用於鑽進分支井筒並進行完井的規樣導筒和規樣導筒系統的製作方法
2023-05-19 23:55:46
專利名稱：用於鑽進分支井筒並進行完井的規樣導筒和規樣導筒系統的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種被放置在井筒內的規樣導筒(template)，更具體地說，本發明是涉及這樣一種規樣導筒或規樣導筒系統，即，這種規樣導筒或規樣導筒系統具有一種這樣的結構，當把規樣導筒放置在主井筒內時，這種結構能使流體通過該規樣導筒循環流動，並且這種規樣導筒或規樣導筒系統具有可互換的結構，這種可互換的結構使得能通過這規樣導筒從主井筒來鑽進分支井筒並進行完井。
發明的背景為了增大油井的烴類產量和/或降低油井的烴類開採的單位成本，通常向地層內鑽進一些井筒，並使這些井筒的方向偏離真正的豎直方向。例如，使偏離的井筒穿透斷裂的地層，就能增大由該井筒所限定的導液區域，從而顯著增大該油井的烴類產量。採用這些偏離的井筒還能增大從具有固定數目鑽進槽的一個單一的海上鑽井平臺所能鑽進和完井的井筒數目。構建海上鑽進平臺所花費的巨大的固定成本的回收能力通常作為從該鑽井平臺所能鑽進的井筒數目的一個函數的關係被提高。利用當今技術例如利用在美國專利US5330007中所公開的技術，在一個海上鑽井平臺從任何一條鑽井槽都能鑽進許多的偏離的井筒或分支井筒。為了鑽進一分支井筒，利用一個下井規樣導筒把鑽杆引導到所期望的偏離地面套管的方向上。
本發明認識到需要這樣一種下井規樣導筒，即，這種下井規樣導筒能被放置並被固定在一主井筒內，以便能利用這種規樣導筒從該主井筒對一增加的分支井筒進行鑽進和完井。在研製這種規樣導筒的過程所遇到的問題之一是確定規樣導筒的結構和操作過程，使得規樣導筒的結構和操作過程能更容易且更能節約成本地讓循環流體通過主井筒內的規樣導筒，從而把規樣導筒固定在主井筒內，並且還能很容易且更能節約成本地利用被固定的規樣導筒來對一分支井筒進行鑽進和完井。因此，本發明的一個發明目的是提供一種下井規樣導筒或下井規樣導筒系統，這種下井規樣導筒或下井規樣導筒系統被構造成用於當把這種下井規樣導筒或規樣導筒系統放置到一井筒內時能使流體通過規樣導筒進行循環流動。本發明的另一個發明目的是提供這樣一種方法，即，這種方法用於使流體經過一主井筒內的規樣導筒或規樣導筒系統進行循環流動，尤其是為了把這些規樣導筒固定在所證券交易的主井筒內。本發明的另外一個發明目的是提供這樣一種規樣導筒或規樣導筒系統，即，這種規樣導筒或規樣導筒系統被構造成用於從主井筒對一個或多個分支井筒進行鑽進和完井。本發明的另一個發明目的是提供這樣一種方法，這種方法用於把規樣導筒或規樣導筒系統從一種流體循環結構重新構造成鑽進或塞的結構。本發明的另外一個發明目的是提供一種方法，這種方法利用規樣導筒或規樣導筒系統從主井筒對一個或多個分支井筒進行鑽進和完井。根據本發明，可以實現上面所描述的這些發明目的以及其它的一些發明目的。下面將對本發明進行描述。
發明的概述本發明包括一單獨的下井規樣導筒；由一些這種單獨的下井規樣導筒構成的系統；在一井筒內使用這種規樣導筒或規樣導筒系統的方法。根據一個實施例，本發明是一種規樣導筒，這種規樣導筒可放置一主井筒內，並用於從該主井筒鑽進一分支井筒。該規樣導筒包括一主體，所說的主體具有一個近端表面和一個遠端表面，其中，主體環繞著一主腔室。這種規樣導筒還包括一入口管，該入口管與所說的近端表面接合，並與近端表面中的一入口孔對齊；一主出口管，該主出口管與所說的遠端表面接合，並與遠端表面內的一主出口孔對齊；一分支出口管，該分支出口管與所說的遠端表面接合，並與所說遠端表面內的一分支出口孔對齊。主體基本上呈圓筒形，並包圍著至少一根旁通管，該旁通管從近端表面延伸到遠端表面，並與所說的主腔室流體分隔開。在主腔室內，入口管與主出口管或分支出口管不交叉。入口管和主出口管同軸對齊，並環繞著一條基本豎直的主軸線，而分支出口管基本上平行於入口管和主出口管。這種規樣導筒還包括一個轉向器，該轉向器被放置在主體內，以便限定出一條鑽杆路徑，該鑽杆路徑從入口管通至分支出口管或通至主出口管。該轉向器還可以被放置在主出口管內，以便在主出口管內提供一種壓力密封，從而能通過分支出口管進行壓力刺激。
根據本發明的另一個實施例，本發明是這樣一種規樣導筒，該規樣導筒可以放置在一主井筒內，並被構造成用於使流體通過該主井筒進行循環流動。這種規樣導筒包括一主體，一入口管，一主出口管，一分支出口管，其中，這些管通向主體內。在分支出口管內放置一分支塞。這種規樣導筒還包括一跨接組件(straddle assembly)，該跨接組件包括一跨接管，所說的跨接管具有近端、遠端、近端密封、遠端密封，所說的近端密封和遠端密封放置在所說的近端和遠端。近端密封被安裝在入口管內，遠端密封被安裝在主出口管內，從而提供一條通過主體的連續的跨接組件流通路徑，該跨接組件可阻止流體從入口管流入分支出口管內。於是，便提供了一條連續的下井流通路徑，該下井流通路徑通過入口管、跨接組件和主出口管。只需簡單地把跨接組件從主體中撤出，就可以把規樣導筒從流體循環結構重新構造成鑽進結構，從而提供從入口管通向分支出口管或通向主出口管的鑽杆路徑。
根據本發明的另一個實施例，本發明是一種規樣導筒系統，該規樣導筒系統放置在一井筒內，並具有許多規樣導筒，用於使流體在井筒內循環流動。這種系統具有一個初始規樣導筒和一個第一增加規樣導筒，每個規樣導筒基本上與上面所描述的一樣，都包括一主體、一入口管、一主出口管、一分支出口管以及一跨接組件。初始規樣導筒的主出口管與第一增加規樣導筒的入口管串接，以便把初始規樣導筒的連續的下井流通路徑與第一增加規樣導筒的連續的下井流通路徑相連接。這種規樣導筒系統還可包括第二個或更多個被串接的增加規樣導筒，其中，第一增加規樣導筒的主出口管與第二增加規樣導筒的入口管串接，第二增加規樣導筒的主出口管與下一個增加規樣導筒的入口管串接，以便把全部規樣導筒的連續的下井流通路徑相互連接起來。
根據另一個實施例，本發明是這樣一種規樣導筒系統，這種規樣導筒系統可放置在一主井筒內，並具有許多規樣導筒，被構造成用於從該主井筒通過其中一個規樣導筒來鑽進至少一個分支井筒。這種系統具有一個初始規樣導筒和一個第一增加規樣導筒，每個規樣導筒基本上與上面所描述的一樣，都包括一主體，該主體具有一個近端表面和一個遠端表面，其中，該主體包圍著一主腔室；一入口管，該入口管與近端表面接合，並與近端表面內的入口孔對齊；一主出口管，該主出口管與遠端表面接合，並與遠端表面內的一主出口孔對齊；一分支出口管，該分支出口管與遠端表面接合，並與遠端表面內的分支出口孔對齊。初始規樣導筒的主出口管與第一增加規樣導筒的入口管串接。這種規樣導筒系統還可包括第二個或更多個串聯設置的增加規樣導筒，其中，第一增加規樣導筒的主出口管與第二增加規樣導筒的入口管串接，第二增加規樣導筒的主出口管與下一個增加規樣導筒的入口管串接，以便把全部規樣導筒的連續的下井流通路徑相互連接起來。
根據另一個實施例，本發明是一種用於使流體在一主井筒內通過一規樣導筒循環流動的方法。這種方法提供了一規樣導筒，該規樣導筒包括一主體、一入口管、一主出口管以及一分支出口管，其中，這些管通向所說的主體內。所說的規樣導筒被放置在一主井筒內，以便在規樣導筒和主井筒的表面之間形成一個環狀空間。一跨接組件被可拆卸地安裝在所說的規樣導筒內，使近端密封位於入口管內，使遠端密封位於主出口管內，以便提供一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑。該跨接組件基本上能防止流體從入口管流入分支出口管內，從而提供一條連續的下井流通路徑，該下井流通路徑通過入口管、跨接組件和主出口管，它把分支出口管排除在外。分支出口管也被堵塞住，以便防止在主井筒與分支出口管之間流體連通。把水泥向遠端方向注入到下井流通路徑內，並通過使跨接組件向遠端移動到水泥的後面，從而使這些水泥向近端流入所說的環狀空間內。提供至少一根旁通管，穿過所說的規樣導筒，這樣就有利於水泥通過規樣導筒向近端移動。通過所說的分支出口管來鑽進一分支井筒，然後通過所說的分支出口管來對該分支井筒進行完井。也可以有通過把一鑽杆穿入所說的主出口管來使主井筒延伸。
根據另一個實施例，本發明是一種用於使流體通過許多規樣導筒在一主井筒內循環流動的方法。這種方法提供了一個初始規樣導筒和一個第一增加規樣導筒，每個規樣導筒包括一主體、一入口管、一主出口管和一分支出口管，其中這些管通向所說的主體內。初始規樣導筒和第一增加規樣導筒被串接在一主井筒內，使得初始規樣導筒的主出口管與第一增加規樣導筒的入口管相連接。一個初始跨接組件被可拆卸地安裝在所說的初始規樣導筒內，使近端密封位於入口管內，使遠端密封位於主出口管內，以便提供一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑，該初始跨接組件基本上防止流體從初始規樣導筒的入口管流入初始規樣導筒的分支出口管內。一個第一增加的跨接組件被可拆卸地安裝在第一增加規樣導筒內，使近端密封位於入口管內，使遠端密封位於主出口管內，以便提供一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑，該第一增加的跨接組件基本上防止流體從第一增加規樣導筒的入口管流入到第一增加規樣導筒的分支出口管內，從而提供一條連續的下井流通路徑，該下井流通路徑通過初始規樣導筒和第一增加規樣導筒，並把初始規樣導筒和第一增加規樣導筒的分支出口管排除在外。初始規樣導筒和第一增加規樣導筒的分支出口管也被堵塞住，以便防止在主井筒和初始規樣導筒及第一增加規樣導筒的分支出口管之間形成流體連通。
提供一根遠端延伸管，該遠端延伸管延伸超過第一增加規樣導筒的主出口管。該遠端延伸管具有一個近端和一個遠端，所說的近端與第一增加規樣導筒的主出口管相連接，所說的遠端通用說主井筒內。朝著遠端方向把水泥注入到下井流通路徑內，水泥通過遠端延伸管，並向近端方向流入位於主井筒的表面和規樣導筒之間的一個環狀空間內。通過把初始跨接組件流通路徑堵塞住，阻止初始跨接組件的近端側和初始跨接組件的遠端側之間壓力連通，從而實現使水泥流入所說的環狀空間內。在初始跨接組件的近端側上形成一個正壓差，以便使初始跨接組件向遠端移動，這種移動又促使水泥進行移動。然後，把第一增加跨接組件流通路徑堵塞住，並利用初始跨接組件的近端側上的正壓差來使第一增加的跨接組件向遠端移動，這種移動又促使水泥發生移動。初始跨接組件的移動還能使初始規樣導筒的入口管和初始規樣導筒的分支出口管之間形成流體連通。類似地，第一增加跨接組件的移動能使第一增加規樣導筒的入口管與第一增加規樣導筒的分支出口管之間形成流體連通。
這種方法還可以提供第二個或更多個增加規樣導筒，把這些規樣導筒與初始規樣導筒和第一增加規樣導筒串接起來，其中，第一增加規樣導筒的主出口管與第二增加規樣導筒的入口管相連接，第二增加規樣導筒的主出口管與下一個增加規樣導筒的入口管相連接。第二個或更多個增加的跨接組件被可拆卸地安裝在所說的第二個或更多個增加的規樣導筒內，使近端密封位於入口管內，使遠端密封位於主出口管內，以便提供一條通過第二個或更多個增加的規樣導筒的連續的跨接組件流通路徑，所說的跨接組件基本上能阻止流體從第二或更多個增加的規樣導筒的入口管流入第二個或更多個增加的規樣導筒的分支出口管內。使第二個或更多個增加的跨接組件向遠端移動，以便使水泥移動到所說的環狀空間內。
一個轉向器被放置在所說的初始規樣導筒的主體內，以便限定出一條從入口管通向初始規樣導筒的分支出口管的鑽杆通路。通過把一鑽杆穿入初始規樣導筒的分支出口管來從主井筒鑽進一分支井筒。還通過初始規樣導筒的分支出口管對該分支井筒進行壓力刺激。類似地，把一個轉向器放置在第一增加規樣導筒的主體內，以便限定出一條從入口管至第一增加規樣導筒的分支出口管的鑽杆路徑。然後，通過把一鑽杆穿入第一增加規樣導筒的分支出口管，從主井筒鑽進一分支井筒。也通過第一增加規樣導筒的分支出口管對該分支井筒進行壓力刺激。
根據另一個實施例，本發明是一種用於通過一規樣導筒對一井筒進行壓力刺激的方法。該方法提供了一規樣導筒，該規樣導筒具有一入口管、一主出口管以及一分支出口管。入口管和主出口管被放置主井筒內，分支出口管被放置在從所說主井筒的延伸出的一分支井筒內。對所說的主出口管進行壓力密封，以便能承受至少約3500psi(磅/平方英寸)的壓力，並且通過所說的分支出口管對所說的分支井筒進行壓力刺激。
通過所附的附圖以及所作的描述，可以更進一步地了理解本發明。
附圖簡述
圖1是用於本發明的規樣導筒的立體示意圖。
圖2是圖1中的規樣導筒的頂視圖。
圖3是圖1中的規樣導筒的底視圖。
圖4是圖1中的規樣導筒沿4-4線的剖面圖。
圖5是圖1中的規樣導筒縱向剖面圖。
圖6是用於本發明的跨接組件的立體示意圖。
圖7是圖1中的規樣導筒的縱向剖面圖，其中規樣導筒內安裝有圖6中的跨接組件，用於實施本發明的流體循環方法。
圖8是圖7中的跨接組件和規樣導筒的頂視圖。
圖9是圖7中的跨接組件和規樣導筒的底視圖。
圖10是安裝在主井筒中的本發明的規樣導筒系統的剖面示意圖，其中，規樣導筒系統處於一種實施流體循環方法的操作狀態。
圖11-15是圖10中的規樣導筒系統的一系列剖面示意圖，其中，規樣導筒系統處於根據本發明進行的粘合過程的一系列操作狀態。
圖16是本發明的規樣導筒系統的示意剖面圖，圖中的規樣導筒系統處於實施分支井筒鑽進和完井方法的狀態。
圖17是用於本發明的轉向器的立體示意圖。
圖18是圖1中的規樣導筒的縱向剖面圖，其中，在規樣導筒內安裝了圖17中的轉向器，用於實施分支井筒的鑽進和完井方法。
圖19和20是本發明的規樣導筒系統處於實施分支井筒鑽進和完井方法的一系列操作狀態。
圖21是主井筒和從該主井筒延伸出的許多分支井筒的剖面示意圖，其中的分支井筒是採用本發明中的方法和規樣導筒系統進行鑽進和完井的。
優選實施例的描述參照圖1，本發明的規樣導筒總體上由附圖標記20來表示。規樣導筒20用作一導向器，它用於本發明所包括的流體循環、鑽進和完井過程中。規樣導筒20具有一主體21，該主體呈圓筒形，從該主體21延伸出許多基本上筆直的管狀元件22，23，24。管狀元件22是一入口管，管狀元件23是一出口管，管狀元件24是一分支出口管。主體21具有圓筒形側壁25和近端板26及遠端板27，所說的近端板26和遠端板27分別固定在側壁25的近端和遠端。在此所用的相對術語「近端」和「遠端」是參照井口而言的，其中，在井下，遠端元件比對應的近端元件距離井口通常更遠。近端板26和遠端板27與側壁25垂直，並通過諸如焊接的方法固定到側壁25上。側壁25與圓形板26，27的相交邊緣最好被做成斜角，以便有利於規樣導筒20的遠端進入井筒內，這將在後面被描述。近端板26和遠端板27是很堅固的，並具有4至6英寸數量級的厚度。
入口管22具有一個遠端28，該遠端28與近端26接合，並與近端板中的一入口孔29對齊。入口管22終止於近端板26處，並利用螺紋(圖中未示)把遠端28固定到近端板26上。主出口管23具有一個近端30，該近端30與遠端板27接合，並與遠端板27中的一個主出口孔31對齊。主出口管23終止於遠端板27處，並利用螺紋(圖中未示)把近端30固定到遠端板27上。入口管22、入口孔29、主出口管23和主出口孔31具有尺寸基本相同的圓形斷面，並同軸對齊，並以相同的規樣導筒20豎直軸線為軸線，這條相同的豎直軸線被稱作主軸線。分支出口管24平行於入口管22和主出口管23，並以一條豎直軸線為軸線，這條軸線被稱作規樣導筒20的分支軸線，該分支軸線偏離所說主軸線。分支出口管24具有一個近端32，該近端32與遠端板27接合，並與遠端板27中的一個分支出口孔33對齊。分支出口管24終止於遠端板27處，並利用螺紋(圖中未示)把近端32固定到遠端板27上。分支管24和分支出口孔33具有尺寸基本相同的圓形斷面，這些圓形斷面與入口管22、入口孔29、主出口管23以及主出口孔31的圓形斷面基本上相同。這些開孔29，31，33全都具有斜切邊緣，以便有利於從中穿過。
另外，參照圖2-4，在主體21內安裝有許多旁通管34a，34b，34c，34d。每根旁通管，一般用附圖標記34來表示，從近端板26到遠端板穿過主體21，並與入口管21、主出口管22以及分支出口管23平行。旁通管34a，34b，34c，34d在它們的整個長度上是連續開通的，並分別與近端26和遠端板27中的旁通開孔36a，36b，36c，36d以及遠端旁通開孔38a，38b，38c，38d對齊。固定板40a，40b沿著旁通管34的長度豎直地穿過主體21，並被密封地固定到側壁25以及近端板26和遠端板2上。固定板在主體21內限定出許多腔室42a，42b，44，這些腔室相互之間是流體隔離的。腔室42a是一個旁通腔室，該旁通腔室安裝有旁通管34a，34b。同樣，腔室42b是一個旁通腔室，該旁通腔室安裝有旁通管34c，34d。腔室44是一個主腔室，該主腔室44位於旁通腔室42a和42b之間，並基本上大於旁通腔室42a，42b。主腔室44的整個容積基本上是敞開的，並具有基本上均勻的連續的斷面，並且沒有任何障礙物。因此，管22，23，24基本上不伸入主腔室44內，並且在主腔室44內不會相互交叉。
入口管22、入口孔29、主腔室44、主出口孔31和主出口管23限定出穿過規樣導筒20的第一導向通路(或稱主導向通路)，入口管22、入口孔29、主腔室44、分支出口孔33和分支出口管24限定出穿過規樣導筒20的第二導向通路(或稱分支導向通路)。主導向通路和分支導向通路的特徵在於它們組合成大致呈「h」形狀。主導向通路在其整個長度是連續且直線的，並通過規樣導筒20。分支導向通路沿直線地通過入口管22，但是在主腔室44內從它的直線路徑偏向分支出口管24。當分支導向通路從主腔室44出來時，該分支導向通路就繼續沿直線通過分支出口管24。因此，整條分支導向通路具有通過規樣導筒的連續的但非直線的路徑。應當注意以，當規樣導筒20被象在後面要描述的那樣可操作地定位在井筒內時，入口管22、主出口管23和分支出口管24都與井筒的縱向軸線平行地對齊。還應注意到，主出口管23基本上要比分支出口管24長，而入口管22基本上要比它們中的任何一個短。
規樣導筒20設有許多連接元件，這些連接元件使得規樣導筒20能與本發明的系統和方法中所採用的另外的下井元件相連接。例如，在主出口管23的內表面上設置一對圓形槽49和一條縱向槽50，這有利於把一個轉向器按照後面將要描述的方式放置在規樣導筒20內。入口管22的近端52設有內螺紋54，主出口管23的遠端55設有外螺紋56。螺紋54，56使得一個規樣導筒20的主出口管22的遠端55能被連接到另一個類似的規樣導筒20的入口管22的近端52上，或連接到另外結構的規樣導筒上，或連接到可連接的套管上，或連接到另一個下井的可連接元件，這將在後面被描述。類似地，分支出口管24的遠端57設有內螺紋58，該內螺紋58使得分支出口管24的遠端57能與所需的其它下井元件相連接。在分支出口管24的內表面上設置有一對圓形槽59，這有利於按照後面將要描述的方式把懸掛組件放置在規樣導筒20內。在這裡，是以舉例的方式來表示出螺紋54，56，58的。對於熟練技術工來說，很顯然，把這些螺紋54，56，58設置在外部還是設置在內部是可以倒過來的，或者也可以採用圖中未示出的傳統的連接裝置來把一些規樣導筒20相互連接起來，或把規樣導筒連接到其它的下井元件，這些都在本發明的範圍之內。
規樣導筒20可以具有一種單件式的整體結構，也可以由多個部分構成，所說的這些多個部分由任何適當的方式連接在一起，例如利用螺紋、凸輪鎖、焊接等來連接，並採用任何適當的方式例如採用O形環或其它密封圈在它們的連接處進行密封。規樣導筒20最好由一種適當的金屬或多種金屬的組合來製造，這可根據在使用期間在井筒內會受到的荷載和壓力來選擇。一般來說，整個規樣導筒20的長度大約為20至30英尺或更長。主體21的長度通常至少約為12英尺，以便適應分支導向路徑所具有的相當大的逐漸的弧形偏離。主體21的外徑通常約為0.3米的數量級，以便可以安裝在傳統的井筒內。主體21的圓筒形結構使得當規樣導筒20按照後面所描述的方式被固定在井筒內時，規樣導筒20基本上能阻止從井筒移動。規樣導筒20在壓力至少為3500psi，優選的是至少7000psi，更優選的是至少10000psi或更大的井筒內能阻止移動，這些壓力要比公知的具有非圓筒形主體的規樣導筒所對應的壓力大得多。
參照圖6，跨接組件總體上由附圖標記60來表示，它用作規樣導筒20的一個附加元件，具有協作的用途。跨接組件60包括一個連續長度的跨接管62，該跨接管62具有一個敞開的近端64和一個敞開的遠端66。跨接管62是由一種很牢固的剛性材料例如用纖維玻璃或鋁製成的，利用傳統的油田鑽頭可以容易地鑽通該跨接管。跨接組件60還包括一個近端密封68和一個遠端密封70，這些密封通常被稱作刮塞，這些刮塞利用螺紋分別與跨接管62的敞開的近端64和遠端66相連接。近端密封68和遠端密封70具有中間孔72，這些中間孔72與敞開的跨接管62對齊，從而限定出一條連續的跨接組件流通路徑。跨接組件60的長度基本上大於主體21的長度。
近端密封68包括一個截錐形墊圈74，該截錐形墊圈74向遠端方向上逐漸縮小，以便有利於跨接組件60移入並通過規樣導筒20。近端密封68還包括許多沿徑向延伸的固定銷釘76，在後面將對這些固定銷釘的作用進行描述。近端密封68的中間孔72設有內螺紋(圖中未示)。遠端密封70具有與近端密封68相類似的結構，同樣包括一個墊圈74，伸沒有固定銷釘76。遠端密封70設有外螺紋78，該外螺紋78可以與近端密封68的中間孔72中的對應的內螺紋嚙合，使得多個跨接組件60能端對端地連接成一串。
參照圖7-9，根據本發明的流體循環方法，圖中所示的跨接組件60被可拆卸地安裝在規樣導筒20內。跨接管62被放置在主腔室44內，近端密封68被放置入口管22內，遠端密封70被放置主出口管23內。通過固定銷釘76與入口管22的近端52中的內部臺肩82接合，從而把跨接組件60可拆卸地安裝在規樣導筒20內。當近端密封68的固定銷釘76與臺肩82接合時，近端密封68和遠端密封70根據需要分別被放置在入口管22和主出口管23內，固定銷釘76防止在本發明的流體循環方法中在正常的操作壓力作用下，跨接組件60在規樣導筒20內進一步移動。固定銷釘76具有預定的失效壓力臨界值，該臨界值使得這些固定銷釘76在增大的壓力作用下可以被剪斷，從而使得操作者能按照後面所描述的方式在入口管22和主出口管23內把跨接組件60從它的安裝座上拆卸下來。
近端密封68和遠端密封70中的每個密封被大小被做成使其外徑接近於入口管22和主出口管23的內徑，以便在入口管22和主出口管23與密封68，70的墊圈74之間形成流體密封。因此，入口管22，跨接組件60，和主出口管23限定出一條通過規樣導筒20的連續的下井流通路徑。跨接組件60把下井流通路徑與分支出口管24進行流體分隔開。一個流體密封分支塞84被擰入分支出口管24的遠端57內，以便在進行流體循環期間，把分支出口管24與規樣導筒20的外部進行流體分隔開。分支塞84是由一種能容易地被傳統的油田鑽頭鑽穿的材料製成。
下面將參照附圖10來描述本發明的流體循環過程。圖中的一規樣導筒系統總體上由附圖標記90表示，在這個系統中，進行流體循環過程。規樣導筒系統90包括許多規樣導筒20a，20b，20c，這些規樣導筒與上面參照圖1所描述的規樣導筒20相同。象上面參照圖7-9所描述的那樣，單獨的跨接組件60a，60b，60c分別被安裝在每個規樣導筒20a，20b，20c內。跨接組件60b，60c被稱作下部跨接組件，它們與上面參照圖6所描述跨接組件60相同。跨接組件60a被稱作頂部跨接組件，該跨接組件60a與下部跨接組件60b，60c的不同之處只在於近端密封68的中間孔72的結構，對該中間孔按照本領域的熟練技術工所熟知的方式進行一些改變，以便按照後面要描述的方式來接收一個泵下塞。在所有其它方面，頂部跨接組件60a與下部跨接組件60b，60c是相同的。
為了解釋的目的，圖中所表示的內部安裝有跨接組件60a，60b，60c的規樣導筒20a，20b，20c被串聯地端對端地堆疊起來，並被相互連接起來。尤其是，利用螺紋56，54分別把初始規樣導筒20a的主出口管23的遠端55與下一個位於遠端的規樣導筒20b的入口管22的近端52相連接，從而把規樣導筒20a，20b連接在一起。其中的初始規樣導筒20a也被稱作近端規樣導筒，所說的下一個位於遠端的規樣導筒20b也被稱作第一增加規樣導筒。類似地，利用螺紋56，54分別把第一增加規樣導筒20b的遠端55與下一個位於遠端的規樣導筒20c連接起來，以便把規樣導筒20b，20c連接在一起。其中的下一個位於遠端的規樣導筒20c被稱作第二增加規樣導筒。對於本領域熟練技術工來說，很明顯，這些接連的規樣導筒不需要被連續地端對端地堆接，這也在本發明的範圍內。實際上，儘管這些規樣導筒相互之間基本上被間隔開達一千英寸或更多大，但是，這些接連的規樣導筒常常是被連續地連接。如果兩個相繼的規樣導筒被連續地連接，但是被間隔開一個距離，那麼，利用傳統的連接套管(圖中未示)把最近端的規樣導筒的遠端55可流體連通地與下一個相繼的規樣導筒的近端52相連接，其中的連接套管的直徑與管22，23，24的直徑相同。例如，管22，23，24和連接套管都具有5.5英寸的直徑。
圖中所示出的本發明中的規樣導筒系統90總共具有三個規樣導筒，即，一個近端規樣導筒20a和兩個增加規樣導筒20b，20c。對於本領域普通技術人員來說，很顯然，本發明的規樣導筒系統90可以具有許多的增加規樣導筒，只要增加規樣導筒的數目被所涉及的下井環境所允許以及滿足操作者需要即可。按照基本上與前面的規樣導筒20a，20b，20c相同的方式從第二增加規樣導筒20c來連續地串接圖中未示出的增加規樣導筒。
規樣導筒系統90被放置在一個主井筒92內，該井筒92從井口86通過土質材料進入地層94內。主井筒92具有一個駐留部分98，規樣導筒20a，20b，20c駐留在這個駐留部分內。該駐留部分大致是豎直的。主井筒92具有一個遠端部分100，該遠端部分延伸超出所說的駐留部分98，並從豎直方向進行水平偏離。在本發明範圍內，也可以設置這樣的一主井筒92，其中，駐留部分98有些偏離豎直方向，或者，遠端部分100基本上是豎直的。一個地面或中間套管102被設置在主井筒92的近端104，該套管102從井口106延伸至駐留部分98的近端106。在開始本發明的流體循環過程之前，可以利用水泥(圖中未示)把套管102固定在近端部分104內。然而，駐留部分98通常是未加套管的敞開的井筒，該井筒在地層94與規樣導筒20a，20b，20c之間具有一敞開的環狀空間107。同樣，遠端部分100通常是一未加套管的敞開的井筒。
規樣導筒系統90還包括一根上升管108，該上升管具有一個遠端110，利用螺紋54和遠端110上對應的螺紋(圖中未示)把遠端110與近端規樣導筒20a的入口管22的近端52連接起來。上升管108與近端規樣導筒20a的入口管22具有相同的內徑和外徑。上升管108從駐留部分98的近端106延伸到近端部分104中這樣一個位置，在該該位置，上升管108的對置的近端112與一頸圈114相交。交點通常位於井口96附近。頸圈114的外徑與套管102的內徑相同，並具有一中間孔116，該中間孔的大小被做成能接收上升管108的近端112。利用螺紋或其它傳統的連接方式(圖中未示)在中間孔116處把近端112與頸圈114連接起來。
入口管22相對於主井筒92的中軸線偏出設置，這是由於近端規樣導筒20a的結構造成的，然而，頸圈114的中間孔116與主井筒92的中軸線是同心設置的。結果是，上升管108在主井筒92的近端部分104中經過一個微彎頭，以便與近端規樣導筒20a的入口管22對齊。第二頸圈(圖中未示)可以被設置在駐留部分98的近端106處，以便有利於上升管108的遠端與近端規樣導筒20a的入口管22對齊。
規樣導筒系統90還包括一個遠端延伸管120，該遠端延伸管具有一個近端122和一個遠端124.利用螺紋和近端122上對應的螺紋(圖中未示)把遠端延伸管120的近端122與第二增加規樣導筒20c的主出口管23相連。遠端延伸管120從駐留部分98的遠端126通過主井筒92的遠端部分100延伸，並終止於遠端延伸管120的遠端124，其中的遠端延伸管120通常位於主井筒92的底部128。遠端延伸管120與第二增加規樣導筒20c的主出口管23具有相同的內徑和外徑，從而，環狀空間107伸出超過主井筒92的駐留部分98，並通過遠端部分100延伸到遠端124。一個傳統的固定鞋130與連接頸圈132被連續地設置在遠端124。固定鞋130具有許多側向開口133，這些側向開口在遠端延伸管120的內部與環狀空間107之間提供流體連通。
如圖10所示，規樣導筒系統90處於流體循環的工作狀態。這樣，規樣導筒系統90的部件以這樣的方式對齊，即，使得下井流通路徑從中間孔116連續地通向側向開口133。通過這條下井流通路徑，就能在井口96與環狀空間107之間直接形成流體連通，然而，規樣導筒20a，20b，20c的分支管24最好被與井口96及環狀空間107保持流體分隔。通過泵送，使油田流體例如泥漿或分隔器從井口96通過下井流通路徑，從而開始流體循環過程，如圖中箭頭所示。持續地進行泵送，使流體通常遠端延伸管120，並從開口133流出，然後向上流到環狀空間107。根據需要，可以頸圈114處設置傳統的再循環裝置(圖中未示)，以便使流體再次循環地流回到下井流通路徑內。在整個液體循環過程中，跨接組件60a，60b，60c和塞84基本上可防止任何流體進入規樣導筒20a，20b，20c的分支管24。同時，旁通管34使得循環流體通過環狀空間107向上流動，即使在圓筒形主體21的外徑略小於井筒92的情況下，也會沒有限制地經過規樣導筒20a，20b，20c。例如，主體通常具有11.375英寸的外徑，而井筒92具有12.25英寸的直徑。
如圖11-15所示，這種流體循環操作結構可以適用於一系列連接的結構，它使得一個人就可以進行把規樣導筒20a，20b，20c固定到井筒92內的過程。這個固定方法是這樣開始的，把油田水泥漿料134泵送到下井流通路徑內。持續地進行這種水泥的泵送，直到泵送到下井流通路徑中的漿料134達到期望的量為止。水泥漿料134最好具有足夠的量，以便當被完全放入環狀空間107時，使能把規樣導筒20a，20b，20c固定在主井筒92內，並能對環狀空間107進行密封。
首先，參照圖11，在把漿料134放入下井流通路徑後，如圖所示，一個流體不能通過的下泵塞136被放置在漿料134的中間開口116內。參照圖12，在流動的流體例如泥漿的作用下，下泵塞136通過中間孔116和上升管10向遠端移動，其中的泥漿是從下泵塞136後面的井口96進行泵送的。下泵塞136在流動的流體的作用下向遠端繼續移動，直到該下泵塞與近端跨接組件60的近端密封68接合，其中的近端跨接組件60位於近端規樣導筒20a的入口管22內。下泵塞136的大小被做成能嵌套在近端密封68的中間孔72內。並且所具有的外徑接近於中間孔72的內徑。這樣，下泵塞136就在中間孔72和下泵塞136之間形成流體密封，從而阻止流體從中間孔72流動。在下泵塞136的後面通過下井流通路徑進行泵送移動的流體，泵送壓力足以在下泵塞136的近端側和遠端側之間形成一個正的移動壓差。當這個壓差超出近端密封68的固定銷釘76的失效荷載時，固定銷釘76就被切斷，這允許在下泵塞前面進行整個近端跨接組件60a的遠端移動。
參照圖13，近端跨接組件60a和嵌套的下泵塞136通過近端規樣導筒20a的入口管22向遠端移動，直到近端跨接組件60a的遠端密封70接觸第一增加跨接組件60b的近端密封68為止，其中的第一增加跨接組件60b位於第一增加規樣導筒20b的入口管22內。結果是，近端跨接組件60a從近端規樣導筒20a的入口管22經過，從而在入口管22與近端規樣導筒20a的分支出口管24之間通過主體21能進行流體連通。
參照圖14，近端跨接組件60a和嵌套的下泵塞136從近端規樣導筒20a的主出口管23被進一步地向遠端移動，並通過切斷第一增加跨接組件60b的近端密封68的固定銷釘76，從而移入第一增加規樣導筒20b的入口管22內。於是，近端跨接組件60a通過第一增加規樣導筒20b的入口管22移動相連接的第一增加規樣導筒20b，直到第一增加跨接組件60b的遠端密封70接觸第二增加組件60c的近端密封68為止，其中的近端密封68位於第二增加規樣導筒20c的入口管22內。這樣，下泵塞136和跨接組件60a，60b，60c被連續地堆積在第一和第二增加規樣導筒20b，20c的入口管22和主出口管23內。很顯然，移動的流體每次移動一跨接組件時，如圖13和圖14所示，被移動的跨接組件又使水泥漿料134的增加部分移支到環狀空間107內。
圖15表示出了處於最後固定狀態中的規樣導筒系統90，其中近端跨接組件60a、嵌套的下泵塞136、以及相繼的第一和第二增加跨接組件60b，60從第一和第二增加規樣導筒20b，20c的入口管22和主出口管23被進一步地向遠端移動，直到下泵塞136和跨接組件60a，60b，60c完全經過規樣導筒20a，20b，20c為止。這些連續堆積的下泵塞136和跨接組件60a，60b，60c位於遠端延伸管120的遠端124內的連接頸圈132處。於是，下泵塞136和跨接組件60a，60b，60c確保了全部的水泥漿料134被完全移入到環狀空間107內。一旦水泥漿料134被正確地放置到環狀空間107內時，最好在主井筒92內或從該主井筒92進行其它操作之前，完成所說的固定過程。在整個固定過程中，跨接組件60a，60b，60c和塞84基本上防止了任何水泥進入規樣導筒20a，20b，20c的分支管24內。然而，當完成固定過程時，就能在規樣導筒20a，20b，20c的對應的入口管22與分支管24之間通過對應的規樣導筒主體21形成流體連通。
如圖16所示，已把規樣導筒系統90構造成一種工作結構，這種工作結構使得能在這種規樣導筒系統90中，利用一個或多個被固定的規樣導筒20a，20b，20c來進行對一外或多個分支井筒進行鑽進並進行完井。圖16所示的結構還能對主井筒92進行延伸鑽進和完井，使井筒超過底部128。圖16所示的結構與圖15中的結構不同，在圖16中，跨接組件60a，60b，60c已從圖16所示結構中的遠端延伸管120中撤出。一種把跨接組件60a，60b，60c從下井流通路徑中撤出的一種優選方式是把它們鑽出來。
本發明的鑽進和完井過程採用了一個轉向器，在圖17中由附圖標記140總體上表示出了這個轉向器。該轉向器140包括一個固體的圓筒形心軸142、一個襯裡封隔器144、一些可拆卸的鎖定環146、以及一個彈簧加載的鎖定凸耳148。心軸142具有一個近端150和一個遠端152。近端150具有沿對角傾斜的表面154，該傾斜表面154相對於主井筒92的縱軸線傾斜成一個角度。該傾斜表面154用於按照一種後面要被描述的方式來引導一鑽進組件通過規樣導筒系統90。遠端152具有一錐體，以便有利轉向器140通過規樣導筒系統90移動。
另外，參照圖18，圖中所示的轉向器140被安裝在主體21內，並伸入到規樣導筒20的主出口管23內。傾斜表面154位於主體21內，該傾斜表面154的傾斜角度朝向分支出口孔33。因此，轉向器器140，更具體地說，傾斜表面154對任何流體、工具或其它構件進行引導，使它們通過入口管22進入主體21，並進入分支出口管24內。襯裡封隔器144在心軸142與主出口管23之間提供高壓密封，該高壓密封基本上防止了任何流體通過該轉向器140流過主出口管23。可拆卸的鎖定環146與槽49協作，如圖1所示，該可拆卸的鎖定環146把轉向器140固定住，使得轉向器140在工作期間在規樣導筒20內不能線性移動。把這些鎖定環146從這些槽49中撤出，從而使操作者能根據需要把轉向器140重新定位到規樣導筒系統90的另一個規樣導筒20上。彈簧加載的鎖定凸耳148與縱向槽50配合，從而在轉向器140工作期間，防止轉向器140在規樣導筒20內轉動。轉向器140被製造成能抵抗的壓力至少為3500psi(磅/平方英寸)，優選地是7000psi，更優選地是10000psi，或更大，並且在保持密封的同時，在主出口管23內不會發生移動。因此，轉向器被保持在規樣導筒20中的應有的位置中，並利用規樣導筒20來進行鑽進，或進行高壓完井過程，例如採用在後面將要描述的壓力刺激。
儘管圖中未表示出，但是對於本領域普通技術人員來說，很顯然，轉向器140可以被安裝在主體21內，並且可以伸入到規樣導筒20的分支出口管24內。傾斜表面154位於主體21內，使該傾斜表面154的斜面朝主出口孔31，以便對任何流體、工具或其它構件進行引導，使其通過入口管22進入主體21，並進入主出口管23內。這種結構可用於鑽進或完井過程，從而向上面所描述的那樣使主井筒92延伸。
圖19表示出了的規樣導筒系統90被用於分支井筒的鑽井過程中。轉向器140被安裝在第二增加規樣導筒20c內，安裝方式與參照圖18所描述的方式基本相同。從井口的一個鑽架把一根鑽杆156和其末端所安裝鑽頭158通過主井筒92插入到規樣導筒系統90內。當鑽杆156和鑽頭158通過規樣導筒20c的入口管22的近端開口32時，轉向器140把鑽杆156和鑽頭158通過連接開口44導入到分支出口管24內。對鑽頭158進行驅動，從而鑽通分支出口管24的遠端開口36中的分支塞84、環狀空間107中的水泥漿料134、並從地層94a鑽出一個距離，從而形成第一分支井筒160。第一分支井筒160具有一條縱向軸線，該縱向軸線偏離主井筒92的縱向軸線一個角度，換句話說，第一分支井筒160的縱向軸線偏離主井筒的縱向軸線。
參照圖20，從第一分支井筒160撤出鑽杆156和鑽頭158，並把一根管162插入第一分支井筒160內，並利用一個傳統的被安裝在圓形槽59內的懸掛組件(圖中未示)把管162懸掛在分支出口管24上，其中的這根管162被稱作襯管。管162的直徑通常為3.5英寸。一固定鞋130被設置在管162內，它與圖10中所示的設置在遠端延伸管120內的固定鞋基本相同。在把管162固定在第一分支井筒160內之後，把轉向器140重新安裝到第一增加規樣導筒20b上，並按照鑽進第一分支井筒160基本相同的方式鑽進第二分支井筒164。儘管圖中未表示出，但是，同樣，在第二分支井筒164鑽進結束時，把一根管162插入第二分支井筒164內。在把管162固定在第二分支井筒164內之後，轉向器140被重新安裝到初始規樣導筒20a上，然後按照鑽進第一分支井筒160相同的方式鑽進第三分支井筒166，接著把管162插入第三分支井筒，並進行固定。如上所述，把轉向器從主井筒92中除去，並通過遠端延伸管120再插入一根鑽杆，以便使主井筒92的底部128向遠端再伸入地層94一個距離，這些同樣在本發明的鑽進方法的範圍之內。
參照圖21，圖中所示的主井筒92具有根據本發明的中的方法鑽出的第一、第二和第三分支井筒160，164，166。通過對管162進行穿孔，並對相鄰的地層進行壓力刺激，從而圖中所示的分支井筒160，164，166中的每個支井筒都已被完井。利用轉向器40，按照與前面所描述的相同鑽進方式來工具或管從井口進行轉向，從井口把井筒的完井流體輸送到期望的分支井筒內，從而執行分支井筒160，164，166的完全過程。在分支井筒160，164，166已完井之後，但在穿孔之前，主井筒92的延伸也可以不採用轉向器來進行完井過程。通過規樣導筒20a，20b，20c和遠端延伸管120把完井體輸送到主井筒的延伸部。
上面已經描述了分支井筒的鑽進和完井的一種具體的次序，其中，並從底部至頂部，從遠端至近端的次序，只利用一個轉向器140來鑽進和固定分支井筒160，164，166，期間，可以對所用的轉向器從底部至頂部重新安裝，以便在按次序鑽進每個井筒。然後，從近端至遠端的順序，從頂部至底部，只利用一個轉向器140來對分支井筒160，164，166進行完井，期間，從頂部至底部來重新安裝所用的轉向器，以便按順序對每個井筒進行完井操作。
儘管圖中未表示出，但是，在本發明的範圍內，在進行鑽進和完井期間，也可以採用多個與轉向器140基本相同的轉向器。在利用第二增加規樣導筒和第一轉向器鑽進第一分支井筒並對井進行固定之後，把第一轉向器保留在第二增加規樣導筒內，並把第二轉向器放置在第一增加規樣導筒內。利用第一增加規樣導筒和第二轉向器來鑽進第二分支井筒，並對該第二分支井筒進行固定。第二轉向器被保留在第一增加規樣導筒內，並把第三轉向器放置在初始規樣導筒內。利用初始規樣導筒和第三轉向器來鑽進第三分支井筒，並進行固定。然後，利用第三轉向器和初始規樣導筒對第三分支井筒進行完井。然後，把第三轉向器從主井筒內撤出，並利用第二轉向器和第一增加規樣導筒對第二分支井筒進行完井。最後，把第二轉向器完全從主井筒內撤出，並利用第一轉向器和第二增加規樣導筒對第一分支井筒進行完井，接著，把第一轉向器完全從主井筒內撤出。
在本發明的範圍內，還可以按照從遠端至近端，從底部至頂部的次序，只利用一個上面所描述的轉向器來進行鑽進分支井筒160，164，166，但是，在鑽進第一分支井筒160並對該第一分支井筒進行完井之後，把所說的轉向器140保留在應有的位置。在沒有採用同心的套管的情況下，通過把完井流體向下直接輸送到第一分支井筒160內來對新鑽成的第一分支井筒160進行完井。然後，轉向器140被重新放置近端，以便按順序進行下一個井筒的鑽進操作。通過這種方式，按照從遠端至近端的順序來對分支井筒160，164，166進行完井，其中的完井順序與鑽進這些分支井筒的順序是相同的。
儘管圖中未表示出，但是，在本發明的範圍內，也可以在分支井筒160，164，166被鑽成並用於投入生產之後，仍然保持這些分支井筒160，164，166是不加套管的和/或不被固定的。在本發明的範圍內，也可以按照從近端至遠端的順序來進行鑽進分支井筒160，164，166，並且按照上面所描述的任何順序來對分支井筒160，164，166進行完井。
儘管在前面已經描述並用圖表示出了本發明的一些優選實施例，但是，應當知道，可以地本發明作出諸如上面所提出的以及其它的修改和變化，但這些都落入本發明的範圍之內。例如，在本發明的範圍內，可以構造這樣一種下井規樣導筒系統，它採用規樣導筒20與一個或多個傳統的規樣導筒例如在美國專利US5330007中所公開的規樣導筒串接起來，在此引用這篇美國專利文獻作為參考。
權利要求
1.一種可安裝在一主井筒內並用於從該主井筒鑽進一分支井筒的規樣導筒，所說的規樣導筒包括一主體，該主體具有一近端表面和一遠端表面，該主體圍繞著一個主腔室；一入口管，該入口管與所說的近端表面接合，並與所說近端表面中的一入口孔對齊；一主出口管，該主出口管與所說的遠端表面接合，並與所說遠端表面中的一主出口孔對齊；一分支出口管，該分支出口管與所說的遠端表面接合，並與所說遠端表面中的一分支出口孔對齊，其中，在所說的主腔室內，所說的入口管與所說的主出口管或所說的分支出口管不交叉。
2.根據權利要求1所述的規樣導筒，其中，所說的入口管和所說的主出口管同軸對齊，並環繞著一條基本上豎直的主軸線。
3.根據權利要求1所述的規樣導筒，其中，所說的分支出口管基本上平行於所說的入口管和所說的主出口管。
4.根據權利要求1所述的規樣導筒，其中，所說的主體基本上是圓筒形的。
5.根據權利要求1所述的規樣導筒，其中，所說的主體環繞著至少一根旁通管，該旁通管從所說的近端表面延伸到所說遠端表面，並與所說的主腔室流體分隔。
6.根據權利要求1所述的規樣導筒，還包括一個轉向器，該轉向器被放置在所說的主體內，從而從所說的入口管至所說的分支出口管限定出一條鑽杆通路。
7.根據權利要求1所述的規樣導筒，還包括一個轉向器，該轉向器被放置在所說的主體內，從而從所說的入口管至所說的主出口管限定出一條鑽杆通路。
8.根據權利要求1所述的規樣導筒，還包括一個轉向器，該轉向器被放置在所說的主出口管內，以便在所說的主出口管內提供一壓力密封，並能通過所說的分支出口管進行壓力刺激。
9.一種可安裝在一主井筒內並用於使流體通過該主井筒進行循環流動的規樣導筒，所說的規樣導筒包括一主體；一入口管，一主出口管，一分支出口管，所說的這些管通向所說的主體內；一跨接組件，該跨接組件包括一跨接管，跨接管具有近端、遠端以及近端密封、遠端密封，該近端密封和遠端密封被設置在所說的近端和遠端，其中，所說的近端密封被安裝在所說的入口管內，所說的遠端密封被安裝在所說的主出口管內，以便提供一條通過所說主體的連續的跨接組件流通過路徑，從而防止流體從所說的入口管流入所說的分支出口管；一條連續的下井流通路徑，該下井流通路徑通過所說入口管、所說的跨接組件以及所說的主出口管。
10.根據權利要求9所述的規樣導筒，還包括一個位於所說分支出口管內的分支塞。
11.根據權利要求9所述的規樣導筒，其中，所說的主體具有一個近端表面和一個遠端表面，所說主體環繞著一主腔室，所說的入口管與所說的近端表面接合併與所說近端表面內的一入口孔對齊，所說的主出口管與所說的遠端表面接合併與所說遠端表面內的一主出口孔對齊，所說的分支出口管與所說的遠端表面接合併與所說遠端表面內的一分支出口孔對齊。
12.根據權利要求9所述的規樣導筒，其中，所說的入口管和所說的主出口管同軸對齊，並圍繞乎一條基本上豎直的主軸線。
13.根據權利要求9所述的規樣導筒，其中，根據權利要求9所述的規樣導筒，其中，所說的分支出口管基本上平行於所說的入口管和所說的主出口管。
14.根據權利要求9所述的規樣導筒，其中，所說的主體基本是圓筒形的。
15.根據權利要求9所述的規樣導筒，其中，所說的主體圍繞著至少一根旁通管，該旁通管從所說的近端表面延伸到所說的遠端表面，並與所說的下井流通路徑流體分隔。
16.一種可安裝在一主井筒內並被可互換地用於使流體通過該主井筒循環流動或用於從該主井筒鑽進分支井筒的規樣導筒，所說的規樣導筒包括一流體循環結構，該流體循環結構具有一主體、一入口管、一主出口管、一分支出口管，所說的這些管通向所說的主體內，一跨接組件包括一跨接管，該跨接管具有近端、遠端、近端密封、遠端密封，其中的近端密封和遠端密封位於所說的近端和遠端，其中，所說的近端密封被安裝在所說的入口管內，所說的遠端密封被安裝在所說的主出口管內，以便提供一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑，從而防止流體從所說入口管流入所說的分支出口管，以及提供一條通過所說入口管、所說跨接組件以及所說主出口管的連續的下井流通路徑；一分支井筒鑽進結構，具有所說的主體、所說的入口管、所說的主出口管、所說的分支出口管，其中，把所說的跨接組件從所說的主體中撤出，以便提供一條從所說的入口管至所說的分支出口管或所說的主出口管的鑽杆通路。
17.根據權利要求16所述的規樣導筒，其中，在所說的流體循環結構和分支井筒鑽進結構中，所說的入口管和所說的主出口管圍繞一基本豎直的主軸線同軸對齊。
18.根據權利要求16所述的規樣導筒，其中，在所說的流體循環結構和分支井筒鑽進結構中，所說分支出口管基本上平行於所說的入口管和所說的主出口管。
19.根據權利要求16所述的規樣導筒，其中，在所說的流體循環結構和分支井筒鑽進結構中，所說的主體基本是圓筒形的。
20.根據權利要求16所述的規樣導筒，還包括一分支塞，該分支塞位於所說的流體循環流結構中的所說分支出口管內。
21.一種具有許多規樣導筒的規樣導筒系統，該系統被用於使流體在井筒內循環流動，該系統包括一初始模板和一第一增加的模板，每個所說的初始模板和第一增加的模板包括，一主體，一入口管，一主出口管，一分支出口管，所說的這些管通向所說的主體內；一跨接組件，該跨接組件包括一慧接管，該跨接管具有近端、遠端、近端密封、遠端密封，所說的近端密封和遠端密封位於所說的近端和遠端，其中，所說的近端密封被安裝在所說的入口管內，所說的遠端密封被安裝在所說的主出口管內，以便提供一條通過所說主體的邊續的跨接組件流通路徑，從而防止流體從所說的入口管流入所說的分支出口管，一條連續的下井流通路徑，該下井流通路徑通過所說的入口管、所說的跨接組件以及所說的主出口管，其中，所說初始規樣導筒的所說主出口管與所說的第一增加規樣導筒的所說入口管串接，從而把所說初始規樣導筒的所說連續的下井流通路徑與所說的第一增加規樣導筒的所說連續的下井路徑相連接。
22.根據權利要求21所述的規樣導筒，還包括第二個或更多個增加規樣導筒，所說的第二個或更多個增加規樣導筒中每一個規樣導筒包括所說的主體、所說的入口管、所說的主出口管、所說的分支出口管、所說的跨接組件，其中，所說的第二或更多個增加規樣導筒被串接安裝，並且其中所說的第一增加規樣導筒的所說主出口管與所說第二增加折所說入口管串接，所說第二增加規樣導筒的所說主出口管與所說的下一個增加規樣導筒的所說入口管串接，從而把所說的這些規樣導筒的所說連續的下井流通路徑相互連接起來。
23.一種可安裝在一主井筒內並具有許多規樣導筒的規樣導筒系統，該系統用於通過其中一個規樣導筒從該主井筒鑽進至少一個分支井筒，該系統包括一個初始規樣導筒和一個第一增加規樣導筒，所說的初始規樣導筒和第一增加規樣導筒中的每個規樣導筒包括，一主體，該主體具有一近端表面和一遠端表面，所說的主體環繞著一主腔室，一入口管，該入口管與所說的近端表面接合，並與所說近端表面內的一入口孔對齊，一主出口管，該出口管與所說的遠端表面接合，並與所說遠端表面內的一主出口孔對齊，一分支出口管，該分支出口管與所說的遠端接合，並與所說遠端表面內的一分支出口孔對齊，其中，在所說主腔室內，所說入口管與所說的主出口管或所說分支出口管不交叉，其中，所說初始規樣導筒的所說主出口管與所說第一增加規樣導筒的所說入口管串接。
24.根據權利要求23所述的規樣導筒系統，還包括第二或更多個增加的規樣導筒，所說的第二個或更多個增加的規樣導筒包括所說的主體、所說的入口管、所說的出口管以及所說的分支出口管，其中，所說第一增加規樣導筒的所說主出口管與所說第二增加規樣導筒的所說入口管串接，所說第二增加規樣導筒的所說主出口管與所說的下一個增加的規樣導筒的所說入口管串接。
25.一種用於使流體通過許多規樣導筒在一主井筒內循環流動的方法，該方法包括提供一個初始規樣導筒和一個第一增加規樣導筒，所說的初始規樣導筒和第一增加規樣導筒中的每個規樣導筒包括一主體、一入口管、一主出口管和一分支出口管，所說的這些管通向所主的主體內，把所說的初始規樣導筒和第一增加規樣導筒連續地設置在一主井筒內，使所說初始規樣導筒的所說主出口管與所說第一增加規樣導筒的所說入口管相連接；提供一個初始跨接組件和一個第一增加跨接組件，所說的初始跨接組件和第一增加跨接組件中的每個跨接組件包括一根跨接管，該跨接管具有近端、遠端、近端密封、遠端密封，該近端密封和遠端密封被設置在所說的近端和遠端；可拆卸地把所說的初始跨接組件安裝在所說的初始規樣導筒內，使所說近端密封位於所說入口管內，使所說遠端密封位於所說主出口管內，以便形成一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑，該跨接組件可阻止流體從所說初始規樣導筒的所說入口管流入所說初始規樣導筒的所說分支出口管內；可拆卸地把所說的第一增加的跨接組件安裝在所說第一增加規樣導筒內，使所說的近端密封位於所說入口管內，使所說遠端密封位於所說主出口管內，以便形成一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑，該第一增加的跨接組件可阻止流體從所說第一增加規樣導筒的所說入口管流入所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管內，從而形成一條通過所說初始規樣導筒和第一增加的規樣導筒的連續的下井流通路徑。
26.根據權利要求25所述的方法，還包括提供一遠端延伸管，該遠端延伸管延伸超過所說第一增加規樣導筒的所說主出口管，所說遠端延伸管具有一個近端和一個遠端，所說的近端與所說第一增加規樣導筒的所說主出口管相連，所說的遠端能向所說主井筒內。
27.根據權利要求25所述的方法，還包括把流體朝遠端注入到所說下井流通路徑內，並使所說流體向近端流入位於所說主井筒的表面與所說第一增加規樣導筒之間的環狀空間內。
28.根據權利要求27所述的方法，其中，所說的流體是水泥。
29.根據權利要求25所述的方法，還包括把所說初始規樣導筒的所說分支出口管堵塞住，以便防止在所說主井筒與所說初始規樣導筒的所說分支出口管之間形成流體連通。
30.根據權利要求25所述的方法，還包括把所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管堵塞住，以便防止在所說主井筒與所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管之間形成流體連通。
31.根據權利要求25所述的方法，還包括把所說初始跨接組件流通路徑堵塞住，以便防止在所說初始跨接組件的近端側與所說初始跨接組件的遠端側形成壓力連通。
32.根據權利要求31所述的方法，還包括在所說的初始跨接組件的近端側產生一個正壓差，以便使所說的初始跨接組件朝遠端移動，並使得在所說初始規樣導筒的所說入口管與所說初始規樣導筒的所說分支出口管之間能流體連通。
33.根據權利要求32所述的方法，還包括把所說的第一增加跨接組件流通路徑堵塞住。
34.根據權利要求33所述的方法，還包括在所說初始跨接組件的所說近端側上產生一個正壓差，以便使所說第一增加跨接組件朝遠端移動，並使得在所說第一增加規樣導筒的所說入口管與所說第一增加規樣導筒的分支出口管之間能液體連通。
35.根據權利要求25所述的方法，還包括使所說初始跨接組件朝遠端移動，以便在所說初始規樣導筒的所說入口管與所說初始規樣導筒的所說分支出口管之間能流體連通。
36.根據權利要求25所述的方法，還包括使所說第一增加跨接組件朝遠端移動，以便在所說第一增加規樣導筒的所說入口管與所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管之間能流體連通。
37.根據權利要求25所述的方法，還包括提供第二個或更多個增加規樣導筒，所說的第二個或更多個增加規樣導筒中的每個規樣導筒包括所說的主體、所說的入口管、所說的主出口管以及所說的分支出口管，所說的這些管通向所說的主體內；把所說的第二個或更多個增加規樣導筒與所說的初始規樣導筒和第一增加規樣導筒串接，其中，所說的第一增加規樣導筒的所說主出口管與所說第二增加規樣導筒的所說入口管連接，所說的第二增加規樣導筒的所說主出口管與所說的下一個增加規樣導筒的所說入口管連接；為所說的第二個或更多個增加規樣導筒中的每個規樣導筒提供一第二個或更多個增加跨接組件，所說第二個或更多個增加跨接組件中的每個跨接組件包括一根跨接管，該跨接管具有近端、遠端、近端密封、遠端密封，所說的近端密封和遠端密封被設置在所說的近端和遠端；在所說第二個或更多個增加的規樣導筒內可拆卸地安裝所說的第二個或更多個增加的跨接組件，使所說的近端密封位於所說的入口管內，使所說的遠端密封位於所說的主出口管內，以便提供一條通過所說第二個或更多個增加規樣導筒的所說主體的連續的跨接組件流通路徑，該跨接組件可阻止流體從所說的第二個或更多個增加規樣導筒的所說入口管流入所說第二個或更多個增加規樣導筒的所說分支出口管內。
38.根據權利要求37所述的方法，還包括使所說的第二個或更多個增加跨接組件向遠端移動，從而在所說第二或更多多個增加規樣導筒的所說入口管與所說第二個或更多個增加規樣導筒的所說分支出口管之間能流體連通。
39.根據權利要求25所述的方法，還包括通過把一鑽杆穿入所說初始規樣導筒的所說分支出口管來鑽進一分支井筒。
40.根據權利要求39所述的方法，還包括把一轉向器放置在所說初始規樣導筒的所說主體內，從而限定出一條從所說入口管至所說初始規樣導筒的所說分支出口管的鑽杆路徑。
41.根據權利要求40所述的方法，還包括通過所說初始規樣導筒的所說分支出口管對所說的分支井筒進行壓力刺激。
42.根據權利要求25所述的方法，還包括通過把一鑽杆穿過所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管來鑽進一分支井筒。
43.根據權利要求42所述的方法，還包括把一轉向器放置在所說第一增加規樣導筒的所說主體內，從而限定出一條從所說入口管通向所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管內的鑽杆通路。
44.根據權利要求42所述的方法，還包括通過所說第一增加規樣導筒的所說分支出口管對所說的分支井筒進行壓力刺激。
45.一種用於使流體通過規樣導筒在主井筒內循環流動的方法，該方法包括提供一規樣導筒，該規樣導筒包括一主體、一入口管、一主出口管以及一分支出口管，所說的這些管通向所說的主體內；把所說的規樣導筒放置在一主井筒內，以便在所說規樣導筒和所說主井筒的表面之間形成一個環狀空間；提供一跨接組件，該跨接組件包括一跨接管，該跨接管具有近端、遠端、近端密封、遠端密封，所說的近端密封和遠端密封被設置在所說的近端和遠端；把所說的跨接組件可拆卸地安裝在所說規樣導筒內，使所說近端密封位於所說的入口管內，使所說的遠端密封位於所說的主出口管內，從而提供一條通過所說主體的連續的跨接組件流通路徑，該跨接組件可阻止流體流體從所說入口管流入所說的出口管內，從而，提供一條連續的下井流通路徑，該下井流通路徑通過所說的入口管、所說的跨接組件以及所說的主出口管。
46.根據權利要求45所述的方法，還包括把所說的分支出口管堵塞住，以便防止在所說主井筒和所說分支出口管之間流體連通。
47.根據權利要求45所述的方法，還包括把一流體朝遠端注入到所說的下井流通路徑內，並使所說的流體朝近端流入所說的環狀空間內。
48.根據權利要求47所述的方法，還包括提供至少一根通過所說規樣導筒的旁通管，並使所說流體朝近端通過所說的至少一根旁通管經過所說的規樣導筒。
49.根據權利要求47所述的方法，其中，所說的流體是水泥，所說的方法還包括把所說水泥固定在所說的環狀空間內。
50.根據權利要求45所述的方法，還包括使所說的跨接組件朝遠端移動，以便在所說入口管和所說分支出口管之間能流體連通。
51.根據權利要求45所述的方法，還包括通過所說的分支出口管鑽進一分支井筒。
52.根據權利要求51所述的方法，還包括通過所說的分支出口管對所說的分支井筒進行完井。
53.根據權利要求45所述的方法，還包括把一鑽杆穿入所說的主出口管來延伸所說的主井筒。
54.一種用於通過規樣導筒對井筒進行壓力刺激的方法，包括提供一規樣導筒，該規樣導筒包括一入口管、一主出口管以及一分支出口管；把所說的入口管和所說的主出口管放置在一主井筒內；把所說的分支出口管放置在一分支井筒內，其中的分支井筒從所說的主井筒延伸出；對所說的主出口管進行壓力密封；通過所說的分支出口管對所說的分支井筒進行壓力刺激。
55.根據權利要求54所述的方法，其中，所說的主出口管被壓力密封，以便能承受至少約3500psi的壓力。
56.根據權利要求54所述的方法，其中，所說的規樣導筒具有一主體，該主體具有一近端表面和一遠端表面，所說的主體環繞著一主腔室，所說的入口管與所說的近端表面接合併與所說近端表面內的一入口孔對齊，所說的主出口管與所說的遠端表面接合併與所說遠端表面內的一主出口孔對齊，所說的分支出口管與所說的遠端表面接合併與所說遠端表面內的一分支出口孔對齊，其中，在所說主腔室內，所說的入口管與所說的主出口管或所說的分支出口管不交叉。
57.根據權利要求54所述的方法，其中，所說的入口管和所說的主出口管同軸對齊，並圍繞著一條基本上豎直的主軸線。
58.根據權利要求54所述的方法，其中，所說的分支出口管基本上平行於所說的入口管和所說的主出口管。
59.根據權利要求56所述的方法，其中，所說的主體基本是圓筒形的。
60.一種用於把流體注入到從地面向下延伸的井筒內並穿透地下含烴地層的方法，其改進包括提供一規樣導筒，該規樣導筒包括一入口管、一主出口管以及一分支出口管，其中，所說的入口管和所說的主出口管內包含一條連續的下井流通路徑；把所說的規樣導筒放置在所說的井筒內，以便在所說的規樣導筒和所說井筒的表面之間形成一個環狀空間；從所說的地面通過所說的下井流通路徑向遠端注入所說的流體，使流本進入所說的環狀空間；使所注入的流體的第一部分通過所說的環狀空間經過所說的規樣導筒向近端朝所說地面流動；提供至少一根通過所說規樣導筒的旁通管，並使所注入的流體的第二部分通過所說的至少一根旁通管經過所說的規樣導筒向近端朝地面移動。
61.根據權利要求60所述的方法，還包括把所說的分支出口管堵塞住。
62.根據權利要求60所述的方法，其中，所說的規樣導筒包括一主體，所說的管通向所說的主體內，此外，所說的主體具有大致呈圓筒形斷面。
63.根據權利要求60所述的方法，其中，在大於約3500psi的壓力下，所說的流體通過所說的規樣導筒移動。
64.一種用於通過規樣導筒對井筒進行壓力刺激的方法，該方法包括提供一規樣導筒，該規樣導筒包括一入口管、一主出口管和一分支出口管；把所說的入口管和所說的主出口管放置在主井筒內；通過把刺激流體經過所說的主出口管輸送到所說的主井筒來對刺激所說的主井筒，同時，在所說的入口管、所說的主出口管以及所說的分支出口管之間保持流體連通。
65.根據權利要求64所述的方法，還包括把所說的分支出口管安裝在從所說主井筒延伸出的一分支井筒內，並通過把刺激流體通過所說的主出口管輸送到所說的主井筒來對所說的主井筒進行壓力刺激，同時，在所說的入口管、所說的主出口管、所說的分支出口管和所說的分支井筒之間保持流體連通。
66.根據權利要求64所述的方法，還包括通過使鑽杆鑽入所說主出口管來形成所說的主井筒的延伸部分，從而使所說的主井筒延伸，並對所說的延伸部分進行穿孔，並且通過把刺激流體通過所說主出口管輸送到所說的延伸部分來刺激所說的延伸部分。
全文摘要
本發明提供了一個或多個規樣導筒，用於使流體在一主井筒內循環流動，以及用於對該主井筒的至少一個分支井筒進行完井。每個規樣導筒具有一主體、一入口管、一主出口管以及一分支出口管。在所說的規樣導筒內安裝一跨接組件，以便把所說規樣導筒構造成可以用於流體循環。跨接組件與入口管及主出口管協作，從而使一條下井流通路徑起作用，該下井流通路徑引導流體從入口管通過規樣導筒的主體，使流體流出主出口管，並旁通過所說的分支出口管。跨接組件從規樣導筒向遠端移動，對規樣導筒進行再構造，以便可用於鑽進。當跨接組件移動時，就把一轉向器放置在規樣導筒的主體內，以便形成一條從入口管通至分支出口管的鑽杆路徑。通過把一鑽杆穿入所說的鑽杆路徑來對分支井筒進行鑽進。然後，利用所說的轉向器把加入的流體或工具從入口管引向分支出口管，以便對該分支井筒進行完井。
文檔編號E21B34/14GK1729343SQ01806617
公開日2006年2月1日 申請日期2001年3月15日 優先權日2000年3月17日
發明者加裡·J·柯林斯, 約翰·L·鮑, 道·J·默裡, 奧布裡·C·米爾斯 申請人:馬拉索恩石油公司