Раздвижной переменной длины стыковочный ниппель для использования с устройством отклоняющего клина в стволе скважины

Раздвижной переменной длины стыковочный ниппель для использования с устройством отклоняющего клина в стволе скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к многоствольным скважинам, более конкретно, к регулируемому стыковочному ниппелю, который работает с устройством отклоняющего клина, чтобы обеспечить вход в более чем один боковой ствол скважины многоствольной скважины.

[0002] Углеводороды могут быть извлечены через относительную совокупность стволов скважины, проходящих через подземный пласт. Некоторые стволы скважины содержат один или более боковых стволов скважины, которые проходят под углом от материнского или основного ствола скважины. Такие стволы скважины более известны как многоствольные скважины. Чтобы направить устройства к определенному боковому стволу скважины, в многоствольной скважине могут быть установлены различные устройства и внутрискважинные инструменты. Отклоняющий клин, например, это устройство, которое может быть расположено в ответвлении основного ствола скважины и скомпоновано таким образом, чтобы направлять стыковочный ниппель, перемещаемый вниз по скважине, к боковому стволу скважины. В зависимости от различных параметров стыковочного ниппеля, некоторые отклоняющие клинья также позволяют стыковочному ниппелю оставаться в основном стволе скважины и иным образом обойти ответвление, не будучи направленными в боковой ствол скважины.

[0003] Часто может быть трудной задачей точно направить стыковочный ниппель в основной ствол скважины или боковой ствол скважины. Например, при точном выборе между стволами скважин обычно требуется, чтобы один из указанных: отклоняющий клин или стыковочный ниппель был правильно сориентирован в скважине, или же понадобится помощь известных гравитационных сил. Даже при правильной ориентации и известных гравитационных силах, оказывающих содействие, все же может быть сложной задачей отклонить или направить устройство в сторону надлежащего ствола скважины. Например, типовые стыковочные ниппели, как правило, пригодны только для введения в ответвление бокового ствола скважины, в котором параметры конструкции отклоняющего клина соответствуют параметрам конструкции стыковочного ниппеля. Для того, чтобы проникнуть в ответвление еще одного бокового ствола скважины, имеющее по-другому сконструированный отклоняющий клин, стыковочный ниппель должен быть возвращен на поверхность и заменен на стыковочный ниппель, обладающий параметрами конструкции, соответствующими по-другому сконструированному отклоняющему клину. Этот процесс может быть трудоемким и дорогостоящим.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0004] Следующие фигуры включены с целью иллюстрации определенных аспектов настоящего изобретения и не должны рассматриваться в качестве исключающих вариантов реализации изобретения. Раскрываемый объект изобретения допускает значительные модификации, изменения, сочетания и эквиваленты по форме и функции, без отклонения от сущности и объема данного изобретения.

[0005] Фиг. 1 иллюстрирует типовую систему буровой скважины, в которой может реализовываться один или несколько принципов настоящего изобретения, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

[0006] Фиг. 2A-2C иллюстрируют продольный вид в поперечном сечении устройства отклоняющего клина по Фиг. 1, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

[0007] Фиг. 3A и 3B иллюстрируют вид в поперечном сечении концов верхнего и нижнего отклоняющих клиньев, соответственно, устройства отклоняющего клина по Фиг. 2A-2C, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

[0008] Фиг. 4A и 4B иллюстрируют боковой вид в поперечном сечении типового стыковочного ниппеля, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

[0009] Фиг. 5 иллюстрирует типовую систему многоствольной скважины, в которой могут реализоваться принципы настоящего изобретения.

[0010] Фиг. 6A и 6B иллюстрируют боковой вид в поперечном сечении другого типового стыковочного ниппеля, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

[0011] Фиг. 7A и 7B иллюстрируют боковой вид в поперечном сечении еще одного типового стыковочного ниппеля, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Настоящее изобретение в целом относится к многоствольным скважинам, более конкретно, к регулируемому стыковочному ниппелю, который работает с устройством отклоняющего клина, чтобы обеспечить вход в более чем один боковой ствол скважины многоствольной скважины.

[0013] Настоящее изобретение описывает типовые стыковочные ниппели, при их опускании в скважину способные корректировать различные параметры таким образом, что могут избирательно попадать во множество ног многоствольной скважины, все по одностороннему маршруту в пределах скважины. Корректируемыми параметрами находящегося во всю длину в скважине стыковочного ниппеля являются его диаметр или комбинация его длины и его диаметра. Путем регулирования, по мере необходимости, длины и диаметра находящегося в скважине стыковочного ниппеля, оператор скважины также способен грамотно воздействовать на устройства отклоняющего клина, расположенные во множестве ответвлений многосторонней скважины. Каждое устройство отклоняющего клина может содержать верхний и нижний отклоняющие клинья, расположенные на предопределенном расстоянии друг от друга. В заданном устройстве отклоняющего клина стыковочный ниппель может приводиться в действие для того, чтобы изменять его длину по отношению к предопределенному расстоянию так, что он может быть отклонен или адресован, если необходимо, либо в боковой ствол, либо еще дальше по основному стволу вниз по скважине. Аналогично, нижний отклоняющий клин каждого устройства отклоняющего клина может содержать обсадную колонну, которая обладает предопределенным диаметром. На необходимом устройстве отклоняющего клина стыковочный ниппель может приводиться в действие для того, чтобы изменять его диаметр по отношению к предопределенному диаметру так, что он может быть направлен либо в боковой ствол, либо еще дальше по основному стволу вниз по скважине. Соответственно, операторы скважины способны выборочно направлять стыковочный ниппель во множество ног скважины, регулируя, по мере необходимости, параметры находящегося в скважине стыковочного ниппеля. Это может подтверждать преимущества возможности введения одного стыковочного ниппеля во множество ног или стволов многоствольной скважины, находящихся по одностороннему маршруту вниз по скважине.

[0014] Обратимся к Фиг. 1, иллюстрирующей типовую систему буровой скважины 100, в которой может реализовываться один или несколько принципов настоящего изобретения, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Система буровой скважины 100 содержит основной ствол 102 и боковой ствол 104, выступающий из основного ствола 102 в ответвлении 106 системы буровой скважины 100. Основной ствол 102 может быть стволом скважины, пробуренным из местоположения поверхности (не показано), а боковой ствол 104 может быть боковым или отклоняющимся стволом скважины, пробуренным под углом от основного ствола 102. Применяемый в контексте данного изобретения термин "боковой ствол" может также ссылаться на "ногу" основного ствола 102, которая не обязательно отклоняется непосредственно от основного ствола 102, как проиллюстрировано на Фиг. 1, но может делать так после прохождения некоторого расстояния в пределах основного ствола 102. Несмотря на то, что основной ствол 102 показан ориентированным вертикально, основной ствол 102 может быть ориентирован полностью горизонтально или под любым углом в интервале между вертикалью и горизонталью, без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0015] В некоторых вариантах реализации изобретения основной ствол 102 может быть обсажен обсадной трубой 108 или т.п., как проиллюстрировано. Боковой ствол 104 также может быть обсажен обсадной трубой 108. Однако, в других вариантах реализации изобретения можно отказаться от использования обсадной трубы 108 в боковом стволе 104 так, что боковой ствол 104 может быть образован как участок "необсаженной скважины", без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0016] В некоторых вариантах реализации изобретения насосно-компрессорная труба 110 может быть протянута в пределах основного ствола 102, а устройство отклоняющего клина 112 может быть расположено в пределах или же являться неотъемлемой частью насосно-компрессорной трубы 110 в ответвлении 106 или вблизи него. Насосно-компрессорная труба 110 может быть рабочей колонной, такой как колонна заканчивания, протянутой в основном стволе 102 в пределах скважины от места на поверхности и может образовывать или же создавать в нем окно 114 таким образом, чтобы внутрискважинные инструменты или т.п. могли быть вытянуты из насосно-компрессорной трубы 110 в боковой ствол 104. В других вариантах реализации изобретения можно отказаться от использования насосно-компрессорной трубы 110 и устройство отклоняющего клина 112 вместо этого может быть расположено в пределах обсадной трубы 108, а обсадная труба 108 может иметь образованное в ней окно 114, без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0017] Как будет более подробно описано ниже, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для того, чтобы направить или же адресовать стыковочный ниппель (не показан) либо еще дальше в пределах основного ствола скважины 102, либо в боковой ствол 104, основанный на параметрах стыковочного ниппеля. Для осуществления этого, устройство отклоняющего клина 112 может содержать первый или верхний отклоняющий клин 116а и второй или нижний отклоняющий клин 116b. В некоторых вариантах реализации изобретения верхний и нижний отклоняющие клинья 116a,b могут быть закреплены в насосно-компрессорной трубе 110 машиностроительными крепежами (не показаны) или т.п. В других вариантах реализации изобретения верхний и нижний отклоняющие клинья 116a,b могут быть приварены к своему месту в насосно-компрессорной трубе 110, без отклонения от объема настоящего изобретения. Согласно еще одним вариантам реализации изобретения, верхний и нижний отклоняющие клинья 116a,b могут образовывать неотъемлемую часть насосно-компрессорной трубы 110, например, изготовленную из прутковой заготовки и привинченную к насосно-компрессорной трубе 110. Верхний отклоняющий клин 116a может быть расположен ближе к поверхности (не показан), чем нижний отклоняющий клин 116b, а нижний отклоняющий клин 116b, как правило, может быть расположен вниз по скважине от верхнего отклоняющего клина 116a.

[0018] Теперь обратимся к Фиг. 2A-2C, продолжая ссылаться на Фиг. 1, иллюстрирующим продольный вид в поперечном сечении устройства отклоняющего клина 112 по Фиг. 1, в соответствии с описанными вариантами реализации изобретения. Как проиллюстрировано на Фиг. 2A, верхний отклоняющий клин 116a может быть расположен на предопределенном расстоянии 202 от нижнего отклоняющего клина 116b. Верхний отклоняющий клин 116a может определять или же образовывать наклонную поверхность 204, обращенную в направлении вверх по скважине в основном стволе 102. Аналогично, нижний отклоняющий клин 116b также может образовывать наклонную поверхность 206, обращенную в направлении вверх по скважине и к верхнему отклоняющему клину 116a в основном стволе 102.

[0019] Верхний отклоняющий клин 116a может также определять первый канал 208a и второй канал 208b, причем оба канала, первый и второй 208a,b, проходят в продольном направлении через верхний отклоняющий клин 116a. Нижний отклоняющий клин 116b может определять первую обсадную колонну 210a и вторую обсадную колонну 210b, при этом по меньшей мере первая обсадная колонна 210a проходит в продольном направлении через нижний отклоняющий клин 116b и иным образом сообщается ниже по скважине с нижней частью материнского или основного ствола 102 после ответвления 106. В некоторых вариантах реализации изобретения вторая обсадная колонна 210b может также проходить в продольном направлении через нижний отклоняющий клин 116b и иным образом сообщаться с боковым стволом 104. Однако, в других вариантах реализации изобретения вторая обсадная колонна 210b вместо этого может стать неотъемлемой частью или продолжением наклонной поверхности 206, и наоборот, может служить для того, чтобы адресовать или направить стыковочный ниппель в боковой ствол 104. Соответственно, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения устройство отклоняющего клина 112 может быть расположено в системе многоствольной скважины, причем боковой ствол 104 является лишь одним из нескольких боковых стволов, которые доступны из главного ствола 102 через соответствующее количество устройств отклоняющего клина 112, расположенных во множестве ответвлений.

[0020] Фиг. 2B и 2C являются видом противоположных частей устройства отклоняющего клина 112 вдоль линий, показанных на Фиг. 2A. В частности, Фиг. 2B представляет собой поперечное сечение устройства отклоняющего клина 112, иллюстрируя второй канал 208b верхнего отклоняющего клина 116a и первый канала 210a нижнего отклоняющего клина 116b. В противоположность этому, Фиг. 2C представляет собой поперечное сечение устройства отклоняющего клина 112, иллюстрируя первый канал 208a верхнего отклоняющего клина 116a и второй канал 210b нижнего отклоняющего клина 116b. Как проиллюстрировано, первый канал 208a и вторая обсадная колонна 210b, как правило, выровнены по оси в пределах основного ствола 102, и второй канал 208b и первая обсадная колонна 210a, как правило, выровнены по оси в пределах основного ствола 102.

[0021] Как проиллюстрировано на Фиг. 2B и 2C, первый канал 208a может иметь или же обладать первой шириной 214a, а второй канал 208b может обладать второй шириной 214b, которая больше, чем первая ширина 214a. Кроме того, первая обсадная колонна 210a может обладать предопределенным диаметром 216, а вторая обсадная колонна 210b может обладать диаметром или шириной большими, чем предопределенный диаметр 216. Эти различия лучше проиллюстрированы на Фиг. 3A и 3B, на которых изображен вид концов верхнего и нижнего отклоняющих клиньев 116a,b, соответственно, согласно одному или более вариантам реализации изобретения.

[0022] На Фиг. 3A первый канал 208a и второй канал 208b показаны проходящими в продольном направлении через верхний отклоняющий клин 116a. Первый канал 208a обладает первой шириной 214a, а второй канал 208b обладает второй шириной 214b. Как проиллюстрировано, первая ширина 214a меньше второй ширины 214b. В результате этого стыковочные ниппели, обладающие большим диаметром, чем первая ширина 214a, но меньшим, чем вторая ширина 214b, могут протягиваться через верхний отклоняющий клин 116a по второму каналу 208b и иным образом обходить первый канал 208а. В таких вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель может скользя контактировать с наклонной поверхностью 204 (Фиг. 2) до тех пор, пока не будет направлен во второй канал 208b. В альтернативном варианте, стыковочные ниппели, обладающие меньшим диаметром, чем первая ширина 214a, могут проходить через верхний отклоняющий клин 116a по любому из следующих: первому или второму каналам 208a,b.

[0023] На Фиг. 3B первая и вторая обсадные колонны 210a,b проиллюстрированы проходящими в продольном направлении через нижний отклоняющий клин 116b. Однако, как упоминалось выше, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения наклонная поверхность 206 может продлеваться до или образовывать часть второй обсадной колонны 210b так, что вторая обсадная колонна 210b не обязательно проходит через нижний отклоняющий клин 116b, но вместо этого служит в качестве наклонной отклоняющей или направляющей перемещение поверхности для бокового ствола 104. Первая обсадная колонна 210a обладает предопределенным диаметром 216 и, как проиллюстрировано, вторая обсадная колонна 210b может обладать диаметром 302 большим, чем предопределенный диаметр 216. В результате этого стыковочные ниппели, обладающие большим диаметром, чем предопределенный диаметр 216, не могут входить в первую обсадную колонну 210a, и вместо этого направляются во вторую обсадную колонну 210b по наклонной поверхности 206. В таких вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель может скользя контактировать с наклонной поверхностью 206, прежде чем попасть во вторую обсадную колонну 210b или же направиться в боковой ствол 104 (Фиг. 2A-2C) по второй обсадной колонне 210b. В альтернативном варианте, стыковочные ниппели, обладающие меньшим диаметром, чем предопределенный диаметр 216, могут проходить по первой обсадной колонне 210a в нижние части нижнего основного ствола 102.

[0024] Обратимся снова к Фиг. 2A-2C, продолжая ссылаться на Фиг. 3A и 3B, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля (не показан) в нижние части основного ствола 102 или боковое отверстие 104, основанное на конструктивных параметрах стыковочного ниппеля. Например, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля в боковой ствол 104 по второй обсадной колонне 210b, основанную по меньшей мере на длине стыковочного ниппеля. Более конкретно, стыковочные ниппели, которые короче, чем предопределенное расстояние 202, могут быть направлены в боковой ствол 104 по второй обсадной колонне 210b. В ином случае, стыковочные ниппели, которые длиннее чем предопределенное расстояние 202, вместо этого могут быть направлены дальше вниз по скважине в основной ствол 102 по первой обсадной колонне 210a.

[0025] Кроме того, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля (не показан) в нижние части основного ствола 102 или боковое отверстие 104, основанное на диаметре стыковочного ниппеля. Например, стыковочный ниппель с диаметром меньшим, чем предопределенный диаметр 216, может быть направлен в первую обсадную колонну 210a и, соответственно, в нижние части основного ствола 102. В отличие от этого, стыковочные ниппели с диаметром большим, чем предопределенный диаметр 216, будут скользя контактировать с наклонной поверхностью 206 до размещения во второй обсадной колонне 210b и иным образом направляться в боковой ствол 104.

[0026] В других вариантах реализации изобретения, устройство отклоняющего клина 112 может применяться для адресации стыковочного ниппеля в нижние части основного ствола 102 или боковое отверстие 104, основанное как на длине, так и на диаметре стыковочного ниппеля. Теперь обратимся к Фиг. 4A и 4B, иллюстрирующим боковые виды в поперечном сечении типового стыковочного ниппеля 400, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Стыковочный ниппель 400 может представлять собой дистальный конец бурового снаряда (не показан), такого как компоновка для бурения и т.п., который транспортируется вниз по скважине в пределах основного ствола 102 (Фиг. 1). В некоторых вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 транспортируется вниз по скважине при помощи гибкой насосно-компрессорной трубы малого диаметра (не показана). Однако, в других вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 может транспортироваться вниз по скважине при помощи других видов транспортных средств, таких как, но не ограничиваясь ими, бурильная труба, насосно-компрессорные трубы, или любой другой транспортировкой, способной находиться под гидравлическим давлением. В еще одних вариантах реализации изобретения стыковочный ниппель 400 может транспортироваться вниз по скважине при помощи кабеля или проволоки для работы с внутрискважинным инструментом, тросовой проволоки, электрокабеля или т.п., без отклонения от объема настоящего изобретения. Буровой снаряд может содержать различное скважинное оборудование, инструменты и устройства, скомпонованные для выполнения различных операций в стволе скважины сразу после их точного размещения в условиях скважины, и стыковочный ниппель 400 может быть скомпонован таким образом, чтобы точно адресовать буровой снаряд так, чтобы он достигал своего целевого места назначения, например, бокового ствола 104 по Фиг. 1 или далее вниз по скважине в пределах основного ствола 102.

[0027] Для этого стыковочный ниппель 400 может содержать корпус 402 и наконечник стыковочного ниппеля 404, присоединенный или же прикрепленный к дистальному концу корпуса 402. В некоторых вариантах реализации изобретения наконечник стыковочного ниппеля 404 может образовывать часть корпуса 402, как его неотъемлемое продолжение. Как проиллюстрировано, наконечник стыковочного ниппеля 404 может быть закруглен на конце или же быть изогнутым или образующим умеренный изгиб такой, что не имеет острых углов или изогнутых торцов, которые могли бы зацепиться за части основного ствола 102 или устройство отклоняющего клина 112 (Фиг. 1) при его протягивании вниз по скважине.

[0028] Стыковочный ниппель 400 может дополнительно содержать переходную муфту 406, расположенную вокруг части корпуса 402. Корпус 402 может обладать первым диаметром 407a, который меньше ширины 214a первого канала 208a, а переходная муфта 406 может обладать вторым диаметром 407b, который больше первого диаметра 407a, а также больше ширины 214a первого канала 208a. В некоторых вариантах реализации изобретения переходная муфта 406 может быть скомпонована для приведения в действие таким образом, что она перемещается в осевом направлении по отношению к наконечнику стыковочного ниппеля 404 и тем самым, по существу, изменяет общую длину наконечника стыковочного ниппеля 404. Однако, как будет описано ниже, в некоторых вариантах реализации изобретения переходная муфта 406, вместо этого, может быть неподвижной деталью стыковочного ниппеля 400, а наконечник стыковочного ниппеля 404 может перемещаться в осевом направлении по отношению к переходной муфте 406 для того, чтобы регулировать длину наконечника стыковочного ниппеля 404, без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0029] В контексте данного изобретения фраза "длина наконечника стыковочного ниппеля" относится к осевой длине стыковочного ниппеля 400, которая заключает в себе осевые длины наконечника стыковочного ниппеля 404 и переходной муфты 406. Когда переходная муфта 406 расположена далеко от наконечника стыковочного ниппеля 404, как описано ниже, "длина наконечника стыковочного ниппеля" дополнительно относится к суммарной осевой длине наконечника стыковочного ниппеля 404 и переходной муфты 406 и любому расстоянию, которое отделяет две составляющие.

[0030] Фиг. 4A иллюстрирует стыковочный ниппель 400 в конфигурации по умолчанию, а Фиг. 4B иллюстрирует стыковочный ниппель 400 в задействованной конфигурации. В конфигурации по умолчанию переходная муфта 406 расположена далеко от наконечника стыковочного ниппеля 404 так, что наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает, главным образом, первой длиной 408a, при этом первая длина 408a больше предопределенного расстояния 202 (Фиг. 2A) между верхним и нижним отклоняющими клиньями 116a,b устройства отклоняющего клина 112 (Фиг. 1 и 2A-2C). В задействованной конфигурации переходная муфта 406 перемещается, как правило, прилегая к наконечнику стыковочного ниппеля 404 так, что наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает, главным образом, второй длиной 408b, которая содержит в себе осевые длины наконечника стыковочного ниппеля 404 и переходной муфты 406. Как проиллюстрировано, вторая длина 408b меньше первой длины 408a, но вторая длина 408b также меньше предопределенного расстояния 202 (ФИГ. 2A).

[0031] Кроме того, в конфигурации по умолчанию (Фиг. 4A), наконечник стыковочного ниппеля 404 стыковочного ниппеля 400 обладает первым диаметром 410a, который меньше, чем предопределенный диаметр 216 (Фиг. 2B, 2C, и 3B) первой обсадной колонны 210a и может быть, по существу, таким же, как диаметр 407b переходной муфты 406. Следовательно, в то время, как стыковочный ниппель 400 соответствует конфигурации по умолчанию, он может быть такого размера, что способен проходить в первую обсадную колонну 210a и в нижние части основного ствола 102. В противоположность этому, в задействованной конфигурации (Фиг. 4B), наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает вторым диаметром 410b, при этом второй диаметр 410b больше первого диаметра 410a, а также больше предопределенного диаметра 216. Следовательно, в то время, как стыковочный ниппель 400 присутствует в задействованной конфигурации, он ограничен от попадания в первую обсадную колонну 210a, а вместо этого направляется во вторую обсадную колонну 210b по наклонной поверхности 206 (Фиг. 2A-2C и 3B) и впоследствии в боковой ствол 104.

[0032] Для перемещения стыковочного ниппеля 400 от конфигурации по умолчанию (Фиг. 4A) в его задействованную конфигурацию (Фиг. 4B), стыковочный ниппель 400 может быть приведен в действие. В некоторых вариантах реализации изобретения приведение в действие стыковочного ниппеля 400 заключается в применении гидравлического давления к стыковочному ниппелю 400. Более конкретно, гидравлическая жидкость 412 может подводиться с местоположения на поверхности по средствам транспортировки (таким как гибкая насосно-компрессорная труба малого диаметра, бурильная колонна, насосно-компрессорная колонна и т.д.), соединенным со стыковочным ниппелем 400, 400. В стыковочном ниппеле 400 гидравлическая жидкость 412 попадает в корпус 402 через гидравлическую обсадную колонну 414 и оказывает действие на конец первого поршня 416. Один или более уплотнительных элементов 418 (показаны два), такие как уплотнительные кольца или т.п., могут быть расположены между первым поршнем 416 и внутренней поверхностью гидравлической обсадной колонны 414 таким образом, что это приводит к герметичному вхождению в контакт.

[0033] Первый поршень 416 может быть функционально связан с переходной муфтой 406 таким образом, что перемещение первого поршня 416 соответственно перемещает переходную муфту 406. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения один или более соединительных штифтов 420 (показаны два) могут функционально связывать первый поршень 416 с переходной муфтой 406 и протянуты между первым поршнем 416 и переходной муфтой 406 через соответствующие продольные канавки 422.

[0034] Однако, в других вариантах реализации изобретения первый поршень 416 может быть функционально связан с переходной муфтой 406 при помощи любого другого устройства или способа соединения, известного специалистам в данной отрасли. Например, по меньшей мере в одном варианте реализации изобретения, первый поршень 416 и переходная муфта 406 могут быть функционально связаны вместе при помощи магнитов (не показаны). В таких вариантах реализации изобретения один магнит может быть установлен в первом поршне 416 и соответствующий магнит может быть установлен в переходной муфте 406. Магнитное притяжение между двумя магнитами может происходить так, что перемещение одного побуждает или же вызывает соответствующее перемещение другого.

[0035] Гидравлическая жидкость 412 оказывает действие на первый поршень 416 таким образом, что он перемещается в дистальном направлении (т.e., вправо на Фиг. 4A и 4B) в пределах гидравлической обсадной колонны 414 и в первую поршневую камеру 424, установленную в пределах корпуса 402. В некоторых вариантах реализации изобретения гидравлическая обсадная колонна 414 и первая поршневая камера 424 могут быть одним и тем же, и первый поршень 416 может быть скомпонован таким образом, чтобы двигаться поступательно внутри вдоль оси. Поскольку первый поршень 416 перемещается вдоль оси в первую поршневую камеру 424, переходная муфта 406 соответствующим образом перемещается вдоль оси, поскольку функционально связана с ним. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения при перемещении первого поршня 416, соединительные штифты 420 двигаются поступательно вдоль оси в продольных канавках 422 и, таким образом, перемещают переходную муфту 406 в том же направлении. Кроме того, при перемещении первого поршня 416, он контактирует с первым устройством смещения 426, расположенным в первой поршневой камере 424, и сжимает первое устройство смещения 426 так, что в нем образуется пружинное усилие. В некоторых вариантах реализации изобретения первым устройством смещения 426 может быть винтовая пружина или т.п. В других вариантах реализации изобретения первым устройством смещения 426 может быть ряд тарельчатых пружин, пневмоволна или газовая камера или т.п., без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0036] Поскольку первый поршень 416 перемещается вдоль оси в первую поршневую камеру 424, он также может входить в контакт с или же зацепляться с ближним концом второго поршня 428 таким образом, чтобы второй поршень 428 перемещался соответственно. Более конкретно, первый поршень 416 может контактировать с ближним концом поршневого штока 430, который проходит в продольном направлении от второго поршня 428. Второй поршень 428 может быть размещен подвижно во второй поршневой камере 432, установленной в наконечнике стыковочного ниппеля 404. Второй поршень 428 может быть функционально связан с клиновидной деталью 434, расположенной вокруг корпуса 402 таким образом, что перемещение второго поршня 428 соответственно перемещает клиновидную деталь 434. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения один или более соединительных штифтов 436 (показаны два) могут функционально связывать второй поршень 428 с клиновидной деталью 434. Более конкретно, соединительные штифты 436 могут проходить между вторым поршнем 428 и клиновидной деталью 434 через соответствующие продольные канавки 438. Однако, в других вариантах реализации изобретения второй поршень 428 может быть функционально связан с клиновидной деталью 434 при помощи любого другого устройства или способа соединения, известного специалистам в данной отрасли, такого как магниты, описанные выше.

[0037] Наконечник стыковочного ниппеля 404 может дополнительно содержать замыкающее кольцо 440, которое образует часть или, иначе говоря, является неотъемлемой частью наконечника стыковочного ниппеля 404. Таким образом, наконечник стыковочного ниппеля 404 и замыкающее кольцо 440 могут совместно образовывать «наконечник стыковочного ниппеля». Клиновидная деталь 434 может быть размещена подвижно в клиновидной камере 442, образованной по меньшей мере частично между замыкающим кольцом 440, наконечником стыковочного ниппеля 404, и наружной поверхностью второй поршневой камеры 432. Клиновидная деталь 434 может быть скомпонована для перемещения в осевом направлении в клиновидной камере 442 в процессе эксплуатации.

[0038] Стыковочный ниппель 400 может дополнительно содержать катушку 444, которая может быть расположена в промежутке, образованном в осевом направлении между замыкающим кольцом 440 и наконечником стыковочного ниппеля 404, или же садящуюся на или контактирующую с частью клиновидной детали 434. Катушка 444 может быть, например, винтовой катушкой или винтовой пружиной, имеющей один или более витков или оборотов. Однако, в других вариантах реализации изобретения катушкой 444 может быть ряд пружинных упорных колец или т.п. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения показаны два витка или оборота катушки 444, но следует понимать, что могут применяться более двух витков (или один оборот), без отклонения от объема настоящего изобретения. В конфигурации по умолчанию (Фиг. 4A), катушка 444 садится, как правило, вровень с наружной поверхностью наконечника стыковочного ниппеля 404 таким образом, что он также, как правило, обладает первым диаметром 410a.

[0039] Обратимся к Фиг. 4B, поскольку первый поршень 416 перемещается вдоль оси и контактирует с ближним концом второго поршня 428 (например, через поршневой шток 430), второй поршень 428 вынужден перемещаться в том же направлении в пределах второй поршневой камеры 432. Поскольку второй поршень 428 двигается поступательно вдоль оси в пределах второй поршневой камеры 432, клиновидная деталь 434 соответствующим образом перемещается вдоль оси, так как она функционально с ним связана. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, из-за перемещения второго поршня 428, соединительные штифты 436 двигаются поступательно вдоль оси в пределах соответствующих продольных канавок 438 и таким образом перемещают клиновидную деталь 434 в том же направлении.

[0040] Поскольку клиновидная деталь 434 продвигается вдоль оси в пределах клиновидной камеры 442, она может сжимать второе устройство смещения 446, расположенное в пределах клиновидной камеры 442, потому что оно двигается поступательно вдоль оси. Подобно первому устройству смещения 426, вторым устройством смещения 446 может быть винтовая пружина, ряд тарельчатых пружин, пневмоволна или газовая камера или т.п. Как описано ниже, второе устройство смещения 446 не обязательно должно находиться в клиновидной камере, но равным образом может быть расположено в пределах второй поршневой камеры 432, без отклонения от объема настоящего изобретения. Кроме того, поскольку клиновидная деталь 434 продвигается вдоль оси в пределах клиновидной камеры 442, она контактирует с катушкой 444 и прикладывает усилие к катушке 444 в радиальном направлении наружу ко второму диаметру 410b. В результате этого, стыковочный ниппель 400 перемещается в задействованную конфигурацию, причем наконечник стыковочного ниппеля 404 обладает, по существу, вторым диаметром 410b.

[0041] При необходимости вернуть стыковочный ниппель 400 в конфигурацию по умолчанию, гидравлическое давление на стыковочный ниппель 400 может быть сброшено. После сбрасывания гидравлического давления, пружинное усилие, нагнетенное в первом устройстве смещения 426, может служить для того, чтобы вынудить первый поршень 416 (и таким образом переходную муфту 406) вернуться в типовое положение, проиллюстрированное на Фиг. 4A, и таким образом, по существу, вернуть наконечник стыковочного ниппеля 404 к первой длине 408a. Перемещение первого поршня 416 обратно в конфигурацию по умолчанию также позволяет второму поршню 428 перейти обратно к его типовому положению, показанному на Фиг. 4A. Более конкретно, второе устройство смещения 446 может вынудить клиновидную деталь 434 вернуться обратно в клиновидную камеру 442, таким образом, соответственно, перемещая второй поршень 428 и позволяя катушке 444 радиально сузиться до положения, проиллюстрированного на Фиг. 4A. В результате этого, наконечник стыковочного ниппеля 404, по существу, может быть возвращен к первому диаметру 410a. Тем более будет оценено по достоинству, что такой вариант реализации изобретения позволяет оператору скважины уменьшить длину и увеличить диаметр наконечника стыковочного ниппеля 404 по требованию, для этого попросту применяя давление в скважине при помощи транспортировки к стыковочному ниппелю 400.

[0042] Специалисты в данной области техники охотно признают, что аналогичным образом могут применяться несколько других способов приведения в действие стыковочного ниппеля 400 в интервале между конфигурацией по умолчанию и задействованной конфигурацией. Например, хотя это не проиллюстрировано в данном документе, настоящее изобретение предусматривает также применение одного или более исполнительных механизмов, чтобы механически регулировать осевое положение переходной муфты 406 и/или клиновидной детали 434, и тем самым удлинять стыковочный ниппель 400 и/или увеличивать его диаметр. Такие исполнительные механизмы могут предусматривать, не ограничиваясь ими, механические приводы, электромеханические приводы, гидравлические приводы, пневматические приводы, их комбинации и т.п. Такие приводы могут питаться от внутрискважинного блока питания или т.п., или же питаться от поверхности по линии управления или электрической линии. Исполнительный механизм (не показан) может быть функционально связан с переходной муфтой 406 и/или клиновидной деталью 434 и скомпонован так, чтобы соответствующим образом перемещать переходную муфту 406 и/или клиновидную деталь 434 вдоль оси. В ином случае, исполнительный(е) механизм(ы) может(гут) быть функционально связан(ы) с первым и вторым поршнями 416, 428, чтобы в равной степени достичь тех же результатов.

[0043] В еще одних вариантах реализации, настоящее изобретение также предусматривает приведение в действие стыковочного ниппеля 400 при помощи потока жидкости вокруг стыковочного ниппеля