МЕХАНИЗМ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ ДЛЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОГО УЗЛА СТВОЛА СКВАЖИНЫ
ENERGY TRANSMISSION MECHANISM FOR A CONNECTION UNIT OF A BOREHOLE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится в основном к заканчиванию стволов скважин в нефтегазовой промышленности и, в частности, к многоствольному соединению, которое позволяет устанавливать сигналы электрической энергии и связи как в боковом стволе скважины, так и в основном стволе скважины с помощью единого многоствольного соединения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При добыче углеводородов обычно бурят один или более вторичных стволов скважины (также называемых боковыми или ответвленными стволами скважины) из первичных стволов скважины (также называемых главными или основными стволами скважины). Могут быть пробурены первичные и вторичные стволы скважин, все совместно называемые многоствольными стволами скважины, и один или более первичных и вторичных стволов скважины могут быть обсажены и перфорированы с помощью буровой установки. Вслед за этим после бурения и заканчивания многоствольного ствола скважины в стволе скважины устанавливается эксплуатационное оборудование, такое как эксплуатационная обсадная колонна, пакеры и сетчатые фильтры, может быть удалена буровая установка, и в первичных и вторичных стволах скважины создается возможность для добычи углеводородов.
Во время установки эксплуатационного оборудования часто желательно включать различные электрические устройства, такие как постоянные датчики, клапаны управления потоком, цифровая инфраструктура, оптоволоконные варианты решения, интеллектуальные устройства управления притоком (ICD - Inflow Control Devices), сейсмические датчики, индукторы и датчики вибрации и тому подобное, которые можно контролировать и которыми можно управлять дистанционно в течение срока службы продуктивного пласта. Такое оборудование часто называется интеллектуальным оборудованием для заканчивания скважин и позволяет оптимизировать добычу путем сбора, передачи и анализа данных о заканчивании скважины, добыче и пласте; причем оно обеспечивает дистанционное избирательное зональное управление и, в конечном итоге, максимально увеличивает эффективность пласта. Как правило, сигналы связи и электрическая энергия между поверхностью и интеллектуальным оборудованием для заканчивания скважин проходят через кабели, идущие с поверхности. Эти кабели могут проходить вдоль внутренней части колонны насосно-компрессорных труб или наружной части колонны насосно-компрессорных труб или могут быть выполнены как одно целое внутри стенок колонны насосно-компрессорных труб. Однако следует понимать, что для поддержания целостности скважины желательно, чтобы кабель не нарушал и не пересекал барьеры давления, образованные различными каналами, обсадными колоннами и компонентами (такими как пакеры, утяжеленные бурильные трубы, подвесные устройства, переводники и тому подобное) внутри скважины. Например, в основном нежелательно, чтобы кабель проходил между внутренней и наружной частями колонны насосно-компрессорных труб, поскольку отверстие или проход, через который должен проходить кабель, может представлять собой нарушение барьера давления, образованного между внутренней и наружной частями труб.
Кроме того, из-за конструкции скважины может быть затруднительно развернуть кабель управления с поверхности до определенных мест внутри скважины. Наличие соединений между различными каналами, обсадными колоннами и такими компонентами, как пакеры, утяжеленные бурильные трубы, подвесные устройства, переводники и тому подобное, внутри ствола скважины, в частности, при их раздельной установке, может ограничивать возможность прохождения кабелей до определенных участков ствола скважины. Это особенно верно в случае боковых стволов скважин, поскольку оборудование для заканчивания в боковых стволах скважин устанавливают отдельно от установки оборудования для заканчивания в основном стволе скважины. В связи с этим становится затруднительным проложить кабели через место соединения на пересечении двух стволов скважины, таких как основной и боковой стволы скважины, поскольку установка оборудования более чем в одном стволе скважины требует отдельных операций спуска-подъема, так как оборудование не может быть установлено в одно и то же время, если оборудование не достаточно маленькое, чтобы помещаться рядом друг с другом в основном отверстии при спуске в ствол скважины. Во-вторых, если имеется более одного ствола скважины, оборудование должно быть точно разнесено таким образом, чтобы каждый сегмент оборудования для бокового ствола мог выходить в свой боковой ствол скважины именно в тот момент, когда другое оборудование выходит в соответствующие боковые стволы, при одновременной поддержке соединения с другими местами в стволе скважины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1a проиллюстрирована система заканчивания шельфовых скважин, имеющая единый соединительный узел, установленный на пересечении основного ствола скважины и бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 1b проиллюстрирована система заканчивания шельфовой скважины, имеющая единый гибкий соединительный узел, установленный на пересечении основного ствола скважины и бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 1с проиллюстрирован единый соединительный узел, установленный в многоствольной системе заканчивания скважины с механизмами беспроводной передачи энергии, развернутыми для обеспечения передачи энергии и данных через соединение, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 2 проиллюстрирован отклонитель, установленный в системе заканчивания шельфовых скважин по фиг. 1b, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 3 проиллюстрирован единый гибкий соединительный узел, установленный в системе заканчивания шельфовых скважин в соответствии с фиг. 1b, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 4 проиллюстрирован единый гибкий соединительный узел по фиг. 3, находящийся в зацеплении с отклонителем по фиг. 2, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 5 проиллюстрирован единый гибкий соединительный узел в соответствии с фиг. 3 во время развертывания в системе заканчивания многоствольной скважины до зацепления с отклонителем, проиллюстрированным на фиг. 2, в соответствии с одни или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 6 проиллюстрирован единый гибкий соединительный узел в соответствии с фиг. 3 после развертывания в многоствольной системе заканчивания скважин, находящейся в зацеплении с отклонителем в соответствии с фиг. 2, и снаряд для нижнего заканчивания бокового ствола скважины, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На фиг. 7a-7b проиллюстрирована колонна насосно-компрессорных труб, транспортирующая механизмы беспроводной передачи энергии, находящиеся в зацеплении с единым соединительным узлом;
На фиг. 8 проиллюстрирован единый соединительный узел, установленный в системе заканчивания шельфовых скважин по фиг. 1а, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
На каждой из фиг. 9a-9b проиллюстрирован векторный или соединительный блок, который может быть расположен выше по потоку от отклонителя в составе снаряда для верхнего заканчивания скважины, проиллюстрированного на фиг. 1a и 1b, в соответствии с одним или более иллюстративными вариантами реализации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение может повторять ссылочные позиции и/или буквы в различных примерах или фигурах. Это повторение предназначено для простоты и ясности и само по себе не диктует отношения между различными вариантами реализации изобретения и/или конфигурациями, которые обсуждались. Кроме того, пространственно относительные термины, такие как ниже, внизу, нижний, выше, верхний, вверх по стволу скважины, вниз по стволу скважины, вверх по потоку, вниз по потоку и тому подобное, могут использоваться в данном документе для простоты описания, чтобы описать отношение одного элемента или элемента к другому(им) элементу(ам) или отличительному(ым) признаку(ам), как проиллюстрировано, направление вверх направлено к верхней части соответствующей фигуры, а направление вниз направлено к нижней части соответствующей фигуры, направление вверх - к поверхности ствола скважины, а направление вниз - к забою ствола скважины. Если не указано иное, пространственно относительные термины предназначены для охвата различных ориентаций устройства при использовании или работе в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, элементы, описанные как «ниже» или «под» другими элементами или признаками, будут тогда ориентированы «над» другими элементами или признаками. Таким образом, приведенный в качестве примера термин «ниже» может охватывать как ориентацию выше, так и ориентацию ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или в других ориентациях), и пространственно относительные описательные термины, используемые в данном документе, также могут интерпретироваться соответствующим образом.
Кроме того, даже если фигура может изображать горизонтальный ствол скважины или вертикальный ствол скважины, если не указано иное, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что устройство в соответствии с данным изобретением одинаково хорошо подходит для использования в стволах скважин, имеющих другие ориентации, включая наклонные стволы скважин, многоствольные стволы скважин или тому подобное. Аналогично, если не указано иное, даже если фигура может изображать шельфовую операцию, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что устройство в соответствии с данным изобретением одинаково хорошо подходит для использования в наземных операциях и наоборот.
В основном система многоствольного ствола скважины предусмотрена для размещения на соединениях ответвлений в стволах скважин. Система содержит соединительный узел, имеющий канал с первым верхним отверстием, первым нижним отверстием и вторым нижним отверстием, при этом первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от соединения канала, и второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от соединения канала. Предпочтительно, соединительный узел представляет собой единый узел, и по меньшей мере одно из ответвлений является деформируемым. Соединительный узел дополнительно содержит верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный на канале между первым верхним отверстием и соединением канала, и по меньшей мере первый нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный в первичном ответвлении соединительного узла между соединением и первым нижним отверстием. Верхний МПЭ может быть МБПЭ. Предпочтительно, соединительный узел содержит нижний МБПЭ, установленный в каждом из первичных и боковых ответвлений и находящийся в электрической связи с верхним МПЭ. МБПЭ в каждом случае может представлять собой катушку или сегмент индуктивного соединителя, предназначенный для беспроводной передачи энергии и сигналов на другую катушку индуктивного соединителя, когда они расположены рядом друг с другом. Сигналы могут быть сигналами управления, сигналами данных или другими типами сигналов связи. В случае единого соединительного узла единая природа соединительного узла обеспечивает проводную связи между верхним МПЭ и одним или обоими нижними узлами МБПЭ без необходимости в соединителях между ними, как это было бы в случае многокомпонентных соединительных узлов, собранных в забое скважины в месте соединения ствола скважины.
В соответствии с фиг. 1а и 1b, проиллюстрирован вид в вертикальной проекции в частичном поперечном сечении системы 10 заканчивания многоствольного ствола скважины, используемой для заканчивания скважин, предназначенных для добычи углеводородов из ствола 12 скважины, проходящей через различные слои земли в нефтегазоносном пласте 14, расположенном ниже поверхности 16 геологической среды. Ствол 12 скважины образован из нескольких стволов, проходящих в пласт 14, и может быть расположен в любой ориентации, такой как нижняя часть 12а основного ствола скважины и боковой ствол 12b скважины, проиллюстрированные на фиг. 1а и 1b.
Система 10 заканчивания может содержать буровую установку или буровую вышку 20. Буровая установка 20 может содержать подъемное устройство 22, блок перемещения 24 и вертлюг 26 для подъема и спуска обсадной колонны, бурильной трубы, гибкой насосно-компрессорной трубы, эксплуатационной колонны, рабочих колонн или трубы или колонн насосно-компрессорных труб других типов, в основном обозначаемых в данном документе как колонна 30 труб. На фиг. 1а и 1b колонна 30 труб является, по существу, трубчатой, проходящей в осевом направлении через эксплуатационную трубу, поддерживающую снаряд для заканчивания скважины, как описано ниже. Колонна 30 труб может быть одной колонной или множеством колонн, как описано ниже.
Буровая установка 20 может быть расположена вблизи или на некотором расстоянии от устья 32 скважины, как, например, в случае шельфовой компоновки, как проиллюстрировано на фиг. 1a и 1b. Одно или более устройств 34 регулирования давления, таких как противовыбросовые превенторы (ПВП) и другое оборудование, связанное с бурением или добычей из ствола скважины, также могут быть предусмотрены в устье 32 скважины или в другом месте системы 10.
Для шельфовых операций, как проиллюстрировано на фиг. 1a и 1b, буровая установка 20 может быть установлена на нефтяной или газовой платформе 36, такой как шельфовая платформа, как проиллюстрировано, полупогружные буровые платформы, буровые суда и тому подобное (не проиллюстрировано). Хотя система 10 на фиг. 1a и 1b проиллюстрирована как шельфовая система заканчивания многоствольной скважины, система 10 на фиг. 1a и 1b может быть развернута на суше. В любом случае, для шельфовых систем один или более подводных каналов или разделительных колонн 38 проходят от палубы 40 платформы 36 до подводного устья 32 скважины. Колонна 30 насосно-компрессорных труб проходит вниз от буровой установки 20 через подводный канал 38 и ПВП 34 в ствол 12 скважины.
Источник 42 рабочей или технической жидкости, такой как резервуар или емкость для хранения, может подавать через линии 44 для потока рабочую жидкость (не проиллюстрирована), перекачиваемую к верхнему концу колонны 30 насосно-компрессорных труб, и протекать через колонну 30 труб к оборудованию, расположенному в стволе 12 скважины, такому как подземное оборудование 48. Источник 42 рабочей жидкости может подавать любую жидкость, используемую в скважинных операциях, включая, помимо прочего, буровой раствор, цементный раствор, жидкость для кислотной обработки, жидкую воду, пар или жидкость другого типа. Буровые жидкости, рабочие жидкости, шламы и другая выбуренная порода, возвращающиеся на поверхность 16 из ствола 12 скважины, могут быть направлены по линии 44 для потока в резервуары 50 для хранения и/или системы 52 обработки, такие как вибрационные сита, центрифуги, другие типы сепараторов жидкости/газа и тому подобное.
Со ссылкой на фиг. 1c и дальнейшей ссылкой на фиг. 1a и 1b, полностью или частично основной ствол 12а скважины обсажен потайной обсадной колонной или обсадной колонной 54, которая проходит от устья скважины 32, причем обсадная колонна 54 может содержать поверхностную, промежуточную и эксплуатационную обсадные колонны, как проиллюстрировано на фиг. 1. Обсадная колонна 54 может состоять из множества колонн труб с нижними колоннами труб, проходящими от верхней колонны труб или иным образом подвешенными на верхней колонне труб с помощью подвесного устройства 184 для потайной обсадной колонны (см. фиг. 5). Для целей данного изобретения это множество колонн будет совместно упоминаться в данном документе как обсадная колонна 54. Кольцевое пространство 58 образовано между стенками комплектов смежных трубчатых компонентов, таких как концентрические обсадные колонны 54; или наружная часть обсадной колонны 30 и внутренняя стенка обсадной колонны 54; или стенка ствола 12 скважины и обсадная колонна 54, в зависимости от обстоятельств. В случае наружной обсадной колонны 54 полностью или частично обсадная колонна 54 может быть закреплена в основном стволе 12а скважины путем осаждения цемента 60 в кольцевом пространстве 58, определенном между обсадной колонной 54 и стенкой основного ствола 12 скважины. В некоторых вариантах реализации изобретения обсадная колонна 54 содержит окно 62, образованное в ней на пересечении 64 основного ствола 12а скважины и бокового ствола 12b скважины.
Как проиллюстрировано на фиг. 1а, 1b и 1с, подземное оборудование 48 проиллюстрировано как оборудование для заканчивания скважины, а колонна 30 насосно-компрессорных труб, гидравлически соединенная с оборудованием 48 для заканчивания скважин, проиллюстрирована как эксплуатационная колонна 30. Хотя оборудование 48 для заканчивания скважины может быть расположено в стволе 12 скважины в любой ориентации, в целях иллюстрации проиллюстрировано оборудование 48 для заканчивания скважины, расположенное в каждом из основного ствола 12а скважины и, по существу, горизонтальной части бокового ствола 12b скважины. Оборудование 48 для заканчивания скважины может содержать снаряд 66 для нижнего заканчивания скважины, имеющий различные инструменты, такие как компоновочный узел 68 для ориентации и выравнивания, один или более пакеров 70 и один или более узлов 72 с противопесочным фильтром. Проиллюстрировано, что снаряд 66а для нижнего заканчивания скважины расположен в основном стволе 12а скважины, в то время как снаряд 66b для нижнего заканчивания скважины расположен в боковом стволе 12b скважины. Следует понимать, что вышеизложенное имеет просто иллюстративный характер и что снаряд 66 для нижнего заканчивания скважины не ограничен конкретным оборудованием или конкретной конфигурацией.
В стволе 12 скважины на нижнем конце колонны (колонн) 30 насосно-компрессорных труб расположен снаряд 86 для верхнего заканчивания скважины, который может содержать различное оборудование, такое как пакеры 88, модули 90 управления потоком и электрические устройства 102, такие как датчики или исполнительные механизмы, компьютеры, (микро-)процессоры, логические устройства, другие клапаны управления потоком, цифровая инфраструктура, оптоволокно, интеллектуальные устройства управления притоком (ICD), сейсмические датчики, индукторы и датчики вибрации и тому подобное. Снаряд 86 для верхнего заканчивания скважины также может содержать механизм передачи энергии (МПЭ) 91, который может быть проводным или беспроводным, такой как сегмент индуктивного соединителя. В случае беспроводного МПЭ, а именно МБПЭ, хотя в раскрытии рассматривается любой МБПЭ, используемый для беспроводной передачи энергии и/или сигналов связи, в конкретных вариантах реализации изобретения обсуждаемые в данном документе беспроводные МПЭ могут быть катушками индуктивного соединителя или другими электрическими компонентами, и в целях иллюстрации они будут упоминаться в данном документе в основном как сегменты индуктивного соединителя. Следует понимать, что в основном МПЭ и, в частности, МБПЭ, могут использоваться для множества целей, включая, но не ограничиваясь этим, передачу энергии, сбор данных от датчиков, связь с датчиками или другими электрическими устройствами, управление электрическими устройствами по всей длине снаряда для заканчивания бокового ствола скважины, зарядка батарей, долговременных накопительных конденсаторов или других устройств накопления энергии, развернутых в скважине, питание/контроль/регулирование устройств управления притоком («ICD») и т.д. В одном или более вариантах реализации изобретения МПЭ 91 находится в электрической связи с пакером 88 и/или модулями 90 управления потоком и/или электрическими устройствами 102 или же может содержать электрические устройства 102. МПЭ 91 может быть выполнен как одно целое в составе пакера 88 или модуля 90 управления потоком или отделен от них. МПЭ 91 может быть сегментом 91 индуктивного соединителя или каким-либо другим МБПЭ. В той мере, в которой отдельные колонны 30 насосно-компрессорных труб проходят от поверхности 16 до снаряда 86 для верхнего заканчивания скважины, одна колонна насосно-компрессорных труб может сообщаться с основным стволом 12а скважины, а другая колонна насосно-компрессорных труб (см. фиг. 9b) может сообщаться с боковым стволом 12b скважины, тем самым отделяя добычу из каждого ствола 12а, 12b скважины. В таком случае пакер 88 может быть двойным пакером в стволе скважины.
В месте пересечения 64 основного ствола 12а скважины и бокового ствола 12b скважины расположен соединительный узел 92, находящийся в зацеплении с механизмом 93 определения местоположения, закрепленным внутри основного ствола 12а скважины. Механизм 93 определения местоположения служит для поддержки соединительного узла 92 в требуемом вертикальном положении в корпусе 54, а также может поддерживать соединительный узел 92 в предварительно определенной ориентации вращения относительно обсадной колонны 54 и окна 62. Механизм 93 определения местоположения может быть любым устройством, используемым для вертикального (относительно основной оси основного ствола 12а скважины) закрепления оборудования внутри ствола 12а скважины, таким как защелочный механизм. В одном или более вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 представляет собой деформируемое соединение, который в основном содержит деформируемый единый канал 96 (см. фиг. 3). В одном или более вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 может представлять собой жесткий канал 95 (см. фиг. 7). В вариантах реализации соединительного узла 92, в которых соединительный узел 92 представляет собой деформируемое соединение, которое содержит деформируемый канал 96, соединительный узел 92 может быть развернут с помощью отклонителя 94 (см. фиг. 2), который может быть расположен для зацепления с механизмом 93 определения местоположения. В некоторых вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 может содержать отклонитель 94. Соединительный узел 92 в основном позволяет осуществлять связь между верхней частью ствола 12 скважины, а также нижней частью ствола 12а скважины и боковым стволом 12b скважины. В этом отношении соединительный узел 92 может быть гидравлически соединен со снарядом 86 для верхнего заканчивания скважины. В одном или более вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 представляет собой единый узел, в котором он установлен как единый собранный компонент или же как единый узел перед установкой в месте 64 пересечения. Такой единый узел, как будет более подробно рассмотрено ниже, обеспечивает связь с индуктивным соединением как с нижней частью основного ствола 12а скважины, так и с боковым стволом 12b скважины без необходимости соединений к каналу без прекращения работы или физических соединений, в то же время, сводя к минимуму проблемы герметизации, распространенные в предшествующем уровне техники, как описано ниже.
Важно, что такой единый узел сводит к минимуму вероятность того, что выбуренная порода в скважинных флюидах будет препятствовать герметизации соединения 64. Обычно в скважинном флюиде содержится 3% или более суспендированных твердых частиц, которые могут оседать в таких областях, как соединение 64, приводя к непригодности уплотнения в данной области. Из-за этого соединения по предшествующему уровню техники, установленные в виде нескольких частей или ступеней, не могут одновременно с готовностью обеспечить надежную защитную оболочку под высоким давлением (например, >17 МПа (2500 фунтов на квадратный дюйм)) и беспроводное питание/связь. Выбуренная порода может быть захвачена между компонентами многокомпонентных соединений по предшествующему уровню техники, когда они собираются в скважине, что ставит под угрозу надлежащее сопряжение и уплотнение между компонентами. Другие недостатки могут быть связаны с тем, что многокомпонентные соединения являются некруглыми, а это является общей характеристикой многих соединительных узлов по предшествующему уровню техники. В этом отношении многокомпонентное соединение, для которого требуется внутрискважинный узел (или зацепление) некруглых компонентов, подвержено утечке из-за 1) воздействия окружающей среды и 2) невозможности удаления выбуренной породы из областей уплотнения. Типичная скважинная среда, в которой собирается многокомпонентное соединение, загрязнена твердыми частицами выбуренной породы, суспендированными в жидкости. Кроме того, многокомпонентное соединение собирается в месте, в котором существует вероятность образования металлической стружки при фрезеровании окна (отверстия) в боковой части обсадной колонны. Металлическая стружка может выпасть в соединение обсадной колонны основного ствола скважины и бокового ствола скважины. Эта область является большой и некруглой, что делает очень трудным вымывание стружки и бурового шлама из данной области. К тому же, области уплотнения многокомпонентного соединения не являются круглыми (являются некруглыми), что препятствует полной «очистке» областей уплотнения для удаления металлической стружки и бурового шлама для зацепления уплотнений и уплотняющих поверхностей. Кроме того, уплотняющие поверхности могут содержать квадратные выступы, каналы и/или канавки, что дополнительно препятствует их очистке от всего бурового шлама. Примечательно, что во многих случаях из-за некруглого характера компонентов, между которыми должно быть установлено уплотнение, традиционные эластомерные уплотнения не могут быть с готовностью использованы, а вместо этого уплотнение должно выполняться с помощью металлических уплотняющих компонентов, таких как лабиринтные уплотнения. Как известно в промышленности, лабиринтные уплотнения обычно не обеспечивают такую же степень уплотнения, как эластомерные уплотнения. Кроме того, будучи изготовленными из металлических чередующихся поверхностей, компоненты уплотнения будет трудно очищать перед из зацеплением друг с другом.
В отличие от этого, единый соединительный узел 92, как описано в данном документе, собирается на поверхности в чистой окружающей среде, так что все герметичные соединения могут быть проверены, очищены перед сборкой и затем испытаны под давлением перед спуском в скважину. Кроме того, единый соединительный узел 92 исключает необходимость в лабиринтных уплотнениях, как в случае соединительных узлов по предшествующему уровню техники. Вдоль каждого из снарядов 66а, 66b для нижнего заканчивания скважины проходит одна или более электрических контрольных линий или кабелей 100, установленных вдоль либо внутренней либо наружной части снаряда 66 для нижнего заканчивания скважины. Контрольные линии 100 могут проходить через пакеры 70 и могут быть функционально связаны с одним или более электрическими устройствами 102 снаряда 66 для нижнего заканчивания скважины. Электрические устройства 102 могут содержать датчики или исполнительные механизмы, контроллеры, компьютеры, (микро-)процессоры, логические устройства, другие клапаны управления потоком, цифровую инфраструктуру, оптоволокно, интеллектуальные устройства управления притоком (ICD), сейсмические датчики, МПЭ, МБПЭ, индукторы и датчики вибрации и тому подобное, а также другие сегменты индуктивного соединителя. Контрольные линии 100 могут функционировать в качестве среды связи для передачи энергии или данных и т.п. между снарядом 66 для нижнего заканчивания скважины и снарядом 86 для верхнего заканчивания скважины через соединительный узел 92. Данные и другая информация могут передаваться с помощью электрических сигналов или другой телеметрической связи, которые могут быть преобразованы в электрические сигналы, чтобы, среди прочего, отслеживать и контролировать условия окружающей среды и различных инструментов в снаряде 66 для нижнего заканчивания скважины или другом буровом снаряде.
Вверх по стволу скважины от снаряда 86 для верхнего заканчивания скважины проходит одна или более электрических контрольных линий 104, которые проходят к поверхности 16. Контрольные линии 104 могут быть электрическими, гидравлическими, оптическими или другими линиями. Контрольные линии 104 могут работать в качестве среды связи для передачи энергии, сигналов или данных и т.п. между контроллером, обычно на поверхности или рядом с ней (не проиллюстрирована), и соответственно снарядами 86, 66 для верхнего и нижнего заканчивания скважины.
На эксплуатационных трубах 30 установлен МПЭ 106, как будет описано более подробно ниже, с контрольной линией 104, проходящей от МПЭ 106 к поверхности 16. В одном или более вариантах реализации изобретения МПЭ представляет собой МБПЭ и может быть выполнен в виде сегмента 106 индуктивного соединителя.
Аналогичным образом, в связи с соединительным узлом 92 развернуты два или более МПЭ 108, по меньшей мере один из которых представляет собой МБПЭ, с одной или более контрольными линиями 100, проходящими от соединительного узла 92. Более конкретно, в одном или более вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 содержит верхний МПЭ 108a, который предпочтительно выполнен в виде МБПЭ, и по меньшей мере для одного ствола 12 скважины и предпочтительно для каждого из основного ствола 12а скважины и бокового ствола 12b скважины соединительный узел 92 содержит соответственно МБПЭ 108b, 108c предпочтительно в виде сегментов индуктивного соединителя, при этом сегменты 108b, 108c индуктивного соединителя сообщаются с верхним МПЭ 108a и все они  установлены на соединительном узле 92. В одном или более вариантах реализации изобретения, в случае сегментов 108b, 108c индуктивного соединителя, каждый МБПЭ находится ниже по стволу скважины от места пересечения 64, когда соединительный узел 92 установлен в стволе 12 скважины.
Наконец по меньшей мере один МПЭ 110 и предпочтительно МБПЭ, такой как сегмент индуктивного соединителя, развернут в боковом стволе 12b скважины в связи со снарядом 66b для нижнего заканчивания скважины. Следует понимать, что когда два МБПЭ выровнены по оси (как проиллюстрировано на фиг. 4 сегментами 108b и 136 индуктивного соединителя), беспроводное соединение между выровненными сегментами соединителя может обеспечить беспроводную передачу между сегментами питания и/или сигналами отслеживания и управления. Это особенно верно, когда МБПЭ представляют собой сегменты индуктивного соединителя, чтобы облегчить индуктивное соединение между МБПЭ. Хотя в некоторых вариантах реализации изобретения оба выровненных сегмента индуктивного соединителя находятся на противоположных сторонах барьера давления (например, во внутренней части канала под давлением и в наружной части канала под давлением), в других вариантах реализации изобретения оба сегмента индуктивного соединителя могут находиться на одной и той же стороне канала под давлением, просто обеспечивая соединение без соединителя для передачи энергии и/или сигналов.
В соответствии с фиг. 2, 3 и 4, проиллюстрированы варианты реализации единого соединительного узла 92, имеющего деформируемый канал 96, и он в основном содержит (а) верхнюю секцию для крепления к колонне труб и имеет первое верхнее отверстие; (b) нижнюю секцию, содержащую первичный проход, заканчивающийся в первом нижнем отверстии, для гидравлической связи с отклонителем, и вторичный проход, заканчивающийся во втором нижнем отверстии, для гидравлического соединения со вторичным стволом скважины; а также (c) деформируемую часть. Один или более проходов могут быть образованы вдоль ответвления, посредством чего канал разделен на первичное ответвление и вторичное ответвление, тем самым образуя единое многоствольное соединение, единый характер которого обеспечивает установку соединительного узла 92 в качестве единого блока, который может быть более легко использован для передачи сигналов энергии и/или связи как в нижнюю часть основного ствола 12а скважины, так и в боковой ствол 12b скважины. Деформируемая часть может представлять собой ответвление или соединитель канала, расположенный между верхней секцией и нижней секцией канала.
Варианты реализации соединительного узла 92, проиллюстрированные на фиг. 2, 3 и 4, могут быть развернуты в связи с отклонителем 94, который может использоваться для расположения соединительного узла 92. С конкретной ссылкой на фиг. 2 и 4, отклонитель 94 расположен вдоль обсадной колонны 54 рядом с местом пересечения 64 между основным стволом 12а скважины и боковым стволом 12b скважины. В частности, отклонитель 94 расположен дистально по отношению к месту пересечения 64, рядом с ним или в непосредственной близости от него, так что, когда оборудование вводится через основной ствол 12а скважины, оборудование может отклоняться в боковой ствол 12b скважины в месте пересечения 64, в результате контакта с отклонителем 94. Отклонитель 94 можно закрепить, установить или поддерживать на месте в основном стволе 12а скважины с помощью любого подходящего обычного оборудования, устройства или метода.
Отклонитель 94 имеет наружную поверхность 112, верхний конец 114, нижний конец 116 и внутреннюю поверхность 118. Наружная поверхность 112 отклонителя 94 может иметь любую форму или конфигурацию, при условии, что отклонитель 94 может быть введен в основной ствол 12а скважины способом, описанным в данном документе. В одном или более вариантах реализации изобретения наружная поверхность 112 отклонителя 94 предпочтительно является, по существу, трубчатой или цилиндрической, так что отклонитель 94 является в основном круглым в поперечном сечении.
В предпочтительных вариантах реализации изобретения отклонитель 94 может содержать уплотнительный узел 120, расположенный вдоль наружной поверхности 112, для обеспечения уплотнения между наружной поверхностью 112 отклонителя 94 и внутренней поверхностью 122 обсадной колонны 54 основного ствола 12а скважины. Таким образом, скважинным флюидам преграждается проход между отклонителем 94 и обсадной колонной 54. Используемый в данном документе узел уплотнения, такой как уплотнительный узел 120, может представлять собой любое обычное уплотнение или уплотняющую конструкцию. Например, уплотнительный узел, такой как уплотнительный узел 120, может состоять из одного из или комбинации эластомерных или металлических уплотнений, пакеров, клиновых захватов, потайных обсадных колонн или цементирования. Аналогично, уплотнительный узел, такой как уплотнительный узел 120, также может представлять собой уплотняемую поверхность. Уплотнительный узел 120 может быть расположен на нижнем конце 116 отклонителя 94, рядом с ним или в непосредственной близости от него.
Отклонитель 94 дополнительно имеет отклоняющую поверхность 124, расположенную на верхнем конце 114 отклонителя 94, и посадочное место 126 для зацепления с соединительным узлом 92. При расположении в основном стволе 12а скважины, как проиллюстрировано на фиг. 2, отклоняющая поверхность 124 расположена рядом с боковым стволом 12b скважины, так что оборудование, введенное через основной ствол 12а скважины, может отклоняться в боковой ствол 12b скважины до такой степени, что оборудование не может проходить через отклонитель 94, как описано ниже. Отклоняющая поверхность 124 может иметь любую форму и размеры, подходящие для выполнения данной функции, однако в предпочтительных вариантах реализации изобретения отклоняющая поверхность 124 обеспечивает наклонную поверхность, которая наклоняется от верхнего конца 114 отклонителя 94 вниз, к нижнему концу 116 отклонителя 94.
Посадочное место 126 отклонителя 94 также может иметь любую подходящую конструкцию или конфигурацию, способную входить в зацепление с соединительным узлом 92 для размещения или посадки соединительного узла 92 в основном и боковом стволах 12а, 12b скважины, как описано в данном документе. В предпочтительном варианте реализации изобретения при рассматривании отклонителя 94 с его верхнего конца 114 посадочное место 126 смещено в одну сторону, противоположную отклоняющей поверхности 124.
Кроме того, в предпочтительном варианте реализации изобретения отклонитель 94 дополнительно содержит отверстие 128 отклонителя, связанное с посадочным местом 126. Отверстие 128 отклонителя связано с посадочным местом 126, которое входит в зацепление с соединительным узлом 92 таким образом, что облегчается движение жидкостей в основном стволе 12а скважины через отклонитель 94 и через соединительный узел 92.
Отверстие 128 отклонителя проходит через отклонитель 94 от верхнего конца 114 до нижнего конца 116. Отверстие 128 отклонителя предпочтительно содержит верхнюю секцию 130, рядом с верхним концом 114 канала 94, сообщающуюся с нижней секцией 132, рядом с нижним концом 116. Предпочтительно, посадочное место 126 связано с верхней секцией 130. Кроме того, в предпочтительном варианте реализации изобретения посадочное место 126 состоит полностью или частично из верхней секции 130 отверстия 128 отклонителя. В частности, верхняя секция 130 имеет необходимую форму или конфигурацию для плотного зацепления с соединительным узлом 92 способом, описанным ниже. Отверстие нижней секции 132 отверстия 128 отклонителя предпочтительно расширяется от верхней секции 130 до нижнего конца 116 отклонителя 94. Другими словами, площадь поперечного сечения нижней секции 132 увеличивается по направлению к нижнему концу 116. Предпочтительно, площадь поперечного сечения увеличивается постепенно, и площадь поперечного сечения нижней секции 132, рядом с нижним концом116, максимально приближена к площади поперечного сечения нижнего конца 116 отклонителя 94.
Вдоль отверстия 128 расположен уплотнительный узел 134. Уплотнительный узел 134 может представлять собой любой обычный уплотнительный узел. Например, уплотнительный узел 134 может состоять из одного из или комбинации уплотнений и уплотняющих поверхностей или поверхностей с фрикционной посадкой. В одном или более вариантах уплотнительный узел 134 расположен вдоль внутренней поверхности 118 в верхней секции 130 отклонителя 94.
Отклонитель 94 дополнительно содержит МПЭ 136 и, предпочтительно, МБПЭ 136, установленный на нем. В одном или более вариантах реализации изобретения МБПЭ 136 является сегментом индуктивного соединителя, и для целей данного обсуждения, без намерения ограничить МБПЭ 136, будет рассматриваться как сегмент индуктивного соединителя. В то время как сегмент 136 индуктивного соединителя может быть установлен внутри или снаружи вдоль отклонителя 94, в одном или более вариантах реализации изобретения сегмент 136 индуктивного соединителя развертывается внутри вдоль отверстия 128. В одном или более предпочтительных вариантах реализации изобретения сегмент 136 индуктивного соединителя установлен выше по потоку от уплотнений 134 между уплотнениями 134 и верхним концом 114, так что кабель 100 проходит вниз от отклонителя 94 до снаряда 66а для нижнего заканчивания скважины. Аналогичным образом, в одном или более предпочтительных вариантах реализации изобретения сегмент 136 индуктивного соединителя устанавливают ниже по потоку от уплотнений 134 между уплотнениями 134 и нижним концом 116, так что кабель 100, проходящий вниз от отклонителя 94 к снаряду 66а для нижнего заканчивания скважины, не мешает уплотнению 134. В этом отношении сегмент 136 индуктивного соединителя предпочтительно расположен ниже посадочного места 126.
В соответствии с фиг. 3 и 4, соединительный узел 92 может состоять из канала, имеющего деформируемую часть 96 с наружной поверхностью 140, как описано ниже. В некоторых вариантах реализации изобретения канал 96 имеет в основном трубчатую или цилиндрическую форму, так что канал 96 имеет в основном круглое поперечное сечение и определяет наружный диаметр. В некоторых вариантах реализации изобретения канал 96 может иметь D-образное поперечное сечение, тогда как в других вариантах реализации изобретения канал 96 может иметь другие формы поперечного сечения. Канал 96 содержит верхнюю секцию 142, нижнюю секцию 144 и соединение 146 канала. В одном или более вариантах реализации изобретения соединение канала является деформируемой частью, в то время как в других вариантах реализации изобретения соединение канала является жестким, и одно или оба ответвления канала являются деформируемыми. Верхняя секция 142 состоит из проксимального конца 147, противоположного соединению 146 канала с первым верхним отверстием 145, определенным в верхней секции 142. Таким образом, верхняя секция 142 проходит от соединения 146 в направлении от нижней секции 144 для достижения требуемой длины до проксимального конца 147. Кроме того, верхняя секция 142 может дополнительно содержать полированное приемное отверстие 149 (PBR - polished bore receptacle), проиллюстрированное на фиг. 4, либо выполненное как одно целое, либо прикрепленное к проксимальному концу 147. Соединительный узел 92 может содержать подвесное устройство 184 для потайной обсадной колонны в комбинации с каналом 96 для поддержки канала в стволе 12 скважины.
В одном или более вариантах реализации изобретения канал 96 представляет собой единое устройство. В этом отношении канал 96 может быть образован как одно целое, так как верхняя секция 142, нижняя секция 144 и соединение 146 канала состоят из единого элемента или конструкции. В качестве альтернативного варианта, канал 96 и каждая из верхней секции 142, нижней секции 144 и соединения 146 канала может быть образована путем взаимного соединения или соединения двух или более частей или участков, которые собираются в единую конструкцию перед развертыванием в стволе 12 скважины.
Нижняя секция 144 состоит из (i) первичного ответвления 148, имеющего стенку 148’, причем первичное ответвление 148 проходит от соединения 146 канала, и (ii) вторичного или бокового ответвления 150, имеющего стенку 150’, причем боковое ответвление 150 проходит от соединения 146 канала. Первичное ответвление 148 выполнено с возможностью зацепления с посадочным местом 126 (см. фиг. 2) отклонителя 94, тогда как боковое ответвление 150 выполнено с возможностью  ввода в боковой ствол 12b скважины. Соединение 146 канала расположено между верхней секцией 142 и нижней секцией 144 канала 96, содержащего соединительный узел 92, посредством чего канал 96 и, в частности, нижняя секция 144, отделена или разделена на первичное и боковое ответвления 148, 150.
Первичное ответвление 148 имеет дистальный конец 152, противоположный соединению 146 канала, с первым нижним отверстием 151, определенным на дистальном конце 152. Таким образом, первичное ответвление 148 проходит от соединения 146 канала в направлении от верхней секции 142 канала 96, до требуемой длины до дистального конца 152 первичного ответвления 148. В предпочтительном варианте первичное ответвление 148 является трубчатым или полым, так что жидкость может проходить между первым верхним отверстием 145 верхней секции 142 мимо соединения 146 канала к первому нижнему отверстию 151 дистального конца 152. Таким образом, жидкость может проходить через основной ствол 12а скважины, проходя через канал 96 соединительного узла 92 и отклоняющее отверстие 128 отклонителя 94.
Вторичное или боковое ответвление 150 также имеет дистальный конец 154, противоположный соединению 146 со вторым нижним отверстием 153, определенным на дистальном конце 154. Таким образом, вторичное ответвление 150 проходит от соединения 146 канала в направлении от верхней секции 142 канала 96, до требуемой длины до дистального конца 154 вторичного ответвления 150. Вторичное ответвление 150 является трубчатым или полым для пропускания жидкости между первым верхним отверстием 145 верхней секции 142 мимо соединения 146 канала ко второму нижнему отверстию 153 дистального конца 154. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения боковое ответвление 150 деформируется. В других вариантах реализации изобретения оба ответвления 148, 150 могут быть деформируемыми.
Используемый в данном документе термин «деформируемый» означает любой податливый, подвижный, гибкий или способный деформироваться канал, которым можно легко манипулировать до требуемой формы. Канал может либо сохранять требуемую форму, либо возвращаться к своей первоначальной форме, когда деформирующие силы или условия удаляются из канала. Например, боковое ответвление 150 является подвижным или изгибается относительно основного ответвления 148 благодаря соединению 142 канала.
Соединительный узел 92 дополнительно содержит первый, второй и третий сегменты 108а, 108b и 108с индуктивного соединителя. Первый сегмент 108а индуктивного соединителя предпочтительно расположен вдоль верхней секции 142 между проксимальным концом 147 и соединением 146 канала. Второй сегмент 108b индуктивного соединителя расположен вдоль первичного ответвления 148 между соединением 146 канала и дистальным концом 152, тогда как третий сегмент 108с индуктивного соединителя расположен вдоль вторичного ответвления 150 между соединением 146 канала и дистальным концом 154. В случае второго и третьего сегментов 108b и 108c индуктивного соединителя сегменты предпочтительно расположены рядом с дистальным концом 152, 154, соответственно, первичного ответвления 148 и вторичного ответвления 150. Аналогичным образом, в случае первого, второго и третьего сегментов 108а, 108b и 108с индуктивного соединителя они могут быть расположены либо вдоль внутренней, либо наружной части соединительного узла 92. На фиг. 3 и 4 первый, второй и третий сегменты 108a, 108b и 108c индуктивного соединителя проиллюстрированы как расположенные вдоль наружной части соединительного узла 92. Как проиллюстрировано, кабель 100 проходит от первого сегмента 108а индуктивного соединителя вниз до каждого из второго и третьего сегментов 108b и 108с индуктивного соединителя. Поскольку соединительный узел 92 является единым по своей природе, он позволяет легко соединять первый сегмент 108а индуктивного соединителя как со вторым, так и третьим сегментами 108b и 108с индуктивного соединителя, поскольку соединения не должны соединять отдельно установленные компоненты, как это обычно происходит на предшествующем уровне техники с многокомпонентными соединительными узлами.
В любом случае первичное ответвление 148 может иметь любую длину, позволяющую первичному ответвлению 148 войти в зацепление с посадочным местом 126 отклонителя 94 и сегментом 108b индуктивного соединителя, расположенным в непосредственной близости от сегмента 136 индуктивного соединителя отклонителя 94 и в основном выровненным с ним. В этом отношении сегменты 136 и 108b индуктивного соединителя могут быть на одной и той же стороне барьера давления и, таким образом, примыкать друг к другу или разделяться барьером давления и, таким образом, просто быть выровненными друг с другом. В любом случае вторичное ответвление 150 может иметь любую длину, позволяющую отклонить вторичное ответвление 150 в боковой ствол 12b скважины. Кроме того, первичное и вторичное ответвления 148, 150 могут иметь любую длину по отношению друг к другу. Однако в предпочтительном варианте реализации изобретения вторичное ответвление 150 длиннее, чем первичное ответвление148, так что дистальный конец 154 вторичного ответвления 150 проходит за дистальный конец 152 первичного ответвления 148, когда соединение 146 канала, по существу, не деформировано.
В отношении выравнивания сегментов соединителя следует понимать, что два сегмента могут требовать осевого выравнивания, выравнивания по окружности или и того и другого.
В одном или более предпочтительных вариантах реализации изобретения, когда вторичное ответвление 150 находится, по существу, в недеформированном положении, как проиллюстрировано на фиг. 3, первичное ответвление 148 и вторичное ответвление 150, по существу, параллельны друг другу. Однако первичное и вторичное ответвления 148, 150 не обязательно должны быть, по существу, параллельными друг другу, и продольные оси первичного и вторичного ответвлений 148, 150 не обязательно должны быть, по существу, параллельными продольной оси канала 96, пока канал 96 может быть введен и спущен в основной ствол 12а скважины, когда вторичное ответвление 150 находится, по существу, в недеформированном положении.
Когда соединительный узел 92 соединен с колонной 30 труб и спущен в основной ствол 12а скважины, вторичное ответвление 150 выполнено с возможностью отклонения в боковой ствол 12b скважины с помощью отклонителя 94, так что деформируемое соединение 146 канала становится деформированным, а затем первичное ответвление 148 входит в зацепление с посадочным местом 126 отклонителя 94, как проиллюстрировано на фиг. 4. Деформируемое соединение 146 канала разделяет первичное ответвление 148 и вторичное ответвление 150 и позволяет размещать соединительный узел 92 в основном и боковом стволах 12а, 12b скважины.
Как указано, первичное ответвление 148 выполнено с возможностью зацепления с посадочным местом 126 отклонителя 94. Таким образом, форма и конфигурация первичного ответвления 148 избираются или выбираются так, чтобы быть совместимыми с посадочным местом 126, являющимся верхней секцией 130 отверстия 128 отклонителя в предпочтительном варианте реализации изобретения.
Кроме того, посадочное место 126 входит в зацепление с первичным ответвлением 148, так что облегчается перемещение жидкости в основном стволе 12а скважины через отклонитель 94 и канал 96. Предпочтительно первичное ответвление 148 входит в зацепление с посадочным местом 126, чтобы обеспечить герметичное соединение между отклонителем 94 и основным стволом 12а скважины. Любой обычный уплотнительный узел 134 может использоваться для обеспечения этого герметичного соединения. Например, уплотнительный узел 134 может состоять из одного из или комбинации уплотнений или фрикционной посадки между смежными поверхностями. В предпочтительном варианте реализации изобретения уплотнительный узел 134 расположен между первичным ответвлением 148 и верхней секцией 130 отверстия 128 отклонителя, когда первичное ответвление 148 установлено или входит в зацепление с посадочным местом 126. Уплотнительный узел 134 может быть связан либо с первичным ответвлением 148, либо с верхней секцией 130 отверстия 128 отклонителя. Однако предпочтительно, уплотнительный узел 134 связан с верхней секцией 130 отверстия 128 отклонителя.
Основное ответвление 148 может содержать направляющую 158 для направления первичного ответвления 148 в зацепление с посадочным местом 126. Направляющая 158 может быть расположена в любом месте по длине первичного ответвления 148, что позволяет направляющей 158 выполнять свою функцию. Однако предпочтительно, направляющая 158 расположена на месте, рядом или в непосредственной близости от дистального конца 152 первичного ответвления 148. Направляющая 158 может иметь любую форму или конфигурацию, способную направлять первичное ответвление 148. Однако предпочтительно, направляющая 158 имеет закругленный конец 160 для облегчения передачи вниз по стволу 12 скважины, как проиллюстрировано на фиг. 2 и 4.
Вторичное ответвление 150 может содержать расширяющуюся секцию 162, расположенную на месте дистального конца 154 вторичного ответвления 150, рядом с ним или в непосредственной близости от него. Расширяющаяся секция 162 содержит поперечное расширение вторичного ответвления 150 для увеличения его площади поперечного сечения. Как указано выше, длина вторичного ответвления 150 больше, чем длина первичного ответвления 148 в предпочтительном варианте реализации изобретения. Предпочтительно, вторичное ответвление 150 начинает свое поперечное расширение, чтобы образовать расширяющуюся секцию 162 на некотором расстоянии от соединения 146 канала, приблизительно равном или большем, чем расстояние от дистального конца 152 первичного ответвления 148 до соединения 146 канала. Таким образом, когда соединение 146 канала не деформировано, расширяющаяся секция 162 расположена за дистальным концом 152 первичного ответвления 148 или дистально от него, как проиллюстрировано на фиг. 3.
Потайная обсадная колонна 164 для обсаживания бокового ствола 12b скважины может проходить от канала 96. Потайная обсадная колонна 164 может представлять собой любую обычную потайную обсадную колонну, включая перфорированную потайную обсадную колонну, щелевую потайную обсадную колонну или предварительно заполненную гравием в промежутках потайную обсадную колонну. В одном или более вариантах реализации изобретения потайная обсадная колонна 164 может образовывать часть снаряда 66b для нижнего заканчивания скважины в боковом стволе 12b скважины, в то время как в других вариантах реализации изобретения потайная обсадная колонна 164 может быть отдельной и в основном гидравлически соединенной с каналом 96. В любом случае потайная обсадная колонна содержит проксимальный конец 166 и дистальный конец 168, при этом проксимальный конец 166 прикреплен к дистальному концу 154 вторичного ответвления 150. Дистальный конец 168 проходит в боковой ствол 12b скважины, так что полностью или частично боковой ствол 12b скважины обсажен обсадной колонной 164. Таким образом, соединительный узел 92 может функционировать для подвешивания потайной обсадной колонны 164 в боковом стволе 12b скважины. В качестве альтернативного варианта, как описано ниже, рабочая часть 172 инструмента (см. фиг. 5) может быть прикреплена к дистальному концу 154 вторичного ответвления 150 и использована для транспортировки потайной обсадной колонны 164 и/или других компонентов снаряда 66 для нижнего заканчивания скважины (см. фиг. 5) в боковой ствол 12b скважины.
Верхняя секция 142 пропускает жидкость через себя от деформируемого соединения 146 канала к проксимальному концу 147. В предпочтительном варианте реализации изобретения верхняя секция 142 позволяет перемешивать или смешивать любые жидкости, проходящие от первичного и вторичного ответвлений 148, 150 в верхнюю секцию 142. Однако, в качестве альтернативного варианта, верхняя секция 142 может продолжать отделять жидкости от первичного и вторичного ответвлений 148, 150 через верхнюю секцию 142. Таким образом, жидкости не могут перемешиваться или смешиваться. в верхней секции 142.
Соединительный узел 92 также может содержать один или более уплотнительных узлов 170, связанных с ним. Уплотнительные узлы 170 могут транспортироваться каналом 96 или могут транспортироваться смежным оборудованием, таким как подвесное устройство потайной обсадной колонны (см. подвесное устройство 184b потайной обсадной колонны на фиг. 5), поддерживающее соединительный узел 92. Как проиллюстрировано, уплотнительный узел 170а связан с верхней секцией 142 канала 96 или может образовывать или содержать ее часть, так что уплотнительный узел 170а обеспечивает уплотнение между каналом 96 и обсадной колонной 54 в основном стволе 12а скважины. Уплотнительный узел 170а может быть установлен на канале 96, как проиллюстрировано на фиг. 3 и 4, или на некотором другом смежном оборудовании, как проиллюстрировано на фиг. 5, но в основном предусмотрен для уплотнения верхней секции 142 соединительного узла 92. Предпочтительно, уплотнительный узел 170а расположен между наружной поверхностью 140 верхней секции 142 канала 96 (другим подвесным устройством 84 потайной обсадной колонны, в зависимости от обстоятельств) и внутренней поверхностью 122 обсадной колонны 54. Таким образом, уплотнительный узел 170а препятствует прохождению жидкостей между каналом 96 и обсадной колонной 54.
Проиллюстрировано, что уплотнительный узел 170b расположен вдоль первичного ответвления 64, предпочтительно рядом с дистальным концом 152, и проиллюстрировано, что уплотнительный узел 170с расположен вдоль вторичного ответвления 150, предпочтительно рядом с дистальным концом 154. Уплотнительный узел 170 может состоять из любого обычного уплотнения или уплотняющей конструкции. Например, уплотнительный узел 170 может состоять из одного из или комбинации уплотнений, пакеров, клиновых захватов, потайных обсадных колонн или цементирования.
В одном или более вариантах реализации изобретения, в которых сегменты индуктивного соединителя, соединенные друг с другом кабелем, расположены так, что последовательные сегменты индуктивного соединителя находятся на одном и том же трубчатом элементе, такие как сегменты 108 индуктивного соединителя, проиллюстрированные на канале 96, и находятся в пределах одного и того же барьера давления, и может быть желательно расположить сегменты индуктивного соединителя между комплектами уплотнительных элементов, таких как уплотнительные узлы 170a и 170b. Это предотвращает необходимость того, чтобы кабель, такой как кабель 100, выходил за пределы или проходил через барьер давления. Используемый в данном документе барьер давления может относиться к стенке между внутренней частью и наружной частью трубчатого элемента, такого как колонна или обсадная труба, или может относиться к зоне, определенной последовательными комплектами уплотнительных узлов вдоль трубчатого элемента.
В одном или более вариантах реализации изобретения, в которых взаимодействующие сегменты индуктивного соединителя, то есть сегменты индуктивного соединителя, расположенные для беспроводной передачи энергии и/или сигналов между ними, расположены рядом друг с другом в пределах одного барьера давления (в отличие от простого выравнивания на противоположных сторонах стенки канала), может потребоваться, чтобы кабель 100, проходящий к одному из сегментов индуктивного соединителя, проходил через барьер давления, такой как уплотнительный узел, для электрического соединения через кабель 100 соответствующих электрических компонентов. Например, на фиг. 4 первичное ответвление 148 соединительного узла 92 введено в отверстие 128 отклонителя 94. Как проиллюстрировано, сегмент 136 индуктивного соединителя, транспортируемый отклонителем 94, является смежным сегменту 108b индуктивного соединителя, транспортируемому соединительным узлом 92. Поскольку сегменты 136, 108b индуктивного соединителя находятся в пределах одного и того же барьера давления, кабель 100, проходящий от одного из сегментов 136, 108b индуктивного соединителя, должен проходить через или вокруг уплотнительного узла, как проиллюстрировано, когда кабель 100, проходящий от сегмента 136 индуктивного соединителя к скважинному электрическому устройству 102, проходит через уплотнительный узел 134 отклонителя 94. В другом варианте реализации изобретения кабель 100 может проходить от внутренней поверхности 118 к наружной поверхности 112 отклонителя 94 и затем проходить вглубь скважины вдоль наружной поверхности 112 отклонителя 94.
В качестве альтернативного варианта, следует понимать, что сегмент 136 индуктивного соединителя может быть расположен на наружной поверхности 112 отклонителя 94 и просто выровнен с сегментом 108b индуктивного соединителя, расположенным на соединительном узле 92 во внутренней части отклонителя 94. В этом случае не обязательно нужно преодолевать барьер давления, и кабель 100 может проходить вглубь скважины к электрическому устройству 102, расположенному внутри барьера давления сегмента 136 индуктивного соединителя.
Как лучше всего проиллюстрировано на фиг. 5, в одном или более вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 может содержать рабочую часть 172 инструмента, прикрепленную к дистальному концу 154 вторичного ответвления 150. В таком случае третий сегмент 108с индуктивного соединителя вторичного ответвления 150 может транспортироваться на рабочей части 172 инструмента. В более общем смысле на фиг. 5 проиллюстрировано, что снаряд 66а для нижнего заканчивания скважины развернут в нижней части основного ствола 12а скважины, и проиллюстрировано, что снаряд 66b для нижнего заканчивания скважины развернут в боковом стволе 12b скважины. Хотя снаряды 66 для нижнего заканчивания скважины, как описано в данном документе, не ограничены конкретной конфигурацией, для целей иллюстрации снаряд 66b для нижнего заканчивания скважины проиллюстрирован как имеющий один или более узлов 72 противопесочных фильтров и один или более пакеров 70, проходящих от потайной обсадной колонны или подвесного устройства 184а, с отверстием 186, проходящим через него. Снаряд для нижнего заканчивания скважины может также содержать на своем проксимальном конце 188 полированное приемное отверстие, такое как PBR 149, проиллюстрированное на фиг. 4.
Кроме того, каждый снаряд 66 для нижнего заканчивания скважины может содержать сегмент индуктивного соединителя, связанный с соответствующим снарядом 66 для нижнего заканчивания скважины. В частности по меньшей мере снаряд 66b для нижнего заканчивания скважины содержит связанный с ним сегмент 110 индуктивного соединителя. В частности, сегмент 110 индуктивного соединителя развернут вдоль снаряда 66b для нижнего заканчивания скважины рядом с проксимальным концом 188 для выравнивания с сегментом 108с индуктивного соединителя, как описано ниже.
На фиг. 5 проиллюстрирован отклонитель 94, который транспортируется в основной ствол 12а скважины с помощью соединительного узла 92 и соединяется с защелочным механизмом 93. Отклонитель 94 функционально связан с колонной 30 труб через соединительный узел 92 и рабочую часть 172 инструмента для облегчения установки отклонителя 94. После установки в скважине 12 соединительный узел 92 может быть выполнен с возможностью обеспечения доступа к нижним участкам 12а основного ствола 12 скважины через первичное ответвление 148 и к боковому стволу 12b скважины через вторичное ответвление 150.
Рабочая часть 172 инструмента может содержать элемент 176 рабочей части инструмента, который соединен со вторичным ответвлением 150 и проходит от него, кожух 178 расположен на дистальном конце элемента 176 рабочей части инструмента и один или более уплотнительных узлов 170c (см. также фиг. 3) расположены внутри кожуха 178. Аналогичным образом, кожух 178 может быть расположен вокруг третьего сегмента 108с индуктивного соединителя (см. также фиг. 3), установленного рядом с уплотнениями 170с. В некоторых вариантах реализации изобретения кожух 178 может быть соединен с отклонителем 94 одним или более срезными штифтами 180 или аналогичным механическим крепежом. В других вариантах реализации изобретения кожух 178 может быть соединен с отклонителем 94 с помощью других типов механических или гидравлических соединительных механизмов.
Как описано выше, соединительный узел 92 содержит первый, второй и третий сегменты 108а, 108b и 108с индуктивного соединителя, либо внутри, либо снаружи вдоль канала 96. Кроме того, соединительный узел 92 может содержать полированное приемное отверстие 149 на своем проксимальном конце 147, при этом верхний сегмент 108а индуктивного соединителя (не проиллюстрирован на фиг. 5), находящийся на проксимальном конце соединительного узла 92, расположен вдоль полированного приемного отверстия 149 соединительного узла 92.
Отклонитель 94 транспортируется в ствол 12 скважины до тех пор, пока он не войдет в зацепление с защелочным механизмом 93. Как только отклонитель 94 будет надлежащим образом соединен с защелочным механизмом 93, колонна 30 труб может быть отсоединена от отклонителя 94 в месте рабочей части 172 инструмента и, в частности, на кожухе 178. Это может быть достигнуто путем приложения осевой нагрузки на рабочую часть 172 инструмента через колонну 30 труб и срез срезного(ых) штифта(ов) 180, который(е) соединяет(ют) рабочую часть 172 инструмента с отклонителем 94. Сразу после среза срезного(ых) штифта(ов) 180 рабочая часть 172 инструмента может свободно перемещаться относительно отклонителя 94, которым управляет осевое перемещение колонны 30 труб. Более конкретно, когда отклонитель 94 соединен с защелочным механизмом 93, а жало 172 отсоединено от отклонителя 94, колонна 30 труб может быть продвинута вглубь скважины в основном стволе 12 скважины, чтобы расположить вторичный отклонитель 150 и рабочую часть 172 инструмента в боковом стволе 12b скважины. Диаметр отверстия 128 отклонителя может быть меньше диаметра кожуха 178, в результате чего рабочая часть 172 инструмента может не попасть в отверстие 128 отклонителя, но вместо этого кожух 178 вынужден перемещаться вдоль отклоняющей поверхности 124 отклонителя 94 в боковой ствол 12b скважины.
В одном или более вариантах реализации изобретения любое подвесное устройство 184, развернутое внутри ствола 12 скважины, может также содержать сегмент 156 индуктивного соединителя в дополнение или в качестве альтернативы сегменту 108а индуктивного соединителя соединительного узла 92. На фиг. 5 подвесное устройство 184b проиллюстрировано как поддерживающая эксплуатационная обсадная колонна 54.
В соответствии с фиг. 6, рабочая часть 172 инструмента и вторичное ответвление 150 соединительного узла 92 изображены как расположенные в боковом стволе 12b скважины и находящиеся в зацеплении со снарядом 66b для нижнего заканчивания скважины в боковом стволе 12b скважины. Во время развертывания кожух 178 рабочей части 172 инструмента входит в зацепление со снарядом 66b для нижнего заканчивания скважины. В одном или более вариантах реализации изобретения диаметр кожуха 178 может быть больше диаметра отверстия 186, и, в результате, кожух 178 может не войти в снаряд 66 для нижнего заканчивания скважины. Затем при зацеплении скважины 66 для нижнего заканчивания скважины нагрузка может быть приложена к рабочей части 172 инструмента через колонну 30 труб, что может привести к отсоединению кожуха 178 от дистального конца элемента 176 рабочей части инструмента. В некоторых вариантах реализации изобретения, например, один или более срезных штифтов или других срезаемых устройств (не проиллюстрированы) могут использоваться для соединения кожуха 178 с дистальным концом элемента 176 рабочей части инструмента, и приложенная осевая нагрузка может превышать предел среза срезных штифтов, тем самым освобождая кожух 178 из элемента 176 рабочей части инструмента. Следует понимать, что, хотя кожух 178 описан в данном документе как механизм защиты уплотнительных узлов 170 и сегмента 108с индуктивного соединителя во время развертывания, данное изобретение не ограничивается конфигурациями с кожухом 178 и, таким образом, в других вариантах реализации изобретения кожух 178 может быть удален.
Когда кожух 178 освобожден из элемента 176 рабочей части инструмента, колонна 30 труб может продвигаться дальше, так что кожух 178 скользит вдоль наружной поверхности элемента 176 рабочей части инструмента, в то время как элемент 176 рабочей части инструмента продвигается в снаряд 66 для нижнего заканчивания скважины, когда уплотнения 170 рабочей части инструмента герметично входят в зацепление с внутренней стенкой отверстия 186, и третий сегмент 108с индуктивного соединителя, транспортируемый на рабочей части 176 инструмента, в основном выровнен с сегментом 110 индуктивного соединителя, транспортируемым на снаряде 66 для нижнего заканчивания скважины. Когда уплотнения 170 рабочей части инструмента уплотнены внутри отверстия 186, гидравлическое сообщение может быть более легко установлено через боковой ствол 12b скважины, в том числе через различные компоненты снаряда 66 для нижнего заканчивания скважины.
Примечательно, что продвижение колонны 30 труб вглубь скважины в основном стволе 12 скважины также продвигает первичное ответвление 148 до тех пор, пока оно не будет локализовано и принято в отверстии 128 отклонителя. Уплотнительный узел 134 в отверстии 128 отклонителя герметично входит в зацепление с наружной поверхностью первичного ответвления 148, и второй сегмент 108b индуктивного соединителя, транспортируемый на первичном ответвлении 64 соединительного узла 92, расположен рядом с сегментом 136 индуктивного соединителя отклонителя 94.
При развертывании, как описано в данном документе, единый соединительный узел 92 позволяет передавать сигналы мощности и/или данных в местоположения как в основном стволе 12а скважины ниже пересечения 64, так и в боковом стволе 12b скважины. Такое расположение является особенно желательным, поскольку оно устраняет необходимость преодолевать множество отдельных компонентов ствола скважины, обычно установленных в месте пересечения 64 между стволами 12а, 12b скважины.
В соответствии с фиг. 7 и 8, проиллюстрирован другой вариант реализации соединительного узла 92, содержащего жесткий канал 95. В вариантах реализации соединительного узла 92, имеющего жесткий канал 95, соединительный узел 92 является предпочтительно многоствольным. Таким образом, в проиллюстрированных вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 принимает форму отклонителя с двойными отверстиями, который имеет двойные отверстия и прикреплен к защелочному механизму 93, проиллюстрированному на фиг. 1, и проходит в направлении вверх от него. Канал 95 отличается в основном тем, что проходит вдоль первичной оси или осевой линии 192 и имеет первый конец 194.
Более конкретно, канал 95 может иметь на своем первом конце 194 соединительную муфту 198, верхний край которой может иметь направляющую поверхность 200. В одном или более вариантах реализации изобретения направляющая поверхность 200 может иметь спиральную форму. На нижнем конце соединительной муфты 198 расположена плита или стенка 202, которая в основном расположена перпендикулярно осевой линии 192 канала 95, образуя жесткое соединение 146 канала. Стенка 202 имеет два смежных отверстия 204 и 206, проходящих через нее. Отверстия 204 и 206 могут быть смещены в противоположных направлениях от осевой линии 192, так что осевая линия 192 в основном проходит через участок стенки 202, который расположен между отверстиями 204 и 206.
Соединительный узел 92 имеет непосредственно под стенкой 202, образующей жесткое соединение 146 канала, два смежных ответвления или прохода 208 и 210, образованные в канале 95 и проходящие от стенки 202, при этом каждое ответвление или проход 208, 210 открывается в соединительную муфту 198 через соответствующее из отверстий 204 и 206. Проходы 208 и 210 смещены в радиальном направлении от осевой линии 192, и между ними предусмотрена стенка 212. Ответвление или проход 208 могут быть охарактеризованы как первичное ответвление и гидравлически сообщаются с нижней частью основного ствола 12а скважины при развертывании в стволе 12 скважины через первое нижнее отверстие 209, в то время как ответвление или проход 210 могут быть охарактеризованы как вторичное или боковое ответвление и гидравлически сообщаются с боковым стволом 12b скважины через второе нижнее отверстие 218 при развертывании в стволе 12 скважины и зацеплении с защелочным механизмом 93 (см. фиг. 1). Соединительный узел 92 также содержит удлиненную трубу 214, определяющую проход 216, который выровнен и сообщается с проходом 208 таким образом, чтобы увеличить длину первичного ответвления или прохода 208.
Удлиненная труба 214 может быть жестко закреплена или образована в канале 95, так что осевая линия удлиненной трубы 214 смещена в радиальном направлении от оси 192 канала 95. Удлиненная труба 214 и, таким образом, проход 216 имеют постепенный наклон или отклонение относительно основной оси 192, так что проход 216 проходит вглубь скважины и в направлении внутрь к основной оси 192.
Как указано выше, канал 95 соединительного узла 92 имеет на одной своей стороне второе нижнее отверстие 218, образующее окно, которое вертикально и в окружном направлении выровнено с окном 92 (92 обозначает соединительный узел) обсадной колонны 54, когда соединительный узел 92 прикреплен к защелочному механизму 93. Канал 95 имеет обращенную вверх поверхность 220 отклонителя, образованную вдоль канала 95, причем поверхность 220 отклонителя отстоит на расстоянии от нижнего отверстия 218, но обращена к нему, чтобы проходить вверх и внутрь относительно нижнего края нижнего отверстия 218, предпочтительно под острым углом к оси 192, чтобы определить постепенный наклон относительно основной оси 192. Поверхность 220 отклонителя, которая может быть вогнутой канавкой, которая постепенно сужается по ширине и глубине в нисходящем направлении. В других вариантах реализации изобретения канавка может иметь другие вогнутые формы поперечного сечения, такие как полукруглая форма поперечного сечения.
Хотя соединительный узел 92, имеющий жесткий канал 95, может иметь конкретную конфигурацию, как описано выше, следует понимать, что соединительный узел 92 по данному изобретению в других вариантах реализации изобретения не обязательно должен быть ограничен конкретной конфигурацией, описанной выше, и что вышеизложенное приведено только в иллюстративных целях.
В любом случае, для любого соединительного узла 92 верхний сегмент 221 индуктивного соединителя транспортируется по каналу 95, будучи предпочтительно расположенным вдоль или в непосредственной близости от прохода 208 канала 95, тогда как нижний сегмент 223 индуктивного соединителя транспортируется по каналу 95 в месте, расположенном на некотором расстоянии от верхнего сегмента 221 индуктивного соединителя, например в местоположении предпочтительно вдоль или на месте второго конца 196 канала 95 (см. фиг. 7b). Один или оба сегмента 221, 223 индуктивного соединителя могут быть установлены либо внутри канала 95, либо вдоль наружной части канала 95. Кабель 100 может электрически соединять сегменты 221, 223 индуктивного соединителя.
Со ссылкой на фиг. 9a и дальнейшей ссылкой на фиг. 7 и 8, соединительный узел 92 в виде отклонителя 94 расположен для приема двух колонн 222 и 224 насосно-компрессорных труб. В одном или более вариантах реализации изобретения колонны 222 и 224 насосно-компрессорных труб проходят вниз от снаряда 86 для верхнего заканчивания скважины выше по потоку от отклонителя 94. В одном или более вариантах реализации изобретения колонны 222 и 224 насосно-компрессорных труб могут проходить от поверхности 16 (не проиллюстрирована), непосредственно или через пакер 88 с двойным отверстием.
В одном или более вариантах реализации изобретения векторный или соединительный блок 226 может быть расположен выше по потоку от отклонителя 94 либо как часть снаряда 86 для верхнего заканчивания скважины, либо отдельно от него. В одном или более вариантах реализации изобретения соединительный узел 92 содержит векторный блок 226. В любом случае насосно-компрессорные трубы 222 и 224 могут проходить вниз от векторного или соединительного блока 226. Векторный или соединительный блок 226 могут использовать для объединения потоков жидкости из бокового ствола 12b скважины и основного ствола 12а скважины. В одном или более вариантах реализации изобретения векторный или соединительный блок 226 образован из трубчатого элемента 227, имеющего первое верхнее отверстие 229, первое нижнее отверстие 231 и второе нижнее отверстие 233. В одном или более вариантах реализации изобретения первое проточное отверстие 235 через трубчатый элемент 227 соединяет первое верхнее отверстие 229 с первым нижним отверстием 231, а второе проточное отверстие 236 через трубчатый элемент 227 соединяет первое верхнее отверстие 229 со вторым нижним отверстием 233, так что поток, проходящий через первое и второе нижние отверстия 231, 233, смешивается в соединительном блоке 226. В других вариантах реализации изобретения соединительный блок 226 содержит второе верхнее отверстие 238, как проиллюстрировано на фиг. 9b. В этих вариантах реализации изобретения первое проточное отверстие 235 соединяет первое верхнее отверстие 229 с первым нижним отверстием 231, а второе проточное отверстие 236 соединяет второе верхнее отверстие 238 со вторым нижним отверстием 233, так что поток, проходящий через первое и второе нижние отверстия 231, 233, остается разделенным. Колонна 30 труб от поверхности или иным образом выше по потоку от блока 226 может, как проиллюстрировано, гидравлически сообщаться с первым верхним отверстием 229.
Следует понимать, что соединительный блок 226, как проиллюстрировано на фиг. 9b, может содержать уплотнительные узлы 170, и в этом случае соединительный блок 226 функционирует как пакер с двумя отверстиями. В качестве альтернативного варианта, соединительный блок 226 может использоваться в сочетании с пакером с одним отверстием (таким как пакер 88 на фиг. 1). Соединительный блок 226 может также поддерживаться в колонне 222 насосно-компрессорных труб с помощью подвесного устройства потайной обсадной колонны или аналогичного механизма 184. В любом случае пакер с двумя отверстиями или соединительный блок 226, в зависимости от обстоятельств, может быть разъемно закреплен внутри обсадной колонны 54 ствола 12 скважины и противодействует как перемещению колонны 222 насосно-компрессорных труб как вверх, так и вниз, а колонна 222 насосно-компрессорных труб, в свою очередь, противодействует перемещению соединительного узла 92 вверх.
Каждая из колонн 222, 224 насосно-компрессорных труб содержит на своем дистальном конце сегмент индуктивного соединителя и может также содержать уплотнительный узел. Как проиллюстрировано, сегмент 230 индуктивного соединителя расположен вдоль колонны 224 насосно-компрессорных труб, предпочтительно на ее дистальном конце. Уплотнительный узел 228 может быть расположен рядом с сегментом 230 индуктивного соединителя. Аналогичным образом, колонна 222 насосно-компрессорных труб содержит сегмент 234 индуктивного соединителя на своем дистальном конце с уплотнительным узлом 232, расположенным рядом с сегментом 234 индуктивного соединителя. В одном или более предпочтительных вариантах реализации изобретения один или оба уплотнительных узла 228, 232 могут быть расположены выше по потоку относительно соответствующих сегментов 230, 234 индуктивного соединителя, в то время как в других вариантах реализации изобретения соответствующие сегменты 230, 234 индуктивного соединителя расположены между уплотнительными узлами 228, 232 и концом соответствующей колонны 224, 222 насосно-компрессорных труб. В случае обоих сегментов 230, 234 индуктивного соединителя кабель 100 или 104 может проходить вверх по стволу скважины для прямой или непрямой связи с поверхностью 16. В конфигурации, аналогичной вышеизложенной, в той степени, в которой колонна 30 труб сообщается с соединительным блоком 226, колонна 30 труб также может содержать сегмент 230 индуктивного соединителя и уплотнительный узел 232.
В любом случае, когда колонна 222 насосно-компрессорных труб входит в зацепление с отклонителем 94 и, в частности, цилиндрическим проходом 208, уплотнительный узел 228 герметично входит в зацепление с отверстием 211 уплотнения, предусмотренным в верхнем конце 194 отклонителя 94 с двумя отверстиями. Отверстие 211 уплотнения сообщается с удлиненной трубой 214. Когда колонна 222 насосно-компрессорных труб входит в зацепление с отверстием 211 уплотнения, как описано, сегмент 230 индуктивного соединителя расположен так, чтобы образовывать индуктивное соединение с верхним сегментом 221 индуктивного соединителя, установленным на канале 95.
Колонна 224 насосно-компрессорных труб проходит мимо отклоняющей поверхности 220 и выходит в боковой ствол 12b скважины. Уплотнительный узел 232 герметично входит в зацепление со снарядом 66b для верхнего заканчивания скважины в боковом стволе 12b скважины. Когда колонна 224 насосно-компрессорных труб входит в зацепление со снарядом 66b для нижнего заканчивания скважины, как описано в данном документе, сегмент 234 индуктивного соединителя располагается так, чтобы образовывать индуктивное соединение с сегментом 110 индуктивного соединителя, связанным со снарядом 66b для нижнего заканчивания скважины.
Удлиненная труба 214 проходит вниз по направлению к нижнему участку основного ствола 12а скважины для зацепления, прямо или косвенно, посредством дополнительных труб (таких как эксплуатационные насосно-компрессорные трубы) и оборудования со снарядом 66а для нижнего заканчивания скважины.
Следует принимать во внимание, что, если специально не ограничено в конкретном варианте реализации изобретения, во всех вариантах реализации соединительных узлов, описанных в данном документе, а также других компонентов системы или оборудования для заканчивания скважины, используемых при установке снаряда для заканчивания скважины, механизм передачи энергии (МПЭ), будь то беспроводной или нет, в каждом случае может быть установлен во внутренней или наружной части оборудования, на котором он расположен, в зависимости от того, как МПЭ будет соединяться с другими МПЭ. Аналогичным образом, если специально не ограничено в конкретном варианте реализации изобретения, каждый МПЭ, будь то беспроводной или нет, может быть расположен над или под уплотнительным механизмом, как желательно для конкретного развертывания. Таким образом, например, вдоль любого заданного трубчатого элемента катушка индуктивного соединителя может быть расположена вдоль внутреннего отверстия или поверхности трубчатого элемента или вдоль наружной поверхности трубчатого элемента или может проходить через стенку трубчатого элемента между внутренней частью и наружной частью. Катушка может быть расположена рядом с уплотнительным механизмом, расположенным вдоль внутреннего отверстия или поверхности трубчатого элемента или вдоль наружной поверхности трубчатого элемента. Катушка может быть расположена рядом с концом трубчатого элемента или вдоль корпуса трубчатого элемента. Катушка может быть расположена выше или ниже (выше по потоку или ниже по потоку от) уплотнительного механизма. Аналогичным образом, если специально не ограничено в конкретном варианте реализации изобретения, кабельная разводка, проходящая между механизмами беспроводной передачи энергии, может проходить вдоль внутренней части трубчатого элемента или вдоль наружной части трубчатого элемента или может проходить через стенку трубчатого элемента между внутренней частью и наружной частью.
Таким образом, была описана система многоствольного ствола скважины. Система многоствольного ствола скважины может представлять собой в основном единый соединительный узел, содержащий канал, имеющий первое верхнее отверстие, первое нижнее отверстие и второе нижнее отверстие; причем первое нижнее отверстие определенно на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от соединения канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от соединения канала, при этом по меньшей мере одно из ответвлений соединительного узла является деформируемым; верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный вдоль канала между первым верхним отверстием и соединением канала; и нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный вдоль одного из ответвлений между дистальным концом прохода и верхним МПЭ, причем верхний МПЭ связан по проводной связи с нижним МБПЭ. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать единый соединительный узел, содержащий канал, имеющий первое верхнее отверстие, первое нижнее отверстие и второе нижнее отверстие; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от деформируемого соединения канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от деформируемого соединения канала; первый нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный на одном из ответвлений соединительного узла; и верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный на канале между первым верхним отверстием и деформируемым соединением канала, причем верхний МПЭ связан по проводной связи с первым нижним МБПЭ. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать единый соединительный узел, имеющий канал с первым верхним отверстием, первым нижним отверстием и вторым нижним отверстием; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного прохода, образованного каналом и проходящего от соединения канала, определенного вдоль канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового прохода, образованного каналом и проходящего от соединения канала; верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный вдоль канала между первым верхним отверстием и соединением канала; и нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный вдоль одного из проходов между дистальным концом прохода и верхним МПЭ, причем верхний МПЭ связан по проводной связи с нижним МБПЭ. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать соединительный узел, имеющий канал с первым верхним отверстием, первым нижним отверстием и вторым нижним отверстием; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного прохода, образованного каналом и проходящего от соединения канала, определенного вдоль канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового прохода, образованного каналом и проходящего от соединения канала; причем канал дополнительно имеет обращенную вверх поверхность отклонителя, образованную вдоль канала и противоположную второму нижнему отверстию, но отстоящую от него; верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный вдоль канала; и нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный вдоль первичного прохода соединительного узла между верхним механизмом беспроводной передачи энергии и первым нижним отверстием, верхний МПЭ в проводной связи с нижним МБПЭ. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать соединительный узел, имеющий канал с первым верхним отверстием, первым нижним отверстием и вторым нижним отверстием; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от соединения канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от соединения канала; канал дополнительно имеет обращенную вверх поверхность отклонителя, образованную вдоль канала и противоположную второму нижнему отверстию, но отстоящую от него; верхний механизм передачи энергии, установленный вдоль канала; и нижний механизм беспроводной передачи энергии, установленный на одном из ответвлений соединительного узла между верхним механизмом передачи энергии и нижним отверстием. В еще других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать единый соединительный узел, содержащий канал, имеющий первое верхнее отверстие, первое нижнее отверстие и второе нижнее отверстие; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от соединения канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от соединения канала, при этом по меньшей мере одно из ответвлений соединительного узла является деформируемым; первый механизм беспроводной передачи энергии, установленный на боковом ответвлении соединительного узла; и второй механизм беспроводной передачи энергии, установленный на первичном ответвлении соединительного узла. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать единый соединительный узел, содержащий канал, имеющий первое верхнее отверстие, первое нижнее отверстие и второе нижнее отверстие; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от соединения деформируемого канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от соединения деформируемого канала; механизм беспроводной передачи энергии, установленный на боковом ответвлении соединительного узла; механизм передачи энергии, установленный на канале между первым верхним отверстием и деформируемым соединением канала. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать единый соединительный узел, содержащий канал, имеющий первое верхнее отверстие, первое нижнее отверстие и второе нижнее отверстие; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от соединения канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от соединения канала, при этом по меньшей мере одно из ответвлений соединительного узла является деформируемым; верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный вдоль канала между первым верхним отверстием и соединением канала; и нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный вдоль одного из ответвлений между дистальным концом прохода и верхним МПЭ, причем верхний МПЭ связан по проводной связи с нижним МБПЭ. В других вариантах реализации изобретения система многоствольного ствола скважины может в основном содержать единый соединительный узел, содержащий канал, имеющий первое верхнее отверстие, первое нижнее отверстие и второе нижнее отверстие; причем первое нижнее отверстие определено на дистальном конце первичного ответвления, проходящего от деформируемого соединения канала; второе нижнее отверстие определено на дистальном конце бокового ответвления, проходящего от деформируемого соединения канала; первый нижний механизм беспроводной передачи энергии (МБПЭ), установленный на одном из ответвлений соединительного узла; и верхний механизм передачи энергии (МПЭ), установленный на канале между первым верхним отверстием и деформируемым соединением канала, причем верхний МПЭ связан по проводной связи с первым нижним МБПЭ.
В случае любого из вышеперечисленных вариантов система многоствольного ствола скважины может содержать любой из следующих элементов, отдельно или в сочетании друг с другом:
по меньшей мере один из механизмов беспроводной передачи энергии представляет собой сегмент индуктивного соединителя;
каждый из механизмов беспроводной передачи энергии представляет собой сегмент индуктивного соединителя;
механизм беспроводной передачи энергии, установленный в каждом ответвлении;
по меньшей мере одно из ответвлений соединительного узла является деформируемым;
каждый проход содержит ответвление, и по меньшей мере одно из ответвлений соединительного узла является деформируемым;
отклонитель для заканчивания, имеющий механизм передачи энергии, установленный на нем, причем отклонитель для заканчивания содержит трубчатый элемент, образованный вдоль первичной оси и имеющий первый конец и второй конец, с рельефной поверхностью, предусмотренной на первом конце, причем трубчатый элемент дополнительно имеет внутреннее отверстие, проходящее между двумя концами с уплотнительным узлом вдоль внутреннего отверстия, причем первый конец и внутреннее отверстие расположены так, чтобы принимать первичное ответвление соединительного узла;
механизм передачи энергии отклонителя для заканчивания установлен в отверстии между первым концом и уплотнительным узлом;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины, отличающийся тем, что снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит механизм передачи энергии, установленный на нем;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины дополнительно содержит внутреннее отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом, с механизмом передачи энергии, установленным вокруг внутреннего отверстия, и уплотнительным узлом вдоль внутреннего отверстия между механизмом передачи энергии и вторым концом;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит пакер, а внутреннее отверстие образовано в оправке пакера;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит пакер и полированное приемное отверстие, гидравлически соединенное с пакером, а внутреннее отверстие образовано в полированном приемном отверстии;
первая колонна насосно-компрессорных труб, имеющая дистальный конец с беспроводным механизмом передачи энергии, расположенным на первой колонне насосно-компрессорных труб рядом с дистальным концом, при этом первая колонна насосно-компрессорных труб проходит в первое верхнее отверстие соединительного узла через боковое ответвление и посадочные места в снаряде для заканчивания бокового ствола скважины, так что механизм беспроводной передачи энергии, транспортируемый на первой колонне насосно-компрессорных труб, связан по беспроводной связи с механизмом беспроводной передачи энергии снаряда для заканчивания бокового ствола скважины;
первая колонна насосно-компрессорных труб, имеющая дистальный конец с механизмом беспроводной передачи энергии, расположенным на первой колонне насосно-компрессорных труб рядом с дистальным концом, при этом первая колонна насосно-компрессорных труб представляет собой снаряд для заканчивания бокового ствола скважины, а МПЭ, расположенный на нем, представляет собой МБПЭ;
вторая колонна насосно-компрессорных труб, имеющая дистальный конец с механизмом беспроводной передачи энергии, расположенным на второй колонне насосно-компрессорных труб, при этом вторая колонна насосно-компрессорных труб проходит во второе верхнее отверстие соединительного узла, так что механизм беспроводной передачи энергии, транспортируемый на второй колонне насосно-компрессорных труб, соединен по беспроводной связи с верхним механизмом беспроводной передачи энергии соединительного узла;
электрическое устройство, связанное по проводной связи с механизмом передачи энергии снаряда для заканчивания бокового ствола скважины, причем электрическое устройство выбрано из группы, состоящей из датчиков, клапанов управления потоком, контроллеров и исполнительных механизмов;
электрическое устройство, выбранное из группы, состоящей из датчиков, исполнительных механизмов, компьютеров, (микро-)процессоров, логических устройств, клапанов управления потоком, клапанов, цифровой инфраструктуры, оптоволокна, интеллектуальных устройств управления притоком (ICD), сейсмических датчиков, индукторов вибрации и датчиков вибрации;
механизм передачи энергии содержит катушку индуктивного соединителя;
механизмы передачи энергии содержат сегмент индуктивного соединителя;
боковое ответвление определено вдоль оси, причем система дополнительно содержит поверхность отклонителя, образованную вдоль оси бокового ответвления и противоположную второму нижнему отверстию, но отстоящую от него;
первая колонна насосно-компрессорных труб, имеющая дистальный конец с механизмом беспроводной передачи энергии, расположенным на первой колонне насосно-компрессорных труб, при этом первая колонна насосно-компрессорных труб проходит через часть соединительного узла и выступает из второго нижнего отверстия второго бокового ответвления; и вторая колонна насосно-компрессорных труб, имеющая дистальный конец с механизмом беспроводной передачи энергии, расположенным на второй колонне насосно-компрессорных труб, при этом вторая колонна насосно-компрессорных труб проходит в первое верхнее отверстие соединительного узла, так что механизм беспроводной передачи энергии, транспортируемый на второй колонне насосно-компрессорных труб, связан по беспроводной связи с обоими механизмами беспроводной передачи энергии соединительного узла;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины, отличающийся тем, что снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит механизм передачи энергии, установленный на нем;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины дополнительно содержит внутреннее отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом, с механизмом передачи энергии, установленным вокруг внутреннего отверстия, и уплотнительным узлом вдоль внутреннего отверстия между механизмом передачи энергии и вторым концом, при этом первая колонна насосно-компрессорных труб проходит в первое верхнее отверстие соединительного узла, так что механизм беспроводной передачи энергии, транспортируемый на первой колонне насосно-компрессорных труб, связан по беспроводной связи с механизмом беспроводной передачи энергии снаряда для заканчивания бокового ствола скважины;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит пакер, а внутреннее отверстие образовано в оправке пакера;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит пакер и полированное приемное отверстие, гидравлически соединенное с пакером, а внутреннее отверстие образовано в полированном приемном отверстии;
электрическое устройство, связанное по проводной связи с механизмом передачи энергии снаряда для заканчивания бокового ствола скважины, причем электрическое устройство выбрано из группы, состоящей из датчиков, клапанов, контроллеров и исполнительных механизмов;
верхний механизм беспроводной передачи энергии, установленный рядом с первым верхним отверстием, транспортируется на канале между первым верхним отверстием и соединением канала;
верхний механизм беспроводной передачи энергии, установленный рядом с первым верхним отверстием, транспортируется на подвесном устройстве для потайной обсадной колонны выше по потоку от первого верхнего отверстия;
верхний механизм беспроводной передачи энергии, установленный рядом с первым верхним отверстием, транспортируется в полированном приемном отверстии выше по потоку от первого верхнего отверстия;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины дополнительно содержит внутреннее отверстие, проходящее между первым концом и вторым концом, с механизмом передачи энергии, установленным вдоль внутреннего отверстия, причем первый конец и внутреннее отверстие расположены так, чтобы принимать боковое ответвление соединительного узла;
уплотнительный узел, установленный вдоль внутреннего отверстия снаряда для заканчивания бокового ствола скважины, между механизмом передачи энергии и вторым концом внутреннего отверстия;
уплотнительный узел содержит эластомерное уплотнение;
уплотнительный узел имеет уплотняющую поверхность;
первичный проход содержит первичное ответвление, при этом система дополнительно содержит отклонитель для заканчивания, имеющий МБПЭ, установленный на нем, причем отклонитель для заканчивания содержит трубчатый элемент, образованный вдоль первичной оси и имеющий первый конец и второй конец, с рельефной поверхностью, предусмотренной на первом конце; причем трубчатый элемент дополнительно имеет внутреннее отверстие, проходящее между двумя концами с уплотнительным устройством вдоль внутреннего отверстия, причем первый конец и внутреннее отверстие расположены так, чтобы принимать первичное ответвление единого соединительного узла;
МБПЭ отклонителя для заканчивания установлен в отверстии между первым концом и уплотнительным устройством;
отклонитель для заканчивания, имеющий механизм передачи энергии, установленный на нем, причем отклонитель для заканчивания содержит трубчатый элемент, образованный вдоль первичной оси и имеющий первый конец и второй конец, с рельефной поверхностью, предусмотренной на первом конце, причем трубчатый элемент дополнительно имеет внутреннее отверстие, проходящее между двумя концами, причем первый конец и внутреннее отверстие расположены так, чтобы принимать первичное ответвление соединительного узла;
механизм передачи энергии отклонителя для заканчивания установлен в отверстии между первым концом и вторым концом;
снаряд для заканчивания бокового ствола скважины содержит пакер и полированное приемное отверстие, гидравлически соединенное с пакером, и внутреннее отверстие образовано в полированном приемном отверстии, а МБПЭ снаряда для заканчивания бокового ствола скважины установлен вдоль внутреннего отверстия полированного приемного отверстия;
нижний МПЭ, установленный вдоль другого ответвления между соединением канала и нижним отверстием указанного ответвления, причем верхний МПЭ связан по проводной связи с нижним МПЭ;
боковое ответвление содержит боковую рабочую часть инструмента, имеющую элемент рабочей части инструмента, одно или более уплотнений рабочей части инструмента, расположенных рядом с механизмом передачи энергии, и кожух, размещенный вокруг механизма передачи энергии и уплотнения;
отклонитель для заканчивания, имеющий механизм передачи энергии, установленный на нем, причем отклонитель для заканчивания содержит трубчатый элемент, образованный вдоль первичной оси и имеющий первый конец и второй конец, с рельефной поверхностью, предусмотренной на первом конце, причем трубчатый элемент дополнительно имеет внутреннее отверстие, проходящее между двумя концами с уплотняемой поверхностью, образованной во внутреннем отверстии, причем первый конец и внутреннее отверстие расположены так, чтобы принимать первичное ответвление соединительного узла, при этом механизм передачи энергии отклонителя для заканчивания установлен в отверстии между первым концом и уплотнительным узлом;
единый соединительный узел выбран из группы, состоящей из отклонителя с двумя отверстиями; векторного блока; деформируемого соединения; двойного пакера; комбинации векторного блока и пакера с одним отверстием; а также комбинации гибкого соединения и подвесного устройства для потайной обсадной колонны.