[发明专利]井下钻井工具的取向

说明书

技术领域

本公开大体上涉及结合地下井所利用的设备和所执行的操作，并且在下 文所描述的一个实例中更具体地提供了井下钻井工具的取向。

背景技术

能够在井中旋转地或在方位上定向钻井工具有时是有益的。例如，可能 希望在特定的方向上发射射孔枪的射孔弹，或者可能希望在特定的方向上钻 出分支井筒或使完井组件偏斜等。

因此，将理解的是，在井下定向钻井工具的领域中不断地需要改进。这 种改进对于射孔、钻孔、完井或者在井中所执行的其他操作可能是有用的。

附图说明

图1是可以体现本公开的原理的井系统和相关联方法的代表性截面视 图。

图2是井系统和方法的代表性部分截面视图，其中已将工具管柱引入井 筒中。

图3是井系统和方法的代表性部分截面视图，其中已相对于井筒旋转地 或者在方位上定向工具管柱中的钻井工具。

图4是定向装置的放大比例的代表性部分截面视图，所述定向装置可以 用在井系统和方法中，并且所述定向装置可以体现本公开的原理。

图5是被定位在定向装置的结构之间的接合构件的另一放大比例的代表 性部分截面视图。

图6是被固定在结构之间的接合构件的代表性部分截面视图。

图7是与接合构件接合的定向装置的定向轮廓的代表性部分截面视图。

图8是相对于接合构件移位从而引起定向装置的部件旋转的定向轮廓的 代表性部分截面视图。

具体实施方式

图1中代表性地示出的是用于井的系统10以及相关联的方法，所述系 统和方法可以体现本公开的原理。然而，应当明确理解的是，系统10和方 法实际上仅仅是本公开的原理的应用的一个实例，并且很多种其他实例是可 能的。因此，本公开的范围完全不限于本文所描述的和/或附图中所描绘的系 统10和方法的细节。

在图1的实例中，井筒12已被钻入到地球中。图1中描绘的井筒12的 部分内衬有套管14和水泥16。然而，在其他实例中，所述方法可以在井筒 12的无套管部分或开孔部分中执行。

图1中示出的井筒12部分从垂直线偏斜或倾斜，由此井筒具有上侧和 下侧。在其他实例中，井筒12部分可以是大体上水平的。优选地，在其中 执行所述方法的井筒12部分不是完全垂直的，尽管井筒可以包括其他大体 上垂直的部分。

在这种实例中，希望钻出从井筒12的上侧向外延伸的分支或横向井筒 18。在其他实例中，可能希望从井筒12的下侧或者在相对于井筒12的其他 方向上钻出横向井筒18。因此，本公开的范围不限于在相对于井筒的任何特 定方向上进行定向。

此外，本公开的范围不限于用于横向井筒钻井操作。相反，本文描述的 设备和技术可以用于除了钻井之外的操作，诸如射孔、完井、压裂或者其他 增产等。

现在另外参考图2，在已将工具管柱20引入井筒12之后代表性地示出 了井系统10和方法。在这种实例中，工具管柱20包括封隔器22、定向装置 24以及偏转器26。

封隔器22包括用于与套管14的内部密封接合的环形密封件28。封隔器 22还可以包括用于抓握套管的内部的抓握装置，诸如卡瓦(slip)。封隔器 22被配置用于将工具管柱20密封和固定在井筒12中。

在其他实例中，可以不使用环形密封件28。作为另一个替代方案，如果 需要，闩锁装置可以用来将工具管柱20固定在井筒12中。因此，本公开的 范围不限于工具管柱20中的任何特定元件或者任何特定配置、位置、布置、 数量或类型的元件。

在这种实例中，定向装置24被定位在封隔器22与偏转器26之间。在 设置封隔器22之后，从而将工具管柱20纵向固定在井筒12中，定向装置 24用来相对于井筒旋转地或者在方位上定向偏转器26，以使得横向井筒18 (见图1)在相对于与井筒12的垂直线的所希望的方向上被钻出。

偏转器26包括倾斜的偏转面30。在这种实例中，希望朝向钻出横向井 筒18(见图1)的意图方向来定向面30。

还希望在不需要使用复杂测井工具的情况下、在不需要将设备另外地伸 入到井筒12中的情况下、并且在不需要井下设备与地面仪器或人员之间的 通信和/或合作的情况下以相对低的成本实现这种定向。然而，在不脱离本公 开的范围的情况下，可以获取或可以不获取这些优点中的部分或全部。