开窗磨铣系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开大致涉及结合地下井利用的设备及执行的操作，且在下文描述的一个实例中，更具体地提供一种具有可回缩刀片的开窗铣刀，和开窗磨铣及钻井系统。
[0002]发明背景
[0003]开窗铣刀(例如，引导铣刀、“椭圆形”或桶形铣刀等)用于穿透井筒衬套(诸如套管或衬管)切出窗口。造斜器总成包括偏向器，所述偏向器使开窗铣刀侧向偏向以切出窗口。应了解，在构造及操作开窗铣刀和造斜器总成的领域中持续需要改进。
[0004]附图简述
[0005]图1是可体现本公开的原理的开窗磨铣系统和相关方法的代表性部分横截面图。
[0006]图2是可在图1的系统和方法中使用的造斜器总成的代表性横截面图。
[0007]图3是可在图1的系统和方法中使用的开窗铣刀的代表性横截面图，所述开窗铣刀被描绘为其刀片处于展开位置中。
[0008]图4是刀片处于回缩位置中的开窗铣刀的代表性横截面图。
[0009]图5是开窗铣刀的另一个实例的代表性横截面图。
[0010]图6是开窗磨铣系统的另一个实例的代表性横截面图。
[0011]图7是沿着图6的线7-7取得的偏向器的放大比例代表性横截面图。
[0012]图8是图6开窗磨铣系统的代表性横截面图，其中开窗铣刀横穿偏向器的偏向表面。
【具体实施方式】
[0013]图1中代表性地图示的是可体现本公开的原理的开窗磨铣系统10和相关方法。但是，应清楚了解，系统10和方法只是在实践中应用本公开的原理的一个实例，且多种其它实例是可行的。因此，本公开的范围完全不限于本文中描述及/或图中描绘的系统10和方法的细节。
[0014]在图1实例中，使用开窗铣刀18上的可向外展开刀片16将造斜器总成12固定至管柱14(诸如，钻柱、工作管柱等)。展开的刀片16收纳在形成于造斜器总成12中的一个或更多个容座20中。
[0015]以此方式，管柱14可用于将造斜器总成12传送至井筒22中，从中将钻出另一个井筒24。造斜器总成12也可通过将开窗铣刀18固定在造斜器总成中(诸如，通过使刀片16向外展开至与容座20接合)及随后用管柱14提升造斜器总成而从井筒22撤出。
[0016]在图1实例中，井筒22是大致水平的，且在从井筒22倾斜向上的方向上钻井筒24。但是，在其它实例中，井筒22可大致垂直或倾斜，可在其它方向上钻井筒24等。井筒22在图1中被描绘为加衬井筒衬套26(例如，套管或衬管等)和水泥28，但在其它实例中，可不使用水泥。因此，本公开的范围不限于如图1中描绘的系统10和方法的任何细节。
[0017]造斜器总成12包括偏向器30、环形密封件32、夹持装置34、扶正器36和定向闩锁38。闩锁38包括键40，所述键40被特别构造来互补地接合形成在井筒衬套26中的匹配剖面42。这种接合将偏向器30与将穿透井筒衬套形成的窗口 44纵向及方位上对准。
[0018]当刀片16回缩时(例如，在造斜器总成12已被传送至井筒22中，且键40已接合剖面42之后)，开窗铣刀18从容座20释放且可移位至形成在偏向器30上的偏向表面46的左侧(如图1中所见)。随后，在将管柱14及铣刀18移位至右侧之前(如图1中所见)，刀片16可向外展开，使得开窗铣刀18可接合偏向表面46且被侧向偏向来穿透井筒衬套26切出窗口 44。
[0019]当管柱14和铣刀移位至右侧时，偏向表面46使开窗铣刀18侧向偏向，使得开窗铣刀穿透井筒衬套26切出窗口 44。在窗口 44切出后，刀片16再次回缩，使得开窗铣刀18可再次收纳在造斜器总成12中。
[0020]刀片16随后可向外展开至与容座20接合。在开窗铣刀18因此固定在造斜器总成12中的情况下，管柱14可用于将造斜器总成从井筒22撤出。
[0021]注意，上述操作可仅在管柱14和造斜器总成12至井筒22的单个行程中完成。可展开开窗铣刀18与容座20之间的接合可用于将造斜器总成12传送至井筒22中，及在穿透井筒衬套26磨铣出窗口 44之后，将造斜器总成从井筒撤出。
[0022]环形密封件32可为主动或被动的，即，密封件可主动向外展开至与井筒衬套26密封接触，或密封件可持续接合井筒衬套。如果密封件32是主动的，那么可经由在开窗铣刀18与偏向器30中的密封件之间延伸的通道48供应压力以致动密封件。
[0023]夹持装置34可用作锚来在开窗铣刀18被用来切穿井筒衬套26时反抗施加至造斜器总成12的力。夹持装置34可为滑件或其它夹持构件的形式，其可从造斜器总成12向外展开。注意，如果键40与剖面42之间的接合足以反抗磨铣操作，那么可不使用夹持装置34。
[0024]扶正器36在井筒衬套26中扶正造斜器总成12。扶正器36的使用是可选的，因为密封件32、夹持装置34和/或闩锁38可充分在井筒衬套26中扶正造斜器总成12。
[0025]现额外参考图2，在井筒衬套26中代表性地图示造斜器总成12的一个实例的更详细横截面图。在这个视图中，可见在偏向器30中提供多个容座20。
[0026]在这个实例中，每个容座20被构造来收纳开窗铣刀18的单独刀片16。但是，在其它实例中，多个刀片16可收纳在单个容座20中。因此，依据本公开的范围，可使用任意数量的容座20。
[0027]图2实例中未使用扶正器36。剖面20被描绘为定位在偏向器30中，但是在其它实例中，剖面可另外定位。因此，将了解，本公开的范围不限于任意特定数量、组合或配置的组件在造斜器总成12中的使用。
[0028]现额外参考图3，代表性地图示开窗铣刀18的放大比例横截面图。在这个视图中，可见铣刀18可包括其前端上的切刀50(诸如聚晶金刚石复合片(roc)切刀等)，且因此开窗铣刀为本领域技术人员所知的“引导”铣刀型。
[0029]在这个实例中，铣刀18用于起始穿透井筒衬套26切出窗口 44。切刀50穿透井筒衬套26切出初始开口，且刀片16用于扩张开口。
[0030]在其它实例中，铣刀18代之可为本领域技术人员已知的椭圆形或桶形铣刀型。在这种情况下，铣刀18可不用于起始切穿井筒衬套26。因此，将了解，本公开的范围不限于结合任意特定类型的开窗铣刀使用。
[0031]在图3构造中，刀片16相对于铣刀18的主体52径向向外展开。如图3中所见，偏置装置54(诸如，弹簧、压缩气室等)将楔56偏置至左侧。这个位置中的楔56向外支撑用于切出窗口 44的刀片16。
[0032]刀片16优选地具有外部剖面，所述外部剖面相对于容座20的内部剖面互补地成形。因此，刀片16可易于收纳在容座20中，且刀片与容座之间的这种接合可用于通过管柱14将造斜器总成12传送入/或传送出井筒22。
[0033]在上述方法的步骤中，其中铣刀18被偏向表面46侧向偏向以穿透井筒衬套26切出窗口 44，具有可展开刀片的另一个铣刀(诸如椭圆形或桶形铣刀)可用于确保铣刀18沿着偏向表面适当追踪。例如，额外铣刀可连接在引导铣刀上方，且两个铣刀的刀片可在管柱14在偏向表面46上方撤回之后向外展开，使得当管柱再次向下移位时，两个铣刀将接触偏向表面，且将产生更大稳定性。
[0034]现额外参考图4，开窗铣刀18被代表性地图示为刀片16处于其径向向内回缩构造中。通过施加增大的压力至管柱14和铣刀18的内部流道58而实现这种构造。
[0035]如图4中所见，从铣刀18内部至外部的增大压差导致活塞60移位至右侧，由此压缩偏置装置54。楔56因此移位至右侧，且刀片16不再由楔向外支撑。
[0036]从铣刀18内部至外部的压差可在期望再次向外展开刀片16的任何时候减小(例如，通过减小施加至通道58的压力)。如果期望经由通道58循环穿过管柱14，那么通道中的压力可充分增大以使爆破片62爆裂。
[0037]如果爆破片62爆裂，那么仍可在期望时通过使流体以足够的流速流动穿过通道58以导致从铣刀18的内部至外部形成压差，使得活塞60将移位至左