РАЗДВИЖНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНЫ СТЫКОВОЧНЫЙ НИППЕЛЬ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С УСТРОЙСТВОМ ОТКЛОНЯЮЩЕГО КЛИНА В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ
EXPANDABLE BULLNOSE OF VARIABLE LENGTH TO BE USED WITH INCLINED WEDGE DEVICE IN WELLBORE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001]
Настоящее изобретение в целом относится к многоствольным скважинам, более конкретно, к регулируемому стыковочному ниппелю, который работает с устройством отклоняющего клина, чтобы обеспечить вход в более чем один боковой ствол скважины многоствольной скважины.
[0002]
Углеводороды могут быть извлечены через относительную совокупность стволов скважины, проходящих через подземный пласт. Некоторые стволы скважины содержат один или более боковых стволов скважины, которые проходят под углом от материнского или основного ствола скважины. Такие стволы скважины более известны как многоствольные скважины. Чтобы направить устройства к определенному боковому стволу скважины, в многоствольной скважине могут быть установлены различные устройства и внутрискважинные инструменты. Отклоняющий клин, например, это устройство, которое может быть расположено в ответвлении основного ствола скважины и скомпоновано таким образом, чтобы направлять стыковочный ниппель, перемещаемый вниз по скважине, к боковому стволу скважины. В зависимости от различных параметров стыковочного ниппеля, некоторые отклоняющие клинья также позволяют стыковочному ниппелю оставаться в основном стволе скважины и иным образом обойти ответвление, не будучи направленными в боковой ствол скважины.
[0003]
Часто может быть трудной задачей точно направить стыковочный ниппель в основной ствол скважины или боковой ствол скважины. Например, при точном выборе между стволами скважин обычно требуется, чтобы один из указанных: отклоняющий клин или стыковочный ниппель был правильно сориентирован в скважине, или же понадобится помощь известных гравитационных сил. Даже при правильной ориентации и известных гравитационных силах, оказывающих содействие, все же может быть сложной задачей отклонить или направить устройство в сторону надлежащего ствола скважины. Например, типовые стыковочные ниппели, как правило, пригодны только для введения в ответвление бокового ствола скважины, в котором параметры конструкции отклоняющего клина соответствуют параметрам конструкции стыковочного ниппеля. Для того, чтобы проникнуть в ответвление еще одного бокового ствола скважины, имеющее по-другому сконструированный отклоняющий клин, стыковочный ниппель должен быть возвращен на поверхность и заменен на стыковочный ниппель, обладающий параметрами конструкции, соответствующими по-другому сконструированному отклоняющему клину. Этот процесс может быть трудоемким и дорогостоящим.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0004]
Следующие фигуры включены с целью иллюстрации определенных аспектов настоящего изобретения и не должны рассматриваться в качестве исключающих вариантов реализации изобретения. Раскрываемый объект изобретения допускает значительные модификации, изменения, сочетания и эквиваленты по форме и функции, без отклонения от сущности и объема данного изобретения.
[0005]
Фиг. 1 иллюстрирует типовую систему буровой скважины, в которой может реализовываться один или несколько принципов настоящего изобретения, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.
[0006]
Фиг. 2A-2C иллюстрируют продольный вид в поперечном сечении устройства отклоняющего клина по Фиг. 1, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.
[0007]
Фиг. 3A и 3B иллюстрируют вид в поперечном сечении концов верхнего и нижнего отклоняющих клиньев, соответственно, устройства отклоняющего клина по Фиг. 2A-2C, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.
[0008]
Фиг. 4A и 4B иллюстрируют боковой вид в поперечном сечении типового стыковочного ниппеля, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.
[0009]
Фиг. 5 иллюстрирует типовую систему многоствольной скважины, в которой могут реализоваться принципы настоящего изобретения.
[0010]
Фиг. 6A и 6B иллюстрируют боковой вид в поперечном сечении другого типового стыковочного ниппеля, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.
[0011]
Фиг. 7A и 7B иллюстрируют боковой вид в поперечном сечении еще одного типового стыковочного ниппеля, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012]
Настоящее изобретение в целом относится к многоствольным скважинам, более конкретно, к регулируемому стыковочному ниппелю, который работает с устройством отклоняющего клина, чтобы обеспечить вход в более чем один боковой ствол скважины многоствольной скважины.
[0013]
Настоящее изобретение описывает типовые стыковочные ниппели, при их опускании в скважину способные корректировать различные параметры таким образом, что могут избирательно попадать во множество ног многоствольной скважины, все по одностороннему маршруту в пределах скважины. Корректируемыми параметрами находящегося во всю длину в скважине стыковочного ниппеля являются его диаметр или комбинация его длины и его диаметра. Путем регулирования, по мере необходимости, длины и диаметра находящегося в скважине стыковочного ниппеля, оператор скважины также способен грамотно воздействовать на устройства отклоняющего клина, расположенные во множестве ответвлений многосторонней скважины. Каждое устройство отклоняющего клина может содержать верхний и нижний отклоняющие клинья, расположенные на предопределенном расстоянии друг от друга. В заданном устройстве отклоняющего клина стыковочный ниппель может приводиться в действие для того, чтобы изменять его длину по отношению к предопределенному расстоянию так, что он может быть отклонен или адресован, если необходимо, либо в боковой ствол, либо еще дальше по основному стволу вниз по скважине. Аналогично, нижний отклоняющий клин каждого устройства отклоняющего клина может содержать обсадную колонну, которая обладает предопределенным диаметром. На необходимом устройстве отклоняющего клина стыковочный ниппель может приводиться в действие для того, чтобы изменять его диаметр по отношению к предопределенному диаметру так, что он может быть направлен либо в боковой ствол, либо еще дальше по основному стволу вниз по скважине. Соответственно, операторы скважины способны выборочно направлять стыковочный ниппель во множество ног скважины, регулируя, по мере необходимости, параметры находящегося в скважине стыковочного ниппеля. Это может подтверждать преимущества возможности введения одного стыковочного ниппеля во множество ног или стволов многоствольной скважины, находящихся по одностороннему маршруту вниз по скважине.
[0014]
Обратимся к Фиг. 1, иллюстрирующей типовую систему буровой скважины 100, в которой может реализовываться один или несколько принципов настоящего изобретения, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Система буровой скважины 100 содержит основной ствол 102 и боковой ствол 104, выступающий из основного ствола 102 в ответвлении 106 системы буровой скважины 100. Основной ствол 102 может быть стволом скважины, пробуренным из местоположения поверхности (не показано), а боковой ствол 104 может быть боковым или отклоняющимся стволом скважины, пробуренным под углом от основного ствола 102. Применяемый в контексте данного изобретения термин "боковой ствол" может также ссылаться на "ногу" основного ствола 102, которая не обязательно отклоняется непосредственно от основного ствола 102, как проиллюстрировано на Фиг. 1, но может делать так после прохождения некоторого расстояния в пределах основного ствола 102. Несмотря на то, что основной ствол 102 показан ориентированным вертикально, основной ствол 102 может быть ориентирован полностью горизонтально или под любым углом в интервале между вертикалью и горизонталью, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0015]
В некоторых вариантах реализации изобретения основной ствол 102 может быть обсажен обсадной трубой 108 или т.п., как проиллюстрировано. Боковой ствол 104 также может быть обсажен обсадной трубой 108. Однако, в других вариантах реализации изобретения можно отказаться от использования обсадной трубы 108 в боковом стволе 104 так, что боковой ствол 104 может быть образован как участок "необсаженной скважины", без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0016]
В некоторых вариантах реализации изобретения насосно-компрессорная труба 110 может быть протянута в пределах основного ствола 102, а устройство отклоняющего клина 112 может быть расположено в пределах или же являться неотъемлемой частью насосно-компрессорной трубы 110 в ответвлении 106 или вблизи него. Насосно-компрессорная труба 110 может быть рабочей колонной, такой как колонна заканчивания, протянутой в основном стволе 102 в пределах скважины от места на поверхности и может образовывать или же создавать в нем окно 114 таким образом, чтобы внутрискважинные инструменты или т.п. могли быть вытянуты из насосно-компрессорной трубы 110 в боковой ствол 104. В других вариантах реализации изобретения можно отказаться от использования насосно-компрессорной трубы 110 и устройство отклоняющего клина 112 вместо этого может быть расположено в пределах обсадной трубы 108, а обсадная труба 108 может иметь образованное в ней окно 114, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0017]
Как будет более подробно описано ниже, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для того, чтобы направить или же адресовать стыковочный ниппель (не показан) либо еще дальше в пределах основного ствола скважины 102, либо в боковой ствол 104, основанный на параметрах стыковочного ниппеля. Для осуществления этого, устройство отклоняющего клина 112 может содержать первый или верхний отклоняющий клин 116а и второй или нижний отклоняющий клин 116b. В некоторых вариантах реализации изобретения верхний и нижний отклоняющие клинья 116a,b могут быть закреплены в насосно-компрессорной трубе 110 машиностроительными крепежами (не показаны) или т.п. В других вариантах реализации изобретения верхний и нижний отклоняющие клинья 116a,b могут быть приварены к своему месту в насосно-компрессорной трубе 110, без отклонения от объема настоящего изобретения. Согласно еще одним вариантам реализации изобретения, верхний и нижний отклоняющие клинья 116a,b могут образовывать неотъемлемую часть насосно-компрессорной трубы 110, например, изготовленную из прутковой заготовки и привинченную к насосно-компрессорной трубе 110. Верхний отклоняющий клин 116a может быть расположен ближе к поверхности (не показан), чем нижний отклоняющий клин 116b, а нижний отклоняющий клин 116b, как правило, может быть расположен вниз по скважине от верхнего отклоняющего клина 116a.
[0018]
Теперь обратимся к Фиг. 2A-2C, продолжая ссылаться на Фиг. 1, иллюстрирующим продольный вид в поперечном сечении устройства отклоняющего клина 112 по Фиг. 1, в соответствии с описанными вариантами реализации изобретения. Как проиллюстрировано на Фиг. 2A, верхний отклоняющий клин 116a может быть расположен на предопределенном расстоянии 202 от нижнего отклоняющего клина 116b. Верхний отклоняющий клин 116a может определять или же образовывать наклонную поверхность 204, обращенную в направлении вверх по скважине в основном стволе 102. Аналогично, нижний отклоняющий клин 116b также может образовывать наклонную поверхность 206, обращенную в направлении вверх по скважине и к верхнему отклоняющему клину 116a в основном стволе 102.
[0019]
Верхний отклоняющий клин 116a может также определять первый канал 208a и второй канал 208b, причем оба канала, первый и второй 208a,b, проходят в продольном направлении через верхний отклоняющий клин 116a. Нижний отклоняющий клин 116b может определять первую обсадную колонну 210a и вторую обсадную колонну 210b, при этом по меньшей мере первая обсадная колонна 210a проходит в продольном направлении через нижний отклоняющий клин 116b и иным образом сообщается ниже по скважине с нижней частью материнского или основного ствола 102 после ответвления 106. В некоторых вариантах реализации изобретения вторая обсадная колонна 210b может также проходить в продольном направлении через нижний отклоняющий клин 116b и иным образом сообщаться с боковым стволом 104. Однако, в других вариантах реализации изобретения вторая обсадная колонна 210b вместо этого может стать неотъемлемой частью или продолжением наклонной поверхности 206, и наоборот, может служить для того, чтобы адресовать или направить стыковочный ниппель в боковой ствол 104. Соответственно, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения устройство отклоняющего клина 112 может быть расположено в системе многоствольной скважины, причем боковой ствол 104 является лишь одним из нескольких боковых стволов, которые доступны из главного ствола 102 через соответствующее количество устройств отклоняющего клина 112, расположенных во множестве ответвлений.
[0020]
Фиг. 2B и 2C являются видом противоположных частей устройства отклоняющего клина 112 вдоль линий, показанных на Фиг. 2A. В частности, Фиг. 2B представляет собой поперечное сечение устройства отклоняющего клина 112, иллюстрируя второй канал 208b верхнего отклоняющего клина 116a и первый канала 210a нижнего отклоняющего клина 116b. В противоположность этому, Фиг. 2C представляет собой поперечное сечение устройства отклоняющего клина 112, иллюстрируя первый канал 208a верхнего отклоняющего клина 116a и второй канал 210b нижнего отклоняющего клина 116b. Как проиллюстрировано, первый канал 208a и вторая обсадная колонна 210b, как правило, выровнены по оси в пределах основного ствола 102, и второй канал 208b и первая обсадная колонна 210a, как правило, выровнены по оси в пределах основного ствола 102.
[0021]
Как проиллюстрировано на Фиг. 2B и 2C, первый канал 208a может иметь или же обладать первой шириной 214a, а второй канал 208b может обладать второй шириной 214b, которая больше, чем первая ширина 214a. Кроме того, первая обсадная колонна 210a может обладать предопределенным диаметром 216, а вторая обсадная колонна 210b может обладать диаметром или шириной большими, чем предопределенный диаметр 216. Эти различия лучше проиллюстрированы на Фиг. 3A и 3B, на которых изображен вид концов верхнего и нижнего отклоняющих клиньев 116a,b, соответственно, согласно одному или более вариантам реализации изобретения.
[0022]
На Фиг. 3A первый канал 208a и второй канал 208b показаны проходящими в продольном направлении через верхний отклоняющий клин 116a. Первый канал 208a обладает первой шириной 214a, а второй канал 208b обладает второй шириной 214b. Как проиллюстрировано, первая ширина 214a меньше второй ширины 214b. В результате этого стыковочные ниппели, обладающие большим диаметром, чем первая ширина 214a, но меньшим, чем вторая ширина 214b, могут протягиваться через верхний отклоняющий клин 116a по второму каналу 208b и иным образом обходить первый канал 208а. В таких вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель может скользя контактировать с наклонной поверхностью 204 (Фиг. 2) до тех пор, пока не будет направлен во второй канал 208b. В альтернативном варианте, стыковочные ниппели, обладающие меньшим диаметром, чем первая ширина 214a, могут проходить через верхний отклоняющий клин 116a по любому из следующих: первому или второму каналам 208a,b.
[0023]
На Фиг. 3B первая и вторая обсадные колонны 210a,b проиллюстрированы проходящими в продольном направлении через нижний отклоняющий клин 116b. Однако, как упоминалось выше, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения наклонная поверхность 206 может продлеваться до или образовывать часть второй обсадной колонны 210b так, что вторая обсадная колонна 210b не обязательно проходит через нижний отклоняющий клин 116b, но вместо этого служит в качестве наклонной отклоняющей или направляющей перемещение поверхности для бокового ствола 104. Первая обсадная колонна 210a обладает предопределенным диаметром 216 и, как проиллюстрировано, вторая обсадная колонна 210b может обладать диаметром 302 большим, чем предопределенный диаметр 216. В результате этого стыковочные ниппели, обладающие большим диаметром, чем предопределенный диаметр 216, не могут входить в первую обсадную колонну 210a, и вместо этого направляются во вторую обсадную колонну 210b по наклонной поверхности 206. В таких вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель может скользя контактировать с наклонной поверхностью 206, прежде чем попасть во вторую обсадную колонну 210b или же направиться в боковой ствол 104 (Фиг. 2A-2C) по второй обсадной колонне 210b. В альтернативном варианте, стыковочные ниппели, обладающие меньшим диаметром, чем предопределенный диаметр 216, могут проходить по первой обсадной колонне 210a в нижние части нижнего основного ствола 102.
[0024]
Обратимся снова к Фиг. 2A-2C, продолжая ссылаться на Фиг. 3A и 3B, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля (не показан) в нижние части основного ствола 102 или боковое отверстие 104, основанное на конструктивных параметрах стыковочного ниппеля. Например, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля в боковой ствол 104 по второй обсадной колонне 210b, основанную по меньшей мере на длине стыковочного ниппеля. Более конкретно, стыковочные ниппели, которые короче, чем предопределенное расстояние 202, могут быть направлены в боковой ствол 104 по второй обсадной колонне 210b. В ином случае, стыковочные ниппели, которые длиннее чем предопределенное расстояние 202, вместо этого могут быть направлены дальше вниз по скважине в основной ствол 102 по первой обсадной колонне 210a.
[0025]
Кроме того, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля (не показан) в нижние части основного ствола 102 или боковое отверстие 104, основанное на диаметре стыковочного ниппеля. Например, стыковочный ниппель с диаметром меньшим, чем предопределенный диаметр 216, может быть направлен в первую обсадную колонну 210a и, соответственно, в нижние части основного ствола 102. В отличие от этого, стыковочные ниппели с диаметром большим, чем предопределенный диаметр 216, будут скользя контактировать с наклонной поверхностью 206 до размещения во второй обсадной колонне 210b и иным образом направляться в боковой ствол 104.
[0026]
например
В других вариантах реализации изобретения, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля в нижние части основного ствола 102 или боковое отверстие 104, основанное как на длине, так и на диаметре стыковочного ниппеля. Теперь обратимся к Фиг. 4A и 4B, иллюстрирующим боковые виды в поперечном сечении типового стыковочного ниппеля 400, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Стыковочный ниппель 400 может представлять собой дистальный конец бурового снаряда (не показан), такого как компоновка для бурения и т.п., который транспортируется вниз по скважине в пределах основного ствола 102 (Фиг. 1). В некоторых вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 транспортируется вниз по скважине при помощи гибкой насосно-компрессорной трубы малого диаметра (не показана). Однако, в других вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 может транспортироваться вниз по скважине при помощи других видов транспортных средств, таких как, но не ограничиваясь ими, бурильная труба, насосно-компрессорные трубы, или любой другой транспортировкой, способной находиться под гидравлическим давлением. В еще одних вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 может транспортироваться вниз по скважине при помощи кабеля или проволоки для работы с внутрискважинным инструментом, тросовой проволоки, электрокабеля или т.п., без отклонения от объема настоящего изобретения. Буровой снаряд может содержать различное скважинное оборудование, инструменты и устройства, скомпонованные для выполнения различных операций в стволе скважины сразу после их точного размещения в условиях скважины, и стыковочный ниппель 400 может быть скомпонован таким образом, чтобы точно адресовать буровой снаряд так, чтобы он достигал своего целевого места назначения, , бокового ствола 104 по Фиг. 1 или далее вниз по скважине в пределах основного ствола 102.
[0027]
Для этого стыковочный ниппель 400 может содержать корпус 402 и наконечник стыковочного ниппеля 404, присоединенный или же прикрепленный к дистальному концу корпуса 402. В некоторых вариантах реализации изобретения наконечник стыковочного ниппеля 404 может образовывать часть корпуса 402, как его неотъемлемое продолжение. Как проиллюстрировано, наконечник стыковочного ниппеля 404 может быть закруглен на конце или же быть изогнутым или образующим умеренный изгиб такой, что не имеет острых углов или изогнутых торцов, которые могли бы зацепиться за части основного ствола 102 или устройство отклоняющего клина 112 (Фиг. 1) при его протягивании вниз по скважине.
[0028]
Стыковочный ниппель 400 может дополнительно содержать переходную муфту 406, расположенную вокруг части корпуса 402. Корпус 402 может обладать первым диаметром 407a, который меньше ширины 214a первого канала 208a, а переходная муфта 406 может обладать вторым диаметром 407b, который больше первого диаметра 407a, а также больше ширины 214a первого канала 208a. В некоторых вариантах реализации изобретения переходная муфта 406 может быть скомпонована для приведения в действие таким образом, что она перемещается в осевом направлении по отношению к наконечнику стыковочного ниппеля 404 и тем самым, по существу, изменяет общую длину наконечника стыковочного ниппеля 404. Однако, как будет описано ниже, в некоторых вариантах реализации изобретения переходная муфта 406, вместо этого, может быть неподвижной деталью стыковочного ниппеля 400, а наконечник стыковочного ниппеля 404 может перемещаться в осевом направлении по отношению к переходной муфте 406 для того, чтобы регулировать длину наконечника стыковочного ниппеля 404, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0029]
В контексте данного изобретения фраза "длина наконечника стыковочного ниппеля" относится к осевой длине стыковочного ниппеля 400, которая заключает в себе осевые длины наконечника стыковочного ниппеля 404 и переходной муфты 406. Когда переходная муфта 406 расположена далеко от наконечника стыковочного ниппеля 404, как описано ниже, "длина наконечника стыковочного ниппеля" дополнительно относится к суммарной осевой длине наконечника стыковочного ниппеля 404 и переходной муфты 406 и любому расстоянию, которое отделяет две составляющие.
[0030]
Фиг. 4A иллюстрирует стыковочный ниппель 400 в конфигурации по умолчанию, а Фиг. 4B иллюстрирует стыковочный ниппель 400 в задействованной конфигурации. В конфигурации по умолчанию переходная муфта 406 расположена далеко от наконечника стыковочного ниппеля 404 так, что наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает, главным образом, первой длиной 408a, при этом первая длина 408a больше предопределенного расстояния 202 (Фиг. 2A) между верхним и нижним отклоняющими клиньями 116a,b устройства отклоняющего клина 112 (Фиг. 1 и 2A-2C). В задействованной конфигурации переходная муфта 406 перемещается, как правило, прилегая к наконечнику стыковочного ниппеля 404 так, что наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает, главным образом, второй длиной 408b, которая содержит в себе осевые длины наконечника стыковочного ниппеля 404 и переходной муфты 406. Как проиллюстрировано, вторая длина 408b меньше первой длины 408a, но вторая длина 408b также меньше предопределенного расстояния 202 (ФИГ. 2A).
[0031]
Кроме того, в конфигурации по умолчанию (Фиг. 4A), наконечник стыковочного ниппеля 404 стыковочного ниппеля 400 обладает первым диаметром 410a, который меньше, чем предопределенный диаметр 216 (Фиг. 2B, 2C, и 3B) первой обсадной колонны 210a и может быть, по существу, таким же, как диаметр 407b переходной муфты 406. Следовательно, в то время, как стыковочный ниппель 400 соответствует конфигурации по умолчанию, он может быть такого размера, что способен проходить в первую обсадную колонну 210a и в нижние части основного ствола 102. В противоположность этому, в задействованной конфигурации (Фиг. 4B), наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает вторым диаметром 410b, при этом второй диаметр 410b больше первого диаметра 410a, а также больше предопределенного диаметра 216. Следовательно, в то время, как стыковочный ниппель 400 присутствует в задействованной конфигурации, он ограничен от попадания в первую обсадную колонну 210a, а вместо этого направляется во вторую обсадную колонну 210b по наклонной поверхности 206 (Фиг. 2A-2C и 3B) и впоследствии в боковой ствол 104.
[0032]
таким как
Для перемещения стыковочного ниппеля 400 от конфигурации по умолчанию (Фиг. 4A) в его задействованную конфигурацию (Фиг. 4B), стыковочный ниппель 400 может быть приведен в действие. В некоторых вариантах реализации изобретения приведение в действие стыковочного ниппеля 400 заключается в применении гидравлического давления к стыковочному ниппелю 400. Более конкретно, гидравлическая жидкость 412 может подводиться с местоположения на поверхности по средствам транспортировки ( гибкая насосно-компрессорная труба малого диаметра, бурильная колонна, насосно-компрессорная колонна и т.д.), соединенным со стыковочным ниппелем 400, 400. В стыковочном ниппеле 400 гидравлическая жидкость 412 попадает в корпус 402 через гидравлическую обсадную колонну 414 и оказывает действие на конец первого поршня 416. Один или более уплотнительных элементов 418 (показаны два), такие как уплотнительные кольца или т.п., могут быть расположены между первым поршнем 416 и внутренней поверхностью гидравлической обсадной колонны 414 таким образом, что это приводит к герметичному вхождению в контакт.
[0033]
Первый поршень 416 может быть функционально связан с переходной муфтой 406 таким образом, что перемещение первого поршня 416 соответственно перемещает переходную муфту 406. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения один или более соединительных штифтов 420 (показаны два) могут функционально связывать первый поршень 416 с переходной муфтой 406 и протянуты между первым поршнем 416 и переходной муфтой 406 через соответствующие продольные канавки 422.
[0034]
Однако, в других вариантах реализации изобретения первый поршень 416 может быть функционально связан с переходной муфтой 406 при помощи любого другого устройства или способа соединения, известного специалистам в данной отрасли. Например, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения, первый поршень 416 и переходная муфта 406 могут быть функционально связаны вместе при помощи магнитов (не показаны). В таких вариантах реализации изобретения один магнит может быть установлен в первом поршне 416 и соответствующий магнит может быть установлен в переходной муфте 406. Магнитное притяжение между двумя магнитами может происходить так, что перемещение одного побуждает или же вызывает соответствующее перемещение другого.
[0035]
т.e.
Гидравлическая жидкость 412 оказывает действие на первый поршень 416 таким образом, что он перемещается в дистальном направлении (, вправо на Фиг. 4A и 4B) в пределах гидравлической обсадной колонны 414 и в первую поршневую камеру 424, установленную в пределах корпуса 402. В некоторых вариантах реализации изобретения гидравлическая обсадная колонна 414 и первая поршневая камера 424 могут быть одним и тем же, и первый поршень 416 может быть скомпонован таким образом, чтобы двигаться поступательно внутри вдоль оси. Поскольку первый поршень 416 перемещается вдоль оси в первую поршневую камеру 424, переходная муфта 406 соответствующим образом перемещается вдоль оси, поскольку функционально связана с ним. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения при перемещении первого поршня 416, соединительные штифты 420 двигаются поступательно вдоль оси в продольных канавках 422 и, таким образом, перемещают переходную муфту 406 в том же направлении. Кроме того, при перемещении первого поршня 416, он контактирует с первым устройством смещения 426, расположенным в первой поршневой камере 424, и сжимает первое устройство смещения 426 так, что в нем образуется пружинное усилие. В некоторых вариантах реализации изобретения первым устройством смещения 426 может быть винтовая пружина или т.п. В других вариантах реализации изобретения первым устройством смещения 426 может быть ряд тарельчатых пружин, пневмоволна или газовая камера или т.п., без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0036]
Поскольку первый поршень 416 перемещается вдоль оси в первую поршневую камеру 424, он также может входить в контакт с или же зацепляться с ближним концом второго поршня 428 таким образом, чтобы второй поршень 428 перемещался соответственно. Более конкретно, первый поршень 416 может контактировать с ближним концом поршневого штока 430, который проходит в продольном направлении от второго поршня 428. Второй поршень 428 может быть размещен подвижно во второй поршневой камере 432, установленной в наконечнике стыковочного ниппеля 404. Второй поршень 428 может быть функционально связан с клиновидной деталью 434, расположенной вокруг корпуса 402 таким образом, что перемещение второго поршня 428 соответственно перемещает клиновидную деталь 434. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения один или более соединительных штифтов 436 (показаны два) могут функционально связывать второй поршень 428 с клиновидной деталью 434. Более конкретно, соединительные штифты 436 могут проходить между вторым поршнем 428 и клиновидной деталью 434 через соответствующие продольные канавки 438. Однако, в других вариантах реализации изобретения второй поршень 428 может быть функционально связан с клиновидной деталью 434 при помощи любого другого устройства или способа соединения, известного специалистам в данной отрасли, такого как магниты, описанные выше.
[0037]
Наконечник стыковочного ниппеля 404 может дополнительно содержать замыкающее кольцо 440, которое образует часть или, иначе говоря, является неотъемлемой частью наконечника стыковочного ниппеля 404. Таким образом, наконечник стыковочного ниппеля 404 и замыкающее кольцо 440 могут совместно образовывать «наконечник стыковочного ниппеля». Клиновидная деталь 434 может быть размещена подвижно в клиновидной камере 442, образованной по меньшей мере частично между замыкающим кольцом 440, наконечником стыковочного ниппеля 404, и наружной поверхностью второй поршневой камеры 432. Клиновидная деталь 434 может быть скомпонована для перемещения в осевом направлении в клиновидной камере 442 в процессе эксплуатации.
[0038]
Стыковочный ниппель 400 может дополнительно содержать катушку 444, которая может быть расположена в промежутке, образованном в осевом направлении между замыкающим кольцом 440 и наконечником стыковочного ниппеля 404, или же садящуюся на или контактирующую с частью клиновидной детали 434. Катушка 444 может быть, например, винтовой катушкой или винтовой пружиной, имеющей один или более витков или оборотов. Однако, в других вариантах реализации изобретения катушкой 444 может быть ряд пружинных упорных колец или т.п. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения показаны два витка или оборота катушки 444, но следует понимать, что могут применяться более двух витков (или один оборот), без отклонения от объема настоящего изобретения. В конфигурации по умолчанию (Фиг. 4A), катушка 444 садится, как правило, вровень с наружной поверхностью наконечника стыковочного ниппеля 404 таким образом, что он также, как правило, обладает первым диаметром 410a.
[0039]
например
Обратимся к Фиг. 4B, поскольку первый поршень 416 перемещается вдоль оси и контактирует с ближним концом второго поршня 428 (, через поршневой шток 430), второй поршень 428 вынужден перемещаться в том же направлении в пределах второй поршневой камеры 432. Поскольку второй поршень 428 двигается поступательно вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, клиновидная деталь 434 соответствующим образом перемещается вдоль оси, так как она функционально с ним связана. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, из-за перемещения второго поршня 428, соединительные штифты 436 двигаются поступательно вдоль оси в пределах соответствующих продольных канавок 438 и таким образом перемещают клиновидную деталь 434 в том же направлении.
[0040]
Поскольку клиновидная деталь 434 продвигается вдоль оси в пределах клиновидной камеры 442, она может сжимать второе устройство смещения 446, расположенное в пределах клиновидной камеры 442, потому что оно двигается поступательно вдоль оси. Подобно первому устройству смещения 426, вторым устройством смещения 446 может быть винтовая пружина, ряд тарельчатых пружин, пневмоволна или газовая камера или т.п. Как описано ниже, второе устройство смещения 446 не обязательно должно находиться в клиновидной камере, но равным образом может быть расположено в пределах второй поршневой камеры 432, без отклонения от объема настоящего изобретения. Кроме того, поскольку клиновидная деталь 434 продвигается вдоль оси в пределах клиновидной камеры 442, она контактирует с катушкой 444 и прикладывает усилие к катушке 444 в радиальном направлении наружу ко второму диаметру 410b. В результате этого, стыковочный ниппель 400 перемещается в задействованную конфигурацию, причем наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает, по существу, вторым диаметром 410b.
[0041]
При необходимости вернуть стыковочный ниппель 400 в конфигурацию по умолчанию, гидравлическое давление на стыковочный ниппель 400 может быть сброшено. После сбрасывания гидравлического давления, пружинное усилие, нагнетенное в первом устройстве смещения 426, может служить для того, чтобы вынудить первый поршень 416 (и таким образом переходную муфту 406) вернуться в типовое положение, проиллюстрированное на Фиг. 4A, и таким образом, по существу, вернуть наконечник стыковочного ниппеля 404 к первой длине 408a. Перемещение первого поршня 416 обратно в конфигурацию по умолчанию также позволяет второму поршню 428 перейти обратно к его типовому положению, показанному на Фиг. 4A. Более конкретно, второе устройство смещения 446 может вынудить клиновидную деталь 434 вернуться обратно в клиновидную камеру 442, таким образом, соответственно, перемещая второй поршень 428 и позволяя катушке 444 радиально сузиться до положения, проиллюстрированного на Фиг. 4A. В результате этого, наконечник стыковочного ниппеля 404, по существу, может быть возвращен к первому диаметру 410a. Тем более будет оценено по достоинству, что такой вариант реализации изобретения позволяет оператору скважины уменьшить длину и увеличить диаметр наконечника стыковочного ниппеля 404 по требованию, для этого попросту применяя давление в скважине при помощи транспортировки к стыковочному ниппелю 400.
[0042]
Специалисты в данной области техники охотно признают, что аналогичным образом могут применяться несколько других способов приведения в действие стыковочного ниппеля 400 в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией. Например, хотя это не проиллюстрировано в данном документе, настоящее изобретение предусматривает также применение одного или более исполнительных механизмов, чтобы механически регулировать осевое положение переходной муфты 406 и/или клиновидной детали 434, и тем самым удлинять стыковочный ниппель 400 и/или увеличивать его диаметр. Такие исполнительные механизмы могут предусматривать, не ограничиваясь ими, механические приводы, электромеханические приводы, гидравлические приводы, пневматические приводы, их комбинации и т.п. Такие приводы могут питаться от внутрискважинного блока питания или т.п., или же питаться от поверхности по линии управления или электрической линии. Исполнительный механизм (не показан) может быть функционально связан с переходной муфтой 406 и/или клиновидной деталью 434 и скомпонован так, чтобы соответствующим образом перемещать переходную муфту 406 и/или клиновидную деталь 434 вдоль оси. В ином случае, исполнительный(е) механизм(ы) может(гут) быть функционально связан(ы) с первым и вторым поршнями 416, 428, чтобы в равной степени достичь тех же результатов.
[0043]
В еще одних вариантах реализации, настоящее изобретение также предусматривает приведение в действие стыковочного ниппеля 400 при помощи потока жидкости вокруг стыковочного ниппеля 400. В таких вариантах реализации изобретения одно или более отверстий (не показаны) могут проходить сквозь корпус 402 и/или наконечник стыковочного ниппеля 404 таким образом, что по меньшей мере первая поршневая камера 424 или вторая поршневая камера 432 находится в жидкостном контакте со средами с наружной стороны стыковочного ниппеля 400. Ограничивающая прием жидкости насадка может быть расположена в одном или более из отверстий таким образом, что через стыковочный ниппель 400 создается перепад давления. Такой перепад давления может быть создан, чтобы вынудить по меньшей мере один первый или второй поршень 416, 428 перейти в задействованную конфигурацию (Фиг. 4B) и, соответственно, переместить переходную муфту 406 и клиновидную деталь 434 в том же направлении. В еще одних вариантах реализации изобретения, гидростатическое давление может быть приложено через стыковочный ниппель 400 для достижения того же результата.
[0044]
Несмотря на то что стыковочный ниппель 400, описанный выше, иллюстрирует наконечник стыковочного ниппеля 404 перемещающимся в интервале между первым и вторым диаметрами 410a,b, причем первый диаметр меньше, чем предопределенный диаметр 216, а второй диаметр больше, чем предопределенный диаметр 216, настоящее изобретение дополнительно рассматривает варианты реализации, в которых геометрические параметры первого и второго диаметров 410a,b меняются местами. Более конкретно, настоящее изобретение дополнительно рассматривает варианты реализации, в которых наконечник стыковочного ниппеля 404 в конфигурации по умолчанию может обладать большим диаметром, чем предопределенный диаметр 216, и может обладать меньшим диаметром, чем предопределенный диаметр 216 в задействованной конфигурации, без отклонения от объема настоящего изобретения. Соответственно, приведение в действие стыковочного ниппеля 400 может повлечь за собой уменьшение в диаметре наконечника стыковочного ниппеля 404, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0045]
Кроме того, несмотря на то, что стыковочный ниппель 400, описанный выше, иллюстрирует наконечник стыковочного ниппеля 404 перемещающимся в интервале между первой и второй длинами 408a,b, причем первая длина больше, чем предопределенная длина 202, а вторая длина меньше, чем предопределенная длина 202, настоящее изобретение дополнительно рассматривает варианты реализации, в которых геометрические параметры первой и второй длин 408a,b меняются местами. Более конкретно, настоящее изобретение дополнительно рассматривает варианты реализации, в которых наконечник стыковочного ниппеля 404 в конфигурации по умолчанию может обладать меньшей длиной, чем предопределенная длина 202, и может обладать большей длиной, чем предопределенная длина 202 в задействованной конфигурации, без отклонения от объема настоящего изобретения. Соответственно, приведение в действие стыковочного ниппеля 400 может повлечь за собой удлинение наконечника стыковочного ниппеля 404, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0046]
Теперь обратимся к Фиг. 5, продолжая ссылаться на предыдущие фигуры, иллюстрирующую типовую систему многоствольной скважины 500, в которой могут реализоваться принципы настоящего изобретения. Система ствола скважины 500 может содержать основной ствол 102, который протягивается от местоположения на поверхности (не показано) и проходит через по меньшей мере два ответвления 106, проиллюстрированные как первое ответвление 106a и второе ответвление 106b. Несмотря на то, что в системе ствола скважины 500 проиллюстрированы два ответвления 106a,b, следует понимать, что может применяться более, чем два ответвления 106a,b, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0047]
В каждом ответвлении 106a,b, боковой ствол 104 (проиллюстрирован как первый и второй боковые стволы 104a и 104b, соответственно) отступает от основного ствола 102. Устройство отклоняющего клина 112, описанное выше со ссылкой на Фиг. 2A-2C, может быть расположено в каждом ответвлении 106a,b. Таким образом, каждое ответвление 106a,b содержит устройство отклоняющего клина 112 с верхним и нижним отклоняющими клиньями 116a,b, расположенными на предопределенном расстоянии друг от друга 202 (Фиг. 2A), и где нижний отклоняющий клин 116b в каждом ответвлении 106a,b содержит первую обсадную колонну 210a, обладающую предопределенным диаметром 216 (Фиг. 2A).
[0048]
В одном или более вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 по Фиг. 4A и 4B может вводиться в систему ствола скважины 500 и способен попадать в любую из ног ствола скважины посредством перемещения в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией, как описано выше. Более конкретно, после столкновения с каждым ответвлением 106a,b, стыковочный ниппель 400 может либо попадать в боковой ствол 104a,b по ответвлению 106a,b, либо проходить через ответвление 106a,b и иным образом протягиваться в нижние части основного ствола 102 все ниже. Как будет понятно, в силу конструкции устройств отклоняющего клина 112 и способности к приведению в действие конфигурации стыковочного ниппеля 400, адресация стыковочного ниппеля 400 в любой боковой ствол 104a,b или нижние части основного ствола 102 не зависит от гравитационных сил или ориентации стыковочного ниппеля 400, находящегося в пределах скважины.
[0049]
После столкновения с первым ответвлением 106a в конфигурации по умолчанию, стыковочный ниппель 400 может быть направлен, например, в нижние части основного ствола 102 по первой обсадной колонне 210a. Это возможно, так как, в конфигурации по умолчанию первая длина 408a (Фиг. 4A) перекрывает предопределенное расстояние 202 (Фиг. 2A) между верхним и нижним отклоняющими клиньями 116a,b, а ширина 407b переходной муфты 406 больше ширины 214a первого канала 208a. В результате этого, как правило, предотвращается перемещение стыковочного ниппеля 400 в боковом направлении в пределах основного ствола 102 в первый канал 208a, а вторая обсадная колонна 210b иным образом совмещается с нижним отклоняющим клином 116b. Вместо этого, наконечник стыковочного ниппеля 404 принимается первой обсадной колонной 210a, в то время как по меньшей мере часть переходной муфты 406 остается поддерживаемой во втором канале 208b верхнего отклоняющего клина 116a. Кроме того, в конфигурации по умолчанию диаметр 410a стыковочного ниппеля 400 меньше предопределенного диаметра 216 (Фиг. 2B, 2C, и 3B) первой обсадной колонны 210a. В результате этого, наконечник стыковочного ниппеля 404 может иметь возможность протягиваться по первой обсадной колонне 210a и таким образом направлять стыковочный ниппель 400 вниз по скважине к нижним частям основного ствола 102.
[0050]
В альтернативном варианте, стыковочный ниппель 400 может быть приведен в действие прежде, чем столкнется с первым ответвлением 106a и, таким образом, будет направлен в первый боковой ствол 104a по второй обсадной колонне 210b. Это возможно, так как второй диаметр 410b наконечника стыковочного ниппеля 404 больше, чем предопределенный диаметр 216 первой обсадной колонны 210a. В результате этого, после столкновения с нижним отклоняющим клином 116b в задействованной конфигурации, наконечник стыковочного ниппеля 404 предохранен от попадания в первую обсадную колонну 210a, но вместо этого скользя контактирует с наклонной поверхностью 206 перед попаданием во вторую обсадную колонну 210b и иным образом вводится в первый боковой ствол 104a. Это также возможно и потому, что в задействованной конфигурации длина 408b наконечника стыковочного ниппеля 404 меньше, чем предопределенное расстояние 202. В результате этого, наконечник стыковочного ниппеля 404 и переходная муфта 406 будут, в конечном итоге, выходить из второго канала 208b, и значит, больше не поддерживаться в нем, а вместо этого могут попасть в или же быть принятыми первым каналом 208a, который совмещается вдоль оси со второй обсадной колонной 210b.
[0051]
После прохождения через первое ответвление 106a в систему многоствольной скважины 500 по Фиг. 5, как в целом описано выше, стыковочный ниппель 400 затем может быть продвинут дальше в пределах основного ствола 102 до взаимодействия с или же отклонения вторым устройством отклоняющего клина 112, расположенным во втором ответвлении 106b. Как и в первом ответвлении 106a, стыковочный ниппель 400 во втором ответвлении 106b может иметь возможность либо попадать во второй боковой ствол 104b, либо проходить через второе ответвление 106b и иным образом протягиваться в нижние части основного ствола 102 все ниже. Как описано выше, можно достичь любого направления за счет перемещения стыковочного ниппеля 400 в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией.
[0052]
Если необходимо введение в нижние части основного ствола 102 ниже второго ответвления 106b (Фиг. 5), стыковочный ниппель 400 может быть протянут через второе ответвление 106b в конфигурации по умолчанию, как описано выше, и он будет вводиться в основной ствол 102 ниже второго ответвления 106b. Опять же, это возможно в связи с тем, что первая длина 408a (Фиг. 4A) перекрывает предопределенное расстояние 202 (Фиг. 2A) между верхним и нижним отклоняющими клиньями 116a,b, таким образом предохраняя стыковочный ниппель 400 от попадания в первый канал 208a и совмещения вдоль оси со второй обсадной колонной 210b. Это также возможно в связи с тем, что первая обсадная колонна 210a обладает предопределенным диаметром 216 (Фиг. 2B, 2C, и 3B), который больше, чем диаметр 410a (Фиг. 4A) наконечника стыковочного ниппеля 404, пока тот соответствует конфигурации по умолчанию и может, таким образом, направлять стыковочный ниппель 400 вниз по скважине к нижним частям основного ствола 102.
[0053]
Теперь обратимся к Фиг. 6A и 6B иллюстрирующим боковой вид в поперечном сечении части другого типового стыковочного ниппеля 600, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Более конкретно, проиллюстрирован типовой наконечник стыковочного ниппеля 604, подобный наконечнику стыковочного ниппеля 404, описанному выше со ссылкой на Фиг. 4A и 4B. Соответственно, наконечник стыковочного ниппеля 604 может быть более понятен в качестве ссылки на него, причем одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, не описанные подробно снова. Наконечник стыковочного ниппеля 604 может заменить наконечник стыковочного ниппеля 404 в стыковочном ниппеле 400, без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0054]
Как проиллюстрировано, стыковочный ниппель 600 может содержать корпус 402 и наконечник стыковочного ниппеля 604, соединенный или же прикрепленный к дистальному концу корпуса 402. Стыковочный ниппель 600 проиллюстрирован на Фиг. 6A в конфигурации по умолчанию, причем наконечник стыковочного ниппеля 604 обладает первым диаметром 410a. На Фиг. 6B стыковочный ниппель 600 проиллюстрирован в задействованной конфигурации, причем наконечник стыковочного ниппеля 604 обладает вторым диаметром 410b. Также проиллюстрированы второй поршень 428, размещенный подвижно в пределах второй поршневой камеры 432, и поршневой шток 430, протянутый от него вдоль оси.
[0055]
Второй поршень 428 функционально связан с клиновидной деталью 434 одним или более соединительными штифтами 436 (показаны два), которые протянуты между вторым поршнем 428 и клиновидной деталью 434 через продольные канавки 438. Опять же, второй поршень 428 может быть функционально связан с клиновидной деталью 434 при помощи любого другого устройства или способа соединения, известного специалистам в данной отрасли, такого как магниты, описанные выше.
[0056]
Наконечник стыковочного ниппеля 604 может содержать соединительный штуцер 606 и замыкающее кольцо 608, при этом соединительный штуцер 606 и замыкающее кольцо 608 могут образовывать часть или, иначе говоря, являются неотъемлемой частью наконечника стыковочного ниппеля 604. Соответственно, наконечник стыковочного ниппеля 604, соединительный штуцер 606, и замыкающее кольцо 608 могут совместно образовывать "наконечник стыковочного ниппеля". Как проиллюстрировано, соединительный штуцер 606, как правило, размещается между замыкающим кольцом 608 и наконечником стыковочного ниппеля 604. Клиновидная деталь 434 прикреплена вокруг корпуса 402 между соединительным штуцером 606 и наконечником стыковочного ниппеля 604 и размещена подвижно в клиновидной камере 442, образованной по меньшей мере частично между соединительным штуцером 606, наконечником стыковочного ниппеля 604, и наружной поверхностью корпуса 402.
[0057]
Катушка проиллюстрирована 444 намотанной вокруг наконечника стыковочного ниппеля 604. Более конкретно, катушка 444 может быть расположена в промежутке 610, образованном между соединительным штуцером 606 и наконечником стыковочного ниппеля 604 и иным образом садящейся на или контактирующей с частью клиновидной детали 434. В некоторых вариантах реализации изобретения внешняя цилиндрическая поверхность 612a каждого витка катушки 444 может быть, как правило, плоской, как проиллюстрировано. Внешняя цилиндрическая поверхность 612b и расположенные вдоль оси стороны 612c каждого витка катушки 444 могут также быть, как правило, плоскими, как также проиллюстрировано. Как будет понятно, в целом плоская природа катушки 444 и близкое совмещение вдоль оси соединительного штуцера 606 с наконечником стыковочного ниппеля 604 относительно катушки 444, может оказаться полезным для предотвращения наплыва песка или мусора внутрь наконечника стыковочного ниппеля 604.
[0058]
т.e.
Обратимся к Фиг. 6B, стыковочный ниппель 600 может быть приведен в действие при помощи гидравлических сил, которые передаются на второй поршень 428 через поршневой шток 430 и первый поршень 416 (Фиг. 4A и 4B), как в целом описано выше. В результате этого, второй поршень 428 двигается поступательно вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432 в направлении дистального конца наконечника стыковочного ниппеля 604 (, вправо на Фиг. 6A и 6B). Один или более уплотнительных элементов 614 (показаны два), таких как уплотнительные кольца или т.п., могут быть расположены между вторым поршнем 428 и внутренней поверхностью второй поршневой камеры 432 таким образом, что это приводит к герметичному вхождению в контакт при таком расположении.
[0059]
т.e.
Поскольку второй поршень 428 поступательно двигается вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, он контактирует с устройством смещения 616, расположенным во второй поршневой камере 432. Устройством смещения 616 может быть винтовая пружина, ряд тарельчатых пружин, пневмоволна, газовая камера или т.п. В некоторых вариантах реализации изобретения второй поршень 428 может образовывать полость 618, которая принимает в себя по меньшей мере часть устройства смещения 616. Кроме того, наконечник стыковочного ниппеля 604 может также определять или же образовывать шпиндель 620, прилегающий вдоль оси от дистального конца наконечника стыковочного ниппеля 604 в направлении вверх по скважине (, влево на Фиг. 6A и 6B). Шпиндель 620 может также пролегать по меньшей мере частично в полость 618. Шпиндель 620 может также быть проложенным по меньшей мере частично через устройство смещения 616 для поддержания совмещения вдоль оси устройства смещения 616 по отношению к полости 618 во время работы. Поскольку второй поршень 428 двигается поступательно вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, устройство смещения 616 сжимается и создает пружинное усилие.
[0060]
Кроме того, поскольку второй поршень 428 двигается поступательно вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, клиновидная деталь 434, соответственно, перемещается вдоль оси в том же направлении в пределах клиновидной камеры 442. Клиновидная деталь 434 контактирует с катушкой 444 на скошенной поверхности 622, что заставляет катушку 444 радиально расширяться до второго диаметра 410b. Сразу же необходимо вернуть стыковочный ниппель 600 в конфигурацию по умолчанию, для чего гидравлическое давление на стыковочный ниппель 600 может быть сброшено. В результате этого, пружинное усилие, нагнетенное в устройстве смещения 616, может вынудить второй поршень 428 вернуться в конфигурацию по умолчанию, тем самым, соответственно, перемещая клиновидную деталь 434 и позволяя катушке 444 радиально сузиться до положения, проиллюстрированного на Фиг. 3A и по существу возвращая наконечник стыковочного ниппеля 604 к первому диаметру 410a.
[0061]
Кроме применения гидравлических сил, специалисты в данной области техники охотно признают, что могут применяться аналогичным образом несколько других способов или устройств для приведения в действие стыковочного ниппеля 600 в интервале между конфигурацией по умолчанию (Фиг. 6A) и задействованной конфигурацией (Фиг. 6B). Например, хотя в данном документе не проиллюстрировано, настоящее изобретения также предусматривает применение одного или более исполнительных механизмов для приведения в действие стыковочного ниппеля 600. В других вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 600 может быть приведен в действие при помощи перепада давления, созданного через стыковочный ниппель 600, как в целом описано выше. В еще одних вариантах реализации изобретения, гидростатическое давление может быть приложено через стыковочный ниппель 600 для достижения того же результата.
[0062]
например
Теперь обратимся к Фиг. 7A и 7B, иллюстрирующим боковые виды в поперечном сечении другого типового стыковочного ниппеля 700, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Стыковочный ниппель 700 может быть подобен в некоторых отношениях стыковочным ниппелям 400 и 600 по Фиг. 4A-4B и Фиг. 6A-6B, соответственно, и поэтому может быть наиболее понятен с ссылкой на них. Подобно стыковочным ниппелям 400 и 600, стыковочный ниппель 700 может быть скомпонован так, чтобы точно адресовать буровой снаряд или т.п. вниз по скважине таким образом, чтобы он достиг своего целевого назначения, , бокового ствола 104 на Фиг. 1, или далее вниз по скважине в пределах основного ствола 102. Кроме того, подобно стыковочным ниппелям 400 и 600, стыковочный ниппель 700 может быть способен изменять свой диаметр так, чтобы обеспечивалась возможность его взаимодействия с устройством отклоняющего клина 112 и, таким образом, выборочно определялся путь следования (например, основной ствол 102 или боковой ствол 104).
[0063]
Стыковочный ниппель 700 проиллюстрирован на Фиг. 7A в конфигурации по умолчанию, причем наконечник стыковочного ниппеля 702 обладает первым диаметром 410a. На Фиг. 7B, стыковочный ниппель 700 проиллюстрирован в задействованной конфигурации, причем наконечник стыковочного ниппеля 702 обладает вторым диаметром 410b. Для перемещения в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией, стыковочный ниппель 700 может содержать второй поршень 428, размещенный подвижно в пределах второй поршневой камеры 432, и поршневой шток 430, пролегающий вдоль оси от него через первую поршневую камеру 424.
[0064]
Вторая поршневая камера 432 может быть установлена в пределах корпуса зажимной втулки 708, соединенного с или же являющимся неотъемлемой частью наконечника стыковочного ниппеля 702. Корпус зажимной втулки 708 может определять множество пролегающих по направлению оси упорок 710 (лучше всего видно на Фиг. 7B) которые способны изгибаться при воздействии радиально наружу. Корпус зажимной втулки 708 дополнительно содержит радиальный выступ 712, установленный на внутренней поверхности корпуса зажимной втулки 708 или же выступающий радиально внутрь от каждой из пролегающих вдоль оси упорок 710. Радиальный выступ 712 может быть скомпонован для взаимодействия с клиновидной деталью 713, установленной на внешней поверхности второго поршня 428.
[0065]
Поскольку второй поршень 428 перемещается вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, он сжимает устройство смещения 716, размещенное в пределах второй поршневой камеры 432. Устройством смещения 716 может быть винтовая пружина, ряд тарельчатых пружин, пневмоволна или т.п. В некоторых вариантах реализации изобретения второй поршень 428 образует полость 718, которая принимает в себя устройство смещения 716 по меньшей мере частично. Противоположный конец устройства смещения 716 может контактировать с внутренним концом 720 наконечника стыковочного ниппеля 702, и сжатие устройства смещения 716 вторым поршнем 428 генерирует пружинное усилие.
[0066]
Кроме того, поскольку второй поршень 428 перемещается вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, клиновидная деталь 713 входит в зацепление с радиальным выступом 712 и действует на пролегающие вдоль оси упорки 710 в радиальном направлении наружу. Это проиллюстрировано на Фиг. 7B. После воздействия в радиальном направлении наружу, наконечник стыковочного ниппеля 702 обладает, по существу, вторым диаметром 410b, как описано выше. Для возврата в конфигурацию по умолчанию процесс идет вспять таким образом, чтобы пружинное усилие, сгенерированное в устройстве смещения 716, способно было воздействовать на второй поршень 428 обратно в пределах второй поршневой камеры 432, что позволяет пролегающим вдоль оси упоркам 710 сузиться в радиальном направлении. В результате этого, наконечник стыковочного ниппеля 702 возвращается снова к первому диаметру 410a.
[0067]
Настоящее изобретение также предусматривает изменение длины стыковочных ниппелей, в целом описанных в контексте данного изобретения, при помощи подвижного наконечника стыковочного ниппеля вместо подвижной переходной муфты 406. Более конкретно, в некоторых вариантах реализации изобретения переходная муфта 406 может быть неподвижной деталью или частью стыковочного ниппеля, и вместо положения вдоль оси, наконечник стыковочного ниппеля может быть отрегулирован относительно переходной муфты 406 для того, чтобы перемещаться в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией, описанном выше. Соответственно, в таких вариантах реализации изобретения приведение в действие стыковочного ниппеля 400 по Фиг. 4A и 4B будет служить для перемещения наконечника стыковочного ниппеля 404 относительно переходной муфты 406 от первой длины 408a ко второй длине 408b. Как будет понятно, подобные приводящие в действие средства могут применяться для того, чтобы перемещать наконечник стыковочного ниппеля 404 относительно переходной муфты 406. Такими средствами могут быть, но не ограничиваются ими, применение гидравлического давления, оказывающего действие на поршень, функционально связанный с наконечником стыковочного ниппеля 404, исполнительный механизм, функционально связанный с наконечником стыковочного ниппеля 404, и перепад давления, создаваемый во всем стыковочном ниппеле, действующий на поршень, функционально связанный с наконечником стыковочного ниппеля 404 для его перемещения.
[0068]
Варианты реализации, раскрытые в контексте данного изобретения, включают:
[0069]
A. Систему ствола скважины, содержащую верхний отклоняющий клин, расположенный в пределах основного ствола скважины и определяющий первую и вторую обсадные колонны, нижний отклоняющий клин, расположенный в пределах основного ствола и находящийся от верхнего отклоняющего клина на предопределенном расстоянии, нижний отклоняющий клин, определяющий первую обсадную колонну, обладающую предопределенным диаметром, которая сообщается с нижней частью основного ствола, и вторую обсадную колонну, которая сообщается с боковым стволом, и стыковочный ниппель, содержащий корпус и наконечник стыковочного ниппеля, расположенный на дистальном конце корпуса, при этом стыковочный ниппель приводится в действие в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией, при этом верхний и нижний отклоняющие клинья направляют стыковочный ниппель в один из следующих: боковой ствол или нижнюю часть основного ствола, основанные на основании длины и диаметра наконечника стыковочного ниппеля, по сравнению с предопределенным расстоянием и предопределенным диаметром, соответственно.
[0070]
B. Способ, включающий введение стыковочного ниппеля в основной ствол скважины, стыковочный ниппель, содержащий корпус и наконечник стыковочного ниппеля, расположенный на дистальном конце корпуса, и стыковочный ниппель, приводящийся в действие в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией, адресацию стыковочного ниппеля через верхний отклоняющий клин, расположенный в пределах основного ствола, и определяющий первый и второй каналы, продвижение стыковочного ниппеля к нижнему отклоняющему клину, расположенному в пределах основного ствола и находящемуся от верхнего отклоняющего клина на предопределенном расстоянии, нижний отклоняющий клин, определяющий первую обсадную колонну, которая обладает предопределенным диаметром и сообщается с нижней частью основного ствола, и вторую обсадную колонну, которая сообщается с боковым стволом, и адресацию стыковочного ниппеля в один из следующих: боковой ствол или нижнюю часть основного ствола, на основании длины и диаметра наконечника стыковочного ниппеля по сравнению с предопределенным расстоянием и предопределенным диаметром, соответственно.
[0071]
C. Систему многоствольной скважины, содержащую основной ствол, имеющий первое ответвление и второе ответвление, расположенное на расстоянии от первого ответвления в скважине, первое устройство отклоняющего клина, расположенное в первом ответвлении и содержащее первый верхний отклоняющий клин и первый нижний отклоняющий клин, находящийся от первого верхнего отклоняющего клина на предопределенном расстоянии, при этом первый нижний отклоняющий клин, определяющий первую обсадную колонну, которая обладает предопределенным диаметром и сообщается с первой нижней частью основного ствола, и вторую обсадную колонну, которая сообщается с первым боковым стволом, второе устройство отклоняющего клина, расположенное на втором ответвлении и содержащее второй верхний отклоняющий клин и второй нижний отклоняющий клин, находящийся от второго верхнего отклоняющего клина на предопределенном расстоянии, при этом второй нижний отклоняющий клин, определяющий третью обсадную колонну, которая обладает предопределенным диаметром и сообщается со второй нижней частью основного ствола, и четвертую обсадную колонну, которая сообщается со вторым боковым стволом, и стыковочный ниппель, содержащий корпус и наконечник стыковочного ниппеля, расположенный на дистальном конце корпуса, при этом стыковочный ниппель приводится в действие в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией, при этом первый и второй устройства отклоняющего клина скомпонованы так, чтобы направлять стыковочный ниппель в один из указанных: первый и второй боковые стволы и первую и вторую нижние части основного ствола на основании длины и диаметра наконечника стыковочного ниппеля по сравнению с предопределенным расстоянием и предопределенным диаметром, соответственно.
[0072]
Каждый из вариантов реализации изобретения A, B, и C может иметь в своем составе один или более из следующих дополнительных образующих элементов в любой комбинации: Образующий элемент 1: отличающийся тем, что стыковочный ниппель дополнительно содержит переходную муфту, размещенную подвижно вокруг корпуса для того, чтобы изменять длину наконечника стыковочного ниппеля. Образующий элемент 2: отличающийся тем, что стыковочный ниппель приводится в действие, чтобы изменять длину наконечника стыковочного ниппеля за счет по меньшей мере одного из следующих: гидравлического давления, действующего на поршень, функционально связанный с переходной муфтой, исполнительного механизма, функционально связанного с переходной муфтой, и перепада давления, создаваемого во всем стыковочном ниппеле, действующего на поршень, функционально связанный с переходной муфтой для его перемещения. Образующий элемент 3: отличающийся тем, что если стыковочный ниппель соответствует конфигурации по умолчанию, то длина наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенное расстояние, а диаметр наконечника стыковочного ниппеля меньше, чем предопределенный диаметр, на основании чего стыковочный ниппель может быть направлен в первую обсадную колонну. Образующий элемент 4: отличающийся тем, что если стыковочный ниппель соответствует задействованной конфигурации, то длина наконечника стыковочного ниппеля меньше, чем предопределенное расстояние, а диаметр наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенный диаметр, на основании чего стыковочный ниппель может быть направлен во вторую обсадную колонну. Образующий элемент 5: отличающийся тем, что нижний отклоняющий клин определяет наклонную поверхность, которая образует часть второй обсадной колонны, при этом наклонная поверхность выполнена с возможностью направлять стыковочный ниппель в задействованной конфигурации во вторую обсадную колонну. Образующий элемент 6: отличающийся тем, что стыковочный ниппель дополнительно содержит поршень, размещенный подвижно в пределах поршневой камеры, установленной в наконечнике стыковочного ниппеля, клиновидную деталь, функционально связанную с поршнем таким образом, что движение поршня соответственно перемещает клиновидную деталь, и катушку, расположенную вокруг наконечника стыковочного ниппеля и в соприкосновении с клиновидной деталью, причем поршень приводится в действие таким образом, что клиновидная деталь перемещается для радиального расширения катушки, при этом, когда катушка радиально расширяется, диаметр стыковочного ниппеля превышает предопределенный диаметр. Образующий элемент 7: отличающийся тем, что стыковочный ниппель дополнительно содержит корпус зажимной втулки, образующий по меньшей мере часть наконечника стыковочного ниппеля и обозначающий собой множество пролегающих по направлению оси упорок, радиальный выступ, установленный на внутренней поверхности корпуса зажимной втулки и выступающий радиально внутрь от каждой пролегающей вдоль оси упорки, и поршень, размещенный подвижно в пределах поршневой камеры, определенной в пределах корпуса зажимной втулки и имеющей клиновидную деталь, установленную на ее внешней поверхности, вследствие чего поршень приводится в действие таким образом, что клиновидная деталь входит в зацепление с радиальным выступом и действует на множество пролегающих вдоль оси упорок в радиальном направлении наружу так, что диаметр наконечника стыковочного ниппеля превышает предопределенный диаметр.
[0073]
Образующий элемент 8: дополнительно включающий приведение в действие стыковочного ниппеля в интервале между конфигурацией по умолчанию, в которой длина наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенное расстояние, а диаметр наконечника стыковочного ниппеля меньше, чем предопределенный диаметр, и задействованной конфигурацией, в которой длина наконечника стыковочного ниппеля меньше, чем предопределенное расстояние, а диаметр наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенный диаметр. Образующий элемент 9: дополнительно включающий адресацию стыковочного ниппеля в первую обсадную колонну в то время, как стыковочный ниппель соответствует конфигурации по умолчанию. Образующий элемент 10: дополнительно включающий адресацию стыковочного ниппеля во вторую обсадную колонну в то время, как стыковочный ниппель соответствует задействованной конфигурации. Образующий элемент 11: дополнительно включающий контактирование наконечника стыковочного ниппеля с наклонной поверхностью, образующей часть нижнего отклоняющего клина, и адресацию наконечника стыковочного ниппеля во вторую обсадную колонну и боковой ствол этой наклонной поверхностью. Образующий элемент 12: отличающийся тем, что стыковочный ниппель дополнительно содержит переходную муфту, расположенную подвижно вокруг корпуса для того, чтобы изменять длину наконечника стыковочного ниппеля, и при этом приведение в действие стыковочного ниппеля в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией дополнительно включает применение по меньшей мере одного из следующих: гидравлического давления, действующего на поршень, функционально связанный с переходной муфтой, исполнительного механизма, функционально связанного с переходной муфтой, и перепада давления, создаваемого во всем стыковочном ниппеле, действующего на поршень, функционально связанный с переходной муфтой для его перемещения. Образующий элемент 13: отличающийся тем, что приведение в действие стыковочного ниппеля включает перемещение поршня, расположенного в пределах поршневой камеры, установленной в наконечнике стыковочного ниппеля, а значит, перемещение клиновидной детали, функционально связанной с поршнем, и сцепление катушки, расположенной вокруг наконечника стыковочного ниппеля, с клиновидной деталью, что заставляет катушку радиально расширяться, при этом, когда катушка радиально расширяется, диаметр наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенный диаметр. Образующий элемент 14: отличающийся тем, что приведение в действие стыковочного ниппеля включает перемещение поршня, расположенного в пределах поршневой камеры, установленной в корпусе зажимной втулки, которая образует по меньшей мере часть наконечника стыковочного ниппеля, при этом корпус зажимной втулки определяет множество пролегающих по направлению оси упорок, перемещение клиновидной детали, установленной на внешней поверхности поршня, в зацепление с радиальным выступом, размещенным на внутренней поверхности корпуса зажимной втулки и отступающим радиально внутрь от каждой пролегающей вдоль оси упорки, и вынуждение множества пролегающих вдоль оси упорок направляться радиально наружу при помощи клиновидной детали, при этом, когда множество пролегающих вдоль оси упорок вынуждено направляться радиально наружу, диаметр наконечника стыковочного ниппеля превышает предопределенный диаметр.
[0074]
Образующий элемент 15: отличающийся тем, что если стыковочный ниппель соответствует конфигурации по умолчанию, то длина наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенное расстояние, а диаметр наконечника стыковочного ниппеля меньше, чем предопределенный диаметр, на основании чего стыковочный ниппель может быть направлен в первую и третью обсадные колонны. Образующий элемент 16: отличающийся тем, что если стыковочный ниппель соответствует задействованной конфигурации, то длина наконечника стыковочного ниппеля меньше, чем предопределенное расстояние, а диаметр наконечника стыковочного ниппеля больше, чем предопределенный диаметр, на основании чего стыковочный ниппель может быть направлен во вторую и четвертую обсадные колонны. Образующий элемент 17: отличающийся тем, что каждый из указанных: первого и второго нижних отклоняющих клиньев, определяет наклонную поверхность, которая образует часть второй и четвертой обсадных колонн, соответственно, наклонная поверхность скомпонована так, чтобы направлять стыковочный ниппель в задействованной конфигурации во вторую и четвертую обсадные колонны. Образующий элемент 18: отличающийся тем, что стыковочный ниппель дополнительно содержит переходную муфту, установленную подвижно вокруг корпуса для изменения длины наконечника стыковочного ниппеля, и при этом стыковочный ниппель приводится в действие за счет применения по меньшей мере одного из указанных: гидравлического давления, действующего на поршень, функционально связанный с переходной муфтой, исполнительного механизма, функционально связанного с переходной муфтой, и перепада давления, создаваемого во всем стыковочном ниппеле, действующего на поршень, функционально связанный с переходной муфтой для его перемещения.
[0075]
Следовательно, раскрытые системы и способы хорошо приспособлены для достижения описанных и свойственных результатов и преимуществ. Частные варианты реализации, описанные ранее, являются иллюстративными, так как замысел настоящего изобретения может быть модифицирован и реализован другими, но эквивалентными способами, понятными специалистам в данной области техники, у которых есть возможность ознакомиться с настоящим описанием. Кроме того, раскрытые в настоящем описании подробности конструкции или проекта не содержат ограничений за исключением описанных далее в формуле изобретения. Таким образом, следует понимать, что частные иллюстративные варианты реализации, раскрытые ранее, могут быть изменены или модифицированы, при этом все такие изменения находятся в пределах объема настоящего изобретения. Системы и способы, иллюстративно описанные здесь, могут быть соответствующим образом реализованы в отсутствие любого элемента, специально не описанного в данном документе, и/или любого необязательного элемента, описанного в данном документе. Несмотря на то что композиции и способы описаны в контексте "содержания", "вмещения" или "включения" различных компонентов или этапов, композиции и способы, кроме того, могут "состоять главным образом из" или "состоять из" различных компонентов и этапов. Все числа и диапазоны, описанные выше, могут варьировать на некоторую величину. Всякий раз, когда описывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, конкретно описывается любое число и любой включенный диапазон, попадающий в указанный диапазон. В частности, каждый диапазон значений (в виде "от около a до около b" или, эквивалентно, "от приблизительно a до b" или, эквивалентно, "от приблизительно a-b"), описанный в данном документе, следует понимать как описывающий каждое число и диапазон, входящие в более широкий диапазон значений. Также, термины в формуле изобретения использованы в их простом, обычном значении, если обратное явным образом не указано заявителем. Более того, формы единственного числа, используемые в формуле изобретения, означают один или несколько элементов. Если существует любое противоречие в использовании слова или термина в данном описании и одном или более патентах или других документах, которые могут быть включены в данный документ в качестве ссылки, определения, которые согласуются с данной спецификацией, должны быть приняты.