專利名稱:選擇性控制在來自單個主鉆孔的鉆井中不同速度的流動流體流的管匯柱的制作方法
技術領域:
本發明一般涉及可用于在穿過地下地層形成的通道內進行選擇性作業的系統、設備和方法,用于從單個主鉆孔作業的一個或多個鉆井,用于基本碳氫化合物或基本水性的注入和/或生產鉆井的建造和作業。
背景技術:
從還包含水和其它相關流體的地下區域和儲層生產碳氫化合物。在許多鉆井中,水和其它鉆井流體的體積可基本超過正在從鉆井中生產的碳氫化合物的相對體積,這樣鉆井流體生產系統處理的水和其它流體的體積可降低或限制碳氫化合物的生產速度。傳統上,在表面出現碳氫化合物與水和其它鉆井流體的分離,以進行碳氫化合物的生產。此外,已使用表面分離系統、井下鉆井流體生產系統,包括電力離心分離機或可滲透的過濾系統和/或液壓或機械分離機,用于從其它井下流體分離正在生產的碳氫化合物。但是,這些現存的井下系統需要動力、去除組件和/或裝置或部件的周期性更換,這樣這些現存的系統在鉆井的整個使用壽命中將不能有效工作。此外,這些傳統系統不能提供同時流動流的分離和選擇性控制,包括在單個主鉆孔內的基本碳氫化合物或基本水注入和/或生產流的選擇性-受控的推進。本發明的實施方式使用流動控制元件可選擇性控制不同速度的同時流體流。使用具有徑向通道的至少一個管匯交叉元件,流體控制元件可選擇性放置在多個同軸管道柱元件之間或可選擇地穿過最內部通道元件放置,且嚙合至地下設置的管匯柱的一個或多個容器元件,該徑向通道在同軸通道元件和一個或多個向下延伸的管道之間流體交流。管匯柱可用于將流體注入一個或多個鉆井,和/或從一個或多個鉆井提取流體,所述一個或多個鉆井豎直和/或側向設置在穿過單個柱鉆孔和井頭的地下地層區域內,從而使空間需求、鉆機移動和/或表面設施最小化。本發明的實施方式可使用流動控制裝置,以選擇性提取和/或注入包括氣體、液體和/或固體的基本碳氫化合物或基本水的流體混合物,例如穿過管匯柱交叉元件的巖屑處理或鹽飽和鹽水去除,所述管匯柱位于在一個或多個鉆井下端處的兩個或更多個地下容貌之間,所述一個或多個鉆井可被包括在單個主鉆孔內。流體混合物可為從單個主鉆孔的選擇性控制的生產和注入,例如注入水生產在深地熱地下區域中產生的蒸汽,或注入淺的浙青砂或冷的北極儲層用于加熱和生產粘性碳氫化合物。可將流體混合物選擇性注入單個主鉆孔或從單個主鉆孔選擇性提取流體混合物,以在沒有表面處理的情況下處理廢棄的流體或含油的水,或者壓力驅動碳氫化合物儲層,且從更深更高壓力的地下水源直接注水(water flood)或水掠過(water sweep)。可選擇地,可將流體混合物選擇性注入單個主鉆孔或從單個主鉆孔選擇性提取流體混合物,以在生產蒸汽或在蒸汽生產的過程中再循環水冷凝的同時,從在鉆井接縫下的另一地下鉆井輸送地熱資源。此外,可將流體混合物選擇性注入單個主鉆孔或從單個主鉆孔選擇性提取流體混合物,以在兩個不同鹽穴深度處選擇性提取重量分隔的地下儲存的流體,以在使用上端用于儲存作業的同時在洞穴下端使用水溶解鹽,或者在在超負荷的鹽礦中使用生產的水溶液開采洞穴的同時分離從砂巖儲層生產的碳氫化合物流動流。本發明的實施方式可進一步包括可用于操作各種鉆井類型的系統、設備和方法,用于推進基本碳氫化合物和/或基本水的注入或生產。生產或注入的產品的實例包括地下液體碳氫化合物、氣態碳氫化合物、地下蒸汽、地下鹽飽和的流體、鉆孔的地下地層巖屑流體混合物及可在鉆井建造或增產中使用的流體(諸如來自或至豎直或側向分離的管道入口或出口孔板的支撐劑壓裂(proppantfracs)。具有在推進注入和/或生產作業中使用的入口或出口孔板的管道可從位于單個井頭下方的單個主鉆孔延伸至地下區域。在例如鉆井或地下儲存洞穴建造的過程中,和/或在從儲層、地下洞穴和/或溶液開采的鹽溶解區域生產的過程中,可使用用于推進基本碳氫化合物和/或基本水注入或生產作業的系統和方法。跨越不同組的鉆井類型的應用和使用提供了用于使元件系統、方法和設備標準化的規模經濟學,其中元件系統、方法和設備可配置在例如用于廣泛的現成部署的各配置中。在又一方面中,本發明的實施方式可提供用于控制包含固體的流體混合物的元件系統、方法和設備。這樣的流體混合物的實例可包括用于破裂頁巖氣、低滲透性的儲層或位于松散儲層中的礫石充填的支撐劑。傳統上,現成的固體放置技術使用兩個流動流途徑,該兩個流動流途徑不能有效處理使用為砂巖儲層設計的設備的砂巖不可滲透的地質性質,或在篩選出現后從鉆孔去除固體的能力。但是本發明的實施方式能夠將多余的固體從單個主鉆孔的一個或多個鉆井放置和去除至豎直和/或側向分離的地下區域,從而通過包含固體的流體混合物的改善的放置和取回提高生產率較低、基本不可滲透的頁巖儲層或堅硬的砂巖或松散儲層的效率。本發明的實施方式可進一步使用可經電纜放置的流體可旋轉的設備,諸如鉆孔、切斷或泵送裝置。使用電纜可嚙合的井下部件,這些裝置可在各種鉆井類型的建造、介入、作業和/或廢棄的過程中用于在鉆井中建立流體控制,電纜可嚙合的井下部件經由使用電鉆機的電纜可選擇性放置、懸掛在管匯柱元件中和/或從管匯柱元件取回。
本發明的實施方式可提供一種流體泵送的、流動控制的元件,該流體泵送的、流動控制的元件可在具有電馬達或流體馬達的碳氫化合物、水和/或地下儲存鉆井中使用。可由水流的注入或較高速度的流體流的膨脹驅動馬達,較高速度的流體流諸如來自較深較高壓力地層的膨脹的氣體流或流體,較深較高壓力的地層可用于泵送較低速度流體流,且進一步將它從鉆井推出或將它推進鉆井中。流動控制元件可選擇性控制一個或多個管匯交叉元件以提供流體流速度變化,該流體流速度變化可用于在生產、注入和/或井下處理的過程中選擇性效仿速度柱、噴射泵和/或文氏管配置。本發明的實施方式還可提供了一種將流體混合物流動流分離成不同速度的多個基本氣態、液體和/或水流動流的手段,及相關聯的提取或注入流。流動流的分離可經使用電鉆機或其它鉆機的電纜進行選擇性地重新配置,且可在通過單個主鉆孔和井頭作業的一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水鉆井的使用壽命的過程中使用流動流的分離。通過使用例如穿過地下地層和/或洞穴壁的通道內的空間,管匯柱元件可用于控制穿過位于跨越一個或多個地下區域的管道柱元件之間的元件通道和空間的流動,用于在經過井頭之前或之后的生產和/或注入的地下處理,從而降低對表面處理設施的需要。本發明的實施方式還可用于來自生產的流體流的第一基本氣態流體流和第二基本液體流體的地下分離的過程中,以選擇性控制第二流體流的氣舉。在任一流體在單個主鉆孔的上端離開井頭或閥門樹之前,通過控制至少一部分第一流動流注入第二流動流,可實現該地下分離和選擇性控制,以選擇性最優化提取過程和所產生的生產的流動流。本發明的實施方式可進一步提供一種通過選擇性控制鄰近通道元件或側向分離的鉆井的流動流來熱影響流動流的手段。所述側向分離的鉆井可從鉆井接縫向下延伸,以例如防止溶液開采過程中流動的流體流之間的熱交換,或者通過使用穿過單個主鉆孔和/或鉆井接縫的鄰近通道元件將熱量熱交換至浙青砂或冷的北極生產,從而用于將蒸汽注入鉆井接縫下面的豎直和/或側向分離的點。此外,通過例如使用從熱流體生產的廢水,諸如發電過程中的碳氫化合物分離或蒸汽冷凝,流動流的選擇性控制使得能夠進行流動流的熱分離,可穿過單個主鉆孔的通道軸向向下注入廢水以隔離正在從地層和/或海洋的冷卻效應軸向向上提取的產品。另一實例包括:使用較冷的廢水注入穿過同軸通道元件以隔離來自由深碳氫化合物或地熱資源引起的高溫生產的裝備。其它實例包括流動控制元件的熱隔離,該流動控制元件諸如在同時地下氣體儲存提取和溶液開采作業過程中的氣體儲存鹽穴的最終注水泥的套管鞋。存在對可用于實現如下過程的系統、方法和設備的經濟需要:使建造和操作位于環境敏感和遠程位置的不同鉆井所需裝備的量和空間最小化,其中環境敏感和遠程位置包括例如在市區、叢林、北極或近海區域。存在開發可跨越不同鉆井類型使用的可兼容的系統、方法和設備所需的規模經濟的需要,不同鉆井類型包括例如碳氫化合物、地熱、水生產、地下廢物處理、地下儲存和溶液開采的鉆井,其中跨越不同鉆井的廣泛的應用提供了經濟有效的標準化和現成的供應。最近發現的遍及全球的不可滲透的頁巖氣體碳氫化合物儲備和/或在邊際疏松儲層中的儲備的規模和經濟需要產生了對改善流體控制的系統和方法的需要,所述流體運載用于儲層中的疏松地層篩選或裂隙開啟和擴展的固體。在儲層中,固體生產和/或裂隙長度是受限制的,以增加例如頁巖氣體儲層的相對滲透性,或例如改善疏松儲層的礫石充填,超出了使用通常為可滲透或高產儲層設計的傳統技術目前可能和/或經濟可獲得的范圍。存在如下需要:用于降低露天開采浙青砂的廢棄副產品,及降低表面設施對北極儲層上方的永久凍土區域的影響的系統和方法,其中來自地熱和/或較深地下資源鉆井的熱量和/或壓力可被轉向穿過鉆井元件通道的接縫,以加熱和提取粘性碳氫化合物,而不需要熱源流體的中間表面處理。存在如下需要:可用于更好的運載完井柱內的固體的改善的系統、設備和方法,完井柱用于分別將裂隙支撐劑或礫石充填放置在頁巖氣體或疏松儲層中。且存在相關聯的需要:用于在篩選出固體的去除或出沙過程中使氣體、液體和/或固體進行更加有效的生產的流動。存在如下需要:在地下鉆井有用的壽命周期至廢棄的過程中使用較少的表面設備和勞動密集型較低的電線或電纜作業操作一個或多個鉆井的系統和方法,其中,選擇性控制來自從單個主鉆孔向下延伸的多個鉆井的流體流為多樣的鉆井類型改善生產、注入和/或最終廢棄的綜合經濟,以改善邊際地下開發(諸如頁巖氣體、浙青砂、擱淺的近海儲備)、近海地下儲存設施和/或需要用于開發的技術改善各種其它開發的經濟學。存在如下需要:可用于從單個主鉆孔生產,同時將水穿過單個主鉆孔同時注入多個鉆井以例如處理廢棄的流體和/或進行注水的系統和方法,用于維持壓力、減少下沉或清掃儲層。此外,存在如下需要:可用于從單個主鉆孔生產,同時將水穿過單個主鉆孔同時注入多個鉆井以將給水供應至地下蒸汽發生儲層的系統和方法,以將熱量提供至碳氫化合物儲層,和/或使用在洞穴的溶液開采過程中作為過濾墊的儲存的產品從該相同洞穴儲存和提取儲存物。存在如下需要:可用于使用來自例如水注入、地下流體膨脹、電和/或地下壓力資源的能量驅動放置在管道之間或選擇性穿過管道通道放置在容器中的泵的系統和方法,其中,這樣的地下潛水泵可與管道柱一起使用,用于同時注入和/或生產作業。這些注入和/或生產作業可用于輔助例如:使用在地熱鉆井中蒸汽膨脹或再循環蒸汽冷凝放置給水備料;使用廢棄的流體注入以驅動潛水泵提升生產的流體;使用來自生產或地下分離過程的膨脹氣體以驅動用于從鉆井泵送液體的渦輪;使來自地下儲存洞穴的氣體膨脹以驅動渦輪,將水泵入加壓的儲存空間,用于維持洞穴壓力和/或溶液開采(同時壓縮壓力的后續注入使泵反轉以輔助來自地下儲存空間的鹽水的泵送);或者,使用深水資源以驅動渦輪或容積式馬達和/或泵,以生產廢棄的碳氫化合物儲層,之后較深的高壓被自然注入較弱的淺地層進行處理。存在其它需要:可用于在經過井頭或離開閥門樹之前選擇性控制地下處理的可重新配置的地下速度柱及地下分離和/或氣舉的系統、方法和設備。通過使用管匯柱的流動控制元件,這些系統和方法可提供選擇性控制以例如操作海下或邊際開發,其中表面處理可能是不切實際的,且管匯柱元件在鉆井的壽命周期中可重新配置,而不需要去除生產柱,因此潛在地延長了在單個主鉆孔下的一個或多個鉆井的經濟壽命周期。最后,還存在如下需要:通過例如借助于分離鉆井接縫下方的鉆孔和流動流可用于熱影響鉆井的系統和方法。這些系統和方法的熱影響可包括:在鹽溶解過程中保持注入流體的熱量,用于改善被去除鹽水的鹽飽和水平;使用作為地熱儲層注入備料的隔離的熱廢水注入流降低蒸汽生產過程中的冷凝,以縮短水再循環的時間;或者,通過使用注入廢水的熱量隔離碳氫化合物生產流,以增加在冷海洋和北極環境中的熱保留和流動保障。本發明的各實施方式論述了這些需要。
發明內容
本發明通常涉及可用于選擇性進行在由單個主鉆孔作業的一個或多個鉆井的穿過地下地層形成的通道內的作業的系統、設備和方法,用于基本碳氫化合物或基本水性質的注入和/或生產鉆井的受控建造和作業。作為實例,注入或生產鉆井可包括碳氫化合物、地熱、水生產、廢物處理、地下儲存和/或溶液開采鉆井。所述系統、方法和設備可適于提供元件實施方式,所述元件實施方式可以任意組合或取向進行布置和配置以形成管匯柱,所述管匯柱可用于選擇性控制不同速度的同時流動的流體流。流體流的選擇性控制可用于使元件通道內的地下流體混合物(包括液體、氣體和/或固體)被推進至或推離一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水鉆井的一個或多個豎直和/或側向分離的地下區域,所述一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水鉆井可從單個主鉆孔和井頭向下延伸。因此,本發明的實施方式可包括一組可適用的系統、方法和設備元件,可用于形成一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水地下鉆井的任意配置,所述一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水地下鉆井可用于穿過單個主鉆孔的生產、注入和/或地下儲存,且可使用位于對個通道內的流動控制元件以選擇性控制在井頭和豎直和/或側向分離的地下區域之間的不同速度的同時流動的流體混合物流。可適用的系統、方法和設備可包括具有受管理的壓力管道部件(圖100 105的49)的元件,所述受管理的壓力管道部件(圖100 105的49)可用于將其它元件放置在地下地層中,包括例如可與鉆孔選擇器(圖90的47)元件和流動轉向柱元件一起使用的腔體接縫(圖97的43)元件。具有泥漿通道器具(58)的受管理的壓力管道部件(圖100 105的49)用作具有徑向通道的管匯交叉,選擇性控制同時流動的流體流,受管理的壓力管道部件(圖100 105的49)可類似于管匯柱直至去除內部組件。本發明的優選實施方式提供了一組可用于形成管匯柱(圖1 2、6 7、22 35、42 45、49 50、68、51 53、59、62 67、67A、82 87、100 116 和 119 123)的方法和設備,用于通過使用在一個或多個豎直和/或側向分離的地下區域和井頭(J)之間不同速度的同時流動的流體流(圖1 2的31 37),推進在一個或多個地下鉆井內的液體、氣體和/或固體的流體混合物(圖1的38),所述一個或多個地下鉆井從單個主鉆孔(6)和井頭(圖1的7)軸向向下延伸。實施方式可進一步包括提供了位于在地下鉆井的上端出的井頭和至少一個管匯交叉元件之間的多個同軸管道柱(2、2A、2B、2C、50、51、71、78),&具有至少一個徑向通道(圖9的75)元件的元件實施方式(圖6 35、42 44、49 50、55 57、59、62 67、67A、68 74、82 87、106 109、112、102、104、106 109、117 和119 123的23),用于控制流體流動從由多個同軸管道柱形成的至少一個同軸通道(24、24A、24B、25、53、54、55)元件至至少一個管道柱(2、2A、2B、2C、39、50、51)的另一同軸通道元件,且從一個或多個管匯交叉元件(23)軸向向下延伸至穿過地下地層(圖1的52)的至少一個通道的至少一個鄰近區域,用于形成所述地下鉆井的至少一部分。
通過使用嚙合在柱元件管道之間或穿過管匯交叉(23)的最內部通道(25)元件或最內部通道連接件(26)元件放置的流動控制元件(61),管匯柱元件可選擇性控制在井頭和穿過地下地層的通道的至少一個鄰近區域之間的多個同時流動的流體流(31 38)。流動控制元件¢1)可嚙合在元件柱管道的之間,或嚙合至管匯柱或交叉(23、58)的至少一個容器(45、45A、45B),以控制相同或相反流動取向的不同速度的分離的同時流動的流體流。流動控制元件¢1)可通過通道元件交流,以使液體、氣體和/或固體的流體混合物(38)被推進至或推離穿過地下地層(52)的一個或多個通道的至少一個鄰近區域,被推進至或推離其它鄰近區域,被推進至或推離單個柱鉆孔(6)和井頭(7),或它們的組合。使用組件或流動控制元件¢1)的任意組合可配置包括一組元件的管匯柱或另一管匯柱中的元件,所述包括一組元件的管匯柱或另一管匯柱中的元件可用于控制進入和/或離開(34)地下鉆井的流動流取向。通過使用流動控制元件(21、23、43、43A、47、47A、49、51A、58、69、70、76、7、10、16、22、25A、63、64、66、74、77、84、85、91、96、97、108 112、115、116、123),不同速度的分離的同時流動流可被選擇性控制且可用于推進流體混合物(38)(諸如碳氫化合物、水、廢棄的流體、水泥、支撐劑、鹽或其它氣體液體或固體),用于形成或操作穿過井頭或閥門樹的基本碳氫化合物和/或水鉆井,所述閥門樹在生產或注入過程中嚙合至井頭。本發明的系統、方法和設備中可使用多個流動流(31、34、38)的任意軸向取向(31、34)或相反通道取向(32、33、35、37),和/或流動流速度。實施方式可與傳統的流動控制元件¢1)組合,所述傳統的流動控制元件出1)可包括例如:井頭(7)、閥門樹(10、10A),套管鞋(16)、腔體接縫交叉(21)、管匯交叉(23)、塞子(25A)、腔體接縫(43)、腔體接縫管匯(43A)、鉆孔選擇器(47、47A)、泥漿通道器具(58)、壓力激活的閥門(63)、表面閥門(64)、密封堆棧(66)、馬達和流體泵(69)、表面閥門(74)、節流器(77)、單向閥門(84)、文氏管或噴射泵(85)、連接件(96)和密封設備(97)。使用位于單個主鉆孔和井頭(7)下方的單個鉆井或多個鉆井(51A),管匯柱可用于連接地下地層內的兩 個或更多個豎直和/或側向分離的鄰近區域。在管匯柱(49、70、76)的各優選實施方式中,流體混合物(38)為基本碳氫化物流體或基本水流體。例如,為基本水的混合物可包括:用于裂隙激活的支撐劑和水的混合物,用于鉆井建造的水和水泥,從地熱鉆井生產的水蒸汽,注入處理鉆井的水和廢棄的物質,和/或洞穴的溶液開采過程中的水和鹽的鹽溶液。為基本碳氫化合物的混合物的實例包括:生產的碳氫化合物和氣體,和/或在可穿過鉆井(例如圖1的70P和70M)接入的儲存洞穴中的兩種重量分離的碳氫化合物液體的混合物。液體、氣體和/或固體的任意組合可在受流動控制元件控制的流體流中流動,所述流動控制元件諸如嚙合至井頭(X)上端的表面閥門樹(10、10A),及其它流動控制元件
(61)。其它流動控制元件可包括嚙合至管匯柱(49、70、76)內的容器(45)的流體馬達和流體泵(69),以選擇性交流流體混合物,該流體混合物在最內部通道(25、26、53)元件和/或環狀或同軸通道(24、24A、24B、54、55)元件,及在管匯交叉(23)元件上方和下方穿過地下地層(52)的通道內,可由多個管道柱(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、78)形成該環狀或同軸通道(24、24A、24B、54、55)元件,該管匯交叉(23)元件具有至少一個徑向通道元件(75)。管匯交叉(23)元件的實施方式可包括流動混合裝置。流動混合裝置的實例可包括文氏管(85)或噴射泵、滑動側門(125)或氣舉閥門、腔體接縫交叉(21)、腔體接縫管匯(43A)、壁(51A)的接縫、泥漿通道設備(58)和/或具有至少一個徑向通道(75)的管匯交叉實施方式(23A 23Z)。該流動混合裝置可用于穿過管道柱元件(2、2A、2B、2C、39、50、51、71,78)以在元件通道之間流體交流。且,該流動混合裝置可與另外的設備組合,用于與穿過地下地層(52)的通道、其它管匯交叉元件、腔體接縫(43)和/或一個或多個鉆井(51A)接縫嚙合或交流,以形成管匯柱(49、70、76)的流體交流通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55、75),該管匯柱(49、70、76)可與流動控制元件¢1) 一起使用以選擇性控制和/或分離不同速度的同時流動的流體混合物流。各優選管匯柱(圖1 2、6 7、22 29、31 35、42 45、49 50、100 105和119 123的70)實施方式(圖1的70M和70P,圖2的70N,圖6 7的70A,圖31 35的70G,圖22 25的70J,圖26 29的70K,圖42的70B,圖43的70L,圖44 45的70C,圖49 50的70D,圖68的70E和圖100 105的70F,圖119 120的70G,圖121 122的70H)可在接入來自穿過地下地層(52)的單個豎直或偏離通道的豎直分離和/或側向分離的地下區域的應用中使用。一個或多個優選的管匯柱(70)和/或管道柱元件可在井頭、單個主鉆孔和/或鉆井(51A)的接縫下方組合。相對于穿過地下地層(52)的單個通道,其它優選的管匯柱(圖51 53、59、62 67、67A、82 87、106 116 和 123 的 76)實施方式(圖 51 的 76A,圖 52的76B,圖53的76C,圖59的76K,圖62 66的76J,圖67的76D,圖67A的76E,圖82的76F,圖83 87的76H和圖106 116的76G,圖123的76L)可用于接入具有更大豎直和/或側向分離的地下區域,或可用于選擇性提供在兩個或更多個豎直和/或側向分離的鄰近區域(圖123的1T、1U、1V、1W和1Y)之間的流體交流,該兩個或更多個豎直和/或側向分離的鄰近區域(圖123的1T、1U、1V、1W和1Y)穿過地下地層(52)的通道內或在地下地層(圖51 53的106)內。例如,管匯柱(圖100 105的49,圖1的70M,圖6 7的70A,圖31 35的70G,圖22 25的70J,圖26 29的70K,圖42 43的70B,圖44 45的70C,圖49 50的70D,圖68的70E和圖100 105的70F,圖119 120的70G,圖121 122的70H,及圖51 53、59、62 67、67A、82 87、106 116和123的76)可與交叉(23)和/或其它管匯柱元件實施方式組合,以形成又一管匯柱元件(例如圖68的70E,圖67的76D,圖67A的76E,圖 106 116 的 76G 和的 23B,圖 123 的 76L)。各優選的管匯交叉元件實施方式(圖6 7和44 45的23A,圖8 9的23B,圖10 13和22 29的23C,圖14 16和22 29的23Y,圖17 19、75和82的23D,圖30 35的23E,圖42 44和67的23F,圖49 50的23G,圖49 50的23H,圖55 57的23J,圖59的23K,圖62 66的23L,圖67A和68的23M,圖71 72的23N,圖69 70 的 23P,圖 73 74 的 23Q,圖 82、106 109、112 的 23R,圖 83 87、58 的 23T 及圖 102和104的23U,圖49 50的23W,圖62 66的23X及圖117、119 123的23Z)、泥漿通道器具(58)、腔體接縫交叉(圖117、119 123的21)及另外的設備可在通道元件之間交流,該通道元件包括管匯交叉元件、任意的流體控制元件和/或管道柱元件,該管道柱元件可組合以提供在管匯柱元件的通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55、75)之間的流體交流。各優選的管匯交叉元件實施方式(圖59的23K,圖62 66的23L,圖67的23F,圖67A和68的23M,圖82的23R,及圖83 87的23T)由具有至少一個徑向通道(75)的適應的腔體接縫(21、43)形成,以在通道元件內進行流體交流,該通道元件可在管道柱元件(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、78)和穿過地下地層(52)的通道之間形成。鉆孔選擇器(47、47A)可推進流體流動,和/或用于選擇性交流流體和/或穿過地下管匯柱(49、70、76)的最內部通道元件(25、26、33)的流動控制元件,該地下管匯柱(49、70、76)在一個或多個地下區域、井頭⑵和/或閥門樹(10、10A)之間。受管理的壓力管道部件(例如圖100 105的49)可用作管匯柱實施方式(圖100 105的70F),用于其它管匯柱元件的后續放置。受管理的壓力管道部件(49)、最內部同軸管道柱(50)和同軸柱(51)位于用作管匯交叉(23U)的泥漿通道設備(58)上方,且穿過徑向延伸的通道(75)與向下延伸的管道柱(39)流體交流,一旦去除具有徑向通道(75)的安裝的管匯交叉(23U)用于從井頭(7)和/或閥門樹(10、10A)向下延伸的其它管匯柱管道的嚙合,該受管理的壓力管道部件(49)、最內部同軸管道柱(50)和同軸柱(51)可用于形成可被其它管匯柱(70、76)進一步使用的鉆井接縫,該其它管匯柱(70、76)與最內部管道柱(39)和同軸管道柱(2A)嚙合。在其它可用于鉆井建造的優選管匯柱元件(圖43的70L,圖44、49的70C和圖100 105的70F,圖119 120的70G,圖121 122的70H和圖123的76L)實施方式中,可經受管理的壓力管道部件(49)放置流體混合物(38)(例如發泡水泥、儲層清潔流體、支撐劑裂隙流體或用于鹽溶解的新鮮的水),同時用作管道交叉(23)的一個或多個泥漿通道設備(58)保留在原位。此外,最內部同軸管道柱(50)和其它管道柱(39、51)可與適應的腔體接縫交叉(圖43 44、117 123的21)元件嚙合,該腔體接縫交叉(圖43 44、117 123的21)元件使用鉆孔選擇器(47、47A)元件控制不同速度的分離的同時流動流。具有用作管匯交叉(23)的一個或多個泥漿通道設備(58)的各受管理的壓力管道部件(49)可與各其它元件設備組合,且一旦與井頭(7)和/或閥門樹(10、10A)嚙合,該各受管理的壓力管道部件(49)可變成管匯柱元件,且鉆井層階段結束。液體、氣體和/或固體的任意流體混合物(38)可在管匯柱通道元件內使用,且能夠穿過在地下管道內以不同速度同時流動的流體流運輸該液體、氣體和/或固體的任意流體混合物(38)。例如,地下流體混合物(38)、生產的流體和注入的廢棄流體混合物(38)可經過井頭(7)的上端,且以相同或相反的方向性取向流過管匯柱(70、76)。這樣的取向可包括用于生產的軸向向上(34)流動,及用于處理的軸向向下(31)流動,或以不同速度穿過同軸通道(24、24A、25、26)和/或穿過(32、33、35、37)徑向通道(75)的注入處理。流動控制元件可控制穿過最內部通道(25)、最內部通道連接件(26)和/或至少一個同軸通道(24、24A、24B)的流動,用于使流體混合物(38)被推離或推進到穿過單個主鉆孔(6)的一個或多個地下鉆井的鄰近區域。管匯交叉(23、58)可具有至少一個徑向通道(75),以使至少一部分流體流直接(32)或間接(35)轉向穿過另一整合的或混合的流通道至最內部通道(25、26、53)。可選擇地,管匯交叉可具有至少一個徑向通道(75),以使至少一部分流體流直接(33)或間接(37)轉向穿過另一整合或混合的通道至至少一個同軸通道(24、24A、24B、54、55),同時阻斷全部或允許一步流動流以繼續軸向向上(34)和/或向下(31),這依賴于使用和正在推進的流體混合物,例如注水的同時注入和從注水的儲層進行生產。
朝向最內部通道(25、26、53)流動的流體流可直接(32)源于另一第一通道(24、24八、248、25、26、53、54、55),或穿過第二整合通道間接(35)源于第一通道。第二整合通道可包括例如包括被分開的同軸通道的管匯交叉(圖14 16和22 29的23Y),或包括出口管道(39)徑向通道(75)的管匯交叉(圖117和118 123的23Z);該出口管道(39)徑向通道(75)穿過腔體接縫交叉(21)的同軸通道(24),或腔體接縫的混合腔體和/或一系列管匯交叉(23),該一系列管匯交叉(23)被定向至混合通道(24、24A、24B、25、26、53、54元件和/或位于管匯柱(49、70、76)和穿過地下地層(52)的通道之間的第一環狀通道(55),其中流動經過管匯交叉(21、23、58)的至少一個徑向通道(75)。朝向(33、37)同軸通道(24、24A、24B、54)或第一環狀通道(55)流動的流體流可直接(33)源自第一通道(24、24八、248、25、26、53、54、55),或者穿過另一第二整合通道或混合通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55)間接(37)源自第一通道。可使用流動控制元件¢1)可選擇性控制連續、被阻斷和/或轉向的流體流的速度,該流動控制元件¢1)可被放置在管道柱(2、2A、2B、50、51)的管道之間(例如閥門
(74)),或者被放置在至少一個容器(45、45A)內。通過例如如下過程將流動控制元件放置在容器內:將跨裝結構(22)放置在管匯交叉(23)內以形成速度柱或阻斷徑向通道;將氣舉閥門(圖49 50的23G)放置在交叉或偏心工作筒(side pocket mandrel)中以形成氣舉柱;將閥門樹(10、10A)和/或單向(84)或壓力激活的閥門(圖49 50的32W)放置在井頭(7)或交叉中,以控制可用于分離液體和氣體的較大有效直徑的通道柱;套管鞋(16),以阻斷第一環狀通道(55)將廢棄的泥漿注入(31)地層裂隙(18);和/或,流體(圖26 38和42 45的69)或電(圖39、42和44的69)馬達和流體泵(69),可穿過管匯柱最內部通道放置。管匯柱(圖31 35和42 45的70)的各優選實施方式可與電或流體驅動的馬達和泵元件(圖26 29、31 37、38 39和44 45的69)實施方式(圖26 29的69A,圖31 37的69B,圖38的 69C和圖39的69D) —起使用,用于與一個或多個容器(45、45A)嚙合或嚙合在管匯柱(49、70、76)的管道之間,以使用電能和/或較高流動流速度或壓力的能量泵送較低流動速度或壓力的流動流。例如,來自第一流動流(31、32、33、34、35、36、36A、37)的流體可用于驅動流體渦輪馬達和/或容積式流體馬達以使軸旋轉,從而驅動相關聯的流體葉輪泵和/或容積式泵以推進第二流動流。管匯柱(圖22 35、42和44的70,圖51 53的76,圖123的76)元件的各優選實施方式可與基本水流體混合物一起使用,可軸向向下(31)注入該基本水流體混合物,同時另一流體軸向向上(34)行進;具有包括在如下過程中的生產的實例:廢水處理,注水,注入給水至地下蒸汽發生,裂隙擴展激活,鹽水取代至地下儲存和/或在溶液開采過程中用于溶解的水。在其它優選實施方式中,管匯柱(圖22 35、42 43he 49 50的70,圖123的76)元件可與基本液體流體流一起使用,該基本液體流體流可穿過通道元件軸向向上和/或向下交流,同時基本氣體流體流穿過其它通道元件軸向向上交流。實例性的使用包括:具有或沒有地下氣體-液體分離的氣舉,或經水注入和/或在生產過程中的冷凝蒸汽的再循環的同時的地熱蒸汽生產。各優選實施方式(圖42的70B,圖49 50的70D)可與電、壓力激活的、脈沖或聲學激活的地下設置的流動控制元件出3、84、85) —起使用,其中閥門樹可用于選擇性控制表面生產(34)或注入(31),同時電或聲學信號經過它的主體或環狀通道以遠程操作流動控制元件,和/或經與打開和關閉閥門樹的閥門相關聯的壓力脈沖用于遠程激活壓力敏感裝置,以選擇性控制至少一個通道元件。其它優選實施方式包括管匯柱(圖6 7、22 35、44 45和49 50的70)元件,該管匯柱(圖6 7、22 35、44 45和49 50的70)元件可用于例如分離或混合流動流,且有效降低流動流的直徑,從而形成可選擇長度的速度柱(velocitystring)。該可選擇長度的速度柱可用于增加文氏管配置中的速度和相關聯的壓力,以例如通過使用流體混合物的泡點增加碳氫化合物鉆井中的生產,或操作文氏管(85)或噴射泵流動控制元件。又一優選的管匯柱實施方式(圖42 43的70B和圖49 50的70D)元件可在例如地下流體處理中使用,用于經流動控制元件(61)或閥門樹(10、10A)降低影響至少一個流動流的壓力,以形成較高速度的流動流。例如,包括較高速度流動流的基本氣態流體流體混合物可與包括較低速度流動流的基本液體流體混合物分離,以在碳氫化合物或地熱鉆井中產生液體、氣體或它們的組合的分離。在相關實施方式中,管匯柱(圖42 43的70B和圖49 50的70D)元件例如從地下處理中可形成用于多相流動的碳氫化合物流體混合物的氣舉配置,然后該地下處理形成較高速度的基本氣態流動流和較低速度基本液體流動流。一部分較高速度的基本氣態流動流可穿過一個或多個氣舉閥門流動控制元件注入較低速度的基本液體流動流,以進一步從地下儲層推進地下流體的較低速度的流體混合物,這要好于使用不受控制的多相流動,該一個或多個氣舉閥門流動控制元件嚙合至在選擇性可控的深度和壓力處的一個或多個容器(45、45A)中。在其它實施方式中,來自碳氫化合物或蒸汽處理的廢水可穿過閥門樹(IOA)軸向向下(31)注入穿過裂隙的地下地層,其中來自廢水注入的能量用于例如操作優選流體驅動的馬達和泵(圖26 29、31 37和44 45的69)元件實施方式。可選擇地,碳氫化合物氣體或蒸汽流體流可例如從儲層空間或氣體儲存洞穴在管匯柱(70、76)內以較高速度軸向向上交流,其中較高速度的流體氣體膨脹的能量可用于操作流體驅動的馬達和泵(圖26 29、31 37和44 45的69),以輔助流體的注入或輔助較低速度基本液體流體混合物的提取。使用腔體接縫交叉(21)和鉆孔選擇器(47),其它優選管匯柱元件(圖44的70C,圖123的76L)實施方式可用于例如在裂隙擴展過程中放置支撐劑,且在裂隙擴展篩選后清除出支撐劑。在又一實施方式中,在經過單個主鉆孔和井頭以例如提供來自單個主鉆孔的多個鉆井之前或之后,管匯柱元件(圖123的76L)可用于連接多個側向和/或豎直分離的鄰近地下區域,以增加在例如頁巖氣體礦床中的支撐劑裂隙激活的數量。本發明的實施方式可使用管道柱(2、2A、2B、39、50、51)元件的任意組合,該管道柱(2、2A、2B、39、50、51)元件從井頭(7)穿過單個主鉆孔(6)向下延伸,具有:單個主鉆孔第一管道(71)元件,包括具有最內部通道(25、53)的內管道柱(2、39、50);及至少一個主鉆孔第二管道(78),包括至少另一管道柱(2A、2B、2C、39、51)。在穿過地下地層(52)的通道內,其它管道柱(2A、2B、2C、39、51)可被具有一個或多個中間環狀通道的第一環狀通道(55)圍繞,或被位于最內部(25、53)和第一環狀通道(55)之間的同軸管道通道(24、24A、24B、54)圍繞。使用至少一個徑向延伸或徑向通道(75)元件,及最內部通道連接件(26),形成同軸通道元件的同軸管道元件或具有通道的其它管道可連接至管匯交叉(23)元件。最內部通道連接件(26)可在上方(24、24A、24B、25、53、54)通道和下方(24、24A、24B、25、53、
54)通道之間交流,上方(24、24A、24B、25、53、54)通道和下方(24、24A、24B、25、53、54)通道可由從管匯交叉(23)軸向向下延伸的至少一個管道柱(2、2A、2B、39、50、51)元件形成,且可從以下元件形成:腔體接縫(43),腔體接縫管匯(43A),鉆井(51A)的接縫,泥漿通道設備
(58),和/或可與流動控制元件¢1)組合的管匯交叉元件(23和23A 23Z)的組合,流動控制元件¢1)可組合使用用于通過使用不同速度的同時流動的流體流(31、32、33、34、35、
36、36A、37)使地下鉆井內的流體混合物(38)被推進至和/或推離井頭(7)。管匯柱(49、70、76)的實施方式可包括來自一組流動控制元件的元件設備的組合,該元件設備的組合可被配置和布置用于選擇性控制不同速度的一個或多個流體流。各管匯柱實施方式的功能可包括不同速度的一個或多個流體流的選擇性控制,用于液體、氣體和/或固體的流體混合物的建造或生產,該液體、氣體和/或固體的流體混合物可被注入(31,36)以下位置或從以下位置去除(34、36A):包括地層鉆孔(17)和/或有襯里的鉆孔(3、14、15、19)的地下通道(52)的一個或多個鄰近區域;地下洞穴壁(IA)內的儲存空間;地下地層或儲層的細孔空間;地下地層或儲層的裂隙空間;或者,管匯柱元件或包含環狀空間內的元件通道和/或處理空間。可使用放置在所述柱元件的管道之間的至少一個流動控制元件¢1)控制穿過管匯交叉(23)的徑向通道(75)的流體混合物(38)的流動,該管匯交叉(23)位于同軸管道柱(2、2A、2B、2C、50、51)和至少一個管道柱(2、2A、2B、2C、39、50,51)之間。可選擇地,流動控制元件¢1)可穿過最內部通道元件(25、26、53)放置,流動控制元件(61)從另一通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55)直接(32)交流至所述最內部通道元件,或從第一同軸通道穿過另一第二同軸通道間接(35)交流。在另一變體中,流動控制元件¢1)可穿過最內部通道元件(25、26、53)放置,流動控制元件¢1)從第一通道元件直接(33)交流至同軸通道(24、24A、54、55),或從第二通道元件穿過第一通道元件間接(37)交流。可在同軸管道柱元件(2、2A、2B、2C、39、50、51)內部和它們之間,和/或在管匯柱和穿過地下地層(52)的通道之間形成同軸通道。可通過柱、管匯交叉(23)和流動控制(61)元件的配置控制流體交流,可從一組不同的元件配置流動控制¢1)元件,用于從單個主鉆孔(6)和單個井頭(7)或閥門樹(10、10A)形成的一個或多個基本碳氫化合物或基本水鉆井的各種配置,閥門樹(10、10A)嚙合至井頭。
下面參照附圖,僅通過實施例的方法描述本發明的優選實施方式,其中:圖1、2和3分別描述了傳統碳氫化合物/水、溶液開采/地下儲存鉆井和電鉆機,其中圖1中示出了形成本發明實施方式的重新裝配的配置。圖4、5和5A分別描述了現有技術中碳氫化合物壓力流速、泡點和底孔壓力與質量流量的關系的函數的示意圖。圖6 7例示了布 置為選擇性改變內部速度柱的長度的管匯柱的實施方式。圖8 19和20 21分別描述了管匯交叉和可與管匯交叉一起使用的適應性腔體接縫的各種實施方式。圖22 25示出了具有安裝在內部容器內的阻斷流動控制元件的圖10 13或14 16的管匯交叉元件。圖26 29例示了嚙合在圖10 16的管匯交叉內的流體馬達和泵流動控制元件的實施方式。圖30 35描述了設置在管匯交叉內的圖36 37的流體馬達和泵流動控制元件。圖36 37示出了流體馬達和泵流動控制元件的實施方式。圖38 39例示了可在流體馬達和泵流動控制元件中使用的可選擇的馬達和泵元件配置。圖40、41和47 48分別描述了傳統廢物處理鉆井、碳氫化合物分離和氣舉配置。圖42 46和49 53描述了在管匯柱元件組中的各種實施方式。圖54示出了可與圖59的管匯柱一起使用的海底井頭和腔體接縫配置。圖55 57例示了具有可用于將圖58的腔體接縫轉變成圖59的管匯柱的徑向通道的管匯交叉實施方式。圖58 59分別描述了由具有圖55 57的管匯交叉元件的圖58的適應性的腔體接縫形成的腔體接縫和管匯柱元件實施方式。圖60 61和圖62 66分別示出了從所述腔體接縫適應性改變且可用于同時注入和生產的腔體接縫和管匯柱元件實施方式。圖67、67A和68例示了在各管匯柱元件中使用,可與管匯柱元件組的其它元件一起使用的各閥門流動控制元件和交叉元件配置實施方式。圖69 75描述了可與適應性的腔體接縫一起使用以形成管匯柱元件的管匯交叉元件的各實施方式。圖76 80示出了可與圖73 75的管匯交叉元件一起使用的適應性腔體接縫元件。圖81例示了可在圖73 75的管匯交叉和圖76 80的適應性的腔體接縫之間使用的管道元件。圖82描述了通過組合圖73 81的元件部件形成的,可與其它元件一起使用以形成圖106 116的實施方式的管匯柱元件的實施方式。圖83 87示出了適用于形成具有嚙合在相關聯的容器內的阻斷和轉向流動控制元件的較低摩擦流動流元件通道的管匯元件、腔體接縫管匯交叉的實施方式。圖88 89和圖90分別例示了可與本發明的實施方式一起使用的腔體接縫和鉆孔選擇器元件。圖91、圖92、圖93、圖93A和圖94分別描述了現有技術中的閥門、封隔器、塞子、跨裝結構和乳頭狀流動控制元件。圖95 96示出了可與本發明的適應性腔體接縫實施方式一起使用的鉆孔選擇器元件。圖97 99和100 105示出了分別從受管理的壓力管道柱部件形成的適應性腔體接縫和管匯柱元件實施方式。圖106 116例示了用于來自單個主鉆孔的多個鉆井的鉆井管匯柱接縫的實施方式。圖117、118和119 122分別例示了可用于接入來自最內部通道的不同同軸通道的腔體接縫交叉、鉆孔選擇器和各管匯柱元件實施方式。圖123示出了被配置為控制在碳氫化合物、水和/或地下儲存鉆井中的流動流以同時進行各種鉆井形成、作業和/或處理功能的,具有從鉆井接縫延伸的多個鉆井的示意性管匯柱元件的實施方式。下面參考所列附圖描述本發明的實施方式。
具體實施例方式在詳細解釋本發明的選擇的實施方式之前,應理解本發明并不限于本文所描述的特定實施方式,且本發明可以多種方式實踐或實施。現在參考圖1 5,描述了多種傳統鉆井構造,及用于基本碳氫化合物和/或基本水流體混合物的流體動態有方法的功能。基本碳氫化合物和/或基本水流體混合物可注入儲層或從儲層生產。除同時流動流體流和多種鉆井構造之外,還可使用傳統單個流動系統將流體混合物注入地下儲存或鹽溶解空間,或從地下儲存或鹽溶解空間生產流體混合物。盡管使用在碳氫化合物、水和地下儲存鉆井(under storage well)之間的傳統設備,碳氫化合物鉆井技工已采用了非常少的涉及在溶液開采和/或地下儲存洞穴的作業過程中使用的同時流動流體的實際應用。需求的增長及經濟回報和傳統發現尺寸的降低已增加了對新技術的需要,新技術可用于增加從傳統和非傳統儲層(例如浙青砂和頁巖氣儲層)重新獲得碳氫化合物的體積。為了增強生產、廢物處理和/或進行地下儲存,在具有不同速度的分離和同時流動的流體流的使用中創新正在變的更加經濟適用于碳氫化合物,從而增加開發現成鉆井構造、生產、相容組的注入和處理元件的適用`性。相容組類似于構造塊,且可以多種配置、構造和/或方向的方式組合以增強基本碳氫化合物和基本水作業(諸如地熱、廢物處理、溶液開采及儲存、鉆井作業)。此外,由于使用目前的技術開發大規模碳氫化合浙青砂和頁巖氣儲層中的困難,目前將這樣的儲層看作非傳統資源。但是本發明的實施方式提供了用于提高單個主鉆孔下方的熱傳遞和裂縫擴展的效率,以減少粘度或提高非傳統浙青砂和頁巖氣儲層的有效滲透性,從而進一步證明現成同時流動流技術的開發以將這樣的儲備轉變成傳統儲備的種類。圖1和2描述了可分別用于碳氫化合物/水/儲存和溶液開采鉆井的傳統地下鉆井的正視示意截面圖。除示出管匯柱元件組的流動控制元件之外,圖中例示了傳統流動控制裝置。管匯柱元件組包括嚙合至套管(3、14、15)的井頭(7)和具有表面閥門¢4)的閥門樹(10)。套管(3、14、15)穿過經地層(17)的鉆孔延伸,且包括穿過地下地層(52)的通道。通過適應性改變在圖1頂部描述的傳統鉆井可形成管匯柱實施方式(圖1的70M),且在圖1的頂部使用過程圖例示了管匯柱實施方式(圖1的70M)。通過適應改變具有外加的流動控制元件(圖117 122的21)的圖1和圖2的傳統鉆井,可形成管匯柱實施方式(圖1的70P和圖2的70N)。在圖2的溶液開采(I)構造之后通常使用類似于圖1的完井(2、40、61、10),移除圖2的溶液開采(I)構造用于在鹽穴(IA)的壁內的地下儲存。當用于涉及設備(諸如滑動側門(123)、噴射泵(85)、壓裂套筒和氣舉閥門)的傳統實踐可能形成同時流動的流體流時,限制了跨越多種鉆井類型的這樣的實踐的應用,從而阻止了可用于形成鉆井建造從業者和作業人員熱切得到的穩定可用的現成應用的設備和方法的元件組的標準化。本發明的實施方式可與傳統設備組合。例如,適用于經泵(116)同時流動流體混合物(38)和循環水的閥門樹(圖2的10A)、噴射泵(85)和同軸管道(2A或3)可用于形成圖1的元件實施方式(70M)或圖2的元件實施方式(70N),同時向鉆井添加腔體接縫管匯交叉(21)實施方式。通常,為了圖1和2中描述的碳氫化合物、水和儲存鉆井,穿過最內部管柱(2)通道(25)出現使用單個鉆孔柱的速度接近相同的流動流,和/或有助于普通流動流速度的內直徑接近相同的完井。在有地下壓力泄露的風險下通過地下閥門(74)控制最內部管柱(2)通道(25),如圖1中所示。圖1示出了控制鄰近同軸通道(24、54)的地下閥門(74)和封隔器(40)流動控制元件(61),鄰近同軸通道(24、54)具有控制通道(24、54)和套管鞋(16)之間的交流的滑動側門(123)或噴射泵(85)。使用環形計量器(13)可監控密封的環形空間,以確保在鉆井下端進入或流出管子的流體混合物(38)與在鉆井上端流出(34)或注入(31)閥門樹(10)之間的鉆井壓力的完整性。除了特殊情況諸如使用滑動側門(123)以改變環狀流體,噴射泵
(85)水的供應,或在圖40 41中描述的情況之外,通常不涉及同軸通道(54)用于產品或注入流體的連續流動。圖1鉆井的傳統噴射泵的重新配置使用在管子(2)和最終注水泥的套管(3)之間的環狀物,以為放置在管子內的文氏管(venturi) (85)(被稱為噴射泵)提供水。當使用傳統噴射泵時,當水與生產的流體混合物(38)流結合使可能限制這種途徑的效用,且稍后必須移除這種途徑。但是,描述的實施方式(70M、70P)在單獨的流動流應用中形成分離的流動流速度,諸如具有可選擇性控制的長度的速度柱,和/或描述的實施方式(70M、70P)例如在噴射泵應用和井下處理中形成多個分離的流動流。本發明的實施方式包括噴射泵應用以促進生產。噴射泵形成具有不同速度的分離的同時流動的流動流。例如,使用圖1的最終注水泥的套管(3)和閥門樹(10),或圖2的閥門樹(IOA)及相關聯的井頭(7)形成管匯柱元件(70M)實施方式(在圖1的底部描述),用于包含在管子(2)和最終注水泥的套管(3)之間的同軸柱(2A)。這樣在同軸柱元件(2A),或最終注水泥的套管元件⑶和內柱⑵元件之間形成循環通路,以形成泵送(116)的封閉系統,具有經由文氏管(85)連接至管子(2)的高速度持續循環的流動流。從管子(2)抽吸一部分產品以創建真空文氏管效應,用于從第一生產的流體混合物流動流去除靜水壓,從而進一步推動它的生產(34)。同時,推動使用泵送(116)的生產且在循環系統槽處分離的第二流動流。循環槽分離一部分第二流動流,該一部分第二流動流生產流體混合物進入液體流(119),在水接觸(117)和液體接觸(118)之間獲得液體流(119)。此外,從循環槽的上端獲得氣體流(120)。可再利用或取代循環的流體,循環的液體典型地是處理的水,適用的液體、氣體和/或固體的其它混合物。按照慣例,噴射泵通常應用在具有高含水率的水淹沒或注水的儲層應用中,其中水處理設施限制了它們的應用。但是,本發明的實施方式可包括使用裝置(諸如文氏管)將產品的碳氫化合物部分排空,這樣稍后在循環槽內的流體分離通常變小,被限制的水處理設施的影響也將變小。圖1的設備的配置還可應用與地下儲存鉆井,其中最終注水泥的套管(3)鞋(16)可為用于儲存在洞穴壁(IA)內的產品的流動控制元件。管匯柱元件(70P)實施方式可由外加的腔體接縫交叉(21)元件和相關聯的管道(2、2A)元件形成,管道(2、2A)元件可用于選擇性接近和流動分離重量分離的產品的同時流體流,諸如原油和液態天然氣(LNG)。液態天然氣(LNG)漂浮在鹽穴壁(IA)內的油和鹽水的上方。通過將鉆孔選擇器選擇性放置在符合選擇的重量分離的產品的深度的選擇的腔體接縫交叉(21)內,可使用分離且同時的流動流選擇性取代洞穴內的重量分離的產品。如在圖2中描述的,傳統的溶液開采構造不能進行同時流動的流體流的選擇性控制的地下管匯功能,因為最內部過濾柱(2)自由懸掛在外過濾柱(2A)內,而沒有交叉徑向通道,或選擇性定向和/或再定向流動流的能力。示出的傳統構造的同時流動流由注入(31)和提取(34)鹽水組成,其中注入(31)或提取(34)可能穿過最內部柱(2)通道(25),而相反的流動方向出現在同軸通道(24),反之亦然。碳氫化合物或惰性氣體(諸如氮或柴油)的過濾墊或覆蓋層通常穿過第一環形通道(55)交流,以控制軸向向上的鹽溶解。傳統應用中,在使用鹽溶解工藝溶液開采的地下洞穴空間內,同時流動的流被限制為鹽惰性墊流體和水的注入,及從或進入最內部通道(25)和同軸通道(24、55)的鹽飽和鹽水的生產。在沒有首先經過第一環形通道(55)的情況下,不可能進行從同軸通道(24)進入最內部通道(25)(反之亦然)的流動。傳統實踐不提供在沒有首先進入第一環形通道的情況下,同軸通道(24、25)之間的交流。且使用去除和重新布置管道柱(2、2A)所需要的強提升能力的鉆井僅可能調整最內部柱(2)的深度,以影響水流出和鹽水進入的深度。相反地,通過放置跨裝結構和塞子以分離和使流體轉向穿過一個或多個徑向通道,而沒有使用強提升能力的鉆機切斷或去除管道柱,具有一個或多個管匯交叉(例如圖117 122的21)的管匯柱元件(70N)實施方式可用于選擇性控制在最內部和同軸通道之間的同時流動的流體流。在溶液開采鉆井后,一旦去除用于使用溶液開采工藝擴大洞穴壁(圖1和2的虛線1A)內的空間的雙柱(2和2A)配置,可安裝完井(圖1的2、40、74和10)以形成穿過最終注水泥的套管(3)的地下儲存鉆井。該鹽溶解工藝包括過濾閥門樹(IOA)的使用以注入
(31)用于生產(34)基本鹽水的水,以擴大洞穴壁(IA)內的空間。其中基本鹽水包括液態水和溶解在流體混合物(38)內的固體鹽。洞穴壁(IA)形成在設置在地下區域內的鹽礦(5)中。具有與腔體接縫交叉(21)嚙合的自由懸掛的管道柱元件(2、2A)的元件實施方式管匯柱(70N)可用于防止如下需要:去除外過濾柱,用于溶液開采作業的調整。在具有生產封隔器(圖1的40)和表面下閥門(圖1的74)的管匯柱(圖1的70P)替換傳統溶液開采構造或管匯柱(70N)的情況下,具有可支撐同軸管道柱元件(2、2A)的相關聯的井頭(7)的閥門樹(IOA),及腔體接縫管匯交叉(21)可用于接近儲存在洞穴中且通過重量天然分離的不同特定重量的產品。現在參考圖3,示出了傳統電鉆機(4A),可用于選擇性放置流動控制元件,用于重新配置管匯柱元件配置,或使用旋轉電纜機構物理上重新配置管匯柱元件。旋轉電纜機構可被運輸例如穿過閥門樹(10)和井頭(7),放置在最內部通道或管匯柱的最內部通道連接件內。此外,圖3示出了可嚙合至防噴器(9)和潤滑器(8)的可關閉的表面閥門(64),可分離表面閥門¢4)以將流動控制元件放置在潤滑器內。然后,可打開閥門,同時經潤滑器上端的壓力容納填料箱或注油器頭的電線或電纜(11)提供壓力安全殼,且使用絞盤設備降低或提升(12)流動控制設備,用于放置在穿過地下地層(圖1 2的52)的通道內。使用連續或有接頭的管道套管道(conduit-1n-conduit)作業的包括例如盤繞的管子部件或鉆機的任何形式的鉆機(4)可用于運輸在管匯柱內的流動控制元件。在鉆井建造的過程中,當例如管理型壓力管道部件(圖100 105的49)用作穿過鉆機防噴器放置的管匯柱元件時,管理型壓力管道部件(圖100 105的49)可用于控制第一環形通道(圖1 2的55),直至管匯柱可能嚙合至井頭(7),用于控制環形通道(圖1 2的24、24A),且稍后安裝表面閥門(64)樹用于控制內通道和與鋼絲鉆機(4A)的嚙合。被稱為鉆井泥漿的流體混合物可經過鉆機冒 口至喇叭口短節,在穿過柱和鉆機防噴器之后循環的鉆井泥漿在喇叭口短節處返回。如果鉆井泥漿不能容納地下壓力,則鉆機轉向器執行與填料箱類似的流體控制功能。與電鉆機(4A)類似,通過使用絞車以提升(12)電纜(11),鉆機⑷可用于放置管匯柱或流動控制裝置穿過起重機的定滑輪,放置在穿過地下地層(52)的通道內。管匯柱可用于選擇性控制穿過最內部通道和同軸通道同時流動的鉆井泥漿、水泥和支撐劑壓裂液和固體的流體混合物或其它建造流體混合物。本發明的實施方式提供了在最內部通道(25)和同軸通道(24、24A、54)中的一個之間的穿過徑向通道的至少一個直接交叉,具有或沒有首先穿過鄰近的同軸通道(24、24A、
54)或第一環形通道(55)。其中,流動控制元件使用例如閥門樹(IOA)或豎管管匯選擇性影響穿過徑向通道的流體交流,以影響在一個或多個通道(24、25)內的流體速度和相關聯的壓力。為了分離碳氫化合物氣體的目的,以便這樣的氣體可用于氣舉在選擇深度和壓力處的基本液體流動流的一個或多個剩余通道,從而進一步增加生產,在通道內的速度和相關聯的壓力的該選擇性控制可用于例如建造鉆井,和/或提供類似于速度柱或地下處理的生產刺激。圖4示出了描述現有技術速度柱內表現的示例性關系的圖表,解釋了流動底孔壓力與碳氫化合物流的流速方法函數圖表的關系。底孔壓力沿圖表的豎直軸向上升高,且流速升高至沿圖表的水平軸的右側。在碳氫化合物儲層的整個壽命過程中,隨著儲層壓力的耗盡,流速與流動底孔壓力的關系的壓力函數(F1、F2、F3)從Fl降至F3。通過函數F4和F5所描述的,生產柱(圖1的2)的直徑影響速度和相關聯的摩擦阻力和壓力,確定最小獨立流速(P1、P4)出現的位置,最小獨立流速(P1、P4)可與臨界流速(P2、P3)對比。臨界流速(P2、P3)與在碳氫化合物流體混合物內的氣體的泡點相關聯。當初始建造鉆井時,相對于儲層壓力的耗盡和天然流動,通過將較大直徑的柱的初始流速(FRl)和最終流速(FR3)與速度柱的較低初始流速(F2)和較高最終流速(F4)相對比,必須在較大直徑柱(diameter string) (F5)和較小直徑速度柱(F4)之間作出經濟決策。由于為了廢棄儲層使用較小直徑的生產柱(F4)取代較大直徑的生產柱(F5)的經濟學經常是不利的,因此可以比速度柱的較高潛在流速(FR4)更容易接受較大柱(FR3)的較低流速。可在本公開的范圍內使用的管匯柱元件可提供一種手段,以追隨從具有較大直徑柱的FR2至FR2的流速,然后電鉆機(圖3的4A)介入以選擇性放置流動控制元件,以通過使全部或部分產品轉向穿過一個或多個管匯交叉調整在流入FR5處的生產柱的有效直徑。通過重復的鋼絲鉆機的介入,F5和F4之間的速度柱函數可產生較高速度的碳氫化合物,而不需要移除生產柱。現在參考圖5,示出了碳氫化合物液體、氣相解釋壓力實例與溫度的關系的函數圖表。圖表示出壓力沿豎直軸向上升高,且溫度升高至沿水平軸的右側。圖5的圖表包括與在點C的恒定溫度的豎直線交叉的液體更多的流體混合物(F6)的泡點曲線I函數及氣態更多的流體混合物(F7)的泡點曲線2。泡點曲線I函數(F6)示出:在泡點曲線包絡外側、臨界點上方,存在全部為液體的流體混合物;及,在臨界點下方、泡點曲線包絡外側,存在全部為氣體的流體混合物。但是在泡點曲線內,存在液體和氣體的流體混合物。函數F8、F9和FlO分別示出25%、50%和75%的液體流體混合物。在生產過程中,隨著經打開表面閥門樹(圖1的10)的閥門(圖1的64)施加在儲層上的壓力從Al降低至A2,全部為液體的地下碳氫化合物流體混合物從液體轉變成點A2處的液體和氣體混合物。如果在從儲層上方的較冷的地下地層提取的過程中可能維持溫度,則液體的百分比將降低至函數FlO的點B處的75%。當碳氫化合物經過表面分離器時,流體混合物可例如分離成在點S2壓力和溫度處的75%的液體。如果使用地下地層的加熱的地下分離的工藝可將由于生產產生的溫降最小化至較高壓力的點SI,則相同75%的液體流體混合物可獲得較高的流速。對于氣體更多的流體混合物函數泡點曲線2,從S4至S3的壓力升高是更顯著的,從而當地下流體分離用于維持溫度時會產生相對較高的流速。如所描述的,由于產生的流速不僅是壓力和溫度的函數,還是儲層廢棄和生產柱直徑的函數,因此能夠更加選擇性控制管匯柱內的流動速度、壓力和溫度的本實施方式的能力可用于更好地管路在鉆井整個壽命過程中的流速,且包括當進行地下流體處理時更好的控制影響流動保障的熱因素。此外,通過氣舉具有選擇性控制可基本氣體流動流的基本液體流動流,可用于提供地下分離的管匯柱元件還可用于控制同時流動的流體流,使用在兩個流動流之間的氣舉閥門以進一步輔助使用地下處理的生產。在圖5A中,示出了現有技術中,碳氫化合物砂面壓力(sandface pressure)與質量流量的關系的函數圖表的實例。圖中示出了在豎直軸上向上升高的壓力及在水平軸上向右升高的質量流量。Fll表示具有函數F12的泡點函數,F12從點P5延伸。F12表示通過打開閥門樹及以流動混合物的質量測量的流量流動施加在儲層砂面上的壓力的降低。流動函數F13表示能夠在壓力和流速點P6穩定流動的碳氫化合物的理論實例,碳氫化合物在壓力和流速點P7變得不穩定。之后,圖中示出直至到達壓力和流速點P8之前不能獲得穩定的流動。如在實踐中經常發現的,通過鉆井的打開,施加在儲層砂面上的壓力對穩定生產流是關鍵的,且多種流速可比其它的更好的工作。因此,在整個使用壽命的過程中選擇性改變碳氫化合物生產柱的流動構造的實際能力具有隨儲層廢棄變化的流動速度、壓力和溫度的值。現有技術的生產方法典型地聚焦于單個流動流的設備和地下分離的相對靜態構造的組合,而忽略在鉆井壽命期間具有變化的速度、壓力和溫度的地下流體混合物流動流的動態性質,因為一旦安裝了生產柱則安全和/或經濟因素典型地防止改變生產柱。通過使用一組可組合的元件組件,本發明管匯柱的實施方式可用于使用流動控制元件在鉆井的整個使用壽命期間選擇性地控制流動流,流動控制裝置放置在同軸柱的管道之間和/或穿過最內部通道,解釋了用于基本水或基本碳氫化合物鉆井的理論生產或注入功能(諸如在圖4和5中描述的那些)。進一步地,包括管匯柱的實施方式為實踐工人提供穿過最內部通道的可達性,以在鉆井的整個使用壽命期間放置和/或去除可選擇性控制非現狀生產功能(如在圖5A中描述的那樣))的現實的另外的流動控制元件,而不會招致與生產柱的取代相關聯的相同的安全或經濟影響。其中,管匯柱可與流動控制裝置一起使用,流動控制裝置放置在同軸柱的管道之間和/或穿過最內部通道。現在參考圖6 7、8 16、17 20、21和22 37,示出了管匯柱和交叉元件,管匯柱和交叉元件可用于改變有效直徑,從而在管匯柱的整個長度上為給定流速(flow rate)改變速度。具有例如圖8 16的同軸管道交叉(23)的管匯柱元件可串聯或并聯的嚙合在圖17 20的其它管匯交叉(23)的上方或下方。可分開或與例如圖21的適合的腔體接縫(43)組合使用該嚙合。其中,圖22 37的各流動控制元件¢1)可與一個或多個容器(45)嚙合,且可進一步以任何組合與管匯柱元件組的其它元件組合,或與相配的通道元件一起配置,以選擇性控制多個同時流動的基本碳氫化合物和/或基本水流體混合物流動流。圖6和7分別描述了可用作選擇性可變長度的速度柱的管匯柱(70)的元件(70A)實施方式的正視截面圖和過程示意圖。圖中例示了嚙合至井頭(7)和閥門樹(10)的內同軸柱(2)和外同軸柱(2A)。通過使流動流體混合物的至少一部分轉向,一系列管匯交叉(圖8 9的23、23A、23B,圖10的23C及圖14的23Y)可用于減小形成速度柱的有效直徑,如圖14中描述的。其中,通過選擇性放置流動控制元件,流動流體混合物流入(32、35)最內部通道(25)或流入(33、37)鄰近的同軸通道(24),以影響沿流動流長度的速度直徑的摩擦當量(frictional equivalent)。從使用以允許閥門(74)控制生產,最上方的管匯交叉(23A)可去除同軸通道 元件(24)。圖7示出了與控制線路(79)和閥門樹(10) —起運行的閥門(74)(諸如安全閥門),以提供鉆井中的壓力的選擇性控制,用于從鉆井的受控生產。可從圖8 9的管匯交叉形成速度柱管匯交叉(23A),其中永久阻斷同軸環狀通道
(24)的一部分以使全部流體混合物流(38)轉向進入最內部通道(25)。可選擇地,通過僅覆蓋管匯交叉元件(圖13的23C)中的容器(圖13的45)下方的孔板(圖13的59),可形成管匯交叉元件(23A)的等效物。現在參考圖8,示出了管匯交叉元件(23)的實施方式(23B)的具有與圖9相關聯的線A-A的平面視圖。其中,如果阻斷裝置放置在容器(圖9的45)中,則全部最內部通道
(25)的流動流可穿過徑向通道(圖9的75)被轉向同軸通道元件(24)。但是,當布置直通通道時,僅有一部分的同軸通道(24)的流動與最內部通道混合。在圖6 7的管匯交叉(23A)中,永久阻斷了這些直通通道元件。以與圖9所示的潛在相反的方向,該構造的管匯交叉元件(23B)可用于在碳氫化合物流體分離元件空間的下端允許較重的流體運送至具有最小摩擦阻力和較大有效直徑的通道元件,同時較輕且較多氣體的流體流更容易膨脹且運送穿過較高摩擦阻力的通道元件,從而形成具有不同速度的兩個分離的同時流動流體混合物流。
在圖9中,描述了示出圖8的管匯交叉(23B)元件的沿線A-A的正視截面圖。圖中例示了被徑向通道(75)的壁(在圖8和9中示出的75A)阻斷的同軸通道(24)的部分。徑向通道(75)在最內部通道(25)和同軸通道(24)之間流體交流。同軸通道(24)在最內部柱(2)和鄰近的同軸柱(2A)之間,最內部柱(2)和鄰近的同軸柱(2A)的端部(90)嚙合至管匯柱元件的其它的管道。如所示的確定交叉的方向或旋轉交叉,其中徑向通道向下向內傾斜,而不是向上向內傾斜。依賴于嚙合的流動控制元件,穿過任何通道(24、25)可注入(31)或生產(34)流體混合物。如果例如跨裝結構(圖93A的22)嚙合至容器(45)以阻斷徑向通道(75),則單向或軸向對抗通道元件流動流之間的流動方向的孔板(59)可用于操作鉆井。如果節氣門控制徑向通道(75)的孔板(59)以僅混合穿過任意通道(24、25)的流動流(32、33)的一部分,那么通過安裝多個管匯交叉(23B)可選擇性輔助包括例如分離和/或氣舉的其它各流動配置,然后選擇性放置跨裝結構和節氣門以限定流體混合物流構造的流動。管匯交叉(23B)類似于在圖117和119 122的腔體接縫交叉(21)的下端處的孔板管匯交叉(23)元件,其中徑向通道壁(75A)更適合于較高的侵蝕速度。現在參考圖10和12,分別示出了管匯交叉元件(23)的實施方式(23C)的具有與圖11和13相關聯的線B-B和C-C的平面圖。圖中例示了包含在內同軸管道(2)和外同軸管道(2A)之間的穿過同軸通道(24)的截面線(B-B)及穿過徑向通道(75)壁(75A)的另一截面線(C-C)。圖11和13分別描述了沿圖10和12的線B-B和C-C的正視截面視圖,示出了管匯交叉(23C)。圖中例示了如下的實施方式:其中,依賴于嚙合至容器(45)的流動控制元件,兩個流動流可被分離、交叉或混合。流體混合物的注入(31)或提取(34)可穿過最內部通道(25)或鄰近的同軸通道(24),同軸通道(24)在管道(2、2A)之間,管道(2、2A)具有可嚙合至管匯柱元件的其它管道的端部(90)。其中,在容器(45)的上方或下方的流動流可穿過徑向通道(75)交叉。圖22 29中示出了使用嚙合在該管匯交叉(23C)內的各流動控制元件的各流動配置。嚙合的流動控制元件的實例性配置包括:使用跨裝結構以阻斷容器(45)上方或下方的孔板(59),分別用于阻斷容器(45)下方或上方的同軸通道(24),同時混合相反的同軸通道(24)和最內部通道(25)。嚙合的流動控制元件的配置的其它實例包括在容器(45)上方和下方的阻斷孔板(59),使用跨裝結構以阻斷同軸通道(24),同時允許最內部通道(25)流動流流經跨裝結構的孔,或通過放置嚙合至最內部通道內的容器(45)的阻斷流動控制元件以在最內部(25)和同軸(24)通道元件之間交叉流動流,如圖22 25中所描述的。通過提供阻斷全部可穿過同軸通道(24)交流的流動流或使部分該流動流轉向的能力,圖10 13的管匯交叉(23C)符合圖117和119 122的腔體接縫交叉(21)元件。腔體接縫交叉(圖117和119 122的21)僅可轉向至同軸通道。連續組合這兩個管匯交叉元件(21和23C)提供了選擇性阻斷最內部(25)和同軸(24)通道,或將一個轉向至另一個的能力。圖10 13的管匯交叉(23C)還符合圖14 16的管匯交叉(23Y)。圖14 16的管匯交叉(23Y)軸向嚙合在所描述的管匯交叉(23C)的上方或下方,提供了阻斷全部流動流或使部分流動流轉向的能力,該流動流穿過同軸通道(24)交流至最內部通道(25)。管匯交叉(圖14 16的23Y)可用于阻斷全部流動流或使部分流動流轉向,該流動流穿過同軸通道(24)交流至不同的同軸通道(24A)和/或最內部通道(25)。連續組合這兩個管匯交叉元件(23C和23Y),且具有圍繞23C放置的另外的管道柱元件(2B),提供了選擇性阻斷或轉向多個同軸通道元件(圖14的24、24A)的能力。現在參考圖14和15,分別示出了具有細節線D和在細節線D內的等軸和放大視圖,且圖15中的虛線示出可與圖16相關聯的管匯交叉元件(23)或漿體通道(58)實施方式(23Y)的隱藏表面。圖中描述的實施方式示出類似于圖11 13中的交叉,虛線表示另外的同軸管道(2B或51)或穿過地下地層(52)的通道,如果存在另外的管道(2B或51)則虛線表示另外的同軸管道通道(24A),或者如果不存在虛線表示的另外的管道(2B、51)則虛線表示第一環狀通道(55)。徑向通道(75)孔板(59)元件可位于最內部通道(25、53)內,由內管道柱(2、50)形成最內部通道(25、53)。除了另外的壁(82)可放置在每隔一個的徑向通道(75)壁(75A)內之外,可以類似于圖10 13的管匯交叉(23C)的方式配置元件,每隔一個的徑向通道(75)壁(75A)具有同軸管道(2A)的相關聯的孔板(59A)。每隔一個的徑向通道可在同軸通道(24、54)或另外的同軸通道(24A、55)和最內部通道(25、53)之間流體交流。在通道元件(24、24A、25、53、54、55)和最內部通道(25、53)之間的徑向通道(75)的配置類似于圖117和119 122的腔體接縫(21)管匯交叉或漿體通道設備(58),其中徑向通道(75)經過鄰近的同軸通道(24、54)以將最內部通道(25、53)直接連接至非鄰近的同軸通道(24A、
55)。圖16描述了與圖11 15的管匯交叉(23Y)相關聯的等軸視圖。圖中例示了沒有外同軸柱(圖15的2A、2B)的設備,以示出徑向通道的配置,其中每隔一個的通道在最內部通道(25、53)和鄰近通道(圖14 15的24、54)之間交流。剩余的徑向通道(75)可通過另外的壁(82)被轉向鄰近外壁(圖14 15的2A)中的孔板(圖14 15的59A),以在最內部通道(25、53)和第一環狀通道(圖14 15的55)或另外的同軸通道(圖14 15的24A、54)之間形成直接通道。另外的同軸通道(圖14 15的24A、54)具有伸出到同軸通道(圖14 15的24、54)中但并不阻斷同軸通道(圖14 15的24、54)的容器(45)的外壁。現在參考圖17、18和19,分別示出了與圖75相關聯的平面、正視和等軸視圖,其中虛線描述了管匯交叉元件(23)的實施方式(23D)的隱藏表面。管匯交叉元件可與圖20和21的適合的腔體接縫一起使用。圖中示出了最內部通道連接件(26),最內部通道連接件(26)嚙合在例如出孔管道(圖20 21的39)和使各出孔管道的最內部通道(圖20 21的25)延伸的管道之間。圖中包括兩個徑向通道(75),兩個徑向通道(75)在左側最內部通道連接件(26)之間可與管匯交叉(23D)的兩個孔板(59)流體交流。管匯交叉(23D)可嚙合至同軸通道(圖20的24)的孔板(圖20的59B),同軸通道(圖20的24)位于內同軸管道(圖20的2)和外同軸管道(圖20的2A)之間。圖82中示出了相似配置的實例。跨裝結構可跨越一個或兩個徑向通道(75)放置,以防止徑向流動。可選擇地,可將塞子放置在左側最內部通道連接件(26)內,以推進徑向通道的流動。孔板(59)可嚙合至相同的同軸通道(圖15和20的24或24A)或不同的同軸通道(圖15和20的24或24A),以允許進入最內部通道元件(圖19 21的26和25)或進入(33、37)同軸通道(圖15和20的24或24A)的同時流動,從而用于穿過最內部通道或同軸通道的注入或生產。圖20和21描述了適合的腔體接縫(43)的平面和等軸視圖,當與例如圖17 19的管匯交叉(23D)組合時腔體接縫(43)可用于形成管匯交叉元件(23)。圖中描述了在外同軸柱元件(2A)內的內同軸柱元件(2),外同軸柱元件(2A)形成腔體壁(41)和具有在腔體接縫底部(42)中的孔板(59B)的另外的單主孔管道(78),用于同軸通道(24)的流體交流。可添加其它同軸管道(示作虛線的2B)和其它孔板(59C),以與管匯交叉(23)的一個或多個孔板(例如圖17 19的59)或同軸柱元件(例如圖14和15的2、2A和2B)流體交流。現在參考圖22和24,分別示出了管匯柱元件(70)實施方式(70J)的具有與圖23和25相關聯的線B-B和C-C的平面視圖。圖中描述了具有管匯交叉(圖10 13的23C或圖14 16的23Y)和流動控制元件¢1)的管匯柱元件(70)實施方式(70J),流動控制元件(61)顯示為例如安裝在容器(圖23和25的45)內的阻斷塞子(25A)。圖中例示了形成同軸通道(24)的內同軸柱(圖23和25的2)和外同軸柱(圖23和25的2A),可通過徑向通道壁(75A)將同軸通道(24)轉向至最內部通道元件(圖23和25的25)中的孔板。圖23和25分別描述了沿圖22和24的線B-B和C-C的正視截面視圖。圖中示出了具有阻斷或塞子(25A)流動控制元件(61)的管匯柱(70J),阻斷或塞子(25A)流動控制元件(61)經由位于圖22和24的管匯交叉(23C)內的芯軸連接件(89)嚙合至容器(45)。管匯柱(70J)的端部(90)與其它 管匯柱元件嚙合。使用電鉆機(圖3的4A)電纜(圖3的11)穿過最內部通道(25)放置塞子(25A),且塞子(25A)嚙合至連接件¢8)用于提升(圖3的12)進入或提升(圖3的12)出穿過地下地層(圖1和2的52)的通道。在放置或去除塞子(25A)之后,可分離電纜和連接件¢8)的嚙合。通過塞子(25A)可阻斷內同軸柱(2)的最內部通道(25),迫使注入(31)或生產
(34)跨越最內部通道(25)至(33)同軸通道(24),或從鄰近的同軸通道穿過徑向通道(75)至(32)最內部通道。在最內部通道和同軸通道之間的跨越流動流可用于例如形成圖42和44 45的優選的管匯交叉閥門實施方式(23F)。在該實施方式中,地下閥門(圖42和44 45的74)可放置在管匯交叉(23C)的任意端,且安裝塞子(25A)以經地下閥門提供對每一流動流的選擇性控制,同時當去除塞子時提供穿過最內部通道(25)的接入。在需要分離的選擇性控制的應用中可獨立控制地下閥門,或者如果例如地下閥門是為了故障安全關閉的表面安全閥門,則可一起控制地下閥門。可選擇地,使用流動控制元件¢1)的流動流的交叉可為改變流動流的速度在通道內提供空間,且在不同的地下深度處提供相關聯的壓力;其中,流動控制元件¢1)包括例如安裝在容器(45)內的節氣門或壓力控制閥門或一通閥門,而不是塞子(25A)。當選擇性重新配置地下處理空間,以例如通過允許在流動控制元件下的一部分交叉氣體流進入基本液體交叉流動流從而分離流體和/或氣舉基本液體流動流時,可以地層的溫度作為因素考慮,而不需要使用傳統的偏心工作筒(side pocket mandrel)和氣舉閥門。在實踐中,傳統的偏心工作筒和氣舉閥門常常比放置在跨越最內部通道元件的乳頭剖面容器(nippleprofile receptacle)中的閥門更難接入。
可選擇地,如果管匯柱(70J)適合于圖14 16的交叉(23Y),而沒有使用圖22 25中示出的管匯交叉(23C),可選擇性使流動從非鄰近的同軸通道(圖14和16的24A或
55)轉向進入(35)最內部通道(25),或選擇性使流動轉向穿過最內部通道(25)進入(37)非鄰近的同軸通道(圖14和16的24A或55)。現在參考圖26 69,示出了可在地下鉆井的使用壽命期間與管匯柱(圖51的70和76)內的其它旋轉電纜設備和方法一起使用的進行旋轉作業的設備。圖中包括電纜(圖3的11)可嚙合的井下馬達和/或泵部件(69)流動控制裝置(61),使用電鉆機(圖3的4A)經由電纜提升可放置、懸掛和取回電纜(圖3的11)可嚙合的井下馬達和/或泵部件(69)流動控制裝置出1)。圖中進一步包括使用例如渦輪、葉輪或轉子和定子的電馬達(111)或流體馬達,具有與位于管匯交叉(23)內的徑向通道(75)相關聯的流體入口和出口(59),用于使第一流體混合物流動流轉向以作用在流體馬達上。流體馬達可使用流體壓力差,或膨脹或壓縮的氣體的速度運行,用于泵送第二流體混合物流動流。由于任何系統內的能量是守恒的(沒有生產也沒有被破環),因此使用管匯柱將流動控制設備選擇性放置在不同速度的分離的流動流內可用于為本領域技術人員提供一種手段,以控制能量如何從第一同時流動的流體混合物流分布至第二同時流動的流體混合物流,以在使用中更好地分配系統內可用的能量。現在參考圖26和28,分別描述了具有與圖27和29相關聯的線B-B和C-C的平面視圖。圖中示出具有管匯交叉(圖10 13的23C,圖14 16的23Y)和同軸管道(2、2A)的管匯柱元件(70)的 實施方式(70K),管匯交叉(圖10 13的23C,圖14 16的23Y)和同軸管道(2、2A)圍繞流體馬達和流體泵(圖27和29的69)流動控制元件(圖27和29的61)的實施方式(69A)。圖中例示了可用于泵送流體穿過通道的配置,該配置使用流動的流體的速度和壓力,或第一流動流的氣體膨脹以泵送第二流動流。圖27和29分別描述了沿圖26和28的線B-B和C-C的正視截面視圖。圖中示出具有馬達和流體泵^9A)流動控制元件¢1)的管匯柱(70K)配置,馬達和流體泵(69A)流動控制元件¢1)使用嚙合連接部(89)嚙合至容器(45),從而嚙合至管匯交叉(23C或23Y)。圖中例示了形成同軸通道(24)和最內部通道(25)的內同軸柱(2)和外同軸柱(2A),最內部通道(25)使用嚙合(68)和用于放置的電鉆機(圖3的4A)放置和操作流動控制元件(61)。管匯柱元件的端部(90)可與其它管匯柱(70)配置的管道元件嚙合以使第一同時流動的流體混合物流動,第一同時流動的流體混合物可用于操作流體馬達以泵送不同速度的第二同時流動的流體混合物。流體馬達和流體泵¢9)的內部組件類似于圖36 37中示出的,具有連接兩個流體可旋轉的裝置(112)的軸。流體可旋轉的裝置(112)例如渦輪或葉輪,可被配置為使用流體運行,且從兩個分離的同時流動的流體混合物泵送流體。例如,從交叉(23C、23Y)下方的同軸通道(分別為圖14 15的24和24A)穿過徑向通道(75)注(31)入(32和35)最內部通道(25)的流體可操作可旋轉的渦輪(112),可旋轉的渦輪(112)與連接至另一渦輪(112)的軸嚙合,另一渦輪(112)可用于泵送生產(34)的流體從交叉(23C、23Y)上方的同軸通道(分別為圖14 15的24和24A)穿過徑向通道(75)進入(32和35)最內部通道
(25)。作為可選擇的實例,通過儲存的壓縮氣體的天然膨脹和/或地下壓力,或通過攜帶氣體的流體從交叉(23C、23Y)下方的最內部通道(25)流經徑向通道(75)至(33、37)同軸通道(24A、24),穿過元件通道所產生的(34)流體可操作可旋轉的渦輪(112)。可旋轉的渦輪
(112)可轉動連接至另一渦輪(112)的嚙合的軸,且可用于泵送例如來自地下分離處理的基本液體產生的(34)的流體或例如基本水流體混合物注入(31)穿過地下地層的通道的鄰近區域。基本水流體可用于穿過徑向通道元件(75)在最內部通道(25)和同軸通道(24、24A)之間的溶液開采或處理。現在參考圖30,示出了具有與圖31相關聯的線F-F和與圖35相關聯的細節線G的平面視圖。圖中描述了管匯柱實施方式(70G),具有馬達的實施方式(69B)和放置在管匯交叉元件(23)實施方式(圖31的23E)內的流體泵(圖31的69)流動控制元件(圖35的 61)。圖31和34分別描述了沿圖30的線F-F的正視截面和等軸視圖。圖31的細節線H和I分別與圖32和33相關聯,且圖31的破裂線與圖34相關聯。圖34描述了表示從管匯柱(70G)移除的一部分同軸管道的軸向截面,管匯柱(70G)潛在地延伸以與圖31中示出的上端(90)處的井頭和/或閥門樹嚙合。圖31和34示出了馬達和流體泵(69B),馬達和流體泵(69B)可與電纜連接件¢8) —起放置,且通過嚙合設備(圖32的89)嚙合在管匯交叉(23E)容器(圖32的45)內。示出內同軸柱(2)和外同軸柱(2A)下端(90)可嚙合至穿過地下地層(圖42和44的52)的通道內的其它管道,以豎直分離地下接近的區域。可使用例如腔體接縫交叉(圖117和119 122的21)和/或側向分離的區域,使用例如通過出口管道(圖83 87的39)接入的腔體接縫管匯交叉(圖83 87的23T),可實現地下區域的該分離。當為了各種原因而期望在管匯交叉元件(23E)上方和下方的相同通道元件內保持同時流動的流體流時,可使用該分離。在管匯交叉(23E)實施方式中,液體、氣體和/或固體的流體混合物可通道元件通道(24、25)注入(31)或生產(34),其中,流體通過徑向通道(75)和孔板(59)交流出通道(24,25)以是任意可旋轉的裝置(112)運行,且將流動流返回至原始的最內部和同軸通道元件。可旋轉的裝置(112)被示為例如流體馬達和流體泵元件(69B)。
現在參考圖32,示出了在圖31的細節線H內的馬達和流體泵(69B)容器嚙合(45和89)的一部分的放大視圖。圖中示出沿徑向通道(75)行進的注入(31)和生產(34)。布置有密封¢6)流動控制元件(61),以容納不與另一流體混合物流混合的一流體混合物流的壓力。圖33描述了管匯交叉(23E)的放大視圖。圖中例示了最內部通道,阻斷圖31的細節線I內的馬達流體泵^9B)的可旋轉的軸嚙合元件部分。圖中包括嚙合在容器(45A)元件內的旋轉的連接件(72),容器(45A)元件阻斷(25A)最內部通道(25),且渦輪(112)軸(圖37的113)嚙合至最內部通道(25)。其中,如果經過軸另一端的相關聯的渦輪的流體混合物驅動部件,則在最內部通道內流動的注入(31)或提取(34)的流體混合物嚙合可旋轉的渦輪(112)且使可旋轉的渦輪(112)運行,或可通過渦輪被泵送。密封元件(圖32的66和66)控制在塞子(25A)和進入孔板(59)上方和下方流動(31、34)的流體混合物在最內部通道內的流動,以在左右側流入徑向通道(75)元件,以嚙合在最內部通道(25)內的軸的相對端的渦輪(圖31的112和112)。其它管匯柱(圖30的70G)管道柱元件可嚙合至端部(90),其中,在管匯交叉(23E)下方多個同軸管道(2、2A)或單個管道(2)可分別與同軸管道通道或第一環形通道一起使用。
圖35描述了在圖30的細節線G內的管匯柱(70G)馬達和流體泵配置(69B)的一部分的放大視圖。示出隱藏表面的虛線例示了內同軸柱⑵和外同軸柱(2A),在內同軸柱
(2)和外同軸柱(2A)之間流動控制元件(61)管匯交叉(23E)使上下孔板(59)交替,轉向徑向通道(75),推進穿過管匯交叉(23E)的注入(31)和/或生產(34)。穿過管匯交叉的流動可用于使流動控制元件¢1)運行,圖中示出,例如為通過不同速度和/或相關聯壓力的同時流動的流體流使流體馬達和流體泵(69B)運行。現在參考圖36和37,分別描述了流動控制裝置¢1)的具有線J-J和沿線J-J的平面視圖和正視截面視圖。示出的流動控制裝置包括馬達和流體泵¢9)實施方式^9B),示出通過軸嚙合至用于泵送流體的設備(112)的可旋轉的流體可運行的設備(112)。例如設備(112)被示為流體渦輪,被配置為通過流體的經過在殼體(114)內的軸(113)的端部處驅動且被驅動。圖中包括可嚙合至相關聯的容器(圖32的45)的連接件(89),用于固定元件流動控制設備¢1)。此外,阻斷(25A)和/或密封¢6)設備元件可用于控制最內部通道和同軸通道內和之間的流體穿過徑向通道元件。本發明可使用任意形式的嚙合或流體可運行的組件,例如具有密封¢6)或軸承、座圈、滑動的嚙合組件或機械裝置(諸如行星齒輪傳動的配置)的旋轉的連接件(72),用于使上下渦輪或葉輪的旋轉速度不同,上下渦輪或葉輪的旋轉速度可在地下環境中使用以運行流體可運行的馬達或泵。使用電纜連接件¢8)和電纜鉆井(圖3的4A)或管道連接件和盤繞的管路或鉆機,可將設備選擇性地放置在管匯柱容器(圖32的45,圖33的45A)內。當最內部通道元件穿過軸與各其它流動流流體交流時,例如可形成其它可運行的組件替換物,各其它流動流可穿過各其它同軸通道和/或第一環形通道交流,可用于運行流體馬達和泵。圖38和39描述了用于不同馬達和流體泵(69)實施方式(分別為69C、69D)的可選擇的馬達和泵配置的正視截面視圖。圖中描述了轉子(109)和定子(108)配置(69C),可通過注入(31)或生產(34)運行,且轉子(109)和定子(108)配置(69C)可用于使流體泵旋轉,該流體泵包括例如渦輪或容積式轉子(109)和定子(108)泵(如圖38中所示)。圖39示出電馬達(111)配置(69D),可與電纜(110A)和固定或密封的(66)濕連接部(110)一起使用,用于運行生產(34)或注入(如果取向反轉)流體的井下流體泵。如在圖6 39中證明的,且后面在圖69 75和83 87中描述的,本發明的優選管匯交叉(23)實施方式提供了可以任何組合或取向組合的系統和方法,以選擇性控制液體、氣體和/或固體的注入(31)和/或生產(34)的流體混合物(38)的分離流動的流體流。可在改變的速度和相關聯的壓力下實現該選擇性控制:通過選擇性放置的流動控制元件(圖1 123的61)和/或流動控制元件實施方式(69A、69B、69C、69D),穿過徑向通道(75)和孔板(59)選擇性交流,從另一同軸通道(24、24A、24B、25、26、54、55)元件直接(32)或間接(35)進入最內部通道元件(25、26),及/或從最內部通道(25、26)或其它同軸通道(24、24A、24B、55)直接(33)或間接(37)進入同軸通道O元件(24、24A、24B、55)。流動控制元件可嚙合在內同軸柱(2)和/或外同軸柱(2A)之間,或穿過最內部通道(25、26)輸送、放置和/或取回流動控制元件且嚙合至容器(45、45A)。組合的管匯柱(70、76)實施方式可用于運行來自單個主鉆孔和井頭的一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水井。
現在參考圖40和41,與在圖1 2和圖47 48中描述的鉆井一起,現有技術中地下生產和廢水處理的同時流動流的應用及表面碳氫化合物流體分離工藝的正視示意截面視圖,分別描述了可通過本發明的優選實施方式改善、組合和/或取代傳統工藝。圖40示出了嚙合至具有環形閥門(81)的井頭(7)的閥門樹(10),環形閥門(81)控制注入(31)穿過在中間(15)和最終注水泥的套管(3)之間的環狀通道,進入套管鞋(16)下方的裂隙(18)中。套管鞋(16)防止在中間套管外側的環形空間內的向上的流動。圖中示出壓力可傳導至裂隙擴展(30)的點,從而允許在地下容貌內處理廢棄的流體。使用注入(31)的中止可允許關閉裂隙(18)。廢棄固體可以與在生產管路(2)的下端單級頁巖氣體裂壓增產(single stage shale gas fracture stimulation)類似的方式用作支撐齊U,在生產管道(2)的下端注入支撐劑(通常為沙子大小的顆粒)以保持裂隙的開放。裂隙的這種開放可維持例如遍及裂隙(18)的流體交流,用于從相對不可滲透的頁巖層的氣體生產(34),否則不能進行大量生產。當廢物注入(31)上裂隙(18)時,可同時出現由地下閥門(74)控制的生產流動(34)。可選擇地,專用的傳統廢物處理鉆井注入(31)可穿過由表面閥門(64)控制的閥門樹(10)和管路(2),至基本水注入鉆井的擴展(30)的下裂隙
(18)點。圖41示出了地面上的水平(121)表面碳氫化合物分離器(115),使用控制線路(79)操作從由地下閥門(74)控制的管路管道柱(2)生產的(34)的液體、氣體和/或固體的流體混合物(38)。在分離器(115)內的具有降低壓力的空間允許泵送較重特定重量的基本水流體流至處理工藝。示出較輕的特定重量的基本液體碳氫化合物漂浮(117)在水上,流入碳氫化合物的中間基本液體流體流動流(119),同時原先壓縮的基本較輕的特定重量的氣體膨脹且離開上流體水平面(118),以生產為最高基本氣態的流體流(120)。圖1 2、6 7、42 46、49 53、67 68管匯柱元件(70、76)的正視示意性截面視圖,其中單個鉆井管匯柱(70)配置可單獨使用或在鉆井(圖51的51A)的接縫下方組合使用。組合的管匯柱可用于形成多個鉆井管匯柱(76)元件,多個鉆井管匯柱(76)元件可用于地下處理和/或提供多個流體流,其中,可組合的元件可用于取代一個或多個傳統鉆井和/或補充或取代傳統處理配置,例如在圖1 2、40 41和47 48中描述的那些。為了形成可應用與基本碳氫化合物和/或基本水鉆井及處理系統的現成的管匯柱元件組的目的,包括例如可與其它布置元件一起運行的傳統流動控制元件出1)的元件可用于推進、測量和/或選擇性地控制液體、氣體和/或固體的流體混合物,用于一個或多個基本碳氫化合物鉆井、基本水鉆井或它們的組合(諸如組合的溶液開采和儲存鉆井)。這樣的流動控制元件的實例包括:表面泵(116)、表面閥門(64、81)、閥門樹(10、10A)和井頭(7),井頭(7)可用于嚙合至管匯柱(70、76)元件的上端,且可用于控制具有多個速度的單個流體混合物流動流(31、34)和/或具有變化的流動流速度的多個流體混合物流動流(31、
34)。此外,地下閥門(63、74、84)可用于控制通道(24、24A、25、26、55)元件中的流體混合物的流動。另外的流動控制元件包括井下計量器、速度開關、壓力激活機械裝置、流經流體的聲學或流體脈沖信號、控制線路(79)和/或其它選擇的測量、激活和/或控制機構,上述機構包括單向裝置、表面或地下節流器(77)、文氏管(85)、噴射泵(85)、塞子(25A)、套管鞋
(16)、封隔器(40)、壓裂技術和或馬達和流體泵(69)。圖42和43分別描述了地下流動流分離管匯柱(70)元件的實施方式(分別為70B、70L)的正視截面和過程控制示意圖,地下流動流分離管匯柱(70)元件具有可用于泵送分離的流體的馬達和流體泵¢9)流動控制元件出1)。圖中示出了具有表面閥門配置的管匯交叉實施方式(23F)流動控制元件出1)。圖中包括穿過通道元件生產(34)的流體混合物
(38),流體混合物(38)分成由多個閥門(74)分離控制的多個同時流動的流體混合物流。例如,表面故障安全裝置關閉圖91的安全閥門(74),圖91的安全閥門(74)通過連續或獨立連接至每一閥門的控制線路(79)運行,從而例如可通過使閥門嚙合至圖22 25的管匯交叉(23C或23Y)元件的上下端(90)形成該配置。位于鉆井下端的止回閥門(84)控制在管匯柱(70B70L)的下端進入管道柱(2、2A)的流體混合物(38)的單向流動,可將流體混合物(38)生產(34)進入由同軸管道柱(圖14 16、20和43的2、2A、2B,圖43、55和59的2C)元件、第一環狀通道(圖1的55)和/或鹽穴壁(圖1的1A)形成的通道元件空間的各配置。液體界面(118)和/或水界面(圖43的117)可源于由流動控制元件(61)(諸如閥門樹(IOA))施加至通道元件空間的壓力或從通道元件空間釋放的壓力,且可穿過管道(2、2A)提取基本氣態自然膨脹的流動流(120)用于推進基本液體流動流(119)。可選擇地,穿過可在管道柱和/或穿過地下地層的通道之間形成的管道柱(2、2A、2B)通道或同軸通道,通過天然的地下壓力、馬達和流體泵(69)、表面泵(116)、電潛水泵和/或其它流動控制元件可推進基本液體流動流(119)。使用具有內(50)和外(51)同軸管道柱的受控的壓力管道部件(49)可安裝描述的單個鉆井管匯柱(70L),或源于例如圖100 105的管匯柱元件(70F)的多個類似鉆井。且泥漿通道流體流交叉機構(58)可用于例如提供比在鉆井形成的過程中通常實際使用要大的管道尺寸,用于地下分離的目的。一旦嚙合至井頭和/或樹,受控的壓力配置變成具有同軸柱(2、2A、2B2C)和管匯交叉(21、23)元件的管匯柱(70、76),以進行注入或生產功能,由于單個鉆井或鉆井的接合(圖51 53的51A)的應用類似于圖123的管匯柱(76L),因此可配置一個或多個鉆井用于分離流體混合物流(70L)。圖43和123的管匯柱(70L、76L)分別用于將流體混合物分離成來自單個鉆井、一個或多個豎直和/或側向分離的地下區域、或洞穴的多個同時流動的流體混合物流,其中在洞穴中大型適合的鹽礦可用于溶液開采分離的空間,該分離的空間可用于鉆井或運輸管線。使用本發明人的受控的壓力柱可形成較大的分離空間。或者通過各種其它方法可形成較大的分離空間,該其它方法諸如使用地下分離以通過生產的水或在本發人的方法中描述的那樣,或者使用豐富的水資源(諸如大海)溶液開采洞穴壁(IA)。在生產或容易獲得廢水的情況下,本發明可用于進行進入和/或離開經管匯柱接入的地下空間或鄰近區域的同時生產、溶液開采、地下儲存和/或多個流體混合物的分離。
現在參考圖44和45,分別示出了地下管匯柱元件(70)的實施方式(70C)的正視截面和過程控制示意圖,地下管匯柱元件(70)的實施方式(70C)具有可選擇的內部速度柱管匯交叉(23)、裂隙擴張腔體接縫管匯交叉(21)及馬達和流體泵¢9)流動控制元件。圖中例示了從井頭(7)和閥門樹(IOA)向下延伸的內同軸柱(2)和外同軸柱(2A)。在鉆井建造過程中,腔體接縫管匯交叉(21)可用于經例如穿過穿孔的尾管(19)的頁巖氣體或廢物處理鉆井將支撐劑推進(28A)支撐裂隙(18A)中。穿孔的尾管(19)用水泥粘合(20)在地層鉆孔(17)內,且穿孔的尾管(19)經由尾管頂部封隔器嚙合至最終注水泥的套管(3)。在最終注水泥的套管(3)內,管匯柱(70C)與封隔器(40)嚙合。隨后,在鉆井的壽命周期中,管匯交叉(23A)可用于重新配置且形成速度柱,以加快生產速度,且防止水生產抑制例如相關聯的碳氫化合物的生產。該配置還可用于穿過管匯柱(圖44 45的70C)接入第一環狀通道(55),以例如提供廢物注入處理,其中,鄰近淺地層裂隙(18)的管匯交叉(23)可從各管匯交叉元件(例如腔體接縫(21)和管匯交叉配置(圖22 25的23C和23Y))形成。塞子(圖22 25的25A)可用于經腔體接縫交叉(21)交叉通道(24、25)的流體交流,腔體接縫交叉(21)可用于從內通道(25)接入第一環狀通道(55),從而來自速度柱管匯交叉(23A)的生產穿過同軸通道(24)流動且軸向向上。同時,可泵送(116)水界面(117)下面的來自生產的表面分離(115)的水,注入(31)穿過閥門樹(IOA)和腔體接縫交叉(21)軸向向下以使流體馬達和泵¢9)運行,從而推進軸向向上的生產。圖43 45的管匯柱(70B、70L、70C)配置描述了用于地下分離及隨后的廢物處理的各種可能的配置。例如,可進一步處理且泵送(116)基本液體的流動流(119),用于處理進入圖42中示作虛線的環狀空間。然后,可泵送流動流(119)穿過環形閥門(81)且穿過閥門樹(IOA)(如圖44所示)注入(31),環形閥門(81)位于中間(15)和最終注水泥的套管
(3)之間的環狀空間內,可 通過套管鞋(16)控制最終注水泥的套管(3)以阻止流體流入外部環狀空間。可通過壓力交流(28)至地下地層容貌內的裂隙擴展(30)點來處理廢水。如圖中所示,提取的地下加壓的流體,諸如壓縮氣體、高壓產品或注入的廢棄流體混合物(圖44的31),可用于使流體馬達和流體泵¢9)運行。圖43的管匯柱(70L)配置可與腔體接縫管匯交叉(21) —起使用,以選擇性地與地下碳氫化合物界面(118)交流,地下碳氫化合物界面(118)與地下水界面(117)分離。通過例如電流、來自分離過程的膨脹的壓縮氣體或注入的流體(圖44的31)運行的一個或多個潛水泵¢9)可用于幫助選擇性移除各界面層之間的液體碳氫化合物或水。如果不期望馬達和泵,則可簡單地封閉氣體流,以允許在鉆井內增加壓力以經U-形管路穿過一個或多個通道元件運輸流體。圖44和45的管匯柱(70C)可與腔體接縫交叉(21) —起使用,以在鉆井形成的過程中選擇性交流裂隙擴展流體和支撐劑。之后,腔體接縫管匯可用于從期望地下區域或水進行選擇性提取,地下區域或水經例如來自頁巖氣礦層的氣體膨脹而被隔離,來自頁巖氣礦層的氣體膨脹可用于驅動流體馬達和流體泵¢9)以將廢棄的流體注入所示的較淺的地層容貌中。圖44示出了管匯閥門交叉(23F),可適用于與腔體接縫和另一管匯交叉(23) —起使用以選擇性控制管匯柱內的流體混合物的流動流。圖47和48分別描述了現有技術中氣舉配置的正視截面和過程控制的示意圖。圖中示出了井頭(7),可穿過管路(2)和閥門樹(10)從井頭(7)生產流體混合物(38)。其中,借助于基本氣體流體流(120)可穿過最內部同軸通道(25)提升基本液體流體流動流(119)。通過從表面穿過環形閥門(81)將氣體流注入同軸通道(24)中發生提升,同軸通道
(24)形成于管路(2)和套管(3)之間,且套管(3)經水泥粘合在地層鉆孔(17)中。注入經過穿過地下地層(52)的通道至可穿過最內部通道(25)放置的氣舉閥門(84),以產生液體和氣體的流體混合物,從而增加流體流的速度,且降低施加在生產層上的砂面壓力以增加生產(34),在生產(34)上方可使用正常的生產壓力。地下故障安全的安全閥門(74)可使用控制線(79)、閥門樹(10)、單向氣舉閥門(84)和環形閥門(81),可用于選擇性保持鉆井中的地下壓力,且推進生產(34),但條件是表面處理和/或氣體可用于氣舉生產。傳統氣舉配置是普遍的,但需要可注入氣體的表面供應以及相關聯的表面設施,表現出遠程和/或環境敏感發展的顯著經濟和后勤上的困難。對于許多碳氫化合物的開發,本發明可用于選擇性控制和在適于提取的位置再注入地下分離的氣體,其中,不需要注入氣體的表面供應及相關聯的表面設施。圖49和50分別描述了可用于將液體和壓縮的氣體分離成基本液體和基本氣體流體流的地下管匯柱元件(70)的實施方式(70D)的正視截面和處理控制示意圖。尤其當表面處理和氣體注入效率低和/或不實用時,分離的流可用于選擇性再注入,以氣舉基本液體流動流。例如,圖49和50中示出的實施方式可經濟地使用于缺少基礎設施的遠程水下和邊緣開發中。可穿過管道⑵生產(34)流體混合物(38),管道⑵通過封隔器(40)嚙合至穿過地下地層(52)的通道,該通道包括經水泥嚙合(20)在地層鉆孔(17)中的生產套管(3)及導管套管(14)。流體混合物(38)可到達壓力激活的閥門(63),壓力激活的閥門(63)控制管匯交叉(23W)實施方式的徑向通道,可使用單向閥門和文氏管(85)管匯交叉(23H)實施方式以從氣舉分離空間排空液體。可通過位于閥門樹(IOA)上的節流閥門(77)選擇性控制同軸通道(24)內的壓力,以抵抗分離的基本氣體流體流(120)。可全部或部分地使基本氣體流體流(120)轉向穿過氣舉閥門(84)管匯交叉(23G)實施方式,以幫助基本液體流體流(119)的提升,從液體水平(118)下方且穿過文氏管(85)管匯交叉(23H)從同軸通道
(24)獲取該基本液體流體流(119)。如果閥門樹(IOA)出現故障而需要維持鉆井的完整性時,通過控制線路(79)運行的地下閥門(74),及壓力激活的閥門¢3)管匯交叉(23W)保持地下加壓的流體混合物
(38)的入口,其中,與傳統的氣舉鉆井類似,僅沒有保持環形空間中的有限的存活。如果需要,環形安全閥門或可用于控制最內部和同軸通道的另外的閥門控制的管匯交叉(23F)可用于壓力保持該空間。現在參考圖51、52和53,用于基本碳氫化合物和基本水鉆井的多個鉆井實施方式(76A、76B、76C)的各管匯柱(76)的正視示意圖分別示作生產/廢棄流體注入、注水和溶液開采/儲存鉆井,上述實施方式使用了從單個主鉆孔(6)和井頭(7)向下延伸的多個鉆井的鉆井(51A)接合。多個鉆井可接入地下注入容貌(103),相對水平或褶曲(94)的儲層(95)、和位于地下地層(106)之間的鹽礦(5)。碳氫化合物或地熱鉆井的管匯柱(76A、76B)元件配置可用于水或生產的水的處理和水注入,可將水注入容貌(103)或相對水平的水驅(104)儲層,同時使用多個鉆井的一個或多個從褶曲的(94)、有斷層的、有裂隙的和/或水驅的儲層中生產,以處理廢水,和/或增加儲層壓力用于從地熱儲藏生產碳氫化合物或蒸汽。管匯柱(76C)元件配置可用于溶液開采或選擇性接入鹽礦(5)的洞穴壁(IA)空間內的重量分離的碳氫化合物產物,鹽礦(5)在它的上端被最終注水泥的套管(3)和套管鞋(16)密封。洞穴空間的溶液開采可使用大海、從各其它實施方式廢棄或生產的水。在洞穴空間內,使用管匯交叉可分離、儲存和/或選擇性接入來自鉆井或管線的液體、氣體和/或固體的基本碳氫化 合物流體混合物,使用例如腔體接縫管匯交叉(21)在管匯交叉中選擇性流動來自特定重量分離的流體水平(105)之間的不同流體混合物。下沉至較低水平(104)的基本水流體可用于同時取代儲存,增加洞穴壓力和/或溶液開采空間。現在參考圖54 59,其中,圖54和58的方法和設備適用于圖55 57的管匯交叉(23J)以形成圖59的管匯柱(76K),從而完成圖54的水下鉆井。圖54描述了位于海床(122)上方的水下井頭(7)的正視截面視圖,該水下井頭(7)可用于圖51 53的管匯柱(70A、70B、70C)和圖59的適應性改變的腔體接縫管匯交叉。圖中示出了水下連接件(107)、井頭(7)和單個主鉆孔¢),單個主鉆孔(6)位于地層
(106)內,且包括嚙合至井頭的腔體接縫(43),出口延伸至鉆井的下端。出口管道(39)的端部(90)可嚙合至多個鉆井。現在參考圖55,上面示出了平面正視視圖,虛線示出管匯交叉(23)實施方式(23J)的隱藏表面。圖中描述了最內部通道連接件(26),可用于將管匯交叉上方和下方的最內部通道與徑向通道(75)連接,以與可連接至同軸通道的孔板(59)流體交流。如圖中所示,使用流動控制元件,例如使用跨裝結構(圖93A的22)或塞子(圖93的35A),容器(45)可用于選擇性控制最內部通道和/或徑向通道,跨裝結構(圖93A的22)或塞子(圖93的35A)穿過最內部通道放置且與容器嚙合。多個同軸管道(圖55和59的2A、2B、2C)可用于形成多個同軸管道通道,以連接至徑向通道(75)的一個或多個孔板(59)。圖56和57分別描述了具有線K的等軸視圖和在線K內的放大視圖,示出了圖55的管匯交叉(23J)的切斷截面。圖中描述了徑向通道(75)的孔板(59)及容器(45),容器(45)可用于流動控制元件的選擇性嚙合以控制流體混合物流的流動。現在參考圖55 57,同軸通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55)可形成于同軸管道(2、2A、2B、2C、50、51)和穿過地下地層(圖54的52)的通道之間,且每一個孔板均可被配置為獨立接入不同的同軸通道(24、24A、24B)。流動流可從第一同軸通道直接(32)流入(32,35)最內部通道,或從第一同軸通道穿過另一第二同軸通道間接(35)流入(32、35)最內部通道。可選擇地,流動流可從`第一同軸通道,或從第一同軸通道穿過第二同軸通道,直接(33)或間接(37)穿過孔板(59)流入(33、37)同軸通道。這樣在具有多個管匯交叉(23J)的通道之間允許任意配置或流動取向,管匯交叉(23J)可連續地與徑向通道的取向嚙合,例如通過翻轉或倒轉管匯交叉中的一個可改變徑向通道的取向。可連接孔板(59)以形成通道元件之間的流體交流,且孔板可嚙合至多個同軸通道元件(25、24、24A、24B、55),同軸通道元件(25、24、24A、24B、55)在最內部管道⑵和多個同軸管道(2A、2B、2C)柱及穿過地下地層(52)的通道的內部及它們之間。現在參考圖58和59,分別示出了腔體接縫管匯(43A)和管匯柱實施方式(76K)的等軸視圖。腔體接縫管匯(43A)包括腔體壁(41)及嚙合的(44)出口管道(39),可通過閥門(74)和密封堆棧(66)控制哨合的(44)出口管道(39),密封堆棧(66)可哨合至另一腔體接縫(圖54的43)。圖58和59中的腔體接縫包括登陸板(landing plate) (67)和索引鍵(indexing key) (65)。腔體接縫管匯(43A)可適用于多個同軸柱(2、2A、2B、2C)和圖59的管匯交叉(23K),用于取代圖58的閥門(74)配置。圖59中示出的且由適應性改變形成的管匯柱(76K)當放置在例如圖54的水下鉆井中時,可用于選擇性控制多個同時流動的流體流。現在參考圖60 66,圖中例示了使用本發明的多個管匯柱組元件的另一腔體接縫管匯的適應性改變。圖60 61的腔體接縫管匯(43A)適用于形成圖62 66的管匯交叉(23L)實施方式。圖62 66的管匯交叉(23L)實施方式與管匯交叉(23X)實施方式組合使用以形成管匯柱實施方式(76L),管匯柱實施方式(76L)可用于進行與圖62 66的同軸管道(2、2A)(而不是平行管道(圖60 61的78(也在圖59中示出)和71))相同的功能。同軸管道可用于改善穿過地下地層的通道內的流動能力,用于生產和注入不同速度的同時流動的流體混合物流,從而對于圖62 66的管匯柱(76J),圖60 61的腔體接縫管匯(43A)所必需的雙口閥門樹可被單口閥門樹取代,通過例如去除雙口閥門樹所需的多個有線(圖3的4A)鉆機的需要,可更加容易地將流動控制元件放置在最內部通道內。腔體接縫元件可包括具有容器(例如如果出口軸向向下延伸為圖33中示出的45A,或圖66的45C))的腔體底部(42),用于嚙合鉆孔選擇器(圖95 96的47)延伸部(圖95 96的48),鉆孔選擇器(圖95 96的47)延伸部(圖95 96的48)可用于使腔體接縫內的流體和設備轉向表面(87)完整。腔體壁(41)可嚙合(44)至出口管道(39),且進一步嚙合至管匯交叉(23X)的上端最內部通道連接件,管匯交叉(23X)具有用于嚙合流動控制元件(25A、61)的容器(45)和用于通道之間流體交流的徑向通道(75)。如圖中所示,部件端部(90)在上端可嚙合至單個主鉆孔的管道(2、2A、71、78),在下端可嚙合至多個鉆井管道。圖60和61分別描述了可用于同時注入和生產流動流的腔體接縫管匯交叉(43A)的平面和等軸視圖。如圖中所示,主鉆孔第一管道(71)和主鉆孔第二管道(78)是平行的,且經閥門(74)接入腔體隔離的部分,在控制出口管道下方具有密封堆棧¢6)以可嚙合至其它腔體接縫(圖54的43)。在圖60和61中示出的本發明人的腔體接縫允許例如同時的從兩個鉆井的生產和進入一個鉆井的注入,與圖52的管匯柱(76B)類似。現在參考圖62和63,分別示出了平面和正視圖,虛線示出管匯柱(76J)和腔體接縫管匯(43A)的隱藏表面,管匯交叉實施方式(23X)用于適應性改變腔體接縫(43)。圖中例示了內同軸柱(2)和外同軸柱(2A),內同軸柱(2)和外同軸柱(2A)對主鉆孔第一管道
(71)和主鉆孔第二管道(78)分別具有同等的功能。其中,當在上端(90A)處存在(圖55和59的2B、2C)另外的 同軸管道時,同時的流體混合物從同軸管道通道(圖55和59的2B、2C)直接(32)或間接(35)流入(32、35)三個最內部通道元件(25、26)中的一個,或者穿過孔板(59)直接(33)或間接(37)流入(33,37)同軸通道(24)中,然后穿過同軸通道(24、24A、24B、55)。鉆孔選擇器(圖95 96的47)延伸部(圖95 96的48)可與腔體接縫底部容器(83)嚙合。其中,跨越單個最內部通道(25)使轉向表面(87)完整,阻斷其它最內部通道,以例如放置塞子(圖66的25A)以使流動轉向進入(33、37)同軸通道(24)或進入(32、
35)左下側的最內部通道(25)。圖64描述了圖62的管匯柱(76K)和管匯交叉(23X)的等軸視圖。圖64示出了內同軸柱(2、71)和外同軸柱(92A、78),虛線示出可選的額外同軸管道(2B)的端部位置(90A)和相關聯的可選孔板(59A),可選孔板(59A)可用于嚙合至上端(90)的其它管匯交叉(例如圖14 16的23Y)。使用本發明的交叉元件,該嚙合可提供左下最內部通道(圖62的25)至交替通道元件之間的流體交流。現在參考圖65和66,分別示出了圖62的管匯柱(76K)和管匯交叉(23X)的具有線L-L的平面視圖和沿線L-L的正視截面視圖。圖中包括示作例如塞子(25A)的流動控制元件(61),使用鉆孔選擇器安裝流動控制元件(61)穿過內同軸柱(2)的最內部通道。如圖中所描述的,放置外同軸柱(2A)以穿過腔體接縫管匯(43A)和管匯交叉(23X)的徑向通道
(75)流體交流。可選擇地,跨裝結構(圖93A的22)可嚙合至容器(45)的一個或多個,以覆蓋徑向通道,且選擇性混合從腔體接縫(43)的出口管道(39)延伸的所有三個最內部通道(25)之間的流體交流。元件通道(25)的注入(31)和生產(34)的各種組合可用于選擇性控制同時流動的流體混合物流。圖67、67A和68示出了各閥門(74)流動控制和管匯柱(70、76)實施方式(分別為76D、76E和70E)的正視示意圖。圖中示出了在腔體接縫(43)和管匯交叉元件(23)元件上方、下方及之間的閥門流動控制元件(61),以選擇性控制經過跨裝結構(22)和同軸通道(24)的最內部通道(25)流動流。同軸通道(24)在內同軸柱(2)和外同軸柱(2A)之間。圖中示出阻止外同軸柱(2A)與最內部通道交流,且經阻斷塞子(25A)將外同軸柱(2A)轉向穿過管匯交叉的徑向通道。圖67包括可適用于腔體接縫的管匯閥門交叉(23F),及具有塞子(25A)和跨裝結構(22)的管匯交叉(23),用于形成圖67的管匯柱實施方式(76D)。圖67A包括腔體接縫(43)和管匯交叉(23),具有位于選擇性控制的閥門流動控制元件(61)上方的塞子(25A)和跨裝結構(22),用于形成圖67A的管匯柱實施方式(76E),選擇性控制的閥門流動控制元件(61)嚙合在各出口柱的管道之間。圖68包括管匯交叉(23M)實施方式,在上下端具有同軸管道(2、2A),中間選擇性控制的閥門流動控制元件(61)嚙合至出口管道(39),用于形成圖68的管匯柱實施方式(70E)。選擇性控制和/或故障安全關閉閥門管匯柱(70E、76D、76E)可用于例如碳氫化合物或地熱鉆井中,在碳氫化合物或地熱鉆井中可燃或過熱產品的意外釋放是不能接受的,將導致其它表面安全殼設備無法運行。現在參考圖69 74,圖中例示了管匯交叉實施方式(23N、23P),管匯交叉實施方式(23N、23P)經整體建造殼組合成建筑砌塊,或可組合成具有中間管道和元件通道的元件,以形成新的管匯交叉(23Q)實施方式。新的實施方式(23Q)包括數量增加的可選擇性控制的重新配置,該數量增加的可選擇性控制的重新配置超過任意種交叉,且進一步證明元件的各種組合可形成本發明新的實施方式。現在參考圖69和70,分別示出了管匯交叉(23P)實施方式的平面視圖(上)、正視圖(下)及等軸視圖,虛線描述隱藏表面。圖中例示了穿過最內部通道連接件(26)之間的徑向通道(75)的流動取向(32)。使用例如跨裝結構阻斷孔板(59)可防止穿過徑向通道的流動,或例如放置阻斷塞子可轉向穿過徑向通道的流動。圖71和72分別描述了管匯交叉(23N)實施方式的平面視圖(上)、正視圖(下)及等軸視圖,虛線描述隱藏表面。圖中示出穿過最內部通道連接件(26)和孔板(59)之間的徑向通道(75)的流動取向(32、33),孔板(59)可與同軸通道嚙合。當被跨裝結構覆蓋時可阻斷通道元件,且當選擇性放置阻斷元件時可轉向穿過通道元件。使用各種流動控制元件(例如固定或可變的節流器和壓力激活的閥門)的中間流動轉向設備可用于選擇性控制一部分流動穿過通道元件。現在參考圖73和74,分別示出了管匯交叉(23Q)實施方式的平面視圖(上)、正視圖(下)及等軸視圖。通過組合其它管匯交叉(圖69 72的23P、23N)形成實施方式(23Q),截止線和虛線描述了隱藏表面。圖中例示了可選擇性配置的流動流,流動流直接(32)流至最內部通道或間接(35)穿過右上中間混合最內部通道(26)至最內部通道,或者可選擇地,流動流直接(33)流入同軸通道或間接(37)穿過下最內部通道連接件(26)中間混合地通道流入同軸通道。示出的孔板(59)可嚙合至兩個或更多各管道之間的一個或多個同軸通道,其中,可選擇性放置和/或配置流動控制元件跨越徑向通道的孔板或其它元件通道,以選擇性影響經過管匯交叉(23Q)的流動流體流。圖75描述了圖17 19的管匯交叉的等軸視圖,圖17 19的管匯交叉可與圖76 80的適應性改變的腔體接縫(43)及徑向通道(75)孔板(59) —起使用,嚙合至圖81的連接管道(93),以形成圖82的管匯柱(76F)。現在參考圖76,示出了適應性改變的腔體接縫(43)的實施方式的平面視圖,虛線示出隱藏表面。圖中例示了用于形成同軸通道(24)的內同軸柱(2)和外同軸柱(2A),內同軸柱(2)與出口管道(39)的最內部通道(25)交流,孔板(59)可嚙合至連接管道(圖81的93),從而形成圖82的管匯柱(76F)。圖77和79分別描述了具有線M-M和N-N的平面視圖(上)及沿線M-M和N-N的截面正視圖(下)。圖中示出的實施方式與圖76的管匯交叉相關聯,圖77的細節線P與圖78相關聯。表示移除部分的破裂線示出腔體接縫(43)的適應性改變,該腔體接縫(43)的適應性改變可與圖75和81的流動控制元件一起使用,以形成圖82的管匯交叉。現在參考圖78和80,分別示出了圖77的細節線P內的適應性改變的腔體接縫
(43)的一部分的放大視圖,及等軸視圖。圖中描述了形成同軸通道(24)的內同軸柱(2)和外同軸柱(2A)元件,孔板(59)可嚙合至連接管道(圖81的93)的上端(圖81的90),且下端(圖81的90)嚙合至管匯交叉(圖75的23D)孔板(圖75的59),以形成圖82的管匯柱(76F)。在腔體底部(42)示出容器(83)用于鉆孔選擇器(圖95 96的47)的取向和嚙合,鉆孔選擇器(圖95 96的47)可用于腔體(41)上方的最內部通道(25)和出口管道(39)的最內部通道之間的交流,以提供選擇性控制。現在參考圖81,示出了連接管道(93)的等軸視圖,連接管道(93)可在腎臟形狀的腔體接縫孔板(圖76的59)和管匯交叉(圖75的23D)的小直徑的孔板(圖75的59)之間使用,可用于形成圖82的管匯柱(76F)。圖82示出了與圖106 116相關聯的管匯柱(76)的實施方式(76F)的等軸視圖。實施方式(76F)是由具有流動控制裝置(分別為圖91和94的74和91)的圖75、80和81的相關聯的管匯交叉元件部分組裝而成。圖中描述了管匯交叉實施方式(23R),管匯交叉實施方式(23R)由包括以下部分的元件的組合形成:腔體接縫、乳頭狀突起(圖94的91)或選擇的乳頭狀突起容器(圖94的45)、連接管道(圖81的93)和管匯交叉(圖75的23D)。當液體和/或氣體的流體混合物可能包含由磨蝕作用的固體時,以變化的速度流動的流體混合物可能腐蝕管匯交叉的文件功能的變體,因此對于各種應用需要較長的更加平緩的流動路徑偏離,諸如溶液開采和具有高速度的高壓碳氫化合物流體混合物。現在參考圖83 87,圖中描述了管匯交叉實施方式(23T),可用于最小化摩擦阻力,從而允許以高速流動或在高腐蝕環境中流動。由于如此長篇廣泛的實施方式比較短的具有正確角度的頒布更加難理解,因此重點描述了管匯交叉的各種實施方式。但是,應當理解在所附權利要求的范圍內,從本發明的腔體接縫(21、43)可建造之前描述的管匯交叉實施方式,以最小化高速度和高腐蝕性環境中的摩擦阻力,這類似于用于多個鉆井應用的圖83 87的23T或用于單個鉆井應用的圖117 122的23Z和47A。多于兩個的出口和/或多于一個的徑向通道泡和/或隔離的同軸通道可與兩個腔體接縫交叉(23T) —起使用,腔體接縫交叉(23T)具有嚙合的出口端,與圖68的交叉23M類似,用于同軸管道應用。例如,可將跨裝結構、阻斷塞子、及壓力控制的、聲學控制的、射流脈沖控制和/或節流流動控制裝置放置在出口容器內,以選擇性控制元件通道。現在參考圖83,示出了與圖84 87相關聯的適應性改變的腔體接縫管匯交叉
(23)的實施方式的等軸視圖。圖中例示了具有端部(90)的內同軸柱(2)、外同軸柱(2A)或第二主鉆孔管道(78),端部(90)可嚙合至在腔體接縫(43)上方的單個主鉆孔的管道柱。腔體接縫(43)用于形成具有另外的容器和徑向通道(75)泡的管匯(43A),徑向通道(75)泡在出口管道(39)和腔體接縫底部(42)之間。圖84和86分別描述了具有線Q-Q和R-R的平面視圖(上)及沿線Q-Q和R-R的正視截面視圖,破裂線移除與圖85和87等軸視圖中的截面相關聯的部件的部分,示出圖83的管匯交叉(23T)。圖中例示了流動控制元件的放置,流動控制元件示作電纜(圖3的11)可放置且可取回的阻斷塞子(25A),可使用鉆孔選擇器(圖96的47)穿過內同軸柱(2)最內部通道(25)放置阻斷塞子(25A),鉆孔選擇器(圖96的47)可用于使最內部通道轉向表面(87)完整,但不包括與選擇的乳頭狀剖面容器(45)嚙合用于阻斷一各出口管道(39)最內部通道(25)內的流體交流的其它出口塞子流動控制元件。同軸通道(24)流動流可從塞子下方直接(32、33)與出口管道通道交流,或者穿過徑向通道(75)泡間接(35、37)與嚙合至腔體接縫上端 (90)的各其它管匯交叉(21、23)交流。通過放置跨裝結構(圖93A的22)跨越徑向通道(75)的孔板(59)可操作來自兩個出口的腔體接縫管匯(43A)內的混合流動。現在參考圖85和87,圖中示出投影的等軸視圖,具有與圖84和86相關聯的截面及圖83的管匯交叉(23T)的破裂線。圖中示出了徑向通道(75)泡流動通道元件和示作阻斷裝置(25A)的流動控制元件¢1)的不同取向透視圖的等軸視圖。其它流動控制元件(諸如壓力激活的單向閥門)可用于注入基本較輕的特定重量的流體流,較重的流體流注入第一鉆井,第二鉆井用于降低第二鉆井上的靜水壓,從而增加流動速度。當例如來自較高速度的流動流的部件的腐蝕或流動切斷很重要時,類似建造的具有徑向通道泡(75)腔體接縫交叉和具有容器(24)的不連續出口管道可用于取代連接管道(圖81的93)和管匯交叉(圖75的23D),或者取代圖88 116的管匯柱中的管匯交叉(圖82的23R)。例如,這樣的顧慮包括在基本水鉆井中的溶液開采過程中,或在頁巖氣體或低滲透率的砂巖儲層中、在基本碳氫化合物鉆井中的支撐劑裂隙擴展作業中。現在參考圖75 82和88 116,圖中示出了可用于建造且使具有管匯柱(76F)元件鉆井完成的元件實施方式,管匯柱(76F)元件可用于腔體接縫元件(在安裝過程中可適應性改變成受支配的壓力管道部件(49)管匯柱70F的圖88 89的43)和各流動控制元件內,以形成適應性改變的管匯柱(圖106 116的76G)元件。圖88和89描述了分別描述了腔體接縫(43)的具有細節線S和在細節線S內的等軸視圖和放大視圖,虛線示出隱藏表面。圖中示出的實施方式可用在受支配的壓力柱(圖97 105的49)內,或用作鉆井(圖51 54和106 116的51A)接縫元件。圖中包括腔體(41)、腔體底部(42)和可與鉆孔選擇器(圖90的47) —起使用的出口。
現在參考圖90,示出了鉆孔選擇器(47)的等軸視圖,虛線例示隱藏表面,鉆孔選擇器(47)可用于圖88和89的腔體接縫。圖中描述了用于交流流體的轉向表面(87)和穿過它的下孔板(88)的設備,其中容器(45B)可用于放置、旋轉和移除鉆孔選擇器(47)。圖91、92、93、93A和94分別示出了可用于本發明的現有技術中的閥門、封隔器、塞子、跨裝結構和乳頭狀流動控制元件的實例。圖91描述了擋板(127)類型的地下閥門(74)的具有剖面線T-T的平面視圖(上)及沿剖面線T-T的正視圖,擋板(127)類型的地下閥門(74)包括流動控制元件出1)。圖92描述了生產封隔器(40)流動控制元件¢1)的去除四分之一部分的且具有細節線U的等軸視圖(上),及在線U內的放大部分(下),生產封隔器(40)流動控制元件¢1)具有嚙合連接件¢0)和密封嚙合(97),可通過壓力剪切銷
(92)激活密封嚙合(97)。圖93描述了塞子(25A)流動控制元件的等軸視圖。圖93A描述了跨裝結構(22)流動控制元件(61)的具有線AK-AK的平面視圖(上),及沿線AK-AK的正視截面圖,跨裝結構(22)流動控制元件¢1)具有密封設備(97)和插入式(96)嚙合連接件(60)。圖94是具有剖面線V-V的平面視圖(上)和沿線V-V的正視截面視圖,示出了具有容器(45)的乳頭狀剖面(91)的流動控制元件(61),容器(45)用于嚙合多種其它流動控制元件。圖91 94的流動控制元件的上下端可嚙合在本發明的同軸管道柱的管道之間。現在參考圖95和96,圖中分別描述了鉆孔選擇器(47)的等軸視圖,及右視圖和鄰近的正視圖,虛線例示隱藏表面。圖95和96示出的鉆孔選擇器包括嚙合容器(45B)和鉆孔選擇器延伸部(48),且鉆孔選擇器可用于本發明的各種適應性改變的腔體接縫交叉實施方式(例如圖106 116中示出的實施方式)。現在參考圖97,示出了 適應性改變的腔體接縫的具有分別與圖98和99相關聯的細節線AE和AF的等軸視圖。圖97中示出的腔體接縫可用于形成受支配的壓力管道部件(圖100 105的49)和管匯柱元件實施方式(圖100 105的70F)。圖中包括示出隱藏表面的虛線。圖98和99描述了在圖97的細節線AE和AF內的腔體接縫(43)的一部分的放大視圖,虛線示出隱藏表面。圖中例示了符合從出口管道(39)延伸的造斜器(124)的腔體接縫(圖88 89的43),出口管道(39)可用于側向分離鉆孔的地層通道,形成管匯交叉(23)的最內部通道連接件(26)。管匯交叉(23)可用于使用套管鉆頭(125)進行鉆孔。流體泥漿可在鉆井建造過程中可穿過鉆頭孔板(59)。腔體底部(42)孔板(59)可用于嚙合泥漿通道設備(圖100 104)的徑向通道(圖102和104的75),從而部件元件可用于形成管匯交叉(圖102 104的23U)。現在參考圖100,圖中示出了適合的泥漿通道器具(58)的具有與圖101相關聯的線AG-AG的平面視圖。圖中包括形成管匯柱(70)的受管理的壓力管道(49)元件實施方式(70F)的圖97的適合的腔體接縫,可用于形成其它實施方式(例如圖106 116的76G),管匯柱(70)可用于形成多個穿過地下地層的鉆井通道。圖101描述了沿與圖100的管匯柱(70F)的圖102相關聯的線AG-AG的正視截面視圖,破裂線表示缺少的部分。圖中示出了內同軸柱(50)、外同軸柱(51)、旋轉連接件(72)和泥漿通道設備(58),泥漿通道設備(58)用于將元件(70F)放置且固定在穿過地下地層的通道內,元件(70F)具有例如具有不同速度的同時循環的、分離的、水泥和鉆井泥漿流體混合物流動流。
現在參考圖102,圖中示出了圖100的管匯柱(70F)的圖101的投影等軸視圖,具有在圖101的相關聯的破裂線出的截面,及分別與圖103、104和105相關聯的細節線AH、AI和AJ。圖中例示了可用作管匯交叉元件(23U)的適合的泥漿通道設備(58),管匯交叉元件(23U)具有用于幫助隔開部件的同軸管道的滑動接頭(126)流動控制元件。圖103、104和105分別描述了在細節線AH、Al和AJ內的圖102的管匯柱(70F)的一部分的放大視圖。圖中示出了在內同軸管道(50)內的最內部通道(2、53),內同軸管道(50)具有可嚙合至鉆井柱的上端旋轉連接件(72),且內同軸管道(50)在它的下端可嚙合至泥漿通道器具(58),泥漿通道器具(58)經芯軸(89)嚙合至在外同軸管道(2A、51)中的容器(45)。在內(2、50)和外(2A、51)同軸管道內可使用在最內部通道(25、53)和同軸通道(24、54)之間的直接(32、33)或間接(35、37)流動流,用于選擇性控制流動流。可將泥漿通道元件(58)放置在腔體接縫(43)且從在腔體接縫(43)去除。造斜器(124)可用于側向分離從單個主鉆孔(圖51 54和106 116的6)的穿過地下地層的多于一個的通道。受管理的壓力管道部件(49)的剩余部分可用作鉆井接縫的外元件(圖51 54和106 116 的 51A)。現在參考圖106 116,圖中描述了包括管匯交叉(圖82的23R)元件的管匯柱
(70)元件實施方式(76G),管匯交叉(圖82的23R)元件可使用封隔器(圖92的40)元件嚙合至腔體接縫(圖88 89的43),從而形成鉆井(51A)元件的接縫。圖中示出管匯交叉(23R)可由腔體接縫管匯(43A)元件形成,腔體接縫管匯(43A)元件可由腔體接縫(圖80的43)形成,經提供容器(45)的乳頭狀(圖94的91)元件嚙合至管匯交叉(圖75的23D)元件。管匯交叉(圖75的23D)元件可嚙合至用于轉向來自鉆井(51A)的接縫的一個鉆井的流動穿過管匯交叉(23D)的徑向通道(75)的閥門(圖91的74)。通過使用塞子(圖93的25A)元件,可使鉆側鉆井流動流轉向穿過徑向通道(75)至同軸通道(24),塞子(圖93的25A)元件可嚙合至容器(45)且可穿過最內部通道(25)運送塞子(圖93的25A)元件,同時可推動右側鉆井的流動流穿過最內部通道(25)。兩個鉆井均受表面安全閥門(74)的控制,表面安全閥門(74)在鉆井下端的環狀空間(24A)中的最內部柱(2)元件管道和生產封隔器(40)之間。當嚙合至單個主鉆孔(6)的上端(90)時,可使用閥門樹和/或井頭,兩個鉆井在鉆井(51)的接縫處從單個主鉆孔(6)軸向向下延伸至側向和/或豎直分離的地下區域,從而提供穿過單個井頭和主鉆孔的兩個傳統鉆井的壓力完整性。現在參考圖106,圖中示出了多個鉆井管匯柱(76)實施方式(76G)的平面視圖,具有與圖107 111相關聯的線X-X,與圖112相關聯的細節線W。圖107 111示出沿圖106的管匯交叉的線X_X的正視截面視圖,圖108、109、110和111具有分別與圖113 116的放大視圖相關聯的線Y、Z、AA和AB。圖中例示了管匯柱元件(圖82的23R、76F及圖88 89的43)的組合,具有形成鉆井(51)接縫的各流動控制元件(61),且上端(90)可嚙合至單個主鉆孔和/或井頭的管道。建造后,同軸管道(50、51)和相關聯的通道(53、54、55)可變成分別具有相關聯通道(24、24A、25、55)的生產和/或注入管道(2或71、2A或78、51)。在上下端之間的鏈式虛線表示跨越圖107 111的設備的連續,且在鉆井(51A)接縫下方的兩個鉆井的相鄰的側向鄰近端為例不目的,因為在鉆井接縫和單個主鉆孔下方的鉆井通常具有顯著的側向分離以接入顯著豎直和側向分離的地下區域。現在參考圖112,示出在圖106的細節線W內的管匯柱(76G)的一部分的放大視圖,示出內同軸柱(2)和外同軸柱(2A),形成內(25)和同軸(24)通道,具有圍繞腔體接縫管匯(43A)的腔體接縫(43),用于形成鉆井的接縫(51A)。可使用電纜(圖3的11)和電鉆機(圖3的4A)穿過最內部通道(25)放置各流動控制元件,鉆井選擇器(圖95 96的47)可與容器(83)嚙合以選擇性阻斷一個最內部通道,且與另一個最內部通道交流以將設備運送且放置在里面。可選擇地,依賴于使用的其它可嚙合的管匯交叉元件,與容器(83)嚙合的鉆孔選擇器(圖95 96的47)可用于使流體混合物流同時流入(32、35)最內部通道,或將流體交流至同軸通道(24)。現在參考圖113,示出了在圖108的細節線Y內的管匯柱(76G)的一部分的放大視圖。圖中例示了管匯交叉(23D),具有在出口管道(39)和內同軸管道柱(2)之間的徑向通道(75)和乳頭狀剖面的容器(45)。圖114描述了在圖109的細節線Z內的管匯柱(76G)的一部分的放大視圖。圖中示出了可用于選擇性控制最內部通道(25)的地下閥門(74)流動控制元件(61)。例如,圖中示出了具有相關聯容器的地下閥門(74)控制元件擋板(127)閥門,相關聯的容器用于分離擋板或布置其它流動控制元件。現在參考圖115,圖中描述了在圖110的細節線AA內的管匯柱(76G)的一部分的放大視圖,示出了具有腔體壁(41)和相關聯的出口管道(39)的經過腔體接縫(43)底部
(42)的內同軸柱(2),相關聯的出口管道(39)用作用于普通同軸通道(24)的同軸管道。普通的同軸通道在布置封隔器(圖116的40)和兩個最內部同軸通道(25)之前可用于注入(31)和循環的返回(34),普通的同軸通道還可用于注入(31)或生產(34)至側向和/或豎直分離的地下區域。圖116描述了圖111的細節線AB內的管匯柱(76G)的一部分的放大視圖。圖中示出了嚙合至生產封隔器(40)流動控制元件的上端的出口管道(39),示出生產封隔器(40)流動控制元件經卩齒合裝置(60)或夾緊滑動扇形體(grippingslips segment)卩齒合至同軸管道(2A)。示出同軸通道(24A)被封隔器(40)阻斷,且從鉆井(圖107的51)的腔體接縫延伸的兩個鉆井的最內部通道(25)可被分離,至豎直和/或側向分離的地下區域。現在參考圖117,示出了管匯交叉(23)的具有線AK-AK的平面視圖(上)和沿線AK-AK的正視圖(下)。示出的管匯交叉(23)的實施方式(23Z)包括腔體接縫管匯交叉
(21)元件,描述了具有可嚙合至其它元件管道柱的端部(90)的適合的腔體接縫(43)元件。腔體接縫(43)元件包括至少外(2A)和內同軸管道柱(2),內同軸管道柱(2)具有最內部鉆孔(25)和在腔體接縫底部(42)上方的上端第一容器(45),腔體接縫底部(42)可用作可嚙合的第二容器。通過跨越第一和第二容器嚙合跨裝結構或管道用于跨越密封出口連接部(44),以用作軸向對齊的出口的鉆孔選擇器,可從側向傾斜的出口(39)分離軸向下出口
(39)。從第一容器(45)延伸跨裝結構或密封管道至第三下端容器(45)可通過跨越密封流動流交叉孔板(59)從同軸通道(24)分離最內部(25)通道。可選擇地,可將阻斷流動控制元件或鉆孔選擇器嚙合在第二容器(42)中,以從最內部通道交叉流動流穿過同軸通道元件(24、24A)至環繞的通道元件,環繞的通道元件可包括例如第一環狀通道。可使在阻斷或鉆孔選擇器下方的流動轉向穿過在腔體接縫交叉(21)底部容器(42)下方的孔板交叉元件至同軸通道(24)。出口的有角度的取向可用于高速度或有腐蝕傾向的流動混合物,以防止管匯交叉(23Z)的流動切斷。腔體接縫交叉(21)可適用于另外的同軸管道柱元件(2B)(示為虛線),形成另外的同軸通道(24A),出口(39)可與另外的同軸通道(24A)交流,或穿過另外的同軸通道(24A)將出口管道(39)的截斷(truncation) (46)移動至最外部管道(2B)。使用出口管道和鉆孔選擇器穿過中間通道元件以形成新的管匯交叉(23Z)元件實施方式,多個出口管道可與多個另外的同軸管道選擇性交流,新的管匯交叉(23Z)元件實施方式可用于從最內部鉆孔(25)交流至任意同軸通道元件。多個管匯交叉元件(23Z)可組合形成新的管匯交叉元件,該新的管匯交叉元件用于穿過多個管匯交叉(23Z)之間的最內部鉆孔的多個不同同軸通道元件之間的流體交流。圖118描述了可在圖119 122的管匯柱元件中使用的適合的鉆孔選擇器(47A)元件實施方式的具有線AQ-AQ的平面視圖(上),及具有指示移除部分的破裂線的沿線AQ-AQ的正視圖(下)。圖中例示了用于相關聯的多個另外的出口孔板(圖119 122的59)的多個轉向表面(87),可用于使用流動流體流的壓力推進最內部通道內的鉆孔選擇器。當鉆孔選擇器被泵送穿過最內部通道以與管匯柱(圖119 120的70G)的出口對齊時,示為例如單向球形閥門(84)的可選擇的流動控制元件¢1)可提供穿過該鉆孔選擇器的流動。適合的鉆孔選擇器(47A)元件實施方式可與其它流動控制元件¢1)組合,其它流動控制元件(61)例如為:容器(圖119 122的45)的嚙合(60),用于阻斷腔體接縫出口通道的管道跨裝結構(22)和/或在元件通道之間的阻斷孔板(59),內部單向閥門(84),或電纜的嚙合容器(45B),接合的管道工作柱或盤繞的管路可操作的器具。在最內部通道
(25)和同軸通道(圖119 122的24)之間循環的流體可用于輔助最內部通道內的鉆孔選擇器元件的移動,以例如進行頁巖氣體礦床內的一級或多級破裂擴展作業。可泵送鉆孔選擇器元件實施方式穿過最內部通道以嚙合在最內部通道內的孔板。可選擇地,可例如從電纜(圖3的11)和電鉆機(圖3的4A)或接合的管道工作柱或盤繞的管路鉆機懸掛泵送的鉆孔選擇器實施方式,其中可通過選擇性控制鉆孔選擇器的循環的能力,及不同速度的同時流動的流體流去除或放置流體混合物,補償支撐鉆機的提升能力。例如在如廢物處理的支撐劑破裂作業、頁巖氣體生產或疏松儲層的礫石充填的作業過程中,可去除或放置液體、氣體和/或固體的流體混合物。現在參考圖119和120,分別示出了具有線AP-AP的平面視圖(上)和沿線AP-AP的正視截面視圖,及示出沿圖119正視視圖破裂線的截面的等軸視圖。圖中示出具有嚙合剖面¢0)的鉆孔選擇器(47A)元件,嚙合剖面¢0)嚙合在腔體接縫管匯交叉(21)元件的容器(45)內,腔體接縫管匯交叉(21)元件具有與圖118的鉆孔選擇器對齊的三個出口孔板(59)。圖中示出了可用于交叉孔板的相關聯的跨裝結構,其中鉆孔選擇器下方的流體可用于穿過最低管匯交叉(23)孔板循環至(33)同軸通道(24),以輔助鉆孔選擇器的放置,這樣使用形成徑向通道(75)元件的轉向表面(87)和出口管道(39),可使液體、氣體和/或固體的流體混合物穿過最內部通道交流至(33)第一環狀通道。例如使用電鉆機(圖4的4A)和電纜(圖3的11)可出現用于后續作業的最內部通道內的鉆孔選擇器的放置,以將鉆孔選擇器選擇性放置于鄰近出口管道。例如,當通過注入支撐劑擴展(圖123的28B)地下裂隙(圖123的18B),隨后 提取篩選出的支撐劑,及隨后產物的選擇性流動和/或堵水時,跨裝結構(22)可用于覆蓋最內部管道壁內的孔板,以形成在注入和/或提取的管匯柱通道元件(24、25)內的循環的流動路徑。可選擇地,經例如通過穿過內同軸管道⑵中的孔板在通道元件(24、25)之間泵送輔助的盤繞管路或接合的管道工作柱,例如推進鉆孔選擇器與管匯柱(70G)的腔體接縫交叉(21)元件的出口對齊,可用于放置液體和固體支撐劑的流體混合物,可泵送液體和固體支撐劑的流體混合物穿過盤繞的管路和出口至擴展的裂隙。之后,穿過同軸通道(24)注入的穿過止回閥門的流體可用于使流體流動穿過鉆孔選擇器(47A)元件,且進入最內部通道元件(25),以從底部向上提升篩選出的支撐劑。在對比下,傳統實踐需要可去除篩選出的支撐劑的頂部向下的文氏管。當流體流動已經過鉆孔選擇器后,可重新放置鉆孔選擇器用于直接循環出支撐劑,如圖121 122中所描述的。以這種方式,可在不需要從鉆井中去除盤繞的管路或接合的管路管道工作柱的情況下,進行多個裂隙擴展階段。圖121和122分別描述了可用于從最內部通道去除固體的管匯柱(70H)實施方式的具有線AN-AN的平面視圖(上)和具有示出隱藏表面的虛線的沿線AN-AN的正視圖,以及示出沿圖121正視圖的破裂線的截面的等軸視圖。在對齊鉆孔選擇器(圖119 120的47A)且穿過出口管道(39)徑向通道(75)注入或提取流體混合物后(如圖119 120中所描述的),可使鉆孔選擇器(47A)與最內部管道(2)中的孔板(59)重新對齊以提供在通道元件(24、25)之間的較高的循環的流動速度,同時使用跨裝結構壁(22)以阻斷初始用于放置例如支撐劑的出口管道(39)徑向通道(75)。如果例如經首先放置在管匯柱(圖119 120的70G)的下端處的鉆孔選擇器在頁巖氣體礦床中進行支撐劑壓裂作業,則在篩選出支撐劑后,可穿過同軸通道注入且穿過鉆孔選擇器單向閥門(84)返回流體循環,以提升支撐劑且經例如盤繞的管路允許鉆孔選擇器的向下運動,直至鉆孔選擇器(47A)的轉向表面(87)與就在徑向通道(75)下方的孔板(59)對齊,以允許在元件通道(24、25)之間有更大體積的循環流體以清除篩選出的支撐齊U。之后,鉆孔選擇器( 47A)可與下一個徑向通道對齊,且可重復該過程。一個可能的配置是穿過盤繞管路循環的從下向上分階段的作業,該盤繞管路可嚙合至鉆孔選擇器容器(圖118的45B),向下注入同軸通道(24)的流體在與鉆孔選擇器(45B)密封嚙合的盤繞管路柱下方的最內部通道(25)中的第一開放孔板處轉向。另一可能的配置包括例如接合的管路,該接合的管路可與表面處的壓力控制(包括例如旋轉頭)一起使用。現在參考圖123,示出了可用于多個鉆井和鉆井類型的管匯柱(76L)實施方式的示意性正視截面視圖。圖中描述了在右側的單個管道柱元件(51)。經受管理的壓力柱放置單個管道柱元件(51)以形成在穿過地下地層的通道內的單個注入和/或生產同軸管道(2)柱元件,注入和/或生產同軸管道(2)柱元件嚙合至鉆井(51A)的接縫且進一步可嚙合至管匯柱(70)元件,管匯柱(70)元件具有腔體接縫交叉(21)、跨裝結構(22)和塞子(25A),用于形成在地下鄰近區域(在1¥、1胃、1¥、川、11'下方)和井頭(未示出)之間流體交流的管匯柱(76L),井頭在單個主鉆孔(6)的上端處。可使用受管理的壓力管道部件元件安裝同軸管道柱元件(50、51),用于在形成鉆井后分別變成內(2)和外(2A)同軸管道,這依賴于內柱(50)的應用和去除。可應用的鉆井類型可包括基本碳氫化合物和/或基本水鉆井,例如右手生產的碳氫化合物鉆井可交叉至(33)左側鉆井的同軸通道(24),其中生產(34)的流體被向下注入(31)左側鉆井以退出端部或進入腔體接縫交叉(21),腔體接縫交叉(21)具有上方和下方的塞子(25A)用于將流動轉向進入洞穴壁(IA)包含的第一環狀空間(55)或穿過地層的地下地層(52)的通道。碳氫化合物流體混合物可被分離成氣體、液體碳氫化合物、水和/或固體。如果生產水,則該生產的水可用于溶液開采洞穴壁(IA),其中可配置跨裝結構(22)和塞子(25A)以去除得到的鹽水。管匯柱可用于生產(34),通過出口觀看從第一環狀通道(55)穿過同軸通道(24)進入最內部鉆孔取出,在最內部鉆孔中向上生產。可從最上端腔體接縫管匯交叉(21)取出基本氣體流體混合物,或通過流動控制裝置元件(22、25A)的重新配置在鄰近區域(1T、1U、1V、1W、1Y)之間的其它腔體接縫管匯交叉(21)取出基本氣體或液體碳氫化合物和/或水的不同特定重量的流體。還有其它可應用的鉆井類型包括例如基本碳氫化合物鉆井,在該基本碳氫化合物鉆井中腔體接縫管匯交叉元件(21)可用于進行多階段裂隙擴展作業以在鄰近區域(1T、1U、1V、1W、1Y)內創建裂隙(18A)。其中,壓力可傳遞(28A)至裂隙擴展的點,且其中支撐劑可用于保持裂隙的開放以使例如來自頁巖氣體礦床的氣體流動或來自低滲透性的砂巖儲層的流體混合物流動,從而右側鉆井可接入其它礦床、儲層,或用作生產水的處理鉆井。其它可應用的鉆井類型包括例如基本水地熱或廢棄物處理鉆井,例如,從鉆井(51A)的接縫去除塞子(25A),且安裝跨裝結構,以:允許通過左側鉆井的地熱儲層裂隙(18A)生產的水注入右側鉆井,通過接入選擇的鄰近區域(1T、1U、1V、1W、1Y)的腔體接縫管匯交叉(21)元件可選擇性控制左側鉆井;或者,允許從右側鉆井生產的廢棄的流體注入左側鉆井的豎直分離的鄰近區域(1T、1U、1V、1W、1Y)。還有其它可應用的鉆井類型包括例如基本碳氫化合物和基本水鉆井的組合:從右側鉆井生產高溫和壓力的水或將水注入右側鉆井上的地熱儲層,且生產蒸汽,進一步將該蒸汽導入左側熱的浙青砂或冷的粘性北極儲層,可通過腔體接縫管匯交叉(21)元件選擇性接入左側熱的浙青砂或冷的粘性北極儲層以將熱的水放置在一個或多個鄰近區域(1T、1U、1V、1W、1Y),以從一個或多個剩余的鄰近區域生產熱的碳氫化合物。從而,本發明的實施方式提供了可組合的系統的元件組、設備和方法,使得在可從單個主鉆孔和井頭延伸的一個或多個地下鉆井內的不同速度的選擇性控制的分離的同時流動的流體混合物流能夠進行任意配置或取向,以使液體、氣體、固體或它們的組合的基本碳氫化合物或基本水流體混合物被推進至或推離穿過地下地層的至少一個通道的至少一個鄰近區域,被推進至至少另一個鄰近區域(at least one more proximal region),或被推進至在所述地下鉆井的上端處的所述井頭,其中可注入或提取流體混合物流動流。雖然已重點描述了本發明的各種實施方式,但應理解在所附權利要求的范圍內,本發明可以除本文特別描述之外的其它方式進行。
權利要求
1.一種使用一組地下管匯柱(49、70、76)元件以選擇性分離在一個或多個地下鉆井內的不同速度的同時流動的流體混合物(38)流(31 37)的方法,所述一個或多個地下鉆井從單個主鉆孔(6)和井頭(7)延伸,所述方法包括以下步驟: 在所述一個或多個地下鉆井的上端處提供具有多個元件管道柱(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、78)的地下設置的管匯柱(49、70、76)元件; 提供與至少一個管道柱元件流體交流的至少一個管匯交叉(23)元件,所述至少一個管匯交叉(23)元件具有與至少一個通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55)元件流體交流的至少一個徑向通道(75 )元件,所述至少一個管道柱元件從所述管匯交叉軸向向下延伸至所述一個或多個地下鉆井的至少一個鄰近區域;以及 使用一個或多個流動控制元件¢1)選擇性控制在所述井頭和所述至少一個鄰近區域之間的不同速度的所述分離的同時流動的流體流,從而使液體、氣體、固體或它們的組合的基本碳氫化合物或基本水流體混合物被推進至或推離所述至少一個鄰近區域,其中所述一個或多個流動控制元件(61)嚙合在所述元件管道柱之間,或者能穿過最內部通道(25)元件或所述管匯交叉的最內部通道元件連接件(26)放置且能嚙合至至少一個容器(45、45A)元件,所述至少一個容器(45、45A)元件放置在元件管道柱之間或所述管匯交叉元件內部。
2.根據權利要求1所述的方法,其中包括閥門樹(10、10A)的第一流動控制元件嚙合至所述井頭的上端,用于選擇性控制能用于與至少第二地下設置的流動控制元件交流的注入或提取的流動流,并測量或控制穿過所述至少一個通道元件交流的流體的至少一部分。
3.根據權利要求1所述的方法,其中所述一個或多個流動控制元件包括用于阻斷所述至少一個通道元件的全部或部分的能地下放置的設備(61)。
4.根據權利要求1所述的方法,進一步包括以下步驟:使用適合的受管理的壓力管道部件元件(49)和適合的泥漿通道設備元件(58),以在所述井頭和所述至少一個鄰近區域之間放置其它管匯柱元件以在所述單個主鉆孔下方形成所述一個或多個地下鉆井。
5.根據權利要求1所述的方法,進一步包括以下步驟:提供使用電纜運輸旋轉作業設備的所述一個或多個流動控制元件(61),所述電纜運輸旋轉作業設備可選擇性放置在所述最內部通道元件內或者經由電纜運輸工具嚙合至所述至少一個容器(45、45A);其中,具有流體入口和流體出口的電或流體馬達或活塞與不同速度的所述分離的同時流動的流體流的高壓和低壓區域交流,從而能通過由所述至少一個通道元件提供的不同速度的所述分離的同時流動的流體流之間的流體壓力差操作所述流體馬達或活塞。
6.根據權利要求5所述的方法,進一步包括以下步驟:提供能嚙合至所述至少一個容器(45、45A)或能嚙合在所述元件管道柱之間的潛水式電馬達(111)或流體馬達驅動的泵(69),以電動地旋轉旋轉渦輪馬達、容積式馬達或它們的組合或使用所述高壓和低壓區域來旋轉渦輪馬達、容積式馬達或它們的組合,從而操作流體葉輪(112)泵、容積式(108、109)泵或它們的組合來推進在所述至少一個通道元件內的流體混合物的流動。
7.根據權利要求3所述的方法,進一步包括以下步驟:使流動流(31 38)的至少一部分轉向穿過較小的有效直徑的通道元件,以形成相對于流量具有較小有效直徑的通道元件的鄰近長度的速度柱或文氏管配置(85)。
8.根據權利要求3所述的方法,進一步包括以下步驟:將在所述至少一個通道元件的空間內的流體混合物流動流選擇性分離成不同速度的至少兩個分離流(31 37),所述至少兩個分離流(31 37)包括基本液體、基本氣體或基本水,所述分離通過選擇性影響所述速度和施加在至少一個所述分離流上的承壓而實現。
9.根據權利要求8所述的方法,進一步包括以下步驟:提供氣舉配置(70、70D、76),且使分離的基本氣態流動流穿過至少一個另外的流動控制的氣舉閥門(84)元件注入基本液體流動流,所述至少一個另外的流動控制的氣舉閥門(84)元件嚙合在所述元件管道柱之間或嚙合在包括偏心工作筒的所述至少一個容器中。
10.根據權利要求1所述的方法,進一步包括以下步驟:提供流動控制管匯交叉元件(23),所述流動控制管匯交叉元件(23)從至少一個第一最內部通道元件(25、26)穿過至少第二通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55)交流至至少第三通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55),其中鉆孔選擇器(47)或其它流動控制元件使得能夠在所述至少一個最內部通道元件和所述至少第三通道元件之間進行流體交流。
11.根據權利要求1所述的方法,進一步包括以下步驟:將來自或使用第二流動流(31 38)或地表下熱沉的第一流動流(31 38)進行加熱、暴曬、隔離或它們的組合,以熱影響所述第一流動流。
12.—種管匯柱(49、70、76)的地下流動控制元件設備,所述管匯柱(49、70、76)能用于選擇性控制在一個或多個地下鉆井內的不同速度的分離的同時流動的流體混合物流(31 37),所述一個或多個地下鉆井從單個主鉆孔(6)和井頭(7)延伸,所述地下流動控制元件設備包括: 流動控制元件(21、23、43、43A、47、47A、49、51A、58、69、70、76、7、10、16、22、25A、63、64、66、74、77、84、85、91、96、97、108 112、115、116、123),所述流動控制元件能嚙合在管道元件柱(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、78)的管道之間或能穿過所述管道元件柱的最內部通道元件(25、26、53)放置,且能嚙合至至少一個容器(45、45A),其中所述流動控制元件放置在所述一個或多個地下鉆 井的上端處的所述井頭和所述一個或多個地下鉆井的至少一個鄰近區域之間,且其中所述流動控制元件包括至少一個徑向通道(75)元件,所述至少一個徑向通道(75)元件用于提供在多個所述管道元件柱的第一和至少第二通道元件與所述一個或多個地下鉆井之間的流體交流;以及 其中,所述流動控制元件能嚙合至所述井頭,或能放置在所述井頭和所述至少一個鄰近區域之間,以選擇性控制穿過所述通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55)交流的至少一個流動的流體混合物流(31 38),以使所述至少一個流動的流動混合物流被推進至或推離所述至少一個鄰近區域和至少另一個鄰近區域,或者推進至所述井頭。
13.根據權利要求12所述的流動控制元件設備,進一步包括:能嚙合在所述管道元件柱之間或嚙合在所述通道元件或所述至少一個容器內的能放置且能去除的馬達和流體泵(69),所述通道元件或所述至少一個容器具有穿過所述一個或多個地下鉆井的所述最內部通道元件的電纜(11)或管道-至-管道的連接件(68),所述能放置且能去除的馬達和流體泵(69)能用于泵送在至少一個所述通道元件內的至少一個流體混合物流(31 38)。
14.根據權利要求13所述的流動控制元件設備,其中第一所述分離的同時流動的流體混合物流使至少一個流體渦輪(112)馬達、容積式(108、109)馬達或它們的組合旋轉,所述至少一個流體渦輪(112)馬達、容積式(108、109)馬達或它們的組合嚙合至能用于使至少一個相關聯的流體葉輪(112)泵、容積式(108、109)泵或它們的組合旋轉的軸,以使用在至少第二通道元件內的至少第二流體混合物流的速度或壓力推進所述至少一個流體混合物流。
15.根據權利要求13所述的流動控制元件設備,進一步包括用于使至少一個流體葉輪(112)泵、容積式(108、109)泵或它們的組合旋轉的潛水式電馬達(111),以推進在至少一個所述通道元件內的所述至少一個流體混合物流,其中所述潛水式電馬達的連接部被設置在能嚙合至所述潛水式電馬達的通道元件內,且其中所述潛水式電馬達能放置在管道元件柱之間或能穿過所述通道元件放置。
16.根據權利要求12所述的流動控制元件設備,進一步包括流體混合物流動流阻斷裝置,所述流體混合物流動流阻斷裝置能嚙合至至少一個其它管匯柱元件,以控制至少一個通道元件的流體交流,所述至少一個通道元件的流體交流影響至少一個不同速度的所述分離的同時流動的流體流。
17.根據權利要求12所述的流動控制元件設備,進一步包括能嚙合至至少一個其它管匯柱元件的流動流固定節流或可變開口的流體交流裝置,以控制至少一個不同速度的所述分離的同時流動的流體流的速度或壓力。
18.根據權利要求12所述的流動控制元件設備,進一步包括測量裝置、控制裝置、信號裝置或它們的組合,用于經嚙合至或能穿過元件放置至所述至少一個鄰近區域的機械或流體聯動裝置、脈沖或控制電纜測量壓力、速度或溫度,以選擇性控制至少第二流動控制元件設備,所述至少第二流動控制元件設備能用于控制不同速度的所述分離的同時流動的流體混合物流。
19.根據權利要求12所述的流動控制元件設備,進一步包括鉆孔選擇器元件(47),所述鉆孔選擇器元件(47)用于控制在從腔體接縫延伸的一個或多個通道元件內的流體交流,其中至少一個所述分離的同時流動的流體流輔助所述鉆孔選擇器元件的放置以在通道元件之間選擇性交流流體混合 物。
20.根據權利要求19所述的流動控制元件設備,其中所述鉆孔選擇器元件包括至少第二流動控制元件,以進一步輔助鉆孔選擇器的放置、流體混合物的交流或它們的組合。
全文摘要
可用于選擇性控制不同速度分離流動的流體流的一組管匯柱元件,用于鉆井建造的作業,液體、氣體和/或固體的流體混合物的注入或生產,該液體、氣體和/或固體的流體混合物可注入地下通道、地下洞穴、碳氫化合物或地熱儲層的一個或多個鄰近區域,或從地下通道、地下洞穴、碳氫化合物或地熱儲層的一個或多個鄰近區域去除。在管道柱和至少一個其它管道之間的穿過管匯交叉的管匯柱徑向通道交流的流體可使用至少一個流動控制元件來控制,與來自最內部、同軸和/或環狀通道的通道元件交流。對于在單個主鉆孔和井頭下方的一個或多個基本碳氫化合物和/或基本水鉆井的各種配置,可選擇性控制流體交流。
文檔編號E21B43/00GK103180544SQ201180026054
公開日2013年6月26日 申請日期2011年3月1日 優先權日2010年3月25日
發明者布魯斯·A·塔蓋特 申請人:布魯斯·A·塔蓋特