專利名稱：用于井套管的降置系統(tǒng)的制作方法
Iio這和iioh的滑動滑移；并且同時通過面向下的下倒轉(zhuǎn)V形楔形表面111￡和Iiii相對于且關(guān)于112上的面向上的向下倒轉(zhuǎn)V形楔形表面112￡和112i的滑動滑移，使得該橫向平移更容易。這使得110能夠相對于并且在壁套管103的凸緣或臺肩103a(先前降置在懸掛件99的頂部9吆上)的向下整體移位，然后套管在井中連接在位，從而減輕了加載在縮短的懸掛件上的套管載荷。這隨之使得能夠向側(cè)面且向外部將卩齒合(meshing) 110從下構(gòu)件99移除。注意，構(gòu)件111是兩個部件111￡和llli，這兩個部件通過緊固件裝置(一個或多個)保持在圖6的位置中(在橫向移位之前)，所述緊固件裝置諸如在部件111￡與Illi之間水平延伸的螺栓102。當(dāng)松開這些螺栓時，如所提及的，向下沉降的重量影響構(gòu)件滑動?；瑒颖砻娴脑揤形配置的另一個優(yōu)點是保持構(gòu)件110-112豎直對準(zhǔn)，排除在懸掛件結(jié)構(gòu)的側(cè)部(一個或多個)處與井結(jié)構(gòu)的干擾。典型地，V形構(gòu)件表面的角度相對于水平線是約30度。在99和100上的定心引導(dǎo)件96和97用于將懸掛件在井頭處定心在位。因此，構(gòu)件99、110和111然后被容易地移除，并且支撐構(gòu)件111以及下面的心軸 20被向上移除，從而懸掛件被從106處的支撐件移除，留下在頂部井區(qū)107中向上突出的套管103。支撐臺肩106通常由井中的外部套管提供。因此，提供了這樣的手段，使得懸掛件響應(yīng)于諸如螺栓102的懸掛件元件的脫離連接并且響應(yīng)于施加的套管重量而橫向地擴展并且縱向地縮短，以便于將懸掛件從井的頂部區(qū)域容易地移除?，F(xiàn)在參照圖I-圖8，懸掛件10總體上是管狀的，并且示出了所述懸掛件的第一長度配置。通過松開螺栓102 (所述螺栓將111的兩個部件上的在軸90的相對側(cè)處的凸緣12旦扣緊在一起)可以將所述懸掛件調(diào)節(jié)到其第二縮短長度。中間楔形件構(gòu)件部件沿著所提及的斜對的(diagonal)上表面和下表面相對地橫向滑動，并且部件111￡和111過徑向向外地移動。套管懸掛件移動到縮短的位置。套管懸掛件10還可以包括具有用以密封套管鉆孔或者外導(dǎo)體套管的橡膠0形環(huán)20a的下支撐心軸20。參見圖2和圖5中的鉆孔150。心軸20可以被留在井中以便在懸掛有套管懸掛件10的套管與先前安裝的懸掛有套管懸掛件的套管柱之間的環(huán)帶內(nèi)提供密封。所述心軸通常通過螺栓連接到懸掛部件112。圖2和圖27示出了在懸掛件調(diào)節(jié)之前與之后在套管凸緣103a下方的懸掛件長度尺寸A和B。如圖中示出的與描述的，中間部分111具有分開構(gòu)造111廷和11邊，所述分開構(gòu)造允許懸掛件在位置處分開成部件，以方便懸掛件造套管凸緣103&的下方從結(jié)合的套管或者管道移除?，F(xiàn)在參照圖31-圖37，這些圖示出了另選的形式的懸掛件126，該懸掛件使用豎直螺栓或緊固件125，所述豎直螺栓或緊固件可旋轉(zhuǎn)以便將懸掛件長度從長的測量值A(chǔ) (參見圖32)縮短到短的測量值B(參見圖35)。這使在懸掛件的頂部上的套管凸緣支撐臺肩126’在套管凸緣103互下方下降了 A-B的量，從而減輕了初始懸掛件支撐套管103中的能量或者張力?？梢匀菀椎匾瞥菟?25以允許移除上述的懸掛件上元件和下元件110和112’。上元件110’在元件111’的上方隔開。螺栓調(diào)節(jié)使螺栓凸緣IlO^朝向111旦上的螺栓凸緣Illaf移動。圖31和圖31’示出了在其軸向縮短之前與之后的懸掛件。圖38-圖44分別與圖31-圖37對應(yīng)，并且示出了另一個另選形式的懸掛件127，該懸掛件除了可調(diào)節(jié)螺栓之外還使用兩個或者更多個液壓凸輪，以便將懸掛件127的長度從長的測量值A(chǔ) (參見圖38)縮短到短的測量值B (參見圖42)。像前面一樣，這使在懸掛件的頂部上的套管凸緣支撐臺肩127’在套管凸緣103&下方下降了 A-B的量，從而減輕了初始懸掛件懸置套管103中的能量或者張力。液壓凸輪包括活塞135，所述活塞連接到上懸掛件元件310 ;并且在連接到下懸掛元件312的缸體136中向下伸出。缸體中的加壓流體在313處通過閥裝置314被可控制地釋放以允許元件310下降，從而使懸掛件縮短。閥裝置314’控制輸入到336的流體壓力。圖41和圖41’示出了軸向縮短之前與之后的懸掛件。圖45-圖51分別與圖38-圖44對應(yīng)，并且示出了又一另選形式的懸掛件140，該懸掛件采用液壓頂升類型裝置來取代可調(diào)節(jié)螺栓或多個液壓凸輪，以便將懸掛件140的長度從長的測量值A(chǔ) (參見圖45)縮短到短的測量值B (參見圖49)。這使在懸掛件的頂部上的套管凸緣支撐臺肩140’在套管凸緣103這下方下降了 A-B的量，從而減輕了初始懸掛件懸置套管103中的能量或者張力。頂升裝置包括圓柱形活塞145，所述圓柱形活塞連接到上懸掛元件140’，并且與112相對應(yīng)地在連接到懸掛件下元件147的缸體146中向下伸出。缸體空間148中的加壓液體通過閥裝置149來可控制地釋放以允許元件140下降，從而使 懸掛件縮短，以允許向上移除140’、146和147。圖48和圖48’示出了在軸向縮短之前與之后的懸掛件。圖52-圖56示出了可收回下部碗組件270，該下部碗組件總體上為圓柱形構(gòu)造以接納如圖6中在20處示出的用于密封的懸掛件下密封元件。中間定位臺肩存在在271處。向下地逐漸縮小的碗表面在272處示出。圖57-圖61與圖52-圖56類似，并且在280處示出了可收回下部碗組件，該下部碗組件也總體上是圓柱形的。更改的心軸20’容納在碗組件中并且位于環(huán)形臺肩282處。 如所描述的，心軸20’連接到懸掛件組件并且是懸掛件組件的部件。碗組件通常焊接到井導(dǎo)體管?？梢允褂闷渌浇友b置。因此，本發(fā)明提供了一種能夠在結(jié)合工作之前或者期間降置套管柱重量的可取回降置系統(tǒng)。這使得能夠?qū)⑻坠苤亓繌慕抵孟到y(tǒng)移除，所述降置系統(tǒng)然后可以被容易地移除并且重新使用。圖62示出了雙懸掛套管安裝，包括在井頭152處的雙豎直水平高度或位置150與151處的第一裝置，用于在下部位置150處支撐較大直徑懸掛套管153，并且用于在上部位置151處支撐較小直徑懸掛套管154。支撐在軸環(huán)153旦上的結(jié)構(gòu)157支撐151。在位置150與151處的第一裝置中的每個或者兩者均可以采取圖I-圖8，或者圖31-圖37或者圖38-圖43，或者圖45-圖51中示出的裝置的形式。在160-162處示出了可移除環(huán)繞滑柱。例如，在上述與所述附圖中的元件的操作相聯(lián)系的調(diào)節(jié)裝置中提供第二裝置，所述第二裝置用于響應(yīng)于套管支撐件中的受控減少來控制存儲在雙懸掛套管中、或者存儲在這種套管的每一個套管的能量的第二裝置。圖62和圖63還示出了圍繞套管延伸的環(huán)形支撐心軸170，并且所述心軸在雙或單個懸掛套管位置下方且在套管上以及沿套管的長度方向能整體地且相對地移動或滑動。如圖62和圖63中所見，可滑動心軸在172a處利用結(jié)構(gòu)174的鉆孔173承載0形環(huán)172并且被該0形環(huán)172密封，以及在175a處利用套管153的外表面176承載0形環(huán)175并且被該O形環(huán)密封。該環(huán)受壓或者變形以便密封。用于心軸倒角的降置臺肩設(shè)置在177處。因此，額外的目的包括提供a)第一裝置，該第一裝置在井頭處提供雙懸掛套管安裝，并且其特征在于能量存儲在支撐的套管中；b)以及第二裝置，該第二裝置用于響應(yīng)于套管支撐件中的受控制減小來可控制地 釋放雙懸掛套管中的能量存儲，從而相關(guān)聯(lián)的設(shè)備可以在井頭處收回，以節(jié)約時間和花費。另一個目的包括提供在套管頭結(jié)構(gòu)(一個或多個)以下延伸的可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)，并且所述可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)在將套管下延伸部(一個或多個)在井中接合以后、以及在所提及的能量釋放以后能可控制地且整體地從套管頭結(jié)構(gòu)(一個或多個)以下移動出來。
權(quán)利要求
1.ー種在井中安裝多個套管部件的方法，所述方法的步驟包括 a)提供支撐所述套管部件以便在所述井中縱向延伸的懸掛件， b)將所述懸掛件降置在井頭處的結(jié)構(gòu)上，從而所述套管部件的重量縱向地壓縮所述懸掛件， c)在所述懸掛件的下方將套管部件在所述井中結(jié)合在位， d)調(diào)節(jié)所述懸掛件以提供懸掛件長度的可控縱向縮短，從而移除施加在所述懸掛件上的套管重量，以及 e)將所述懸掛件的至少部分從所述井頭移除。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述懸掛件具有相互接合的斜對楔形表面，所述楔形表面響應(yīng)于所述調(diào)節(jié)而引起所述懸掛件的橫向擴展。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述楔形表面沿斜對地成角度的方向在橫向以及縱向上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述楔形表面限定上相互接合的表面和下相互接合的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述懸掛件具有可擴展壁部分，所述楔形表面中的至少ー個定位在所述可擴展壁部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括保持裝置，所述保持裝置阻擋所述壁部分?jǐn)U展，并且能調(diào)節(jié)以允許解除對所述懸掛件的所述橫向擴展的阻擋。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括提供保持裝置，所述保持裝置阻擋所述懸掛件橫向擴展，直到所述調(diào)節(jié)實現(xiàn)了解除對懸掛件橫向擴展的阻擋。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括將所述懸掛件的所述上部分從所述懸掛件的下心軸部分分開，以允許所述懸掛件的所述上部分從所述井的所述移除，降置的心軸部分支撐所述楔形表面以便相對滑動。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述懸掛件的所述橫向擴展用于方便所述懸掛件的所述上部分從所述井的所述移除。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)包括減輕用作阻擋所述懸掛件的縮短的軸向施加的力。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述軸向施加的力由下面中的ー個提供 i)軸向延伸的螺栓在軸向間隔的懸掛件部件上施加力， )軸向延伸的液壓凸輪結(jié)構(gòu)在軸向間隔的懸掛件部件上施加力， iii)軸向延伸的頂升結(jié)構(gòu)在軸向間隔的懸掛件部件中施加力。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述懸掛件包括在能相對移動以縮短所述懸掛件長度的懸掛件部件以下并支撐所述懸掛件部件的管狀心軸，并且所述方法包括將所述心軸降置在所述井頭處的管狀結(jié)構(gòu)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，提供所述結(jié)構(gòu)以限定面向上的碗表面。
14.一種便于在井中頭尾相接地安裝多個套管部件的設(shè)備，所述設(shè)備包括 a)用于在所述井中支撐所述套管部件的懸掛件， b)所述懸掛件具有用于將所述懸掛件降置在所述井中的臺肩，從而所述套管部件的重量用于縱向地壓縮所述懸掛件，c)所述套管部件能安裝成在懸掛件水平高度以下在所述井中連接在位， d)所述懸掛件具有可調(diào)節(jié)裝置以提供所述懸掛件長度的可控縱向縮短，從而移除施加在所述懸掛件上的套管重量， e)從而擴展的懸掛件的至少上部分可以從所述井移除，從而擺脫套管重量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述懸掛件具有相互接合的楔形表面，所述楔形表面響應(yīng)于所述裝置的調(diào)節(jié)而引起所述懸掛件的橫向擴展。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述楔形表面沿有角度的方向在橫向以及縱向上延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述楔形表面限定上相互接合的表面和下相互接合的表面，具有V形形狀，以在所述楔形表面的相對滑動期間將所述懸掛件保持在豎直位置中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述懸掛件具有可擴展壁部分，所述楔形表面中的至少ー個定位在所述擴展壁部分上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，包括保持裝置，所述保持裝置包括阻擋所述壁部分?jǐn)U展并且能調(diào)節(jié)以允許解除對所述懸掛件的所述橫向擴展的鎖定的螺紋緊固件結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，包括提供可調(diào)節(jié)保持裝置，所述保持裝置阻擋所述懸掛件橫向擴展，直到所述調(diào)節(jié)實現(xiàn)了解除對懸掛件橫向擴展的鎖定。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述懸掛件具有下心軸部分，在所述懸掛件上部分?jǐn)U展時所述懸掛件上部分從所述下心軸部分分開，以允許所述上部分從所述井的移除。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，包括井結(jié)構(gòu)，在所述上部分從所述下部分分開之前所述心軸部分降置在所述井結(jié)構(gòu)中。
23.ー種在用于從地下巖層回收碳?xì)浠衔镔Y源的系統(tǒng)中使用的用于在所述井中安裝套管的多個連接段的方法，其中在所述井中提供降置裝置，所述多個連接段包括第一串，所述方法包括以下步驟 a)將連接段的串延伸至所述井中； b)緊鄰所述串的最后連接段提供并且定位懸掛件，所述懸掛件具有頂部、底部、和內(nèi)部直徑，以及用于將所述懸掛件懸置在所述井內(nèi)的裝置，所述最后連接段包括保持裝置，以使得所述第一串通過所述保持裝置與所述懸掛件的接合而懸置，所述懸掛件包括長度調(diào)節(jié)裝置，以使得所述懸掛件能在第一長度與第二長度之間調(diào)節(jié)，所述第一長度比所述第二長度長; c)通過將用于在所述井內(nèi)懸置所述懸掛件的所述裝置與降置裝置接合，將所述第一串的套管懸置在所述井內(nèi)，其中所述套管懸掛件設(shè)定在所述第一長度； d)將所述第一串的套管結(jié)合在所述井內(nèi)； e)允許結(jié)合物達(dá)到預(yù)定強度；以及將第二串和/或附加串的套管懸置在所述井中；以及 f)將所述懸掛件調(diào)節(jié)到所述第二長度，所述調(diào)節(jié)包括強制地擴展所述懸掛件，以方便從套管頭移除懸掛件。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括將所述懸掛件從所述第一串的最后連接段移除的步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括提供要延伸至所述第一串的套管內(nèi)的第二串的套管。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述降置裝置設(shè)置在所述第二串的套管中的連接段內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述保持裝置包括軸環(huán)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述保持裝置包括夾具。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述保持裝置包括焊接至所述最后連接段的最外直徑的環(huán)。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，在所述第一串的最后軸環(huán)的頂部上的所述降置裝置包括附接至所述第二串的內(nèi)部直徑的降置環(huán)。
31.一種在井系統(tǒng)中使用的用于在井內(nèi)安裝套管的多個連接段的方法，所述井系統(tǒng)是為了從地下巖層回收碳?xì)浠衔镔Y源的目的而鉆出，所述井系統(tǒng)包括導(dǎo)體套管的串，具有降置裝置，所述多個連接段包括第二串，所述方法包括以下步驟 a)將連接段的串安裝至所述導(dǎo)體套管中； b)提供懸掛件并且將所述懸掛件附接至所安裝的串的最后連接段，所述懸掛件具有頂部、底部、和內(nèi)部直徑、外部直徑，以及用于將所述懸掛件懸置在所述導(dǎo)體套管內(nèi)的裝置，所述最后連接段包括保持裝置，以使得所安裝的串通過所述保持裝置與所述懸掛件的頂部的接合而懸置，所述懸掛件具有長度調(diào)節(jié)裝置，以使得所述懸掛件能在第一長度與第二長度之間調(diào)節(jié)，所述第一長度比所述第二長度長； c)通過將用于將所述懸掛件懸置在所述導(dǎo)體套管內(nèi)的裝置與所述降置裝置接合，將所述串懸置在所述井內(nèi)，其中所述懸掛件設(shè)定在所述第一長度處； d)將所述串結(jié)合在所述井內(nèi)； e)允許結(jié)合物達(dá)到預(yù)定強度；以及 f)將所述懸掛件調(diào)節(jié)至所述第二長度，所述調(diào)節(jié)包括強制地延長所述懸掛件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述懸掛件包括與所述懸掛件相關(guān)的心軸部件，所述心軸部件包括用于密封套管的多個串中的任一個串的最后連接段的ー個或多個O形環(huán)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，還包括將所述懸掛件從所述串的最后的連接段移除的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述可調(diào)節(jié)裝置包括下面中的ー種 i)在軸向間隔的懸掛件部件上施加力的軸向延伸螺栓， )在軸向間隔的懸掛件部件上施加力的軸向延伸液壓凸輪結(jié)構(gòu)， iii)在軸向間隔懸掛件部件中施加力的徑向延伸頂升結(jié)構(gòu)。
35.一種組合中， a)第一裝置，在井頭處提供雙懸掛套管安裝，并且其特征在于能量存儲在所支撐的套管中，以及 b)第二裝置，用于響應(yīng)于套管支撐件中的受控減少來可控地釋放存儲在所述雙懸掛套管中的能量，從而可以在所述井頭處收回關(guān)聯(lián)的設(shè)備。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的組合，其中，所述第二裝置包括在一個或多個套管頭結(jié)構(gòu)下面延伸的可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)，并且所述可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)在所述套管下延伸部在所述井中結(jié)合以后能可控地且整體地從所述一個或多個套管頭結(jié)構(gòu)下面移動出來。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的組合，其中，所述支撐結(jié)構(gòu)包括在所述套管周圍延伸的環(huán)形心軸，所述環(huán)形心軸能在所述可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)以下在所述套管上并且沿所述套管的長度方向整體地移動。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述組合，其中，所述可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)包括支撐元件，所述支撐元件具有相對可滑動并接合的表面，所述相對可滑動并接合的表面相對于所述套管限定的向下軸線以向下且橫向成角度的方式延伸，以允許能量釋放表面滑移。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的組合，其中，所述可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)包括豎直延伸的支撐元件，所述支撐元件相對于由所述套管限定的豎直軸線能豎直地調(diào)節(jié)，以允許響應(yīng)于所述豎直調(diào)節(jié)而釋放能量。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的組合，其中，所述支撐元件包括下面中的ー種 i)豎直延伸桿； )豎直延伸螺栓； Iii)豎直延伸活塞和缸體。
41.一種組合中， a)第一裝置，在井頭處提供懸掛套管安裝，并且其特征在于能量存儲在所支撐的套管中，以及 b)第二裝置，用于響應(yīng)于套管支撐件的受控釋放來可控地釋放所述懸掛套管中的或附近的能量存儲，從而可以在所述井頭處收回關(guān)聯(lián)的設(shè)備。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的組合，其中，所述第二裝置包括在一個或多個套管頭結(jié)構(gòu)下面延伸的可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)，并且所述可調(diào)節(jié)支撐結(jié)構(gòu)在ー個或多個套管下延伸部在所述井中結(jié)合以后能可控地且整體地從所述一個或多個套管頭結(jié)構(gòu)下面移動出來。用于井套管的降置系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉總體上涉及ー種用于完成油氣井(hydrocarbon well)的方法與設(shè)備,并且具體地說涉及一種用于減小鉆井時間量以及減小與先前安裝的同心外部套管(casing)內(nèi)的懸掛套管或者管道相關(guān)的相關(guān)花費的方法。
背景技術(shù)：
油氣井通常地使用從地表朝向地下油氣(hydrocarbon,碳?xì)浠衔?儲層延伸的多個管狀或同心套管柱(casing string),最外部的柱具有最大直徑并且長度最小,姆個內(nèi)部的柱均具有較小的直徑和較長的長度。最外面的管(導(dǎo)體管)作為位置準(zhǔn)備的一部分而安裝并且將在鉆機(drilling rig)移動到所述位置上時出現(xiàn)。導(dǎo)體管通常從20至100英尺的深度延伸，并且將具有4英寸或更大的直徑。啟動頭/鉆機附接到導(dǎo)體管的頂部以便連接到防噴設(shè)備，即BOP并且通常是分流器。通常在表面套管上的套管頭經(jīng)常會具有內(nèi)部臺肩。
一旦移動到位，鉆機便鉆進(jìn)到表面/下一個套管地點，所述套管地點是設(shè)定在淡水側(cè)向區(qū)(bearing zone)下面的預(yù)定深度，或者諸如坍塌的泥土或砂石區(qū)的難處理地層。通常地，該第一套管地點從在地面以下幾百英尺延伸到幾千尺。一旦到達(dá)第一套管地點，表面套管便延伸到井中，并且結(jié)合在位，通常通過將結(jié)合物(cement)通過套管的內(nèi)部向下泵送，并且繼續(xù)泵送直到結(jié)合物存在于套管的底部并且向上環(huán)行進(jìn)入到敞開孔與表面套管外部之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。
一旦已經(jīng)在表面套管上完成接合操作并且結(jié)合物充分固化以后，防噴器(BOP)管組(stack)松脫(nipple down)并且從所述鉆機下方移除。鉆機被切斷并且移除。表面套管被切割并且布置為降置(landing) /安裝表面套管井頭(wellhead)。BOP重新安裝并且附接或者套接(nipple up)到套管頭上。此后的鉆進(jìn)繼續(xù),直到到達(dá)下ー個套管地點,此時較小的套管柱延伸到所述井中。根據(jù)鉆孔地層的完整性以及井的預(yù)料深度，套管地點可以全程延伸到生產(chǎn)區(qū)，并且安裝生產(chǎn)套管(production casing)。另選地,套管的ー個或多個中間柱可以同心地安裝在表面套管內(nèi)。生產(chǎn)套管通常地從地表延伸到可能向下幾千英尺的生產(chǎn)區(qū)。在一些情形中，生產(chǎn)套管懸掛或者附接到表面套管、或者中間套管的底部。
生產(chǎn)套管結(jié)合在位，并且在全部結(jié)合物都被泵送到位以后，在結(jié)合物設(shè)置好的同時套管柱被固定地保持。此后，滑動式套管懸掛件布置在生產(chǎn)套管的頂部連接點周圍，所述生產(chǎn)套管通常降置而抵靠套管柱軸的內(nèi)部臺肩或者新附接的井頭上。
在井完成時，套管優(yōu)選地張緊地懸掛以減小套管失穩(wěn)(collapse)的可能性。當(dāng)套管的頂部在井頭內(nèi)鎖定在位時便可能發(fā)生這種失穩(wěn)。例如，如果井受到熱刺激，套管將會膨脹并且使套管柱扭曲(buckling),因為套管的頂部在井頭處鎖定在位。
在大多數(shù)應(yīng)用中，在表面套管、生產(chǎn)套管柱、或者中間套管柱降置之前，有必要移除防噴器管組以使套管柱在井頭滑柱(spool)內(nèi)降置在井頭處。防噴器管組的移除是耗時的，并且當(dāng)管組被移除時要求鉆機閑置幾個小時，并附接套管滑柱或井頭、且將防噴器套接回去。因為用于裝配時間的花費較高，因此該延遲是很昂貴的。此外，如果井證實為是多產(chǎn)的，那么在該過程中使用的井頭和套管懸掛設(shè)備永久地安裝在井中。這些裝置通常很昂貴并且大大地増加了井的花費。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個主要目的是提供方法和設(shè)備以滿足與上述操作相關(guān)聯(lián)的要求?；镜兀诰邪惭b多個套管部件的方法，包括以下步驟
a)提供支撐套管部件的懸掛件以便在井中縱向地延伸；
b)將懸掛件降置在井中的結(jié)構(gòu)上，從而套管部件的重量縱向地壓縮懸掛件；
c)在井內(nèi)并在懸掛件的下方將套管部件結(jié)合在位；
d)調(diào)節(jié)懸掛件以提供懸掛長度的可控制的縱向縮短，從而移除套管重量在懸掛件上的施加；
e)并且將懸掛件的至少一部分從井頭移除。
在ー種方式中，d)和e)步驟可以包括
d)調(diào)節(jié)懸掛件以響應(yīng)于懸掛件總體上側(cè)向的壓縮的解除而允許懸掛件的至少ー部分的可控制擴展以及懸掛件長度的縱向縮短，以及
e)將懸掛件的至少所述擴展部分從井移除。
如將要看到的，懸掛件通常地可以具有相互接合的楔形表面，所述楔形表面相互接合以引起懸掛件部分的橫向擴展。此外，這種楔形表面優(yōu)選地與橫向和縱向成角度地延イ申，并且限定上相互接合表面和下相互接合表面，例如具有V形狀、和/或倒V形狀。
另ー個目的包括使用具有可擴展壁部分的懸掛件，這種楔形表面中的至少ー個楔形表面定位在所述可擴展壁部分上。通常地設(shè)有保持裝置(retention means)，所述保持裝置用于阻擋所述壁部分?jǐn)U展，并且是可調(diào)節(jié)的以允許解除對懸掛件的橫向擴展的阻擋。
又ー個目的包括將懸掛件的上部從懸掛件的下心軸(mandrel)部分開(sever),以允許懸掛件的上部從井移除。在該方法中，懸掛件的橫向擴展有助于將懸掛件的上部從井移除。心軸通常在該分開之前以支撐關(guān)系降置到楔形表面，以允許心軸和楔形表面的相對滑動。
因此，本方法和設(shè)備g在消除將套管的頂部鎖定到井頭中的需要，以及消除移除并重新安裝防噴管組(作為在油氣井內(nèi)降置一串套管連接段的過程的一部分，套管將在油氣井內(nèi)結(jié)合在位)的需要。懸掛件附接到延伸到井中的所述串的最后連接段，這里公開了懸掛件的實施方式。懸掛件降置到加載臺肩上，或者降置到在正安裝的柱外部的之前安裝的套管柱的最上連接段的內(nèi)部或之上的其他結(jié)構(gòu)上。
如所公開的，該方法和設(shè)備允許使用另選的組件，以用于防噴器的附接，但是也可以使用常規(guī)的組件?？梢栽趹覓焯坠芤院罄盟_的懸掛件的實施方式來安裝所述設(shè)備。分流器滑柱可以直接地制造到導(dǎo)體管的頂部，且防噴器制造到分流器滑柱。懸掛件和套管可以在下部碗狀物的心軸加載臺肩下方懸掛并且結(jié)合在位，并返回的結(jié)合物通過分流器滑柱帶走。在結(jié)合物固化以后，隨著套管已經(jīng)降置并且結(jié)合在位，可以移除防噴器并且安裝井頭。
與已知的套管懸掛件相比，在本方法中使用的懸掛件通常地并且優(yōu)選地包括長度調(diào)節(jié)裝置，其中懸掛件可在第一長度與第二長度之間調(diào)節(jié)，并且其中第一長度比第二長度長。套管柱從懸掛件懸置，并且懸掛件隨之懸置在井中。此后結(jié)合物在井中環(huán)行，從而結(jié)合物在套管柱的一部分周圍形成護(hù)套，并且套管通常地處于張緊狀態(tài)。在允許結(jié)合物達(dá)到預(yù)定強度以后，懸掛件被調(diào)節(jié)到第二長度，此后在套管柱上的張カ被釋放，套管的頂部未剛性地鎖定在位。因為公開的懸掛件在先前安裝的套管柱的最上面連接段內(nèi)降置，所以不需要松脫防噴器。
另ー個目的是通過下面中的ー項來提供作用在懸掛件上的軸向施加的力
i)軸向延伸的螺栓在軸向間隔的懸掛件部件上施加力；
ii)軸向延伸的液壓凸輪結(jié)構(gòu)在軸向間隔的懸掛件部件上施加力；
iii)軸向延伸的頂托結(jié)構(gòu)(jacking structure)在軸向間_的懸掛件部件上施加 力。
盡管上面的是對本發(fā)明的多種實施方式的描述，但是在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以使用其他變型。因此本發(fā)明的范圍不應(yīng)該根據(jù)這些因素限定，而是根據(jù)在隨后的實用性應(yīng)用中提出的權(quán)利要求來限定。


圖I示出了套管懸掛件的等軸視圖2示出了圖I中示出的套管懸掛件的側(cè)視圖3示出了圖I中示出的套管懸掛件的前視圖4示出了圖I中示出的套管懸掛件的俯視圖5是沿著圖2的線5-5截取的截面；
圖6示出了支撐井套管的懸掛件的側(cè)視圖7示出了圖6的懸掛件和圖5中示出的套管的前視圖8是沿著圖2的線8-8截取的剖面；
圖9示出了懸掛件的上楔形件的等軸視圖10示出了如圖9中示出的楔形構(gòu)件的側(cè)視圖；以及圖IOa是沿著圖10的線IOa-IOa截取的剖面；
圖11示出了如圖9中示出的楔形構(gòu)件的前視圖12示出了如圖9中示出的楔形構(gòu)件的俯視圖13示出了套管懸掛件的中間楔形構(gòu)件的等軸視圖14示出了如圖13中示出的中間楔形件的側(cè)視圖15示出了圖13的頂部楔形構(gòu)件的俯視平面圖16示出了圖15的兩個部件楔形構(gòu)件中的一個部件的俯視平面圖17示出了套管懸掛件的底部楔形構(gòu)件的等軸視圖18示出了圖17中看到的底部楔形構(gòu)件的側(cè)視圖19示出了圖17中示出的底部楔形構(gòu)件的前視圖20示出了圖17中示出的底部楔形構(gòu)件的俯視圖21是沿著圖18的線21-21截取的剖面；
圖22示出了套管懸掛件的心軸部件的等軸視圖23示出了圖22中看到的心軸部件的側(cè)視圖24示出了圖22中示出的心軸部件的前視圖25示出了圖22中示出的心軸部件的俯視圖26示出了上部部件降下的圖6的懸掛件；
圖26’是圖26中看到的結(jié)構(gòu)的示意圖27示出了圖26的懸掛件的前視圖28是沿著圖27的線28_28截取的剖面；
圖29示出了圖27中看到的頂部楔形構(gòu)件的俯視圖，并且該楔形構(gòu)件可以在圖26的懸掛件中使用；
圖30是圖26-圖18的縮短的懸掛件的等軸視圖31示出了懸掛件縮短設(shè)備的修改形式；以及圖31’示出了處于調(diào)節(jié)狀態(tài)中的圖31的設(shè)備；
圖32是圖31的設(shè)備的側(cè)視圖33是沿著圖32的線33-33截取的剖面；
圖34是圖32設(shè)備的俯視平面圖35、圖36和圖37與圖32、圖33和圖34相對應(yīng)，但是是在懸掛件如圖31’中那樣縮短以后；
圖38-圖40與圖32-圖34相對應(yīng)，但是示出了在縮短之前的另ー個更改的懸掛件設(shè)備；
圖41是圖32-圖34的設(shè)備的等軸視圖41’示出了在縮短之后的圖41的設(shè)備；
圖42-圖44與圖38-圖40相對應(yīng)，示出了縮短之后的懸掛件；
圖45-圖47與圖30-圖40相對應(yīng)，并且示出了在縮短之前的另ー個更改的懸掛件；
圖48是圖45-圖47的懸掛件設(shè)備的等軸視圖48’示出了在縮短之后的圖48的設(shè)備；
圖49-圖51與圖45-圖47相對應(yīng)，但是不出了縮短之后的設(shè)備；
圖52-圖56是容納圖2和圖3中看到的下密封元件的碗狀物單元的等軸視圖、側(cè)視圖、剖視圖、以及俯視圖57-圖61與圖52-圖56相對應(yīng)，但是示出了更改，并且示出了位于下部碗狀物處的密封元件；
圖62示出了雙懸掛套管安裝；以及
圖63示出了可滑動心軸密封件。
具體實施方式
首先參照圖6和圖26，它們示出了懸掛件99、上構(gòu)件、下構(gòu)件和中間構(gòu)件110、111和112，顯示了在中間構(gòu)件112相對于上構(gòu)件和下構(gòu)件110和111橫向平移或者擴展之前(圖6)以及之后(圖26)的狀態(tài)。簡化的示意圖26’與圖26相對應(yīng)。通過構(gòu)件111上的面向上的上V形楔形表面Illa和Illb相對于并且關(guān)于110上的面向下的上V形楔形表面
全文摘要
本發(fā)明提供一種在井中安裝多個套管部件的方法，該方法包括提供支撐在井中縱向地延伸的套管部件的懸掛件；將懸掛件降置在井中的結(jié)構(gòu)上，從而套管部件的重量縱向地壓縮懸掛件；在懸掛件下方將套管部件在井中結(jié)合在位；調(diào)節(jié)懸掛件以提供懸掛件長度的可控制的縱向縮短，從而移除施加在懸掛件上的套管重量；并且將懸掛件的至少部分從井頭移除。
文檔編號E21B23/00GK102713132SQ201080060500
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者大衛(wèi)·M·米勒 申請人:大衛(wèi)·M·米勒