用于确定井筒中的套管柱的取向的刮塞制造技术

一种用于确定井筒中的套管柱的取向的系统。所述系统包括在相对于所述套管柱的至少一个结构的已知取向上设置在所述套管柱内部的井下工具。传感器模块被可操作地与所述井下工具关联并且被配置来获得与所述套管柱的所述取向有关的数据。通信模块被可操作地与所述传感器模块关联。所述通信模块被配置来将信息传输至表面位置，其中所述信息对应于由所述传感器模块所获得的与所述套管柱的所述取向有关的所述数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开大体上涉及结合关于地下井所执行的操作而使用的设备，并且具体地涉及可钻孔刮塞组件，所述可钻孔刮塞组件具有可操作用于确定井筒中的套管柱的取向的智能部件。专利技术背景在没有限制本公开的范围的情况下，本公开的背景将关于例如在用于多分支井的套管柱中形成窗口来进行描述。在多分支井中，习惯性作法是钻出从与主井筒或母井筒的交叉点向外延伸的支路或侧井筒。通常，一旦安装母井筒套管柱并且已完成母井筒，造斜器会在所需的交叉点处定位在母井筒套管柱中，并且随后旋转研磨机被横向偏转远离造斜器以形成穿过母井筒套管侧壁的窗口。一旦形成套管窗口，侧井筒能够被钻孔。在某些侧井筒中，当已完成钻孔操作时，将侧井筒套管柱安装在侧支路中。将侧支路装入套管中可以通过安装衬管柱来完成，所述衬管柱被支撑在母井筒中并延伸所需的一定距离到侧井筒中。一旦安装侧井筒套管柱并且已完成侧井筒，可能希望重新建立到主井筒的通道。在这种情况下，旋转研磨机可以被用于形成穿过侧井筒套管侧壁的通道窗口。在某些多分支安装中，可能希望在来自母井筒的预先确定的方向上钻出侧井筒，诸如在母井筒的高侧之外。在这种安装中，必须在相对于母井筒套管的预先确定的圆周取向处形成窗口。为了正确定位和旋转地定向造斜器以使得窗口在所需方向上进行研磨，与造斜器关联的闩锁组件可以被锚固到闩锁联接件中并且旋转地定向在其中，所述闩锁联接件互连在母井筒套管柱中。闩锁组件典型地包括多个弹簧操作的锁键，每个锁键具有被接收在闩锁轮廓中的锚定和定向轮廓，所述闩锁轮廓内部地形成在闩锁联接件中。以此方式，当闩锁组件的锁键被与闩锁联接件的闩锁轮廓可操作地接合时，闩锁组件和与其关联的设备在母井筒套管柱中被轴向地锚固和周向地定位在所希望的方向上。重要的是，为了获得正确取向的闩锁组件，母井筒套管柱的闩锁联接件必须首先被定位在期望的取向中。定向闩锁联接件的一种方法是使用测量数据同时和钻井数据来利用钻柱旋转母井筒套管柱。然而，已发现的是以这种方式旋转定向母井筒套管柱可能不精确且费时。因此，已出现对用于定向井筒中的母井筒套管柱的改进的系统和方法的需求。附图简述为了更完全地理解本公开的特征和优点，现对详细说明连同附图进行参考，在附图中，不同附图中的对应数字是指对应部分，并且其中：图1是根据本公开的一个实施方案的在地下井筒中安装了套管柱的近海石油和天然气平台的示意图；图2A-图2B是根据本公开的一个实施方案的用于在套管柱取向过程期间确定井筒中的套管柱的取向的系统的截面视图；图3A-图3B是根据本公开的一个实施方案的用于在衬管悬挂过程期间确定井筒中的套管柱的取向的系统的截面视图；图4A-图4B是根据本公开的一个实施方案的用于在粘合过程之前确定井筒中的套管柱的取向的系统的截面视图；图5A-图5B是根据本公开的一个实施方案的用于在粘合过程期间确定井筒中的套管柱的取向的系统的截面视图；图6A-图6B是根据本公开的一个实施方案的用于在释放过程期间确定井筒中的套管柱的取向的系统的截面视图；图7A-图7C是根据本公开的一个实施方案的用于用在用于确定井筒中的套管柱的取向的系统中的刮塞的各种视图；图8A-图8C是根据本公开的一个实施方案的用于用在用于确定井筒中的套管柱的取向的系统中的发送压力脉冲通信的刮塞的截面视图；图9A是根据本公开的一个实施方案的用于用在用于确定井筒中的套管柱的取向的系统中的电子和通信分组件的示图；以及图9B是根据本公开的一个实施方案的用于用在用于确定井筒中的套管柱的取向的系统中的传感器模块的示图。详细描述尽管在下文中详细讨论了各种系统、方法和其他实施方案，应理解的是本公开提供了能够在各种各样的特定背景下实施的许多适用的创造性概念。本文讨论的特定实施方案仅仅是说明性的，但是不界定本公开的范围。在第一方面中，本公开涉及用于确定井筒中的套管柱的取向的系统。所述系统包括在相对于套管柱的至少一个结构的已知取向上设置在套管柱内部的井下工具。传感器模块被可操作地与井下工具关联并且被配置来获得与套管柱的取向有关的数据。通信模块被可操作地与传感器模块关联。通信模块被配置来将信息传输至表面位置，其中所述信息对应于由传感器模块所获得的与套管柱的取向有关的数据。在第一实施方案中，井下工具可以是刮塞，所述刮塞在已知取向上定位在闩锁联接件中，所述闩锁联接件互连在套管柱中。在这个实施方案中，窗口接头可以在相对于闩锁联接件的已知取向上互连在套管柱中。在第二实施方案中，传感器模块可以包括可以是三轴加速仪的加速仪、可以是三轴陀螺仪的陀螺仪和可以是三轴磁力仪的磁力仪中的一个或多个。在第三实施方案中，微控制器可以被可操作地与传感器模块和通信模块关联。在第四实施方案中，电源可以被可操作地与传感器模块和通信模块关联。在第五实施方案中，通信模块可以是脉冲发生器，所述脉冲发生器被配置来将压力脉冲传输至表面位置。在第二方面中，本公开涉及用于确定井筒中的套管柱的取向的系统。所述系统包括互连在套管柱中的闩锁联接件。刮塞被在已知取向上接收在闩锁联接件中。传感器模块被设置在刮塞中。传感器模块包括被配置来获得与套管柱的取向有关的数据的加速仪、陀螺仪和磁力仪中的至少一个。通信模块被可操作地与传感器模块关联。通信模块被配置来将信息传输至表面位置，其中所述信息对应于由传感器模块所获得的与套管柱的取向有关的数据。微控制器被可操作地与传感器模块和通信模块关联。电源被可操作地与传感器模块、通信模块和微控制器关联。在第六实施方案中，刮塞可以井上和井下地密封地接合闩锁联接件的套管柱。在第七实施方案中，刮塞可以可释放地接合闩锁联接件。在第八实施方案中，刮塞可以是可钻孔刮塞。在第三方面中，本公开涉及用于定向井筒中的套管柱的方法。所述方法包括：将井下工具在相对于套管柱的至少一个结构的已知取向上设置在套管柱内部；利用可操作地与井下工具关联的传感器模块来获得与套管柱的取向有关的数据；利用可操作地与传感器模块关联的通信模块来将对应于由传感器模块所获得的数据的取向信息传输至表面位置；以及基于在表面位置处所接收的取向信息在井筒中将套管柱定向成期望的取向。所述方法还可以包括：在使套管柱延伸到井筒中之前，将井下工具在相对于套管柱的至少一个结构的已知取向上设置在套管柱内部；将刮塞在已知取向上定位在闩锁联接件中，所述闩锁联接件互连在套管柱中；使闩锁联接件的套管柱在井上和井下与刮塞密封地接合；利用加速仪、陀螺仪和磁力仪中的至少一个来获得取向数据；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定井筒中的套管柱的取向的系统，所述系统包括：井下工具，所述井下工具在相对于所述套管柱的至少一个结构的已知取向上设置在所述套管柱内部；传感器模块，所述传感器模块可操作地与所述井下工具关联并且被配置来获得与所述套管柱的所述取向有关的数据；以及通信模块，所述通信模块可操作地与所述传感器模块关联，所述通信模块被配置来将信息传输至表面位置，其中，所述信息对应于由所述传感器模块所获得的与所述套管柱的所述取向有关的所述数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定井筒中的套管柱的取向的系统，所述系统包括：
井下工具，所述井下工具在相对于所述套管柱的至少一个结构的已知取向上设置在所
述套管柱内部；
传感器模块，所述传感器模块可操作地与所述井下工具关联并且被配置来获得与所述
套管柱的所述取向有关的数据；以及
通信模块，所述通信模块可操作地与所述传感器模块关联，所述通信模块被配置来将
信息传输至表面位置，
其中，所述信息对应于由所述传感器模块所获得的与所述套管柱的所述取向有关的所
述数据。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述井下工具还包括刮塞，所述刮塞在已知取向上定
位在闩锁联接件中，所述闩锁联接件互连在所述套管柱中。
3.如权利要求2所述的系统，其还包括窗口接头，所述窗口接头在相对于所述闩锁联接
件的已知取向上互连在所述套管柱中。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述传感器模块还包括加速仪、陀螺仪和磁力仪中的
至少一个。
5.如权利要求1所述的系统，其还包括可操作地与所述传感器模块和所述通信模块关
联的微控制器。
6.如权利要求1所述的系统，其还包括可操作地与所述传感器模块和所述通信模块关
联的电源。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述通信模块还包括脉冲发生器，所述脉冲发生器被
配置来将压力脉冲传输至所述表面位置。
8.一种用于确定井筒中的套管柱的取向的系统，所述系统包括：
闩锁联接件，所述闩锁联接件互连在所述套管柱中；
刮塞，所述刮塞在已知取向上接收在所述闩锁联接件中；
传感器模块，所述传感器模块被设置在所述刮塞中，所述传感器模块包括被配置来获
得与所述套管柱的所述取向有关的数据的加速仪、陀螺仪和磁力仪中的至少一个；
通信模块，所述通信模块可操作地与所述传感器模块关联，所述通信模块被配置来将
信息传输至表面位置，其中所述信息对应于由所述传感器模块所获得的与所述套管柱的所
述取向有关的所述数据；
微控制器，所述微控制器可操作地与所述传感器模块和所述通信模块关联；以及
电源，所述电源可操作地与所述传感器模块、所述通信模块和所述微控制器关联。
9.如权利要求8所述的系统，其还包括窗口接头，所述窗口接头在相对于所述闩锁联接
件的已知取向上互连在所述套管柱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·斯蒂尔，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US