以与任何预制的分枝设备，象预磨套管窗或者下入在母井套管内的组合套管接头结合在一起。
从设备的角度讲，油井套管在所选定的深度上与多个套管接头联成一体，每一个套管接头具有一个不同的内联顶剖面。一个联顶和定向工具具有可替换的 联顶挡块，联顶挡块的联顶剖面与井下联顶和定向接头内的一个特定表面配合，因此，当联顶和定向工具下入到井眼内时，它会越过具有非配合内联顶剖面的联顶和定向接头，联顶于一个具有与联顶挡块配合的表面的联顶和定向接头。当联顶和定向工具进入套管柱的每一个联顶和定向接头时，该工具的一个定向销将与联顶和定向接头内的一个斜口引斜的螺旋导向坡面结合，由于导向坡面使得这个定向销旋转而进入斜口引斜的定向槽。如果工具进入具有非配合联顶剖面的联顶和定向接头，当工具继续向井下移动时，定向销将从定向槽中挤出。当联顶和定向工具进入一个具有配合的联顶挡块的联顶结构的联顶剖面的联顶和定向接头内时，工具能够相对于联顶和定向接头的联顶剖面锁定，以实现所选定的油井作业的进行，象套管窗的磨削和油井的侧向分枝井的再进入，其中的联顶挡块是该工具所带有的。接着，联顶和定向工具可以从联顶和定向接头的内部表面内解锁，因此，该工具可以从井内取出。当需要把工具从联顶和定向接头取出时，工具的机构可以对一个预定大小的拉力发生反应，该力使得联顶挡块从套管接头的内联顶剖面内解锁，因此，释放工具而从井眼内取出。通过改变工具的联顶挡块，以提供一个具有与套管柱的一个选定的套管接头内的一个内联顶剖面配合的形状的联顶挡块，该工具适合于安置于另一个联顶和定向接头内。
本发明的联顶和定向工具特别用于从一口油井建造多分枝井作业以及穿过套管柱再进入多分枝井作业。尽管在许多不同的井下作业中都非常有用，联顶和定向工具的主要功能，正如这里所说的，是在联顶和定向接头内对套管窗磨削或者偏移工具进行定位、定向和锁定。至少一个最好是多个联顶和定向接头位于选定深度的井下，与该处的套管柱相连接成一个整体。在套管窗磨削作业的情况下，联顶和定向工具提供磨削造斜器一个精确的定位，在侧向分枝井的再进入作业中提供偏移造斜器一个精确的定位。
联顶和定向接头包括一个筒体，有一个螺纹端与油井套管接头相连接，内部有一个斜口引斜，斜口引斜具有螺旋导向坡面，用于对定向销进行导向，因此使得联顶和定向工具旋转直到该定向销遇到一个纵向定向槽。该联顶和定向工具包括一个主工作筒体，该工作筒体具有多个，典型地是三个联顶挡块和定向销，从筒体内径向向外突出，与联顶和定向接头内的内联顶剖面配合，该接头安置于套管接头内。
从作业的角度讲，依据操作设备的一个可能的方法，由按照常规方式排放的联顶和定向接头组装成的套管柱下入到井内，注水泥封固。在套管柱组装过程中，记录联顶和定向接头的数量和在套管柱内的位置。在每一种情况下，当几个接头连续组装时，必须记录每一个角度基准，以实现下一步侧向分枝井的建造、定向钻进作业和下面的再进入作业。在使用可调节的定向销的情况下，每一个联顶和定向接头依据下面的一个联顶和定向接头的角度基准进行调节。
套管柱被下入到井眼内。环空注水泥最好使得水泥柱穿过套管鞋，或者穿过环空的顶部，以避免水泥对套管内的联顶和定向接头的污染。通过一个电缆测试工具进行方向测试以精确地确定一个或者多个特定的联顶和定向接头的位置。测试的结果用于预先设置该工具的定向销，该工具支承造斜器或者任何偏移工具。在底部带有联顶和定向工具的造斜器联顶到井内，最好同磨削作业切割套管窗。井眼底部组合包括一个旋转接头，当联顶和定向工具与联顶和定向接头结合时允许联顶和定向工具旋转。这样的旋转通过一个正位移马达、水轮机或者其它井底设备来实现，这些设备连接在联顶和定向工具的底部。当在套管段上开窗后，利用任何与需要钻进的侧向分枝井的状态适合的定向钻井技术，用一个井底钻具组合钻侧向分枝井。这样的侧向分枝井可以下入衬管，如果需要也可以裸眼。当分枝井完井后，造斜器从井内取出，其它的分枝井用同样的方式继续钻进。通过在各自的联顶和定向接头内安置一个偏斜工具，在后期可以在进入分枝井，因此穿过套管的设备可以从母井套管内偏斜，穿过套管窗进入各自的分枝井。
一个完井装置，象分流器、限流器或者人工举升装置可以永久性地或者临时地安置到联顶和定向接头内，而不需要其它的卡紧系统。一个用于分隔使得母井或者分枝井的下端与母井的上端分隔的塞子永久性地或者临时性地安置在联顶和定向接头内，而不需要其它的卡紧系统。
因此，用上述方法给母井套管提供一个联顶和定向接头，为油井建造、洗井和作业提供一个简单而有效的方法。这些作业需要在套管内对装置的位置和角度进行精确确定。这个系统可以在油井的不同运行时期进行许多油井作业，因为联顶和定向接头永久性地安置在套管内的位置上，因此，作为套管基准，从这些位置可以设计和进行其它的井下作业。
为了更为详细地理解本发明的上述所述特征、优点和目标的实现方式，参考本发明的最佳实施例对本发明进行更详细的描述，这些实施例在附图中说明，这些附图作为本发明的一部分。
然而应该指出的是，附图只是说明本发明的典型的实施例，不能被认为是对本发明的范围的限制，本发明还承认其它有效的实施例。
附图中：
图1是依据本发明的联顶和定向工具的正视图，表示工具处于下入状态，与一组具有一定形状的联顶挡块相配合，这些联顶挡块用于与油井套管内的选定的联顶和定向接头配合，其中的联顶和定向接头具有内部表面，还表示了工具外部的定向销。
图2A是油井套管的一部分的剖面图，表示油井套管内的一个联顶和定向接头的上部，带有图1中的联顶和定向工具，联顶和定向工具的联顶挡块与联顶和定向接头的配合内部表面结合。
图2B是图2A中的联顶和定向接头的下部的剖面图，表示联顶和定向工具安置于联顶和定向接头内。
图3是一个油井套管的部分剖面图，简要地说明与套管相连接的依据本发明的一个联顶和定向接头，联顶和定向接头内具有一个斜口引斜。
图4是依据本发明的一个简要的说明，表示油井套管和以及联顶和定向接头组合的一个部分剖面图，该联顶和定向接头具有一个内联顶剖面，表示相对于一个联顶剖面安置的一个磨削造斜器和套管窗磨削工具，这里的联顶和定向工具使用了本发明的技术，它连接有一个磨削造斜器，表示联顶和定向工具处于下入状态，从而位于油井套管以及联顶和定向接头上面的联顶挡块上。
图5是类似于图4的一个部分剖面图，表示处于定向和卡紧状态的联顶和定向工具与油井套管以及联顶和定向接头之间的关系，进一步还表示了由磨削工具磨削后的一个套管窗，这样的磨削工具由磨削造斜器导向，如图4所示。
图6是类似于图4和图5的结构的一个部分剖面图，表示一个下入工具和一个依据本发明的一个联顶和定向工具，在油井套管内磨削套管窗或者再进入以前所钻套管窗之前，该工具用于在油井套管内对偏移造斜器进行定向和导向。
图6A是一个类似于图6的一个剖面图，表示通过投球封堵通道，产生的压力剪断保持螺钉以及凸缘锁活塞(lug locking piston)移动到其释放位置。
图7是类似于图6和图6A的结构是解锁和取出下入工具的一个部分剖面图，表示联顶和定向工具卡于套管接头的内联顶剖面内，以及偏移造斜器的导向面的定位相对于以前所钻的套管窗例如用于侧向分枝井的再进入的套管窗的定向和导向关系。
图8是一个油井套管的一个部分剖面图，它与一个联顶和定向接头相连接，还有一个内联顶剖面和一个斜口引斜，表示本发明的联顶和定向工具处于下入状态，其联顶挡块与联顶和定向接头的配合表面结合，定向销位于斜口引斜的定向槽内，但是联顶挡块和定向销处于未锁定状态。
图9是类似于图8的一个油井套管和联顶剖面的部分剖面图，表示联顶和定向工具处于锁定状态，其联顶挡块锁定在联顶和定向接头的内联顶剖面内，而工具的定向销锁定在斜口引斜的定向槽内。
图10是沿着图8中的线10-10的一个剖面图。
图11是一个依据本发明制造的一个联顶和定向接头，具有一个斜口引斜和一个具有预定形状的内联顶剖面，该内联顶剖面用于一个联顶和定向工具的卡紧和联顶，该工具具有与该预定形状配合的联顶挡块。
图12是一个说明联顶挡块的一个立体图，它设计成与图11中的内联顶剖面相配合。
图13是一个联顶和定向接头的一个剖面图，连接在一个套管的内部，具有一个选定的内联顶剖面，它与图11中的内联顶剖面不同，也具有一个内部的斜口引斜，用于对联顶和定向工具进行定向。
图14是是一个说明联顶挡块的一个立体图，它设计成与图13中的内联顶剖面相配合。
图15是一个联顶和定向接头的一个剖面图，连接在一个套管的内部，具有一个选定的内联顶剖面，与图11和图13中的内联顶剖面不同，也具有一个内部的斜口引斜，用于对联顶和定向工具进行定向。带有一个用于识别的导向坡面角。
图16是是一个说明联顶挡块的一个立体图，它设计成与图15中的内联顶剖面相配合。
图17是沿着图15中的线17-17的一个剖面图。
图18是一个定向销的一个立体图，它用于图1和2B中的联顶和定向工具，相对于图11、13和15中的联顶和定向接头对联顶和定向工具进行定向。
参考图1、2A和2B，应用本发明的原理的联顶和定向工具如11所示，在其上端具有一个顶接头12，用于在14处与下入工具相连接，如图6和图6A所示，目的是把联顶和定向工具下入穿过套管16下入到井内，如图2A所示。作为本发明的另外一方面，油井套管16带有一个联顶和定向接头18，有一个上端和一个下端，通过螺纹与油井套管相连接，因此联顶和定向接头18与油井套管16形成一体。根据本发明，联顶和定向接头18具有一个特定的内联顶剖面20，内联顶剖面适合与一组联顶挡块23结合，这些联顶挡块都具有与联顶和定向接头的内联顶剖面配合的配合表面。
如图2A和2B及图8和图9所示，联顶和定向工具11由长的、管状的主工作筒22形成，该主工作筒在下端具有一个柱头24，该柱头24通过螺纹连接26与主工作筒相连接。在主工作筒22的上端具有一个外螺纹部分28，通过外螺纹与顶柱头30相连接，该顶柱头形成一个中央孔32。主工作筒22形成一个锁定段34，锁定段34具有多个锁块窗，如38所示，沿着锁定段34等距分布。多个联顶挡块23可替换地安置在工具内，通过联顶挡块23从锁块窗38突出的部分进行定位，因此，每一个联顶挡块23的外表面将裸露在锁定段34之外，通过与一个配合的联顶和定向接头18的内联顶剖面结合而进行定位。下面将详细解释，在油井套管16内使用的每一个联顶和定向接头18都具有一个不同的内联顶剖面，因此只有在联顶挡块的配合表面与一个特定的联顶和定向接头的一个内联顶剖面能够配合的情况下，联顶和定向接头才能与联顶和定向工具的联顶挡块结合。本发明的这个特点从下面的参考图10～15的详细描述中更为清楚。
主工作筒壁在其锁定段34的每一个锁块窗38处形成突出台肩44，该台肩44延伸超过锁块窗，从而提供一个限制性台肩以限制联顶挡块23的向外的移动。因此，每一个联顶挡块23只能径向移动到突出台肩44所允许的范围。联顶挡块23的上端同样方式通过顶柱头30的下端46限制，该顶柱头30延伸超过锁块窗的上部，从而限制联顶挡块23的上端移动。然而每一个联顶挡块23只能从图2A、8和9中的位置径向向内移动，以使得联顶挡块清除油井套管内的障碍物，包括清除套管接头的内联顶剖面，该内联顶剖面不与联顶挡块的联顶剖面配合。一对压缩弹簧48和50用于每一个联顶挡块，压缩弹簧各自的端部52和54安置于各自的弹簧室内。每一个压缩弹簧48和50的内端56和58分别置于弹簧反应板60的弹簧槽内，弹簧槽分别用于每一个联顶挡块。
在主工作筒22下端形成一个定向窗62，在定向窗内一个定向销64由一对压缩弹簧66和68径向向外挤压处于可移动的位置。压缩弹簧的外侧端70和72位于定向销64的弹簧室内，内侧端74和76位于弹簧反应板78的弹簧槽内。定向销64的上端由主工作筒22的一个限制性凸起80限制，该主工作筒覆盖着定向窗62的上部，而定向销64的下端由底柱头24的上端部分82限制。在没有其它力作用的情况下，压缩弹簧66和68保持定向销64径向向外达到限制性凸块80和82的最大允许程度，如图2B所示。当工具在油井套管内移动，在其运行过程中遇到障碍物例如套管接头、联顶和定向接头的联顶剖面，套管窗和类似物时，定向销将与这些障碍物接触，从而径向向内移动挤压弹簧，允许定向销64清除障碍物。为了提高定向销64的清除障碍物的能力，定向销64的上端和下端84和86是锥形的形状，在工具相对套管内的障碍物移动时，形成一个类似凸轮的运动(acam-like activity)，因此内部的障碍物形成一个力，使得定向销64径向向内移动，挤压弹簧66和68，结果工具将穿过障碍物，防止工具被卡。
联顶和定向工具11具有一个长的内工作筒88，该内工作筒的上端穿过主工作筒22的中央孔32，其下端穿过底柱头24所限定的中央孔25。内工作筒88在主工作筒内可以线性移动，其移动范围由一对导向槽90和92限制，这对导向槽通过一对导向螺钉94和96的内侧结合，该导向螺钉拧置于主工作筒22的导向螺栓室内。内工作筒88是一个管状结构，从而构成一个液体流通道98，通过该通道，液体可以流动。
在其下端，联顶和定向接头18具有一个斜口引斜接头100，该斜口引斜接头100与联顶和定向接头体的下端在102处焊接在一起，在套管接头内部提供一个“曲线的导向几何面”，即商业上的“斜口引斜”，它用作当一个物体移动到联顶和定向接头内时使得物体旋转定位。典型地，斜口引斜通过一个环形焊接环103与套管接头内部焊接在一起，尽管如果需要它也可以通过螺纹连接在一起或者任何合适的方式与套管接头相连接。斜口引斜100的下端与油井套管16内螺纹连接，并延伸至足以超过底柱头24的下端，以形成一个容腔104以容纳一个鼻形件106，该鼻形件通过锁定螺钉108和110固定到内工作筒88的下端。鼻形件106的下端呈锥形如112所示，当联顶和定向工具向下穿过套管柱时对工具径向导向，从而进入所需要的联顶和定向接头18。鼻形件106可以通过任何其它的形式与内工作筒88的下端相连接，而不脱离本发明的实质。内工作筒在如图8所示的运行位置和如图9所示的锁定位置之间移动。在其运行状态下，通过一组剪切螺钉114和116鼻形件106与底柱头24的下端接触，如图2B和8所示这些剪切螺钉固定到底柱头24内合适的容腔内，并具有剪切件突出进入内工作筒88内对应的容腔内。在内工作筒88的锁定状态，如图9所示，足够的向下的力施加给内工作筒88从而剪断运行剪切螺钉114和116，允许内工作筒从图8所示的运行状态移动到图9所示的锁定状态。
内工作筒88具有一对相隔开的凹腔118和120，每一个凹腔具有一个锥形的上壁和一个锥形的下壁，当内工作筒88相对于主工作筒22处于运行状态时，适合容纳各自的定向销64的端部122和124，如图8所示。在这个位置，在工具穿过套管柱过程中定向销64能够在遇到障碍物时压缩弹簧66和68使得定向销64沿径向向内移动。当内工作筒88移动到如图9所示的位置，剪断运行剪切螺钉114和116，容腔118和120将离开定向销64的端部122和124对应的位置，如图9所示，因此定向销64的上端和下端将由于内工作筒88的外圆周面126限制其向内移动，因此锁定在最大径向位移处。当然，在图9中的定向销64将位于由斜口引斜形成的导向槽内，因此联顶和定向工具11可以相对于套管柱16旋转。这个特点将与斜口引斜以及工具下入到所选定的联顶和定向接头18内的联顶位置时联顶和定向工具与斜口引斜的关系的详细描述中一起进行详细描述。
内工作筒88的中部形成一个凹腔，当联顶和定向工具处于如图8所示的下入状态时用于容纳每一个联顶挡块23的上端和下端。如图所示，内工作筒88形成一个上端的锥形壁凹腔和一个下端的锥形壁凹腔，以便在工具的运行状态当凹腔位于与主工作筒22相对时，可用于容纳相关的联顶挡块23的倾斜端(offset ends)132和134，如图8所示。因此，在工具运行过程中当联顶挡块23的倾斜端136和138在油井套管内遇到任何障碍物时，联顶挡块23的倾斜导向边使得联顶挡块径向向内移动，克服压缩弹簧48和50的弹力，因此允许联顶挡块23通过障碍物，而不会使得工具在障碍物处阻塞。一旦通过障碍物，作用于联顶挡块23的径向向内的力消失，因此压缩弹簧48和50又使得联顶挡块23径向向外移动到由剪切件44和46决定的最大极限。因此，当工具穿过一个联顶和定向接头时，如果联顶和定向接头的内联顶剖面不与联顶挡块的外联顶剖面相配，联顶挡块只会径向向内移动而不会座于联顶和定向接头的联顶剖面上。当这个状态发生时，该工具只会穿过联顶和定向接头，继续在套管柱内向下移动，直到遇到一个具有与联顶挡块相配合的联顶剖面的联顶和定向接头。当遇到一个具有相配合的内联顶剖面的联顶和定向接头时，压缩弹簧48和50迫使联顶挡块继续向外移动最大极限，因此使得联顶挡块23与联顶和定向接头18的内联顶剖面结合，如图8和9所示。当遇到一个具有相配合内联顶剖面的套管接头时，联顶挡块将座于该联顶剖面上，阻止工具的进一步向下移动。当联顶和定向工具座于这种位置后，当通过一个运行工具产生一个足够的向下的力施加给联顶和定向工具，运行剪切螺钉114和116将被剪断。运行剪切螺钉114和116剪断后，内工作筒将向下运动到如图9所示的锁定位置，使得内工作筒88的锥形壁凹腔128与130相对于联顶挡块23的倾斜端132和134处于非相对位置。这将导致联顶挡块23的倾斜端由于内工作筒88的外圆周面126的支承而限制联顶挡块向内移动，如图9所示。在工具的这个状态下，联顶挡块23将与联顶和定向接头18的相配合的内联顶剖面被牢固地锁定在一起。
顶接头12的结构如图2A所示，通过一个螺纹连接13与内工作筒88的上端相连接。或者，如图8、9和10所示，顶接头的结构如140所示，通过一个螺纹连接142与内工作筒88的上端相连接，在下端具有一个环形边144与顶柱头30的上端146接触。顶接头140的中部在148处水平错位，形成一个内部凹腔150，用于容纳一个下入或者回收工具154的下端的一个直径增大的部分。因此，顶接头140把下入或者回收工具154固定到内工作筒88上，可以操纵内工作筒向上或者向下移动，或者允许工具穿过套管柱，这取决于工具所遇到的联顶和定向接头的结构。
在套管内，工具还需要具有密封或者分隔能力。为了实现这个目的，一个分隔器156设置在顶接头140的周围，它带有一个环形的下端158，该下端延伸到顶接头140的下端以下，如图8所示。当主工作筒22通过联顶挡块23与联顶和定向接头18的内联顶剖面结合而被阻止移动时，内工作筒88向下移动到把主工作筒22锁定在联顶和定向接头18内。在向下移动的最后阶段，分隔器156的下端环形部分将与顶柱头30的上端146接触。内工作筒的进一步向下移动将会使得顶接头140的下端与顶柱头30的上端接触，从而导致一个密封圈160受压缩变形到如图9所示的状态，使密封圈产生足够的径向膨胀，使得密封圈与联顶和定向接头正上的套管柱16的内壁之间密封配合。反过来，由于下入或者回收工具154的向上移动将使得密封圈160回到最初的非密封状态，如图8所示。
在顶柱头30内部，如图2A所示，具有一组棘爪件162，它们置于内工作筒88的外圆周面周围，当内工作筒88向上移动时，它们通过棘爪腔166的一个锥形内表面被引导，从而与内工作筒88构成限制配合。棘爪腔166通过一组可释放剪切螺钉168固定到顶柱头30内部，这些可释放剪切螺钉安置于顶柱头30的合适的凹腔内，有一个内剪切极限件与棘爪腔的合适的凹槽结合。当可释放剪切螺钉168由于下入或者回收工具形成的内工作筒88的向上的力而被剪断后，棘爪件162将释放与内工作筒88的内圆周面之间的卡紧关系，因此允许内工作筒相对于主工作筒22向上移动直到联顶挡块23的倾斜端移动进入内工作筒88的凹腔128和30。在这个状态下，联顶挡块23的向上的力导致在相配合的倾斜面170上发生一个类似凸轮运动(acam-like reaction)，从而导致联顶挡块沿着径向向内移动到非锁定位置。当这种情况发生时，联顶和定向工具11可以向上移动，从而可将它从油井套管内取出。
图3～7主要说明本发明的各种不同的部分。对于结构细节，在图1～2B、8和9中设备的结构将被考虑。用于下入联顶和定向工具11的下入工具如图6、6A和7所示。在图3中，一个油井套管16和一个联顶和定向接头18以螺纹连接。图4表示依据本发明的一个联顶和定向工具11被下入到套管内，支承着一个带有使磨削作业更容易的套管窗磨削工具27的磨削造斜器21。联顶和定向工具11的联顶挡块23处于回缩状态，没有与套管柱16或者联顶和定向接头18的内联顶剖面结合。支承磨削工具27的钻柱包括一个旋转接头。当联顶和定向工具与联顶和定向接头18的弯曲斜面结合时，该旋转接头允许联顶和定向工具以及其携带的设备沿着顺时钟和逆时针方向自由旋转。这个特点允许联顶和定向工具11通过多个联顶和定向接头而不会在钻柱和井底钻具组合上产生扭矩。或者，一个正位移马达或者水轮机或者其它的井底马达用于这样的旋转。如图5所示，本发明的联顶和定向工具11的联顶挡块23相对于套管接头的内联顶剖面20结合锁定，工具11的定向销64置于套管接头内部的斜口引斜形成的导向槽内。如图5所示，元件42可以是一个偏移造斜器，它有一个锥形的倾斜面29，该倾斜面29使得设备穿过套管柱，并偏移穿过油井套管16的侧向开口17，从而形成用于合适油井操作的侧向分枝井19。
根据图6所示的一个简要说明，联顶和定向工具11的联顶挡块23处于回缩状态下入工具，描述了一个下入工具，如31所示，可释放地与偏移造斜器61相连接，偏移造斜器61用于在联顶剖面上支承工具11，如图6A所示。当工具联顶完成后，下入工具31可以与偏移造斜器61分离，从油井内取出，因此把偏移造斜器61或者磨削造斜器留在油井套管内用于固定、定向和锁定，因此造斜器的倾斜面29相对于侧向开口17定向，使得钻柱或者洗井管柱穿过侧向开口17进入到侧向分枝井19内。
在图6和图6A所示的实施例中，一个如31所示的下入工具带有一个连接接头33，该连接接头形成一个流体通道35和环形座37。在它的上端，连接接头33与下入管柱39相连接。从流体通道35延伸形成流体通道41和43，流体通道41中止于连接接头33底部的开口45，流体通道43与环形座37下面的凹槽47相交，开口朝向套管16与连接接头33之间的环形空间。顶套筒51在上端与连接接头33螺纹连接，下端可释放地与偏移造斜器61的卡紧部分53锁定连接，偏移造斜器61位于联顶和定向工具11的上部，并与其连接。顶套筒51形成一个凸块槽55，凸块槽55内有凸块57，用于把顶套筒51卡到偏移造斜器61上。卡紧凸块57置于偏移造斜器61的卡紧开口59内，在如图6所示的卡紧状态中，卡紧凸块57受到卡紧活塞63的支承而不能产生释放运动。在卡紧部分53的上端的小直径端65内，卡紧活塞63通常有O形密封圈67密封，该O形密封圈置于卡紧活塞内的O形槽内。顶套筒51的下端包围着卡紧部分53的小直径端65，通过O形密封圈69密封。在如图6所示的下入状态中，卡紧活塞63通过一组剪切钉或者剪切螺钉71在卡紧部分53的小直径端65内固定，当剪切钉或者剪切螺钉71被剪断后，卡紧活塞63继续向下移动到一个卡紧释放位置，如图6A所示。
流体压力从内部流体通道35通过流体通道41进入腔73内，从而在活塞63上形成剪断剪切钉或者剪切螺钉71的力在腔73内部具有偏移造斜器61。既然偏移造斜器61与顶套筒51之间不密封，在腔73内的流体压力将作用于卡紧活塞63的表面，卡紧活塞63有O形密封圈67密封。为了形成作用于卡紧活塞63的流体压力，一个球75通过下入管柱39的流体通道投入，座于环形座37上，从而封闭流体通道43到环形空间49的流动。当在腔73的流体压力积聚，作用于活塞63，形成一个向下的作用于活塞上的释放力。当这个向下的释放力足以剪断剪切钉或者剪切螺钉71时，活塞63将会向下移动如图6A所示的位置，从而活塞凹槽77与卡紧凸块57相对，允许卡紧凸块移动到如图7所示的释放位置。当卡紧凸块释放时，作用于下入管柱39上的一个向上的力将会使得凸块槽的内部锥形表面迫使卡紧凸块57径向向内移动到释放位置。而且，由下入管柱39施加的向上的力把顶套筒51从其在偏移造斜器61上端的位置拉起，从而把联顶和定向工具卡紧在联顶和定向接头内，偏移造斜器61的倾斜面29在某一深度点对于侧向开口17的磨削的定向和侧向分枝井19的钻进以及提供一个简单而有效的进入侧向分枝井时提供一个角度定向。
如图11、13和14所示，一个斜口引斜接头180与一个套管接头相连接，通过对齐螺钉182对齐。斜口引斜接头180形成一个长的管状体“斜口引斜”段184，具有一个尖端186，形成一对曲线通常是螺旋导向边188，该螺旋导向边的下端与一个内部对齐槽190相交，对齐槽190适合容纳联顶和定向工具的定向销64。
如图11中联顶和定向接头18的上端所示，该联顶和定向接头带有一个特别设计的内联顶剖面，如20所示，有一对向内的环形凸肋192和194，这两个环形凸肋具有垂直的导向槽如196和198所示。上端的环形凸肋192形成一个突变台肩200，当放置联顶挡块23时，通过联顶挡块23的一个突变的、向下的台肩202结合，如图12所示。一个锥形的、向下的环形台肩204与联顶挡块23的一个倾斜台肩206相配合，如图12所示。联顶剖面20下端的环形台肩194形成一个相反的锥形倾斜台肩208和210，分别与联顶挡块23的倾斜台肩212和214相配合。在油井套管内有或者没有联顶和定向工具时，如果遇到具有与联顶和定向工具的联顶剖面不配合的联顶和定向接头18时，联顶挡块23下端的倾斜导向面138只会引导联顶挡块通过非配合表面，因此没有结合发生。联顶挡块23只会受到压缩弹簧48和50径向向内的挤压，从而使得联顶和定向工具穿过联顶和定向接头。
如图13所示，一个联顶和定向接头18在大部分上与图11中的联顶和定向接头相同。差别在于，其中环形台肩212和214和图11中的环形台肩192和194的垂直间距相比具有不同的垂直间距。在图14中，表示了一个联顶挡块23，与图13中的联顶和定向接头的内联顶剖面配合。因此带有图14所示的联顶挡块的联顶和定向工具将会穿过图11所示的联顶和定向接头的内联顶剖面，而很容易地联顶和座于图13所示的联顶和定向接头的内联顶剖面上。这种联顶和定向工具适合联顶在一组联顶和定向接头中的一个内，只要使得工具具有一个与联顶和定向接头的内联顶剖面相配合的联顶挡块。
图15所示的联顶和定向接头18不同于图11和13中的联顶和定向接头，其中的内联顶剖面由一个向内的环形凸肋216形成，在218处具有一个垂直定向槽。环形凸肋216形成一个向上的突变台肩220和一个向下的倾斜台肩222。它对应的联顶挡块23如图16所示。与图12、14和16中的联顶挡块类似，只是外联顶剖面不同。图16中联顶挡块形成一个向下的突变台肩224，它向上座于环形凸肋216的突变台肩220，向下座于倾斜台肩226上，倾斜台肩226向下与联顶和定向接头的内联顶剖面相配合。
本发明的一个重要方面是如图18所示的定向销64的结构。定向销64的下端形成一个倾斜表面86，该倾斜表面具有类似凸轮运动功能(acam-like function)，当遇到一个内部的障碍物时，迫使定向销进入它的配合槽118和120。此外，定向销64的下端还形成一对相对的倾斜表面228和230，这两个倾斜表面在点232相交。倾斜表面228与230的倾角与斜口引斜导向边188的弯曲角度234相配合。因此当联顶和定向工具向下移动时，点232将通过斜口引斜184的上部尖端186，因此定向销64的一个或者另一个倾斜导向面228和230分别与斜口引斜的导向边接触，在联顶和定向工具向下的移动过程中，不会导致斜口引斜导向坡面的结构变形或者过度磨损。因此，定向销具有支承功能和导向功能，有效地防止了联顶和定向接头的导向坡面的过度磨损和结构变形。
在前面的叙述中，很明显，本发明已经实现了前述的所有目标以及在此公开的设备中固有的其它的目标和特点。
对本领域的技术人员来说，很明显，本发明也可用其它的不脱离本发明的实质的形式来实现。本发明的实施例只是说明性的，而不是限制性的，本发明的范围由权利要求指出，而不是前面的描述来指出，并且还包括在权利要求等同范围和等同意义内的所有变化。
Claims (17)
1.一种在油井套管(16)内预定深度上选择性定位、定向和锁定物体的方法，包括：
(a)给油井套管(16)在所需要的深度上提供一组联顶和定向接头(18)，每一个联顶和定向接头具有与其它联顶和定向接头不同的内联顶剖面(20)，每一个联顶和定向接头具内有一个斜口引斜(184)，所述斜口引斜就有一个上端(186)、一个定向槽(190)和一对从所述上端(186)延伸到所述定向槽(190)的螺旋导向坡面(188)；
(b)把一个联顶和定向工具(11)下入到油井套管(16)内，所述联顶和定向工具(11)在结构上至少具有一个联顶挡块(23)，所述联顶挡块(23)具有一个与所选定的所述联顶和定向接头(18)之一的所述内联顶剖面(20)相配合的配合剖面；
(c)在所述联顶和定向工具(11)的下入过程中，使所述联顶和定向工具(11)通过不具有一个相配合的内联顶剖面(20)的联顶和定向接头(18)而联顶到一个具有一个相配合的内联顶剖面(20)的联顶和定向接头(18)内；
(d)所述联顶和定向工具(11)还具有一个定向销(64)，用于与所述定向销所进入的所述联顶和定向接头(18)的所述斜口引斜(184)的所述螺旋导向坡面(188)进行定向接合，所述定向销(64)用于把所述联顶和定向工具(11)旋转到一个预定的角度位置，而在所述联顶和定向工具(11)联顶到具有一个相配合的内联顶剖面(20)的所述联顶和定向接头(18)之前，所述联顶和定向工具(11)先与所述定向槽(64)对齐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其还包括：
(e)当所述联顶和定向工具(11)的至少一个联顶挡块(23)接合在一个具有一个相配合的内联顶剖面(20)的联顶和定向接头(18)内后，把所述联顶和定向工具(11)锁定在所述联顶和定向接头(18)内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：其还包括：
(f)从所述联顶和定向接头(18)内把所述联顶和定向工具(11)解锁；并把所述联顶和定向工具(11)从所述油井套管(16)内取出。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述联顶和定向工具(11)悬挂于一个设备上下入到所述油井套管(16)内，所述设备可以为所述联顶和定向工具提供双向旋转。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述联顶和定向工具(11)具有一个外侧管状工作筒体(22)，至少一个所述联顶挡块(23)和所述定向销(64)从其中突出，以及一个位于所述外侧管状工作筒体(22)内的内侧管状激励工作筒体(88)，所述内侧管状激励工作筒体(88)相对于所述外侧管状工作筒体(22)，可在一个运行位置和一个锁定位置之间作线性移动，在所述运行位置中，所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)不被锁定，而在所述锁定位置中，所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)被锁定，所述方法还包括：
(e)把所述内侧管状激励工作筒体(88)固定在一个运行位置，在此运行状态下，所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)被解锁；
(f)当把所述至少一个联顶挡块(23)安置到一个具有相配合的内联顶剖面(20)的联顶和定向接头(18)内后，移动所述内侧管状激励工作筒体(88)到所述锁定位置，以把所述至少一个联顶挡块(23)锁定在所述联顶和定向接头(18)的所述相配合内联顶剖面(20)内，并把所述定向销(64)锁定在所述定向槽(190)内；以及
(g)接着把所述内侧管状激励工作筒体(88)从所述锁定位置移动到所述运行位置，以将所述至少一个联顶挡块和定(23)与所述定向销(64)解锁，并允许将所述联顶和定向工具(11)从所述油井套管(16)内取出。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述联顶和定向工具(11)具有运行剪切件(114，116)，当下入所述联顶和定向工具(11)期间，所述剪切件(114，116)将所述外侧管状工作筒体(22)与所述内侧管状激励工作筒体(88)固定成一个不可移动的关系，所述联顶和定向工具(11)还具有锁定剪切件(168)，当锁定发生后，所述锁定剪切件(168)锁定所述外侧内侧管状激励工作筒体(88)，防止所述内侧管状激励工作筒体(88)相对于所述外侧管状工作筒体(22)向上的解锁移动，所述方法还包括：
(h)在将所述至少一个联顶挡块(23)联顶到一个具有相配合的内联顶剖面(20)的联顶和定向接头(18)内后，施加足够的向下的力给所述内侧管状激励工作筒体(88)以剪切所述运行剪切件(114，116)，把所述内侧管状激励工作筒体(88)从所述运行位置向下移动到所述锁定位置；以及
(i)当需要取出所述联顶和定向工具(11)时，施加足够的向上的力给所述内侧管状激励工作筒体(88)，剪切所述解锁剪切件(168)，并把所述内侧管状激励工作筒体(88)从所述锁定位置移动到所述运行位置。
7.一种在油井中钻进和再进入侧向分枝井(9)的方法，所述方法包括：
(a)给一个油井套管(19)在所需要的油井深度上提供至少一个联顶和定向接头(18)，所述联顶和定向接头(18)具有一个预定的内联顶剖面(20)，所述联顶和定向接头(18)具有一个斜口引斜(184)，所述斜口引斜(184)形成至少一个螺旋导向坡面(188)和形成一个与螺旋导向坡面相对齐的定向槽(190)；
(b)把一个联顶和定向工具下入到所述油井套管(16)内，所述联顶和定向工具(18)具有装配在其上的至少一个联顶挡块(23)，所述联顶挡块(23)具有一个与所述联顶和定向接头(18)的预定的内联顶剖面(20)相配合的配合剖面，所述联顶和定向工具(11)还包括一个偏移造斜器(61)，所述偏移造斜器(61)形成一个倾斜偏移面(29)，用于一个侧向分枝井的方向定向；其特征在于：
(c)所述联顶和定向工具(11)具有一个定向销(64)，当将所述联顶和定向工具下入在所述油井套管(16)内时，用于所述定向销(64)与所述斜口引斜(184)的一个螺旋导向坡面(188)接合而进行旋转的工具定向，所述偏移造斜器(61)的所述倾斜偏移面(29)相对于所述定向销(64)定向；
(d)在所述联顶和定向工具(11)与具有一个相配合的内联顶剖面(20)的所述联顶和定向接头(18)联顶之前，所述定向销(64)旋转所述联顶和定向工具(11)到一个预定的角度位置而与所述定向槽(190)相对齐；
(e)把一个套管窗磨削工具(27)下入到所述油井套管(16)内，并与所述偏移造斜器(61)的所述倾斜偏移面(29)偏移接触，从而在所述油井套管(16)内磨削一个定向的套管窗(17)；以及
(f)通过用于钻进一个侧向分枝井(19)的所述偏移造斜器(61)偏斜所述分枝井钻具钻穿所述油井套管(16)的所述套管窗(17)而钻出穿过所述油井套管(16)的所述分枝井(19)到所需要的程度。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于：所述联顶和定向工具(11)具有一个外侧管状工作筒体(22)，所述至少一个所述联顶挡块(23)和所述定向销(64)从其中突出，所述联顶和定向工具(11)还具有一个位于所述外侧管状工作筒体(22)内的内侧管状激励器(88)，所述内侧管状激励器(88)相对于所述外侧管状工作筒体(22)k在一个运行位置和一个锁定位置之间作线性移动，在所述运行位置，所述至少一个联顶挡块和所述定向销不被锁定，在所述锁定位置，所述至少一个联顶挡块和定向销被锁定，所述方法还包括：
(g)把所述内侧管状激励器固定在运行位置，在此运行状态下，所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)不被锁定；
(h)当把所述至少一个联顶挡块(23)联顶到具有一个相配合的内联顶剖面(20)的所述联顶和定向接头(18)内后，移动所述内侧管状激励器(88)到所述锁定位置，以把所述至少一个联顶挡块(23)锁定在所述联顶和定向接头(18)的所述相配合内联顶剖面内；以及
(i)接着把所述内侧管状激励器(88)从所述锁定位置移动到所述运行位置，以便对所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)解锁从而允许所述联顶和定向工具(11)从所述油井套管(16)内取出。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于：所述联顶和定向工具(11)具有运行剪切件(114，116)，当下入所述联顶和定向工具(11)期间，所述剪切件(114，116)将所述外侧管状工作筒体(22)与所述管状激励器(88)固定成一个不可移动关系，所述联顶和定向工具(11)还具有锁定剪切件(168)，当锁定发生后，所述锁定剪切件(168)锁定所述外侧管状激励器(88)，防止所述管状激励器(88)相对于所述外侧管状工作筒体(22)向上的解锁移动，所述方法还包括：
(j)当将所述至少一个联顶挡块(23)联顶到所述联顶和定向接头(18)的所述相配合的内联顶剖面(20)内后，施加足够的向下的力给所述内侧管状激励器(88)以剪切所述运行剪切件(114，116)，把所述内侧管状激励器(88)从所述运行位置向下移动到所述锁定位置；以及
(k)当需要取出所述联顶和定向工具(11)时，施加足够的向上的力给所述内侧管状激励器(88)，剪切所述解锁剪切件(168)，并把所述内侧管状激励器(88)从所述锁定位置移动到所述运行位置。
10.一个用于油井的联顶和定向设备，其包括：
(a)一个油井套管柱(16)，连接有一组联顶和定向接头(18)，每一个所述联顶和定向接头(18)在其内具有与所述油井套管内其它的联顶和定向接头(18)的内联顶剖面不同的内联顶剖面(20)；
(b)一个联顶和定向工具(11)，所述联顶和定向工具(11)包括：一个细长的外侧管状工作筒体(22)和一个激励器元件(88)，所述激励器元件可在所述外侧管状工作筒体(22)内一个运行位置和一个锁定位置之间移动，所述劳动化定向工具(11)包括至少一个联顶挡块(23)，所述联顶挡块(23)可移动地安置于所述细长的外侧管状工作筒体(22)上，所述联顶和定向工具(11)还具有一个只与所述联顶和定向接头(18)中的一个所述联顶和定向接头(18)的所述内联顶剖面相配合的联顶剖面，所述至少一个联顶挡块(23)具有倾斜的上端和下端表面(136，138)，用于与所述套管柱(16)和所述联顶和定向接头(18)内的障碍物接合，使得所述至少一个联顶挡块移动到一个由障碍物诱导的位置，以便清除所述障碍物；以及
(c)一个斜口引斜(184)，所述斜口引斜(184)定位于每一个所述联顶和定向接头(18)内，明具有一个向上的尖端(186)、定向槽(190)和导向坡面(188)，所述导向坡面从所述尖端(186)延伸到所述导向槽(188)；其特征在于：其还包括：
(d)一个定向销(64)，可移动地装配在所述细长的外侧管状工作筒体(22)上，适用于与所述导向坡面导向接合，并可进入所述定向槽(130)；其中，当所述激励器元件(88)处在所述运行位置时，允许所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)有径向向内的移动，而当所述激励器元件(88)处在所述锁定位置时，所述至少一个联顶挡块(23)固定在所述相配合的内联顶剖面(20)中，而所述定向销(64)则固定在所述导向槽(190)中。
11.根据权利要求10所述设备，其特征在于：其还包括：
(e)装置(48，50)，当所述联顶和定向工具在所述油井套管(16)和所述联顶和定向接头(18)内移动时， 所述装置(48，50)推动所述至少一个联顶挡块(23)移动到其径向充分延伸位置并将其弯曲以便允许将所述至少一个联顶挡块(23)径向地回缩定位，从而清除障碍物；以及
(f)装置(66，68)，当所述联顶和定向工具在所述油井套管(16)和所述联顶和定向接头(18)内移动时，所述装置(66，68)推动所述定向销(64)移动到其径向充分延伸位置并将其弯曲以便允许将所述定向销(64)径向地回缩运动，从而清除障碍物。
12.根据权利要求10所述联顶和定向设备，其特征在于：所述导向坡面(188)具有螺旋结构形状，所述定向销(64)具有一对相对的倾斜导向面(228，230)，所述倾斜导向面(228，230)用以与所述导向坡面(188)导向接触，以便将所述细长的外侧管状工作筒体(22)旋转而将所述定向销(64)导向成与所述定向槽(190)对齐。
13.根据权利要求12所述联顶和定向设备，其特征在于：所述定向销(64)的每一个所述相对的倾斜导向面(228，230)具有与所述导向坡面(188)相同的倾斜角度，从而当所述联顶和定向工具(11)在所述联顶和定向接头(18)内向下移动时，在所述倾斜导向面(228，230)和所述导向坡面(188)之间建立一个面一面支承接触。
14.根据权利要求10所述联顶和定向设备，其特征在于： 每一个所述至少一个联顶挡块(23)和每一个所述定向销(64)中各形成一个倾斜上端(132，122)和一个倾斜下端(134，124)；而所述激励器(88)是一个细长的内侧管状激励工作筒体(88)，所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)具有一个上端(14)适用于与一个下入工具(31)相连接，以便将所述细长的外侧管状工作筒体(22)移动穿过所述套管柱(16)和所述联顶和定向接头(18)，所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)具有一个外锁定面并形成凹槽(128，130，118，120)，用于在所述运行位置接纳所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)的所述倾斜端(132，134；122，124)，以便允许所述至少一个联顶挡块(23)和所述定向销(64)径向向内移动，在所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)处于锁定位置时，所述外锁定面定位成用以限制所述联顶挡块(23)和所述定向销(64)的径向向内移动。
15.根据权利要求14所述联顶和定向设备，其特征在于：其还包括：
(e)运行剪切件(114，116)，在下入作业中，所述运行剪切件(114，116)把所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)相对于所述细长的管状工作筒体(22)固定在一个不可移动的运行位置，在施加一个预定的向下的力给所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)后，所述运行剪切件(114，116)剪切并允许所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)相对于所述细长的外侧管状工作筒体(22)移动到所述锁定位置。
16.根据权利要求14所述联顶和定向设备，其特征在于：其还包括：
(e)在所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)移动到所述锁定位置时，把所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)固定到所述细长的外侧管状工作筒体(22)上的装置，所述装置可以移动到一个释放位置，允许释放所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)以便移动到所述运行位置；以及
(f)释放装置，在施加一个预定大小的拉力给所述细长的内侧管状激励工作筒体后，所述释放装置允许所述释放装置移动到所述释放位置。
17.根据权利要求16所述联顶和定向设备，其中所述固定装置包括：
(a)一个顶柱头(30)，所述顶柱头(30)固定到所述细长的外侧管状工作筒体(22)上，在所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)周围形成一个环形空间；
(b)一组棘爪件(162)，所述棘爪件(162)定位于所述环形空间内，并与所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)夹持性接合；
(c)一个棘爪腔(166)设置于所述环形空间内，把所述棘爪件(162)以与所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)成夹持关系固定在所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)上；以及
(d)至少一个释放剪切件(168)，所述释放剪切件(168)把所述棘爪腔(166)以与所述顶柱头(30)成固定关系固定于所述顶柱头(30)上，当施加一个预定的拉力给所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)时，所述剪切件(168)剪切所述顶柱头(30)，从而从所述顶柱头(30)释放所述棘爪件(166)，并允许所述细长的内侧管状激励工作筒体(88)从所述锁定位置向上移动到所述运行位置。
Applications Claiming Priority (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2724196P | 1996-10-01 | 1996-10-01 | |
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| US3542597P | 1997-01-22 | 1997-01-22 | |
| US035425 | 1997-01-22 | ||
| US4442297P | 1997-04-29 | 1997-04-29 | |
| US044422 | 1997-04-29 | ||
| US937032 | 1997-09-24 | ||
| US08/937,032 US6012527A (en) | 1996-10-01 | 1997-09-24 | Method and apparatus for drilling and re-entering multiple lateral branched in a well |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1195065A CN1195065A (zh) | 1998-10-07 |
| CN1083523C true CN1083523C (zh) | 2002-04-24 |
Family
ID=27487567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN97121438A Expired - Fee Related CN1083523C (zh) | 1996-10-01 | 1997-09-30 | 钻进和再进入井眼内多侧向分枝井的方法和设备 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
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| SA (1) | SA98181062B1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105980653B (zh) * | 2013-10-22 | 2019-03-12 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于在井筒中定向工具的方法和系统 |
Families Citing this family (84)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5996711A (en) | 1997-04-14 | 1999-12-07 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for locating indexing systems in a cased well and conducting multilateral branch operations |
| US6283208B1 (en) * | 1997-09-05 | 2001-09-04 | Schlumberger Technology Corp. | Orienting tool and method |
| EP1040250B1 (en) * | 1997-12-17 | 2005-03-02 | Weatherford/Lamb, Inc. | System and method for positioning a tool in a wellbore |
| US6510898B1 (en) * | 1997-12-17 | 2003-01-28 | Weatherford/Lamb, Inc. | Positioning assembly |
| US5992525A (en) * | 1998-01-09 | 1999-11-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and methods for deploying tools in multilateral wells |
| CA2248287C (en) | 1998-09-22 | 2002-05-21 | Laurier E. Comeau | Fail-safe coupling for a latch assembly |
| US6209649B1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-04-03 | Camco International, Inc | Selective re-entry tool for multiple tubing completions and method of using |
| GB9921859D0 (en) * | 1999-09-16 | 1999-11-17 | Smith International | Downhole latch system |
| US7066270B2 (en) * | 2000-07-07 | 2006-06-27 | Baker Hughes Incorporated | Multilateral reference point sleeve and method of orienting a tool |
| US6712149B2 (en) * | 2001-01-19 | 2004-03-30 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for spacing out of offshore wells |
| US6568480B2 (en) * | 2001-05-03 | 2003-05-27 | Smith International, Inc. | Orientation and locator system and method of use |
| US7077204B2 (en) * | 2001-06-25 | 2006-07-18 | Smith International, Inc. | Whip retrieval method and apparatus |
| US6868909B2 (en) | 2001-06-26 | 2005-03-22 | Baker Hughes Incorporated | Drillable junction joint and method of use |
| WO2003021080A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-13 | Weatherford/Lamb, Inc. | High pressure high temperature packer system and expansion assembly |
| US6725927B2 (en) | 2002-02-25 | 2004-04-27 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for avoiding damage to behind-casing structures |
| US20030173089A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-18 | Westgard David J. | Full bore selective location and orientation system and method of locating and orientating a downhole tool |
| US6915845B2 (en) * | 2002-06-04 | 2005-07-12 | Schlumberger Technology Corporation | Re-enterable gravel pack system with inflate packer |
| US6848504B2 (en) * | 2002-07-26 | 2005-02-01 | Charles G. Brunet | Apparatus and method to complete a multilateral junction |
| US6935428B2 (en) * | 2002-08-12 | 2005-08-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and methods for anchoring and orienting equipment in well casing |
| US6622792B1 (en) | 2002-08-14 | 2003-09-23 | Kmk Trust | Apparatus and method for improving multilateral well formation and reentry |
| US20040055757A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-03-25 | Baker Hughes Incorporated | Locking apparatus with packoff capability |
| GB2409481A (en) * | 2002-09-24 | 2005-06-29 | Baker Hughes Inc | Locking apparatus with packoff capability |
| GB0225445D0 (en) * | 2002-10-31 | 2002-12-11 | Star Energy Ltd | Improvements relating to multilateral wells |
| US7240738B2 (en) * | 2003-01-28 | 2007-07-10 | Baker Hughes Incorporated | Self-orienting selectable locating collet and method for location within a wellbore |
| US20060042792A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Connell Michael L | Methods and apparatus for locating a lateral wellbore |
| US7325617B2 (en) * | 2006-03-24 | 2008-02-05 | Baker Hughes Incorporated | Frac system without intervention |
| US7513302B2 (en) * | 2006-12-29 | 2009-04-07 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus for orienting a mule shoe to enter a previously-installed tubular in a lateral and method of use |
| EP2589744B1 (en) * | 2008-04-10 | 2016-11-16 | Weatherford Technology Holdings, LLC | Landing String Compensator |
| WO2009142957A1 (en) | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Schlumberger Canada Limited | System to perforate a cemented liner having lines or tools outside the liner |
| US7726401B2 (en) * | 2008-05-21 | 2010-06-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Casing exit joint with easily milled, low density barrier |
| US7703524B2 (en) * | 2008-05-21 | 2010-04-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cutting windows for lateral wellbore drilling |
| US20090294124A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for shifting a tool in a well |
| US8069920B2 (en) * | 2009-04-02 | 2011-12-06 | Knight Information Systems, L.L.C. | Lateral well locator and reentry apparatus and method |
| US8651183B2 (en) * | 2009-07-31 | 2014-02-18 | Schlumberger Technology Corporation | Robotic exploration of unknown surfaces |
| US9863235B2 (en) * | 2011-07-25 | 2018-01-09 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Permanent or removable positioning apparatus and method for downhole tool operations |
| US9416609B2 (en) | 2009-11-24 | 2016-08-16 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Tool positioning and latching system |
| US8616293B2 (en) * | 2009-11-24 | 2013-12-31 | Michael C. Robertson | Tool positioning and latching system |
| US8376054B2 (en) * | 2010-02-04 | 2013-02-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems for orienting in a bore |
| US8602097B2 (en) * | 2010-03-18 | 2013-12-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well assembly with a composite fiber sleeve for an opening |
| US8505621B2 (en) | 2010-03-30 | 2013-08-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well assembly with recesses facilitating branch wellbore creation |
| US8371368B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-02-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well assembly with a millable member in an opening |
| US9234613B2 (en) | 2010-05-28 | 2016-01-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well assembly coupling |
| US8393402B2 (en) * | 2010-11-01 | 2013-03-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Redundant position reference system for multilateral exit construction and method for use of same |
| US8596350B2 (en) * | 2011-01-25 | 2013-12-03 | Baker Hughes Incorporated | Lock mandrel load distribution apparatus |
| US20120279709A1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-11-08 | Smith International, Inc. | Expandable downhole casing coupling locator tool |
| US11078777B2 (en) | 2011-07-25 | 2021-08-03 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Permanent or removable positioning apparatus and method for downhole tool operations |
| US9394763B2 (en) * | 2011-08-08 | 2016-07-19 | Schlumberger Technology Corporation | Multilateral location and orientation assembly |
| US8622141B2 (en) * | 2011-08-16 | 2014-01-07 | Baker Hughes Incorporated | Degradable no-go component |
| US20130075103A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Vetco Gray Inc. | Method and system for performing an electrically operated function with a running tool in a subsea wellhead |
| US10337271B2 (en) | 2012-07-24 | 2019-07-02 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Downhole positioning and anchoring device |
| US11591872B2 (en) | 2012-07-24 | 2023-02-28 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Setting tool for downhole applications |
| US11047192B2 (en) | 2012-07-24 | 2021-06-29 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Downhole positioning and anchoring device |
| CN103697079B (zh) * | 2012-09-28 | 2016-04-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 液压式井下半程旋转离合器 |
| US8678097B1 (en) * | 2013-07-18 | 2014-03-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | System and method for circumferentially aligning a downhole latch subsystem |
| WO2014059081A1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-04-17 | Schlumberger Canada Limited | Selective orientation and location system |
| US9963954B2 (en) * | 2012-11-16 | 2018-05-08 | Saudi Arabian Oil Company | Caliper steerable tool for lateral sensing and accessing |
| US9127520B2 (en) * | 2012-11-29 | 2015-09-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus, system and method for circumferentially orienting a downhole latch subsystem |
| BR112015011846B1 (pt) * | 2012-11-29 | 2020-12-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sistema e método para orientar circunferencialmente um subsistema de engate de fundo de poço em um furo de poço |
| WO2014109962A1 (en) | 2013-01-08 | 2014-07-17 | Knight Information Systems, Llc | Multi-window lateral well locator/reentry apparatus and method |
| WO2014123517A1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Systems and methods for rotationally orienting a whipstock assembly |
| US9145744B2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-09-29 | Downhole Innovations Llc | Plug and perforate using casing profiles |
| US9394753B2 (en) | 2013-08-15 | 2016-07-19 | Schlumberger Technology Corporation | System and methodology for locating a deflector |
| RU2624499C1 (ru) * | 2013-08-26 | 2017-07-04 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Способы и системы ориентации в стволе скважины |
| CA2929059C (en) * | 2013-11-21 | 2021-05-04 | Lasse Haugland | Activating tool for displacing of a component in a well tube and method for adjusting the activating tool |
| US9631470B2 (en) | 2014-03-26 | 2017-04-25 | Advanced Oilfield Innovations (AOI), Inc. | Apparatus, method, and system for identifying, locating, and accessing addresses of a piping system |
| US9896920B2 (en) | 2014-03-26 | 2018-02-20 | Superior Energy Services, Llc | Stimulation methods and apparatuses utilizing downhole tools |
| CN105484718B (zh) * | 2014-09-26 | 2018-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 滑套组件和压裂管柱 |
| WO2017023808A1 (en) | 2015-07-31 | 2017-02-09 | Akkerman Neil H | Top-down fracturing system |
| RU2743528C2 (ru) * | 2017-02-27 | 2021-02-19 | Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. | Самоориентирующийся селективный запираемый узел для регулирования глубины и положения в подземном пласте |
| US10428608B2 (en) * | 2017-03-25 | 2019-10-01 | Ronald Van Petegem | Latch mechanism and system for downhole applications |
| US11952842B2 (en) | 2017-05-24 | 2024-04-09 | Baker Hughes Incorporated | Sophisticated contour for downhole tools |
| CN107676040B (zh) * | 2017-10-12 | 2020-05-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 外壳导向式造斜钻具 |
| US11255137B2 (en) * | 2017-11-13 | 2022-02-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Helical alignment sleeve |
| GB2581600B (en) * | 2017-11-13 | 2022-03-09 | Halliburton Energy Services Inc | Intelligent landing profile |
| US10808478B2 (en) * | 2018-02-14 | 2020-10-20 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Assembly and method for performing aligned operation with tool oriented in downhole tubular |
| GB2589765B (en) | 2018-08-07 | 2022-06-15 | Halliburton Energy Services Inc | Methods and systems for drilling a multilateral well |
| US11047201B1 (en) * | 2018-11-12 | 2021-06-29 | Paul James Wilson | Downhole landing assemblies |
| NO346632B1 (en) * | 2021-04-27 | 2022-11-07 | Interwell Norway As | A well tool comprising an orientation system and method for using same |
| NO346736B1 (en) | 2021-04-30 | 2022-12-05 | Archer Oiltools As | Axial position-controlled operation toolstring and method |
| GB2624585A (en) * | 2021-11-10 | 2024-05-22 | Halliburton Energy Services Inc | Debris resistant alignment system and method |
| AU2021472752A1 (en) * | 2021-11-10 | 2024-03-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Debris resistant keyed running tool and method |
| US11946337B2 (en) * | 2021-11-16 | 2024-04-02 | Saudi Arabian Oil Company | Lock tool for a subsurface safety valve |
| US11859457B2 (en) * | 2021-12-02 | 2024-01-02 | Saudi Arabian Oil Company | Accessing lateral wellbores in a multilateral well |
| CN114991667B (zh) * | 2022-08-03 | 2023-03-31 | 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 | 一种分支井再进入导向定位装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993005266A1 (en) * | 1991-08-28 | 1993-03-18 | Petroline Wireline Services Limited | Lock mandrel for downhole assemblies |
| WO1996023953A1 (en) * | 1995-02-03 | 1996-08-08 | Integrated Drilling Services Limited | Multiple drain drilling and production apparatus |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2397070A (en) * | 1944-05-10 | 1946-03-19 | John A Zublin | Well casing for lateral bores |
| US2797893A (en) * | 1954-09-13 | 1957-07-02 | Oilwell Drain Hole Drilling Co | Drilling and lining of drain holes |
| US2858107A (en) * | 1955-09-26 | 1958-10-28 | Andrew J Colmerauer | Method and apparatus for completing oil wells |
| US4153109A (en) * | 1977-05-19 | 1979-05-08 | Baker International Corporation | Method and apparatus for anchoring whipstocks in well bores |
| US4304299A (en) * | 1980-07-21 | 1981-12-08 | Baker International Corporation | Method for setting and orienting a whipstock in a well conduit |
| US4497371A (en) * | 1981-06-16 | 1985-02-05 | Mwl Tool And Supply Company | Setting tool and retrievable landing assembly |
| US4415205A (en) * | 1981-07-10 | 1983-11-15 | Rehm William A | Triple branch completion with separate drilling and completion templates |
| GB8329138D0 (en) * | 1983-11-01 | 1983-12-07 | Encore Drilling Co Ltd | Drilling |
| US4921044A (en) * | 1987-03-09 | 1990-05-01 | Otis Engineering Corporation | Well injection systems |
| US4807704A (en) * | 1987-09-28 | 1989-02-28 | Atlantic Richfield Company | System and method for providing multiple wells from a single wellbore |
| US5154231A (en) * | 1990-09-19 | 1992-10-13 | Masx Energy Services Group, Inc. | Whipstock assembly with hydraulically set anchor |
| FR2692315B1 (fr) * | 1992-06-12 | 1994-09-02 | Inst Francais Du Petrole | Système et méthode de forage et d'équipement d'un puits latéral, application à l'exploitation de gisement pétrolier. |
| US5322127C1 (en) * | 1992-08-07 | 2001-02-06 | Baker Hughes Inc | Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells |
| US5474131A (en) * | 1992-08-07 | 1995-12-12 | Baker Hughes Incorporated | Method for completing multi-lateral wells and maintaining selective re-entry into laterals |
| US5318121A (en) * | 1992-08-07 | 1994-06-07 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for locating and re-entering one or more horizontal wells using whipstock with sealable bores |
| US5325924A (en) * | 1992-08-07 | 1994-07-05 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for locating and re-entering one or more horizontal wells using mandrel means |
| US5318122A (en) * | 1992-08-07 | 1994-06-07 | Baker Hughes, Inc. | Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells using deformable sealing means |
| US5353876A (en) * | 1992-08-07 | 1994-10-11 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for sealing the juncture between a verticle well and one or more horizontal wells using mandrel means |
| US5454430A (en) * | 1992-08-07 | 1995-10-03 | Baker Hughes Incorporated | Scoophead/diverter assembly for completing lateral wellbores |
| US5311936A (en) * | 1992-08-07 | 1994-05-17 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for isolating one horizontal production zone in a multilateral well |
| US5301760C1 (en) * | 1992-09-10 | 2002-06-11 | Natural Reserve Group Inc | Completing horizontal drain holes from a vertical well |
| US5375659A (en) * | 1992-10-08 | 1994-12-27 | Halliburton Logging Services Inc. | Sonde supported operating system for control of formation production fluid flow |
| US5462120A (en) * | 1993-01-04 | 1995-10-31 | S-Cal Research Corp. | Downhole equipment, tools and assembly procedures for the drilling, tie-in and completion of vertical cased oil wells connected to liner-equipped multiple drainholes |
| US5429187A (en) * | 1994-03-18 | 1995-07-04 | Weatherford U.S., Inc. | Milling tool and operations |
| US5388648A (en) * | 1993-10-08 | 1995-02-14 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for sealing the juncture between a vertical well and one or more horizontal wells using deformable sealing means |
| US5398754A (en) * | 1994-01-25 | 1995-03-21 | Baker Hughes Incorporated | Retrievable whipstock anchor assembly |
| US5439051A (en) * | 1994-01-26 | 1995-08-08 | Baker Hughes Incorporated | Lateral connector receptacle |
| EP0764234B1 (en) * | 1994-06-09 | 1999-05-19 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Whipstock assembly |
| US5564503A (en) * | 1994-08-26 | 1996-10-15 | Halliburton Company | Methods and systems for subterranean multilateral well drilling and completion |
| US5566763A (en) * | 1994-08-26 | 1996-10-22 | Halliburton Company | Decentralizing, centralizing, locating and orienting subsystems and methods for subterranean multilateral well drilling and completion |
| US5477925A (en) * | 1994-12-06 | 1995-12-26 | Baker Hughes Incorporated | Method for multi-lateral completion and cementing the juncture with lateral wellbores |
| US5762149A (en) * | 1995-03-27 | 1998-06-09 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for well bore construction |
| US5785133A (en) * | 1995-08-29 | 1998-07-28 | Tiw Corporation | Multiple lateral hydrocarbon recovery system and method |
| US5651415A (en) * | 1995-09-28 | 1997-07-29 | Natural Reserves Group, Inc. | System for selective re-entry to completed laterals |
| US5730224A (en) * | 1996-02-29 | 1998-03-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Slidable access control device for subterranean lateral well drilling and completion |
| US5794702A (en) * | 1996-08-16 | 1998-08-18 | Nobileau; Philippe C. | Method for casing a wellbore |
-
1997
- 1997-09-24 US US08/937,032 patent/US6012527A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-29 EP EP97307658A patent/EP0834643B8/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-29 DE DE69737522T patent/DE69737522T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-30 CA CA002217356A patent/CA2217356C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-30 NO NO19974525A patent/NO311306B1/no not_active IP Right Cessation
- 1997-09-30 AU AU39312/97A patent/AU730479B2/en not_active Ceased
- 1997-09-30 CN CN97121438A patent/CN1083523C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-29 SA SA98181062A patent/SA98181062B1/ar unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993005266A1 (en) * | 1991-08-28 | 1993-03-18 | Petroline Wireline Services Limited | Lock mandrel for downhole assemblies |
| WO1996023953A1 (en) * | 1995-02-03 | 1996-08-08 | Integrated Drilling Services Limited | Multiple drain drilling and production apparatus |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105980653B (zh) * | 2013-10-22 | 2019-03-12 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于在井筒中定向工具的方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2217356C (en) | 2003-12-16 |
| CA2217356A1 (en) | 1998-04-01 |
| EP0834643A3 (en) | 1999-03-24 |
| DE69737522T2 (de) | 2007-12-13 |
| CN1195065A (zh) | 1998-10-07 |
| AU3931297A (en) | 1998-04-09 |
| EP0834643B8 (en) | 2007-05-09 |
| NO311306B1 (no) | 2001-11-12 |
| DE69737522D1 (de) | 2007-05-10 |
| SA98181062B1 (ar) | 2006-09-25 |
| AU730479B2 (en) | 2001-03-08 |
| US6012527A (en) | 2000-01-11 |
| NO974525D0 (no) | 1997-09-30 |
| EP0834643A2 (en) | 1998-04-08 |
| NO974525L (no) | 1998-04-02 |
| EP0834643B1 (en) | 2007-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20020424 Termination date: 20110930 |