跨接管锁定组件和方法
【专利摘要】用于分流管组件的跨接管包括第一管形构件、第二管形构件以及锁定构件，第一管形构件构造成配合第一分流管，第二管形构件轴向地设置在第一管形构件内，而锁定构件构造成防止第二管形构件轴向地位移到第一管形构件内。第二管形构件构造成可滑动地配合在第一管形构件内，且该第二管形构件构造成配合第二分流管。
【专利说明】跨接管锁定组件和方法
【背景技术】
[0001]在完成油井和/或气井的过程中，保护性套管柱可延伸入井筒内，其后将生产管道放置在套管内。该套管可在一个或多个生产区域内是穿孔的，以让生产流体进入套管孔。在地层流体生产过程中，地层沙粒会被扫掠到流动路径内地层沙粒趋于是相当细的沙粒，其可磨蚀流动路径中的生产部件。在某些完井中，井筒未加套管，横贯蕴藏油或气的区域建立起敞开的面。例如，在水井、试验井和水平井中，通常会使用如此的敞开孔洞(未加套管)。
[0002]当预计会遇到地层沙粒时，可将一个或多个沙筛网安装在生产管道和穿孔套管(加有套管的)和/或敞开井孔面(未加套管的)之间的流动路径内。封隔器通常设置在沙筛网上方，以将生产流体流入生产管道内的区域内的环腔封闭起来。然后可用相对粗糙的沙(或砂砾)塞满筛网周围的环腔，该粗糙的沙起作过滤器的作用，以减少到达筛网的地层细沙量。塞满的沙向下沿着工作钻具组泵送在水和/或凝胶的泥浆中，并填充沙筛网和井套管之间的环腔。在某些井装置中，其中，筛网悬置在未加套管的敞开孔内，沙粒或砂砾填料可用来支承周围未加固的地层。
[0003]在沙粒填充压实过程中，环形的沙粒“桥”可形成在沙筛网周围，其可在完成的井中防止压实的沙粒限定住筛网结构。该由压实沙粒覆盖的不完善的筛网结构覆盖层可留下暴露在地层细沙前的沙筛网的轴向部分，由此不理想地降低了沙筛网结构的总体过滤效率。
[0004]克服该压实沙粒桥接部问题的一个传统方法已经提供了带有一系列分流管的各个大致管形的过滤器部分，分流管纵向地延伸通过过滤器部分，每个分流管的相对端部向外突出超过过滤器部分的工作的过滤部分。在组装好的沙粒筛网结构中，分流管系列轴向地彼此连接，以形成沿着沙粒筛网结构长度延伸的分流路径。运行该分流路径可允许流入的压实沙粒/凝胶泥浆将可能形成的任何的沙粒桥接部旁路，并允许泥浆进入沙粒桥接部下方的筛网/套管环腔，由此在沙粒桥接部下面形成理想的沙粒压实。
【发明内容】
[0005]在一实施例中，用于分流管组件的跨接管包括第一管形构件、第二管形构件以及锁定构件，第一管形构件构造成配合第一分流管，第二管形构件轴向地设置在第一管形构件内，而锁定构件构造成防止第二管形构件轴向地位移到第一管形构件内。第二管形构件构造成可滑动地配合在第一管形构件内，且该第二管形构件构造成配合第二分流管。
[0006]在一实施例中，用于分流管组件的跨接管包括第一管形构件、第二管形构件以及锁定构件，第一管形构件构造成配合第一分流管，第二管形构件轴向地设置在第一管形构件内，而锁定构件配合第二管形构件的外表面。第二管形构件构造成配合第二分流管。
[0007]在一实施例中，将跨接管配合到分流管组件的方法包括:将跨接管设置在两个分流管的敞开端部之间；使第二管形构件从第一管形构件轴向地延伸，以配合两个分流管的敞开端部；将第一管形构件的至少一个远端和第二管形构件的至少一个远端联接到两个分流管的敞开端部；以及相对于第一管形构件锁定第二管形构件，以防止跨接管长度轴向地减小。
[0008]从下面结合附图作的详细描述和权利要求书中，将会更清晰地理解上述的和其它的特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了更完整地理解本发明和其优点，现参照以下结合附图所作的简要描述以及详细描述。
[0010]图1是根据一种实施例的井筒运行系统的实施例的剖切图。
[0011]图2是分流管组件的实施例的剖视图。
[0012]图3是沿着图2中的线A-A’截取的分流管组件的实施例的剖视图。
[0013]图4是跨接管组件的实施例的局部视图。
[0014]图5是跨接管组件的实施例的局部剖视图。
[0015]图6A是跨接管组件的实施例的局部剖视图。
[0016]图6B是跨接管组件的实施例的局部剖视图。
[0017]图7A是跨接管组件的实施例的局部视图。
[0018]图7B是跨接管组件的实施例的局部剖视图。
[0019]图7C是锁定构件的实施例的视图。
[0020]图8是分流管组件的实施例的局部视图。
[0021]图9是跨接管组件的实施例的局部剖视图。
[0022]图10是跨接管组件的实施例的局部剖视图。
[0023]图11A和11B是联接过程的实施例期间的分流管组件的实施例的剖视图。
【具体实施方式】
[0024]在附图和以下的描述中，在全部的说明书和附图中，相同的零件通常相应地标以相同的附图标记。附图不一定是按比例的。本发明的某些特征可在比例上或稍微示意的形式上作夸大显示，为清晰和简明起见，传统元件的某些细节可不作显示。
[0025]除非另有规定，否则，术语“连接”、“配合”、“联接”、“附连”或描述元件之间互相作用的任何其它术语，并不意味着要将互相作用限制到元件之间的直接互相作用，并还可包括所述元件之间的间接互相作用。在以下的讨论和权利要求书中，术语“包括”和“包含”是以开放式的方式使用，因此应被诠释为意指“包括但不限于…”。为了描述的需要，将会参照上或下来描述，不管井筒的定向如何，“向上”、“上面的”、“向上地”、“上游”或“在…上方”意指朝向井筒的地面，而“向下”、“下面的”、“向下地”、“下游”或“在..下方”意指朝向井的终端。为了描述的需要，将会参照内或外下来描述，“内”、“内部的”或“向内地”意指朝向井筒和/或井筒管的中心纵向轴线，而“外”、“外部的”、“向外地”意指朝向井筒壁。如这里所使用的，术语“纵向的”或“纵向地”是指基本上与井筒管的中心轴线对齐的轴线，而“径向的”或“径向地”是指垂直于纵向轴线的方向。本【技术领域】内技术人员在阅读以下对实施例的详细描述并参照附图后，借助于本发明的披露，将会容易地明白以上提及的各种特性，以及下面将要更详细描述的其它特征和特性。
[0026]为了将分流管联接到井筒管的邻近部分上，跨接管可联接到邻近的分流管端部。该过程可包括:将管形部件的短部分设置在分流管端部之间；以及使用延伸部分和固定螺钉将管形部件联接到分流管。然而，为在井筒地面上进行组装，该过程会是费时的，且固定螺钉的使用在其设计要承受的保持力方面可能不可靠。为了解决该问题，这里所描述的跨接管组件可用来快速地联接邻近的分流管，同时保持可靠的保持力。跨接管组件包括第一管形构件、第二管形构件以及锁定构件。第二管形构件可在第一管形构件内轴向地位移，这样，当跨接管放置在分流管之间时，从第一管形构件曳拉第二管形构件可，且流体连通可建立在第一分流管和第二分流管之间。
[0027]锁定构件提供将跨接管锁定在位的快速和容易的装置。一旦跨接管配合两个分流管以允许流体从第一分流管流到第二分流管，则配合到第二管形构件的锁定构件可平移或转动，以使它配合第二管形构件和第一管形构件。设置在锁定构件上的夹持部分和设置在第二管形构件上的夹持部件彼此配合，以允许锁定构件沿着第二管形构件轴向地移动，直到它与第一管形构件接触。然而，一旦锁定构件与第一管形构件接触，则夹持部分阻止锁定构件沿着第二管形构件轴线远离第一管形构件而运动。该特征允许快速和容易地安装跨接管，同时在分流管之间提供安全和可靠的桥接。
[0028]参照图1，图中示出井筒运行环境的实例，其中，可使用井筛网组件。如图所示，运行环境包括油井维修和/或钻探台架106，其定位在地面104上并延伸在井筒114上方和井筒周围，为了回收碳氢化合物，井筒114穿透地下地层102。井筒114可使用任何合适的钻探技术钻探到地下地层102内。井筒114远离地面104基本上垂直地延伸在垂直的井筒部分116上，相对于地面104从垂直方向偏移到偏转的井筒部分136上，并过渡到水平井筒部分118。在替代的运行环境中，所有的或部分的井筒可以是垂直的、以任何合适角度偏转的、水平的和/或曲线形的。井筒114可以是新井筒、现有的井筒、直线井筒、延伸达到的井筒、侧线的井筒、多侧向井筒，以及用于钻探和完成一个或多个生产区域的其它类型的井筒。此夕卜，井筒可用于生产井和注入井。井筒114还可用于碳氢化合物生产之外的诸如地热回收等的用途。
[0029]井筒管120可下降到地下地层102，在井筒的整个使用寿命期间用于各种钻探、完井、油井维修、处理和/或生产过程。图1所示的实施例示出呈完井组件管柱形式的井筒管120，该管柱包括井筛网组件122，井筛网组件122又包括设置在井筒114内的分流管组件。应该理解到，井筒管120同样适用于任何类型的井筒管，其插入到包括作为非限制性实例的钻管、套管、内衬、接头管和/或盘管内。此外，井筒管120可在文中所述任何的井筒定向(例如，垂直的、偏转的、水平的，和/或曲线形的)和/或类型中运行。在一实施例中，井筒可包括井筒套管112，其可胶合到井筒114的至少一部分内的地方。
[0030]在一实施例中，井筒管120可包括完井组件管柱，其包括一个或多个井下工具(例如，区域隔离装置117、筛网组件122、阀等)。一个或多个井下工具可呈各种形式。例如，区域隔离装置117可用于隔离井筒114内的各种区域，并可包括但不限于封隔器(例如，生产封隔器、砂砾压实封隔器、分层压实封隔器(frac-pac packer)等)。尽管图1示出单一的筛网组件122，但井筒管120可包括多个筛网组件122。区域隔离装置117例如可在筛网组件122的各个组件之间使用，以沿着井筒114使不同的砂砾压实区域或间隔互相隔离开。
[0031]油井维修和/或钻探台架106可包括带有钻台110的钻井架108，井筒管120通过该钻台110从钻探台架106向下延伸到井筒114。油井维修和/或钻探台架106可包括电动机驱动的绞盘和其它相关的设备，用以将井筒管120传送到井筒114内而将井筒管120定位在选定的深度。尽管图1所示的运行环境涉及到用于在陆地上的井筒114内传输井筒管120的静止的油井维修和/或钻探台架106，但在替代的实施例中，可使用可移动的油井维修台架、井筒运行单元(诸如盘管单元)等，以在井筒114内传输井筒管120。应该理解至IJ，井筒管120可替代地在其它运行环境中使用，诸如在离岸的井筒运行环境内使用。
[0032]在使用中，筛网组件122可作为邻近蕴藏碳氢化合物地层的井筒管柱120的一部分而定位在井筒114内。环腔124形成在筛网组件122和井筒114之间。当砂砾泥浆126围绕筛网组件122向下沿井筒114泵送时，泥浆126可移动通过井筛网组件122和井筒114壁之间的环腔124。一旦遇到包括了高渗透性材料的区域128的地下地层102的一部分，高渗透性区域128可从泥浆中抽取液体，由此使泥浆脱水。由于泥浆在渗透性区域128内脱水，剩下的固体颗粒形成沙粒桥接部130,并防止进一步用砂碌来填充环腔124。一个或多个分流管132可用来对沙粒桥接部130周围的砂砾形成另一替代的路径。分流管132允许沙粒浆进入某一装置，并在分流管132内移动通过沙粒桥接部130而再进入下游环腔124。分流管132可放置在井筒管120的外面或沿着井筒管120内部延伸。
[0033]图2示出包括设置在井筒管周围的分流管组件200的井筒管个别接头的实施例的剖视图。井筒管120—般地包括一系列贯穿其中而设置的穿孔202。过滤器介质204设置在井筒管120和一系列穿孔202周围，以从地层中筛出所流入的流体。分流管组件200包括一个或多个保持环212和沿着井筒管120且大致平行于井筒管120设置的一个或多个分流管206。外部本体构件208可设置在井筒管120、一个或多个分流管206以及过滤器介质204周围。在一实施例中，保持环212构造成相对于井筒管120将一个或多个分流管206和/或外本体构件208保持在位。
[0034]井筒管120包括一系列穿过其壁的穿孔202。井筒管120可包括以上参照图1所描述的那些类型井筒管中的任何一种。尽管井筒管120在图2中图示为有穿孔的，但井筒管120也可开有狭槽和/或包括任何形状的穿孔，只要该穿孔能允许内部贯穿孔214和分流管组件200的外部216之间的生产流体保持流体连通就可。
[0035]井筒管120 —般地可包括销子端209和箱子端，以允许井筒管120联接到具有对应连接的其它井筒管。如图2所示，井筒管120可具有延伸超过分流管组件200的起作联接部分的暴露部分211。在联接过程中，可使用井筒管120的暴露部分211，以允许一个或多个工具配合该暴露部分211，并将接头旋入到井筒管的邻近接头。在一实施例中，该暴露部分211可以约为1至5英尺，或替代地约为2英尺至4英尺，但适于让井筒管120联接到井筒管邻近接头上的任何距离都可被采用。
[0036]过滤器介质204可设置在井筒管120周围，并可用来限制和/或阻止沙粒、地层细粒和/或其它颗粒物质进入到井筒管120内。在一实施例中，过滤器介质204是公知为“绕接的”那种类型，因为它由围绕井筒管120致密的螺旋形缠绕的金属丝组成，将金属丝缠绕之间的间距选定为能让流体流过过滤器介质204，同时阻止大于选定尺寸的颗粒通过金属丝缠绕之间。尽管使用特殊类型的过滤器介质204用来描述本发明，但应该理解到，如这里使用的一般术语“过滤器介质”是要包括和涵盖所有类型的类似结构，它们通常用于完成的砂砾压实井中，其允许流体流过过滤器或筛网，同时限制和/或阻塞颗粒的流动(例如，其它可市购的筛网、开有狭槽或穿孔的内衬或管子；烧结的金属筛网；烧结规格的网眼筛网；筛网的管子；预压实的筛网和/或内衬；或它们的组合)。
[0037]—个或多个分流管206 —般地包括设置在井筒管120外面且大致平行于井筒管120的管形构件，但其它的位置和对齐方式也是可能的。尽管这里是描述为管形构件(例如，具有基本上圆形的横截面)，但一个或多个分流管206可具有圆柱形之外的其它形状，并可大致为矩形、椭圆形、腰子形和/或梯形的横截面。保持环212可相对于井筒管120将分流管206保持在位。一个或多个分流管206可相对于如图3最清楚地示出的井筒管120偏心地对齐。在该实施例中，四个分流管206、302布置到外本体构件208内的井筒管120的一侧。尽管在图2和3中显示为具有偏心的对齐，但一个或多个分流管围绕井筒管120的其它对齐方式也是可能的。
[0038]在一个或多个分流管206的内部和外本体构件208的外部之间提供流体连通的各种构造都是可能的。在一实施例中，一个或多个分流管206可包括一系列穿孔(例如，开口和/或管嘴)。一旦形成了沙粒桥接部，堵塞所产生的背压可致使泥浆携带沙粒而偏转通过一个或多个分流管206，直到将沙粒桥接部旁路为止。然后泥浆可通过分流管206和外本体构件208内的穿孔，流出一个或多个分流管206，并流入井筒管和套管/井筒壁之间的环形空间内以形成砂砾压实。
[0039]在一实施例中，分流管206可包括运输管和/或填实管302。一个或多个压实管302可设置成与一个或多个运输管流体地连通。如图1和3所示，填实管302 —般地可包括设置在井筒管120外面并基本上平行于井筒管120的管形构件。运输管和填实管302可大致平行于井筒管120设置，并可通过保持环212相对于井筒管120保持在位置中。填实管302的第一端可在沿着运输管长度的各个点而联接到一个或多个运输管，而填实管可包括一系列穿孔，它们提供第二端处的外本体构件208内和/或通过外本体构件208的流体连通。如图1示意地所示，分流管可形成沿着筛网组件122长度的分支结构，使一个或多个运输管形成主干线，而一个或多个填实管302形成分支线。
[0040]在使用中，运输管和填实管302的分支构造可对围绕沙粒桥接部偏转的泥浆提供流体路径。一旦形成沙粒桥接部，因堵塞产生的背压可致使泥浆携带沙粒而偏转通过一个或多个分流管206，直到将沙粒桥接部旁路为止。然后泥浆可流出一个或多个分流管206夕卜，并流入一个或多个填实管302。在流过一个或多个填实管302的同时，泥浆可通过填实管302内的穿孔而流入围绕井筒管120的环形空间内，以形成砂砾压实。
[0041]为了在将包括分流管组件200的筛网组件安装到井筒内的过程中保护分流管206和/或过滤器介质204免遭损坏，外本体构件208可定位在一部分分流管组件200的周围。外本体构件208包括由合适材料(例如，钢材)形成的大致圆柱形构件，例如，其可在一点或多点处固定到保持环212，保持环212又固定到井筒管120。外本体构件208可具有:多个穿过其壁的开口 218 (在图2中只有一个编了号)，以提供流体(例如，砂砾泥浆)出口，当泥浆流出分流管206内的一个或多个开口时，流体流过外本体构件208 (例如，流过填实管302内的开口):和/或具有流体的入口，可让流体流入外本体构件208并在生产过程中通过过滤器介质204的渗透部分。通过将外本体构件208定位在分流管组件200上，在将筛网组件组装和安装到井筒内的过程中，可保护分流管206和/或过滤器介质204免遭任何意外的冲击，否则的话，筛网组件或分流管组件200的一个或多个部件会遭到损坏或毁坏。
[0042]如图2和3所示，可使用保持环212将分流管206、外本体构件208和/或在某些实施例中的过滤器介质204相对于井筒管120保持在位。保持环212 —般地包括环和/或夹具，其构造成配合于井筒管120并设置在井筒管120周围。保持环212可使用任何合适的联接部来配合井筒管，合适的联接部包括但不限于对应的表面特征、粘结剂、可固化的部件、点焊、任何其它合适的保持机构以及它们的任何组合。例如，保持环212的内表面可包括波纹、城堡形、扇贝形和/或其它表面特征，在一实施例中，这些特征可大致平行于井筒管120的纵向轴线而对齐。井筒管120的对应外表面可包括对应的表面特征，当配合时，这些特征将保持环212联接到井筒管120。
[0043]图3示出沿图2的线A-A’截取的剖视图，其显示保持环212的横截面。在图3所示的实施例中，保持环围绕井筒管120延伸。多个贯通通道设置在保持环212内，以允许一个或多个分流管206、302通过保持环212 —部分的。保持环212还可构造成配合外本体构件208并将外本体构件208保持在围绕井筒管120的位置中。
[0044]尽管文中所描述的井筒管的接头一般地被描述为包括一系列穿孔202和过滤器介质204，但井筒管120的一个或多个接头可只具有围绕其设置的分流管组件。如此的构造可用于包括生产部分的井筒管120诸接头之间，以起作间隔器或空档部分，同时仍然允许有通过沿着完成的间隔的长度的分流管206的连续的流体路径。
[0045]在一实施例中，组装的沙粒筛网结构可由包括文中所述分流管组件200的井筒管的若干个接头组成。在形成组装的沙粒筛网结构过程中，相应接头上的分流管206彼此流体地连接，因为诸接头连接在一起，以在砂砾压实操作过程中，提供沿着组装好的沙粒筛网结构全长的用于砂砾泥浆的连续的流动路径。
[0046]为了联接井筒管的接头，通过使用螺纹联接部(例如，使用时控同步螺纹)将邻近接头旋紧在一起，以基本上对齐邻近接头上的分流管，则包括筛网的邻近接头可连接起来。然后，可使用诸如跨接管那样的连接器将邻近接头上的各个分流管的端部分别地联接起来。典型的跨接管包括长度相对短的管子，其在各端部处具有将跨接管连接到分流管的联接组件。一般地，在将井筒管的邻近接头联接在一起之后，可将跨接管组装到对齐的分流管上。
[0047]如图4所示，跨接管400包括第一管形构件402和第二管形构件404，而锁定构件406可设置在跨接管400的至少一部分周围。第二管形构件404可滑动地配合在第一管形构件402内。第二管形构件404构造成从第一管形构件402的至少一个远端轴向可滑动地位移以延长跨接管400的长度，使得跨接管400可与至少一个分流管联接。第一管形构件402的至少一个远端和第二管形构件404的至少一个远端构造成配合分流管，诸如是图2和图3中所示的分流管206。在一实施例中，第一管形构件402和第二管形构件404的横截面可以是圆形的、椭圆形的或多边形的形状。锁定构件406配合第二管形构件404的外表面，并还配合第一管形构件402的一部分，如文中将进一步描述的。锁定构件406构造成:当第二管形构件404延伸出第一管形构件402外时，防止第二管形构件404轴向地位移回到第一管形构件402内。
[0048]第一管形构件402和第二管形构件404之间的滑动关系是这样的:第一管形构件402的内直径和第二管形构件404的外直径基本上类似，并构造成允许第二管形构件设置在第一管形构件内。第一管形构件402和第二管形构件404之间的第一密封可用来形成第一管形构件402和第二管形构件404之间的密封配合，由此，在第一管形构件402和第二管形构件404相遇部位处阻止流体流入或流出跨接管400，同时仍允许第二管形构件404在第一管形构件402内轴向地运动。
[0049]跨接管500实施例的剖视图显示在图5中。如先前图4中所示的，第一管形构件502构造成使第二管形构件504可在第一管形构件502内轴向可滑动地位移，同时提供第一密封件，该密封件阻止流体流入或流出跨接管500。流体流动过渡部528设置在第二管形构件504内，这样，第二管形构件504的至少一部分的内直径朝向第二管形构件504的至少一个远端轴向地增大，而第二管形构件的外直径保持基本上恒定时。在一实施例中，在流体流动过渡部528所在的第二管形构件的远端处，第二管形构件504的内直径和外直径可基本上相同。流体流动过渡部528构造成在第二管形构件504和第一管形构件502相遇位置处使流体流动过渡到轴向地通过跨接管500。
[0050]密封件508A和可供选择的背衬密封件510A可设置在第一管形构件502和第二管形构件504之间，以提供第一管形构件502和第二管形构件504之间的第二密封配合和/或可供选择的背衬密封配合，由此，在第一管形构件502和第二管形构件504相遇的部位处阻止流体流入或流出跨接管500,同时仍允许第二管形构件504在第一管形构件502内轴向地运动。如图5所示，密封件508A容纳在设置在第二管形构件504内的密封外壳508B内，而可供选择的背衬密封件510A容纳在设置在第二管形构件504内的可供选择的背衬密封外壳510B内。在一实施例中，密封外壳508B和/或可供选择的背衬密封外壳510B可设置在第一管形构件502内。在一实施例中，可供选择的背衬密封件可与任何的密封组合使用。
[0051]当流体位移通过跨接管500和/或在跨接管500上位移时，例如，由于使用了至少一个密封件，所以，跨接管500将不允许流体在第一管形构件502和第二管形构件504之间通过。第一密封件可阻止流体在第一管形构件502和第二管形构件504之间通过，因为在第一管形构件502内轴向地位移的第二管形构件504的外直径与第一管形构件502的内直径基本上相类似。第二密封件和/或第二可供选择的背衬密封件可阻止流体在第一管形构件502和第二管形构件504之间通过，这是由于容纳在密封外壳508B内的密封件508A和容纳在可供选择的背衬密封外壳510B内的可供选择的背衬密封件510A的缘故。由于这些密封件中的至少一个密封件的缘故，在第一管形构件502和第二管形构件504相遇部位处，流体可不流入或流出跨接管500，同时仍允许第二管形构件504在第一管形构件502内轴向地运动。
[0052]如图6A所示，跨接管600具有设置在第一管形构件602远端处的锁定构件外壳612。该锁定构件外壳612构造成配合锁定构件406的至少一部分，如图4所示，以确保锁定构件406配合到第一管形构件602和第二管形构件604。锁定构件外壳612可设置在第一管形构件602和第二管形构件604之间，这样，至少一部分的第一管形构件602的内直径朝向第一管形构件602的至少一个远端轴向地增大，而第一管形构件602的外直径保持基本上沿轴向恒定不变。在一实施例中，锁定构件外壳612可包括斜面的、呈角度的、弓形的和/或倒圆的外壳。在一实施例中，锁定构件外壳612可设置在第一管形构件602的两个远端处。然而，锁定构件外壳612较佳地是至少在构造成配合第二管形构件504的第一管形构件602的远端上。
[0053]如图6B所示，锁定构件外壳612可包括诸如摩擦槽那样的表面特征614，摩擦槽设置在第一管形构件602的至少一部分的内直径上。表面特征614可构造成配合锁定构件406的表面，如图4所示，以确保锁定构件406与第一管形构件602和第二管形构件604的配合。在一实施例中，锁定构件外壳612的表面特征部614可包括至少一个零螺距螺纹，该螺纹沿周向设置在第一管形构件602内直径的周围。在一实施例中，锁定构件外壳612的表面特征部614可包括不光滑的和/或粗糙的表面，该表面构造成防止锁定构件406和第一管形构件602之间的运动，以及防止锁定构件406和第二管形构件604之间的运动。
[0054]图7A示出跨接管700的实施例，其带有诸如设置在第二管形构件704上的槽716那样的表面特征部。第二管形构件704构造成相对于第一管形构件702的至少一个远端轴向可滑动地位移，以延伸跨接管700的长度，从而跨接管700可与诸如图2和图3中所示的分流管206那样的至少一个分流管联接。在一实施例中，第二管形构件704的至少一部分外直径设置有槽716。该槽716可配合锁定构件706,并可构造成防止锁定构件706沿着第二管形构件704轴线的轴向运动。在一实施例中，槽716的构造可以是这样:槽716和锁定构件706之间的配合可允许锁定构件706沿单一方向作轴向运动，例如，沿朝向第一管形构件702的方向，由此，将跨接管保持在延伸的位置中，同时允许跨接管进一步延伸。在一实施例中，槽716可以是右手螺纹或左手螺纹的螺旋形。在一实施例中，槽716可以是周向的，并具有零螺距。在一实施例中，槽716可具有倾斜的下表面718和平坦的上表面720，如图7B所示，以允许锁定构件706只沿朝着第一管形构件702的方向作轴向运动。下表面可类似于一系列轴向间隔开和圆周地延伸的“斜坡”。如此的构造也可称作“锯齿”螺纹。
[0055]图7B也示出了配合第一管形构件702的锁定构件706的实施例。在一实施例中，锁定构件706可包括C形环。在一实施例中，锁定构件706可包括管子夹具。锁定构件706配合锁定构件外壳712内的第一管形构件702的至少一部分。在一实施例中，锁定构件706可不配合锁定构件外壳712内的第一管形构件702。作为替代，锁定构件706可配合第一管形构件702的侧壁。此外，锁定构件706的至少一部分表面可配合第一管形构件702。在一实施例中，第一管形构件702可在锁定构件706倾斜表面上与锁定构件706相配合。在一实施例中，第一管形构件702可在锁定构件706外表面上与锁定构件706相配合。锁定构件706可包括设置在锁定构件706至少一个面上的摩擦槽722，并可构造成互补地配合设置在第一管形构件702内直径上的摩擦槽714。摩擦槽722和摩擦槽714的配合可防止锁定构件706移出与第一管形构件702和第二管形构件704的配合。在一实施例中，摩擦槽722可以是不光滑的表面和/或粗糙表面。在一实施例中，摩擦槽722可以是围绕锁定构件706直径沿周向地设置的至少一个零螺距螺纹，并构造成互补地配合设置在第一管形构件702内直径上的摩擦槽714。
[0056]图7B还披露配合第二管形构件704的锁定构件706。锁定构件706可围绕第二管形构件704的至少一部分周向而设置。槽724可设置在与第二管形构件704的外直径接触的锁定构件706表面上。槽724可构造成互补地配合槽716,并可构造成防止锁定构件706沿第二管形构件704的轴线的轴向运动。在一实施例中，槽724的构造可以是这样:槽724和槽716之间的配合可允许锁定构件706只沿朝向第一管形构件702的单一方向作轴向运动。在一实施例中，槽724可以是右手螺纹或左手螺纹的螺旋形。在一实施例中，槽724可以是周向的并具有零螺距。在一实施例中，槽724可具有倾斜的下表面718和平坦的上表面720，以允许锁定构件706只沿朝着第一管形构件702的方向作轴向运动。下表面可类似于一系列轴向间隔开和沿周向地延伸的“斜坡”。如此的构造也可称作“锯齿”螺纹。在一实施例中，槽716和槽724可以是不光滑的表面，其构造成阻止锁定构件706沿着第二管形构件704轴线的轴向运动。在一实施例中，锁定构件706可通过磁力配合到第二管形构件，该磁力将锁定构件706固定到第二管形构件704,并阻止锁定构件706沿着第二管形构件704轴线作轴向运动。
[0057]当跨接管700延伸并与至少一个分流管联接时，锁定构件706可插入到第二管形构件704上。锁定构件706的一个实施例显示在图7C中。在一实施例中，锁定构件706可在跨接管700与至少一个分流管联接之前插入。在跨接管700与至少一个分流管联接之后，以及在锁定构件配合到第二管形构件704之后，锁定构件706可与第一管形构件702配合。在一实施例中，锁定构件706可沿着第二管形构件704轴向地平移，直到第一管形构件702和锁定构件706之间发生接触为止。在一实施例中，设置于锁定构件706的槽724可在设置于第二管形构件704的槽716上移动。在该实施例中，当锁定构件706朝向第一管形构件702轴向地移入配合时，不要求锁定构件706围绕第二管形构件704扭转或转动。在一实施例中，第二管形构件704的槽716是右手螺纹或左手螺纹的螺旋形，而锁定构件706的槽724构造成互补地配合第二管形构件704的槽716,以使锁定构件706沿着第二管形构件704轴线移动，锁定构件706可围绕第二管形构件704外直径扭转或转动，直到锁定构件与第一管形构件702配合为止。一旦锁定构件706配合第一管形构件702，槽716与槽724的联接阻止锁定构件从第一管形构件702轴向地位移。
[0058]在一实施例中，锁定构件706可配合锁定构件外壳712内的第一管形构件702。在一实施例中，设置在锁定构件706的至少一个表面上的摩擦槽722可配合设置在第一管形构件702内直径上的互补的摩擦槽714。该配合可使锁定构件706保持与第一管形构件702和第二管形构件704配合。
[0059]如图8所示，锁定构件806可与第一管形构件802和第二管形构件804配合。跨接管800还可联接到如文中详细讨论的分流管826A和826B。在一实施例中，通过使第二管形构件804保持在延伸的位置中，即从第一管形构件802内轴向地延伸出，使锁定构件806构造成防止跨接管800和分流管826A和826B之间脱开配合。另外，锁定构件806可构造成保持第一管形构件802和分流管826A之间的密封配合以及第二管形构件804和分流管826B之间的密封配合。此外，锁定构件806可构造成提供第一管形构件802和第二管形构件804之间的密封配合，以在第一管形构件802和第二管形构件804相遇的部位处阻止流体流入或流出跨接管800。
[0060]如图9所披露的，跨接管900的第二管形构件904配合分流管926。在一实施例中，第一管形构件902还可配合另一分流管(未示出)。设置在分流管926和第二管形构件904之间的密封件930A和可供选择的背衬密封件932A可提供分流管926和第二管形构件904之间的密封配合和/或可供选择的背衬密封配合，由此，在分流管926和第二管形构件904相遇的部位处阻止流体流入或流出跨接管900。密封件930A可容纳在设置在第二管形构件904内的密封外壳930B内，而可供选择的背衬密封件932A可容纳在设置在第二管形构件904内的可供选择的背衬密封外壳932B内。在一实施例中，密封外壳930B和/或可供选择的背衬密封外壳932B可设置在分流管926内。此外，先前披露的密封件和可供选择的背衬密封件构造也可设置在第一管形构件902和分流管(未示出)之间的配合部中。
[0061]当流体位移通过跨接管900和分流管926和/或在其上位移时，例如，由于至少一个密封的缘故，第二管形构件904和分流管926之间的配合可限制或阻止流体在第一管形构件902和第二管形构件904之间通过。第一密封件可由锁定构件906提供的张力形成，该锁定构件906与第一管形构件902和第二管形构件904配合，其通过槽716和724以及如图7所示的锁定构件外壳712而固定到位。该张力可限制或阻止流体在分流管926和第二管形构件904之间通过。由于容纳在密封外壳930B内的密封件930A以及容纳在可供选择的背衬密封外壳932B内的可供选择的背衬密封件932A，第二密封件和/或第二可供选择的背衬密封件也可防止流体在分流管926和第二管形构件904之间通过。由于这些密封中的至少一个密封的缘故，在分流管926和第二管形构件904相遇的部位处，流体可不流入或流出跨接管500。
[0062]图10披露了跨接管1000和一个或多个分流管1026之间的连接。第一管形构件1002的至少一个远端和第二管形构件1004的至少一个远端可构造成与分流管组件配合。在一实施例中，第一管形构件1002的至少一个远端的外直径和/或第二管形构件1004的至少一个远端的外直径可以减小，以使跨接管1000与分流管1026密封地配合。在一实施例中，第一管形构件1002的至少一个远端的外直径和第二管形构件1004的至少一个远端的外直径可以增大，以使跨接管1000与分流管1026密封地配合。
[0063]如图11A所示，联接过程可开始于将包括分流管组件1148A的井筒管1150A的第一接头与包括分流管组件1148B的井筒管1150B的第二接头的联接。井筒管部分1150、1150B 一般地包括销和箱型的连接，其可根据标准的连接技术用螺纹连接在一起和拧紧。一旦联接，第一分流管组件1148A的第一分流管1152A的端部可大致与第二分流管组件的1148B的第二分流管1152B的邻近端部对齐。在一实施例中，如果分流管1152A、1152B彼此对齐在约10度、约7度，或约5度之内，则可认为它们基本上对齐。
[0064]一旦邻近的分流管1152AU152B基本上对齐，跨接管1000便可用来提供邻近分流管1152AU152B之间的流体联接。在一实施例中，跨接管1000(图示在图11B中)可联接到邻近分流管1152AU152B的邻近端部上。一个或多个或密封件(例如，0形环密封等)可用来提供跨接管1000和相应分流管1152AU152B的端部之间的流体密封连接。类似的跨接管1000可用来联接流体地联接在井筒管1150AU150B的邻近接头之间的任何附加的分流管1152A和/或压实管。
[0065]为了联接井筒管1150AU150B的邻近接头之间的分流管1152A和/或压实管，跨接管1000可设置在分流管1152A和1152B之间。一旦跨接管1000设置在分流管1152A和1152B之间，第一管形构件902的端部(图示在图9中)可与分流管1152B联接。分流管1152B可以是这样的分流管:一旦跨接管与分流管1152A和1152B联接，则分流管就设置在分流管1152A和1152B之间流体流动的下游方向内。通过从第一管形构件902内轴向地位移第二管形构件904 (也显示在图9中)，使得第二管形构件904可与分流管1152A联接，这样可使跨接管1000的长度轴向地增大。在一实施例中，第一管形构件902可与分流管1152B联接，而第二管形构件904可与分流管1152A联接。
[0066]根据锁定构件906的构造，在第二管形构件904与分流管1152A联接之前或之后，锁定构件906可配合在第二管形构件904上。不管锁定构件何时配合在第二管形构件904上，锁定构件906均可沿着第二管形构件904轴向地位移，直到锁定构件906配合第二管形构件904和第一管形构件902。锁定构件906可设置有槽，槽互补地配合设置在第二管形构件904表面上的槽。设置在锁定构件906上和第二管形构件904上的槽的联接，结合锁定构件906与第一管形构件902的配合，可防止第二管形构件904轴向地位移到第一管形构件902内。该锁定特征可防止跨接管1000与分流管1152A和1152B脱开配合。设置在锁定构件906上和第二管形构件904上的槽的联接，结合锁定构件906和第一管形构件902的配合，还可便于第一和第二管形构件902、904之间的密封配合，以及分流管1152AU152B与跨接管1000的密封配合。此外，密封件和可供选择的背衬密封件可便于第一和第二管形构件902、904之间的密封配合，以及分流管1152AU152B与跨接管1000的密封配合。在一实施例中，跨接管1000的锁定还可包括将锁定构件906配合到介于第一管形构件902和第二管形构件904之间的锁定构件外壳712内。在一实施例中，跨接管1000的锁定还可包括用摩擦槽714 (图示在图7B中)将锁定构件配合在锁定构件外壳712内。这些特征部可防止锁定构件906的轴向运动，以阻止第二管形构件904轴向地位移入第一管形构件902内而使得跨接管1000与分流管1152A和1152B脱开配合。
[0067]让分流管1152AU152B和井筒管1150A、1150B邻近接头上的任何附加管子流体地联接，则可使用附加的掩罩1154来保护跨接管1000。在一实施例中，掩罩1154可类似于外本体构件1156，并可构造成设置在跨接管部分1000周围，以在井筒内传送过程中防止跨接管1000和邻近分流管1152A、1152B端部的损坏。一旦邻近的井筒管1150A、1150B联接起来且掩罩1154已经配合，则井筒管的附加接头可类似地联接到现存的接头，和/或附加的井筒管可用来完成用于井筒内的组装好的沙粒筛网结构。
[0068]一旦组装，包括一个或多个跨接管和一个或多个锁定构件的分流管组件可设置在用于形成沙粒筛网的井筒内。再次参照图1，在将组装好的沙粒筛网结构安装到井筒114内之后，可迫使压实的沙粒/凝胶泥浆向下流入套管和沙粒筛网之间的环腔内，以在筛网结构周围形成预过滤的沙粒压实。如果环形沙粒桥接部围绕沙粒筛网结构形成在外面，则通过向下通过分流管流入分流管，并然后向外流入套管/沙粒桥接部下方的沙粒筛网环腔内，致使泥浆旁路沙粒桥接部。当流过分流管时，压实沙粒/凝胶泥浆可通过一个或多个包括跨接管的连接部。分流管和包括第一管形构件和第二管形构件的跨接管之间的密封连接部提供压实沙粒/凝胶泥浆从第一分流管组件流到第二分流管组件的流动路径，在第一管形构件和第二管形构件之间也有密封连接部。一旦砂砾压实已经按照需要形成，则可允许流体流过砂砾压实，通过外本体构件中的狭槽，通过过滤器介质，并流入井筒管的贯穿孔内，流体可在那里生产到达地面上。
[0069]披露了至少一个实施例，本【技术领域】内技术人员对实施例和/或实施例的特征作出的变化、组合和/或修改，都在本发明的范围之内。通过组合、集成和/或省略实施例中的某些特征所生成的替代的实施例也在本发明的范围之内。如果清楚地陈述了数字范围或限制，则如此表达的范围或限制应被理解为:包括落入清楚陈述的范围或限制内的类似数值的迭代范围或限制(例如，从约1至约10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11,0.12,0.13等)。例如，只要披露了带有下限札和上限Ru的数字范围，则就具体地披露了落入该范围内的任何数值。具体来说，以下范围之内的数值是具体地披露了 AzRi+kMRu-Ri)，其中，k是变量，其范围是从1%至100%，每次递增1%，S卩，k是1%、2%、3%、4%、5%、…50%、51%,52%,…95%、96%、97%、98%、99%或100%。此外，也具体披露了由以上所定义的两个R限定的任何数值范围。对于权利要求书中任何元件所使用的术语“可供选择地”是指需要该元件，或替代地该元件不需要，两种选项都在权利要求书的范围内。使用诸如“包括”、“包含”和“具有”之类广义的术语应被理解为:对诸如“由…组成”、“基本上由…组成”和“大致上有…构成”之类狭义术语提供支持。因此，保护范围不是由以上阐明的描述来限定，而是由附后的权利要求书予以限定，由包括权利要求书主题的所有等价物的范围来限定。各个和每个权利要求作为进一步的披露被纳入到本说明书内，权利要求书是本发明的实施例。
【权利要求】
1.一种用于分流管组件的跨接管包括: 第一管形构件，所述第一管形构件构造成配合第一分流管； 第二管形构件，所述第二管形构件轴向地设置在所述第一管形构件内，其中，所述第二管形构件构造成滑动地配合在所述第一管形构件，且其中，所述第二管形构件构造成配合第二分流管；以及 锁定构件，所述锁定构件构造成防止所述第二管形构件轴向地位移到所述第一管形构件内。
2.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件构造成配合所述第二管形构件的周边的至少一部分。
3.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件构造成配合所述第一管形构件和所述第二管形构件。
4.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件构造成阻止所述跨接管和所述分流管组件之间脱开配合。
5.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件构造成保持所述跨接管和所述分流管组件之间的密封配合。
6.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件包括位于至少一个面上的摩擦槽，其中，所述摩擦槽构造成阻止所述锁定构件沿所述跨接管的纵向轴线作轴向运动。
7.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述第二管形构件包括设置在所述第二管形构件的表面上的槽，且其中，所述槽构造成阻止所述锁定构件沿所述第二管形构件的纵向轴线作轴向运动。
8.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，还包括设置在所述第一管形构件和所述第二管形构件之间的至少一个密封件，其中，所述至少一个密封件构造成密封地配合所述第一管形构件和所述第二管形构件。
9.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，还包括设置在所述第一管形构件和所述第一分流管之间或所述第二管形构件和所述第二分流管之间中的至少一种的至少一个密封件，其中，所述至少一个密封件构造成形成所述第一管形构件和所述第一分流管之间或所述第二管形构件和所述第二分流管之间中的至少一种的密封配合。
10.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述第一管形构件构造成配合所述锁定构件的至少一部分。
11.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件部分地设置在所述第一管形构件和所述第二管形构件之间。
12.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述第一管形构件包括设置在所述第一管形构件内直径上的摩擦槽，其中，所述摩擦槽构造成阻止所述锁定构件沿所述第二管形构件的纵向轴线作轴向运动。
13.如权利要求1所述的跨接管，其特征在于，所述第一管形构件的至少一个远端和所述第二管形构件的至少一个远端包括直径增大部分，其中，所述直径增大部分使所述第一管形构件和所述第二管形构件与所述分流管组件配合。
14.一种用于分流管组件的跨接管包括: 第一管形构件，所述第一管形构件构造成配合第一分流管； 第二管形构件，所述第二管形构件轴向地设置在所述第一管形构件内，其中，所述第二管形构件构造成配合第二分流管；以及 锁定构件，所述锁定构件配合所述第二管形构件的所述外表面。
15.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件包括C形环。
16.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，所述锁定构件包括管子夹具。
17.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，所述第一管形构件或第二管形构件中的至少一个的端部是圆形的。
18.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，所述第二管形构件具有的外直径基本上等于所述第一管形构件的内直径。
19.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，所述第二管形构件的至少一部分的内直径朝向所述第二管形构件的至少一个远端增大，而所述第二管形构件的外直径保持基本上恒定不变。
20.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，所述第一管形构件的至少一部分的内直径朝向所述第一管形构件的至少一个远端增大，而所述第一管形构件的外直径保持基本上恒定不变。
21.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，至少一个密封件设置在所述第一管形构件和所述第二管形构件之间。
22.如权利要求14所述的跨接管，其特征在于，至少一个密封件设置在所述第二管形构件和所述第二分流管之间，且至少一个密封件设置在所述第一管形构件和所述第一分流管之间。
23.—种将跨接管配合到分流管组件上的方法，所述方法包括: 将跨接管设置在两个分流管的敞开端部之间； 从第一管形构件轴向地延伸第二管形构件，以配合所述两个分流管的所述敞开端部； 将所述第一管形构件的至少一个远端和所述第二管形构件的至少一个远端联接到所述两个分流管的所述敞开端部；以及 相对于所述第一管形构件锁定所述第二管形构件，以防止所述跨接管的长度沿轴向减小。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述锁定还包括将锁定构件配合到所述第一管形构件和所述第二管形构件之间的台肩内；以及由在所述第二管形构件上位移的槽来配合所述锁定构件。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述锁定还包括由设置在所述第一管形构件上的台肩槽来配合所述台肩内的所述锁定构件，以将所述锁定构件固定在所述槽内。
【文档编号】E21B29/12GK104471182SQ201280073868
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】B·T·李斯特, J·C·加诺, J·M·洛佩茨 申请人:哈里伯顿能源服务公司