用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】為了保護圍繞井套管（1）的環(huán)形空間（22）中的液壓、電力和/或其它管道（7）免于被射孔操作和其它井操作（23）損壞，將管道（7）布置在U形或V形防護溝槽件（3）中的槽（5）內(nèi)，所述防護溝槽件（3）被固定到井套管（1）的外表面，并且能夠使得聚能裝藥（23、24）偏轉(zhuǎn)。
【專利說明】用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，井由伸縮式的一系列鋼制管狀井套管構(gòu)成，以便由其自身和周圍巖石提供井的完整性。通過一些機械裝置用水泥和/或其它方式將這些井套管固定在井眼中。為了允許流體進入或者離開井眼，通常安裝聚能射孔彈并且使得聚能射孔彈爆炸，以提供穿過鋼制管道、水泥并且進入到選定的周圍儲層中的一系列穿孔。布署射孔彈常常需要將彈藥以螺旋構(gòu)造安裝在射孔彈載體或者槍中。每米40個射孔的射孔密度是常見的，并且意味著井套管的整個橫截面和縱向截面均是潛在但相對隨機的目標(biāo)。雖然研究和開發(fā)高效聚能射孔器經(jīng)歷許多年并且付出很大成本，但是成功且有效的穿孔取決于兩個基本因素:射孔密度和相位調(diào)整。
[0003]在氣井中，因為射孔密度使湍流最小化并且增大流入面積，所以射孔密度很重要。
[0004]相位調(diào)整增加了有效井眼半徑。
[0005]還有，不應(yīng)當(dāng)忽視的是，聚能裝藥的一個目的是穿透鋼、水泥和儲層巖石而達到足以超過濾餅深度和其它表皮效應(yīng)的深度。
[0006]通常通過將光纜或者電纜或者小直徑液壓管線(通常為7mm或者1/4"直徑的不銹鋼管線)機械夾持在生產(chǎn)管上來管理針對光纜或電纜或者小直徑液壓管線的數(shù)據(jù)收集、感測、通信和命令和控制的應(yīng)用，所述生產(chǎn)管安裝成連續(xù)生產(chǎn)/注入流體管道并且不視為油井構(gòu)造管的一部分。常常用硬塑料/尼龍覆蓋件封裝這些纜和管線，以便提供抗壓性和耐磨性。
[0007]通常，在已經(jīng)實施射孔操作之后，將生產(chǎn)管安裝在油井中，并且因此已經(jīng)夾持到生產(chǎn)管上的任何纜或者液壓管線免于被射孔損壞。
[0008]對井和儲層實施監(jiān)控以將纜和小直徑管安裝在井構(gòu)造套管后面的目的需求日益增長。這樣做使得這些部件面臨由射孔彈的不可避免的撞擊所導(dǎo)致的潛在損壞或者不可挽回的失效?；旧?，在不可能保證纜的定向時，射孔密度或者相位調(diào)整的情況無關(guān)緊要。
[0009]減輕在炸藥穿透套管時對布置在井套管外側(cè)的纜和其它管道損壞的現(xiàn)有方法包括:進行磁場干擾檢測和/或檢測由管道產(chǎn)生的聲波反射異常，以及隨后將炸藥定向，使得其不能碰撞和損壞管道。
[0010]磁場干擾檢測工具的示例是由斯倫貝謝公司銷售的動力定向工具(POWIT)和有線射孔平臺(WPP)。
[0011]用于檢測聲波反射異常的工具是由斯倫貝謝公司銷售的超聲成像工具(USIT)。
[0012]將大直徑(D=?1.25cm)編織鋼纜并入到管道的封裝件中有助于實施兩種形式的檢測，同時還用作減震器，以向管道提供額外的保護。
[0013]當(dāng)前可獲得的具有成直線安裝的彈藥的0°相位射孔彈槍可以與上面提到的磁檢測工具以及與電動旋轉(zhuǎn)定向工具一起進行。USIT工具需要在進行定向/射孔之前進行單獨的檢測/測井。
[0014]還有，在基于USIT測井進行預(yù)定定向的情況下，已經(jīng)成功應(yīng)用了下側(cè)射孔系統(tǒng)來穿透水平井眼。
[0015]根據(jù)所使用的檢測系統(tǒng)，在獲得可靠的線路檢測和遠離纜和管子實施有把握的射孔時，集中化/分散化是絕對至關(guān)重要的。
[0016]較之正常射孔，定向射孔顯然更昂貴。當(dāng)考慮到可能需要運行至少兩次單獨射孔并且0°相位調(diào)整意味著每米的射孔更少時，即使忽略降低的生產(chǎn)/注入能力，定向射孔的成本也接近傳統(tǒng)180° /360°相位射孔的成本的三倍。由次優(yōu)選相位調(diào)整所造成的生產(chǎn)損失和定向所增加的成本可以高達數(shù)百萬美元。
[0017]通常在數(shù)據(jù)收集期之后將監(jiān)控井和/或觀察井轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)井或者注入井，因此，假定在轉(zhuǎn)換時不希望損失關(guān)于監(jiān)控井的數(shù)據(jù)收集和感測性能，則安裝在井套管后方的裝置承擔(dān)定向射孔并且結(jié)果導(dǎo)致射孔效率降低。
[0018]因此，需要通過使得由聚能射孔彈產(chǎn)生的波陣面或噴射材料偏轉(zhuǎn)而保護電纜和其它管道免于遭受射孔損壞。
[0019]還需要提供一種裝置，以便穿透井套管或者同軸的一組井套管，而不會損壞任何可通過夾持件或者其它裝置附接到井套管中的至少一個的外表面的管道。
[0020]而且，需要消除使用定向射孔設(shè)備的需要并且允許使用全相位射孔槍。
[0021]另外，需要提供一種布署并且夾持纜或者其它管道的裝置，所述裝置可以與聚能裝藥偏轉(zhuǎn)器結(jié)合成一體，并且在安裝期間可以卷繞或者解繞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的方法，所述方法包括將管道布置在形成于防護溝槽件中的槽內(nèi)，所述防護溝槽件被固定到井套管的外表面。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括防護溝槽件，所述防護溝槽件被固定到井套管的外表面并且包括槽，纜布置在槽中。
[0024]防護溝槽件可以具有底部和側(cè)表面，所述底部和側(cè)表面布置成大體U形或V形構(gòu)造，與防護溝槽件的底部相比，所述側(cè)表面可定位成距離所述井套管的外表面的平均距離更大。
[0025]在所附權(quán)利要求、摘要和附圖中所示出的非限制實施例的以下詳細描述中描述了根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的這些和其它特征、實施例和優(yōu)點，在所述描述中，使用了附圖標(biāo)記，所述附圖標(biāo)記與在附圖中所示的相應(yīng)附圖標(biāo)記相關(guān)。
[0026]不同附圖中的類似附圖標(biāo)記表示相同或類似的物體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是井套管的示意性側(cè)視圖，容納管道的防護溝槽件被捆綁到所述井套管；和
[0028]圖2是圖1的井套管、防護溝槽件和管道組件沿著圖1中的虛線2剖切并且沿著箭頭2A的方向觀察時的剖視圖?！揪唧w實施方式】
[0029]圖1和圖2示出了井套管1，防護溝槽件3通過條帶4捆綁到所述井套管I。
[0030]防護溝槽件3包括平坦底部3A和倒三角定向的側(cè)表面3A和3C，其形成容納管道6的縱向槽5，所述管道6可以包括被封裝在可選的防護覆蓋件8中的一根或多根液壓管道和/或電纜和/或光纖纜7。
[0031]倒T形的間隔桿9被固定到防護溝槽件3的平坦底部3B，所述間隔桿9包括孔隙10，條帶4延伸穿過所述孔隙10。
[0032]圖2示出了如何將井套管1、防護溝槽件3和管道7組件布置在井20中，所述井20穿透地下含烴流體地層21。井套管I被環(huán)形空間22環(huán)繞，防護溝槽件3和管道7布置在所述環(huán)形空間22中，并且所述環(huán)形空間22另外填充有水泥或流體。
[0033]為了消除定向射孔效率低下以及削減增加的成本，根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)允許使用傳統(tǒng)的180° /360°相位射孔槍23。因此，布署在井套管I外側(cè)的管道7的防爆炸保護變?yōu)閺娭菩缘?。根本不必使?3和管道7不對準(zhǔn)來充分確保使得由槍23射出的一個或多個炸藥24與管道7不一致。
[0034]為了保護管道7免于被由槍23所射出的炸藥24損壞，防護溝槽件3的側(cè)表面和底部表面3A-3C可以由層壓金屬或復(fù)合材料制成為大體倒三角形形狀，以便于單獨安裝或者作為一體件在布署期間沿著井套管I的長度與管道7相組合地安裝。層壓金屬和/或?qū)ｉT編織的復(fù)合物具有使得彈藥爆炸偏轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)方式，并且這些材料能夠免于被損壞而且使得由炸藥24產(chǎn)生的波陣面或快速形成噴射材料偏轉(zhuǎn)。
[0035]針對這一目的的適當(dāng)材料可以選自層壓鋼、金屬復(fù)合材料的組以及層壓鎧裝的金屬和非金屬復(fù)合材料的組的其它亞鐵材料和非亞鐵材料。
[0036]在具有或者不具有附接管道或者一體管道7的情況下，可以使用卷繞部件和當(dāng)前可獲得的纜夾持件和/或條帶4來將預(yù)成形的防護溝槽件3固定到井套管I。最有效的布署方法將是形成一體的可卷繞的系統(tǒng)，與將纜和管布置在生產(chǎn)管上的通常做法一樣。
【權(quán)利要求】
1.一種用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的方法，所述方法包括將所述管道布置在形成于防護溝槽件內(nèi)的槽中，所述防護溝槽件固定到所述井套管的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述防護溝槽件具有底部和側(cè)表面，所述底部和側(cè)表面布置成大體U形或V形構(gòu)造，與所述底部相比，所述側(cè)表面定位成距離所述井套管的外表面的平均距離更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述側(cè)表面布置成倒三角形形狀，以使得所述側(cè)表面朝向所述底部會聚。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述防護溝槽件構(gòu)造成保護所述管道免于被爆破井射孔操作損壞，并且具有由能夠使得聚能裝藥偏轉(zhuǎn)的材料制成的底部和側(cè)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述材料選自層壓鋼、金屬復(fù)合材料的組和層壓鎧裝的金屬復(fù)合材料和非金屬復(fù)合材料的組的其它亞鐵材料和非亞鐵材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中的任意一項所述的方法，其中，所述防護溝槽件的所述底部安裝在倒T形間隔桿上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任意一項所述的方法，其中，所述防護溝槽件通過條帶固定到所述井套管的外表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的方法，其中，所述T形間隔桿包括縱向間隔開的孔隙，所述條帶延伸穿過所述孔隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任意一項所述的方法，其中，所述防護溝槽件沿著所述井套管的一段的至少一部分在大體縱向方向上延伸，并且所述管道是電力、信號和/或流體傳輸管道，其包括選自電纜、液壓`管道和/或光纖纜的組中的至少一根管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任意一項所述的方法，其中，根據(jù)以下步驟安裝和操作所述井套管、防護溝槽件和管道: -在地面處將所述防護溝槽件固定到所述井套管的外表面并且將所述管道布置在所述防護溝槽件中； -將所述井套管、防護溝槽件和管道下放到井中； -通過炸藥對所述井套管穿孔； -對所述井進行完井；和 -引入烴流體以流動通過所述穿孔和所述井套管的內(nèi)部而到達地面處的原油和/或天然氣生產(chǎn)設(shè)備。
11.一種用于保護圍繞井套管的環(huán)形空間中的管道的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括防護溝槽件，所述防護溝槽件固定到所述井套管的外表面并且包括槽，纜布置在所述槽中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述防護溝槽件具有底部和側(cè)表面，所述底部和側(cè)表面布置成大體U形或V形構(gòu)造，與所述底部相比，所述側(cè)表面定位成距離所述井套管的外表面的平均距離更大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述側(cè)表面布置成倒三角形形狀，以使得所述側(cè)表面朝向所述底部會聚。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述防護溝槽件構(gòu)造成保護所述管道免于被爆破井射孔操作損壞，并且具有由能夠使得聚能裝藥偏轉(zhuǎn)的材料制成的底部和側(cè)表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述材料選自層壓鋼、金屬復(fù)合材料的組和層壓鎧裝的金屬復(fù)合材料和`非金屬復(fù)合材料的組的其它亞鐵材料和非亞鐵材料。
【文檔編號】E21B17/10GK103534435SQ201280023329
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月18日
【發(fā)明者】W·伯奇 申請人:國際殼牌研究有限公司