CN112154254A - 用于改造已安装的井筒控流装置的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于改造井筒管(20)的一部分上的元件(26)的方法，其包括将井筒介入工具(18)定位在管上的第一位置，操作贯穿装置(22)以移除元件并在井筒管的一部分上形成孔口(28)，以及操作安装装置(29)以在孔口中安装替换元件(27)。
Description
技术领域
本公开一般涉及位于井筒中的限流装置的领域。更具体地说，本公开涉及一种用于通过井筒介入来改造限流装置的元件的方法。
背景技术
限流装置，其可包括流入控制装置(ICD)、自动流入控制装置(AICD)、流入控制阀(ICV)和扼流装置，通常用于石油和天然气行业，以调节、控制或限制可能流入井筒管(例如导管、管道、衬管或套管)中的流体量，所述流体包括烃、水和气体。特别地，限流装置可用于优化烃的生产率，减少从储层中回收的水和气体并延长井的使用寿命。限流装置经常包括一个或多个阀组件，其包括但不限于过滤器、扼流圈、弯道或用于控制或限制流经限流装置的流体的类似装置。本领域已知的限流装置遇到许多限制：它们可能仅适于在给定的储层条件范围内运行，它们可能会腐蚀或失效，并且随着本领域技术的不断进步，它们可能会变得过时。
随着储层条件和生产要求随时间变化，限流装置可能会失效或开始以次佳水平运行。一种移除、安装、替换或拔去限流装置的方法将能够更好地控制和优化流体流动，从而改善开采作业期间的储层排水和流体注入。因此，需要一种方法来执行这种改造。
Aarbakke Innovation AS,Bryne,Norway正在开发一种井筒介入工具的实施例，其在国际申请公开WO 2015/175025中有进一步的描述，该井筒介入工具能够执行井内作业，例如通过井筒管(如衬管或套管)进行机械加工和铣削。这种类型的井筒介入工具可用于移除限流装置的元件、在井筒管上安装新的元件、堵住管环空中的开口以及执行类似的改造操作。此外，新的井筒介入工具技术可通过从井筒介入工具延伸的径向突起而看到改进的操作，以及可包含可安装在井下的限流装置。
发明内容
根据本公开的一个方面，一种用于改造设置在井筒管上的第一位置处的元件的方法包括将井筒介入工具定位在第一位置处。井筒介入工具包括壳体和贯穿装置。操作贯穿装置以移除元件并在第一位置在井筒管上形成一个孔口。
在一些实施例中，井筒管进一步包括一个或多个附加位置，每个附加位置具有与之相关联的元件，该方法进一步包括在一个或多个附加位置处重新定位井筒介入工具，以及操作贯穿装置以移除与之相关联的元件并在一个或多个附加位置处形成一个或多个孔口。
在一些实施例中，元件包括限流装置。
在一些实施例中，元件包括阀。
一些实施例进一步包括在井筒介入工具上操作安装装置，以及在孔口中安装替换元件。
在一些实施例中，元件和所述替换元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
在一些实施例中，元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
在一些实施例中，贯穿装置包括铣刀和钻头中的至少一个。
一种根据另一方面的用于改造井筒管上的元件的方法，其中所述井筒管包括内部轮廓，所述方法包括沿井筒管内部移动井筒介入工具，该井筒介入工具包括壳体、传感器、径向突起和贯穿装置。传感器和径向突起中的至少一个用于检测接近内部轮廓的第一位置，并在检测到第一位置时停止井筒管中的井筒介入工具。操作贯穿装置以移除元件。
在一些实施例中，传感器包括光学成像器件或声学成像器件。
在一些实施例中，传感器包括发射器。
一些实施例进一步包括利用传感器来发送和接收关于元件位置的信息。
在一些实施例中，径向突起包括抽吸装置，该方法进一步包括利用抽吸装置来识别元件的位置。
在一些实施例中，径向突起包括流计，该方法进一步包括利用径向突起来确定元件的方向。
在一些实施例中，井筒管进一步包括一个或多个附加位置，每个附加位置具有与之相关联的元件，该方法进一步包括通过使用传感器和径向突起中的至少一个在一个或多个附加位置处重新定位井筒介入工具，以及操作贯穿装置以移除与之相关的元件并在一个或多个附加位置处形成一个或多个孔口。
一些实施例进一步包括操作井筒介入工具上的安装装置和在孔口中安装替换元件。
在一些实施例中，元件和替换元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
在一些实施例中，元件包括控流装置。
在一些实施例中，元件包括阀。
在一些实施例中，贯穿装置包括铣刀和钻头中的至少一个。
根据以下描述和所附权利要求书，其他方面和优点将是显而易见的。
附图说明
下面描述的附图示出了根据本公开的示例性实施例，并且不应被认为是对本公开范围的限制，因为本公开可允许其他等效实施例。附图不一定按比例绘制，并且出于清楚和简洁的目的，附图的某些特征和某些视图可能按比例放大或以示意图示出。
图1是井筒的简化图，控流装置和区域隔离装置位于井筒中。
图2A示出了包括阀组件的流入控制装置(ICD)的一个实施例。
图2B示出了图2A插图中ICD的部件的展开图。
图3示出了ICD的第二实施例的侧视图。
图4示出了位于井筒中的控流装置的剖面侧视图。
图5示出了位于井筒中的控流装置的实施例的侧视图。
图6示出了井筒介入工具的实施例的侧视图，其定位为移除井筒内的控流装置的元件。
图7示出了图6中的井筒介入工具，其定位为插入新元件。
图8示出了适于定位到控流装置的元件的井筒介入工具的另一实施例的侧视图。
具体实施方式
图1示出了井筒1，其中一个或多个井筒管2(例如但不限于井筒套管、生产油管、衬管和类似的井筒管道(为方便起见称为“管”)已插入(“下入”)到井筒中。图1所示的井筒1和管2是从垂直井筒延伸出来的横向井筒，但是本公开并不局限于这种井筒和管的构造。一个或多个控流装置4，例如流入控制装置(ICD)可位于沿管2的一个或多个部分纵向间隔开的位置处。一个或多个控流装置4可沿管2的部分轴向地位于一个或多个隔离装置3之间，该隔离装置可以是区域隔离装置、机械封隔器、液压封隔器、可充气封隔器或可膨胀封隔器。如果使用，区域隔离装置3可封闭管(如在2处)的外部与钻取井筒1的地层之间的环形空间(未单独显示)，或封闭将井筒管2嵌入其中的另一个管(未显示)的内部。管2的一部分的隔离允许限流装置4提供通过井筒1的环空以及进入到井筒管2的内部的流体的分隔和选择性转移。
图2A示出了ICD 5的一个实施例，其包括在图2B的插图中，位于ICD 5内的阀组件6。阀组件6可允许流体根据某些预定特性(例如压力和/或流速)径向地流经ICD 5。在生产操作期间，即，当井筒(图1中的1)构造成将流体从地下储层移动到地球表面时，阀门组件6可能经历本领域技术人员所熟知的许多故障和低效中的任何一个或多个。
图3示出了包括阀组件8的ICD 7的另一实施例。阀组件8可构造成允许流体仅在一个径向方向上通过ICD 7。ICD 7可以固定地定位在井筒管9的近壁处。ICD 7可包括保护组件10，以用于保护阀组件8的外部免受可能位于井筒环空中的不良材料和物质的影响，即，井筒管的外部与井筒(图1中的1)或设置在井筒管9的外部的另一个管(未示出)之间的空间。
图4示出了位于完整组件12上的控流装置11的另一个实施例，所述装置11可以是滑动套筒，其径向地位于井筒管13的一部分的外侧。控流装置11可直接暴露于如参考图3所述的井筒环空。
图5示出了位于井筒管15的一部分上的控流装置14的示例性实施例。控流装置14可包括阀组件16，该阀组件可以构造成允许流体双向地通过控流装置14。控流装置15可位于心轴17上，该心轴适于将控流装置15固定地保持在井筒管15上的适当位置。
图6示出了位于一个或多个管19、20和21内的井筒介入工具18的示例性实施例。井筒介入工具18可包括位于井筒介入工具18的细长壳体23上的贯穿装置22。在一些实施例中，贯穿装置22可沿壳体23纵向和/或径向地移动。井筒介入工具18可包括一个或多个可收缩和可伸长支架24、25，当贯穿装置22达到期望的位置时，所述可收缩和可伸长支架24、25在延伸时可以将细长壳体23在管19、20、21之一中径向和/或纵向地保持在适当的位置。在一些实施例中，可收缩和可伸长支架24、25可密封壳体23与管19、20、21中的任意一个之间的环空。
介入工具操作者可将井筒介入工具18轴向定位在井筒管15中，使得贯穿装置22位于可能位于管20上的控流元件26附近。井筒介入工具可在通过引用并入本文的国际申请公开WO 2015/175025中进一步地描述。在一些实施例中，控流元件26可以是阀组件。在一些实施例中，多个控流元件26可设置在管20上的一个或多个位置，其中在管20，介入工具操作者希望安装一个或多个替换控流元件27。作为示例但不限于，一个或多个替换控流元件27可以是扼流圈、塞、过滤器、弯道或用于控制或限制流体流动的其他已熟知的装置。在本示例性实施例中，井筒介入工具18可携带具有替换控流元件，以最终放置到井筒15中。一旦井筒介入工具18被定位以将贯穿装置22定位在与控流元件26相邻处，则可通过包括但不限于机械或液压驱动装置以移除控流元件26的方式从外壳23径向向外推动贯穿装置22。在一些实施例中，贯穿装置22可包括铣刀或钻头，以通过铣削或钻孔来移除控流元件26。一旦执行了移除操作，则贯穿装置22可以缩回到壳体23中。如果介入工具操作者希望移除多于一个的控流元件26，可在沿井筒管15的多个位置重复定位井筒介入工具18和执行移除操作的步骤。
井筒介入工具18可以包括传感器30，该传感器可以并入到井筒介入工具18中或者可以联接到井筒介入工具18。传感器30可以但不限于是发射器、光学成像器件、销和位置传感器或声学成像器件，并且可包括照相机或变频器。传感器30可以用来促进介入工具操作者将井筒介入工具18引导到控流元件26附近的期望位置。在一些实施例中，传感器30可以提供光学或声学成像信息以检测控流元件26的位置。在其他实施例中，传感器30可以发送和接收关于控流元件26的位置的信息。
图7示出了图6中的井筒介入工具18。如图所示，介入工具操作者可定位井筒介入工具18的壳体23以定位到孔口28。在一些实施例中，井筒介入工具18可通过移除图6中的控流元件26来形成孔口28。在其他实施例中，孔口28可以是限流装置的一部分。井筒介入工具18可包括安装装置29，该安装装置可以从井筒介入工具18径向地延伸。一旦井筒介入工具18已经定位到孔口28，介入工具操作者就可以将替换控流元件27安装在孔口28内。替换控流元件27的安装可以通过拧紧、推动、锁定、粘附或类似操作来执行。如果介入工具操作者希望安装多于一个的替换控流元件27，他可以在沿井筒的多个位置重复定位井筒介入工具18，并重复一个或多个替换控流元件27的安装操作。
图8示出了井筒介入工具31的另一示例性实施例，其包括井筒介入工具31的径向突起32部分。径向突起32可适于与内部接收器33基本一致，该内部接收器可以位于但不限于井筒管34、限流装置35或控流元件36上。举例来说但不限于，控流元件36可以是阀组件。接收器33提供了一种正向的机械装置，例如，被称为“轮廓(profile)”，以接合径向突起32，以便适当地定位介入工具31，以服务于控流元件36。介入工具操作者可以使用径向突起32来识别井筒介入工具31邻近于将被移除或替换的控流元件36的期望位置。在一些实施例中，径向突起32可以通过延伸到接收器32中来促进元件36的替换。在一些实施例中，径向突起32可包含能够检测通过控流元件36的流体流动的流计和/或允许操作者确定控流元件36周向围绕管34的方向。在一些实施例中，径向突起32可以是由位于井筒介入工具31内的泵操作的旋转抽吸装置，该旋转抽吸装置可以旋转以识别控流元件36的周向和纵向位置。
尽管上面仅详细描述了几个示例，但是本领域技术人员将容易理解，在示例中可以进行许多改造。因此，所有这些改造旨在包括在如所附权利要求书所限定的本公开的范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于改造设置在井筒管上的第一位置处的元件的方法，包括：
将井筒介入工具定位在第一位置，所述井筒介入工具包括壳体和贯穿装置，所述贯穿装置包括铣刀或钻头；以及
操作所述铣刀或所述钻头以移除元件并在第一位置在井筒管上形成孔口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述井筒管进一步包括一个或多个附加位置，每个附加位置具有与之相关联的元件，所述方法进一步包括将井筒介入工具重新定位在所述一个或多个附加位置处，并操作贯穿装置以移除与之相关联的元件并在一个或多个附加位置处形成一个或多个孔口。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件包括控流装置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件包括阀。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括操作所述井筒介入工具上的安装装置，以及在所述孔口中安装替换元件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述元件和所述替换元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述贯穿装置包括铣刀和钻头中的至少一个。
9.一种用于改造井筒管上的元件的方法，所述井筒管包括内部轮廓，所述方法包括：
沿着井筒管的内部移动井筒介入工具，所述井筒介入工具包括壳体、传感器、径向突起和贯穿装置，所述贯穿装置包括铣刀或钻头；
利用所述传感器和所述径向突起中的至少一个来检测接近内部轮廓的第一位置，并且当检测到第一位置时停止井筒管中的井筒介入工具；以及
操作所述铣刀或所述钻头以移除元件。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述传感器包括光学成像器件或声学成像器件。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述传感器包括发射器。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括利用所述传感器来发送和接收关于所述元件的位置的信息。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述径向突起包括抽吸装置，所述方法进一步包括利用所述抽吸装置来识别所述元件的位置。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述径向突起包括流计，所述方法进一步包括利用所述径向突起来确定所述元件的定向。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述井筒管进一步包括一个或多个附加位置，每个位置具有与之相关联的元件，所述方法进一步包括使用传感器和径向突起中的至少一个将井筒介入工具重新定位在一个或多个附加位置，以及操作贯穿装置以移除与之相关联的元件并在一个或多个附加位置处形成一个或多个孔口。
16.根据权利要求9所述的方法，进一步包括操作所述井筒介入工具上的安装装置，以及在所述孔口中安装替换元件。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述元件和所述替换元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述元件包括控流装置。
19.根据权利要求9所述的方法，其中，所述元件包括阀。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述贯穿装置包括铣刀和钻头中的至少一个。
Claims (20)
1.一种用于改造设置在井筒管上的第一位置处的元件的方法，包括：
将井筒介入工具定位在第一位置，所述井筒介入工具包括壳体和贯穿装置；以及
操作贯穿装置以移除元件并在第一位置在井筒管上形成孔口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述井筒管进一步包括一个或多个附加位置，每个附加位置具有与之相关联的元件，所述方法进一步包括将井筒介入工具重新定位在所述一个或多个附加位置处，并操作贯穿装置以移除与之相关联的元件并在一个或多个附加位置处形成一个或多个孔口。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件包括控流装置。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件包括阀。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括操作所述井筒介入工具上的安装装置，以及在所述孔口中安装替换元件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述元件和所述替换元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述贯穿装置包括铣刀和钻头中的至少一个。
9.一种用于改造井筒管上的元件的方法，所述井筒管包括内部轮廓，所述方法包括：
沿着井筒管的内部移动井筒介入工具，所述井筒介入工具包括壳体、传感器、径向突起和贯穿装置；
利用所述传感器和所述径向突起中的至少一个来检测接近内部轮廓的第一位置，并且当检测到第一位置时停止井筒管中的井筒介入工具；以及
操作贯穿装置以移除元件。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述传感器包括光学成像器件或声学成像器件。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述传感器包括发射器。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括利用所述传感器来发送和接收关于所述元件的位置的信息。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述径向突起包括抽吸装置，所述方法进一步包括利用所述抽吸装置来识别所述元件的位置。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述径向突起包括流计，所述方法进一步包括利用所述径向突起来确定所述元件的定向。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述井筒管进一步包括一个或多个附加位置，每个位置具有与之相关联的元件，所述方法进一步包括使用传感器和径向突起中的至少一个将井筒介入工具重新定位在一个或多个附加位置，以及操作贯穿装置以移除与之相关联的元件并在一个或多个附加位置处形成一个或多个孔口。
16.根据权利要求9所述的方法，进一步包括操作所述井筒介入工具上的安装装置，以及在所述孔口中安装替换元件。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述元件和所述替换元件包括扼流圈、塞、过滤器和弯道中的至少一个。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述元件包括控流装置。
19.根据权利要求9所述的方法，其中，所述元件包括阀。
20.根据权利要求1所述的方法，其中，所述贯穿装置包括铣刀和钻头中的至少一个。
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