DE112017007572T5

DE112017007572T5 - Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug

Info

Publication number: DE112017007572T5
Application number: DE112017007572.6T
Authority: DE
Inventors: Stephen Ross Maddux; Gary KOHN
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2020-02-27
Also published as: GB201918294D0; CA3065497A1; MX2019014769A; WO2019027464A1; NO20191437A1; BR112019024897A2; CN110691887A; CO2019014669A2; AU2017425656A1; GB2577439A; US20210189835A1; MY195568A; CN110691887B; GB2577439B; AU2017425656B2; US11352853B2; CA3065497C

Abstract

Ein System und ein Verfahren, die darauf abzielen, während des Baus eines Bohrlochs unter Verwendung eines Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs einen Zementierungsvorgang mit einem Durchgang an beabstandeten Stellen innerhalb einer Kohlenwasserstoffzone durchzuführen. In einer Ausführungsform wird das Werkzeug an einem Rohrstrang oberhalb der Kohlenwasserstoffzone eingesetzt und umfasst ein Gehäuse mit zumindest einem radialen Anschluss, eine Dichtungsanordnung, eine äußere Hülsenanordnung mit einer Türanordnung, die dazu betätigbar ist, im geschlossenem Zustand über die Dichtungsanordnung verschiebbar zu sein, einen Innendorn und eine Sitzanordnung. Das Werkzeug ermöglicht die Platzierung von Zement innerhalb eines Bohrlochrings von einer bohrlochaufwärts gelegenen Position anstelle des Bohrlochbodens aus, wodurch der für die Durchführung der Zementarbeit erforderliche Druck minimiert wird. Gleichzeitig stellt die Fähigkeit der Türanordnung, sich im geschlossenen Zustand über die Dichtungsanordnung zu bewegen, sicher, dass die Dichtung nicht durch wiederholtes Öffnen und Schließen der Türanordnung beschädigt wird.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein den Bau eines Bohrlochs. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung Systeme und Verfahren zum Verwenden eines Bohrlochfluid-Komplettierungswerkzeugs, um einen Zementierungsvorgang mit einem Durchgang während des Baus eines Bohrlochs zu ermöglichen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Bau eines Bohrlochs für die Produktion von Kohlenwasserstoffen erfordert in vielen Fällen Bohren des Bohrlochs in einer Tiefe von mehreren hundert bis mehreren tausend Fuß, um die kohlenwasserstoffproduzierenden Zonen zu erreichen. Typischerweise kann ein primärer Zementierungsvorgang als Teil des Bohrlochbauprozesses durchgeführt werden. Der primäre Zementierungsvorgang wird am häufigsten durchgeführt, indem Zement durch einen rohrförmigen Strang zum Boden eines Futterrohrabschnitts und dann nach oben über einen Bohrlochring gepumpt wird, um eine Zementsperre innerhalb des Bohrlochs zwischen dem Futterrohrabschnitt und der Bohrlochwand zu erzeugen. Die Zementbarriere kann eine Reihe von Funktionen erfüllen, beispielsweise Verhindern von Fluidkommunikation zwischen den Produktionszonen oder Schützen des Futterrohrabschnitts vor Korrosion durch Formationsfluide.
Aufgrund der Tiefe, in der die Futterrohrteile installiert werden können, müssen bei den primären Zementierungsvorgängen möglicherweise extrem hohe Drücke angewendet werden, um den Zement durch den Rohrstrang und zum Bohrlochring zu befördern. Solche Drücke könnten zu einem unbeabsichtigten Brechen der Bohrlochsohlenformation führen. Ein üblicher Ansatz zum Vermeiden dieses Problems besteht darin, das Bohrloch zu bohren und das Futterrohr in Segmenten zu installieren, wobei der Rohrstrang mehrmals im Bohrloch geführt wird, um den primären Zementierungsvorgang durchzuführen. Dieser Ansatz wird jedoch häufig sowohl aus zeitlicher als auch aus wirtschaftlicher Sicht als ineffizient angesehen. Um diese Bedenken auszuräumen, wurde ein Verfahren zum Kommunizieren mit dem Ring von oben nach unten entwickelt.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang, der in einem Bohrloch während des Baus des Bohrlochs durchgeführt wird, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.
2A zeigt eine Querschnittsansicht einer ersten Konfiguration eines Fluidkommunikationswerkzeugs für ein geschlossenes Bohrloch, das in einem Bohrlochzementierungsvorgang mit einem Durchgang verwendet wird, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.
2B zeigt eine Querschnittsansicht einer zweiten Konfiguration des Fluidkommunikationswerkzeugs für ein geschlossenes Bohrloch, das in einem Bohrlochzementierungsvorgang mit einem Durchgang verwendet wird, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.
2C zeigt eine Querschnittsansicht des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs in einer offenen Konfiguration gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.
2D zeigt eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs in einer offenen Konfiguration gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.
2E zeigt eine Querschnittsansicht des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs, sobald dieses nach dem Abschluss des Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang geschlossen wurde, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.
2F zeigt eine Querschnittsansicht des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs, sobald dieses nach dem Abschluss des Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang abgedichtet wurde, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausfü h ru ngsformen.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Durchführen eines Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang darstellt, der in einem Bohrloch unter Verwendung des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs während des Baus des Bohrlochs durchgeführt wird.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen von Fluidkommunikation zwischen einem Rohrstrang und einem Bohrloch veranschaulicht, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen.

BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen das Verwenden eines Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs, um einen Bohrlochzementierungsvorgang mit einem einzigen Durchgang während des Baus eines Bohrlochs durchzuführen. Während die vorliegende Offenbarung hier unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen für bestimmte Anwendungen beschrieben wird, versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Andere Ausführungsformen sind möglich und es können Modifikationen an den Ausführungsformen im Rahmen des Geists und Umfangs der Lehren in dieser Schrift und auf weiteren Gebieten, in denen die Ausführungsformen von wesentlichem Nutzen wären, vorgenommen werden.
Die Offenbarung kann Bezugszeichen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen oder Figuren wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Verständlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Ausgestaltungen vor. Ferner können räumlich relative Ausdrücke wie unterhalb, unter, unteres, über, oberes, stromaufwärts, stromabwärts und dergleichen hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um das Verhältnis eines Elements oder Merkmals zu (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en) wie veranschaulicht zu beschreiben, wobei die Aufwärtsrichtung in Richtung der Oberseite der entsprechenden Figur und die Abwärtsrichtung in Richtung der Unterseite der entsprechenden Figur zu verstehen ist.
Sofern nicht etwas anderes angegeben ist, sollen die räumlich relativen Ausdrücke unterschiedliche Ausrichtungen der verwendeten oder betriebenen Vorrichtung zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung umfassen. Beispielsweise wären, wenn eine Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ anderer Elementen oder Merkmalen beschrieben sind, dann „oberhalb“ der anderen Elemente oder Merkmale ausgerichtet. Dementsprechend kann der beispielhafte Ausdruck „unter“ sowohl eine Ausrichtung „über“ als auch „unter“ umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder mit anderen Ausrichtungen) und die hier verwendeten räumlich relativen beschreibenden Elemente können ebenfalls entsprechend interpretiert werden.
Wie vorstehend angemerkt, betreffen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Verwenden eines Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs, um einen Bohrlochzementierungsvorgang mit einem einzigen Durchgang während des Baus eines Bohrlochs durchzuführen. Obwohl das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug hierin im Zusammenhang mit einem Bohrlochzementierungsvorgang beschrieben ist, ist vorgesehen, dass das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug in jeder Anwendung verwendet werden kann, in der ein Ventil zwischen geschlossenen und offenen Positionen betätigt werden kann und die Integrität der Ventildichtung während der Betätigung des Ventils aufrechterhalten werden muss. Zum Beispiel kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug als eine Umlenkvorrichtung verwendet werden, um den Druck innerhalb eines Rohrstrangs und eines Bereichs außerhalb des Rohrstrangs, wie zum Beispiel eines Rings eines Bohrlochs, auszugleichen. Ebenso kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug als Ventil in Produktionsvorgängen, wie beispielsweise in einem Produktionsstrang, verwendet werden. In jedem Fall kann in Bezug auf verallgemeinerte Ausführungsformen, die bei Zementierungsvorgängen verwendet werden, ein System, das zum Durchführen eines Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem einzigen Durchgang in einem Bohrloch verwendet wird, einen Rohrstrang mit einem Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug, ein Führungswerkzeug für das Futterrohrstrangaufhängesystem, ein ausdehnbares Futterrohrstrangaufhängesystem, einen Futterrohrstrang und eine Schwimmeranordnung umfassen. In einer Ausführungsform kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug Folgendes beinhalten: ein Gehäuse mit einem zentralen Durchgang dort hindurch, wobei das Gehäuse zumindest einen radialen Anschluss zwischen dem zentralen Durchgang und einer Stelle außerhalb des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs umfasst; eine Dichtungsanordnung, die entlang des zentralen Durchlasses und benachbart zu dem radialen Anschluss angeordnet ist; eine äußere Hülsenanordnung, die innerhalb des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs angeordnet ist, wobei die äußere Hülsenanordnung eine Türanordnung aufweist, die eine erste und eine zweite Tür aufweist, die aneinander angrenzen, um einen Türspalt zu definieren, wobei der Türspalt anfänglich stromaufwärts von der Dichtungsanordnung positioniert ist; einen inneren Dorn mit einer radialen Öffnung; und eine erste Sitzanordnung, die in der äußeren Hülsenanordnung angeordnet und mit dem inneren Dorn gekoppelt ist. In einer zusätzlichen Ausführungsform kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug eine zweite Sitzanordnung beinhalten.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Ansicht eines Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang, der in einem Bohrloch während des Baus des Bohrlochs durchgeführt wird, veranschaulicht. Obwohl der Bohrlochzementierungsvorgang mit einem einzigen Durchgang in einer Onshore-Umgebung dargelegt ist, können das hier beschriebene Verfahren und die hier beschriebenen Systeme auch in einer Offshore-Umgebung umgesetzt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Bohrlochzementierungsvorgang mit einem einzigen Durchgang unter Verwendung einer Zementquelle 10, beispielsweise eines Zementlastwagens, und eines Bohrturms 12 an der Oberfläche 14 durchgeführt werden. Der Bohrturm 12 kann dazu verwendet werden, die Installation eines Zementierungskopfes 16 und eines Bohrkopfes 18 am oberen Ende eines Bohrloches 20, das durch eine Kohlenwasserstoffzone 22 gebohrt wurde, zu ermöglichen. In einer Ausführungsform kann die Zementquelle 10 einen Zementtank 24, eine Saugleitung 26, eine Zementpumpe 28 und eine Zufuhrleitung 30 beinhalten.
Wie ferner in 1 veranschaulicht, kann das Bohrloch 20 in bestimmten Ausführungsformen einen teilweise gefütterten Abschnitt 32, in dem ein Segment des Futterrohrs 34 durch Zement 36 gesichert ist, und einen offenen Lochabschnitt 38, der sich bis zum Bohrlochboden 40 erstreckt, beinhalten; in einer alternativen Ausführungsform kann das Bohrloch 20 aber auch keinen gefütterten Abschnitt 32 aufweisen. Ein Rohrstrang 42 kann von der Oberfläche 14 zu einer Position nahe dem Bohrlochboden 40 in das Bohrloch 20 geführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Rohrstrang 42 Segmente des Bohrrohrs 44, ein Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 und eine Schwimmeranordnung 54 aufweisen. Der Rohrstrang 42 kann auch ein Führungswerkzeug für ein Futterrohrstrangaufhängesystem 48, ein aufweitbares Futterrohrstrangaufhängesystem 50 und einen Futterrohrstrang 52 beinhalten. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 ein Zementierungswerkzeug sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die Schwimmeranordnung 54 einen Schwimmerkragen 56 mit einem Rückflussverhinderungsventil 58 und einem Führungsschuh 60 aufweisen. Die Anordnung des Rohrstrangs 42 innerhalb des Bohrlochs 20 bildet einen Ring 62 zwischen dem Gehäuse 34 und/oder einer Bohrlochwand 64 und dem Rohrstrang 42. Um einen Bohrlochzementierungsvorgang mit einem einzigen Durchgang 20 durchzuführen, wird das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 an einer ersten Stelle über der Schwimmerbaugruppe 54 positioniert und die Schwimmerbaugruppe 54 wird beabstandet und unter dem Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 auf dem Rohrstrang 42 innerhalb des Bohrlochs 20 positioniert.
Nach dem Platzieren des Rohrstrangs 42 in dem Bohrloch 20 wird der Zementierungsvorgang mit einem einzelnen Durchgang in zwei Phasen durchgeführt: einem primären Zementierungsvorgang und einem sekundären Zementierungsvorgang, die unter Bezugnahme auf das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 und die 2A-2F nachfolgend erörtert werden. Der primäre Zementierungsvorgang beginnt unter Verwendung der Zementpumpe 28, um Zement aus dem Zementtank 24 unter Verwendung der Saugleitung 26 abzusaugen. Mit der Zementpumpe 28 wird dann Zement über die Zuleitung 30 in den Zementierungskopf 16 gefördert. Der Zementierungskopf 16 spritzt den Zement durch den Bohrlochkopf 18 und den Rohrstrang 42 ein, wo er benachbart zum Bohrlochboden 40 durch den Führungsschuh 60 der Schwimmeranordnung 54 austritt. Das Einspritzen von Zement in den Rohrstrang 42 wird beendet, wenn der gewünschte Bereich des Bohrlochs 20 mit Zement gefüllt ist. Beispielsweise könnte es wünschenswert sein, unterhalb der Kohlenwasserstoffzone 22 (nicht gezeigt) zu zementieren. Danach kann in bestimmten Ausführungsformen ein Abstreifstopfen (nicht gezeigt) durch den Rohrstrang 42 eingesetzt werden, um jeglichen verbleibenden Zement zu entfernen, bis er im Schwimmerkragen 56 der Schwimmerbaugruppe 54 zum Stillstand kommt, wodurch der Boden des Futterrohres 52 effektiv abgedichtet wird. Anschließend wird in einigen Ausführungsformen ein Volumen eines Beobachtungsfluids 66 durch den Rohrstrang 42 eingespritzt, um das Futterrohr 52 zu füllen. Das Beobachtungsfluid 66 weist vorzugsweise Fluideigenschaften auf, die verhindern, dass sich der Zement vollständig mit dem Beobachtungsfluid 66 vermischt. Somit setzt sich das Beobachtungsfluid 66 vorzugsweise aus dem Zement ab, wenn der Zement und das Beobachtungsfluid 66 in einem geschlossenen Volumen angeordnet sind. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform das Beobachtungsfluid 66 eine höhere Dichte als der Zement aufweisen, der in dem hierin beschriebenen Zementierungsvorgang mit einem einzigen Durchgang verwendet wird.
2A zeigt eine Querschnittsansicht einer ersten Konfiguration eines Fluidkommunikationswerkzeugs für ein geschlossenes Bohrloch 46, wie in das Bohrloch 20 an dem Rohrstrang 42 verlaufend. (Siehe 1). Der Begriff „geschlossen“, wie hier in Bezug auf das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 verwendet, gibt an, dass verschiedene Komponenten des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 dazu konfiguriert sind, eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 zu verhindern. Das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 wird verwendet, um die zweite Phase (d. h. den sekundären Zementierungsvorgang) des Zementierungsvorgangs mit einem einzigen Durchgang zu ermöglichen, bei dem Zement durch das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 an einer Stelle stromaufwärts von dem Bohrlochboden 40 in den Ring 62 des Bohrlochs 20 eintritt und zum Bohrlochboden 40 hinab fließt. Auf eine andere Weise beschrieben, ermöglicht das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 die Einbringung von Zement in das Bohrloch 20 während eines sekundären Zementierungsvorgangs von einer Stelle, die sich bohrlochaufwärts von der Stelle befindet, an der Zement während des primären Zementierungsvorgangs in das Bohrloch 20 eingebracht wurde. Diese Art von Vorgang steht im Gegensatz zu herkömmlichen Zementierungsvorgängen, die nur dem hier beschriebenen primären Zementierungsvorgang ähneln, die in einer ähnlichen Konfiguration das Einspritzen von Zement von der Oberfläche 14 durch den Rohrstrang 42 innerhalb des Bohrlochs 20 und aus dem Führungsschuh 60 der Schwimmeranordnung 54 in der Nähe des Bohrlochbodens 40 und den Ring 62 des Bohrlochs 20 zurück nach oben erfordern würden. Abhängig von der Tiefe des Bohrlochs 20 erfordern herkömmliche Zementierungsvorgänge extrem hohe Drücke, um den Zement den Ring 62 des Bohrlochs 20 zurück nach oben zu zirkulieren, was möglicherweise die Kohlenwasserstoffzone 22 zerbrechen oder alternativ mehrere Zementierungsdurchgänge im Bohrloch 20 erfordern könnte, um den erforderlichen Druck zu minimieren.
Wie in 2A veranschaulicht, umfasst das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 ein Gehäuse 100, das einen zentralen Durchgang 102 definiert, der Fluidkommunikation mit dem Bohrrohr 44 des Rohrstrangs 42 entlang einer Längsachse 104 ermöglicht. Das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 kann ferner eine Dichtungsanordnung 106, eine Außenhülsenanordnung 108, einen Zwischengehäusering 110, einen Zwischengehäuseringanschlag 112 und einen Innendorn 114, die entlang des zentralen Durchgangs 102 angeordnet sind, beinhalten. Wie hierin weiter erörtert, wird das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 durch eine Reihe von axialen Bewegungen durch die äußere Hülsenanordnung 108 und den inneren Dorn 114 innerhalb des Gehäuses 100 entlang der Längsachse 104 geöffnet, geschlossen und abgedichtet.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Gehäuse 100 einen oberen Gehäuseabschnitt 116, einen Zwischengehäuseabschnitt 118 und einen unteren Gehäuseabschnitt 120 aufweisen; in bestimmten Ausführungsformen kann das Gehäuse 100 jedoch als durchgehender Körper ausgebildet sein. Der obere Gehäuseabschnitt 116 kann Gewinde 122 zum Eingriff mit dem Gestängerohr 44 des Rohrstrangs 42 bzw. dem Zwischengehäuseabschnitt 118 aufweisen.
Obwohl nicht auf einen bestimmten Befestigungsmechanismus beschränkt, kann der Zwischengehäuseabschnitt 118 in einer oder mehreren Ausführungsformen Gewinde 124 zum Eingriff mit dem oberen Gehäuseabschnitt 116 und dem unteren Gehäuseabschnitt 120 aufweisen. Der Zwischengehäuseabschnitt 118 umfasst ferner einen Satz von einem oder mehreren ersten Scherstiften 126 und einen Satz von einem oder mehreren zweiten Scherstiften 128. Wie nachstehend ausführlicher erörtert, greifen die ersten Scherstifte 126 in die äußere Hülsenanordnung 108 ein und die zweiten Scherstifte 128 greifen in den Zwischengehäusering 110 ein. Der Zwischengehäuseabschnitt 118 enthält ferner einen oder mehrere radiale Anschlüsse 130. Obwohl in 2A zwei radiale Anschlüsse 130 gezeigt sind, wird erwartet, dass in einigen Ausführungsformen der Zwischengehäuseabschnitt 118 mehrere radiale Anschlüsse 130 enthalten kann, die sich in mehreren Ebenen entlang der Länge des Gehäuses 100 befinden können. Die Dichtungsanordnung 106 ist benachbart zu den radialen Anschlüssen 130 positioniert. In bestimmten Ausführungsformen kann die Dichtungsanordnung 106 eine erste Gehäuseanschlussdichtung 132 und eine zweite Gehäuseanschlussdichtung 134 aufweisen, die an gegenüberliegenden Seiten der radialen Anschlüsse 130 positioniert sind und zwischen dem Zwischengehäuseabschnitt 118 und der Außenhülsenanordnung 108 abdichten. Die Dichtungen können in Dichtungssitzen angeordnet sein, die in dem Zwischengehäuseabschnitt 118 an gegenüberliegenden Seiten der Anschlüsse 130 ausgebildet sind. Obwohl nicht auf einen bestimmten Materialtyp für den Bau der Dichtung beschränkt, können in einer oder mehreren Ausführungsformen die Dichtungen 132, 134 aus verschiedenen Arten von Elastomeren gebildet sein, darunter unter anderem ungesättigte Kautschuke, gesättigte Kautschuke und thermoplastische Elastomere.
Ähnlich wie der obere Gehäuseabschnitt 116 enthält der untere Gehäuseabschnitt 120 Gewinde 122 zum Eingreifen mit dem Bohrrohr 44 des Rohrstrangs 42 bzw. dem Zwischengehäuseabschnitt 118. In einigen Ausführungsformen kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 eine obere Gehäusedichtung 136 aufweisen, die zwischen dem oberen Gehäuseabschnitt 116 und dem Zwischengehäuseabschnitt 118 angeordnet ist. Zusätzlich kann eine Dichtung des unteren Gehäuses 138 zwischen dem unteren Gehäuseabschnitt 120 und dem Zwischengehäuseabschnitt 118 angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die äußere Hülsenanordnung 108 eine Türanordnung 140, einen ersten Hülsenkragen 142 und einen zweiten Hülsenkragen 144 beinhalten. Ferner kann die äußere Hülsenanordnung 108, wie weiter unten erörtert, mehrere lösbare Befestigungsmechanismen (nachfolgend beschrieben) beinhalten, wie beispielsweise Ansätze, die innerhalb der Türanordnung 140, des ersten Hülsenkragens 142 und des zweiten Hülsenkragens 144 angeordnet sind. Die Türanordnung 140 kann eine erste Tür 146 und eine zweite Tür 148 umfassen, die nebeneinander positioniert sind, um einen Türspalt oder eine Türfuge 150 dazwischen zu definieren. Wie nachfolgend erläutert, sind in bestimmten Konfigurationen des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 die Türen 146, 148 relativ zueinander beweglich, um die Abmessung des Türspalts 150 zu ändern, oder mit anderen Worten, um den Abstand zwischen den Türen 146, 148 zu ändern. Wenn die Türen 146, 148 im Wesentlichen zueinander benachbart sind oder auf andere Weise aneinander stoßen, kann der Türspalt 150 als „schmal“ charakterisiert werden, während das Auseinanderbewegen der Türen 146, 148 den Abstand des Türspaltes 150 vergrößert. In jedem Fall ist in einer ersten Konfiguration des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 der Türspalt 150 in einer schmalen Konfiguration zwischen dem Zwischengehäuseringanschlag 112 und der ersten Gehäuseöffnungsdichtung 132 positioniert. Die erste Tür 146 kann einen oberen Abschnitt 152, einen ersten lösbaren Befestigungsmechanismus 154, wie beispielsweise einen ersten Satz von Ansätzen, und einen unteren Abschnitt 156 aufweisen. In ähnlicher Weise kann die zweite Tür 148 einen oberen Abschnitt 158, einen zweiten lösbaren Befestigungsmechanismus 160, wie beispielsweise einen zweiten Satz von Ansätzen 160, und einen unteren Abschnitt 162 aufweisen. Wenn sich das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 in einer ersten geschlossenen Konfiguration befindet, werden die Ansätze 154 und 160 durch eine Feder oder einen anderen, dem Fachmann bekannten Vorspannmechanismus in Richtung des Innendorns 114 vorgespannt und damit in Eingriff gebracht. Zusätzlich greifen die Scherstifte 126 in den oberen Abschnitt 152 der ersten Tür 146 der Türanordnung 140 ein.
In einer Ausführungsform können der erste Hülsenkragen 142 und der zweite Hülsenkragen 144 jeweils axial von der Türanordnung 140 beabstandet positioniert sein. Der erste Hülsenkragen 142 kann eine Basis 164 enthalten, die einen dritten lösbaren Befestigungsmechanismus wie einen dritten Satz von Ansätzen 166 enthält, die durch eine Feder oder einen anderen Vorspannmechanismus, wie dem Fachmann bekannt, in Richtung des Innendorns 114 vorgespannt sind. In einer Ausführungsform können die Ansätze durch eine Zugfeder vorgespannt sein, die in eine am Außendurchmesser des Ansatzes 166 ausgebildete Nut eingesetzt ist. Der erste Hülsenkragen 142 kann ferner eine Krone 168 mit einer darin definierten Schulter 170 aufweisen. Zusätzlich kann ein Ring 172 zwischen der Krone 168 des ersten Hülsenkragens 142 und dem Innendorn 114 definiert sein. Der zweite Hülsenkragen 144 kann auch eine Basis 174 aufweisen, die einen vierten lösbaren Befestigungsmechanismus wie einen vierten Satz von Ansätzen 176 aufnimmt, die durch eine Feder oder einen anderen, dem Fachmann bekannten Vorspannmechanismus in Richtung des Innendorns 114 vorgespannt sind. Der zweite Hülsenkragen 144 kann ferner eine Krone 178 mit einem Flansch 180 aufweisen, der an dem unteren Gehäuseabschnitt 120 befestigt ist. Ähnlich wie beim ersten Hülsenkragen 142 kann ein Ring 182 zwischen der Krone 178 des zweiten Hülsenkragens 144 und dem Innendorn 114 definiert sein. In einer Ausführungsform können die Krone 178 und die Basis 174 des zweiten Hülsenkragens unter Verwendung von Gewinden 122, 124 miteinander in Eingriff gebracht sein. In anderen Ausführungsformen können jedoch die Krone 178 und die Basis 174 als durchgehender Körper ausgebildet sein.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2A enthält der Innendorn 114 ein oberes Ende 184, ein unteres Ende 186, einen Durchgang 188 in Fluidkommunikation mit dem zentralen Durchgang 102, eine oder mehrere radiale Öffnungen 190, ein Außenprofil 192, das eine oder mehrere Nuten 194 enthält, und eine untere Dornschulter 196, die im Wesentlichen innerhalb der äußeren Hülsenanordnung 108 angeordnet ist. Obwohl ein Satz von radialen Öffnungen 190 in 2A gezeigt ist, wird erwartet, dass in einigen Ausführungsformen der innere Dorn 114 eine oder mehrere Öffnungen 190 enthalten kann, die in einem oder mehreren Sätzen von radialen Öffnungen 190 angeordnet sind. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Mehrzahl von Nuten 194 am Außenprofil 192 eine erste Dornnut 194a, eine zweite Dornnut 194b, eine dritte Dornnut 194c und eine vierte Dornnut 194d. In der ersten geschlossenen Konfiguration des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 greifen die Ansätze 154 in die erste Dornnut 194a ein, die mit dem Zwischengehäusering 110 radial ausgerichtet ist. Die Ansätze 160 greifen in die zweite Dornnut 194b ein, die direkt unter der zweiten Gehäuseöffnungsdichtung 134 positioniert ist. Die dritte Dornnut 194c ist zwischen dem unteren Abschnitt 162 der zweiten Tür 148 und der Krone 168 des ersten Hülsenkragens 142 positioniert. Schließlich sind die vierte Dornnut 194d und die untere Dornschulter 196 in dem Ring 182 des zweiten Hülsenkragens 144 positioniert.
Das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 kann ferner eine erste Sitzanordnung 198 mit einem Objektsitz 202 aufweisen, der nahe dem oberen Ende 184 des Innendorns 114 positioniert ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Sitzanordnung 198 auch eine Oberlippe 200 neben dem Objektsitz 202 beinhalten. Darüber hinaus kann der Objektsitz 202 extrudierbar sein. In einer alternativen Ausführungsform, die hierin weiter erörtert wird, kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 eine zusätzliche Sitzanordnung (nicht gezeigt) beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann die erste Sitzanordnung 198 mit dem oberen Ende 184 des Innendorns 114 unter Verwendung von Gewinden 122, 124 in Eingriff gebracht sein.
Nun ist in Bezug auf 2B eine Querschnittsansicht einer zweiten Konfiguration des Fluidkommunikationswerkzeugs für ein geschlossenes Bohrloch 46 veranschaulicht. In dieser zweiten Konfiguration wurde die geschlossene Türanordnung 140 in Richtung des ersten Hülsenkragens 142 verschoben, wobei der schmale Türspalt 150 über die erste Gehäuseöffnungsdichtung 132 verschoben wurde. Das Verschieben der Türanordnung 140 über die Dichtungsanordnung 106 in eine geschlossene Position verhindert, dass eine Beschädigung der Dichtungsanordnung 106 auftritt. Wie vorstehend erörtert, können die erste Gehäuseanschlussdichtung 132 und die zweite Gehäuseanschlussdichtung 134 aus elastomeren Materialien hergestellt sein, die aufgrund von Scherbeanspruchungen einer Verschlechterung unterliegen. Da die Türanordnung 140 in einer geschlossenen Position einen engen Türspalt 150 enthält, ist der Bereich zwischen der ersten und der zweiten Tür 146, 148 relativ klein, was zu einem ziemlich glatten Verschieben über die erste Gehäuseöffnungsdichtung 132 und die zweite Gehäuseöffnungsdichtung 134 führt. Im Gegensatz dazu erfordern ähnliche Werkzeuge offene Löcher mit größeren Flächen, um über eine Elastomerdichtung verschoben zu werden, was möglicherweise einen Reibungseffekt auf die Dichtung hat. Dieser Reibungseffekt kann mit der Zeit die Integrität der Dichtung und die Funktionsfähigkeit des Werkzeugs beeinträchtigen.
Um das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 von der ersten geschlossenen Konfiguration in die zweite geschlossene Konfiguration zu überführen, wird ein erstes Objekt 204 auf dem Sitz 202 der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt. Wie hierin verwendet, kann das erste Objekt 204 eine beliebige Vorrichtung sein, die in ein Bohrloch zum Absetzen auf dem Sitz 202 fallen gelassen oder dort hinuntergepumpt wird, darunter unter anderem Bälle, Pfeile oder andere Objekte. In jedem Fall wird der Rohrstrang 42 unter Druck gesetzt und Druck wird durch den zentralen Durchgang 102 auf das erste Objekt 204 ausgeübt. Ein Druckaufbau bohrlochaufwärts von dem ersten Objekt 204 führt zu einer axialen Verschiebung der Türanordnung 140, der ersten Sitzanordnung 198 und des Innendorns 114. Anfänglich verursacht der Druckaufbau auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Objekts 204 ein Abscheren der Scherstifte 126 vom oberen Abschnitt 152 der ersten Tür 146, was es dem oberen Abschnitt 152 der ersten Tür 146 ermöglicht, den Zwischengehäuseabschnitt axial nach unten zu verschieben 118, bis eine äußere Schulter 206 des oberen Abschnitts 152 der ersten Tür 146 in den Zwischengehäusering 110 eingreift. Diese Bewegung ermöglicht, dass sich der Türspalt 150 in seiner engen Konfiguration über die erste Gehäuseanschlussdichtung 132 und den unteren Abschnitt 162 der zweiten Tür 148 bewegt, um in den Ring 172 des ersten Hülsenkragens 142 einzutreten. Sobald der obere Abschnitt 152 der ersten Tür 146 in den Zwischengehäusering 110 eingreift, lösen die Ansätze 154 die erste Dornnut 194a, so dass sich der innere Dorn 114 nach unten verschieben kann. Diese Abwärtsbewegung bewirkt, dass die radialen Öffnungen 190 in Richtung der radialen Anschlüsse 130 des Zwischengehäuseabschnitts 118 verschoben werden, die zweite Dornnut 194b in Richtung der Krone 168 des ersten Hülsenkragens 142 verschoben wird, die dritte Dornnut 194c in Richtung der Krone 168 des ersten Hülsenkragens 142 verschoben wird, die vierte Dornnut 194d weiter in die Krone 178 des zweiten Hülsenkragens 144 verschoben wird und die untere Dornschulter 196 in die Basis 174 des zweiten Hülsenkragens 144 verschoben wird. Das Eingreifen der Ansätze 160 in die zweite Dornnut 194b verhindert ein weiteres Verschieben des Innendorns 114 in dem zentralen Durchgang 102.
In 2C ist eine Abbildung des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 in einer offenen Konfiguration veranschaulicht. Um das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 zu öffnen, wird zusätzlicher Druck durch den Rohrstrang 42 und den zentralen Durchgang 102 auf das erste Objekt 204 ausgeübt. Dieser Druck führt zu einer nach unten gerichteten Kraft auf den Innendorn 114, wodurch der Innendorn 114 weiter in den zentralen Durchgang 102 verschoben wird, was zur radialen Ausrichtung der radialen Öffnungen 190 des Innendorns 114 und der radialen Anschlüsse 130 des Zwischengehäuseabschnitts 118 führt. In Ausführungsformen mit einer Lippe 200 greift die obere Lippe 200 der ersten Sitzanordnung 198 in den Innendorn 114 ein. Diese Abwärtsbewegung des Innendorns 114 bewirkt, dass die zweite Dornnut 194b in Eingriff kommt und eine Kraft auf die Ansätze 160 ausübt, die wiederum eine Abwärtskraft auf den oberen Abschnitt 158 und den unteren Abschnitt 162 der zweiten Tür 148 ausüben, was den unteren Abschnitt 162 der zweiten Tür 148 in den Ring 172 des ersten Hülsenkragens 142 verschiebt, bis dieser an der Schulter 170 innerhalb der Krone 168 des ersten Hülsenkragens 142 zu liegen kommt. Sobald der untere Abschnitt 162 der zweiten Tür 148 mit der Schulter 170 des ersten Hülsenkragens 142 in Eingriff steht, ist der Abstand des Türspalts 150 in voller Ausdehnung, wodurch die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 wirksam geöffnet und ein Fluidkommunikationsweg „F“ durch den Rohrstrang 42, den zentralen Durchgang 102, die radialen Öffnungen 190 und die radialen Anschlüsse 130 in dem Zwischengehäuseabschnitt 118 zum Ring 62 des Bohrlochs 20 bereitgestellt wird. Wenn die zweite Tür 148 in die Schulter 170 des ersten Hülsenkragens 142 eingegriffen hat, ist die vierte Dornnut 194d weiter in die Krone 178 des zweiten Hülsenkragens 144 übergegangen, und die untere Dornschulter 196 hat sich über die Ansätze 176 hinaus verschoben, was es den Ansätzen 176 ermöglicht, auf einen primären Außendurchmesser „OD“ des Außenprofils 192 des Innendorns 114 zu kollabieren. Dieser primäre Außendurchmesser „OD“ ist am Außenprofil 192 zwischen dem oberen Ende 184 und der unteren Dornschulter 196 des Innendorns 114 definiert. Diese Konfiguration verhindert eine unerwünschte Aufwärtsbewegung des Innendorns 114, der die Türanordnung 140 schließen und den Fluidkommunikationsweg „F“ blockieren würde, da der Eingriff der Ansätze 176 und der unteren Dornschulter 196 eine Aufwärtsverschiebung des Innendorns 114 verhindert.
Wie vorstehend erörtert, kann, wenn sich das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 in einer offenen Konfiguration befindet, die zweite Phase des Zementierungsauftrags mit einem einzigen Durchgang implementiert werden. Sobald die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 geöffnet ist, kann der Druck in dem Rohrstrang 42 erhöht werden, um das erste Objekt 204 aus der ersten Sitzanordnung 198 zu extrudieren. Anschließend wird Zement vom Zementierungskopf 16 durch den Rohrstrang 42 und in das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 eingespritzt. Wie unter Bezugnahme auf 1 erörtert, dienen die abgedichtete Schwimmeranordnung 54 und das zuvor in den Futterrohrstrang 52 gepumpte Beobachtungsfluid 66 als Barriere, die den Zement zwingt, sich durch die radialen Anschlüsse 130 des Zwischengehäuseabschnitts 118 und nach unten in den Ring 62 des Bohrlochs 20 zu bewegen.
In einer alternativen Ausführungsform, wie in 2D abgebildet, umfasst das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 eine zweite Sitzanordnung 208 mit einem Sitz 210, der am unteren Ende 186 des Innendorns 114 angeordnet ist. Mit Ausnahme der zweiten Sitzanordnung 208 enthält diese alternative Ausführungsform des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 die gleichen Merkmale, wie sie zuvor mit Bezug auf die 2A-2C beschrieben wurden. Im Betrieb wird, sobald die Türanordnung 140 des Bohrlochkommunikationswerkzeugs 46 geöffnet worden ist, das erste Objekt 204 aus der ersten Sitzanordnung 198 extrudiert und in der zweiten Sitzanordnung 208 abgesetzt. Anstelle des Beobachtungsfluids 66, das den Zement daran hindert, in den Futterrohrstrang 52 zu gelangen, wird die zweite Sitzanordnung 208 zusammen mit dem darin abgesetzten ersten Objekt 204 als Barriere verwendet, die den Zement zwingt, sich durch die Vielzahl von radialen Anschlüsse 130 des Zwischengehäuseabschnitts 118 und nach unten in den Ring 62 des Bohrlochs 20 zu bewegen. Sobald der sekundäre Zementierungsvorgang abgeschlossen ist, wird in bestimmten Ausführungsformen der Druck durch den Rohrstrang 42 und in dem zentralen Durchgang 102 erhöht, um das erste Objekt 204 aus der zweiten Sitzanordnung 208 zu extrudieren.
2E zeigt eine Querschnittsansicht eines Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46, das nach dem Abschluss des Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang geschlossen wurde, gemäß einer oder mehreren veranschaulichenden Ausführungsformen. Um das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 zu schließen, wird ein zweites Objekt 212, das in bestimmten Ausführungsformen größer als das erste Objekt 204 sein kann, in dem Objektsitz 202 der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt. Der Rohrstrang 42 wird wieder unter Druck gesetzt und Druck wird durch den zentralen Durchgang 102 auf das zweite Objekt 212 ausgeübt. Der Druck bohrlochaufwärts an dem zweiten Objekt 212 führt zu einem Abscheren der zweiten Scherstifte 128 von dem Zwischengehäusering 110, was die Abwärtsbewegung des Zwischengehäuseringes 110 verursacht. Diese Bewegung ermöglicht es dem unteren Abschnitt 156 der ersten Tür 146, sich über die Vielzahl von radialen Anschlüsse 130 des Zwischengehäuseabschnitts 118 zu bewegen, bis sie mit dem oberen Abschnitt 158 der zweiten Tür 148 zusammenpassen, wodurch der schmale Türspalt 150 der Türanordnung 140 zwischen den mehreren radialen Anschlüssen 130 und der zweiten Gehäuseanschlussdichtung 134 gebildet wird und die Türanordnung 140 wirksam geschlossen wird.
Das Abscheren der zweiten Scherstifte 128 von dem Zwischengehäusering 110 führt auch zu einer weiteren Abwärtsverschiebung der ersten Sitzanordnung 198 und des Innendorns 114 in dem zentralen Durchgang 102. Der Druck, der gegen das zweite Objekt 212 aufgebaut wird, bewirkt, dass die erste Sitzanordnung 198 eine nach unten gerichtete Kraft auf den inneren Dorn 114 ausübt, wie etwa über die obere Lippe 200. Diese Kraft bewirkt, dass die zweite Dornnut 194b die Ansätze 160 in der zweiten Tür 148 außer Eingriff bringt, wodurch die Ansätze 160 in radialer Richtung in Richtung der Krone 168 des ersten Hülsenkragens 142 gedrückt werden und eine weitere Abwärtsverschiebung der zweiten Dornnut 194b, der dritten Dornnut 194c, der vierten Dornnut 194d und der unteren Dornschulter 196 ermöglicht wird. Diese weitere Abwärtsverschiebung führt zu Zusammenfallen und Sitzen der Ansätze 166 in der dritten Dornnut 194c. Zusätzlich bewirkt diese Verschiebung, dass sich die vierte Dornnut 194d weiter innerhalb der Krone 178 des zweiten Hülsenkragens 144 bewegt und die untere Dornschulter 196 außerhalb des zweiten Hülsenkragens 144 positioniert wird.
2F zeigt eine Querschnittsansicht des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46, sobald dieses nach dem Abschluss des Bohrlochzementierungsvorgangs mit einem Durchgang abgedichtet wurde. Um die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 abzudichten, wird zusätzlicher Druck auf das zweite Objekt 212 ausgeübt, das zuvor in dem Objektsitz 202 der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt wurde. Dieser Druck bewirkt, dass die erste Sitzanordnung 198 eine nach unten gerichtete Kraft auf die erste Tür 146 und den Innendorn 114 ausübt, beispielsweise über die obere Lippe 200. Diese nach unten gerichtete Kraft bewirkt, dass der obere Abschnitt 152 der ersten Tür 146 den Zwischengehäusering 110 nach unten drückt, bis er in den Zwischengehäuseringanschlag 112 eingreift, was ferner zur Verschiebung des schmalen Türspalts 150 über die zweite Gehäuseanschlussdichtung 134 und die Verschiebung der Basis 164 des ersten Hülsenkragens 142 in die Krone 178 des zweiten Hülsenkragens 144 führt. Die Verschiebung der Basis 164 des ersten Hülsenkragens 142 in die Krone 178 des zweiten Hülsenkragens 144 wird ferner ermöglicht, indem die Ansätze 166 in der dritten Dornnut 194c sitzen, wie dies in Bezug auf 2E beschrieben ist. Zusätzlich führt die oben beschriebene Abwärtskraft dazu, dass sich der Innendorn 114 weiter in dem zentralen Durchgang 102 verschiebt, was das Einsetzen der Ansätze 176 in die vierte Dornnut 194d ermöglicht.
Sobald das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 abgedichtet worden ist, kann in bestimmten Ausführungsformen ein weiterer Druck auf das zweite Objekt 212 ausgeübt werden, um es aus der ersten Sitzanordnung 198 zu extrudieren. Das zweite Objekt 212 kann extrudiert und verwendet werden, um eine beliebige Anzahl von Werkzeugen an dem Rohrstrang 42 stromabwärts zu betätigen. Beispielsweise kann das zweite Objekt 212 in dem Führungswerkzeug für das Futterrohrstrangaufhängesystem 48 zur Verwendung beim Einstellen des aufweitbaren Futterrohrstrangaufhängesystems 50, wie in Bezug auf 1 beschrieben, abgesetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Durchführen eines Zementierungsvorgangs mit einem einzigen Durchgang in dem Bohrloch 20 beschrieben. Obwohl der Zementierungsvorgang nicht auf bestimmte Stellen in dem Bohrloch 20 beschränkt sein muss, können in einer oder mehreren Ausführungsformen die Vorgänge über und unter einer Kohlenwasserstoffzone 22 während des Baus des Bohrlochs 20 unter Verwendung des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 durchgeführt werden.
Das Verfahren 300 beginnt in Schritt 302, indem ein Rohrstrang 42, der Segmente des Bohrrohrs 44, ein geschlossenes Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 und eine Schwimmeranordnung 54 umfasst, in das Bohrloch 20 geführt wird, das durch eine Kohlenwasserstoffzone 22 gebohrt wurde. Der Rohrstrang kann auch ein Führungswerkzeug für das Futterrohrstrangaufhängesystem 48, ein aufweitbares Futterrohrstrangaufhängesystem 50 und ein Futterrohrstrang 52 sein. In bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens ist das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 an einer ersten Stelle im Bohrloch 20 positioniert. Die erste Stelle ist von einer zweiten Stelle beabstandet, die stromabwärts oder im Bohrloch der ersten Stelle liegt. In bevorzugten Ausführungsformen befindet sich, wenn sich das Fluidkommunikationswerkzeug 46 an der ersten Stelle befindet, die Schwimmeranordnung 54 an der zweiten Stelle, die dem Boden 40 des Bohrlochs 20 benachbart sein kann. Die erste Stelle kann sich über der Kohlenwasserstoffzone 22 befinden und die Schwimmeranordnung 54 ist an der zweiten Stelle positioniert, nämlich an einer Position unter der Kohlenwasserstoffzone 22. In anderen Ausführungsformen kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 wie gewünscht irgendwo entlang eines Bohrlochs 20 positioniert sein. Allgemeiner muss das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46, wie es hier beschrieben ist, nicht nur bei Zementierungsvorgängen verwendet werden, sondern kann bei allen Vorgängen verwendet werden, bei denen es wünschenswert ist, eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren des Rohrstrangs 42 und einem Ring 62 um den Rohrstrang 42 herzustellen.
Nachdem der Rohrstrang 42 in dem Bohrloch 20 an der ersten Stelle positioniert worden ist, wird in Schritt 304 ein primärer Zementierungsvorgang an der zweiten Stelle durchgeführt, indem Zementierungsfluide durch den Rohrstrang 42 zu einer Stelle unterhalb der Kohlenwasserstoffzone 22 geleitet werden. Der primäre Zementierungsvorgang beginnt unter Verwendung einer Zementpumpe 28, um Zement in einen Zementierungskopf 16, der an der Oberfläche 14 angeordnet ist, auszutragen. Der Zementierungskopf 16 spritzt den Zement durch den rohrförmigen Strang 42 ein, wo er durch einen Führungsschuh 60 der Schwimmeranordnung 54 auf den Bohrlochboden 40 austritt. Das Einspritzen von Zement in den Rohrstrang 42 wird beendet, wenn der gewünschte Bereich des Bohrlochs 20 unter der Kohlenwasserstoffzone 22 mit Zement gefüllt ist. Danach kann in Ausführungsformen ein Abstreifstopfen durch den Rohrstrang 42 eingesetzt werden, um jeglichen verbleibenden Zement zu entfernen, bis er in einem Schwimmerkragen 56 der Schwimmerbaugruppe 54 zum Stillstand kommt, wodurch der Boden des Futterrohres 52 effektiv abgedichtet wird. In einigen Ausführungsformen wird ein Volumen eines Beobachtungsfluids 66 durch den Rohrstrang 42 eingespritzt, um das Futterrohr 52 zu füllen.
In Schritt 306 wird eine Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 zum Ring 62 des Bohrlochs 20 geöffnet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 ein Gehäuse 100, das einen zentralen Durchgang 102 enthält, wobei das Gehäuse 100 einen oder mehrere radiale Anschlüsse 130 umfasst, die die Fluidkommunikation zwischen dem zentralen Durchgang 102 und einer Stelle außerhalb des Gehäuses 100, wie etwa dem Ring 62 des Bohrlochs 20, ermöglichen. Das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 ist entlang des zentralen Durchgangs 102 angeordnet und umfasst ferner eine Dichtungsanordnung 106; eine äußere Hülsenbaugruppe 108 mit einer Türbaugruppe 140, die so betätigbar ist, dass sie in einer geschlossenen Position über die Dichtungsbaugruppe 106 bewegt werden kann, und einer Vielzahl von Ansätzen (154, 160, 166 und 176); einen Innendorn 114 mit einer oder mehreren radialen Öffnungen 190 und einer Vielzahl von Nuten 194a - 194d; und eine erste Sitzanordnung 198, die in der äußeren Hülsenanordnung 108 angeordnet und mit dem inneren Dorn 114 gekoppelt ist.
Um das Öffnen der Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 einzuleiten, muss das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 von einer ersten geschlossenen Konfiguration in eine zweite geschlossene Konfiguration überführt werden. In der ersten geschlossenen Konfiguration des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 stoßen die Türen 146, 148 aneinander oder sind im Wesentlichen nahe beieinander, so dass der Türspalt 150 in seiner engen Konfiguration ist und eine Bewegung der Türanordnung 140 relativ zu dem Gehäuse 100 durch einen ersten lösbaren Verriegelungsmechanismus, wie etwa einen Scherstift 126, verhindert wird. Um den Übergang zu beginnen, wird ein erstes Objekt 204 in der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt und ein erster Druck wird über den Rohrstrang 42 und den zentralen Durchgang 102 auf das erste Objekt 204 ausgeübt. In bestimmten Ausführungsformen kann das erste Objekt 204 von der Oberfläche fallen gelassen oder gepumpt werden; es ist jedoch vorgesehen, dass das erste Objekt 204 auch von einer Stelle im Bohrloch aus unter Verwendung eines Werkzeugs zum Fallenlassen von Objekten (nicht gezeigt), das entlang des Rohrstrangs 42 angeordnet ist, entfaltet werden kann.
Nichtsdestotrotz bewirkt der auf das erste Objekt 204 ausgeübte Druck, dass der erste lösbare Verriegelungsmechanismus, d. h. die ersten Scherstifte 126, scheren. Die fortgesetzte Abwärtskraft, die auf die geschlossene Türbaugruppe 140 ausgeübt wird, bewirkt, dass die geschlossene Türbaugruppe 140 und insbesondere die erste und die zweite Tür 146, 148 in ihrer anliegenden Position gemeinsam in eine axiale Richtung nach unten verschoben werden, bis die äußere Hülse 108 mit dem Zwischengehäusering 110 in Eingriff kommt. Insbesondere wird der erste Scherstift 126 so ausgewählt, dass er beim Aufbringen einer ersten Kraft, die durch den ersten Druck ausgeübt wird, schert. In jedem Fall führt die axiale Bewegung der Türanordnung 140 dazu, dass der Türspalt 150 in seiner engen Konfiguration, d. h. wenn die Türen 146, 148 aneinander anliegen oder im Wesentlichen nahe beieinander liegen, über eine erste Gehäuseöffnungsdichtung 132 der Dichtungsanordnung 106 verschoben wird. Mit anderen Worten, die Türen 146, 148 verschieben sich gemeinsam oder bewegen sich gemeinsam, und der Türspalt 150 verläuft über die erste Gehäuseöffnungsdichtung 132. Da sich die Türen 146, 148 in einer geschlossenen Position gemeinsam verschieben, wird eine Beschädigung der ersten Gehäuseöffnungsdichtung 132 durch den Türspalt 150 minimiert. Sobald dies auftritt, werden die Ansätze 154 in der geschlossenen Türanordnung 140 von der ersten Dornnut 194a des Innendorns 114 gelöst, was die weitere Abwärtsverschiebung des Innendorns 114 und der ersten Sitzanordnung 198 in den zentralen Durchgang 102 ermöglicht.
Um die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 zu öffnen, wird ein zweiter Druck, der höher, niedriger oder gleich dem ersten Druck sein kann, auf das ersten Objekt 204 ausgeübt, wodurch bewirkt wird, dass die erste Sitzanordnung 198 eine nach unten gerichtete Kraft auf den Innendorn 114 ausübt. Unter dieser Kraft wird der Innendorn 114 weiter entlang des zentralen Durchgangs 102 in eine Position verschoben, in der die Öffnungen 190 des Innendorns 114 mit den radialen Öffnungen 130 des Gehäuses 100 ausgerichtet sind. Diese Abwärtsbewegung des Innendorns 114 bewirkt auch, dass die zweite Dornnut 194b in die Ansätze 160 der Türanordnung 140 eingreift und eine Kraft auf diese ausübt, die wiederum eine axiale Abwärtskraft auf die zweite Tür 148 ausübt und die zweite Tür 148 dazu veranlasst, sich nach unten zu verschieben, wobei einzeln von der ersten Tür 146 weg verschoben wird. Insbesondere wird die zweite Tür 148 in den Ring 172 des ersten Hülsenkragens 142 verschoben, wodurch der Türspalt 150 erweitert wird, wodurch die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 wirksam geöffnet wird und ein Fluidkommunikationsweg „F“ zwischen dem Rohrstrang 42, dem zentralen Durchgang 102, den radialen Öffnungen 190 im Innendorn 114 und den radialen Anschlüssen 130 im Gehäuse 100 zu dem Ring 62 des Bohrlochs 20 bereitgestellt wird. In einer oder mehreren Ausführungsformen erfolgt unter Anlegen des zweiten Drucks die Verschiebung des Innendorns 114 und der zweiten Tür 148 in diesem Schritt gleichzeitig, sodass der Anschluss 130 und die Öffnung 190 ausgerichtet sind, während sich die zweite Tür 148 gleichzeitig einzeln von der ersten Tür 146 verschiebt oder weg bewegt. Wie vorstehend erörtert, kann der zweite Druck größer als, gleich oder kleiner als der erste Druck sein, wobei es sich versteht, dass sich der Innendorn 114 nach dem Abscheren des Stifts 126 unter Anwendung eines geringeren Drucks als zum Abscheren des Stifts 126 erforderlich verschieben kann.
Sobald sich das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 in einer offenen Konfiguration befindet, kann in Schritt 308 ein sekundärer Zementierungsvorgang durch das geöffnete Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 über der Kohlenwasserstoffzone 22 oder die Stelle des primären Zementierungsvorgangs durchgeführt werden, indem Zementierungsfluide durch die ausgerichtete Öffnung 190 und den Anschluss 130 geleitet werden, um Zementierungsfluide an den Ring um das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 zu liefern. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird, um den sekundären Zementierungsvorgang zu beginnen, der Druck in dem Rohrstrang 42 erhöht, um das abgesetzte erste Objekt 204 von der ersten Sitzanordnung 198 anzutreiben oder auf andere Weise zu extrudieren. Anschließend wird Zement vom Zementierungskopf 16 durch den Rohrstrang 42 und in das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 eingespritzt. Wie unter Bezugnahme auf Schritt 302 erörtert, dienen die abgedichtete Schwimmeranordnung 54 und das zuvor durch den Rohrstrang 42 und in den Futterrohrstrang 52 gepumpte Beobachtungsfluid 66 als Barriere, die den Zement zwingt, sich durch die radialen Anschlüsse 130 des Gehäuses 100 und nach unten in den Ring 62 des Bohrlochs 20 zu bewegen.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 eine zweite Sitzanordnung 208, die am unteren Ende 186 des Innendorns 114 angeordnet ist. Mit Ausnahme der zweiten Sitzanordnung 208 enthält diese alternative Ausführungsform des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 die gleichen Merkmale, wie sie zuvor mit Bezug auf die Schritte 302-306 beschrieben wurden. Im Betrieb wird, sobald die Türanordnung 140 des Bohrlochkommunikationswerkzeugs 46 geöffnet worden ist, das erste Objekt 204 von der ersten Sitzanordnung 198 extrudiert und in der zweiten Sitzanordnung 208 abgesetzt. Anstelle des Beobachtungsfluids 66, das den Zement daran hindert, in den Futterrohrstrang 52 zu gelangen, wird die zweite Sitzanordnung 208 zusammen mit dem darin abgesetzten ersten Objekt 204 dazu verwendet, den Zement zu zwingt, sich durch radialen Anschlüsse 130 des Zwischengehäuseabschnitts 118 und nach unten in den Ring 62 des Bohrlochs 20 zu bewegen.
In Schritt 310 wird das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 zum Ring 62 des Bohrlochs 20 geschlossen. Um das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 zu schließen, wird ein zweites Objekt 212, das in bestimmten Ausführungsformen größer als das erste Objekt 204 ist, in der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt. Der Rohrstrang 42 wird wieder unter Druck gesetzt und Druck wird durch den zentralen Durchgang 102 auf das zweite Objekt 212 ausgeübt. Der Druck bohrlochaufwärts an dem zweiten Objekt 212 führt zu einem Abscheren der zweiten Scherstifte 128 von dem Zwischengehäusering 110, was die Abwärtsbewegung des Zwischengehäuseringes 110 verursacht, die es der ersten Tür 146 ermöglicht, sich über die Vielzahl von radialen Anschlüsse 130 des Gehäuses 100 zu bewegen, bis sie mit der zweiten Tür 148 zusammenpassen, wodurch der Türspalt 150 in eine „enge“ Konfiguration angetrieben wird und der Türspalt 150 der Türanordnung 140 zwischen den radialen Anschlüssen 130 und der zweiten Gehäuseanschlussdichtung 134 gebildet wird und die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 wirksam geschlossen wird.
In Schritt 312 wird das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 abgedichtet. Um die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 abzudichten, wird zusätzlicher Druck auf das zweite Objekt 212 ausgeübt, das zuvor in der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt wurde. Dieser Druck bewirkt, dass die erste Sitzanordnung 198 eine nach unten gerichtete Kraft auf die erste Tür 146 und den inneren Dorn 114 ausübt. In bestimmten Ausführungsformen wird die nach unten gerichtete Kraft über eine obere Lippe 200 der Sitzanordnung 198 übertragen. Diese nach unten gerichtete Kraft bewirkt, dass die erste Tür 146 den Zwischengehäusering 110 nach unten drückt, bis er in den Zwischengehäuseringanschlag 112 eingreift, was ferner zur Verschiebung des schmalen Türspalts 150 über die zweite Gehäuseanschlussdichtung 134 und die Verschiebung des ersten Hülsenkragens 142 in den zweiten Hülsenkragen 144 führt, was die Türanordnung des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 wirksam abdichtet.
Schließlich kann in Schritt 314, sobald das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug abgedichtet ist, in bestimmten Ausführungsformen das aufweitbare Futterrohrstrangaufhängesystem 50 in das Bohrloch 20 eingesetzt werden. Um das aufweitbare Futterrohrstrangaufhängesystem Aufhänger 50 einzustellen, kann durch den Rohrstrang 42 und den zentralen Durchgang 102 weiterer Druck auf das zweite Objekt 212 ausgeübt werden, um es aus der ersten Sitzanordnung 198 zu extrudieren oder auf andere Weise anzutreiben. Das zweite Objekt 212 kann dann in dem Führungswerkzeug für das Futterrohrstrangaufhängesystem 48 zur Verwendung beim Einstellen des aufweitbaren Futterrohrstrangaufhängesystems 50 innerhalb des Bohrlochs 20 abgesetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Ablaufdiagramm beschrieben, das ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Herstellen von Fluidkommunikation zwischen einem Rohrstrang 42 und einem Bohrloch 20 veranschaulicht.
Das Verfahren 400 beginnt in Schritt 402 durch Positionieren eines Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 in einem Bohrloch 20. In bestimmten Ausführungsformen kann dies erreicht werden, indem ein Rohrstrang 42, der Segmente des Bohrrohrs 44 und ein Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 umfasst, in einer ersten geschlossenen Konfiguration in das Bohrloch 20 geführt wird. In der ersten geschlossenen Konfiguration des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 stoßen die Türen 146, 148 aneinander oder sind im Wesentlichen nahe beieinander, so dass der Türspalt 150 in seiner engen Konfiguration ist und eine Bewegung der Türanordnung 140 relativ zu dem Gehäuse 100 durch einen ersten lösbaren Verriegelungsmechanismus, wie etwa einen Scherstift 126, verhindert wird. Abhängig vom Umfang des Untertagebetriebs kann das geschlossene Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 an einer beliebigen Stelle entlang des Rohrstrangs 42, an der eine Fluidkommunikation mit dem Bohrloch 20 gewünscht wird, angeordnet werden.
In Schritt 404 wird ein erster Druck auf das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 ausgeübt, um gemeinsam eine im Wesentlichen aneinanderstoßende erste und zweite Tür 146, 148 des Werkzeugs über eine erste Gehäuseöffnungsdichtung 132 zu verschieben. Sobald das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 an einer gewünschten Stelle innerhalb des Bohrlochs 20 positioniert ist, wird ein erstes Objekt 204 in der ersten Sitzanordnung 198 abgesetzt und Druck wird über den rohrförmigen Faden 42 und den zentralen Durchgang 102 gegen das erste Objekt 204 ausgeübt. In bestimmten Ausführungsformen kann das erste Objekt 204 von der Oberfläche fallen gelassen oder gepumpt werden; es ist jedoch vorgesehen, dass das erste Objekt 204 auch von einer Stelle im Bohrloch aus unter Verwendung eines Werkzeugs zum Fallenlassen von Objekten (nicht gezeigt), das entlang des Rohrstrangs 42 angeordnet ist, entfaltet werden kann.
Nichtsdestotrotz bewirkt der auf das erste Objekt 204 ausgeübte Druck, dass der erste lösbare Verriegelungsmechanismus, d. h. die Scherstifte 126, scheren. Die fortgesetzte Abwärtskraft, die auf die geschlossene Türbaugruppe 140 ausgeübt wird, bewirkt, dass die geschlossene Türbaugruppe 140 und insbesondere die erste und die zweite Tür 146, 148 in ihrer anliegenden Position gemeinsam in eine axiale Richtung nach unten verschoben werden, bis die äußere Hülse 108 mit dem Zwischengehäusering 110 in Eingriff kommt. Insbesondere wird der erste Scherstift 126 so ausgewählt, dass er beim Aufbringen einer ersten Kraft, die durch den ersten Druck ausgeübt wird, schert. In jedem Fall führt die axiale Bewegung der Türanordnung 140 dazu, dass der Türspalt 150 in seiner engen Konfiguration, d. h. wenn die Türen 146, 148 aneinander anliegen oder im Wesentlichen nahe beieinander liegen, über die erste Gehäuseöffnungsdichtung 132 der Dichtungsanordnung 106 verschoben wird. Mit anderen Worten, die Türen 146, 148 verschieben sich gemeinsam oder bewegen sich gemeinsam, und der Türspalt 150 verläuft über die Dichtung 132. Da sich die Türen 146, 148 in einer geschlossenen Position gemeinsam verschieben, wird eine Beschädigung der ersten Gehäuseöffnungsdichtung 132 durch den Türspalt 150 minimiert. Sobald dies auftritt, werden die Ansätze 154 in der geschlossenen Türanordnung 140 von der ersten Dornnut 194a des Innendorns 114 gelöst, was die weitere Abwärtsverschiebung des Innendorns 114 und der ersten Sitzanordnung 198 in den zentralen Durchgang 102 ermöglicht.
In Schritt 406 wird das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 zum Ring 62 des Bohrlochs 20 hin geöffnet, indem ein zweiter Druck auf das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 ausgeübt wird, um zumindest einen radialen Anschluss 130 mit zumindest einer inneren Öffnung 190 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug 46 auszurichten und um die zweite Tür 148 von der ersten Tür 146 weg zu bewegen, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen dem radialen Anschluss 130, der inneren Öffnung 190 und dem Ring 62 des Bohrlochs 20 hergestellt wird.
Um diesen Prozess wie vorstehend beschrieben zu beginnen, wird der zweite Druck, der höher, niedriger oder gleich dem ersten Druck sein kann, auf das ersten Objekt 204 ausgeübt, wodurch bewirkt wird, dass die erste Sitzanordnung 198 eine nach unten gerichtete Kraft auf den Innendorn 114 ausübt. Unter dieser Kraft wird der Innendorn 114 weiter entlang des zentralen Durchgangs 102 in eine Position verschoben, in der die Öffnungen 190 des Innendorns 114 mit den radialen Öffnungen 130 des Gehäuses 100 ausgerichtet sind. Diese Abwärtsbewegung des Innendorns 114 bewirkt auch, dass die zweite Dornnut 194b in die Ansätze 160 der Türanordnung 140 eingreift und eine Kraft auf diese ausübt, die wiederum eine axiale Abwärtskraft auf die zweite Tür 148 ausübt und die zweite Tür 148 dazu veranlasst, sich nach unten zu verschieben, wobei einzeln von der ersten Tür 146 weg verschoben wird. Insbesondere wird die zweite Tür 148 in den Ring 172 des ersten Hülsenkragens 142 verschoben, wodurch der Türspalt 150 erweitert wird, wodurch die Türanordnung 140 des Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs 46 wirksam geöffnet wird und ein Fluidkommunikationsweg „F“ zwischen dem Rohrstrang 42, dem zentralen Durchgang 102, den radialen Öffnungen 190 im Innendorn 114 und den radialen Anschlüssen 130 im Gehäuse 100 zu dem Ring 62 des Bohrlochs 20 bereitgestellt wird. In einer oder mehreren Ausführungsformen erfolgt unter Anlegen des zweiten Drucks die Verschiebung des Innendorns 114 und der zweiten Tür 148 in diesem Schritt gleichzeitig, sodass der Anschluss 130 und die Öffnung 190 ausgerichtet sind, während sich die zweite Tür 148 gleichzeitig einzeln von der ersten Tür 146 verschiebt oder weg bewegt. Wie zuvor erörtert, kann der zweite Druck größer als, gleich oder kleiner als der erste Druck sein, wobei es sich versteht, dass sich der Innendorn 114 nach dem Abscheren des Stifts 126 unter Anwendung eines geringeren Drucks als zum Abscheren des Stifts 126 erforderlich verschieben kann.
Somit wird ein Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug beschrieben. Ausführungsformen des Werkzeugs können ein Gehäuse mit einem zentralen Durchgang dort hindurch entlang einer Längsachse, wobei das Gehäuse zumindest einen radialen Anschluss umfasst; eine Dichtungsanordnung, die entlang des zentralen Durchlasses und benachbart zu dem radialen Anschluss angeordnet ist; eine äußere Hülsenanordnung, die innerhalb des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs angeordnet ist, wobei die Hülsenanordnung eine erste und eine zweite Tür aufweist, die aneinander angrenzen, um einen Türspalt zu definieren, wobei der Türspalt anfänglich stromaufwärts von der Dichtungsanordnung positioniert ist; einen inneren Dorn mit einer radialen Öffnung, wobei der Innendorn betätigbar ist, um selektiv mit der Außenhülsenanordnung durch eine Vielzahl von Nuten und einer unteren Dornschulter in Eingriff zu kommen, die an einem Außenprofil des Innendorns angeordnet sind; und eine erste Sitzanordnung, die in der äußeren Hülsenanordnung angeordnet und mit dem inneren Dorn gekoppelt ist.
Bei der vorstehenden Ausführungsform kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug ferner ein beliebiges der folgenden Elemente, allein oder in Kombination miteinander, beinhalten:

einen Gehäusezwischenring, der lösbar am Gehäuse befestigt und von einer an der Außenhülse definierten Schulter beabstandet ist.
einen ersten lösbaren Verriegelungsmechanismus, der dazu angeordnet ist, das Gehäuse und die äußere Hülse miteinander zu verriegeln, und einen zweiten lösbaren Verriegelungsmechanismus, der dazu angeordnet ist, den Zwischengehäusering mit dem Gehäuse zu verriegeln.

Die Dichtungsanordnung, ferner umfassend eine erste Gehäuseöffnungsdichtung und eine zweite Gehäuseöffnungsdichtung, die an gegenüberliegenden Seiten der radialen Öffnung angeordnet sind.
die äußere Hülsenanordnung, ferner umfassend einen ersten Hülsenkragen und einen zweiten Hülsenkragen, die unter der ersten Tür und der zweiten Tür positioniert sind. den zweiten Ärmelbund, befestigt am Gehäuse.
Den ersten Hülsenkragen, verschiebbar um den Innendorn unter der zweiten Tür und über dem zweiten Hülsenkragen angeordnet.
die äußere Hülsenanordnung, ferner umfassend mehrere Ansätze, die betätigbar sind, um selektiv in die mehreren Nuten und die untere Dornschulter des inneren Dorns einzugreifen.
eine zweite Sitzanordnung, angeordnet innerhalb des Innendorns nahe der unteren Dornschulter.
Zusätzlich wird hierin eine alternative Ausführungsform eines Bohrloch-Fluidkommunikationswerkzeugs beschrieben. Eine derartige Ausführungsform kann ein Gehäuse beinhalten, aufweisend einen zentralen Durchgang, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende verläuft und entlang einer Längsachse definiert ist, das Gehäuse beinhaltend zumindest einen radialen Anschluss; eine Dichtungsanordnung, die entlang des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs zwischen dem radialen Anschluss und dem ersten Ende des Gehäuses angeordnet ist; eine äußere Hülsenanordnung, die innerhalb des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs angeordnet ist, wobei die Hülsenanordnung eine erste und eine zweite Tür aufweist, die aneinander angrenzen, um einen Türspalt zu definieren, wobei der Türspalt zwischen der Dichtungsanordnung und dem ersten Ende des Gehäuses positioniert ist, wenn sich die erste und die zweite Tür in einer ersten geschlossenen Position befinden; einen Innendorn mit einer radialen Öffnung, wobei der Innendorn innerhalb der äußeren Hülsenanordnung angeordnet ist, sodass die radiale Öffnung dem Türspalt benachbart ist, wobei der Innendorn eine Vielzahl von darin definierten Nuten aufweist; einen ersten lösbaren Befestigungsmechanismus, der von der Außenhülsenanordnung aus verläuft, um in eine Nut des Innendorns einzugreifen, um den Innendorn an der Außenhülsenanordnung in der ersten Position zu befestigen; und eine erste Sitzanordnung, die in der äußeren Hülsenanordnung angeordnet und mit dem inneren Dorn gekoppelt ist, wobei die äußere Hülsenanordnung und der innere Dorn innerhalb des Gehäuses in eine zweite Position verschiebbar sind, wenn der erste lösbare Verriegelungsmechanismus freigegeben wird.
Bei der vorstehenden Ausführungsform kann das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug ferner ein beliebiges der folgenden Elemente, allein oder in Kombination miteinander, beinhalten:

Die Außenhülsenanordnung beinhaltet eine Schulter und das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug umfasst ferner einen Zwischengehäusering, der an dem Gehäuse durch einen zweiten lösbaren Verriegelungsmechanismus befestigt ist, wobei der Gehäusering von der Außenhülsenschulter beabstandet ist, wenn sich das Werkzeug in der ersten Position befindet.
Der erste lösbare Verriegelungsmechanismus ist ein Scherstift.
Eine Dichtungsanordnung ist entlang des Gehäuses an gegenüberliegenden Seiten des radialen Anschlusses angeordnet.
Die äußere Hülsenanordnung beinhaltet ferner einen ersten Hülsenkragen und einen zweiten Hülsenkragen, die unter der ersten Tür und der zweiten Tür positioniert sind. Somit wird hierin ein Verfahren zum Durchführen von Zementierungsvorgängen in einem Bohrloch beschrieben, wobei das Verfahren Positionieren eines Zementierungswerkzeugs in einem Bohrloch an einer ersten Stelle, die von einer zweiten Stelle beabstandet ist, die stromabwärts von der ersten Stelle angeordnet ist; nach den Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle, Ausüben eines ersten Drucks auf das Zementierungswerkzeug, um gemeinsam eine im Wesentlichen aneinanderstoßende erste und zweite Tür über eine Dichtung des Zementierungswerkzeugs hinweg zu verschieben; Anwenden eines zweiten Drucks auf das Zementierungswerkzeug, um (i) eine Öffnung des Zementierungswerkzeugs mit einem Anschluss des Zementierungswerkzeugs auszurichten und (ii) die zweite Tür einzeln von der ersten Tür weg zu verschieben, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen der Öffnung und dem Anschluss hergestellt wird; und Durchführen von Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle.

Bei der vorstehenden Ausführungsform kann das Verfahren einen beliebigen der folgenden Schritte, allein oder in Kombination miteinander, beinhalten:

Das Durchführen von Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle umfasst das Leiten von Zementierungsfluiden durch die ausgerichtete Öffnung und Öffnung, um Zementierungsfluide an einen Ring um das Zementierungswerkzeug zu liefern.

Das Ausüben des ersten Drucks durch Absetzen eines Objekts auf einem Sitz im Zementierungswerkzeug und Ausüben von Druck auf das Objekt, bis ein Schermechanismus platzt und die erste und die zweite Tür gemeinsam verschoben werden können.
Das Durchführen von Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle umfasst das Treiben des abgesetzten Objekts von einem Sitz und das Leiten von Zementierungsfluiden durch den Sitz zu der ausgerichteten Öffnung und Öffnung.
Somit wird hierin ein Verfahren zum Herstellen einer Fluidkommunikation in einem Bohrloch beschrieben, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Positionieren eines Bohrloch-Fluidkommunikationswerkzeugs in einem Bohrloch;
Ausüben eines ersten Drucks auf das Werkzeug, um gemeinsam eine im Wesentlichen aneinanderstoßende erste und zweite Tür des Werkzeugs über eine Dichtung zu verschieben; und Anwenden eines zweiten Drucks auf das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug, um (i) eine äußere Öffnung des Werkzeugs mit einem inneren Anschluss des Werkzeugs auszurichten und (ii) die zweite Tür von der ersten Tür wegzubewegen, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen der Öffnung und dem Anschluss hergestellt wird.
Für die vorstehende Ausführungsform kann das Verfahren den folgenden Schritt beinhalten:

Aufbringen des ersten Drucks durch Absetzen eines Objekts auf einem Sitz des Werkzeugs und Aufbringen des ersten Drucks auf das Objekt, bis ein Scherstift die erste und die zweite Tür aus einer ersten geschlossenen Position freigibt, so dass die Türen gemeinsam in eine zweite geschlossene Position übergehen können.

Die obengenannten konkreten Ausführungsbeispiele sollen den Umfang der Ansprüche nicht einschränken. Die Ausführungsbeispiele können modifiziert werden, indem ein(e) oder mehrere in der Offenbarung beschriebene Merkmale oder Funktionen hinzugefügt, entfernt oder kombiniert werden.

Claims

Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug, wobei das Werkzeug Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einem zentralen Durchgang entlang einer Längsachse, wobei das Gehäuse zumindest einen radialen Anschluss aufweist; eine Dichtungsanordnung, die entlang des zentralen Durchlasses und benachbart zu dem radialen Anschluss angeordnet ist; eine äußere Hülsenanordnung, die innerhalb des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs angeordnet ist, wobei die Hülsenanordnung eine erste und eine zweite Tür aufweist, die aneinander angrenzen, um einen Türspalt zu definieren, wobei der Türspalt anfänglich stromaufwärts von der Dichtungsanordnung positioniert ist; einen Innendorn mit einer radialen Öffnung, wobei der Innendorn betätigbar ist, um selektiv mit der Außenhülsenanordnung durch eine Vielzahl von Nuten und einer unteren Dornschulter, angeordnet an einem Außenprofil des Innendorns, in Eingriff zu kommen; und eine erste Sitzanordnung, die in der äußeren Hülsenanordnung angeordnet und mit dem inneren Dorn gekoppelt ist; wobei erste und zweite Türen betätigbar sind, um selektiv die Fluidkommunikation zwischen dem zentralen Durchgang und einer Stelle außerhalb des Gehäuses zu ermöglichen.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Zwischengehäusering, der lösbar an dem Gehäuse befestigt und von einer an der Außenhülse definierten Schulter beabstandet ist.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse ferner einen ersten lösbaren Verriegelungsmechanismus umfasst, der dazu angeordnet ist, das Gehäuse und die äußere Hülse miteinander zu verriegeln, und einen zweiten lösbaren Verriegelungsmechanismus, der dazu angeordnet ist, den Zwischengehäusering mit dem Gehäuse zu verriegeln.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die Dichtungsanordnung ferner eine erste Gehäuseöffnungsdichtung und eine zweite Gehäuseöffnungsdichtung umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten des radialen Anschlusses angeordnet sind.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die äußere Hülsenanordnung ferner einen ersten Hülsenkragen und einen zweiten Hülsenkragen aufweist, die unter der ersten Tür und der zweiten Tür positioniert sind.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 5, wobei der zweite Hülsenkragen an dem Gehäuse befestigt ist.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 5, wobei der erste Hülsenkragen um den Innendorn unter der zweiten Tür und über dem zweiten Hülsenkragen verschiebbar angeordnet ist.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 1, wobei die äußere Hülsenanordnung ferner mehrere Ansätze aufweist, die betätigbar sind, um selektiv mit den mehreren Nuten und der unteren Dornschulter des inneren Dorns in Eingriff zu kommen.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine zweite Sitzanordnung, die innerhalb des Innendorns nahe der unteren Dornschulter angeordnet ist.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug, wobei das Werkzeug Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einem zentralen Durchgang, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende verläuft und entlang einer Längsachse definiert ist, wobei das Gehäuse zumindest einen radialen Anschluss aufweist; eine Dichtungsanordnung, die entlang des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs zwischen dem radialen Anschluss und dem ersten Ende des Gehäuses angeordnet ist; eine äußere Hülsenanordnung, die innerhalb des Gehäuses entlang des zentralen Durchgangs angeordnet ist, wobei die Hülsenanordnung eine erste und eine zweite Tür aufweist, die aneinander angrenzen, um einen Türspalt zu definieren, wobei der Türspalt zwischen der Dichtungsanordnung und dem ersten Ende des Gehäuses positioniert ist, wenn sich die erste und die zweite Tür in einer ersten geschlossenen Position befinden; einen Innendorn mit einer radialen Öffnung, wobei der Innendorn innerhalb der äußeren Hülsenanordnung angeordnet ist, sodass die radiale Öffnung dem Türspalt benachbart ist, wobei der Innendorn eine Vielzahl von darin definierten Nuten aufweist; einen ersten lösbaren Verriegelungsmechanismus, der die äußere Hülsenanordnung an dem Gehäuse in der ersten verriegelten Position sichert; einen ersten lösbaren Befestigungsmechanismus, der von der Außenhülsenanordnung aus verläuft, um in eine Nut des Innendorns einzugreifen, um den Innendorn an der Außenhülsenanordnung in der ersten Position zu befestigen; und eine erste Sitzanordnung, die in der äußeren Hülsenanordnung angeordnet und mit dem inneren Dorn gekoppelt ist, wobei die äußere Hülsenanordnung und der innere Dorn innerhalb des Gehäuses in eine zweite Position verschiebbar sind, wenn der erste lösbare Verriegelungsmechanismus freigegeben wird.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 10, wobei die Außenhülsenanordnung eine Schulter beinhaltet und das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug ferner einen Zwischengehäusering umfasst, der an dem Gehäuse durch einen zweiten lösbaren Verriegelungsmechanismus befestigt ist, wobei der Gehäusering von der Außenhülsenschulter beabstandet ist, wenn sich das Werkzeug in der ersten Position befindet.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 10, wobei der erste lösbare Verriegelungsmechanismus ein Scherstift ist.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 10, wobei eine Dichtungsanordnung entlang des Gehäuses an gegenüberliegenden Seiten des radialen Anschlusses angeordnet ist.
Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug nach Anspruch 10, wobei die äußere Hülsenanordnung ferner einen ersten Hülsenkragen und einen zweiten Hülsenkragen aufweist, die unter der ersten Tür und der zweiten Tür positioniert sind.
Verfahren zum Durchführen von Zementierungsvorgängen in einem Bohrloch, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Positionieren eines Zementierungswerkzeugs in einem Bohrloch an einer ersten Stelle, die von einer zweiten Stelle beabstandet ist, die stromabwärts von der ersten Stelle angeordnet ist; Durchführen von Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle; nach den Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle, Ausüben eines ersten Drucks auf das Zementierungswerkzeug, um gemeinsam eine im Wesentlichen aneinanderstoßende erste und zweite Tür über eine Dichtung des Zementierungswerkzeugs hinweg zu verschieben; Anwenden eines zweiten Drucks auf das Zementierungswerkzeug, um (i) eine Öffnung des Zementierungswerkzeugs mit einem Anschluss des Zementierungswerkzeugs auszurichten und (ii) die zweite Tür einzeln von der ersten Tür weg zu verschieben, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen der Öffnung und dem Anschluss hergestellt wird; und Durchführen von Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Zementierungsvorgänge an der zweiten Stelle das Leiten von Zementierungsfluide durch die ausgerichtete Öffnung und den ausgerichteten Anschluss umfassen, um Zementierungsfluid an einen Ring um das Zementierungswerkzeug zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der erste Druck ausgeübt wird, indem ein Objekt auf einem Sitz innerhalb des Zementierungswerkzeugs abgesetzt wird und Druck auf das Objekt ausgeübt wird, bis ein Schermechanismus platzt, wodurch die erste und die zweite Tür gemeinsam verschoben werden können.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Durchführen von Zementierungsvorgängen an der zweiten Stelle das Treiben des abgesetzten Objekts von einem Sitz und das Leiten von Zementierungsfluiden durch den Sitz zu der ausgerichteten Öffnung und dem ausgerichteten Anschluss umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Fluidkommunikation in einem Bohrloch, umfassend: Positionieren eines Bohrlochfluidkommunikationswerkzeugs in einem Bohrloch; Ausüben eines ersten Drucks auf das Werkzeug, um gemeinsam eine im Wesentlichen aneinanderstoßende erste und zweite Tür des Werkzeugs über eine Dichtung zu verschieben; und Anwenden eines zweiten Drucks auf das Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug, um (i) eine äußere Öffnung des Werkzeugs mit einem inneren Anschluss des Werkzeugs auszurichten und (ii) die zweite Tür von der ersten Tür wegzubewegen, wodurch eine Fluidkommunikation zwischen der Öffnung und dem Anschluss hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der erste Druck ausgeübt wird, indem ein Objekt in einem Sitz des Werkzeugs abgesetzt und der erste Druck auf das Objekt ausgeübt wird, bis ein Scherstift die erste und die zweite Tür aus einer ersten geschlossenen Position freigibt, wodurch die Türen gemeinsam in eine zweite geschlossene Position übergehen.