[发明专利]用于在随钻下套管操作中使用拴系浮阀取回井底总成

说明书

技术领域

本公开一般涉及随钻下套管(“CWD”)操作，并且更明确地说涉及在CWD操作期间使用拴系浮阀取回井底总成的系统和方法。

发明背景

在油气井的钻探中，CWD是一种利用附接在将对齐井眼的相同套管柱上的钻头形成井眼的方法。换句话说，与在较小直径钻柱上操作钻头相反，在较大直径套管的末端操作该钻头，该套管将留在井眼中并固定在其中。因为同一个套管柱运输钻头并对齐井眼，所以在形成钻孔与对齐钻孔之间不需要单独的起出或下入井眼中。在操作人员想要尽快钻取和对齐井眼以使钻孔保持不对齐并遭受崩塌或压力异常的不利作用的时间最小化的某些情形下，CWD是特别有用的。

在钻井至预定深度后，钻头被破坏或从钻孔中取回，并且之后进行固井操作。固井操作用水泥填充套管外径与井壁之间的环形空间。水泥将会使套管固定在井眼中并在井眼内的不同深度处促进生产区和流体的分离。

存在许多取回井底总成的常规方法。例如，一种方法涉及使用炸药包破坏钻头并且之后移出井底总成。另一种方法涉及将取回工具部署在井眼底部，该取回工具锁定在井底总成上并且由此移出该井底总成。然而，这类方法的缺点为它们是危险的、复杂的和耗时的。

因此，在本领域中需要一种更加安全、实用和有效的技术用于在CWD操作期间取回井底总成。

附图简述

图1说明了根据本公开的某些说明性实施方案的用于CWD操作中的井底总成；

图2说明了根据本公开的某些说明性实施方案的沿井眼延伸的井底总成；

图2A、图2B和图2C说明了根据本公开的某些说明性实施方案的处于CWD操作的不同阶段的井底总成；

图3说明了根据本公开的某些说明性实施方案的具有反循环子的井底总成的分解横截面视图；

图4说明了根据本公开的说明性实施方案的用于取回井底总成的阀锁扣；并且

图5说明了根据本公开的某些替代性说明性实施方案的处于反循环期间的井底总成的横截面视图。

说明性实施方案的描述

本公开的说明性实施方案和相关方法描述在下文中，同样地，它们可以被用在使用拴系浮阀取回CWD井底总成的系统或方法中。为了简明起见，在本说明书中未描述实际实施方式或方法的所有特征。应当了解，在任何这样的实际实施方案的研发中，必须作出许多针对实施方式的决定以实现开发人员的具体目标，例如符合制度相关和商业相关的限制，这些限制将在一种实施方式与另一种实施方式之间变化。而且，应该了解，这种研发努力可能是复杂和耗时的，然而这对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说将会是常规任务。通过考虑以下描述和附图，本公开的各种实施方案和相关方法的其它方面和优点将变得显而易见。

如本文所描述，本公开的说明性实施方案使用拴系浮阀在CWD操作中取回井底总成。一般来说，说明性井底总成包括与从表面延伸的钻管连接的细长鼓状物。使用释放机构将形成管柱的一个或多个套管接头固定在鼓状物周围，该释放机构在对鼓状物施加预定量的力后释放套管接头。单向浮阀连接在鼓状物的上方以促进取回井底总成，并且钻井总成连接至鼓状物的下端以钻取井眼。拴系物(例如，电缆)被缠绕在鼓状物上并且在鼓状物与套管间的环形区域中。拴系物的一端附接至浮阀，而另一端连接至鼓状物。

在这个普遍实施方案的操作期间，井底总成被部署在井底。流体被沿钻柱向下泵送，通过浮阀和细长鼓状物，并且到达钻头以促进钻井操作。一旦已达到所需深度，就启动释放机构，以由此从套管接头释放鼓状物。之后，流体沿套管接头周围的井眼向下反循环并向上返回井底总成，在此处其遇到单向止回阀。在此，由于浮阀阻止反循环通过其孔道，因此流体迫使浮阀移向井口。当浮阀向井口移动时，其仍然经由拴系物连接至鼓状物，该拴系物继续从鼓状物周围解开。一旦浮阀到达表面，接着可以利用拴系物将井底总成拉向井口。之后，可以将套管接头固定在原位。下文将详细描述本公开的这些和其它特征/优点。

图1说明了根据本公开的某些说明性实施方案的用于CWD操作中的井底总成。井底总成(“BHA”)100包括形成套管柱的套管接头10A-C，其可以使用例如美国石油协会(“API”)连接件或其它合适的连接器9互相连接。尽管在这个实例中示出了七个套管接头，但是可以在替代性实施方案中使用更多或更少的套管接头。必要时，可以沿套管10的外径放置一个或多个扶正器和/或稳定器11。BHA 100还包括放置在套管接头10内的细长鼓状物12。鼓状物12利用放置在鼓状物12的下端的释放机构14固定在套管接头10上。