JPH04231591A - ホイップストック組立体及びその走行及び固定方法 - Google Patents

ホイップストック組立体及びその走行及び固定方法

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JPH04231591A
JPH04231591A JP3217218A JP21721891A JPH04231591A JP H04231591 A JPH04231591 A JP H04231591A JP 3217218 A JP3217218 A JP 3217218A JP 21721891 A JP21721891 A JP 21721891A JP H04231591 A JPH04231591 A JP H04231591A
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JP
Japan
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whipstock
assembly
wellbore
anchor
whipstock assembly
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JP3217218A
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English (en)
Inventor
Thomas F Bailey
トーマス　エフ．ベイリィ
John E Campbell
ジョン　イー．キャンベル
Larry F Moeller
ラリィ　エフ．モエラー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Masx Energy Services Group Inc
Original Assignee
Masx Energy Services Group Inc
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • E21B23/0411—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion specially adapted for anchoring tools or the like to the borehole wall or to well tube
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • E21B23/042—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion using a single piston or multiple mechanically interconnected pistons
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油井において使用される
ホイップストック組立体に係りそして特に主油井孔から
のキックオフ（ｋｉｃｋ−ｏｆｆ）即ち油井孔の転向を
容易にするため十分な固定を提供するべくホイップスト
ック組立体において使用する液圧によって固定されるア
ンカーに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】パッカ
ー（ｐａｃｋｅｒ）とアンカー（ａｎｃｈｏｒ）は油井
のセクションを密封するため及び生産過程において油井
工具のための支持構造物を提供するため油井孔内で典型
的に使用される。転向工具、ホイップストック、穿孔工
具などがアンカーまたはパッカーを使用する工具の例で
ある。多くの場合において、アンカー／パッカーは油井
内へ走行させられそしてランニングストリングの一トリ
ップ（ｔｒｉｐ）によって固定され、ランニングストリ
ングの第２のトリップを使用して特殊工具がアンカー／
パッカーと係合される。工具はアンカー／パッカーに支
持されて、特定の作業が遂行され得る。
【０００３】より最近において、生産コストを削減する
ために、工具はアンカー／パッカーと結合され、それに
よりランニングストリングの一トリップが省除される。 従って、アンカー／パッカーは油井工具を通じて延びる
機械的手段または液圧手段を使用して油井内に固定され
、その後、工具は作業を遂行するために係合される。 作業が完了されたならば、アンカー／パッカーは典型的
には油井とともに放棄される。
【０００４】液圧によって固定される先行既知アンカー
／パッカーにおいては、液圧は工具の釈放を防止するた
めに維持されなくてはならない。その結果として、機械
的に固定される工具が単一トリップ総合組立体において
典型的に使用される。機械的に固定される工具は、生産
工具の分離後、維持され得るからである。しかし、機械
的に固定されるアンカー／パッカーは高圧油井内におい
ては信頼されない。そのような工具においては得られな
い極度に大きな固定する力が要求されるからである。か
つまた、多くの適用において、油井孔はパッキング要素
によって密封されることを要しないことが認められた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は連続される作業
のための支持面を提供するため液圧によって固定される
アンカーを組込まれたホイップストック組立体を設ける
ことによって先行既知固定用工具の欠点を克服すること
である。本発明のアンカーは、ケーシングを配置された
油井内に、スリップコーン（ｓｌｉｐ　　ｃｏｎｅ）と
関連スリップ要素との間の浅い角度の結果として最小限
の液圧下でしっかりと固定されるようにされる。
【０００６】本発明の単一トリップ方式のホイップスト
ック組立体は、油井内への最少限のトリップを以て主油
井孔からのキックオフ（ｋｉｃｋ−ｏｆｆ）即ち転向を
容易にする。ホイップストックはランニングストリング
を用いて油井孔内に走行させられそして固定されるか、
または、フライス刃物がホイップの位置決めのためそし
てケーシングを通じて爾後のフライス削りを行うためそ
れに結合される。ホイップストック組立体の好ましい一
実施例において、液圧によって固定されるアンカーはフ
ライス削り及び穿孔工具の転向に使用されるホイップ面
に結合される工具の下端部を形成する。アンカーとホイ
ップとの中間には、ケーシング内における適切なレベル
にホイップストックを配置するための位置決めドグを有
する位置決めサブ（ｌｏｃａｔｏｒ　　ｓｕｂ）が設置
される。アンカーを固定するに先立ってホイップストッ
クを位置決めするための位置決め窓が好ましくはケーシ
ングに切られる。
【０００７】液圧によって固定されるアンカーは生産工
具と結合するためのアダプタサブ（ａｄａｐｔｅｒ　　
ｓｕｂ）を有しそしてそれは流体通路を形成する部分的
軸方向孔を有するマンドレルに接続される。前記流体通
路は前記マンドレルを包囲する環帯によって形成される
シリンダであってその内部にピストン組立体が運動可能
に配置されるものと連通する。前記ピストン組立体は固
定用スリップ組立体の可動の上スリップコーンと係合す
る。下スリップコーンは不動でありそしてアンカーの下
端サブに結合されている。複数のスリップ要素が円周方
向に互いに離されて位置されそして可動の上スリップコ
ーンと不動の下スリップコーンとの間に延びている。ス
リップとスリップコーンとの間の浅い角度はスリップと
ケーシングとの確実な係合を促進する。工具の内ピスト
ンに作用する液圧によって発生される力は、先行既知の
機械的に固定されるアンカーによっては達成され得ない
より大きな固定力を生じさせる。かつまた、工具のボル
トを剪断するのに必要な機械的力はアンカーを固定する
液圧の力を増す。
【０００８】インタロック組立体はケーシングに関する
スリップ組立体の固定位置を維持する。提示実施例にお
いては、インタロック組立体は可動の上スリップコーン
及びマンドレルに対し、上スリップコーンがマンドレル
に沿って運動するに従って様々のケーシング直径に対す
る固定を容易化する位置が得られるように関係づけられ
ている。
【０００９】本発明のその他の目的、特色及び利点は添
付図面と関連して為される下記詳細な説明から明らかに
なるであろう。
【００１０】本発明はすべての図面を通じて同一参照符
号が同一部分を示す添付図面と一緒に検討されるとき、
本発明の一好的実施例に関して以下記述する詳細な説明
を参照することによって、より十分に理解されるであろ
う。
【００１１】
【実施例】図面を参照すると、生産を継続するために油
井孔の転向を容易にするため液圧によって固定されるア
ンカー１２を組込まれた単一トリップ（ｓｉｎｇｌｅ−
ｔｒｉｐ）式のホイップストック組立体１０が図示され
る。アンカー１２はホイップストック組立体１０を、油
井孔１４内においてフライス刃物１６がケーシングのフ
ライス削りに使用され得るように確保する。アンカー１
２は液圧流体の圧力がフライス削りの間に中断されると
きその釈放を防止する手段を有する。その結果、ホイッ
プストック組立体１０全体が油井孔１４内に走行させら
れて油井孔内に固定され、そして後にさらに詳細に説明
されるように、フライス削りが開始され得る。
【００１２】本発明の好ましい一実施例において、ホイ
ップストック組立体１０はアンカー１２、外方へ偏倚さ
れた位置決めドグ（ｌｏｃａｔｏｒ　　ｄｏｇ）２０を
有する位置決めサブ（ｌｏｃａｔｏｒ　　ｓｕｂ）１８
、ホイップ（ｗｈｉｐ）２２及び走行工具（ｒｕｎｎｉ
ｎｇ　　ｔｏｏｌ）例えばランニングストリング２４（
図３）またはホイップ２２に分離可能に結合されたフラ
イス刃物１６（図５）を有する。もしホイップストック
組立体１０の位置決めが比較的重大でない場合において
は、位置決めサブ１８は省除され得る。ランニングスト
リング２４またはフライス刃物１６は分離可能の流体ホ
ース２６を通じてホイップストック組立体１０へ液圧流
体を供給する手段を有する。流体ホース２６は組立体１
０を通って延びてアンカー１２と連通する流体通路２８
と連通する。ホイップストック組立体１０を固定するた
めに必要な流体圧力はランニングストリング２４と流体
通路２８と通じて供給される。アンカー１２のインタロ
ック手段は液圧流体が中断されたとき釈放を阻止する。
【００１３】本発明のホイップストック組立体１０は作
業コストを削減することによって工具の単一のトリップ
を以て油性孔の転向を容易にする。転向深度が決定され
たならば、ケーシングカッタ３０が位置決めサブ１８の
ための位置決め窓３２を形成するために油性孔１４内に
走行させられ得る。ケーシングカッタ３０は少なくとも
１個の伸縮自在の切削腕３４を有する。ケーシングカッ
タ３０の係合と同時にストリング３６が回転されてケー
シングに窓３２を切る。言うまでもなく、比較的重大で
ない作業においては、位置決めサブ１８はホイップスト
ック組立体１０から省除され得、従って位置決め窓３２
を形成する必要も除かれる。ホイップストック組立体１
０は、アンカー１２が固定されずそして位置決めドグ２
０が引込められずに図２に示されるようにケーシングと
係合した状態で油性孔１４内に走行させられる。ホイッ
プストック組立体１０は位置決めドグ２０が図３に示さ
れるように外側へ展開して位置決め窓３２内に進入する
まで油性孔１４内に走行させられる。位置決めドグ２０
はホイップストック組立体１０が油性孔１４内にさらに
深く走行させられることを阻止する。しかし、もしホイ
ップストック組立体１０がその固定に先立って移動また
は再配置されることを必要とするならば、位置決めドグ
２０の上傾斜縁は、ホイップストック組立体１０の持上
げにつれて、ドグ２０が内方へ引込むように強制する。
【００１４】ホイップストック組立体１０が油性孔１４
内に位置されたならば、アンカー１２はフライス削り手
順のためにホイップ２２を確保するように固定され得る
。液圧流体圧力が地表から走行工具（ｒｕｎｎｉｎｇ　
　ｔｏｏｌ）及びホイップストック組立体１０の流体通
路２８とを通じてアンカー１２を固定するため供給され
る。アンカー１２の一実施例において、スリップ要素４
０は流体圧力に反応して外方へ拡張されてケーシングと
係合するとともにアンカー１２を固定する。アンカー１
２が固定されることによって、フライス刃物１６は油性
孔１４の転向をフライス削りによって可能にするように
展開され得る。ランニングストリング２４がホイップス
トック組立体１９を走行させるのに使用された場合は、
ランニングストリング２４は分離されそしてフライス刃
物１６を走行させるために孔から引き出される。もしフ
ライス刃物１６が走行工具として使用されたならば、フ
ライス刃物１６は分離されそしてケーシングをフライス
削りするためにホイップ２２の転向面に沿って走行させ
られる。ホイップストック組立体１０は油性孔１４に残
置されるであろう。
【００１５】次に図６を参照すると、ホイップストック
組立体１０を確保するために使用されるアンカー１２の
一実施例が示される。アンカー１２は流体通路２８を通
じて流体が導入されるとともに液圧によって固定されそ
してひとたび固定されたならば釈放を防止するために機
械的なインタロック手段４２を有する。インタロック手
段４２は一方向のみへの相対運動を許すように内マンド
レル４８上のラチェット面４６と協働するロックナット
４４の形式にされている。流体通路２８からの液圧流体
はシリンダ５０へ進入してピストン５２に圧力を加え、
ピストン５２はロックナット４４を担持するロックスリ
ーブ５４に対し作用する。液圧に応答する長手方向移動
はスリップ組立体を移動させそれによりスリップ要素４
０を外方へ駆動して油井孔１４と係合させる。その結果
として、アンカー１２及びホイップストック組立体１０
は油井孔１４内に固定されて油井のフライス削り及び転
向を可能にする。
【００１６】以上の詳細な説明は単に理解の明瞭性のた
めに提供されたものであり、諸請求項の範囲と精神から
逸脱することなしに幾つかの修正が当業者には恐らく自
明であるから、不必要な制限がそれから理解さるべきで
ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ケーシング内の位置決め窓を形成するケーシン
グカッタを示す油井孔の部分縦断面図。
【図２】油井孔内へ走行させられつつある本発明のホイ
ップストック組立体を示す油井孔の部分縦断面図。
【図３】油井孔内に位置される単一トリップ方式のホイ
ップストック組立体の第１の実施例を示す油井孔の部分
縦断面図。
【図４】油井孔内に固定されたホイップストック組立体
のアンカーを示す油井孔の部分縦断面図。
【図５】油井孔内に位置された単一トリップ方式のホイ
ップストック組立体の第２の実施例を示す油井孔の部分
縦断面図。
【図６】ホイップストック内に組込まれたアンカーの一
実施例の部分縦断斜視図。
【符号の説明】
１０　　ホイップストック組立体 １２　　アンカー １４　　油井孔 １６　　フライス刃物 １８　　位置決めサブ ２０　　位置決めドグ ２２　　ホイップ ２４　　ランニングストリング ２８　　流体通路 ３０　　ケーシングカッタ ３２　　位置決め窓 ４０　　スリップ要素 ４２　　インタロック手段 ４４　　ロックナット ４８　　内マンドレル ５０　　シリンダ ５２　　ピストン

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　生産継続のため油井孔を転向させるた
    めの単一トリップ式ホイップストック組立体において、
    前記組立体が：前記組立体を油井孔内に確保するため選
    択的に油井孔と係合し得る液圧によって固定されるアン
    カー；前記アンカー上端に結合されたホイップであって
    前記油井孔から切削工具を転向させるための転向面を有
    するもの；及び前記油井孔内に前記ホイップストック組
    立体を走行させる手段であって前記ホイップの上端に分
    離可能に確保されそして前記アンカーに液圧流体を供給
    する手段を有するもの；を有し、前記ホイップストック
    組立体が前記アンカーを固定することによって単一のト
    リップで前記油井孔内を走行させられそして油井孔内に
    固定されることを特徴とするホイップストック組立体。
  2. 【請求項２】　　請求項１に記載されるホイップストッ
    ク組立体であってさらに油井孔内で前記ホイップストッ
    ク組立体を特定の方向に向かせるための位置決めサブを
    有するものにおいて、前記位置決めサブがケーシングを
    配置された油井孔と選択的に係合し得る半径方向に展開
    可能のドグを有することを特徴とするホイップストック
    組立体。
  3. 【請求項３】　　請求項２に記載されるホイップストッ
    ク組立体において、前記位置決めサブが前記アンカーの
    上端に結合されそして前記ホイップの下端が前記アンカ
    ーと前記ホイップとの間に位置されることを特徴とする
    ホイップストック組立体。
  4. 【請求項４】　　請求項２に記載されるホイップストッ
    ク組立体において、前記位置決めサブの前記ドグが前記
    ケーシングを配置された油井孔に形成された窓内に延び
    て前記ホイップストック組立体を位置決めし以て前記ホ
    イップストックの長手方向運動を阻止することを特徴と
    するホイップストック組立体。
  5. 【請求項５】　　請求項１に記載されるホイップストッ
    ク組立体において、前記走行手段が前記ホイップに分離
    可能に結合されたランニングストリングを有し、前記ラ
    ンニングストリングが前記アンカーを固定するための液
    圧流体を供給する流体供給管路を有することを特徴とす
    るホイップストック組立体。
  6. 【請求項６】　　請求項１に記載されるホイップストッ
    ク組立体において、前記走行手段が前記ホイップに分離
    可能に結合されたフライス刃物を有し、前記フライス刃
    物が前記アンカーを固定するための液圧流体を供給する
    流体供給管路を有し、前記フライス刃物が前記アンカー
    の固定とともに前記ホイップから分離されそして前記ケ
    ーシングを配置された油井孔のフライス削りを行うため
    前記ホイップに沿って下方へ運動することを特徴とする
    ホイップストック組立体。
  7. 【請求項７】　　請求項２に記載されるホイップストッ
    ク組立体において、前記アンカーが：前記液圧流体供給
    手段と選択的に連通する流体通路を有する内マンドレル
    ；前記マンドレルの前記流体通路と流体連通関係に在る
    ピストンシリンダであってその内部にピストン手段を摺
    動自在に配置されたもの；前記マンドレルに取付けられ
    たスリップ組立体であって少なくとも１個の可動のスリ
    ップコーンと、前記可動のスリップコーンの運動と同時
    に前記ケーシングを配置された油井孔と固定係合関係を
    結ぶ選択的に膨張し得る複数のスリップ要素とを有し、
    そして前記少なくとも１個の可動のスリップコーンが前
    記シリンダへの液圧流体の供給と同時に前記シリンダ内
    での前記ピストン手段の延伸に反応して運動するもの；
    及び液圧流体圧力の除去とともに前記ケーシングを配置
    された油井孔から前記スリップが撤退するのを阻止する
    インタロック手段を有することを特徴とするホイップス
    トック組立体。
  8. 【請求項８】　　請求項６に記載されるホイップストッ
    ク組立体において、前記インタロック手段が前記マンド
    レル及び前記少なくとも１個の可動のスリップコーンと
    係合するロックナットを有し、そして前記少なくとも１
    個の可動のスリップコーンが前記アンカーへの液圧流体
    の供給と同時に第１の方向に運動し、前記ロックナット
    が前記少なくとも１個の可動のスリップコーンが前記マ
    ンドレルに関して第２の方向に運動するのを阻止するこ
    とを特徴とするホイップストック組立体。
  9. 【請求項９】　　ケーシングを配置された油井孔を通じ
    る掘削の方向を変更するためのホイップストック組立体
    において、前記ホイップストック組立体をケーシングを
    配置された油井孔に位置決めするランニングストリング
    であって流体通路を有するもの；前記ランニングストリ
    ングに分離可能に結合されたホイップストック；前記ホ
    イップストックに結合された液圧によって固定されるア
    ンカーであって流体通路、液圧によって固定されるスリ
    ップ組立体及び液圧の中断のとき前記スリップ組立体の
    後退を阻止するためのインタロック手段を有するもの；
    及び前記ランニングストリングから前記アンカーの前記
    流体通路に液圧流体を供給するための流体通路手段を有
    することを特徴とするホイップストック組立体。
  10. 【請求項１０】　　請求項８に記載されるホイップスト
    ック組立体において、前記アンカーがさらにその前記流
    体通路と流体連通しているピストンシリンダを有し、前
    記スリップ組立体が前記シリンダ内に摺動自在に配置さ
    れた前記ピストンの延伸に反応して前記ケーシングを配
    置された油井孔と固定係合するように運動し得ることを
    特徴とするホイップストック組立体。
  11. 【請求項１１】　　請求項８に記載されるホイップスト
    ック組立体において、前記ホイップストック組立体を油
    井孔内で位置決めするため前記アンカーと前記ホイップ
    ストックとに結合された位置決めサブを有し、前記位置
    決めサブが選択的に展開可能の位置決めドグを有するこ
    とを特徴とするホイップストック組立体。
  12. 【請求項１２】　　ケーシングを配置された油井孔を通
    じる掘削の方向を変更するためのホイップストック組立
    体において：油井孔のケーシングに開口を形成するため
    のフライス刃物；前記フライス刃物に分離可能に結合さ
    れたホイップストック；及び前記ホイップストックに結
    合された液圧によって固定されるアンカーを有し、それ
    により前記ホイップストック組立体がその単一トリップ
    を以て前記ケーシングに開口をフライス削りによって形
    成するため前記ケーシングを配置された油井孔内に走行
    させられそして固定され得ることを特徴とするホイップ
    ストック組立体。
  13. 【請求項１３】　　請求項１１に記載されるホイップス
    トック組立体において、さらに前記ケーシングを配置さ
    れた油井孔内で前記ホイップストック組立体を位置決め
    するため前記アンカーと前記ホイップストックとに結合
    された位置決めサブを有することを特徴とするホイップ
    ストック組立体。
  14. 【請求項１４】　　単一トリップを以て掘削の方向を変
    更するためケーシングを配置された油井孔内にホイップ
    ストック組立体を走行させそして固定する方法において
    ：ホイップストック、液圧によって固定されるアンカー
    、及び固定のため前記アンカーへ液圧流体を供給する手
    段を有するホイップストック組立体を前記ケーシングを
    配置された油井孔内に走行させる過程；前記ケーシング
    を配置された油井孔内で方向を変更する位置において前
    記ホイップストック組立体を位置決めする過程；液圧流
    体圧力が中断されたとき前記アンカーの釈放を阻止する
    ためのインタロック手段を有する前記アンカーを前記ケ
    ーシングを配置された油井孔内に固定するため液圧流体
    を前記供給手段を通じて供給することによって前記ホイ
    ップストック組立体を位置決めする過程；及び前記ケー
    シングに開口をフライス削りによって形成するため前記
    ケーシングを配置された油井孔と係合するように前記ホ
    イップストックに沿ってフライス刃物を走行させる過程
    を有することを特徴とするホイップストック組立体を走
    行させそして固定する方法。
  15. 【請求項１５】　　請求項１４に記載される方法におい
    て、前記フライス刃物が前記ホイップストックに分離可
    能に結合され、前記フライス刃物がそれを前記ホイップ
    ストックに沿って走行させるに先立って前記ホイップス
    トックから分離され、前記アンカーへ液圧流体を供給す
    る手段が前記フライス刃物の分離と同時に切断されそれ
    により前記アンカーへの流体供給を中断することを特徴
    とするホイップストック組立体を走行させそして固定す
    る方法。
  16. 【請求項１６】　　請求項１４に記載される方法におい
    て、さらに、選択的に展開するドグを有する位置決めサ
    ブを有する前記ホイップストック組立体を走行させるこ
    とに先立って前記ケーシングを配置された油井孔に窓を
    切削する過程を有することを特徴とするホイップストッ
    ク組立体を走行させそして固定する方法。
  17. 【請求項１７】　　請求項１５に記載される方法におい
    て、前記ホイップストック組立体を位置決めする過程が
    、前記位置決めサブが前記ケーシングの窓と整合して前
    記ドグが前記窓内に展開して前記ホイップストック組立
    体の長手方向運動を阻止するのを可能にするまで前記ホ
    イップストック組立体を走行させることを含むことを特
    徴とするホイップストック組立体を走行させそして固定
    する方法。
JP3217218A 1990-09-19 1991-08-28 ホイップストック組立体及びその走行及び固定方法 Pending JPH04231591A (ja)

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