RU2627801C2 - Система и способ прорезывания окна - Google Patents

Система и способ прорезывания окна Download PDF

Info

Publication number
RU2627801C2
RU2627801C2 RU2015131558A RU2015131558A RU2627801C2 RU 2627801 C2 RU2627801 C2 RU 2627801C2 RU 2015131558 A RU2015131558 A RU 2015131558A RU 2015131558 A RU2015131558 A RU 2015131558A RU 2627801 C2 RU2627801 C2 RU 2627801C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
milling cutter
windows
blades
deflector
wedge
Prior art date
Application number
RU2015131558A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015131558A (ru
Inventor
Стейси Б. ДОНОВАН
Уильям У. ДАНСЕР
Original Assignee
Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. filed Critical Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
Publication of RU2015131558A publication Critical patent/RU2015131558A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2627801C2 publication Critical patent/RU2627801C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
    • 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
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
    • 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
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/002—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe
    • E21B29/005—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe with a radially-expansible cutter rotating inside the pipe, e.g. for cutting an annular window
    • 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
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/002—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe
    • E21B29/007—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe with a radially-retracting cutter rotating outside the pipe
    • 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
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/06—Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations
    • 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
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Shovels (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения. Система прорезывания окна для использования в подземной скважине содержит фрезер для прорезывания окон, имеющий выборочно втягиваемые и выдвигаемые лезвия, и узел клина-отклонителя, имеющий по меньшей мере одну приемную часть. Фрезер для прорезывания окон прикреплен к узлу клина-отклонителя путем вставки указанных лезвий в указанную приемную часть. При осуществлении способа прорезывания окна в креплении подземной скважины прорезают крепление скважины с помощью фрезера для прорезывания окон, втягивают лезвия фрезера для прорезывания окон и выдвигают лезвия в узле клина-отклонителя, прикрепляя тем самым узел клина-отклонителя к фрезеру для прорезывания окон. Обеспечивается сокращение спускоподъемных операций. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к используемому оборудованию и операциям, выполняемых в подземной скважине, и, как описано ниже в одном из вариантов осуществления, более конкретно, к фрезеру для прорезывания окон с втягиваемыми лезвиями, а также к прорезыванию окна и системе бурения ствола скважины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Фрезеры для прорезывания окон (например, ведущие фрезеры, бочкообразные или шаровые фрезеры, и т.п.) используются для прорезывания окон в креплениях ствола скважины (таких как, обсадная колонна или хвостовик). Узлы клина-отклонителя содержат дефлекторы, которые отклоняют фрезеры для прорезывания окон в сторону для того, чтобы прорезывать окна. Следует понимать, что конструирование и эксплуатация фрезеров для прорезывания окон и узлов клина-отклонителя требуют постоянного совершенствования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - частичный вид характерного поперечного разреза системы прорезывания окна и связанный с ней способ, который может осуществить принципы настоящего изобретения.
Фиг. 2 - характерный поперечный разрез узла клина-отклонителя, который может использоваться в системе и способе, проиллюстрированных на фиг. 1.
Фиг. 3 - характерный поперечный разрез фрезера для прорезывания окон, который может использоваться в системе и способе, проиллюстрированных на фиг. 1, фрезер для прорезывания окон изображен с выдвинутыми лезвиями.
Фиг. 4 - характерный поперечный разрез фрезера для прорезывания окон с втянутыми лезвиями.
Фиг. 5 - характерный поперечный разрез еще одного варианта осуществления фрезера для прорезывания окон.
Фиг. 6 - характерный поперечный разрез еще одного варианта осуществления системы прорезывания окна.
Фиг. 7 - увеличенное изображение характерного поперечного разреза дефлектора по линии 7-7 на фиг. 6.
Фиг. 8 - характерный поперечный разрез системы прорезывания окна на фиг. 6, где фрезер для прорезывания окон пересекает отклоняющую поверхность дефлектора.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
На фиг. 1 представлена система прорезывания окна 10 и связанный с ней способ, который может осуществить принципы настоящего изобретения. Тем не менее, следует понимать, что система 10 и способ являются лишь одним из вариантов применения на практике принципов настоящего изобретения, и возможны другие самые различные варианты осуществления. Таким образом, настоящее изобретение совершенно не ограничивается деталями системы 10 и способом, которые описаны и/или изображены на чертежах.
В варианте на фиг. 1, узел 12 клина-отклонителя крепится к трубной колонне 14 (такой как, бурильная колонна, рабочая колонна, и т.п.) при помощи выдвигающихся наружу лезвий 16 на фрезере для прорезывания окон 18. Выдвинутые лезвия 16 входят в одну или более приемную часть 20, выполненную в узле 12 клина-отклонителя.
Таким образом, трубная колонна 14 может быть использована для спуска узла 12 клина-отклонителя в ствол 22 скважины, от которого необходимо пробурить другой ствол 24. Также, узел 12 клина-отклонителя можно поднять из ствола 22 скважины, закрепив фрезер для прорезывания окон 18 в узле клина-отклонителя (например, выдвинув лезвия 16 так, чтобы они пришли в зацепление с приемными частями 20), а затем подняв узел клина-отклонителя вместе с трубной колонной 14.
В варианте, приведенном на фиг. 1, ствол 22 скважины условно горизонтальный, и ствол 24 скважины необходимо пробурить из ствола 22 вверх под наклоном. Тем не менее, в других вариантах осуществления, ствол 22 скважины может быть условно вертикальным или наклонным, и ствол 24 скважины может быть пробурен в других направлениях, и т.д. Ствол 22 скважины, изображенный на фиг. 1, укреплен при помощи крепления 26 скважины (например, обсадной колонны или хвостовика, и т.п.) и цементирования 28, но в других вариантах осуществления цементирование может не использоваться. Таким образом, объем настоящего изобретения не ограничивается какой-либо деталью системы 10 и способом, описанных на фиг. 1.
Узел 12 клина-отклонителя содержит дефлектор 30, кольцевое уплотнение 32, захватное устройство 34, центратор 36 и направляющий стопор 38. Стопор 38 содержит выступы 40 для дополнительного зацепления с профилями 42 в креплении 26 скважины. Такое зацепление выравнивает в продольном и поперечном направлении дефлектор 30 для совпадения с окном 44, которое будет прорезано в креплении скважины.
Когда лезвия 16 втянуты (например, после опускания узла 12 клина-отклонителя в ствол 22 скважины и зацепления выступов 40 с профилями 42), фрезер для прорезывания окон 18 вынимается из приемных частей 20 и может быть смещен влево (как показано на фиг. 1) от поверхности 46 дефлектора 30. Затем лезвия 16 могут быть выдвинуты наружу, перед перемещением трубной колонны 14 и фрезера 18 вправо (как показано на фиг. 1), тогда фрезер для прорезывания окон 18 может пройти по поверхности 46 дефлектора и отклониться в сторону, чтобы прорезывать окно 44 в креплении 26 ствола скважины.
Когда трубная колонна 14 и фрезер смещаются вправо, поверхность 46 дефлектора отклоняет в сторону фрезер для прорезывания окон 18, и фрезер для прорезывания окон прорезает окно 44 в креплении 26 ствола скважины. После прорезывания окна 44 лезвия 16 можно снова втянуть, и фрезер для прорезывания окон 18 можно снова вставить в узел 12 клина-отклонителя.
Лезвия 16 затем могут быть выдвинуты наружу для зацепления с приемными частями 20. Когда фрезер для прорезывания окон 18 закреплен таким образом в узле 12 клина-отклонителя, трубная колонна 14 может быть использована для подъема узла клина-отклонителя из ствола 22 скважины.
Следует отметить, что вышеуказанные операции могут быть выполнены за один рейс спуска трубной колонны 14 и узла 12 клина-отклонителя в ствол 22 скважины. Зацепление между раздвижным фрезером для прорезывания окон 18 и приемными частями 20 может быть использовано как для спускания узла 12 клина-отклонителя в ствол 22 скважины, так и для подъема узла клина-отклонителя из скважины после прорезывания окна 44 в креплении 26 ствола скважины.
Кольцевое уплотнение 32 может быть активным или пассивным, то есть, уплотнение может быть принудительно расширено, чтобы войти в плотный контакт с креплением 26 ствола скважины, или уплотнение может находится в постоянном контакте с креплением скважины. Если уплотнение 32 активное, давление для приведения в действие уплотнения может подаваться через канал 48, проходящий между фрезером для прорезывания окон 18 и уплотнением в дефлекторе 30.
Захватное устройство 34 может быть использовано в качестве якоря, чтобы компенсировать силы, приложенные к узлу 12 клина-отклонителя, когда фрезер для прорезывания окон 18 используется для прорезания крепления 26 ствола скважины. Захватное устройство 34 может иметь форму клиньев или других захватных элементов, которые могут выдвигаться наружу из узла 12 клина-отклонителя. Следует отметить, что захватное устройство 34 можно не использовать, если зацепления между выступами 40 и профилями 42 достаточно для компенсации сил, возникающих во время операции прорезывания.
Центратор 36 центрирует узел 12 клина-отклонителя внутри крепления 26 ствола скважины. Центратор 36 использовать не обязательно, так как уплотнение 32, захватное устройство 34 и/или стопор 38 могут надлежащим образом центрировать узел 12 клина-отклонителя внутри крепления 26 ствола скважины.
На фиг. 2 приведен более подробный вид поперечного разреза одного из вариантов узла 12 клина-отклонителя внутри крепления 26 ствола скважины. Видно, что дефлектор 30 имеет множество приемных частей 20.
В этом варианте, в каждую приемную часть 20 можно вставить отдельное лезвие 16 фрезера для прорезывания окон 18. Тем не менее, в других вариантах осуществления, в одну приемную часть 20 могут быть вставлены множество лезвий 16. Таким образом, согласно объему настоящего изобретения, может быть использовано любое количество приемных частей 20.
Центратор 36 в варианте, описанном на фиг. 2, не используется. Приемные части 20 изображены так, как они расположены в дефлекторе 30, но в других вариантах осуществления приемные части могут располагаться иначе. Таким образом, следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается использованием какого-либо конкретного числа, комбинации или расположения компонентов в узле 12 клина-отклонителя.
На фиг. 3 наглядно показано увеличенное изображение поперечного разреза фрезера для прорезывания окон 18. Видно, что фрезер 18 содержит резцы 50 (например, резцы с поликристаллическим алмазным композитом (PDC) и т.п.) на передней кромке, и поэтому фрезер для прорезывания окон имеет тип, как известно специалистам в данной области, «ведущего» фрезера.
Фрезер 18 в этом варианте используется для того, чтобы начать прорезывать окно 44 в креплении 26 ствола скважины. Резцы 50 прорезают начальное отверстие в креплении 26 ствола скважины, и лезвия 16 используются для увеличения отверстия.
В других вариантах осуществления может использоваться фрезер 18 другого типа, называемый, как известно специалистам в данной области, бочкообразный или шаровый фрезер. В этом случае, фрезер 18 может не использоваться для начала прорезания крепления 26 ствола скважины. Таким образом, следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается использованием фрезера для прорезывания окон любого конкретного типа.
В конфигурации на фиг. 3 лезвия 16 выдвинуты наружу радиально по отношению к корпусу 52 фрезера 18. Устройство 54 смещения (такое как, пружина, камера со сжатым газом и т.п.) смещает клинья 56 влево, как видно на фиг. 3. В этом положении клинья 56 поддерживают снаружи лезвия 16 для прорезывания окна 44.
Предпочтительно, чтобы лезвия 16 имели внешний контур, совпадающий по форме с внутренним контуром приемных частей 20. Таким образом, лезвия 16 могут быть легко вставлены в приемные части 20, и такое зацепление между лезвиями и приемными частями может быть использовано для спуска/подъема узла 12 клина-отклонителя в и/или из ствола 22 скважины с помощью трубной колонны 14.
На одной из стадий способа, описанного выше, в которой фрезер 18 отклоняется в сторону от поверхности 46 дефлектора, чтобы прорезывать окно 44 в креплении 26 ствола скважины, может быть использован другой фрезер (например, бочкообразный или шаровый фрезер) с выдвижными лезвиями, чтобы обеспечить правильное перемещение фрезера 18 вдоль поверхности дефлектора. Например, над ведущим фрезером может располагаться дополнительный фрезер, и, после отвода трубной колонны 14 выше поверхности 46 дефлектора, лезвия обоих фрезеров могут быть выдвинуты наружу, поэтому, когда трубная колонна снова перемещается вниз, оба фрезера будут касаться поверхности дефлектора, обеспечивая большую стабильность.
На фиг. 4 изображен фрезер для прорезывания окон 18 в конфигурации с радиально втянутыми внутрь лезвиями 16. Эта конфигурация достигается путем подачи повышенного давления во внутренний канал 58 трубной колонны 14 и фрезера 18.
Увеличение перепада давления от внутренней к внешней части фрезера 18 приводит к смещению поршня 60 вправо, как показано на фиг. 4, сжимая, таки образом, устройство 54 смещения. Клинья 56 смещаются вправо, и лезвия 16 больше не поддерживаются клиньями снаружи.
Перепад давления от внутренней к внешней части фрезера 18 может быть уменьшен (например, путем снижения давления в канале 58) в любое время, когда необходимо снова выдвинуть лезвия 16 наружу. Если необходимо, чтобы в трубной колонне 14 была циркуляция через канал 58, давление в канале можно повысить, чтобы разорвать предохранительную мембрану 62.
Если предохранительная мембрана 62 разорвана, лезвия 16 по-прежнему можно втянуть, пропуская через канал 58 флюид с достаточной скоростью потока, чтобы вызвать перепад давления от внутренней к внешней части фрезера 18, тогда поршень 60 сместится вправо, как показано на фиг. 4.
На фиг. 5 изображен еще один вариант осуществления фрезера для прорезывания окон 18. В этом варианте, дополнительные резцы 50 находятся на других частях фрезера для прорезывания окон 18, в том числе на втягиваемых лезвиях 16, а также на неподвижных или невтягиваемых частях фрезера для прорезывания окон.
Изображенный на фиг. 5 фрезер для прорезывания окон 18 подходит как для прорезывания окна 44 в креплении 26, так и для бурения от окна бокового ствола 24 скважины. Таким образом, после прорезывания окна 44 в креплении 26 не нужно поднимать трубную колонну 14 и заменять фрезер 18 на долото, подходящее для вскрытия геологического пласта. Поэтому можно исключить еще один рейс в ствол 22 скважины.
Следует отметить, что установка резцов 50 на втягиваемых лезвиях 16 не обязательна, так же, как и вообще использование втягиваемых лезвий. В некоторых вариантах осуществления, в качестве фрезера 18 может использоваться обычное PDC долото, в таком случае с его помощью можно как прорезывать окно 44 в креплении 26, так и бурить ствол 24 скважины.
Однако, в некоторых вариантах осуществления, желательно избегать контакта резцов 50 с поверхностью 46 дефлектора 30, чтобы не повредить поверхность дефлектора. Желательно избегать повреждения поверхности в любом случае, установлены или нет резцы 50 на втягиваемых лезвиях 16 или на обычном PDC долоте, и т.д.
На фиг. 6-8 проиллюстрирован еще один вариант осуществления системы прорезывания окна 10, в котором фрезер для прорезывания окон 18 используется как для прорезывания окна 44 в креплении 26, так и для бурения ствола 24 скважины. В этом варианте осуществления фрезер 18 защищен от контакта с поверхностью 46 дефлектора. В других вариантах осуществления, в качестве фрезера 18 может использоваться обычное долото (например, PDC или другого типа).
На фиг. 6 видно, что направляющий фрезер 66, бочкообразный фрезер 68 и расширитель 70 соединены в трубную колонну 14 над (слева на фиг. 6) фрезером 18. Направляющий фрезер 66 и бочкообразный фрезер 68 имеют немного большие наружные диаметры, чем диаметр фрезера 18, поэтому, когда направляющий и/или бочкообразный фрезер находятся в контакте с поверхностью 46 дефлектора, фрезер 18 ее не касается.
Как показано на фиг. 6, трубная колонна 14 (включая фрезеры 18, 66, 68 и расширитель 70) перемещается вправо к дефлектору 30. В дефлекторе 30 существует продольное углубление 72. Углубление 72 имеет больший радиус, чем у фрезера 18, поэтому фрезер 18 не касается поверхности 46 дефлектора, когда фрезер подходит к дефлектору 30.
Увеличенное изображение поперечного разреза дефлектора 30 показано на фиг. 7. Видно, что углубление 72 имеет меньший радиус, чем радиус поверхности 46.
Предпочтительно, чтобы радиус углубления 72 был больше радиуса фрезера 18 с втянутыми лезвиями 16, и меньше радиуса других фрезеров 66, 68. Таким образом, фрезер 18 не будет касаться поверхности 46, в отличие от других фрезеров 66, 68, которые будут касаться поверхности 46.
На фиг. 8 показана трубная колонна 14, смещенная вправо так, что направляющий фрезер 66 теперь касается поверхности 46 дефлектора. Следует отметить, что фрезер 18 немного поднят над углублением 72 вследствие бокового отклонения, вызванного контактом направляющего фрезера 66 с поверхностью 46, и по-прежнему не касается поверхности 46 дефлектора.
Направляющий фрезер 66 поддерживает фрезер 18, когда тот начинает прорезать крепление 26, чтобы сделать окно 44. Когда оба фрезера 66, 68 касаются поверхности 46, повышая стабильность фрезера 18, фрезер 18 полностью поднят над углублением 72, и по-прежнему не касается поверхности 46 дефлектора.
Фрезер 18 прорезает крепление 26. Направляющий и бочкообразный фрезеры 66, 68 увеличивают по радиусу окно 44. Расширитель 70 завершает процесс прорезывания окна 44, и окно имеет окончательный размер.
Направляющий и/или бочкообразный фрезеры 66, 68 могут иметь втягиваемые лезвия 16. Втягиваемые лезвия 16 на направляющем и/или бочкообразном фрезере 66, 68 могут при выдвижении поднимать фрезер 18 или препятствовать контакту фрезера с поверхностью 46 дефлектора. Втягиваемые лезвия 16 на направляющем и/или бочкообразном фрезерах 66, 68 могут использоваться вместе с углублением 72 в поверхности 46 дефлектора, или вместо него.
После прорезывания окна 44, трубная колонна 14 смещается дальше вниз (например вправо, как показано на фиг. 7), и фрезеры 18, 66, 68 и расширитель 70 затем используются для бурения ствола 24 скважины. Во время операции бурения лезвия 16 могут находится во втянутом или выдвинутом положении.
В этом варианте осуществления не требуется поднимать из скважины фрезеры 18, 66, 68 (или любой из них) и заменять их долотом для бурения ствола 24 скважины. 24. Поэтому также не требуется поднимать трубную колонну 14 и спускать ее обратно в ствол 22 скважины. Это позволяет сэкономить время и расходы на выполнение операций прорезывания и бурения.
После того, как был пробурен ствол 24 скважины, фрезер 18, как описано выше, можно использовать для подъема узла 12 клина-отклонителя, если фрезер оборудован втягиваемыми лезвиями 16. Таким образом, в этом варианте осуществления не требуется поднимать и спускать обратно в скважину трубную колонну 14, чтобы поднять узел 12 клина-отклонителя после бурения ствола 24 скважины.
Теперь должно быть понятно, что описанное выше изобретение обеспечивает значительные преимущества в области конструирования и эксплуатации в скважинах фрезеров для прорезывания окон и узлов клина-отклонителя. В описанном выше варианте, фрезер для прорезывания окон 18 содержит втягиваемые лезвия 16, которые позволяют использовать фрезер для прорезывания окон для подъема и спуска в скважину узла 12 клина-отклонителя, и поэтому операцию прорезывания окна 44 можно завершить только за один рейс спуска трубной колонны 14 и узла клина-отклонителя в ствол 22 скважины. В другом варианте, фрезер 18 содержит резцы 50, подходящие для бурения ствола 24 скважины после прорезывания окна 44, поэтому операции прорезывания окна и бурения ствола скважины можно завершить только за один рейс спуска и подъема трубной колонны 14 и узла 12 клина-отклонителя из скважины.
Система прорезывания окна 10 для использования в подземной скважине применяется в данной области техники с помощью приведенного выше описания. В одном из вариантов, система 10 может содержать фрезер для прорезывания окон 18, имеющий выборочно втягиваемые и выдвигаемые лезвия 16, и узел 12 клина-отклонителя, имеющий по меньшей мере одну приемную часть 20. Фрезер для прорезывания окон 18 крепится к узлу 12 клина-отклонителя путем вставки лезвий 16 в приемную часть 20.
Фрезер для прорезывания окон 18 может быть отсоединен от узла 12 клина-отклонителя путем перемещения лезвий 16 во втянутое положение.
Фрезер для прорезывания окон 18 может быть прикреплен к узлу 12 клина-отклонителя путем перемещения лезвий 16 в выдвинутое положение.
Лезвия 16 могут перемещаться между выдвинутым и втянутым положением вследствие изменений перепада давления вдоль фрезера для прорезывания окон 18 (например, вследствие различных перепадов давления между внутренней и внешней частью фрезера для прорезывания окон).
Узел 12 клина-отклонителя может быть спущен и/или поднят в/из скважины с помощью фрезера для прорезывания окон 18.
Узел 12 клина-отклонителя может содержать дефлектор 30, который отклоняет в сторону фрезер для прорезывания окон 18 с выдвинутыми лезвиями 16.
Способ прорезывания окна 44 в креплении 26 ствола подземной скважины также описан выше. В одном из вариантов осуществления способ может включать в себя: прорезание крепления 26 ствола скважины при помощи фрезера для прорезывания окон 18; последующее втягивание лезвий 16 фрезера для прорезывания окон 18; и последующее выдвигание лезвий 16 в узле 12 клина-отклонителя, прикрепляя тем самым узел 12 клина-отклонителя к фрезеру для прорезывания окон 18.
Способ также может включать в себя спуск и/или подъем узла 12 клина-отклонителя в/из скважины с помощью фрезера для прорезывания окон 18.
Способ может включать втягивание лезвий 16 перед стадией прорезывания. Стадия втягивания может включать в себя отсоединение фрезера для прорезывания окон 18 по меньшей мере от одной приемной части 20 узла 12 клина-отклонителя.
Стадия выдвигания может включать в себя вставку лезвий 16 в по меньшей мере одну приемную часть 20 узла 12 клина-отклонителя.
Стадия втягивания может включать в себя повышение давления во фрезере для прорезывания окон 18. Стадия выдвигания может включать в себя понижение давления во фрезере для прорезывания окон 18.
Фрезер для прорезывания окон 18 также описан выше. В одном из вариантов осуществления, фрезер для прорезывания окон 18 может содержать множество лезвий 16, предназначенных для прорезания крепления 26 ствола скважины, которые выдвигаются наружу относительно корпуса 52 фрезера для прорезывания окон 18 внутри скважины.
Лезвия 16 могут выдвигаться наружу вследствие пониженного давления во фрезере для прорезывания окон 18. Лезвия 16 могут втягиваться внутрь вследствие повышенного давления во фрезере для прорезывания окон 18.
Каждое из лезвий 16 может иметь внешний контур, совпадающий по форме с контуром приемной части 20 в узле 12 клина-отклонителя.
Через фрезер для прорезывания окон 18 может проходить поток флюида, когда к фрезеру для прорезывания окон 18 приложен заданный перепад давления от внутренней к внешней части.
Еще один способ прорезывания окна 44 в креплении 26 ствола подземной скважины описан выше. В одном варианте осуществления, способ может включать в себя прорезание крепления 26 ствола скважины при помощи фрезера для прорезывания окон 18; и бурение фрезером для прорезывания окон 18 ствола 24 скважины на значительное расстояние от окна 44 после его прорезывания.
Это расстояние значительно больше, чем необходимо для прорезывания окна 44. Предпочтительно, чтобы ствол 24 скважины был пробурен до окончательной глубины или длины, или, по крайней мере, на значительную часть длины, с помощью фрезера для прорезывания окон 18.
Способ может включать в себя втягивание лезвий 16 фрезера для прорезывания окон 18 после стадии бурения.
Способ может также включать в себя выдвигание лезвий 16 в узле 12 клина-отклонителя, прикрепляя тем самым узел 12 клина-отклонителя к фрезеру для прорезывания окон 18.
Способ может включать в себя подъем узла 12 клина-отклонителя из скважины на фрезере для прорезывания окон 18.
Способ может включать в себя спуск узла 12 клина-отклонителя в скважину на фрезере для прорезывания окон 18.
Способ может включать втягивание лезвий 16 перед стадией прорезывания.
Стадия втягивания лезвий 16 перед стадией прорезывания может включать в себя отсоединение фрезера для прорезывания окон 18 по меньшей мере от одной приемной части 20 узла 12 клина-отклонителя.
Узел 12 клина-отклонителя может содержать дефлектор 30, имеющий наклонную поверхность 46, которая отклоняет в сторону другой фрезер 66, 68, подсоединенный в ту же самую трубную колонну 14, что и фрезер для прорезывания окон 18. Углубление 72, сделанное в наклонной поверхности 46, может препятствовать контакту фрезера для прорезывания окон 18 с наклонной поверхностью 46.
Хотя выше были описаны различные варианты осуществления, где каждый вариант имеет определенные особенности, следует понимать, что конкретная особенность одного варианта может использоваться не только с этим вариантом осуществления. Наоборот, любая из особенностей, описанных выше и/или изображенная на чертежах, может использоваться в любом из вариантов осуществления, в качестве дополнения или замены любой из других особенностей этих вариантов. Особенности одного варианта осуществления не являются взаимоисключающими с особенностями другого варианта. Напротив, объем настоящего изобретения включает в себя любую комбинацию любых особенностей.
Хотя каждый из описанных выше вариантов осуществления содержит определенное сочетание особенностей, следует понимать, что не требуется использовать все особенности конкретного варианта осуществления. Наоборот, можно использовать любую из описанных выше особенностей, без какой-либо другой конкретной особенности или особенностей.
Следует понимать, что различные описанные варианты осуществления можно использовать в различных направлениях, например, наклонных, перевернутых, горизонтальных, вертикальных и т.д., а также в различных конфигурациях, не отходя от принципов настоящего изобретения. Варианты осуществления описаны только в качестве примеров полезных применений принципов изобретения, которые не ограничиваются какими-либо конкретными деталями этих вариантов осуществления.
В приведенном выше описании характерных примеров понятия направления (например, “выше”, “ниже”, “верхний”, “нижний” и т.п.) используются для удобства со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается какими-либо конкретными описанными направлениями.
Понятия “содержащий”, “содержит”, “включающий”, “включает в себя” и аналогичные используются в данном описании в неограничивающем смысле. Например, если система, способ, аппарат, устройство и т.д., описывается как “содержащее” определенную особенность или элемент, система, способ, аппарат, устройство и т.д., могут содержать эту особенность или элемент, а также могут содержать другие особенности или элементы. По аналогии, термин “включает в себя” означает “включает, но не в качестве ограничения”.
Несомненно, что среднему специалисту в данной области техники, который детально ознакомился с приведенным выше описанием типичных вариантов осуществления настоящего изобретения, должно быть понятно, что в конкретных вариантах могут быть выполнены многочисленные модификации, дополнения, замены, исключения и другие изменения, и такие изменения рассматриваются как соответствующие принципам настоящего изобретения. Например, структуры, описанные как отдельные, в других вариантах могут быть объединены, и наоборот. Соответственно следует понимать, что подробное описание приведено выше только в качестве иллюстрации и примера, а сущность и объем изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Claims (28)

1. Система прорезывания окна для использования в подземной скважине, содержащая:
фрезер для прорезывания окон, имеющий выборочно втягиваемые и выдвигаемые лезвия, и
узел клина-отклонителя, имеющий по меньшей мере одну приемную часть,
причем фрезер для прорезывания окон прикреплен к узлу клина-отклонителя путем вставки указанных лезвий в указанную приемную часть.
2. Система по п. 1, в которой фрезер для прорезывания окон выполнен с возможностью отсоединения от узла клина-отклонителя путем перемещения лезвий в их втянутые положения.
3. Система по п. 1, в которой фрезер для прорезывания окон прикреплен к узлу клина-отклонителя дополнительно посредством перемещения лезвий в их выдвинутые положения.
4. Система по п. 1, в которой лезвия выполнены с возможностью перемещения между их выдвинутыми и втянутыми положениями вследствие изменений перепада давления вдоль фрезера для прорезывания окон.
5. Система по п. 1, в которой узел клина-отклонителя выполнен с возможностью его поднятия из скважины с помощью фрезера для прорезывания окон.
6. Система по п. 1, в которой узел клина-отклонителя выполнен с возможностью его спускания в скважину с помощью фрезера для прорезывания окон.
7. Система по п. 1, в которой узел клина-отклонителя содержит дефлектор, который выполнен с возможностью отклонения в сторону фрезера для прорезывания окон, лезвия которого находятся в выдвинутом положении.
8. Система по п. 1, в которой узел клина-отклонителя содержит дефлектор, имеющий наклонную поверхность, которая отклоняет в сторону другой фрезер, подсоединенный в ту же самую трубную колонну, что и указанный фрезер для прорезывания окон.
9. Система по п. 8, в которой в наклонной поверхности выполнено углубление, которое препятствует контакту фрезера для прорезывания окон с наклонной поверхностью.
10. Система по п. 1, в которой фрезер для прорезывания окон выполнен с возможностью бурения ствола скважины на значительном расстоянии от окна, прорезанного фрезером для прорезывания окон в креплении скважины.
11. Способ прорезывания окна в креплении подземной скважины, включающий в себя:
прорезание крепления скважины с помощью фрезера для прорезывания окон,
последующее втягивание лезвий фрезера для прорезывания окон и
последующее выдвигание лезвий в узле клина-отклонителя, прикрепляя тем самым узел клина-отклонителя к фрезеру для прорезывания окон.
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий подъем из скважины узла клина-отклонителя на фрезере для прорезывания окон.
13. Способ по п. 11, дополнительно включающий спуск в скважину узла клина-отклонителя на фрезере для прорезывания окон.
14. Способ по п. 11, дополнительно включающий втягивание лезвий перед прорезыванием.
15. Способ по п. 14, в котором втягивание лезвий перед прорезыванием дополнительно включает высвобождение фрезера для прорезывания окон по меньшей мере из одной приемной части в узле клина-отклонителя.
16. Способ по п. 11, в котором выдвигание наружу дополнительно включает вставку лезвий в по меньшей мере одну приемную часть в узле клина-отклонителя.
17. Способ по п. 11, в котором втягивание лезвий дополнительно включает увеличение давления во фрезере для прорезывания окон.
18. Способ по п. 11, в котором указанное выдвигание дополнительно включает уменьшение давления во фрезере для прорезывания окон.
19. Способ по п. 11, в котором узел клина-отклонителя содержит дефлектор, имеющий наклонную поверхность, которая отклоняет в сторону другой фрезер, подсоединенный в ту же самую трубную колонну, что и указанный фрезер для прорезывания окон.
20. Способ по п. 19, в котором углубление, сделанное в наклонной поверхности, препятствует контакту фрезера для прорезывания окон с наклонной поверхностью.
21. Способ по п. 19, дополнительно включающий предотвращение контакта фрезера для прорезывания окон с наклонной поверхностью путем выдвигания лезвий на другом фрезере.
22. Способ по п. 11, дополнительно включающий бурение фрезером для прорезывания окон ствола скважины на значительное расстояние от окна после его прорезывания.
RU2015131558A 2013-03-05 2013-03-05 Система и способ прорезывания окна RU2627801C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2013/029039 WO2014137315A1 (en) 2013-03-05 2013-03-05 Window milling systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015131558A RU2015131558A (ru) 2017-04-07
RU2627801C2 true RU2627801C2 (ru) 2017-08-11

Family

ID=51491703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015131558A RU2627801C2 (ru) 2013-03-05 2013-03-05 Система и способ прорезывания окна

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9556696B2 (ru)
EP (1) EP2964869B1 (ru)
CN (1) CN104956025B (ru)
AU (1) AU2013381034B2 (ru)
BR (1) BR112015017947B1 (ru)
CA (2) CA2897161C (ru)
MX (1) MX359134B (ru)
RU (1) RU2627801C2 (ru)
WO (1) WO2014137315A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2946376C (en) 2014-05-29 2018-11-27 Halliburton Energy Services, Inc. Forming multilateral wells
US10037836B2 (en) 2015-04-03 2018-07-31 Schlumberger Technology Corporation Slickline manufacturing techniques
US10352108B2 (en) * 2015-04-14 2019-07-16 Schlumberger Technology Corporation Mill catch mechanism
US10081997B2 (en) * 2015-11-18 2018-09-25 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Watermelon mill with replaceable cutting structure
CN107966230A (zh) * 2018-01-12 2018-04-27 德阳科润电站成套设备有限公司 一种大气阀爆破装置
AU2021260545A1 (en) * 2020-04-20 2022-09-22 Dynasty Energy Services, LLC Multi-string section mill
CN112077205B (zh) * 2020-09-17 2022-06-03 中海油能源发展股份有限公司 一种机械冲孔工具及操作方法
US11746611B2 (en) * 2021-07-28 2023-09-05 Saudi Arabian Oil Company Whipstock retrieving bit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2090737C1 (ru) * 1996-03-06 1997-09-20 Научно-производственное предприятие "Азимут" Раздвижной фрезер
RU76959U1 (ru) * 2008-05-04 2008-10-10 Дмитрий Иванович Александров Устройство для вырезания окна в обсадной колонне
US7810568B2 (en) * 2006-10-19 2010-10-12 Baker Hughes Incorporated Method of making a window in a tubular using an expandable watermelon mill
RU2410525C1 (ru) * 2009-11-02 2011-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ИНКОС" Компоновка инструментов для прорезки бокового "окна" в обсадной колонне скважины и способ азимутальной ориентации и крепления клина-отклонителя
RU123447U1 (ru) * 2012-01-23 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" Фрезерный инструмент

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2586878A (en) * 1947-05-08 1952-02-26 Eastman Oil Well Survey Co Drilling apparatus
US5228507A (en) 1991-08-23 1993-07-20 Marcel Obrejanu Wireline hydraulic retrieving tool
US5727629A (en) 1996-01-24 1998-03-17 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore milling guide and method
GB9907116D0 (en) 1999-03-26 1999-05-19 Smith International Whipstock casing milling system
US6883611B2 (en) * 2002-04-12 2005-04-26 Halliburton Energy Services, Inc. Sealed multilateral junction system
US6910538B2 (en) * 2002-05-20 2005-06-28 Team Oil Tools Whipstock collet latch
GB2420359C (en) * 2004-11-23 2007-10-10 Michael Claude Neff One trip milling system
US8186458B2 (en) * 2005-07-06 2012-05-29 Smith International, Inc. Expandable window milling bit and methods of milling a window in casing
US8453737B2 (en) * 2006-07-18 2013-06-04 Halliburton Energy Services, Inc. Diameter based tracking for window milling system
US20080093076A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Smith International, Inc. Milling system and method of milling
WO2010101881A2 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Baker Hughes Incorporated Chip deflector on a blade of a downhole reamer and methods therefor
CN101718171A (zh) * 2009-11-17 2010-06-02 中国石油集团长城钻探工程有限公司 侧钻水平井钻完井配套方法
US9022117B2 (en) * 2010-03-15 2015-05-05 Weatherford Technology Holdings, Llc Section mill and method for abandoning a wellbore
US8371368B2 (en) 2010-03-31 2013-02-12 Halliburton Energy Services, Inc. Well assembly with a millable member in an opening

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2090737C1 (ru) * 1996-03-06 1997-09-20 Научно-производственное предприятие "Азимут" Раздвижной фрезер
US7810568B2 (en) * 2006-10-19 2010-10-12 Baker Hughes Incorporated Method of making a window in a tubular using an expandable watermelon mill
RU76959U1 (ru) * 2008-05-04 2008-10-10 Дмитрий Иванович Александров Устройство для вырезания окна в обсадной колонне
RU2410525C1 (ru) * 2009-11-02 2011-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "ИНКОС" Компоновка инструментов для прорезки бокового "окна" в обсадной колонне скважины и способ азимутальной ориентации и крепления клина-отклонителя
RU123447U1 (ru) * 2012-01-23 2012-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" Фрезерный инструмент

Also Published As

Publication number Publication date
US9556696B2 (en) 2017-01-31
MX2015009715A (es) 2015-11-06
CA2897161A1 (en) 2014-09-12
EP2964869A1 (en) 2016-01-13
MX359134B (es) 2018-09-17
AU2013381034A1 (en) 2015-06-11
US20140251615A1 (en) 2014-09-11
BR112015017947B1 (pt) 2021-06-29
RU2015131558A (ru) 2017-04-07
WO2014137315A1 (en) 2014-09-12
BR112015017947A2 (pt) 2020-01-28
EP2964869B1 (en) 2018-07-04
EP2964869A4 (en) 2017-01-25
CN104956025A (zh) 2015-09-30
AU2013381034B2 (en) 2016-09-22
CA3002442A1 (en) 2014-09-12
CA2897161C (en) 2018-06-12
CN104956025B (zh) 2018-06-01
CA3002442C (en) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2627801C2 (ru) Система и способ прорезывания окна
US20130168076A1 (en) Milling Tool
US8376066B2 (en) Combination whipstock and completion deflector
AU2016225805B2 (en) Setting tool with pressure shock absorber
US20160153242A1 (en) Expandable reamers and methods of using expandable reamers
RU2677517C1 (ru) Извлекаемый клин-отклонитель для повторного входа в дополнительный ствол многоствольной скважины
CN114607308B (zh) 桥塞打捞工具
RU2542057C1 (ru) Расширитель раздвижной однолопастной
US9303459B2 (en) Drilling apparatus
US11149523B2 (en) Methods and systems for creating an interventionless conduit to formation in wells with cased hole
US10619452B1 (en) Methods and systems for creating an interventionless conduit to formation in wells with cased hole
EP2834446B1 (en) Casing window assembly
RU195124U1 (ru) Клин-отклонитель для зарезки бокового ствола в обсаженной скважине
WO2014174325A2 (en) Downhole apparatus and method
RU195785U1 (ru) Клин-отклонитель для зарезки бокового ствола в обсаженной скважине
EP3071783B1 (en) Well diverter assembly with substantially pressure balanced annular seal device