組裝功能模塊以構成井工具的方法
2023-05-16 11:48:16
專利名稱：組裝功能模塊以構成井工具的方法
技術領域：
本發明總的涉及使用不同類型功能模塊的選擇布置來組裝井工具。
背景技術：
各種類型井設備被用於實施井眼中的操作，例如用於產出碳氫化合 物、產出水或將流體注入地下結構中的井眼。各種類型的井設備的示例組 件包括封隔器、量具、流量控制裝置等等。
按照慣例，井服務公司並不維持構成不同類型井設備的多種組件的
綜合庫存(inventory)。不維持組件的綜合庫存的主要原因在於維持這種 庫存的成本。可以有許多具有不同的組件布置和類型的不同類型的井工 具，導致大量的各種組件。不得不保持作為庫存的這種大量的各種組件將 導致支出增加。典型地，響應客戶的完井設備的訂單，井服務公司彙編所 需組件的列表，在本公司內部、從供貨商或可能從競爭對手訂購所需組件。 通常，將許多訂購的組件傳送到需要這些組件的作業地點。在作業地點實 施對組件的組裝。因此，如果組件中出現任何問題，則井設備就會喪失功 能，或者如果存在阻礙井工具成功組裝的問題，則井服務公司(或井服務 公司的客戶)將不能實施想要的井作業。任何不能組裝適當運行的井設備 可能導致在作業地的停機時間，這對井服務公司及其客戶可能是代價昂貴 的。
發明內容
總的來說，為了組裝井工具，許多不同類型的功能模塊的庫存被保 持在組裝地點。接收用於具有特殊用途的井工具的訂單。響應所述訂單， 至少一些取自庫存的各種類型功能模塊被組裝，以構成該井工具。
根據下面的說明、附圖及權利要求書，其它或可選擇的特徵將變得顯而易見。
圖1A-ID示出依據一些實施例的構成不同類型井工具的功能模塊的 模塊組件。
圖2為依據一些實施例的響應專用訂單組裝功能模塊以構成不同類 型井工具的過程的流程圖。
具體實施例方式
在下面的說明中，為了提供對本發明的理解，闡述許多細節。然而， 本領域技術人員應當理解的是，本發明沒有這些細節也可以被實施，並且 對所述實施例的許多改變或變化是可能的。
如這裡所使用的，為了更清楚描述本發明的一些實施例，在本說明 中使用指示給定點或部件的上或下相對位置的術語"上"和"下"、"上部" 和"下部"、"向上地"和"向下地"、"上遊"和"下遊"、"上方"和"下 方"以及其它類似術語。然而，在被應用於偏斜和水平井中使用的設備和 方法時，這種術語可能指代從左到右、從右到左或者適當的其它關係。
圖1A-1D示出具有不同配置的不同井工具。圖1A顯示具有基本配置 的井工具，而圖1B-1D示出具有基本配置加上附加功能模塊的井工具。盡 管圖1A-1D中的井工具共用一些公共功能模塊，但是這些井工具被當作不 同井工具。如下面進一步所解釋的，通過挑選不同功能模塊的排列來組裝， 在運送至作業地點之前，可以由井服務機構來組裝這些井工具。"井服務 機構"指代實施井服務(在井處實施的服務)的任何機構(公司或公司的 一些單位)。井服務機構可以基於客戶利益實施井服務。客戶可以是外部 客戶，或者客戶可以為作為井服務機構的同一公司內的單位。
圖1A中的基本配置總的用100表示，其中基本配置100具有幾種功 能模塊的組件，包括封隔器102、流量控制閥104、安裝接頭106和控制 接頭108。"功能模塊"指代實施井眼中預定任務的任意模塊，所述井眼 可以是生產碳氫化合物、生產淡水或將流體注入地下結構中的井眼。圖 1A-1D中所示的功能模塊被用於示例目的，因為不同類型功能模塊可以在不同實施方案中被使用。
例子中，使用流量控制閥104控制井眼中一些部分中的流體流量， 以及封隔器102可以被設置在井眼中來隔離井眼中的不同區域。圖1A中， 封隔器102通過安裝接頭106被連接至流量控制閥104。控制接頭108被 連接在封隔器102的上方，其中在控制接頭108上方可將控制接頭108連 接至鑽柱(例如管柱或一些其它工具柱)。圖1A還描述了一對控制管線 110，其穿過封隔器102延伸至流量控制閥104。使用可為液壓控制管線、 電控制管線或光纖控制管線的控制管線來控制流量控制閥104，以在開、 關位置之間(以及任意中間位置)激勵流量控制閥104。
圖1B顯示具有第二配置100A的井工具，其中第二配置100A為基本 配置100加上至少一個輔助功能模塊。在圖1B中，輔助功能模塊為液壓 控制模塊120，其由固定器122固定至安裝接頭106。固定器122被連接 至流量控制閥104中的凹陷124中以及安裝接頭106上的連接件。總的來 說，液壓控制模塊120為功能模塊的示例，其可以通過連接機構(例如包 括固定器122)被作為選擇添加至基本配置100。
通過使用液壓控制模塊120，圖1A中的一條或兩條液壓線110可以 被省略且由穿過封隔器102的不同類型的控制管線(例如，電控制管線或 光纖控制管線)126所代替(圖1B)。液壓控制模塊120被連接至液壓管 線128，該液壓管線128被配置給流量控制閥104，用於激勵流量控制閥 104。在可替換的實施例中，液壓控制模塊120可以是電液壓控制模塊。 在後續討論中，儘管針對"液壓控制模塊120"做出說明，但注意到本說 明書同等地適用於電液壓控制模塊。進一步從總體上來說，模塊120可以 被稱為"控制模塊"，其中控制模塊可以是液壓控制模塊、電液壓控制模 塊或者其它類型控制模塊中的任意一種。
圖1C示出第三配置IOOB，所述第三配置100B為基本配置100加上 具有一個或多個傳感器的傳感器模塊130。該傳感器模塊130也通過固定 器122固定至安裝接頭106。傳感器模塊130被連接至控制管線(例如， 電或光纖控制管線)132，所述控制管線延伸穿過封隔器102且還可以從 所述傳感器模塊繼續連接至完井中的向下的下一個部件。
圖1D顯示另一配置IOOC，所述配置100C為基本配置100加上液壓控制模塊120和傳感器模塊130，兩者均通過固定器122被安裝至安裝接 頭106。
儘管在上面提供了具體例子的功能模塊，但注意到還可以使用其它 類型的功能模塊，例如射孔槍、篩管組件、壓裂工具、套管固定器等等。
各種配置100、 100A、 100B和100C被考慮用於不同用途的不同井工 具。不同用途可以在從客戶接收的訂單(訂貨單)中被指定。如上所註明 的，"客戶"可以指外部客戶(例如與井服務機構不同的公司實體)或者 內部客戶，所述內部客戶為與井服務機構相同的公司實體。 一個客戶可以 要求依據基本配置100的井工具，而其它客戶可以要求依據任一結構 100A-100C的井工具。
由於井工具由基本配置加上所選擇的不同選項組成，所以井服務機 構能夠以相當具有成本效率的方式保持功能模塊的庫存，以使井服務機構 更快速組裝功能模塊來根據客戶指定的各種配置構成井工具。通過保持功 能模塊的庫存，井服務機構不必在接到客戶訂單之後從供貨商定購這種功 能模塊，這使得接收客戶訂單和井工具組裝及傳送至作業地點之間的延遲 減少。
提供不同配置的模塊化方法實現相同的功能模塊被使用在不同配置 中，以提供不同井工具。因此，可以使用功能模塊的較小庫存提供依據不 同配置的大量井工具。維持較小庫存與降低的成本相關聯。
圖2顯示在根據訂單構造方法(build_to-order approach)中組
裝功能模塊來構造井工具的過程流程圖。根據訂單構造指訂貨單實現方 法，其中，響應訂貨單，井服務機構能夠對基本配置有選擇地添加選項(以 功能模塊的方式)。各種功能模塊的製造被表示為框202、 204、 206、 208 和210，其分別對應於流量控制閥、傳感器、液壓控制模塊、封隔器和安 裝附件(例如，圖1A-1D中的安裝接頭106和控制接頭108)的製造。通 過井服務機構中的一個或多個供應商、通過井服務機構的競爭者和/或井 服務機構內部的單位可以實施各種功能模塊的製造。
將製造的功能模塊保持在庫存212中。將庫存212保持在井服務機 構的組裝位置。術語"組裝位置"指井服務機構組裝井工具的任意位置(或 多個位置)。在組裝位置，可以預先組裝副組件。例如， 一個副組件為圖l中依 據基本配置100的井工具。其它配置可以根據這個基本配置被構造，例如
圖1B-1D中所描述的那些配置。總的來說，"副組件"可以指代具有兩個
或多個功能模塊的任意組件。可以對功能模塊和任意副組件預先測試，確 保該功能模塊和任意副組件正確地起作用，進而節省在客戶的井場的時 間。
在某些點，專用訂單214由井服務機構接收，更具體地由訂單處理 系統216接收。在一些實施例中，訂單處理系統216為自動系統，在該系 統中軟體218可在中央處理單元(CPU) 220上執行，所述中央處理單元
(CPU) 220被連接至存儲器222 (例如，易失性存儲器或例如基於磁碟的 存儲器件的持久存儲器件)。可替換地，取代自動訂單處理系統，訂單處 理系統216可以為手工訂單處理系統，例如從客戶接收訂單的呼叫中心。 不同客戶的不同訂單可以指定對應於依據不同配置的井工具的不同 用途。依據本發明中的一些實施例，通過將作為選擇的功能模塊添加至基 本配置(甚至僅僅提供基本配置自身)以提供不同配置，可以有效地履行 不同用途的這些訂單。通過維持功能模塊的庫存212，可以相當塊地履行 訂單，因為功能模塊容易在組裝位置得到，並且不必從第三方供貨商訂購
(這可以增加履行訂單的數天或數周的延遲)。另外，使用模塊化方法， 必須被保持在庫存212中的各種功能模塊被減少，以獲得成本節省(維持 功能模塊的大量庫存導致增加的成本，包括存儲成本和資本成本)。
為了履行專門訂單，依據專門用途的井工具(例如依據圖1A-1D中 所示配置的流量控制系統)被組裝(在步驟224)。注意在其它實施例中， 可以組裝其它類型井工具。然後，測試組裝的流量控制系統(在步驟226)。 注意在將組裝的井工具運至遠程位置(與組裝位置遠距離定位的位置) 之前，在組裝位置可以實施組裝(224)和測試(226)。這確保組裝的井 工具正確地起作用，以減少可能導致增加的成本和令客戶不滿意的送至遠 程位置的井工具發生故障的可能性。
除了減少被配置至遠程位置的井工具不能運行的可能性之外，在組 裝位置處對組裝的井工具和副組件的測試可以從使用組裝位置處的更復 雜的綜合測試設備中受益。通常，由於這種測試設備的昂貴，這種複雜綜合測試設備不可能置於現場位置。除了高級測試設備之外，更廣泛的測試 程序可能在組裝位置而不是現場位置被執行，這增加了檢測組裝的井工具 中的故障的可行性。因此，依據一些實施例，通過以製造級別(在組裝位 置)組裝和測試井工具，提高了所述井工具的可靠性。此外，對井工具的 預先組裝導致在工作地點處減少的配置時間，這進一步增加了效率、降低 了成本。
在連續測試之後，將流量控制系統運輸(步驟228)至現場位置或 可選擇地至客戶井場(230)。注意，現場位置和客戶井場(或工作現場可 以是同一位置)。
儘管己經參考有限數量實施例描述本發明，但獲知本公開內容的本 領域技術人員將理解基於此的眾多改變和變化。所附權利要求書旨在覆蓋 所有落入本發明的實質和範圍內的這些改變和變化。
權利要求
1.一種組裝井工具的方法，包括步驟在組裝位置處保持多種不同類型的功能模塊的庫存；接收具有指定第一用途的井工具訂單；和響應於訂單在組裝位置組裝來自庫存的多種類型的功能模塊的第一組合來構成所述井工具。
2. 依據權利要求1的方法，進一步包括步驟將所述井工具從組裝 位置送至遠程位置。
3. 依據權利要求2的方法，進一步包括步驟在將所述井工具送至遠程位置之前，在組裝後在組裝位置對所述井工 具實施測試。
4. 依據權利要求3的方法，其中使用在遠程位置通常不容易得到的測試設備，在組裝位置對所述井工具實施測試。
5. 依據權利要求3的方法，其中在組裝位置對所述井工具測試遵循 通常在遠程位置不遵循的測試程序。
6. 依據權利要求l的方法，進一步包括步驟接收具有指定第二用途的另一井工具的第二訂單； 響應於第二訂單在組裝位置組裝來自庫存的多種類型的功能模塊的 不同的第二組合來構成所述另一井工具。
7. 依據權利要求6的方法，其中第一組合構成基本配置，以及組裝 第二組合的步驟包括將至少一個附加功能模塊添加至基本配置。
8. 依據權利要求7的方法，進一步包括步驟 接收具有指定第三用途的第三井工具的第三訂單； 響應於第三訂單在組裝位置組裝來自庫存的多種類型的功能模塊的不同的第三組合來構成所述第三井工具，其中第三組合包括基本配置和不同於第二組合中的附加功能模塊的 至少一個其它功能模塊。
9. 依據權利要求l的方法，其中所述接收訂單的步驟包括在訂單處理系統中接收所述訂單。
10. 依據權利要求1的方法，其中使用根據訂單構造方法來實施接收 訂單和組裝井工具的步驟，在所述根據訂單構造方法中，通過提供基本配 置和將作為選擇的多種類型的功能模塊添加至基本配置以提供不同井工 具來履行不同井工具的訂單。
11. 一種方法，包括步驟提供功能模塊的基本配置，其中所述基本配置在井眼中提供第一功能；和根據不同的相應用途，有選擇地將不同功能模塊添加至所述基本配置 來構成不同的相應井工具。
12. 依據權利要求ll的方法，進一步包括步驟接收指定不同的相應用途的訂單；以及 在組裝位置響應於所述訂單來組裝不同的相應井工具。
13. 依據權利要求12的方法，進一步包括步驟在將井工具送至相應的一個或多個遠程位置之前，在組裝位置處對所組裝的井工具進行測試。
14. 依據權利要求ll的方法，其中提供基本配置的步驟包括提供具 有流量控制閥和封隔器的基本配置，以及其中有選擇地將不同功能模塊添 加至基本配置的步驟包括添加控制模塊、傳感器模塊、射孔槍、篩管組件、 壓裂工具和套管固定器中的一個或多個模塊。
15. 依據權利要求14的方法，其中添加控制模塊的步驟包括添加液 壓控制模塊和電液壓控制模塊中之一。
16. 依據權利要求11的方法，進一步包括步驟在組裝位置處保持功能模塊的庫存，其中在將井工具配置給一個或多個遠程位置之前在組裝 位置處實施有選擇地將不同功能模塊添加至基本配置。
17. —種裝置，包括模塊化完井設備，其具有基本配置，以在井中實施至少一個功能，其 中所述基本配置具有多個功能模塊，所述多個功能模塊包括流量控制閥和封隔器中的至少一個；其中，所述基本配置具有至少一個連接機構，以能夠將至少一個其它功能模塊添加至所述基本配置。
18.依據權利要求17的方法，其中通過添加功能模塊的不同組合， 模塊化完井設備可配置成多種不同配置，其中所述多種不同配置對應於不 同井工具。
全文摘要
為了組裝井工具，多種不同類型功能模塊的庫存被保持在組裝位置。接收具有指定第一用途的井工具的訂單。響應該訂單，來自庫存的多種類型功能模塊的第一組合被組裝以形成所述井工具。
文檔編號G06Q10/08GK101551644SQ200810091820
公開日2009年10月7日 申請日期2008年4月3日 優先權日2008年4月3日
發明者亞洛克·德溫維迪, 皮埃爾·赫薩特, 艾夫斯·D·洛雷特茲 申請人:普拉德研究及開發股份有限公司