區(qū)段(28:圖1至圖5)。
[0082]對于所公開的不使用球和座裝置的多區(qū)域過篩壓裂系統(tǒng)10的這些實(shí)施方式而言，例如在圖4至圖5中，滑動套筒210可以完全沒有座232。代替如上所述的，工作管柱(70:圖4至圖5)具有諸如標(biāo)準(zhǔn)“B”形移位工具之類的移位工具78，移位工具78可以接合在內(nèi)套筒230中的工具廓形234和236上，因此工作管柱70可以選擇性地移動內(nèi)套筒230并打開及關(guān)閉端口 226。
[0083]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8A至圖8B，論述了用于圖4至圖5的工作管柱70的移位工具78的細(xì)節(jié)。如圖8A中針對移位工具78所示出的，在工作管柱70的上區(qū)段和下區(qū)段之間設(shè)置有心軸302，并且心軸302具有上移位元件310和下移位元件320。由于心軸302為工作管柱70的一部分，因此心軸302可以具有流體流動穿過的孔(未示出)。
[0084]在本示例中，上元件310設(shè)計成用于通過接合上輪廓234、沿工作管柱70向上滑動并在滑動套筒210中向上移位內(nèi)套筒230來關(guān)閉滑動套筒(例如210:圖7A至圖7B)的關(guān)閉工具。同樣在該示例中，下元件320設(shè)計成用于通過接合下輪廓236、沿工作管柱70向下滑動并在滑動套筒210中向下移位內(nèi)套筒230來打開滑動套筒210的打開工具。還可以使用相反的結(jié)構(gòu)。
[0085]如詳細(xì)的剖面圖中所示，關(guān)閉的移位元件310具有偏置的夾件312，偏置的夾件312圍繞心軸302配裝并且在兩端處連接至心軸302上的止動件314和316。夾件312具有B形輪廓318，B形輪廓318包括面朝上方的肩狀部、上(縮短的)凸輪和下(伸長的)凸輪。如上所述，B形輪廓318使夾件312能夠沿向上方向接合滑動套筒210中的凹進(jìn)輪廓234以及沿向下方向繞過滑動套筒210中的凹進(jìn)輪廓234和236。這種類型的移位元件通常被稱作具有B形輪廓的B形移位工具。
[0086]移位工具78的另一結(jié)構(gòu)使用如圖8B中示出的雙向移位元件330。在此，雙向移位元件330具有偏置的夾件332，偏置的夾件332圍繞心軸302配裝并且在兩端處連接至心軸302上的止動件334和336。夾件332具有雙B形輪廓328，所述雙B形輪廓328具有面朝下方的肩狀部340、上凸輪342、面朝上方的肩狀部345以及下凸輪347。根據(jù)滑動套筒210及其輪廓234和236的構(gòu)型以及工作管柱70移動的方向，移位工具330可以通過向上/向下滑動來打開/關(guān)閉滑動套筒210。
[0087]圖9A至圖9D示出了根據(jù)本公開的用于裸眼井的完井的另一多區(qū)域過篩壓裂系統(tǒng)10。與先前的結(jié)構(gòu)一樣，系統(tǒng)10具有工作管柱70，工作管柱70設(shè)置在壓裂組件20中以打開各個壓裂閥30并處理地層的部分地層，但是在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在地層的各個點(diǎn)處傳送處理物時，工作管柱70在組件20內(nèi)并沒有密封。
[0088]如圖所示，可以在工作管柱70與套管12之間使用隔離組件20的內(nèi)部通孔25的服務(wù)性封隔器17。如另外所示出的，工作管柱70具有設(shè)置在襯管封隔器16上的服務(wù)性工具77。服務(wù)性工具77可以用于液壓設(shè)定封隔器16。無論所使用的構(gòu)型如何，系統(tǒng)10的井上部件都可以用于本領(lǐng)域中已知的循環(huán)、擠壓和取出操作。
[0089]工作管柱具有一個或更多個出口端口 72并具有液壓致動的移位工具78a至7時對球(74:圖9B)所施加的壓力來致動。一個移位工具78b可以在工作管柱70在組件20中沿井下方向延伸時打開壓裂閥30，而另一移位工具78a可以在工作管柱70在組件20中沿井上方向延伸時關(guān)閉壓裂閥30。對于如下所述的用移位工具78a至78b來打開及關(guān)閉流動裝置40亦是如此。因此，一個移位工具78b面朝下方延伸，而另一工具78a面朝上方延伸?？梢允褂闷渌Y(jié)構(gòu)，并且也可以使用其他類型的移位工具。
[0090]作為一個示例，移位工具78a至78b可以各自為液壓致動類型的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的B形移位工具。在移位球74被下放到工作管柱70中時，沿工作管柱70向下施加的液壓壓力致動移位工具78a至78b，使得移位工具78a至78b暴露彈簧加載栓以使壓裂閥30和流動裝置40移位成打開或關(guān)閉。移位工具78a至78b可以根據(jù)該構(gòu)型用同一球74 一起致動或者用不同尺寸的球74單獨(dú)地致動。
[0091]如前所述，壓裂組件20具有通過封隔器16支承在套管12中的生產(chǎn)管柱22。管柱22沿著其長度具有隔離裝置19、壓裂閥30和流動裝置40?？梢詾榉飧羝鞯母綦x裝置19密封圍繞組件20的井眼環(huán)空15并將環(huán)空15分成不同的層或區(qū)段28A至28C。每個區(qū)段28A至28C具有至少一個壓裂閥30和至少一個流動裝置40，如以下詳細(xì)地描述的，所述至少一個壓裂閥30和所述至少一個流動裝置40兩者都可以選擇性地使管柱的通孔25與井眼環(huán)空15連通。壓裂組件20在其井下端處具有用于在壓裂操作期間接合設(shè)定球54以封閉管托26的底部座50。
[0092]如圖所示，選擇性壓裂閥30在各個區(qū)段28A至28C中的每一者中均設(shè)置流動裝置40的井上處。作為替代性方案，選擇性壓裂閥30在每個區(qū)段28A至28C中都可以設(shè)置在流動裝置40的井下處。此外，給定的區(qū)段28A至28C可以具有多于一個壓裂閥30和/或流動裝置40。
[0093]選擇性壓裂閥30具有一個或更多個端口 32，所述一個或更多個端口 32可以在操作期間被選擇性地打開或關(guān)閉。在與上述的其他結(jié)構(gòu)一樣的該結(jié)構(gòu)中，選擇性壓裂閥30中的每個壓裂閥都可以通過利用工作管柱70上的移位工具78a來打開以來使選擇性壓裂閥30的端口 32與周圍的環(huán)空15連通。如前所述，壓裂閥30可以為滑動套筒，滑動套筒具有諸如內(nèi)套筒或內(nèi)嵌件之類的可移動封閉元件34，可移動封閉元件34使端口 32在滑動套筒的殼體中隔離或暴露。
[0094]與壓裂閥30類似，流動裝置40也具有一個或更多個端口 42，所述一個或更多個端口 42可以在操作期間被選擇性地打開及關(guān)閉。流動裝置40中的每個流動裝置還包括封閉件和篩管46。在該結(jié)構(gòu)中，封閉件包括選擇性地打開及關(guān)閉穿過流動端口 42的流動的第一封閉元件44，并且該封閉件包括至少阻止從通孔25穿過篩管46的流體流的第二封閉元件48。
[0095]如先前的實(shí)施方式中所述，組件10為單程多區(qū)域壓裂系統(tǒng)。簡單地說，組件20作為設(shè)置在井眼中的生產(chǎn)管柱22或襯管系統(tǒng)的一部件沿井下方向延伸，并且襯管封隔器16被液壓地設(shè)定。隨后，通過選擇性地打開壓裂閥30來對井眼環(huán)空15的各個層或區(qū)段28Α至28Β執(zhí)行壓裂處理。
[0096]在完成壓裂之后，過量的支撐劑被清理出組件20，并且由于壓裂閥30主要用于壓裂處理的出口端口，因此壓裂閥30被關(guān)閉。為了準(zhǔn)備組件20以便用于生產(chǎn)，隨后通過打開第一封閉元件44 (例如內(nèi)套筒)以暴露流動端口 42而通過工作管柱70在井眼中在同一行程中在組件20中打開流動裝置40。一旦打開，流動裝置40就過篩從井眼環(huán)空15進(jìn)入管柱的通孔25中的流體。同時，流動裝置的第二封閉元件48起作用以阻止沿相反方向的流動。如以下更詳細(xì)地論述的，例如，當(dāng)從組件20拉出工作管柱70并執(zhí)行生產(chǎn)時，流動裝置的可以使用單向閥或止回閥的第二封閉元件48可以防止進(jìn)入地層中的流體損失。
[0097]在基本上理解了如何使用組件20的情況下，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向更詳細(xì)地論述如何執(zhí)行壓裂操作。首先，當(dāng)組件20延伸到井眼中時，關(guān)閉組件20上的所有的壓裂閥30和流動裝置40。在設(shè)定襯管封隔器16并用設(shè)定球54封閉底部座50之后，操作者沿著組件20通過合適的過程設(shè)定封隔器19以沿井眼環(huán)空15向下產(chǎn)生多個隔離的區(qū)段28A至28C。一旦封隔器19被設(shè)定，操作者隨后就可以通過用工作管柱70上的移位工具78a至78b選擇性地打開以及隨后關(guān)閉選擇性壓裂閥30來開始順序地向隔離的區(qū)段28A至28C中的每一者順序地應(yīng)用壓裂處理。
[0098]如圖9A中所示，例如，用于下部區(qū)段28A的選擇性壓裂閥30被打開，但是其附帶的流動裝置40保持關(guān)閉。為了打開該下部壓裂閥30，操作者將工作管柱70定位在該壓裂閥30附近并將移位球74下放至工作管柱70上的移位工具78a至78b。隨后，操作者沿工作管柱70加壓，并且工作管柱的孔75中所施加的壓力對坐置球74進(jìn)行作用并致動移位工具78a至78b。利用打開工具(例如78b)，操作者打開(例如通過將閥30中的內(nèi)套筒34移位而打開)壓裂閥30。一旦壓裂閥30打開，操作者隨后就釋放所施加的壓力并使流動反向，使得工作管柱70中的坐置球74可以穿過工作管柱的孔75到表面而被取出。
[0099]例如，流動裝置40可以為滑動套筒，該滑動套筒具有諸如內(nèi)套筒或內(nèi)嵌件之類的可移動封閉元件44，可移動封閉元件44使端口 42在滑動套筒的殼體中隔離或暴露?？梢酝ㄟ^利用工作管柱70上的移位工具78a打開流動裝置40以使流動裝置40的端口 42通過流動裝置40的篩管46與周圍的環(huán)空15連通。以這種方式，流動裝置40在關(guān)閉時不能使管柱的通孔25通過篩管46與井眼環(huán)空15連通，但是流動裝置40在被打開時允許來自環(huán)空15的過篩流體穿過裝置40上的篩管46并進(jìn)入通孔25中。
[0100]此時，操作者將工作管柱70定位在敞開的壓裂閥30的井上處，如圖9A中所示。當(dāng)在組件20中操縱工作管柱70時，工作管柱70定位成在組件的通孔25中沒有相對于壓裂閥30中的開口端口 32密封。換句話說，如在先前的實(shí)施方式中，工作管柱70在要被處理的區(qū)段28A處沒有與組件的通孔25內(nèi)的密封件或座接合。
[0101]在工作管柱70沒有密封在組件的區(qū)段28A中的情況下，操作者沿工作管柱70向下應(yīng)用壓裂處理以對對應(yīng)于該區(qū)段28A的井眼環(huán)空15進(jìn)行處理。流體離開工作管柱70中的端口 72并沿著第一流動路徑穿過壓裂閥30的開口端口 32流動并流向敞開的區(qū)段的井眼環(huán)空15周圍的地層中。為了在壓裂操作期間保持組件20中的壓力，系統(tǒng)10可以使用實(shí)時環(huán)空技術(shù)(live annulus technique)(在沒有使用服務(wù)性封隔器17或者服務(wù)性封隔器17可能被移除的情況下，或者系統(tǒng)10在套管12中具有服務(wù)性封隔器17的情況下使用純擠壓技術(shù))。
[0102]在壓裂處理的同時，流動裝置40上的封閉件至少阻止從通孔25穿過端口 42和篩管46進(jìn)入井眼環(huán)空15的流體流?？梢酝ㄟ^或者第一封閉元件44或第二封閉元件48或者通過第一封閉元件44和第二封閉元件48兩者來實(shí)現(xiàn)阻止流動離開篩管46。優(yōu)選地，第一封閉元件44還阻止從井眼環(huán)空15經(jīng)由篩管46進(jìn)入通孔25中的流體流。
[0103]一旦完成第