EA037374B1

EA037374B1 - Casing window assembly

Info

Publication number: EA037374B1
Application number: EA201791603A
Authority: EA
Inventors: Дэвид Джо Стил
Original assignee: Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2021-03-22
Also published as: EA201791603A1

Abstract

A casing window assembly and methods for installing the casing window assembly.

Description

Область техники изобретенияField of the invention

Настоящее изобретение в общем относится к компоновке окна обсадной колонны и способам установки компоновки окна обсадной колонны.The present invention generally relates to a casing window arrangement and methods for installing a casing window arrangement.

Предпосылки изобретенияBackground of the invention

Стволы скважины обычно бурят, применяя бурильную колонну с буровым долотом, прикрепленным к нижнему свободному концу, и затем заканчивают, устанавливая обсадную колонну в ствол скважины и цементируя обсадную колонну на месте установки. Обсадная колонна увеличивает прочность ствола скважины и создает путь потока между поверхностью и выбранным подземным пластом для нагнетания обрабатывающих химреагентов в окружающий пласт для стимулирования добычи, для приема притока углеводородов из пласта и для обеспечения ввода текучих сред для управления разработкой коллектора или с целью утилизации.Wellbores are typically drilled using a drill string with a drill bit attached to the lower free end and then completed by placing the casing in the wellbore and cementing the casing in place. The casing increases the strength of the wellbore and provides a flow path between the surface and the selected subterranean formation for injecting treatment chemicals into the surrounding formation to stimulate production, to receive hydrocarbons from the formation, and to provide fluids to control reservoir development or for disposal.

Во время обычных операций фрезерования и/или бурения компоновку окна обсадной колонны можно использовать для заканчивания бокового ствола скважины. Обычная компоновка окна обсадной колонны, как правило, включает в себя секцию обсадной колонны с заранее прорезанным окном, проходящим через стенку обсадной колонны, для входа инструмента и наружную муфту, содержащую алюминий, установленную вокруг заранее прорезанного окна для защиты кольцевого пространства в обсадной колонне от отходов и цемента при креплении обсадной колонны в стволе скважины. Компоновка окна обсадной колонны такого типа, вместе с тем, имеет несколько недостатков, например, увеличенный наружный диаметр вокруг обсадной колонны, где установлена наружная муфта, пониженное расчетное давление и необходимость фрезерования перед бурением бокового ствола скважины.During normal milling and / or drilling operations, the casing window assembly can be used to complete a sidetrack wellbore. A typical casing window arrangement typically includes a section of casing with a pre-cut through the casing wall for tool entry and an outer sleeve containing aluminum installed around the pre-cut window to protect the casing annulus from waste and cement when securing the casing in the wellbore. A casing window arrangement of this type, however, has several disadvantages, for example, an increased outer diameter around the casing where the outer sleeve is installed, a reduced design pressure, and the need for milling before drilling a lateral wellbore.

Другие обычные конструктивные решения компоновки окна обсадной колонны включают в себя секцию обсадной колонны с заранее прорезанным окном, проходящим через стенку обсадной колонны, для входа инструмента и внутреннюю стальную муфту, соединенную с заранее прорезанным окном для защиты внутреннего пространства в обсадной колонне от отходов и цемента при креплении обсадной колонны в стволе скважины. Хотя компоновка такого типа обеспечивает лучшее уплотнение для заранее прорезанного окна и может иметь более высокое расчетное давление, требуется отдельный рейс в скважину перед бурением бокового ствола скважин. Данный дополнительный рейс для удаления внутренней муфты может стоить свыше $100000 для глубокого ствола скважины.Other conventional casing window designs include a casing section with a pre-cut through the casing wall for tool entry and an inner steel sleeve connected to the pre-cut window to protect the interior of the casing from waste and cement when fastening the casing in the wellbore. Although this type of assembly provides a better seal for the pre-cut window and may have a higher design pressure, a separate run into the well is required before sidetracking is drilled. This additional trip to remove the inner sleeve can cost upwards of $ 100,000 for a deep wellbore.

Другие компоненты обычной компоновки окна обсадной колонны могут включать в себя, например, шпиндель для несения извлекаемого отклоняющего клина и/или отклонителя заканчивания и отдельный ориентирующий элемент, закрепленный ниже заранее прорезанного окна в обсадной колонне для ориентирования извлекаемого отклоняющего клина и/или отклонителя заканчивания в нужном поперечном положении и глубине, то есть по существу одном поперечном положении и глубине с заранее прорезанным окном. Ориентирующий элемент, таким образом, ориентирует извлекаемый отклоняющий клин и/или отклонитель заканчивания для обеспечения входа фрезерного/бурильного инструмента в пласт через заранее прорезанное окно в нужном поперечном положении и на нужной глубине. Поскольку большинство обычных ориентирующих элементов обеспечивают ориентацию как для поперечного положения, так и по глубине одновременно, достижение нужного поперечного положения и глубины в глубоких скважинах может являться долгим и сложным вследствие величины крутящего момента, передаваемого на бурильную колонну. Другими словами, при медленном вращении бурильной колонны сверху крутящий момент от вращения бурильной колонны нарастает и вызывает быстрое вращение низа бурильной колонны, где установлен извлекаемый отклоняющий клин и/или отклонитель заканчивания в вариантах применения на большой глубине. Указанное часто препятствует установке в нужное поперечное положении, которое является неопределенным до передачи крутящего момента обратно вверх по бурильной колонне.Other components of a conventional casing window assembly may include, for example, a spindle for carrying a retrievable deflector and / or completion whip and a separate alignment member anchored below a pre-cut casing window to orient the retrievable deflector and / or completion whip in the desired position. lateral position and depth, that is, substantially the same lateral position and depth with a pre-cut window. The alignment member thus orients the retrievable deflector and / or completion diverter to allow the milling / drilling tool to enter the formation through the pre-cut window at the desired lateral position and depth. Since most conventional alignment elements provide orientation for both lateral position and depth simultaneously, achieving the desired lateral position and depth in deep holes can be time consuming and difficult due to the amount of torque transmitted to the drill string. In other words, as the drill string is slowly rotated from above, the torque from the rotation of the drill string builds up and causes rapid rotation of the bottom of the drill string where the retrievable deflector wedge and / or completion diverter is installed in deep-water applications. This often prevents the desired lateral position from being set, which is undefined until the torque is transmitted back up the drill string.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение устраняет один или несколько недостатков известной техники благодаря использованию улучшенной компоновки окна обсадной колонны для заканчивания скважины с боковым стволом без фрезерования прохода через какую-либо часть компоновки.The present invention overcomes one or more of the disadvantages of the prior art by using an improved casing window arrangement for sidetracked completion without milling a passage through any part of the assembly.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя компоновку окна обсадной колонны, содержащую: I) трубную соединительную муфту обсадной колонны, имеющую внутренний диаметр, наружный диаметр и отверстие между внутренним диаметром и наружным диаметром, образующее окно обсадной колонны, причем внутренний диаметр включает в себя профиль выемки в стенке для приема участка расширяющейся стенки и выемку для приема части закрепляющего элемента; и II) внутреннюю муфту, разъемно закрепленную в соединительной муфте обсадной колонны расширяющейся стенкой или закрепляющим элементом и имеющую внутренний диаметр, наружный диаметр и стенку между внутренним диаметром и наружным диаметром, причем участок стенки образует расширяющуюся стенку и другой участок стенки включает в себя часть закрепляющего элемента.In one embodiment, the present invention includes a casing window arrangement comprising: I) a casing pipe coupling having an inside diameter, an outside diameter, and a hole between the inside diameter and an outside diameter defining a casing window, the inside diameter including a profile of a recess in the wall for receiving a portion of the expanding wall and a recess for receiving a portion of the anchoring member; and ii) an inner sleeve detachably secured in a casing coupler by an expanding wall or anchoring element and having an inner diameter, an outer diameter and a wall between an inner diameter and an outer diameter, the wall section forming an expanding wall and the other wall section including part of the anchoring element ...

- 1 037374- 1 037374

В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя способ установки компоновки окна обсадной колонны, содержащий: I) спуск компоновки окна обсадной колонны в основной ствол скважины на заданную глубину, причем компоновка окна обсадной колонны включает в себя трубную соединительную муфту обсадной колонны с окном обсадной колонны и внутреннюю муфту, разъемно закрепленную в соединительной муфте обсадной колонны в положении установки до высвобождения, смежном с окном обсадной колонны; II) высвобождение внутренней муфты из соединительной муфты обсадной колонны; и III) разъемное закрепление внутренней муфты в соединительной муфте обсадной колонны в положении установки после высвобождения под окном обсадной колонны.In another embodiment, the present invention includes a method for installing a casing window assembly, comprising: i) running a casing window assembly into a main borehole to a predetermined depth, wherein the casing window assembly includes a casing pipe coupling with a casing window and an inner sleeve detachably secured to the casing coupler in a set before release position adjacent to the casing port; Ii) freeing the inner sleeve from the casing sleeve; and iii) releasably securing the inner sleeve in the casing sleeve in a set position after being released under the casing window.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает в себя компоновку окна обсадной колонны, содержащую: I) трубную соединительную муфту обсадной колонны, имеющую внутренний диаметр, наружный диаметр и отверстие между внутренним диаметром и наружным диаметром, образующее окно обсадной колонны; II) шпиндель, имеющий верхний конец и нижний конец, причем по меньшей мере один из верхнего конца шпинделя и нижнего конца шпинделя включает в себя выдвигающуюся останавливающую и ориентирующую шпонку; и III) ориентирующий элемент, закрепленный в соединительной муфте обсадной колонны под окном обсадной колонны, причем ориентирующий элемент включает в себя множество направляющих элементов, разделенных множеством пазов, причем множество пазов включает в себя ориентирующий паз, который направляет шпиндель в поперечное положение, по существу одинаковое с поперечным положением окна обсадной колонны, и обеспечивает спуск шпинделя на глубину, по существу одинаковую с глубиной окна обсадной колонны.In another embodiment, the present invention includes a casing window arrangement comprising: i) a casing pipe coupling having an inside diameter, an outside diameter, and a hole between the inside diameter and an outside diameter defining a casing window; II) a spindle having an upper end and a lower end, wherein at least one of the upper end of the spindle and the lower end of the spindle includes a retractable stop and alignment key; and iii) an orienting element secured in the casing coupling below the casing window, the orienting element including a plurality of guide elements separated by a plurality of grooves, the plurality of grooves including an alignment groove that guides the spindle into a substantially identical lateral position with the lateral position of the casing window, and allows the spindle to run to a depth substantially the same as the depth of the casing window.

Данные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения должны стать понятны специалисту в данной области техники из следующего описания различных вариантов осуществления и прилагаемых чертежей.These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent to a person skilled in the art from the following description of various embodiments and the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Изобретение описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы указаны одинаковыми позициями ссылки и на которых показано следующее.The invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which like elements are indicated by like reference numerals and in which the following is shown.

На фиг. 1 показано сечение верхнего конца внутренней муфты для одного варианта осуществления компоновки окна обсадной колонны согласно настоящему изобретению.FIG. 1 is a cross-sectional view of the upper end of an inner sleeve for one embodiment of a casing window arrangement in accordance with the present invention.

На фиг. 2 показано сечение средней секции внутренней муфты для компоновки окна обсадной колонны фиг. 1.FIG. 2 is a cross-sectional view of the middle section of the inner sleeve for the casing window arrangement of FIG. one.

На фиг. 3 показано сечение нижнего конца внутренней муфты для компоновки окна обсадной колонны фиг. 1.FIG. 3 is a cross-sectional view of the lower end of the inner sleeve for the casing window arrangement of FIG. one.

На фиг. 4 показано сечение нижнего конца соединительной муфты обсадной колонны для компоновки окна обсадной колонны фиг. 1.FIG. 4 is a cross-sectional view of the lower end of the casing coupler for the casing window assembly of FIG. one.

На фиг. 5 показано продольное сечение соединительной муфты обсадной колонны, шпинделя и ориентирующего элемента для другого варианта осуществления компоновки окна обсадной колонны согласно настоящему изобретению.FIG. 5 shows a longitudinal sectional view of a casing coupler, spindle and alignment member for another embodiment of a casing window arrangement according to the present invention.

На фиг. 6А схематично показан шпиндель и ориентирующий элемент для компоновки окна обсадной колонны фиг. 5, где шпиндель установлен на нужной глубине и с нужной ориентацией.FIG. 6A schematically illustrates the spindle and alignment member for the casing window assembly of FIG. 5 where the spindle is set at the correct depth and orientation.

На фиг. 6В схематично показан шпиндель и ориентирующий элемент для компоновки окна обсадной колонны на фиг. 5, где шпиндель поворачивается от некорректной глубины к нужной глубине и ориентации.FIG. 6B schematically illustrates the spindle and alignment member for the casing window assembly of FIG. 5 where the spindle pivots from the wrong depth to the desired depth and orientation.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

В следующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления даны ссылки на прилагаемые чертежи, являющиеся его частью, показывающие предпочтительные варианты осуществления, в которых изобретение можно реализовать. Данные варианты осуществления описаны в достаточно подробно для понимания изобретения специалистом в данной области, и понятно, что другие варианты осуществления можно применять и логичные изменения можно выполнять без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Заявленный предмет изобретения можно также осуществить другими путями, включающим в себя структуры, этапы и комбинации, аналогичные описанным в данном документе в соединении с другими настоящими или будущими технологиями. Следующее подробное описание при этом не следует считать ограничивающим, и объем настоящего изобретения определяется только прилагаемой формулой изобретения.In the following detailed description of preferred embodiments, reference is made to the accompanying drawings, an integral part thereof, showing preferred embodiments in which the invention may be implemented. These embodiments are described in sufficient detail for a person skilled in the art to understand the invention, and it is understood that other embodiments can be applied and logical changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. The claimed subject matter can also be implemented in other ways, including structures, steps and combinations similar to those described herein in connection with other present or future technologies. The following detailed description should not be construed as limiting, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims.

На фиг. 1-4, показано сечение одного варианта осуществления улучшенной компоновки 100 окна обсадной колонны. компоновка 100 окна обсадной колонны включает в себя верхний конец внутренней муфты 116 (фиг. 1), среднюю секцию внутренней муфты 116 (фиг. 2) и нижний конец внутренней муфты 116 (фиг. 3). Компоновка окна обсадной колонны также включает в себя нижний конец трубной соединительной муфты 102 обсадной колонны (фиг. 4).FIG. 1-4, a cross section of one embodiment of the improved casing window assembly 100 is shown. casing window assembly 100 includes an upper end of an inner sleeve 116 (FIG. 1), a middle section of an inner sleeve 116 (FIG. 2), and a lower end of an inner sleeve 116 (FIG. 3). The casing window assembly also includes the lower end of the casing pipe coupling 102 (FIG. 4).

Соединительная муфта 102 обсадной колонны имеет внутренний диаметр 104, наружный диаметр 106 и отверстие между внутренним диаметром 104 и наружным диаметром 106, образующее окно обсадной колонны, которое может быть заранее прорезано. Внутренний диаметр 104 муфты 102 обсадной колонны включает в себя профиль 108 выемки в стенке для приема участка расширяющейся стенки 110 и множество выемок для приема части соответствующего закрепляющего элемента. Профиль 108 выемки вThe casing coupling 102 has an inner diameter 104, an outer diameter 106, and an opening between the inner diameter 104 and the outer diameter 106, forming a casing window that can be cut in advance. The inner diameter 104 of the casing collar 102 includes a wall recess profile 108 for receiving a portion of an expanding wall 110 and a plurality of recesses for receiving a portion of a corresponding anchoring member. Profile 108 notch in

- 2 037374 стенке соединительной муфты 102 обсадной колонны и расширяющаяся стенка 110 проходят по окружности. Внутренняя муфта 116 разъемно закрепляется в соединительной муфте 102 обсадной колонны расширяющейся стенкой 110 и/или одним или несколькими закрепляющими элементами и имеет внутренний диаметр 118, наружный диаметр 120 и стенку 122 между внутренним диаметром 118 и наружным диаметром 120. Участок стенки 122 образует расширяющуюся стенку 110 и другой участок стенки 122 включает в себя часть закрепляющего элемента 112 и часть другого закрепляющего элемента 113. Другой участок стенки 122 может дополнительно включать в себя раскрепляющий элемент 114 и другой раскрепляющий элемент 115, противоположные закрепляющему элементу 112 и другому закрепляющему элементу 113 соответственно. Закрепляющий элемент 112 и раскрепляющий элемент 114 предпочтительно установлены над окном обсадной колонны. Другой закрепляющий элемент 113 и другой раскрепляющий элемент 115 предпочтительно установлены под окном обсадной колонны. Число закрепляющих элементов может зависеть от ряда факторов, в том числе, например, конструктивного решения компоновки 100 окна обсадной колонны и условий, в которых его можно использовать.- 2 037374 the wall of the casing coupling 102 and the expanding wall 110 extend in a circumferential manner. The inner sleeve 116 is releasably secured to the casing sleeve 102 by an expanding wall 110 and / or one or more anchoring elements and has an inner diameter 118, an outer diameter 120, and a wall 122 between an inner diameter 118 and an outer diameter 120. The wall section 122 forms an expanding wall 110 and another wall portion 122 includes a portion of an anchor 112 and a portion of another anchor 113. The other wall portion 122 may further include a release 114 and another release 115 opposed to an anchor 112 and another anchor 113, respectively. An anchoring element 112 and an anchoring element 114 are preferably mounted above the casing window. Another anchoring element 113 and another anchoring element 115 are preferably positioned below the casing window. The number of anchoring elements can depend on a number of factors, including, for example, the design of the casing window assembly 100 and the conditions in which it can be used.

Внутренний диаметр 118 внутренней муфты 116 включает в себя участок 126 выемки в стенке с отверстием для приема части закрепляющего элемента 112 и части раскрепляющего элемента 114. Внутренняя муфта 116 разъемно крепится к другой внутренней муфте 128 срезным элементом 130 и/или другим срезным элементом 131. Другая внутренняя муфта 128 включает в себя наружный диаметр 132 с выемкой 134 и другой выемкой 135 для приема части закрепляющего элемента 112 и части раскрепляющего элемента 114 соответственно.The inner diameter 118 of the inner sleeve 116 includes a wall recess portion 126 with an opening to receive part of the anchoring element 112 and part of the release element 114. The inner sleeve 116 is detachably attached to the other inner sleeve 128 by a shear element 130 and / or another shear element 131. Another inner sleeve 128 includes an outer diameter 132 with a recess 134 and another recess 135 for receiving a portion of an anchoring member 112 and a portion of an anchoring member 114, respectively.

Каждая выемка на внутреннем диаметре 104 соединительной муфты 102 обсадной колонны и каждый соответствующий закрепляющий элемент 112, другой закрепляющий элемент 113, раскрепляющий элемент 114 и другой раскрепляющий элемент 115 разъемно закрепляет внутреннюю муфту 116 в соединительной муфте 102 обсадной колонны в положении установки до высвобождения, как показано на фиг. 1. Расширяющаяся стенка 110 и профиль 108 выемки в стенке соединительной муфты 102 обсадной колонны разъемно закрепляют внутреннюю муфту 116 в соединительной муфте 102 обсадной колонны в положении установки после высвобождения. Расширяющаяся стенка 110 и профиль 108 выемки в стенке могут при этом выполняться с возможностью выдерживать заданное усилие для разъемного закрепления внутренней муфты 116 в соединительной муфте 102 обсадной колонны в положении установки после высвобождения. Конец профиля 108 выемки в стенке включает в себя заплечик 124, как показано на фиг. 4. Заплечик 124 закрепляет внутреннюю муфту 116 по существу вблизи положения установки после высвобождения, когда некоторая сила обуславливает высвобождение внутренней муфты 116 из положения после установки после высвобождения и перемещение к заплечику 124.Each notch in the inner diameter 104 of the casing coupler 102 and each corresponding anchoring element 112, another anchoring element 113, a releasing element 114 and another releasing element 115 releasably secures the inner collar 116 in the casing coupler 102 in a set position prior to release, as shown. in fig. 1. Expanding wall 110 and a notch profile 108 in the wall of the casing coupler 102 releasably secure the inner collar 116 to the casing coupler 102 in a set position after release. The expanding wall 110 and the profile 108 of the wall recess may then be configured to withstand a predetermined force to releasably secure the inner sleeve 116 to the casing sleeve 102 in a positioned position after release. The end of the wall recess profile 108 includes a shoulder 124 as shown in FIG. 4. The shoulder 124 secures the inner sleeve 116 substantially in the vicinity of the post-release position when some force causes the inner sleeve 116 to be released from the post-release position and move towards the shoulder 124.

Наружный диаметр 120 внутренней муфты 116 включает в себя проходящую по окружности выемку над окном обсадной колонны для приема уплотнения 136 и другую проходящую по окружности выемку под окном обсадной колонны для приема другого уплотнения 138. Уплотнение 136 и другое уплотнение 138 повышают расчетное давление для компоновки 100 окна обсадной колонны, при этом каждое уплотнение может являться либо кольцевым уплотнением круглого сечения или любым другим известным уплотнительным элементом. Дополнительные уплотнения 137, 139 можно включать в состав для дополнительного повышения расчетного давления компоновки 100 окна обсадной колонны. Компоновка 100 окна обсадной колонны поэтому, может иметь высокое расчетное давление по меньшей мере 8500 фунт/дюйм2 (59 МПа) вследствие своего уникального конструктивного решения. Каждое уплотнение 136, 137, 138, 139 и/или внутренняя муфта 116 по существу предотвращают гидравлическое сообщение между основным стволом скважины и внутренним пространством соединительной муфты 102 обсадной колонны смежным с окном обсадной колонны, когда внутренняя муфта 116 разъемно закрепляется в положении установки до высвобождения. В данном способе площадь внутри соединительной муфты 102 обсадной колонны можно защитить от отходов и цемента, когда обсадная колонна крепится в основном стволе скважины.The outer diameter 120 of the inner sleeve 116 includes a circumferentially extending recess above the casing window to receive seal 136 and another circumferentially extending recess below the casing window to receive another seal 138. Seal 136 and other seal 138 increase the design pressure for window assembly 100 casing, each seal can be either an O-ring seal or any other known sealing element. Additional seals 137, 139 may be included to further increase the design pressure of the casing port assembly 100. The casing window assembly 100, therefore, can have a high design pressure of at least 8500 psi (59 MPa) due to its unique design. Each seal 136, 137, 138, 139 and / or inner sleeve 116 substantially prevents fluid communication between the main wellbore and the interior of the casing sleeve 102 adjacent to the casing window when the inner sleeve 116 is releasably secured in the set position prior to release. In this method, the area within the casing coupling 102 can be protected from waste and cement when the casing is anchored in the main wellbore.

Компоновку 100 окна обсадной колонны можно установить в основном стволе скважины, спустив компоновку 100 окна обсадной колонны в основной ствол скважины на заданную глубину. Внутренняя муфта 116 разъемно закрепляется в соединительной муфте 102 обсадной колонны в положении установки до высвобождения на заданной глубине смежно с окном обсадной колонны. Внутреннюю муфту 116 можно высвободить из соединительной муфты 102 обсадной колонны направленной вниз силой, передаваемой инструментом на конец другой внутренней муфты 128, действием которой срезается срезной элемент 130 и/или другой срезной элемент 131 и обеспечивается высвобождение другой внутренней муфты 128 и перемещение вниз в участке 126 выемки в стенке до попадания части закрепляющего элемента 112 и/или части раскрепляющего элемента 114 в выемку 134 и другую выемку 135 соответственно. При этом закрепляющий элемент 112 и/или другой закрепляющий элемент 114 выпадает из выемок на внутреннем диаметре 104 соединительной муфты 102 обсадной колонны. Аналогично другой закрепляющий элемент 113 и другой раскрепляющий элемент 115 выпадают из выемок на внутреннем диаметре 104 соединительной муфты 102 обсадной колонны. Установку компоновки 100 окна обсадной колонны можно завершить, разъемно закрепляя внутреннюю муфту 116 в соединительной муфте 102 обсадной колонны в положении установки после высвобождения под окном обсадной колонны. После высвобожThe casing window assembly 100 can be installed in the main wellbore by running the casing window assembly 100 into the main wellbore to a predetermined depth. The inner sleeve 116 is releasably secured to the casing sleeve 102 in a set position until released at a predetermined depth adjacent to the casing window. The inner collar 116 can be released from the casing collar 102 by a downward force applied by the tool to the end of the other inner collar 128, which shears the shear member 130 and / or another shear member 131 and releases the other inner sleeve 128 and moves downwardly in the region 126 recesses in the wall until part of the securing element 112 and / or part of the securing element 114 enters the recess 134 and the other recess 135, respectively. In this case, the securing element 112 and / or other securing element 114 falls out of the recesses in the inner diameter 104 of the casing coupling 102. Similarly, the other anchoring element 113 and the other anchoring element 115 fall out of the recesses in the ID 104 of the casing coupler 102. The installation of the casing window assembly 100 can be completed by releasably securing the inner sleeve 116 in the casing sleeve 102 in a set position after being released under the casing window. After releasing

- 3 037374 дения внутренней муфты 116 из соединительной муфты 102 обсадной колонны описанным способом внутренняя муфта 116 перемещается вниз в соединительной муфте 102 обсадной колонны до входа расширяющейся стенки 110 в профиль 108 выемки в стенке соединительной муфты 102 обсадной колонны и расширения, при этом внутренняя муфта разъемно закрепляется в соединительной муфте 102 обсадной колонны в положении установки после высвобождения под окном обсадной колонны. В данном способе отдельный рейс в основной ствол скважин для извлечения внутренней муфты 116 не требуется. Альтернативно вместе с тем внутреннюю муфту 116 можно удалить из компоновки 100 окна обсадной колонны в основном стволе скважины.3 037374 the inner sleeve 116 is moved from the casing sleeve 102 in the manner described, the inner sleeve 116 moves downwardly in the casing sleeve 102 until the expanding wall 110 enters the profile 108 of the recess in the wall of the casing sleeve 102 and expands, the inner sleeve being detachable is secured in the casing coupler 102 in a set position after being released under the casing window. This method does not require a separate trip into the main wellbore to retrieve the inner sleeve 116. Alternatively, however, the inner sleeve 116 can be removed from the casing window assembly 100 in the main wellbore.

Вкладыш можно установить в профиль 108 выемки в стенке соединительной муфты 102 обсадной колонны для предотвращения осаждения бурового шлама и/или других отходов в профиле 108 выемки в стенке и на заплечике 124, которое может препятствовать перемещению внутренней муфты 116 в положение установки после высвобождения. Вкладыш можно выполнить из картона или любого другого известного сжимаемого материала, предотвращающего осаждение бурового шлама и/других отходов в профиле 108 выемки в стенке и на заплечике 124, обеспечивающего внутренней муфте 116 сжатие или иное смещение вкладыша для перемещения внутренней муфты 116 в положение установки после высвобождения.The liner can be positioned in the notch profile 108 in the wall of the casing coupling 102 to prevent drill cuttings and / or other debris from settling in the notch profile 108 in the wall and on the shoulder 124, which can prevent the inner coupling 116 from moving into the set position after release. The liner can be made of cardboard or any other known compressible material that prevents the deposition of drill cuttings and / other debris in the profile 108 of the recess in the wall and on the shoulder 124, which provides the inner sleeve 116 with compression or other displacement of the liner to move the inner sleeve 116 to the installation position after release. ...

После установки компоновки 100 окна обсадной колонны компоновку 500 окна обсадной колонны, описанную со ссылкой на фиг. 5-6, можно использовать для ориентирования инструмента в соединительной муфте 102 обсадной колонны в поперечном положении, которое является по существу одинаковым с поперечным положением окна обсадной колонны, и спуска инструмента на глубину, по существу одинаковую с глубиной окна обсадной колонны. После достижения инструментом нужного поперечного положения и глубины инструмент можно установить для прохода через окно обсадной колонны, когда внутренняя муфта 116 разъемно закрепляется в положении установки после высвобождения.After the casing window assembly 100 has been installed, the casing window assembly 500 described with reference to FIG. 5-6 can be used to orient the tool in the casing coupler 102 in a lateral position that is substantially the same as the lateral position of the casing window and run the tool to a depth substantially the same as the casing window depth. Once the tool has reached the desired lateral position and depth, the tool can be set to pass through the casing window when the inner sleeve 116 is releasably secured in the set position upon release.

На фиг. 5 в продольном сечении показан другой вариант осуществления улучшенной компоновки 500 окна обсадной колонны. Компоновка 500 окна обсадной колонны включает в себя трубную соединительную муфту 502 обсадной колонны, шпиндель 508 и ориентирующий элемент 514. Соединительная муфта 502 обсадной колонны имеет внутренний диаметр 504 и наружный диаметр 506. Нижний конец шпинделя 508 может включать в себя множество выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512. Множество выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 предпочтительно приводятся в действие пружинами или могут приводиться в действие любым другим известным механическим, электрическим, гидравлическим или другим средством.FIG. 5 is a longitudinal sectional view of another embodiment of an improved casing window arrangement 500. The casing window assembly 500 includes a casing pipe coupling 502, a spindle 508, and an alignment member 514. The casing coupling 502 has an inner diameter 504 and an outer diameter 506. The lower end of the spindle 508 may include a plurality of retractable stop and alignment keys 512. The plurality of retractable stop and alignment keys 512 are preferably spring actuated or may be actuated by any other known mechanical, electrical, hydraulic, or other means.

Шпиндель 508 имеет верхний конец, противоположный нижнему концу. Верхний конец шпинделя 508 может включать в себя другое множество выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513, зависящее от предпочтительной пошаговой ориентации шпинделя 508. Другое множество выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513 предпочтительно приводится в действие пружиной или может приводиться в действие любым другим известным механическим, электрическим, гидравлическим или другим средством. Верхний конец шпинделя 508 может также включать в себя извлекаемый отклоняющий клин или отклонитель заканчивания, установленный над множеством выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и другим множеством выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513.The spindle 508 has an upper end opposite the lower end. The upper end of the spindle 508 may include another plurality of retractable stop and alignment keys 513, depending on the preferred stepping orientation of the spindle 508. The other plurality of retractable stop and alignment keys 513 are preferably spring-actuated or may be any other known mechanical, electrical, hydraulic or other means. The upper end of the spindle 508 may also include a retrievable deflector or completion diverter positioned over a plurality of retractable stop and alignment keys 512 and another plurality of retractable stop and alignment keys 513.

Ориентирующий элемент 514 закрепляется в муфте 502 обсадной колонны под окном обсадной колонны, но вместе с тем может являться одним интегральным компонентом. Ориентирующий элемент 514 включает в себя множество направляющих элементов 516, разделенных множеством пазов 518. Множество пазов 518 включает в себя множество ориентирующих пазов, которые направляют шпиндель 508 в поперечном положении, которое по существу одинаково с поперечным положением окна обсадной колонны, и обеспечивают спуск шпинделя 508 на глубину, по существу одинаковую с глубиной окна обсадной колонны. Каждая из множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и каждая из другого множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513 может устанавливаться в соответствующий один из множества пазов 518 после контакта с одним из множества направляющих элементов 516. Множество ориентирующих пазов при этом вначале направляют шпиндель 508 в поперечное положение, по существу одинаковое с поперечным положением окна обсадной колонны перед обеспечением спуска шпинделя 508 на глубину, по существу одинаковую с глубиной окна обсадной колонны. Если множество выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и/или другое множество выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513 не надлежащим образом выставлены в ориентирующих пазах, то шпиндель 508 не может спускаться на нужную глубину и должен вновь поворачиваться до надлежащего выставления множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и другого множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513 в ориентирующих пазах. Нужное поперечное положение для шпинделя 508 при этом устанавливается в положение извлекаемого отклоняющего клина или отклонителя заканчивания в поперечном положении, по существу одинаковом с поперечным положением окна обсадной колонны, перед спуском шпинделя 508 с извлекаемым отклоняющим клином или отклонителем заканчивания на глубину, по существу одинаковую с глубиной окна обсадной колонны. В данном способе нужноеThe orienting element 514 is secured in the casing collar 502 below the casing window, but can also be one integral component. Orientation member 514 includes a plurality of guide members 516 separated by a plurality of slots 518. The plurality of slots 518 includes a plurality of alignment slots that guide the spindle 508 in a lateral position that is substantially the same as the lateral position of the casing window and allows the spindle 508 to run down. to a depth substantially the same as the casing window depth. Each of the plurality of retractable stop and alignment keys 512 and each of the other plurality of retractable stop and alignment keys 513 can be inserted into a respective one of the plurality of slots 518 upon contact with one of the plurality of guide members 516. The plurality of alignment slots initially guide the spindle 508 laterally a position substantially the same as the lateral position of the casing window prior to allowing the spindle 508 to be run to a depth substantially the same as the depth of the casing window. If the plurality of retractable stop and alignment keys 512 and / or another plurality of retractable stop and alignment keys 513 are not properly aligned in the alignment slots, then the spindle 508 cannot descend to the desired depth and must rotate again until the plurality of retractable stop and alignment keys 512 are properly aligned. and another plurality of retractable stop and alignment keys 513 in alignment slots. The desired lateral position for the spindle 508 is then set to the position of the retrievable deflector or completion whip in a lateral position substantially the same as the lateral position of the casing window, prior to lowering the spindle 508 with the retrievable deflector or completion diverter to a depth substantially equal to the depth casing windows. In this method, the required

- 4 037374 поперечное положение легко определяется без задержки, связанной с обычными ориентирующими элементами, обусловленной крутящим моментом на бурильной колонне. Предпочтительное число множества пазов 518, включающего в себя ориентирующие пазы, может зависеть от предпочтительного числа множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и/или предпочтительного числа выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513 другого множества.- 4,037374 lateral position is easily determined without the delay associated with conventional alignment elements due to torque on the drill string. The preferred number of the plurality of slots 518 including the alignment slots may depend on the preferred number of the plurality of extendable stop and alignment keys 512 and / or the preferred number of extendable stop and alignment keys 513 of another plurality.

На фиг. 6А схематично показан шпиндель 508 и ориентирующий элемент 514 для компоновки 500 окна обсадной колонны, где шпиндель установлен на нужной глубине и ориентации. Для ясности показаны пути трех из множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и двух других из множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513. Множество пазов 518 разнесены на равные расстояния по окружности ориентирующего элемента 514 в приращениях 72°, вместе с тем возможен разнос или шаговое перемещение любым другим предпочтительным способом. Поскольку шпиндель 508 выставлен на нужной глубине и с нужной ориентацией, каждая из трех из множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 установлена в соответствующем одном из множества пазов 518, называемых ориентирующими пазами.FIG. 6A schematically illustrates a spindle 508 and alignment member 514 for a casing port assembly 500 where the spindle is positioned at the desired depth and orientation. For clarity, the paths of three of a plurality of retractable stop and alignment keys 512 and two others of a plurality of retractable stop and alignment keys 513 are shown. in any other preferred way. Since the spindle 508 is set to the desired depth and orientation, each of three of the plurality of retractable stop and alignment keys 512 is seated in a corresponding one of a plurality of slots 518 called alignment slots.

На фиг. 6В схематично показан шпиндель 508 и ориентирующий элемент 514 для компоновки 500 окна обсадной колонны, где шпиндель поворачивается от ненадлежащей глубины к нужной глубине и ориентации. Поскольку шпиндель 508 не выставляется неправильно на ненадлежащей глубине, он должен поворачиваться, перемещаясь аксиально вверх для шагового перемещения шпинделя 508 на нужную глубину и к нужной ориентации, как показано путем одной из множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 512 и путем одной из другого множества выдвигающихся останавливающих и ориентирующих шпонок 513. Конструктивное решение ориентирующего элемента 514 и его множества направляющих элементов 516 можно назвать конфигурацией шагового перемещения или перемещения в байонетном пазу, которая обеспечивает эффективный подъем шпинделя 508 и автоматическое шаговое перемещение в следующий из множества пазов 518 для новой ориентации до достижения нужной глубины и ориентации. Если следующая ориентация является правильной, то шпиндель 508 должен перемещаться дополнительно вниз, давая индикацию на поверхности, что шпиндель 508 расположен на нужной глубине и с нужной ориентацией.FIG. 6B schematically illustrates a spindle 508 and alignment member 514 for a casing window assembly 500 where the spindle pivots from an inappropriate depth to a desired depth and orientation. Since the spindle 508 is not misaligned at the wrong depth, it must pivot, moving axially upward to incrementally move the spindle 508 to the desired depth and orientation, as shown by one of a plurality of retractable stop and alignment keys 512 and one of the other multiple retractable stop keys. and alignment pins 513. The design of the alignment element 514 and its plurality of guide elements 516 can be referred to as a step or bayonet slot configuration that effectively lifts the spindle 508 and automatically steps into the next of the plurality of slots 518 for a new orientation until the desired depth is reached. and orientation. If the next orientation is correct, then the spindle 508 should move further downward, giving an indication on the surface that the spindle 508 is located at the correct depth and orientation.

Claims

CLAIM

1. A tubular casing having a window containing a tubular casing coupling having an outer wall, an inner wall, a pre-cut casing window between them;

a spindle having an upper end and a lower end, at least one of a spindle upper end and a spindle lower end including a retractable stop and alignment key; and an orienting element secured in the casing collar under the pre-cut casing window on the casing tubular collar, the orienting element including a plurality of guide elements separated by a plurality of slots, the plurality of slots including an orienting groove that is configured to direct the spindle to a lateral position substantially the same as the lateral position of the pre-cut casing port on the casing tubing, and lower the spindle to a depth substantially the same as the pre-cut casing port on the casing tubing.

2. The tubular casing of claim 1, wherein the retractable stop and alignment key is seated in one of the plurality of slots after contacting one of the plurality of guide members.

3. The tubular casing of claim 1, wherein the retractable stop and alignment key is configured to engage with the bottom of the alignment slot to stop the spindle at a depth substantially the same as the depth of the pre-cut casing port on the casing pipe coupling.

4. The tubular casing of claim 1, wherein the retractable stop and alignment key has a mechanical actuator.

5. The tubular casing of claim 1, wherein the retractable stop and alignment key has an electrical actuator.

6. The tubular casing of claim 1, wherein the retractable stop and alignment key has a hydraulic actuator.

7. The tubular casing of claim 1, wherein the plurality of slots are equally spaced around the circumference of the alignment member.

8. The tubular casing of claim 7, wherein each groove is spaced from the other by an angle of 72 degrees.

9. A tubular casing string according to claim 1, wherein the orienting groove is configured

- 5 037374 first guide the spindle to a lateral position substantially the same as the lateral position of the pre-cut casing port on the casing pipe coupling, before allowing the spindle to be run to a depth substantially the same as the depth of the pre-cut casing port on the casing pipe coupling columns.