EA004605B1 - Опорная плита и система опорных плит для бурения и завершения смещённых скважин - Google Patents

Abstract

Обеспечиваются один или несколько опорных плит для циркуляции жидкостей в главной скважине и для бурения и завершения по меньшей мере одной смещённой скважины из главной скважины. Каждая опорная плита содержит корпус, впускное ответвление, главное выпускное ответвление и смещённое выпускное ответвление. Охватывающий узел устанавливается в опорной плите, чтобы сконфигурировать опорную плиту для циркуляции жидкостей. Охватывающий узел, совместно с впускным и главным выпускным ответвлениями, образует тракт потока вниз по скважине, который направляет жидкости из впускного ответвления через корпус опорной плиты и из главного выпускного ответвления, чтобы они обходили смещённое выпускное ответвление. Охватывающий узел смещается из опорной плиты в направлении дальнего конца, переконфигурируя опорную плиту для бурения. Дивертор размещается в корпусе опорной плиты после смещения охватывающего узла, чтобы определять тракт буровой колонны от впускного ответвления в смещённое выпускное ответвление. Смещённая скважина бурится путём продвижения буровой колонны через тракт буровой колонны. Затем дивертор может быть использован для направления дополнительных жидкостей или инструментов из впускного ответвления в смещённое выпускное ответвление для завершения смещённой скважины.

Description

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к опорной плите, расположенной в скважине, и, в частности, к опорной плите или системе опорных плит, имеющим конфигурацию, обеспечивающую циркуляцию жидкостей через опорную плиту при размещении в главной скважине, и имеющим альтернативные конфигурации, обеспечивающие бурение и завершение смещённых скважин через опорная плита из главной скважины

Существующий уровень техники

Скважины обычно бурятся в подземных формациях с ориентацией, которая отклоняется от точной вертикали, чтобы увеличить выход углеводородной продукции из данной скважины и/или уменьшить удельную стоимость получения углеводородной продукции из заданной скважины. Например, смещённая скважина, проникающая в трещиноватую формацию, может увеличить площадь сбора, определяемую скважиной, в целях значительного увеличения дебита углеводородов из получающейся скважины. Использование смещённых скважин также увеличивает количество скважин, которые могут быть пробурены и завершены с единственной морской буровой платформы, имеющей заданное количество буровых гнёзд. Способность компенсировать значительные фиксированные затраты на возведение морской буровой платформы часто возрастает, как функция количества скважин, которые могут быть пробурены и завершены с данной платформы. Множество смещённых или смещённых скважин может быть пробурено из любого бурового гнезда на морской буровой платформе с помощью имеющейся технологии, как явствует, к примеру, из патента США № 5330007. Нисходящая опорная плита используется для направления буровой колонны в желательном направлении, смещённом от поверхностной обсадной колонны для бурения смещённой скважины.

Настоящее изобретение признает необходимость нисходящей опорной плиты, которая может быть размещена и зацементирована в главной скважине, чтобы обеспечивать бурение и завершение дополнительной смещённой скважины из главной скважины с помощью этой опорной плиты. Одной из проблем, возникающих при разработке такой опорной плиты, является определение конфигураций опорной плиты и процедур, которые обеспечивают более простую и эффективную, с точки зрения стоимости, циркуляцию жидкостей вокруг опорной плиты в главной скважине для цементирования в ней опорной плиты, и которые также обеспечивают более простое и эффективное с точки зрения стоимости бурение и завершение смещённой скважины с помощью полученной в результате зацементированной опорной плиты. Соответственно, одной из целей настоящего изобретения является обеспечение нисходящей опорной пли ты или системы нисходящих опорных плит, которые сконфигурированы для циркуляции жидкостей вокруг опорных плит при размещении в скважине. Ещё одной целью настоящего изобретения является способ циркуляции жидкостей вокруг опорной плиты или системы опорных плит в главной скважине, в частности, для цементирования опорных плит в главной скважине. Ещё одной целью настоящего изобретения является обеспечение опорной плиты или системы опорных плит, которые переконфигурируются для бурения и завершения одной или нескольких смещённых скважин из главной скважины. Ещё одной целью настоящего изобретения является обеспечение способа переконфигурирования опорной плиты или системы опорных плит из конфигурации циркуляции жидкости в конфигурации бурения или завершения. Ещё одной целью настоящего изобретения является обеспечение способов бурения и завершения одной или нескольких смещённых скважин из главной скважины с помощью опорной плиты или системы опорных плит. Эти и прочие цели достигаются в соответствии с описываемым ниже изобретением.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение охватывает отдельную заглубляемую опорную плиту, систему таких отдельных нисходящих опорных плит и способы для использования опорной плиты или системы опорных плит в скважине. В соответствии с одним из вариантов выполнения, изобретением является опорная плита, располагаемая в главной скважине и сконфигурированная для бурения смещённой скважины из главной скважины. Опорная плита содержит корпус, имеющий ближний торец и дальний торец, причём корпус окружает первичную, камеру. Опорная плита также содержит трубообразное впускное ответвление, сцепляющееся с ближним торцом и совмещённое с впускным отверстием в ближнем торце, трубообразное главное выпускное ответвление, сцепляющееся с дальним торцом и совмещённое с главным выпускным отверстием в дальнем торце, и трубообразное смещённое выпускное ответвление, сцепляющееся с дальним торцом и совмещённое с смещённым выпускным отверстием в дальнем торце. Корпус является практически цилиндрическим и охватывает по меньшей мере одну обводную трубу, выступающую из ближнего торца к дальнему торцу с жидкостной изоляцией от первичной камеры. Впускное ответвление не имеет пересечений с главным выпускным ответвлением или смещённым выпускным ответвлением в пределах первичной камеры. Впускное и главное выпускное ответвления совмещены соосно по практически вертикальной главной оси, тогда как смещённое выпускное ответвление практически параллельно впускному и главному выпускному ответвлениям. Опорная плита также может содержать дивертор (отводное устройст во), расположенный в корпусе для определения тракта буровой колонны от впускного ответвления до смещённого выпускного ответвления или до главного выпускного ответвления. Дивертор может также располагаться в главном выпускном ответвлении, чтобы обеспечить герметизацию давлением в главном выпускном ответвлении, обеспечивая стимулирование давлением через смещённое выпускное ответвление.

В соответствии с ещё одним выполнением, изобретением является опорная плита, располагаемая в главной скважине и сконфигурированная для циркуляции жидкостей через главную скважину. Опорная плита содержит корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, причём ответвления открываются в корпус. В смещённом выпускном ответвлении располагается смещённая заглушка. Опорная плита также содержит охватывающий узел, содержащий охватывающую трубу, имеющую ближний и дальний концы и ближнее и дальнее уплотнения, расположенные практически на ближнем и дальнем концах. Ближнее уплотнение устанавливается во впускном ответвлении, а дальнее уплотнение устанавливается в главном выпускном ответвлении, чтобы обеспечить непрерывный тракт потока по охватывающему узлу через корпус, которая практически предотвращает прохождение потока жидкости из впускного ответвления в смещённое выпускное ответвление. Соответственно, обеспечивается непрерывный тракт потока вниз по скважине через впускное ответвление, охватывающий узел и главное выпускное ответвление. Опорная плита переконфигурируется из конфигурации жидкостной циркуляции, описанной выше, путём простого удаления охватывающего узла из корпуса, тем самым обеспечивается тракт буровой колонны от впускного ответвления до смещённого выпускного ответвления или до главного выпускного ответвления.

В соответствии с ещё одним выполнением, изобретением является система опорных плит, расположенная в скважине и имеющая множество опорных плит, сконфигурированных для циркуляции жидкости в скважине. Система содержит исходную опорную плиту и первую дополнительную опорную плиту, каждая из которых содержит, по существу согласно вышеописанному, корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление, трубообразное смещённое выпускное ответвление и охватывающий узел. Главное выпускное ответвление исходной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением первой дополнительной опорной плиты, чтобы соединить непрерывный тракт потока вниз по скважине исходной опорной плиты с непрерывным трактом потока вниз по скважине первой дополнительной опорной пли ты. Система опорных плит может дополнительно содержать вторую или последующие дополнительные опорные плиты, расположенные последовательно, причём главное выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением второй дополнительной опорной плиты, а главное выпускное ответвление второй дополнительной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением следующей дополнительной опорной плиты для взаимного соединения непрерывных трактов потока вниз по скважине всех этих опорных плит.

В соответствии с ещё одним выполнением, изобретением является система опорных плит, располагаемая в главной скважине и содержащая множество опорных плит, сконфигурированных для бурения по меньшей мере одной смещённой скважины через одну из опорных плит из главной скважины. Система содержит исходную опорную плиту и первую дополнительную опорную плиту, каждая из которых является по существу такой, как описано выше, включая в себя корпус, имеющий ближний торец и дальний торец, причём корпус окружает первичную камеру, трубообразное впускное ответвление, сцепляющееся с ближним торцом и совмещённое с главным впускным отверстием в ближнем торце, трубообразное главное выпускное ответвление, сцепляющееся с дальним торцом и совмещённое с главным выпускным отверстием в дальнем торце, и трубообразное смещённое выпускное ответвление, сцепляющееся с дальним торцом и совмещённое с смещённым выпускным отверстием в дальнем торце. Главное выпускное ответвление исходной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением первой дополнительной опорной плиты. Система опорных плит может дополнительно содержать вторую или последующие дополнительные опорные плиты, расположенные последовательно, причём главное выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением второй дополнительной опорной плиты, а главное выпускное ответвление второй дополнительной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением следующей дополнительной опорной плиты, чтобы взаимно соединять непрерывные тракты потока вниз по скважине всех этих опорных плит.

В соответствии с ещё одним выполнением, изобретением является способ циркуляции жидкости через опорную плиту в главной скважине. Способ предусматривает опорную плиту, содержащую корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, причём ответвления открываются в корпус. Опорная плита размещается в главной скважине, чтобы образовать кольцевой зазор между опорной плитой и стенкой главной скважины. Охватывающий узел съёмно устанавливается в опорной плите, её ближнее уплотнение располагается во впускном ответвлении, а дальнее уплотнение размещается в главном выпускном ответвлении, обеспечивая непрерывный тракт потока по охватывающему узлу через корпус. Охватывающий узел практически предотвращает прохождение потока жидкости из впускного ответвления в смещённое выпускное ответвление, так что обеспечивается непрерывный тракт потока вниз по скважине через впускное ответвление, охватывающий узел и главное выпускное ответвление, что исключает смещённое выпускное ответвление. Смещённое выпускное ответвление также закрыто заглушкой для предотвращения жидкостного сообщения между главной скважиной и смещённым выпускным ответвлением. Цемент закачивается в направлении дальнего конца в тракт потока вниз по скважине и смещается в направлении ближнего конца по кольцевому зазору путём перемещения вслед за цементом охватывающего узла в направлении дальнего конца. Предусмотрена по меньшей мере одна обводная труба через опорную плиту, которая облегчает смещение цемента в направлении ближнего конца вокруг опорной плиты. Смещённая скважина бурится через смещённое выпускное ответвление, а затем завершается через смещённое выпускное ответвление. Главная скважина также может быть продолжена путём продвижения буровой колонны через главное выпускное ответвление.

В соответствии с ещё одним выполнением, изобретением является способ циркуляции жидкости через множество опорных плит в главной скважине. Способ предусматривает исходную опорную плиту и первую дополнительную опорную плиту, каждая из которых содержит корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, причём ответвления открываются в корпус. Исходная и первая дополнительная опорные плиты расположены последовательно, при этом главное выпускное ответвление исходной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением первой дополнительной опорной плиты. Исходный охватывающий узел съёмно устанавливается в исходной опорной плите, её ближнее уплотнение располагается во впускном ответвлении, а дальнее уплотнение размещается в главном выпускном ответвлении, чтобы обеспечить непрерывный тракт потока по охватывающему узлу через корпус, и практически предотвращает прохождение потока жидкости из впускного ответвления исходной опорной плиты в смещённое выпускное ответвление исходной опорной плиты. Первый дополнительный охватывающий узел съёмно устанавливает ся в первой дополнительной опорной плите, её ближнее уплотнение располагается во впускном ответвлении, а дальнее уплотнение размещается в главном выпускном ответвлении, чтобы обеспечить непрерывный тракт потока по охватывающему узлу через корпус, и практически предотвращает прохождение потока жидкости из впускного ответвления первой дополнительной опорной плиты в смещённое выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты, так что обеспечивается непрерывный тракт потока вниз по скважине через исходную и первую дополнительную опорные плиты, что исключает смещённые выпускные ответвления исходного и первого дополнительного опорных плит. Смещённые выпускные ответвления исходной и первой дополнительной опорных плит также закрыты заглушками для предотвращения жидкостного сообщения между главной скважиной и смещёнными выпускными ответвлениями исходной и первой дополнительной опорных плит.

Дальняя удлинительная труба предусматривается выступающей за главное выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты. Дальняя удлинительная труба имеет ближний конец, соединённый с главным выпускным ответвлением первой дополнительной опорной плиты, и дальний конец, открывающийся в главную скважину. Цемент закачивается в направлении дальнего конца в тракт потока вниз по скважине через дальнюю удлинительную трубу и смещается в направлении ближнего конца по кольцевому зазору между стенкой главной скважины и опорными плитами. Смещение цемента в кольцевой зазор обеспечивается путём закупоривания тракта потока исходного охватывающего узла для предотвращения сообщения давления между ближней стороной исходного охватывающего узла и дальней стороной исходного охватывающего узла. Создаётся положительная разность давлений на ближней стороне исходного охватывающего узла для смещения в направлении дальнего конца исходного охватывающего узла, который, в свою очередь, смещает цемент. Затем тракт потока первого дополнительного охватывающего узла закупоривается, а положительная разность давлений на ближней стороне исходного охватывающего узла используется для смещения в направлении дальнего конца первого дополнительного охватывающего узла, который дополнительно смещает цемент. Смещение исходного охватывающего узла также обеспечивает жидкостное сообщение между впускным ответвлением исходной опорной плиты и смещённым выпускным ответвлением исходной опорной плиты. Подобным же образом смещение первого дополнительного охватывающего узла обеспечивает жидкостное сообщение между впускным ответвлением первой дополнительной опорной

Ί плиты и смещённым выпускным ответвлением первой дополнительной опорной плиты.

Способ может также предусматривать вторую или последующие дополнительные опорные плиты, которые располагаются последовательно с исходной и первой дополнительной опорными плитами, причём главное выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением второй дополнительной опорной плиты, а главное выпускное ответвление второй дополнительной опорной плиты последовательно соединяется со впускным ответвлением следующей дополнительной опорной плиты. Второй или последующие охватывающие узлы съёмно устанавливаются во второй или последующих дополнительных опорных плитах, причём ближнее уплотнение располагается во впускном ответвлении, а дальнее уплотнение размещается в главном выпускном ответвлении, чтобы обеспечить непрерывный тракт потока по охватывающему узлу через корпус второй или последующих дополнительных опорных плит, и практически предотвращает прохождение потока жидкости из впускного ответвления второй или последующих дополнительных опорных плит в смещённое выпускное ответвление второй или последующих дополнительных опорных плит. Второй или последующие дополнительные охватывающие узлы смещаются в направлении дальнего конца для дополнительного смещения цемента в кольцевой зазор.

Дивертор располагается в корпусе исходной опорной плиты, чтобы определить тракт буровой колонны от впускного ответвления к смещённому выпускному ответвлению исходной опорной плиты. Смещённая скважина бурится из главной скважины путём продвижения буровой колонны через смещённое выпускное ответвление исходной опорной плиты. Смещённая скважина также стимулируется давлением через смещённое выпускное ответвление исходной опорной плиты. Подобным же образом дивертор размещается в корпусе первой дополнительной опорной плиты, чтобы определить тракт буровой колонны от впускного ответвления к смещённому выпускному ответвлению первой дополнительной опорной плиты. Затем бурится смещённая скважина из главной скважины путём продвижения буровой колонны через смещённое выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты. Смещённая скважина также стимулируется давлением через смещённое выпускное ответвление первой дополнительной опорной плиты.

В соответствии с ещё одним выполнением, изобретением является способ стимулирования скважины давлением через опорную плиту. Этот способ предусматривает опорную плиту, имеющую корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление. Впускное ответвление и главное выпускное ответвление располагаются в главной скважине, а смещённое выпускное ответвление располагается в смещённой скважине, выступая из главной скважины. Главное выпускное отверстие герметизируется давлением, чтобы противостоять давлению по меньшей мере величиной 3500 фунтов на кв. дюйм, и смещённая скважина стимулируется давлением через смещённое выпускное ответвление.

Дополнительное понимание изобретения обеспечивается последующими чертежами и описанием.

Фиг. 1 является видом в перспективе опорной плиты, используемой в настоящем изобретении.

Фиг. 2 является видом сверху опорной плиты по фиг. 1.

Фиг. 3 является видом снизу опорной плиты по фиг. 1.

Фиг. 4 является видом в поперечном сечении опорной плиты по фиг. 1 по линии 4-4.

Фиг. 5 является видом в продольном сечении опорной плиты по фиг. 1.

Фиг. 6 является видом в перспективе охватывающего узла, используемого в настоящем изобретении.

Фиг. 7 является видом в продольном сечении опорной плиты по фиг. 1, имеющей охватывающий узел по фиг. 6, смонтированный в опорной плите для осуществления способа циркуляции жидкости по настоящему изобретению.

Фиг. 8 является видом сверху опорной плиты и охватывающего узла по фиг. 7.

Фиг. 9 является видом снизу опорной плиты и охватывающего узла по фиг. 7.

Фиг. 10 является условным видом в разрезе системы опорных плит по настоящему изобретению, размещённой в главной скважине, причём система опорных плит находится в рабочей конфигурации для осуществления способа циркуляции жидкости.

Фиг. 11-15 являются последовательностью видов в разрезе системы опорных плит по фиг. 10, причём система опорных плит находится в последовательных рабочих конфигурациях для осуществления способа цементирования в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 16 является условным видом в разрезе системы опорных плит по настоящему изобретению в конфигурации для осуществления способов бурения и завершения смещённой скважины.

Фиг. 17 является видом в перспективе дивертора, используемого в настоящем изобретении.

Фиг. 18 является видом в продольном разрезе опорной плиты по фиг. 1, имеющей дивертор по фиг. 17, смонтированный в опорной плите, для осуществления способов бурения и за вершения смещённой скважины по настоящему изобретению.

Фиг. 19 и 20 являются схематическими видами в разрезе системы опорных плит по настоящему изобретению в последовательных рабочих конфигурациях для осуществления способов бурения и завершения смещённой скважины.

Фиг. 21 является условным видом в разрезе главной скважины и множества смещённых скважин, выходящих из неё, которые пробурены и завершены с помощью способов и системы опорных плит по настоящему изобретению.

Описание предпочтительных вариантов выполнения

На фиг. 1 показана опорная плита по настоящему изобретению, в целом обозначенная позицией 20. Опорная плита 20 функционирует в качестве направляющей, которая используется в способах циркуляции жидкости, бурения и завершения, охватываемых далее настоящим изобретением. Опорная плита 20 содержит корпус 21 цилиндрической конфигурации, который имеет множество практически прямых трубообразных элементов 22, 23, 24, выходящих из корпуса 21. Трубообразный элемент 22 является впускным ответвлением, трубообразный элемент 23 является главным выпускным ответвлением, а трубообразный элемент 24 является смещённым выпускным ответвлением. Корпус 21 содержит цилиндрическую стенку 25 и круглые ближнюю и дальнюю пластины 26, 27, совпадающие по размеру с ближним и дальним концами боковой стенки 25, соответственно. Относительные термины ближний и дальний используются здесь по отношению к верху скважины, при этом обычно дальний элемент находится в скважине дальше от верха шахты, чем соответствующий ближний элемент. Ближняя и дальние пластины 26, 27 ориентированы под прямым углом к боковой стенке 25 и прикреплены к боковой стенке 25 посредством, к примеру, сварки. Пересекающиеся края боковой стенки 25 и круглых пластин 26, 27 предпочтительно сглажены, что упрощает смещение опорной плиты 20 в сторону дальнего конца скважины, как описано ниже. Ближняя и дальняя пластины 26, 27 являются твёрдыми и имеют значительную толщину порядка приблизительно 46 дюймов.

Впускное ответвление 22 имеет дальний конец 28, сцепляющийся с ближней пластиной 26 и совмещённый со впускным отверстием 29 в ближней пластине 26. Впускное ответвление 22 заканчивается у ближней пластины 26, дальний конец 28 крепится с фиксацией к ближней пластине 26 резьбой (не показана). Главное выпускное ответвление 23 имеет ближний конец 30, соединяющийся с дальней пластиной 27 и совмещённый с главным выпускным отверстием 31 в дальней пластине 27. Главное выпускное ответвление 23 заканчивается у дальней пласти ны 27, причём ближний конец 30 крепится с фиксацией к дальней пластине 27 резьбой (не показана). Впускное ответвление 22, впускное отверстие 29, главное выпускное ответвление 23 и главное выпускное отверстие 31 имеют поперечные сечения практически одинакового размера и соосно совмещены относительно одной и той же вертикальной оси опорной плиты 20, называемой главной осью. Смещённое выпускное ответвление 24 параллельно впускному и главному выпускному ответвлениям 22, 23, совмещаемым вдоль вертикальной оси, называемой смещённой осью опорной плиты 20, которая отстоит от главной оси. Смещённое выпускное ответвление 24 имеет ближний конец 32, соединённый с дальней пластиной 27 и совмещённый со смещённым выпускным отверстием 33 в дальней пластине 27. Смещённое выпускное ответвление 24 заканчивается у дальней пластины 27, его ближний конец 32 крепится с фиксацией к дальней пластине 27 резьбой (не показана). Смещённое выпускное ответвление 24 и смещённое выпускное отверстие 33 имеют поперечное сечение практически идентичного размера, который практически идентичен размерам впускного ответвления 22, впускного отверстия 29, главного выпускного ответвления 23 и главного выпускного отверстия 31. Отверстия 29, 31, 33 имеют сглаженные края для облегчения прохождения через них.

Дополнительно на фиг. 2-4 внутри корпуса 21 удерживаются множество обводных труб 34а-г. Каждая обводная труба, в общем обозначаемая 34, проходит через корпус 21 от ближней пластины 26 до дальней пластины 27 параллельно впускному ответвлению 22, главному выпускному ответвлению 23 и смещённому выпускному ответвлению 24. Обводные трубы 34а-г непрерывно открыты по всей своей длине и совмещены с ближними обводными отверстиями 36а-г и дальними обводными отверстиями 38а-г в ближней и дальней пластинах 26, 27, соответственно. Фиксирующие пластины 40а,б проходят вертикально через корпус 21 по длине обводных труб 34 и герметично прикрепляются к боковой стенке 25 и ближней и дальней пластинам 26, 27. Фиксирующие пластины определяют множество камер 42а,б, 44 внутри корпуса 21, которые жидкостно изолированы друг от друга. Камера 42а является обводной камерой, которая удерживает обводные трубы 34а,б. Камера 42б подобным же образом является обводной камерой, которая удерживает обводные трубы 34в,г. Камера 44 является первичной камерой, которая располагается между обводными камерами 42а,б, и значительно больше их размером. Весь объём первичной камеры 44 практически открыт, имеет практически одинаковое поперечное сечение, не содержащее никаких препятствий. Соответственно, ответвления 22, 23, 24 практически не выходят в первичную камеру 44 и свободны от пересечений друг с другом в первичной камере 44.

Впускное ответвление 22, впускное отверстие 29, первичная камера 44, главное выпускное отверстие 31 и главное выпускное ответвление 23 определяют первый (или главный) направляющий тракт через опорную плиту 20, в то время, как впускное ответвление 22, впускное отверстие 29, первичная камера 44, смещённое выпускное отверстие 33 и смещённое выпускное ответвление 24 определяют второй (или смещённый) направляющий тракт через опорную плиту 20. Главная и смещённая направляющие тракты совместно могут быть описаны приблизительно как конфигурация в виде буквы к. Главный направляющий тракт является непрерывным и линейным по всей своей длине в опорной плите 20. Смещённый направляющий тракт проходит линейно через впускное ответвление 22, но отклоняется от своего линейного тракта в первичной камере 44 в сторону смещённого выпускного ответвления. После выхода из первичной камеры 44 смещённый направляющий тракт проходит линейно через смещённое выпускное ответвление 24. Соответственно, смещённый направляющий тракт имеет непрерывный, но нелинейный маршрут через опорную плиту 20. Отметим, что впускное ответвление 22, главное выпускное ответвление 23 и смещённое выпускное ответвление 24 параллельны продольной оси скважины, когда опорная плита 20 оперативно размещена в скважине, как описывается здесь далее. Дополнительно отметим, что главное выпускное ответвление 23 значительно длиннее смещённого выпускного ответвления 24, в то время, как впускное ответвление 22 значительно короче любого из них.

Опорная плита 20 снабжена множеством соединительных элементов, которые позволяют соединять опорную плиту 20 с дополнительными нисходящими компонентами, используемыми в системах и способах по настоящему изобретению. Например, во внутренней поверхности главного выходного ответвления 23 формируются пара кольцевых пазов 49 и продольная щель 50, облегчающие размещение дивертора в опорной плите 20 описанным ниже образом. Ближний конец 52 впускного ответвления 22 снабжён внутренней винтовой резьбой 54, в то время, как дальний конец 55 главного выпускного ответвления 23 снабжён внешней винтовой резьбой 56. Винтовые резьбы 54, 56 обеспечивают соединение дальнего конца 55 главного выпускного ответвления 23 одной опорной плиты 20 с ближним концом 52 впускного ответвления 22 другой подобной опорной плиты 20, с опорной плитой альтернативной конфигурации, с рядом соединительных тюбингов или с другим опускаемым в скважину соединительным компонентом, как будет описано ниже. Подобным же образом, дальний конец 57 смещённого вы пускного ответвления 24 снабжён внутренней винтовой резьбой 58, которая позволяет соединять дальний конец 57 смещённого выпускного ответвления 24 с другими опускаемыми в скважину компонентами, если это необходимо. Пара кольцевых пазов 59 сформирована на внутренней поверхности смещённого выпускного ответвле-ния 24, что облегчает размещение узла подвески в опорной плите 20 описанным ниже образом. Винтовые резьбы 54, 56, 58 показаны здесь для примера.

Для специалиста очевидно, что внутреннее или внешнее расположение винтовых резьб 54, 56, 58 может быть обратным, или может использоваться не показанное другое соединительное средство для соединения опорных плит 20 друг с другом или с другими опускаемыми в скважину компонентами, в рамках настоящего изобретения.

Опорная плита 20 может иметь цельную блочную конструкцию или может быть сконструирована из нескольких секций, которые скрепляются друг с другом посредством любого подходящего средства, такого как винтовая резьба, кулачковые задвижки, сварка или тому подобное, а их соединения уплотняются любыми пригодными средствами, такими, как кольцевые уплотнения или прочие прокладки. Опорная плита 20 предпочтительно конструируется из подходящего металла или комбинации металлов, которые выбираются на основании нагрузок и давлений, существующих в скважине во время использования. В общем случае вся опорная плита 20 имеет длину от приблизительно 20 до приблизительно 30 футов или более. Корпус 21 обычно имеет длину по меньшей мере приблизительно 12 футов, чтобы быть приспособленным к относительно постепенному отклонению по дуге смещённого направляющего тракта. Корпус 21 обычно имеет внешний диаметр порядка приблизительно 0,3 м, чтобы входить в стандартную скважину. Цилиндрическая конфигурация корпуса 21 позволяет опорной плите 20 в значительной степени сопротивляться смещению из скважины, когда опорная плита 20 цементируется в скважине описанным ниже образом. Опорная плита 20 сопротивляется смещению в скважине при давлениях по меньшей мере 3500 фунтов на кв. дюйм, предпочтительно по меньшей мере 7000 фунтов на кв. дюйм, и более предпочтительно по меньшей мере 10000 фунтов на кв. дюйм или более, что значительно больше, чем было бы возможно для известных опорных плит, имеющих нецилиндрический корпус.

На фиг. 6 показан обозначенный в целом позицией 60 охватывающий узел, совместно используемый в качестве дополнительного компонента опорной плиты 20. Охватывающий узел 60 содержит непрерывный отрезок охватывающий трубы 62, имеющей открытый ближний конец 64 и открытый дальний конец 66. Охва тывающая труба 62 формируется из прочного жёсткого материала, такого как фиберглас или алюминий, который может быть пройден с помощью общепринятого бура для бурения нефтяных скважин. Охватывающий узел 60 далее включает в себя ближнее уплотнение 68 и дальнее уплотнение 70, обычно называемые притирочными пробками, которые соединяются с открытыми ближним и дальним концами 64, 66 охватывающей трубы 62, соответственно, посредством винтовых резьб. Ближнее и дальнее уплотнения 68, 70 имеют центральные отверстия 72, которые совмещены с открытой охватывающей трубой 62, чтобы определять непрерывный тракт потока охватывающего узла. Длина охватывающего узла 60 значительно превосходит длину корпуса 21.

Ближнее уплотнение 68 содержит прокладку 74, в форме усечённого конуса, который скошен в направлении дальнего конца для облегчения смещения охватывающего узла 60 в направлении дальнего конца в опорную плиту 20 и через неё. Ближнее уплотнение 68 содержит далее множество выступающих радиально фиксирующих стержней 76, которые функционируют описанным ниже образом. Центральное отверстие 72 ближнего уплотнения 68 снабжено внутренней винтовой резьбой (не показана). Дальнее уплотнение 70 имеет практически подобную ближнему уплотнению 68 конструкцию, подобным же образом содержит прокладку 74, но не содержит фиксирующих стержней 76. Дальнее уплотнение 70 снабжено внешней винтовой резьбой 78, которая может приниматься соответствующей внутренней винтовой резьбой, обеспеченной в центральном отверстии 72 ближнего уплотнения 68, позволяя осуществлять концевое соединение нескольких охватывающих узлов 60 последовательно друг с другом.

На фиг. 7-9 охватывающий узел 60 показан установленным съёмно в опорной плите 20 в соответствии со способом циркуляции жидкости по настоящему изобретению. Охватывающая труба 62 размещается в первичной камере 44, тогда как ближнее уплотнение 68 располагается во впускном ответвлении 22, а дальнее уплотнение 70 располагается в главном выпускном ответвлении 23. Съёмная установка охватывающего узла 60 в опорной плите 20 выполняется путём сцепления фиксирующих стержней 76 с внутренним плечом 82 в ближнем конце 52 впускного ответвления 22. Когда фиксирующие стержни 76 ближнего уплотнения 68 сцепляются с плечом 82, ближнее и дальнее уплотнения 68, 70 располагаются желательным образом во впускном и главном выпускном ответвлениях 22, 23, соответственно, в то время, как фиксирующие стержни 76 предотвращают дальнейшее перемещение охватывающего узла 60 в направлении дальнего конца в опорной плите 20 при нормальных рабочих давлениях способа циркуляции жидкости по настоящему изобретению. Фиксирующие стержни 76 имеют определённый предел сопротивления давлению, при котором при повышенном давлении они срезаются, давая возможность работнику высвобождать охватывающий узел 60 во впускном и главном выпускном ответвлениях 22, 23 описанным ниже образом.

Ближнее и дальнее уплотнения 68, 70 имеют такие размеры, чтобы внешний диаметр приближался к внутреннему диаметру впускного и главного выпускного ответвлений 22, 23, чтобы формировать не пропускающее жидкость уплотнение между внутренними поверхностями впускного и главного выпускного ответвлений 22, 23 и прокладками 74 уплотнений 68, 70. Соответственно, впускное ответвление 22, охватывающий узел 60 и главное выпускное ответвление 23 определяют непрерывный тракт потока вниз по скважине через опорную плиту 20. Охватывающий узел 60 жидкостно изолирует траекторию потока вниз по скважине от смещённого выпускного ответвления 24. Не пропускающая жидкость смещённая заглушка 84 ввинчивается в дальний конец 57 смещённого выпускного ответвления 24 для осуществления жидкостной изоляции смещённого выпускного ответвления 24 от внешнего окружения опорной плиты 20 во время способа циркуляции жидкости. Смещённая заглушка 84 формируется из материала, который может быть пробурен с помощью общепринятого бура для бурения нефтяных скважин.

Способ циркуляции жидкости по настоящему изобретению описан ниже с начальной ссылкой на фиг. 10. Показана система опорных плит, к которой применяется способ циркуляции жидкости, в целом обозначенная позицией 90. Система 90 опорных плит содержит множество опорных плит 20а-в, которые идентичны опорной плите 20, описанной выше со ссылкой на фиг. 1. Отдельные охватывающие узлы 60а-в устанавливаются в каждой из опорных плит 20а-в, соответственно, как описано выше со ссылкой на фиг. 7-9. Охватывающие узлы 60б,в, называемые нижними охватывающими узлами, идентичны охватывающему узлу 60, описанному выше со ссылкой на фиг. 6. Охватывающий узел 60а, называемый верхним охватывающим узлом, отличается от нижних охватывающих узлов 60б,в только конфигурацией центрального отверстия 72 ближнего уплотнения 68, которое модифицировано очевидным для специалиста образом для приёма закачивающей заглушки, как описано ниже. Во всех остальных отношениях верхний охватывающий узел 60а идентичен нижним охватывающим узлам 60б,в.

Опорные плиты 20а-в, содержащие установленные в них охватывающие узлы 60а-в, показаны составленными последовательно конец к концу и соединёнными друг с другом в иллюстративных целях. В частности, дальний конец 55 главного выпускного ответвления 23 исходной опорной плиты 20а, альтернативно называемой ближней опорной плитой, соединён с ближним концом 52 впускного ответвления 22 следующей в направлении дальнего конца опорной плиты 20б, альтернативно называемой первой дополнительной опорной плитой, посредством винтовых резьб 56, 54, соответственно, для соединения друг с другом опорных плит 20а,б. Подобным же образом дальний конец 55 первой дополнительной опорной плиты 20б соединён с ближним концом 52 следующей в направлении дальнего конца опорной плиты 20в, альтернативно называемой второй дополнительной опорной плитой, посредством винтовых резьб 56, 54, соответственно, для соединения друг с другом опорных плит 20б,в. Для специалиста очевидно, что последовательные опорные плиты не обязательно должны последовательно составляться конец к концу в рамках настоящего изобретения. На практике последовательные опорные плиты часто соединяются последовательно, располагаясь на значительных расстояниях друг от друга, вплоть до тысячи футов и более. Если две опорных плиты соединены последовательно, даже если они находятся на расстоянии друг от друга, дальний конец 55 самой ближней опорной плиты жидкостно соединён с ближним концом 52 следующей последовательной опорной плиты посредством общепринятого ряда соединительных тюбингов (не показан), имеющих практически такой же диаметр, что и ответвления 22, 23, 24. Например, ответвления 22, 23, 24 и ряд соединительных тюбингов могут иметь диаметр 5 1/2 дюйма.

Настоящая система 90 опорных плит показана имеющей три опорных плиты, то есть ближнюю опорную плиту 20а и две дополнительных опорных плиты 20б,в. Для специалиста очевидно, что система 90 опорных плит по настоящему изобретению может содержать столько дополнительных опорных плит, сколько позволяет среда, окружающая скважину, и сколько желательно для пользователя. Дополнительные опорные плиты, кроме тех, что показаны, обеспечиваются последовательно от второй дополнительной опорной плиты 20в практически таким же образом, как описано выше в отношении предыдущих опорных плит 20а-в.

Система 90 опорных плит размещается в главной скважине 92, которая проходит через земную породу от верха 96 скважины в формацию 94. Главная скважина 92 имеет резидентную часть 98, где располагаются опорные плиты 20а-в, которая является практически вертикальной. Главная скважина 92 имеет дальнюю часть 100, выходящую в направлении дальнего конца за резидентную часть 98, которая горизонтально отклонена от вертикали. Альтернативно, в объём изобретения входит обеспечение главной скважины 92, в которой резидентная часть 98 несколько отклоняется от вертикали, либо в ко торой дальняя часть 100 практически вертикальна. Поверхностная или промежуточная обсадная труба 102 располагается в ближней части 104 главной скважины 92, которая проходит от верха 96 скважины до ближнего конца 106 резидентной части 98. Обсадная труба 102 может быть закреплена в ближней части 104 цементом (не показан) до инициализации настоящего способа циркуляции жидкости. Однако резидентная часть 98 обычно является не обсаженной открытой скважиной, имеющей открытый кольцевой зазор 107 между формацией 94 и опорными плитами 20а-в. Дальняя часть 100 подобным же образом обычно является необсаженной открытой скважиной.

Система 90 опорных плит содержит далее стояк 108, имеющий дальний конец 110, который соединён с ближним концом 52 впускного ответвления 22 ближней опорной плиты 20а посредством винтовой резьбы 54 и соответствующей винтовой резьбы (не показана) на дальнем конце 110. Стояк 108 имеет практически те же внутренний и внешний диаметры, что и впускное ответвление 22 ближней опорной плиты 20а. Стояк 108 проходит от ближнего конца 106 резидентной части 98 до точки в ближней части 104, в которой противоположный ближний конец 112 стояка 108 пересекает манжету 114. Точка пересечения обычно располагается относительно близко с верхом 96 скважины. Манжета 114 имеет практически тот же внешний диаметр, что и внутренний диаметр обсадной трубы 102, и содержит центральное отверстие 116, размер которого позволяет принимать ближний конец 112 стояка 108. Ближний конец 112 соединён с манжетой 114 в центральном отверстии 116 посредством винтовой резьбы или другого общепринятого крепёжного средства (не показано).

Впускное ответвление 22 находится не по центру относительно центральной оси главной скважины 92 из-за конфигурации ближней опорной плиты 20а, в то время, как центральное отверстие 116 манжеты 114 размещено концентрически с центральной осью главной скважины 92. В результате стояк 108 испытывает лёгкий изгиб в ближней части 104 главной скважины 92, чтобы совмещаться с впускным ответвлением 22 ближней опорной плиты 20а. Вторая манжета (не показана) может располагаться у ближнего конца 106 резидентной части 98 для упрощения совмещения дальнего конца 110 стояка 108 со впускным ответвлением 22 ближней опорной плиты 20а.

Система 90 опорных плит дальше содержит дальнюю удлинительную трубу 120, имеющую ближний конец 122 и дальний конец 124. Ближний конец 122 дальней удлинительной трубы 120 соединён с дальним концом 55 главного выпускного ответвления 23 второй дополнительной опорной плиты 20в посредством винтовой резьбы 56 и соответствующей винтовой резьбы (не показана) на ближнем конце 122. Дальняя удлинительная труба 120 проходит в направлении дальнего конца от дальнего конца 126 резидентной части 98 через дальнюю часть 100 главной скважины 92, заканчиваясь у дальнего конца 124 дальней удлинительной трубы 120, который обычно располагается у дна 128 главной скважины 92. Дальняя удлинительная труба 120 имеет практически те же внутренний и внешний диаметры, что и главное выпускное ответвление 23 второй дополнительной опорной плиты 20в, так что кольцевой зазор 107 продолжается за резидентной частью 98 главной скважины 92 через дальнюю часть 100 до дальнего конца 124. Общепринятый наконечник 130 и приёмная муфта 132 последовательно расположены на дальнем конце 124. Наконечник 130 содержит множество боковых портов 133, которые обеспечивают жидкостное сообщение между внутренней частью дальней удлинительной трубы 120 и кольцевым зазором 107.

Система 90 опорных плит, показанная на фиг. 10, находится в рабочей конфигурации для способа циркуляции жидкости. Как таковые, компоненты системы 90 опорных плит совмещены таким способом, который создаёт непрерывно открытую траекторию потока вниз по скважине от центрального отверстия 116 до боковых портов 133. Обеспечивается непосредственное жидкостное сообщение между верхом 96 скважины и кольцевым зазором 107 через тракт потока вниз по скважине, в то время, как смещённые ответвления 24 опорных плит 20а-в предпочтительно поддерживаются в жидкостной изоляции от верха 96 скважины и кольцевого зазора 107. Способ циркуляции жидкости начинается путём закачивания такой жидкости нефтяного месторождения, как буровой раствор или разделительная жидкость, из верха 96 скважины через тракт потока вниз по скважине, как показано стрелками. Закачивание жидкости продолжается прохождением жидкости по дальней удлинительной трубе 120, выходом из портов 133 и подъёмом по кольцевому зазору 107. У манжеты 114 может обеспечиваться общепринятое средство рециркуляции (не показано) для обеспечения рециркуляции жидкости обратно в тракт потока вниз по скважине, если нужно. Во время способа циркуляции жидкости охватывающие узлы 60а-в и заглушки 84 практически предотвращают вход какой-либо жидкости в смещённые ответвления 24 опорных плит 20а-в. В то же время, обводные трубы 34 обеспечивают течение циркулирующей жидкости вверх по кольцевому зазору 107 мимо опорных плит 20а-в без значительных ограничений, даже в тех случаях, когда внешний диаметр цилиндрического корпуса 21 лишь немного меньше главной скважины 92. Например, корпус 21 может иметь типичный внешний диаметр, равный 11 3/8 дюйма, в то время, как скважина 92 имеет диаметр 12 1/4 дюйма.

Настоящая рабочая конфигурация циркуляции жидкости может быть адаптирована к нескольким конфигурациям цементирования, показанным на фиг. 11-15, которые позволяют выполнять способ цементирования опорных плит 20а-в в скважине 92. Способ цементирования начинается закачиванием раствора 134 цемента для нефтяных месторождений из верха 96 скважины в тракт потока вниз по скважине. Закачивание цемента продолжается до тех пор, пока желательный объём раствора 134 не будет закачан в тракт потока вниз по скважине. Цементный раствор 134 предпочтительно имеет объём, достаточный, чтобы закрепить опорные плиты 20а-в в главной скважине 92 и герметизировать кольцевой зазор 107 в отношении потока жидкости при полном смещении в кольцевой зазор 107.

Сначала по фиг. 11, после того, как цементный раствор 134 размещён в тракте потока вниз по скважине, как показано, непроницаемая для жидкости закачивающая заглушка 136 размещается в центральном отверстии 116 за цементным раствором 134. По фиг. 12 закачивающая заглушка 136 смещается в направлении дальнего конца через центральное отверстие 116 и стояк 108 с помощью смещающей жидкости, такой как буровой раствор, которая закачивается из верха 96 скважины за закачивающей заглушкой 136. Закачивающая заглушка 136 смещается смещающей жидкостью в направлении дальнего конца до тех пор, пока не вступит в контакт с ближним уплотнением 68 ближнего охватывающего узла 60, которое расположено во впускном ответвлении 22 ближней опорной плиты 20а. Закачивающая заглушка 136 имеет размеры, позволяющие ей входить в центральное отверстие 72 ближнего уплотнения 68, при этом её внешний диаметр приблизительно равен внутреннему диаметру центрального отверстия 72. Закачивающая заглушка 136, таким образом, формирует непроницаемое для жидкости уплотнение между окружностью центрального отверстия 72 и внешней периферией закачивающей заглушки 136, которая закрывает центральное отверстие 72 для потока жидкости. Смещающая жидкость закачивается в тракт потока вниз по скважине за закачивающей заглушкой 136 с давлением, достаточным для создания положительной смещающей разности давлений между ближней стороной и дальней стороной закачивающей заглушки 136. Когда разность давлений превышает разрушающую нагрузку фиксирующих стержней 76 ближнего уплотнения 68, фиксирующие стержни 76 срезаются, что обеспечивает смещение в направлении дальнего конца всего ближнего охватывающего узла 60а, расположенного перед закачивающей заглушкой 136.

По фиг. 13 ближний охватывающий узел 60а и размещённая в нём закачивающая заглушка 136 смещаются в направлении дальнего кон ца через впускное ответвление 22 ближней опорной плиты 20а до тех пор, пока дальнее уплотнение 70 ближнего охватывающего узла 60а не войдёт в контакт с ближним уплотнением 68 первого дополнительного охватывающего узла 60б, которое расположено во впускном ответвлении 22 первой дополнительной опорной плиты 20б. В результате ближний охватывающий узел 60а освобождает впускное ответвление 22 ближней опорной плиты 20а, обеспечивая жидкостное сообщение между впускным ответвлением 22 и смещённым выпускным ответвлением 24 ближней опорной плиты 20а через корпус 21.

По фиг. 14 ближний охватывающий узел 60а и размещённая в нём закачивающая заглушка 136 смещаются дальше в направлении дальнего конца из главного выпускного ответвления 23 ближней опорной плиты 20а во впускное ответвление 22 первой дополнительной опорной плиты 20б путём срезания фиксирующих стержней 76 ближнего уплотнения 68 первого дополнительного охватывающего узла 60б. Вследствие этого ближний охватывающий узел 60а смещает прилегающий первый дополнительный охватывающий узел 60б через впускное ответвление 22 первой дополнительной опорной плиты 20б до тех пор, пока дальнее уплотнение 70 первого дополнительного охватывающего узла 60б не вступит в контакт с ближним уплотнением второго дополнительного охватывающего узла 60в, которое размещено во впускном ответвлении 22 второй дополнительной опорной плиты 20в. Таким образом, закачивающая заглушка 136 и охватывающие узлы 60а, 60б, 60в последовательно составлены во впускном и главном выпускном ответвлениях 22, 23 первой и второй дополнительных опорных плит 20б, 20в. Очевидно, что каждый раз, когда смещающая жидкость смещает охватывающий узел, как показано на предшествующих фиг. 13 и 14, смещённый охватывающий узел, в свою очередь, смещает дополнительную часть цементного раствора 134 из тракта потока вниз по скважине в кольцевой зазор 107.

Фиг. 15 показывает систему 90 опорных плит в конечной конфигурации цементирования, в которой ближний охватывающий узел 60а и размещённая в нём закачивающая заглушка 136 и последующие первый и второй охватывающие узлы 60б,в дополнительно смещены в направлении дальнего конца из впускного и главного выпускного ответвлений 22, 23 первой и второй дополнительных опорных плит 20б,в до тех пор, пока закачивающая заглушка 136 и охватывающие узлы 60а-в полностью не прочистят опорные плиты 20а-в. Последовательно составленные закачивающая заглушка 136 и охватывающие узлы 60а-в размещаются у приёмной муфты 132 на дальнем конце 124 дальней удлинительной трубы 120. Следовательно, закачивающая заглушка 136 и охватывающие узлы

60а-в гарантируют, что весь цементный раствор 134 полностью вытеснен в кольцевой зазор 107. Когда цемент 134 правильным образом размещён в кольцевом зазоре 107, он предпочтительно оставляется застывать для завершения способа цементирования, прежде чем будут выполняться другие операции в главной скважине 92. Во всё время способа цементирования охватывающие узлы 60а-в и заглушки 84 практически предотвращают проникновение цемента в смещённые ответвления 24 опорных плит 20а-в. Однако после завершения способа цементирования обеспечивается жидкостное сообщение между соответствующими впускными ответвлениями 22 и смещёнными ответвлениями 24 опорных плит 20а-в через соответствующие корпуса 21 опорных плит.

Система 90 опорных плит, как показано на фиг. 16, переконфигурирована в рабочую конфигурацию, которая позволяет осуществлять способы бурения и завершения одной или нескольких смещённых скважин из главной скважины 92 с помощью одной или нескольких зацементированных опорных плит 20а-в в системе 90 опорных плит. Конфигурация, показанная на фиг. 16, дополнительно позволяет осуществлять способы дополнительного бурения и завершения главной скважины 92 за дном 128. Конфигурация, показанная на фиг. 16, отличается от конфигурации, показанной на фиг. 15, тем, что охватывающие узлы 60а-в удалены из дальней удлинительной трубы 120 в конфигурации по фиг. 16. Предпочтительное средство удаления охватывающих узлов 60а-в из тракта потока вниз по скважине состоит в их выбуривании.

Способы бурения и завершения по настоящему изобретению используют дивертор, показанный и в целом обозначенный позицией 140 на фиг. 17. Дивертор 140 содержит твёрдую цилиндрическую оправку 142, втулочный пакер 144, освобождаемые фиксаторные кольца 146 и подпружиненный фиксирующий выступ 148. Оправка 142 имеет ближний конец 150 и дальний конец 152. Ближний конец 150 имеет диагонально скошенную поверхность 154, которая скошена под углом по отношению к продольной оси главной скважины 92. Скошенная поверхность 154 функционирует, направляя буровой узел через систему 90 опорных плит описанным ниже образом. Дальний конец 152 слегка скошен для упрощения смещения дивертора 140 в направлении дальнего конца через систему 90 опорных плит.

Дополнительно на фиг. 18 дивертор 140 показан смонтированным в корпусе 21 и расположенным в главном выпускном ответвлении 23 опорной плиты 20. Скошенная поверхность 154 располагается в корпусе 21 так, что угол скошенной поверхности 154 расположен напротив смещённого выпускного отверстия 33. Соответственно, дивертор 140 и, в частности, скошенная поверхность 154, направляет любые жидко сти, инструменты или прочие структуры, входящие в корпус 21 через впускное ответвление

22, в смещённое выпускное ответвление 24. Втулочный пакер 144 обеспечивает между оправкой 142 и главным выпускным ответвлением 23 уплотнение высокого давления, которое практически предотвращает прохождение любых жидкостей мимо дивертора через главное выпускное ответвление 23. Высвобождаемые фиксирующие кольца 146 в сочетании с пазами 49, показанными на фиг. 1, в значительной степени предотвращают линейное смещение дивертора 140 внутри опорной плиты 20 во время работы дивертора 140. Изъятие фиксирующих колец 146 из пазов 49 позволяет пользователю переместить дивертор 140 в другую опорную плиту 20 системы 90 опорных плит, если нужно. Подпружиненный фиксирующий выступ 148, совместно с продольной прорезью 50, в значительной степени предотвращает вращательное смещение дивертора 140 в опорной плите 20 во время работы дивертора 140. Дивертор 140 сконфигурирован так, чтобы противостоять давлениям по меньшей мере 3500 фунтов на кв. дюйм, предпочтительно по меньшей мере 7000 фунтов на кв. дюйм, и более предпочтительно по меньшей мере 10000 фунтов на кв. дюйм или более без смещения внутри главного выпускного ответвления 23, при поддержании герметичного соединения с ним. Соответственно, дивертор 140 остаётся на месте в опорной плите 20 в то время, как опорная плита 20 используется в способах бурения или завершения с помощью высокого давления, таких, как стимулирование давлением, описанных ниже.

Хотя это и не показано, для специалиста очевидно, что дивертор 140 может быть установлен в корпусе 21 и альтернативно вставлен в смещённое выпускное ответвление 24 опорной плиты 20. Скошенная поверхность 154 располагается в корпусе 21 так, что угол скошенной поверхности 154 направлен в сторону главного выпускного отверстия 31, чтобы направить любые жидкости, инструменты или прочие структуры, входящие в корпус 21 через впускное ответвление 22, в главное выпускное ответвление

23. Такая конфигурация полезна для способов бурения и завершения, которые увеличивают главную скважину 92, как отмечено выше.

Фиг. 19 показывает систему 90 опорных плит, используемую в способе бурения смещённой скважины. Дивертор 140 устанавливается во второй дополнительной опорной плите 20в, практически так же, как описано выше со ссылкой на фиг. 18. Буровая колонна 156 и смонтированный на дальнем конце бур 158 вставляются через главную скважину 92 в систему 90 опорных плит из буровой вышки на верху скважины (не показана). Дивертор 140 направляет буровую колонну 156 и бур 158 при прохождении ими ближнего отверстия 32 впускного ответвления 22 опорной плиты 20в в смещённого выпускного ответвления 24 опорной плиты 20в через соединительное отверстие 44. Бур 158 активируется для бурения сквозь смещённую заглушку 84 в дальнем отверстии 36 смещённого выпускного ответвления 24, цементный раствор 134 в кольцевом зазоре 107, и через формацию 94 на желательное расстояние, определяя первую смещённую скважину 160. Первая смещённая скважина 160 имеет продольную ось, расположенную под углом по отношению к продольной оси главной скважины 92, или, другими словами, продольная ось первой смещённой скважины 160 отведена от оси главной скважины 92.

По фиг. 20 буровая колонна 156 и бур 158 изымаются из первой смещённой скважины 160, и тюбинг 162, называемый обсадной трубой, вставляется в первую смещённую скважину 160 и вывешивается из смещённого выпускного ответвления 24 с помощью стандартной подвески (не показана), смонтированной в кольцевых пазах 59. Обычный тюбинг 162 имеет диаметр 3 1/2 дюйма. Тюбинг 162 снабжается наконечником 130, практически таким же, что и наконечник, обеспеченный на дальней удлинительной трубе 120, как показано на фиг. 10. После цементирования тюбинга 162 в первой смещённой скважине 160 дивертор 140 перемещается в первую дополнительную опорную плиту 20б, и вторая смещённая скважина 164 бурится практически так же, как первая смещённая скважина 160. Хотя это и не показано, тюбинг 162 подобным же образом вставляется во вторую смещённую скважину 164 при завершении способа бурения второй смещённой скважины 164. После цементирования тюбинга 162 во второй смещённой скважине 164 дивертор 140 перемещается в исходную опорную плиту 20а, и третья смещённая скважина 166 бурится практически таким же образом, что и первая смещённая скважина 160, с последующим её центрированием и цементированием в ней тюбинга 162. Как отмечено выше, в объём изобретения входит способ удаления дивертора 140 из главной скважины 92 и повторного вставления буровой колонны через дальнюю удлинительную трубу 120 в целях продвижения в дальнем направлении дна 128 главной скважины 92 на дополнительное расстояние дальше в формацию 94.

На фиг. 21 показана главная скважина 92, содержащая первую, вторую и третью смещённые скважины 160, 164, 166, пробуренные из неё в соответствии с настоящими способами. Каждая из смещённых скважин 160, и 164, 166 также завершена, как показано, путём перфорирования тюбинга 162 и опционального стимулирования давлением прилегающей формации 94. Главная скважина 92 также завершена путём перфорирования дальней удлинительной трубы 120 и опционального стимулирования давлением прилегающей формации 94. Способы завершения в отношении смещённых скважин 160,

164, 166 выполняются с помощью дивертора 140 практически так же, как описано выше в отношении способов бурения для отклонения инструментов или тюбинга, подаваемых из верха скважины, которые доставляют завершающие скважину жидкости в желательную смещённую скважину. Способы завершения в отношении продолжения главной скважины 92 могут выполняться без дивертора 140 после того, как смещённые скважины 160, 164, 166 зацементированы, но до их перфорирования. Завершающие жидкости отклоняются из главной скважины 92 через опорные плиты 20а, 20б, 20в и дальнюю удлинительную трубу 120.

Выше описана конкретная последовательность выполнения способов бурения и завершения, при этом смещённые скважины 160, 164, 166 бурятся и цементируются последовательно от дальней к ближней снизу вверх с помощью одного дивертора 140, который также перемещается снизу вверх, чтобы последовательно выполнить операцию бурения каждой скважины. После этого смещённые скважины 160, 164, 166 завершаются последовательно от ближней к дальней сверху вниз с помощью одного дивертора 140, который также перемещается снизу вверх, чтобы последовательно выполнить операцию завершения каждой скважины.

Хотя это и не показано, в объём настоящего изобретения альтернативно входит использование нескольких диверторов, которые практически идентичны дивертору 140 при выполнении способов бурения и завершения. После того, как первая смещённая скважина пробурена и зацементирована с помощью второй дополнительной опорной плиты и первого дивертора, первый дивертор остаётся во второй дополнительной опорной плите, а второй дивертор размещается в первой дополнительной опорной плите. Вторая смещённая скважина бурится и цементируется с помощью первой дополнительной опорной плиты и второго дивертора. Второй дивертор остаётся в первой дополнительной опорной плите, а третий дивертор размещается в исходной опорной плите. Третья смещённая скважина бурится и цементируется с помощью третьего дивертора и исходной опорной плиты. После этого третья смещённая скважина завершается с помощью третьего дивертора и исходной опорной плиты. Затем третий дивертор полностью удаляется из главной скважины, а вторая смещённая скважина завершается с помощью второго дивертора и первой дополнительной опорной плиты. Наконец, второй дивертор полностью удаляется из главной скважины, а первая смещённая скважина завершается с помощью первого дивертора и второй дополнительной опорной плиты с последующим полным удалением первого дивертора из главной скважины.

В объём изобретения входит также бурение смещённых скважин 160, 164, 166 в порядке от дальней к ближней снизу вверх с помощью одного дивертора 140, как описано выше, но с оставлением дивертора 140 на месте после бурения первой смещённой скважины 160 для завершения первой смещённой скважины 160. Вновь пробуренная первая смещённая скважина 160 завершается посредством доставки завершающих жидкостей непосредственно в первую смещённую скважину 160 без использования ряда концентрических тюбингов. Затем дивертор 140 перемещается в направлении ближнего конца для выполнения операции бурения следующей по порядку смещённой скважины. Таким образом смещённые скважины 160, 164, 166 завершаются в порядке от дальней к ближней, в той же самой последовательности, что и бурятся.

Хотя это и не показано, в объём настоящего изобретения входит поддержание смещённых скважин 160, 164, 166 в необсаженном и/или незацементированном состоянии после того, как смещённые скважины 160, 164, 166 пробурены и введены в действие. Также в объём изобретения входит бурение смещённых скважин 160, 164, 166 в последовательности от ближней к дальней и завершение смещённых скважин 160, 164, 166 в соответствии с практически любой описанной ранее последовательностью.

Хотя были описаны и показаны вышеприведённые предпочтительные выполнения изобретения, ясно, что в них могут быть внесены альтернативы и модификации, такие, как предложенные здесь, и прочие, которые попадают в объём изобретения. Например, заглубляемая система опорных плит может быть сконфигурирована в объёме изобретения так, что она будет использовать опорную плиту 20 в соединённой последовательности с одним или несколькими общепринятыми опорными плитами, такими, как опорная плита, раскрытая в находящемся в совместной собственности патенте США № 5330007, включённом сюда посредством ссылки.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ циркуляции жидкости через опорную плиту в главной скважине, содержащий следующие шаги:

   обеспечение опорной плиты, которая содержит корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, причём упомянутые ответвления открываются в упомянутый корпус;

   размещение упомянутой опорной плиты в главной скважине для формирования кольцевого зазора между упомянутой опорной плитой и поверхностью упомянутой главной скважины; обеспечение охватывающего узла, содержащего охватывающую трубу, имеющую ближний и дальний концы;

   установка упомянутого охватывающего узла в упомянутой опорной плите, при этом упомянутый ближний конец располагается в упомянутом впускном ответвлении, а упомянутый дальний конец располагается в упомянутом главном выпускном ответвлении для обеспечения непрерывного тракта потока охватывающего узла через упомянутый корпус и непрерывного тракта потока вниз по скважине через упомянутое впускное ответвление, упомянутый охватывающий узел и упомянутое главное выпускное ответвление; и закачивание жидкости в направлении дальнего конца в упомянутый тракт потока вниз по скважине и смещение упомянутой жидкости в направлении ближнего конца в упомянутый кольцевой зазор при поддержании изоляции упомянутого смещённого выпускного ответвления от упомянутой жидкости.
2. 2. Способ по п.1, содержащий далее обеспечение по меньшей мере одной обводной трубы через упомянутую опорную плиту и смещение упомянутой жидкости в направлении ближнего конца через упомянутую по меньшей мере одну обводную трубу мимо упомянутой опорной плиты.
3. 3. Способ по п.1, в котором упомянутая жидкость является цементом, упомянутый способ дополнительно содержит затвердение цемента в упомянутом кольцевом зазоре.
4. 4. Способ циркуляции жидкости через множество опорных плит в главной скважине, содержащий следующие шаги:

   обеспечение исходной опорной плиты и первой дополнительной опорной плиты, при этом каждая из упомянутых исходной и первой дополнительной опорных плит содержит корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, причём упомянутые ответвления открываются в упомянутый корпус, последовательное размещение упомянутых исходной и первой дополнительной опорных плит в главной скважине при соединении упомянутого главного выпускного ответвления упомянутой исходной опорной плиты с упомянутым впускным ответвлением упомянутой первой дополнительной опорной плиты;

   обеспечение исходного охватывающего узла и первого дополнительного охватывающего узла, причём каждый из упомянутых исходного и первого дополнительного охватывающих узлов содержит охватывающую трубу, имеющую ближний и дальний концы и ближнее и дальнее уплотнения;

   установка с возможностью освобождения упомянутого исходного охватывающего узла в упомянутой исходной опорной плите, при этом ближнее уплотнение располагается в упомянутом впускном ответвлении, а упомянутое дальнее уплотнение располагается в упомянутом главном выпускном ответвлении для обеспечения непрерывного тракта потока охватывающего узла через упомянутый корпус и практически предотвращения попадания потока жидкости из упомянутого впускного ответвления упомянутой исходной опорной плиты в упомянутое смещенное выпускное ответвление упомянутой исходной опорной плиты; и установка с возможностью освобождения упомянутого первого дополнительного охватывающего узла в упомянутой первой дополнительной опорной плите, при этом ближнее уплотнение располагается в упомянутом впускном ответвлении, а упомянутое дальнее уплотнение располагается в упомянутом главном выпускном ответвлении для обеспечения непрерывного тракта потока охватывающего узла через упомянутый корпус и практически предотвращения попадания потока жидкости из упомянутого впускного ответвления упомянутой первой дополнительной опорной плиты в упомянутое смещённое выпускное ответвление упомянутой первой дополнительной опорной плиты, чтобы обеспечивался непрерывный тракт потока вниз по скважине через упомянутые исходную и первую дополнительную опорные плиты.
5. 5. Опорная плита, размещаемая в главной скважине и попеременно конфигурируемая для циркуляции жидкостей по главной скважине или для бурения смещённой скважины из главной скважины, содержащая:

   конфигурацию циркуляции жидкости, имеющую корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, при этом упомянутые ответвления открываются в упомянутый корпус, охватывающий узел, содержащий охватывающую трубу, имеющую ближний и дальний концы и ближнее и дальнее уплотнения, расположенные практически на упомянутых ближнем и дальнем концах, причём упомянутое ближнее уплотнение устанавливается в упомянутом впускном ответвлении, а упомянутое дальнее уплотнение устанавливается в упомянутом главном выпускном ответвлении для обеспечения непрерывного тракта потока охватывающего узла через упомянутый корпус, практически предотвращающего попадание потока жидкости из упомянутого впускного ответвления в упомянутое смещённое выпускное ответвление, и непрерывный тракт потока вниз по скважине через упомянутое впускное ответвление, упомянутый охватывающий узел и упомянутое главное выпускное ответвление; и конфигурацию бурения смещённой скважины, имеющую корпус, трубообразное впускное ответвление, трубообразное главное выпускное ответвление и трубообразное смещённое выпускное ответвление, в которой упомянутый охватывающий узел удаляется из упомянутого корпуса для обеспечения тракта буровой колон27 ны от упомянутого впускного ответвления до упомянутого смещённого выпускного ответвле ния или упомянутого главного выпускного ответвления.