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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6873266
(24)【登録日】2021年4月22日
(45)【発行日】2021年5月19日
(54)【発明の名称】モジュール式のスルーチュービング地下仕上げユニット
(51)【国際特許分類】
E21B 23/06 20060101AFI20210510BHJP
【ＦＩ】
E21B23/06
【請求項の数】28
【全頁数】42
(21)【出願番号】特願2019-551249(P2019-551249)
(86)(22)【出願日】2017年12月5日
(65)【公表番号】特表2020-501054(P2020-501054A)
(43)【公表日】2020年1月16日
(86)【国際出願番号】US2017064622
(87)【国際公開番号】WO2018106638
(87)【国際公開日】20180614
【審査請求日】2019年8月2日
(31)【優先権主張番号】62/430,395
(32)【優先日】2016年12月6日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】15/823,862
(32)【優先日】2017年11月28日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】506018363
【氏名又は名称】サウジ アラビアン オイル カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100088616
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 一平
(74)【代理人】
【識別番号】100154829
【弁理士】
【氏名又は名称】小池 成
(74)【代理人】
【識別番号】100132403
【弁理士】
【氏名又は名称】永岡 儀雄
(72)【発明者】
【氏名】アルスラーン，ムハンマド
(72)【発明者】
【氏名】ヌイ−メヒディ，モハメド，エヌ．
【審査官】
石川 信也
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０３１９９２８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／００７３３２８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／０１９２５９６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スルーチュービング仕上げシステムであって、
炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングを通過し、前記坑井の開孔部の目標区域に配置され、前記目標区域で仕上げ作業を実行するように構成された地下仕上げユニット（ＳＣＵ）であって、前記ＳＣＵは前記ＳＣＵが前記生産チュービングを通過することを可能にするために前記生産チュービングの内径より小さい非展開の外径を備え、前記ＳＣＵが、
前記生産チュービングの前記内径よりも小さい外径を有するＳＣＵ本体であって、前記ＳＣＵ本体がダウンホール端部とアップホール端部および前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部から前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部まで延びる中央通路を備え前記ＳＣＵ本体を通る物質の通路を提供し、前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部は前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部より前方の前記坑井に前進するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたダウンホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供し、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたアップホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供するＳＣＵ本体と、
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって前記炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するように構成されたＳＣＵ無線トランシーバと、
ＳＣＵ固定シールであって、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵ固定シールであって、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の壁の間にシールを提供し、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井のダウンホール領域と前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供するダウンホールＳＣＵ固定シールと、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵ固定シールであって、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記アップホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁の間にシールを提供し、前記アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井のアップホール領域と前記アップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井の前記目標領域の間に帯状の隔離を提供するアップホールＳＣＵ固定シールとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールおよび前記アップホールＳＣＵ固定シールは、前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間、および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために前記展開位置に位置決めされるように構成されたものであり、
ＳＣＵセントラライザは、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵセントラライザであって、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記ダウンホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢するダウンホールＳＣＵセントラライザと、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵセントラライザであって、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記アップホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵを付勢するアップホールＳＣＵセントラライザとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の一部に位置決めされ、前記アップホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部の一部に位置決めされ、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールは前記ダウンホールＳＣＵセントラライザと前記アップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされるＳＣＵセントラライザと、
前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の流れを制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブが、前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを阻止するための閉鎖位置および前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブと、
前記ＳＣＵの動作を制御するように構成されたＳＣＵ制御システムとを備えるスルーチュービング仕上げシステム。
炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングを通過し、前記坑井の開孔部の目標区域に配置され、前記目標区域で仕上げ作業を実行するように構成された地下仕上げユニット（ＳＣＵ）であって、前記ＳＣＵは前記ＳＣＵが前記生産チュービングを通過することを可能にするために前記生産チュービングの内径より小さい非展開の外径を備え、前記ＳＣＵが、
前記生産チュービングの前記内径よりも小さい外径を有するＳＣＵ本体であって、前記ＳＣＵ本体がダウンホール端部とアップホール端部および前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部から前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部まで延びる中央通路を備え前記ＳＣＵ本体を通る物質の通路を提供し、前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部は前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部より前方の前記坑井に前進するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたダウンホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供し、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたアップホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供するＳＣＵ本体と、
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって前記炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するように構成されたＳＣＵ無線トランシーバと、
ＳＣＵ固定シールであって、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵ固定シールであって、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の壁の間にシールを提供し、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井のダウンホール領域と前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供するダウンホールＳＣＵ固定シールと、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵ固定シールであって、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記アップホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁の間にシールを提供し、前記アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井のアップホール領域と前記アップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井の前記目標領域の間に帯状の隔離を提供するアップホールＳＣＵ固定シールとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールおよび前記アップホールＳＣＵ固定シールは、前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間、および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために前記展開位置に位置決めされるように構成されたものであり、
ＳＣＵセントラライザは、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵセントラライザであって、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記ダウンホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢するダウンホールＳＣＵセントラライザと、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵセントラライザであって、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記アップホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵを付勢するアップホールＳＣＵセントラライザとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の一部に位置決めされ、前記アップホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部の一部に位置決めされ、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールは前記ダウンホールＳＣＵセントラライザと前記アップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされるＳＣＵセントラライザと、
前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の流れを制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブが、前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを阻止するための閉鎖位置および前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブと、
前記ＳＣＵの動作を制御するように構成されたＳＣＵ制御システムとを備えるスルーチュービング仕上げシステム。
【請求項2】
前記ＳＣＵ制御システムが、前記ＳＣＵの環境条件を感知するようになされたＳＣＵ検知システムを備え、前記ＳＣＵ検知システムが、
前記坑井の前記目標領域の物質の温度および圧力を感知するように構成された目標区域センサを備え、前記ＳＣＵ検知システムが感知された前記坑井の目標領域の物質の前記温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを生成するように構成された、請求項１に記載のシステム。
前記坑井の前記目標領域の物質の温度および圧力を感知するように構成された目標区域センサを備え、前記ＳＣＵ検知システムが感知された前記坑井の目標領域の物質の前記温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを生成するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記ＳＣＵ制御システムが前記ＳＣＵを動作させるための電力を供給するように構成されたＳＣＵエネルギーシステムを備え、前記ＳＣＵエネルギーシステムが、前記ＳＣＵ本体の前記中央通路を通って流れる物質からエネルギーを収集するように構成されたエネルギーハーベスティングシステムを備える、請求項１または２記載のシステム。
【請求項4】
前記ＳＣＵ制御システムが前記ＳＣＵ固定シールの動作を制御するように構成されたＳＣＵ固定シール制御システムを備え、前記ＳＣＵ固定シールの前記動作が、前記ＳＣＵ固定シールのそれぞれを前記展開位置または前記非展開位置に位置決めすることを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項5】
前記ＳＣＵ固定シールは回収不可能であり、前記ＳＣＵ固定シールの前記動作が、前記ＳＣＵ固定シールを前記ＳＣＵ本体から切り離すこと、または前記ＳＣＵ固定シールを前記ＳＣＵ本体に連結することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項6】
前記ＳＣＵ制御システムが前記ＳＣＵセントラライザの動作を制御するように構成されたＳＣＵセントラライザ制御システムを備え、前記ＳＣＵセントラライザの前記動作が、前記ＳＣＵセントラライザのそれぞれを前記展開位置または前記非展開位置に位置決めすることを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項7】
前記ＳＣＵ制御システムが前記ＳＣＵ流れ制御バルブの動作を制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御システムを備え、前記ＳＣＵ流れ制御バルブの前記動作が、前記ＳＣＵ流れ制御バルブを前記閉鎖位置または前記開放位置に位置決めすることを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項8】
前記ＳＣＵ制御システムが、前記ＳＣＵセンサデータを処理して処理済みのＳＣＵセンサデータを生成するように構成されたＳＣＵ処理システムを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項9】
前記ＳＣＵ制御システムは、前記ＳＣＵと他のＳＣＵの間の通信を制御し、前記ＳＣＵと前記ダウンホール無線トランシーバの間の通信を制御するように構成されたＳＣＵ通信システムを備え、前記ＳＣＵ通信システムが、
前記ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によって前記ダウンホール無線トランシーバと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵと通信するように構成された、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
前記ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によって前記ダウンホール無線トランシーバと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵと通信するように構成された、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項10】
前記ＳＣＵ固定シールのそれぞれが、前記ＳＣＵ本体と解放可能に連結され、前記ＳＣＵ本体を前記ＳＣＵ固定シールの内部通路を通して移動させることができるようにするため、前記ＳＣＵ固定シールが前記坑井に展開され、ＳＣＵ本体から切り離されるよう構成されるように、前記ＳＣＵ本体の外径以上の内径を有する内部通路を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項11】
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールの間に位置する前記ＳＣＵ本体の目標部分が、前記ＳＣＵ本体の前記中央通路と前記ＳＣＵ本体の外側の間に延びる穿孔を備え、
前記ＳＣＵ流れ制御バルブが穿孔を備える円筒形スリーブを備え、前記ＳＣＵ制御バルブの前記閉鎖位置は前記ＳＣＵ本体の前記穿孔を遮断するように位置決めされた前記円筒形スリーブを備え、前記ＳＣＵ制御バルブの前記開放位置は前記ＳＣＵ本体の前記穿孔および前記円筒形スリーブの前記穿孔を少なくとも部分的に位置合わせするために位置決めされた前記円筒形スリーブを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
前記ＳＣＵ流れ制御バルブが穿孔を備える円筒形スリーブを備え、前記ＳＣＵ制御バルブの前記閉鎖位置は前記ＳＣＵ本体の前記穿孔を遮断するように位置決めされた前記円筒形スリーブを備え、前記ＳＣＵ制御バルブの前記開放位置は前記ＳＣＵ本体の前記穿孔および前記円筒形スリーブの前記穿孔を少なくとも部分的に位置合わせするために位置決めされた前記円筒形スリーブを備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項12】
前記ダウンホール無線トランシーバが、前記生産チュービングの前記ダウンホール端部に位置している、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項13】
前記ダウンホール無線トランシーバが、前記生産チュービングのダウンホール端部と前記目標区域の間に位置する前記坑井の前記開孔部の一部に配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
前記生産チュービングおよび前記坑井の前記開孔部を通って前記ＳＣＵを前進させるための原動力を提供するように構成されたダウンホールトラクタをさらに備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項15】
前記ＳＣＵの前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール誘導結合器に誘導結合されたアップホール誘導結合器を備える第２のＳＣＵ、または
前記ＳＣＵの前記ＳＣＵ本体の前記アップホール誘導結合器に誘導結合されたダウンホール誘導結合器を備える第３のＳＣＵをさらに備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
前記ＳＣＵの前記ＳＣＵ本体の前記アップホール誘導結合器に誘導結合されたダウンホール誘導結合器を備える第３のＳＣＵをさらに備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項16】
前記地上制御システム、前記生産チュービング、および前記ダウンホール無線トランシーバをさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項17】
スルーチュービング仕上げシステムを備える井戸システムであって、前記井戸システムが 、
炭化水素井戸の地上制御システムと、
前記炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングと
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置され、前記地上制御システムとの通信を容易にするように構成されたダウンホール無線トランシーバと、
前記生産チュービングを通過し、前記坑井の開孔部の目標区域に配置され、前記目標区域で仕上げ作業を実行するように構成された地下仕上げユニット（ＳＣＵ）であって、前記ＳＣＵは前記ＳＣＵが前記生産チュービングを通過することを可能にするために前記生産チュービングの内径より小さい非展開の外径を備え、前記ＳＣＵが、
前記生産チュービングの前記内径よりも小さい外径を有するＳＣＵ本体であって、前記ＳＣＵ本体がダウンホール端部とアップホール端部および前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部から前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部まで延びる中央通路を備えＳＣＵ本体を通る物質の通路を提供し、前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部は前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部より前方の坑井に前進するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたダウンホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供し、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたアップホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供するＳＣＵ本体と、
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置された前記ダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって前記炭化水素井戸の前記地上制御システムとの双方向通信を提供するように構成されたＳＣＵ無線トランシーバと、
ＳＣＵ固定シールであって、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵ固定シールであって、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の壁の間にシールを提供し、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井のダウンホール領域と前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供するダウンホールＳＣＵ固定シールと、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵ固定シールであって、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記アップホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁の間にシールを提供し、前記アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井のアップホール領域と前記アップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井の前記目標領域の間に帯状の隔離を提供するアップホールＳＣＵ固定シールとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールおよび前記アップホールＳＣＵ固定シールは、前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間、および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために前記展開位置に位置決めされるように構成されたものであり、
ＳＣＵセントラライザは、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵセントラライザであって、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記ダウンホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢するダウンホールＳＣＵセントラライザと、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵセントラライザであって、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記アップホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵを付勢するアップホールＳＣＵセントラライザとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の一部に位置決めされ、前記アップホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部の一部に位置決めされ、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールは前記ダウンホールＳＣＵセントラライザと前記アップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされるＳＣＵセントラライザと、
前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の流れを制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブが、前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを阻止するための閉鎖位置および前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブと、
前記ＳＣＵの動作を制御するように構成されたＳＣＵ制御システムとを備える、ＳＣＵとを備える井戸システム。
炭化水素井戸の地上制御システムと、
前記炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングと
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置され、前記地上制御システムとの通信を容易にするように構成されたダウンホール無線トランシーバと、
前記生産チュービングを通過し、前記坑井の開孔部の目標区域に配置され、前記目標区域で仕上げ作業を実行するように構成された地下仕上げユニット（ＳＣＵ）であって、前記ＳＣＵは前記ＳＣＵが前記生産チュービングを通過することを可能にするために前記生産チュービングの内径より小さい非展開の外径を備え、前記ＳＣＵが、
前記生産チュービングの前記内径よりも小さい外径を有するＳＣＵ本体であって、前記ＳＣＵ本体がダウンホール端部とアップホール端部および前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部から前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部まで延びる中央通路を備えＳＣＵ本体を通る物質の通路を提供し、前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部は前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部より前方の坑井に前進するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたダウンホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供し、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたアップホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供するＳＣＵ本体と、
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置された前記ダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって前記炭化水素井戸の前記地上制御システムとの双方向通信を提供するように構成されたＳＣＵ無線トランシーバと、
ＳＣＵ固定シールであって、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵ固定シールであって、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の壁の間にシールを提供し、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井のダウンホール領域と前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供するダウンホールＳＣＵ固定シールと、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵ固定シールであって、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記アップホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁の間にシールを提供し、前記アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井のアップホール領域と前記アップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井の前記目標領域の間に帯状の隔離を提供するアップホールＳＣＵ固定シールとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールおよび前記アップホールＳＣＵ固定シールは、前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間、および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために前記展開位置に位置決めされるように構成されたものであり、
ＳＣＵセントラライザは、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵセントラライザであって、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記ダウンホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢するダウンホールＳＣＵセントラライザと、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵセントラライザであって、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記アップホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵを付勢するアップホールＳＣＵセントラライザとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の一部に位置決めされ、前記アップホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部の一部に位置決めされ、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールは前記ダウンホールＳＣＵセントラライザと前記アップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされるＳＣＵセントラライザと、
前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の流れを制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブが、前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを阻止するための閉鎖位置および前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブと、
前記ＳＣＵの動作を制御するように構成されたＳＣＵ制御システムとを備える、ＳＣＵとを備える井戸システム。
【請求項18】
前記ＳＣＵ制御システムが、
前記ＳＣＵの環境条件を感知するように構成されたＳＣＵ検知システムであって、前記ＳＣＵ検知システムは前記坑井の前記目標領域の物質の温度および圧力を感知するように構成された目標区域センサを備え、前記ＳＣＵ検知システムは感知された前記坑井の目標領域の物質の前記温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを生成するように構成されたＳＣＵ検知システムと、
前記ＳＣＵを動作させるための電力を供給するように構成されたＳＣＵエネルギーシステムと、
前記ＳＣＵ固定シールの動作を制御するように構成されたＳＣＵ固定シール制御システムであって、前記ＳＣＵ固定シールの前記動作が前記ＳＣＵ固定シールのそれぞれを前記展開位置または前記非展開位置に位置決めすることを含むＳＣＵ固定シール制御システムと 、
前記ＳＣＵセントラライザの動作を制御するように構成されたＳＣＵセントラライザ制御システムであって、前記ＳＣＵセントラライザの前記動作が前記ＳＣＵセントラライザのそれぞれを前記展開位置または前記非展開位置に位置決めすることを含むＳＣＵセントラライザ制御システムと、
前記ＳＣＵ流れ制御バルブの動作を制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御システムであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブの前記動作が前記ＳＣＵ流れ制御バルブを前記閉鎖位置または前記開放位置に位置決めすることを含むＳＣＵ流れ制御システムと、
前記ＳＣＵセンサデータを処理して処理済みＳＣＵセンサデータを生成するように構成されたＳＣＵ処理システムと、
前記ＳＣＵと他のＳＣＵの間の通信を制御し、前記ＳＣＵと前記ダウンホール無線トランシーバの間の通信を制御するように構成されたＳＣＵ通信システムであって、前記ＳＣＵ通信システムが、
前記ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によって前記ダウンホール無線トランシーバと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵと通信するように構成されたＳＣＵ通信システムとを含む、請求項１７に記載のシステム。
前記ＳＣＵの環境条件を感知するように構成されたＳＣＵ検知システムであって、前記ＳＣＵ検知システムは前記坑井の前記目標領域の物質の温度および圧力を感知するように構成された目標区域センサを備え、前記ＳＣＵ検知システムは感知された前記坑井の目標領域の物質の前記温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを生成するように構成されたＳＣＵ検知システムと、
前記ＳＣＵを動作させるための電力を供給するように構成されたＳＣＵエネルギーシステムと、
前記ＳＣＵ固定シールの動作を制御するように構成されたＳＣＵ固定シール制御システムであって、前記ＳＣＵ固定シールの前記動作が前記ＳＣＵ固定シールのそれぞれを前記展開位置または前記非展開位置に位置決めすることを含むＳＣＵ固定シール制御システムと 、
前記ＳＣＵセントラライザの動作を制御するように構成されたＳＣＵセントラライザ制御システムであって、前記ＳＣＵセントラライザの前記動作が前記ＳＣＵセントラライザのそれぞれを前記展開位置または前記非展開位置に位置決めすることを含むＳＣＵセントラライザ制御システムと、
前記ＳＣＵ流れ制御バルブの動作を制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御システムであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブの前記動作が前記ＳＣＵ流れ制御バルブを前記閉鎖位置または前記開放位置に位置決めすることを含むＳＣＵ流れ制御システムと、
前記ＳＣＵセンサデータを処理して処理済みＳＣＵセンサデータを生成するように構成されたＳＣＵ処理システムと、
前記ＳＣＵと他のＳＣＵの間の通信を制御し、前記ＳＣＵと前記ダウンホール無線トランシーバの間の通信を制御するように構成されたＳＣＵ通信システムであって、前記ＳＣＵ通信システムが、
前記ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によって前記ダウンホール無線トランシーバと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵと通信するように構成されたＳＣＵ通信システムとを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングを通し、坑井の開孔部の目標区域に、非展開位置に構成された地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を前進させることであって、前記ＳＣＵは前記ＳＣＵが前記生産チュービングを通過することを可能にするために前記生産チュービングの内径より小さい非展開の外径を備え、前記ＳＣＵが、
前記生産チュービングの前記内径よりも小さい外径を有するＳＣＵ本体であって、前記ＳＣＵ本体がダウンホール端部とアップホール端部および前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部から前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部まで延びる中央通路を備えＳＣＵ本体を通る物質の通路を提供し、前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部は前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部より前方の坑井に前進するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたダウンホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供し、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたアップホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供するＳＣＵ本体と、
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって前記炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するように構成されたＳＣＵ無線トランシーバと、
ＳＣＵ固定シールであって、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵ固定シールであって、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の壁の間にシールを提供し、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井のダウンホール領域と前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供するダウンホールＳＣＵ固定シールと、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵ固定シールであって、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記アップホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁の間にシールを提供し、前記アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井のアップホール領域と前記アップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井の前記目標領域の間に帯状の隔離を提供するアップホールＳＣＵ固定シールとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールおよび前記アップホールＳＣＵ固定シールは、前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間、および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために前記展開位置に位置決めされるように構成されたものであり、
ＳＣＵセントラライザであって、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵセントラライザであって、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記ダウンホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢するダウンホールＳＣＵセントラライザと、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵセントラライザであって、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記アップホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵを付勢するアップホールＳＣＵセントラライザとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の一部に位置決めされ、前記アップホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部の一部に位置決めされ、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールは前記ダウンホールＳＣＵセントラライザと前記アップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされるＳＣＵセントラライザと、
前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の流れを制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブが、前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを阻止するための閉鎖位置および前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブと、
前記ＳＣＵの動作を制御するように構成されたＳＣＵ制御システムとを備え、
前記ＳＣＵを制御して前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるように前記ＳＣＵ本体を付勢するために前記ＳＣＵセントラライザを展開位置に拡張すること、
前記ＳＣＵを制御して前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間に帯状の隔離を提供するために前記ＳＣＵ固定シールを展開位置に拡張すること、
前記ＳＣＵを制御して前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の前記流れを調整するために前記ＳＣＵ流れ制御バルブを位置決めすることを含む方法 。
前記生産チュービングの前記内径よりも小さい外径を有するＳＣＵ本体であって、前記ＳＣＵ本体がダウンホール端部とアップホール端部および前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部から前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部まで延びる中央通路を備えＳＣＵ本体を通る物質の通路を提供し、前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部は前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部より前方の坑井に前進するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するように構成され、前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたダウンホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供し、前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部は前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するように構成されたアップホール誘導結合器を備え前記ＳＣＵと前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの間にデータ通信を提供するＳＣＵ本体と、
前記炭化水素井戸の前記坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって前記炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するように構成されたＳＣＵ無線トランシーバと、
ＳＣＵ固定シールであって、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵ固定シールであって、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の壁の間にシールを提供し、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井のダウンホール領域と前記ダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供するダウンホールＳＣＵ固定シールと、
非展開位置と展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵ固定シールであって、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記非展開位置は、前記アップホールＳＣＵ固定シールが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵ固定シールの前記展開位置は、前記ＳＣＵ本体と前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁の間にシールを提供し、前記アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する前記坑井のアップホール領域と前記アップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する前記坑井の前記目標領域の間に帯状の隔離を提供するアップホールＳＣＵ固定シールとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵ固定シールおよび前記アップホールＳＣＵ固定シールは、前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間、および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために前記展開位置に位置決めされるように構成されたものであり、
ＳＣＵセントラライザであって、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたダウンホールＳＣＵセントラライザであって、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記ダウンホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記ダウンホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記前記ＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢するダウンホールＳＣＵセントラライザと、
非展開位置および展開位置に位置決めされるように構成されたアップホールＳＣＵセントラライザであって、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記非展開位置は前記アップホールＳＣＵセントラライザが前記生産チュービングを通過することを可能にし、前記アップホールＳＣＵセントラライザの前記展開位置は前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるよう前記ＳＣＵを付勢するアップホールＳＣＵセントラライザとを備え、
前記ダウンホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の一部に位置決めされ、前記アップホールＳＣＵセントラライザは前記ＳＣＵ本体の前記アップホール端部の一部に位置決めされ、前記ダウンホールＳＣＵ固定シールと前記アップホールＳＣＵ固定シールは前記ダウンホールＳＣＵセントラライザと前記アップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされるＳＣＵセントラライザと、
前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の流れを制御するように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブであって、前記ＳＣＵ流れ制御バルブが、前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを阻止するための閉鎖位置および前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の前記物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるように構成されたＳＣＵ流れ制御バルブと、
前記ＳＣＵの動作を制御するように構成されたＳＣＵ制御システムとを備え、
前記ＳＣＵを制御して前記坑井の前記開孔部の前記目標区域の前記壁から離れるように前記ＳＣＵ本体を付勢するために前記ＳＣＵセントラライザを展開位置に拡張すること、
前記ＳＣＵを制御して前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記ダウンホール領域の間および前記坑井の前記目標領域と前記坑井の前記アップホール領域の間に帯状の隔離を提供するために前記ＳＣＵ固定シールを展開位置に拡張すること、
前記ＳＣＵを制御して前記坑井の前記目標領域と前記ＳＣＵ本体の前記中央通路の間の物質の前記流れを調整するために前記ＳＣＵ流れ制御バルブを位置決めすることを含む方法 。
【請求項20】
前記ＳＣＵ制御システムが、
前記ＳＣＵの環境条件を感知するように構成されたＳＣＵ検知システムであって、前記ＳＣＵ検知システムは前記坑井の前記目標領域の物質の温度および圧力を感知するように構成された目標区域センサを備えるＳＣＵ検知システムと、
ＳＣＵ処理システムとを備え、
前記方法が、
感知された前記坑井の目標領域の物質の前記温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを前記ＳＣＵ検知システムによって生成すること、および
前記ＳＣＵセンサデータを前記ＳＣＵ処理システムによって処理して、処理済みＳＣＵセンサデータを生成することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
前記ＳＣＵの環境条件を感知するように構成されたＳＣＵ検知システムであって、前記ＳＣＵ検知システムは前記坑井の前記目標領域の物質の温度および圧力を感知するように構成された目標区域センサを備えるＳＣＵ検知システムと、
ＳＣＵ処理システムとを備え、
前記方法が、
感知された前記坑井の目標領域の物質の前記温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを前記ＳＣＵ検知システムによって生成すること、および
前記ＳＣＵセンサデータを前記ＳＣＵ処理システムによって処理して、処理済みＳＣＵセンサデータを生成することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記ＳＣＵ制御システムが、前記ＳＣＵを動作させるための電力を供給するように構成されたＳＣＵエネルギーシステムを備え、前記ＳＣＵエネルギーシステムは前記ＳＣＵ本体の前記中央通路を通って流れる物質からエネルギーを収集するように構成されたエネルギーハーベスティングシステムを備え、前記方法が前記ＳＣＵ本体の前記中央通路を通って流れる物質からエネルギーを収集する前記エネルギーハーベスティングシステムをさらに含む、請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項22】
前記ＳＣＵ固定シールを前記ＳＣＵ本体から切り離すことをさらに含む、請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項23】
前記ＳＣＵ制御システムがＳＣＵ通信システムを備え、前記方法が、
前記ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によって前記ダウンホール無線トランシーバと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵと通信する前記ＳＣＵ通信システムをさらに含む、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
前記ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によって前記ダウンホール無線トランシーバと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井ダウンホールに配置された前記ＳＣＵと通信すること、
前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵの前記アップホール誘導結合器および前記ＳＣＵの前記ダウンホール誘導結合器により前記ＳＣＵの前記坑井アップホールに配置された前記ＳＣＵと通信する前記ＳＣＵ通信システムをさらに含む、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
前記ＳＣＵ固定シールのそれぞれが前記ＳＣＵ本体と解放可能に連結され、前記ＳＣＵ本体の外径以上の内径を有する内部通路を有し、前記方法が、
前記ＳＣＵ本体から、前記坑井の前記展開位置の前記ＳＣＵ固定シールを切り離すこと、および
前記ＳＣＵ本体を前記ＳＣＵ固定シールの前記内部通路を通して移動させることをさらに含む、請求項１９から２３のいずれか一項に記載の方法。
前記ＳＣＵ本体から、前記坑井の前記展開位置の前記ＳＣＵ固定シールを切り離すこと、および
前記ＳＣＵ本体を前記ＳＣＵ固定シールの前記内部通路を通して移動させることをさらに含む、請求項１９から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項25】
前記ダウンホール無線トランシーバを前記生産チュービングのダウンホール端部に位置決めすることをさらに含む、請求項１９から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記ダウンホール無線トランシーバを前記生産チュービングのダウンホール端部と前記目標区域の間に位置する前記坑井の前記開孔部の一部に位置決めすることをさらに含む、請求項１９から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記生産チュービングを通して前記非展開位置の前記ＳＣＵを前記坑井の前記開孔部の前記目標区域に前進させることは、前記生産チュービングを通して前記非展開位置の前記ＳＣＵを前記坑井の前記開孔部の前記目標区域に前進させる原動力を提供するトラクタを含む、請求項１９から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記ＳＣＵの前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール誘導結合器に第２のＳＣＵのアップホール誘導結合器を誘導結合するように前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の横に前記第２のＳＣＵを位置決めすること、または
前記ＳＣＵの前記ＳＣＵ本体の前記アップホール誘導結合器に第３のＳＣＵのダウンホール誘導結合器を誘導結合するように前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の横に前記第３のＳＣＵを位置決めすることをさらに含む、請求項１９から２７のいずれか一項に記載の方法。
前記ＳＣＵの前記ＳＣＵ本体の前記アップホール誘導結合器に第３のＳＣＵのダウンホール誘導結合器を誘導結合するように前記ＳＣＵ本体の前記ダウンホール端部の横に前記第３のＳＣＵを位置決めすることをさらに含む、請求項１９から２７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、概して井戸仕上げシステムに関し、より詳細にはスルーチュービング仕上げシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
井戸は一般に、地層から、炭化水素や水などの天然資源の抽出を容易にするため、地層への流体の注入を容易にするため、または地層の評価および監視を容易にするために地球の地下の地理的地層（しばしば「地下地層」と呼ばれる）へのアクセスを提供するために地球に掘削される坑井（または「ボアホール」）を含む。石油産業では、地下地層から、石油やガスなどの炭化水素を抽出（または「生産」）するために井戸がしばしば掘削される。「油井」という用語は通常、石油を生産するように設計された井戸を指すのに使用される。油井の場合には、多少の天然ガスが通常、石油と共に生産される。石油と天然ガスの両方を生産する井戸は、「石油・ガス井」または「油井」と呼ばれることがある。
【0003】
油井を開発することは、通常、掘削段階、仕上げ段階、および生産段階を含む。掘削段階は普通、しばしば「炭化水素貯留層」または「貯留層」と呼ばれる、生産可能な濃度の炭化水素を含むと予想される地下地層の一部に坑井を掘削することを含む。掘削工程は通常、地表に設置された掘削リグを含む地上システムによって促進される。掘削リグは、例えば、ドリルビットを操作して、坑井（しばしば、ダウンホールと呼ばれる）の坑井、ホイスト、下部および旋回ドリルパイプ、工具および他の装置を切断し、坑井で掘削流体を循環させ、そして一般的に様々なダウンホール操作を制御することができる。仕上げ段階は普通、炭化水素を生産するために井戸を整備することを含む。いくつかの事例では、仕上げ段階は、炭化水素生産のためのケーシングの設置、ケーシングの穿孔、生産チュービングの設置、生産流れを調整するためのダウンホールバルブの設置、および地層と井戸を破砕、清掃または準備するための坑井への流体の圧送を含む。生産段階は、貯留層から井戸を介して炭化水素を生産することを含む。生産段階では、掘削リグは普通、地上にある一連のバルブと交換される（しばしば「生産ツリー」と呼ばれる）。生産ツリーは、坑井の圧力を調整し、坑井からの生産の流れを制御し、追加の仕上げ作業（しばしば「改修」と呼ばれる）が必要となった場合に坑井へのアクセスを提供するためにダウンホールバルブと連動して操作される。特に井戸の圧力が非常に低く、炭化水素が地上に自由に流れない場合、ポンプジャッキまたは他の機構が貯留層から炭化水素を抽出するのを支援する揚力を提供することができる。生産ツリーの出口バルブからの流れは通常、生産物を精製所や輸出ターミナルなどの下流施設に輸送するタンク、パイプライン、および輸送車両などの中流施設の配送ネットワークに接続されている。仕上げした井戸で坑井の修理やダウンホール部品の取り外しや交換などの改修作業が必要な場合は、工具、バルブ、生産チュービングの取り外しや設置に使用するために改修リグを設置することが必要な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
出願人は、従来の井戸構成は、掘削、仕上げおよび生産作業の様々な態様に関して複雑さを生み出す可能性があることを認識している。例えば、生産チュービングは普通、生産チュービングの取り外しおよび再設置を必要とする改修作業に伴う余分な時間および費用を避けるためにケーシングが設置された後に設置される。例えば、坑井の一部のケーシングを必要とする改修作業の場合、ケーシング作業の前に設置された設置済み生産チュービングを回収し、次いでケーシング作業が完了した後に生産チュービングを再運転することを含む場合がある。したがって、起こり得る遅延やかかり得る費用を回避するために、井戸オペレータが仕上げ計画を含む、井戸仕上げのための綿密な計画を立てることが重要である。残念なことに、井戸にはしばしば予測不可能な問題が起こり、そして十分に設計された井戸計画でさえも、井戸を開発するための時間と費用の支出を増やす可能性のある変更の影響を受けやすい。例えば、時間が経つにつれて、井戸は地層から坑井内への水またはガスなど、望ましくない物質の流れを発生させることがある（しばしば「ブレークスルー」と呼ばれる）。ブレークスルーにより、不要な物質による生産流体への阻害または、混入につながる可能性がある。例えば、坑井の一部分に入った水およびガスは、坑井の隣接部分からの石油生産物と混ざり合うことがある。地層から坑井に流れ込む流体に対する実質的な障壁がないため、坑井のケーシングされていない（または「開孔した」）セクションでブレークスルーがしばしば起こる。試みられた解決策は、不要な物質が坑井に入るのを防ぐために坑井の一部を並べることを含むことができる。坑井の一部がひどく損傷している場合、坑井のその部分は放棄することが必要な場合もある。これには、坑井の損傷部分をシールすること、および必要に応じて、坑井の損傷部分を回避または迂回する、側面などの新しい坑井セクションを掘削することが含まれる場合がある。
【0005】
残念ながら、ブレークスルーやその他の損傷など、井戸に関する予期しない問題が発生した場合、井戸オペレータは井戸の井戸計画を修正することが必要な場合がある。これには、問題を解決するための試みとして、費用のかかる改修作業を行うことが含まれる場合がある。例えば、ブレークスルー問題を解決するためにケーシングが坑井の一部を裏打ちするため必要とされる場合、井戸オペレータは坑井から既に設置された生産チュービング、バルブおよび工具を取り出し、坑井を修理するためにケーシング作業を行い、最後に生産チュービングバルブと工具を坑井に再設置する。これによって、改修作業を行うための費用の他、改修作業の期間中の生産の損失に関連した収益損失によって、費用を増加させる可能性がある。残念ながら、この種の問題は時間の経過とともに発生する可能性があり、古い既存の井戸ではさらに一般的である。したがって、井戸計画への影響を最小限に抑えながらこの種の問題を効果的に解決し、事実上、改修作業に従来伴う費用や遅延を削減し、井戸の純収益性を向上させるのに役立つ改修の解決策を提供することが重要である。
【0006】
既存のシステムのこれらおよび他の欠点を認識して、出願人は、地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を採用するスルーチュービング仕上げシステム（ＴＴＣＳ）を使用して井戸を操作する新規なシステムおよび方法を開発した。いくつかの実施形態では、ＴＴＣＳは、所定の位置に生産チュービングストリングを有する坑井に、ダウンホールを展開する１つまたは複数のＳＣＵを含む。例えば、ＳＣＵは生産チュービングを通して、生産チュービングのダウンホール端部からダウンホールでありブレークスルーを経験している坑井の開孔部など、仕上げを必要とする坑井の目標区域に送達されてもよい。いくつかの実施形態では、展開されたＳＣＵは、坑井の関連する目標区域の仕上げをもたらすように操作される。例えば、展開されたＳＣＵのシールおよびバルブを操作して、ＳＣＵの周囲に位置する坑井の環状領域の帯状の流体隔離を提供し、坑井および生産チュービングを上方に流れる生産流体の流れへのブレークスルー流体の流れを制御することができる。
【0007】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵは１つまたは複数のＳＣＵモジュール（ＳＣＵＭ）から形成されたモジュール式ＳＣＵを含む。例えば、複数のＳＣＵＭを、エンドツーエンドで、直列に積み重ねて、比較的長いセクションの坑井の仕上げをもたらすことができる比較的長いＳＣＵを形成することができる。適切な数のＳＣＵＭを一緒に積み重ねて坑井に所望の長さの仕上げをもたらすことができるので、これはさらなる柔軟性を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵＭは地上またはダウンホールで組み立てることができる。これにより、ＳＣＵの設置に必要なダウンホールの実行回数を減らし、生産チュービングと坑井を通るＳＣＵの物理的なサイズに柔軟性を提供し、井戸は時間とともに進展するので、後でＳＣＵＭを追加または取り出すための柔軟性を提供することでシステムの柔軟性をさらに高めることができる。生産チュービングを通してＳＣＵを実行できることにより、ＳＣＵは、ＳＣＵの設置または回収の間に、井戸において、生産チュービングを取り出して再実行させる必要なしに、ブレークスルーを阻止するために井戸の坑井を並べるなどの仕上げ機能を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
いくつかの実施形態で提供されるのは、炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングを通過し、坑井の開孔部の目標区域に配置され、目標区域で仕上げ作業を実施するようになされたＳＣＵを含むスルーチュービング仕上げシステムである。ＳＣＵの生産チュービングの通過を可能にするために、ＳＣＵは、生産チュービングの内径未満の、非展開外径を有している。ＳＣＵは、生産チュービングの内径未満の外径を有し、ダウンホール端部とアップホール端部、およびＳＣＵ本体を通過する物質の通路を提供するための、ＳＣＵ本体のダウンホール端部からＳＣＵ本体のアップホール端部に至る中央通路を含むＳＣＵ本体を含んでいる。ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵ本体のアップホール端部より前方の坑井に前進するようになされ、ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するようになされ、ＳＣＵ本体のアップホール端部は、ＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するようになされ、ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵとＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵの間でデータ通信を提供するためにＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するようになされたダウンホール誘導結合器を含み、ＳＣＵ本体のアップホール端部は、ＳＣＵとＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵの間でデータ通信を提供するためにＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するようになされたアップホール誘導結合器を含んでいる。ＳＣＵは、炭化水素井戸の坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するようになされたＳＣＵ無線トランシーバを含んでいる。ＳＣＵは以下を含むＳＣＵ固定シールを含んでいる。すなわち、非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたダウンホールＳＣＵ固定シール（ダウンホールＳＣＵ固定シールの非展開位置は、ダウンホールＳＣＵ固定シールが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵ固定シールの展開位置は、ＳＣＵ本体と坑井の開孔部の目標区域の壁の間にシールを提供し、ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する坑井のダウンホール領域とダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供する）、および非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたアップホールＳＣＵ固定シール（アップホールＳＣＵ固定シールの非展開位置は、アップホールＳＣＵ固定シールが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵ固定シールの展開位置は、ＳＣＵ本体と坑井の開孔部の目標区域の壁の間にシールを提供し、アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する坑井のアップホール領域とアップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供する）。ダウンホールＳＣＵ固定シールおよびアップホールＳＣＵ固定シールは、坑井の目標領域と坑井のダウンホール領域の間、および坑井の目標領域と坑井のアップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために展開位置に位置決めされるようになされている。ＳＣＵは以下を含むＳＣＵセントラライザを含んでいる。すなわち、非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたダウンホールＳＣＵセントラライザ（ダウンホールＳＣＵセントラライザの非展開位置は、ダウンホールＳＣＵセントラライザが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵセントラライザの展開位置は、坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるようＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢する）、および非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたアップホールＳＣＵセントラライザ（アップホールＳＣＵセントラライザの非展開位置は、アップホールＳＣＵセントラライザが生産チュービングを通過することを可能にし、アップホールＳＣＵセントラライザの展開位置は、坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるようＳＣＵを付勢する）。ダウンホールＳＣＵセントラライザはＳＣＵ本体のダウンホール端部の一部に位置決めされ、アップホールＳＣＵセントラライザはＳＣＵ本体のアップホール端部の一部に位置決めされ、およびダウンホールＳＣＵ固定シールとアップホールＳＣＵ固定シールはダウンホールＳＣＵセントラライザとアップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされる。ＳＣＵは、坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを制御するようになされたＳＣＵ流れ制御バルブを含んでいる。ＳＣＵ流れ制御バルブは、坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを遮断するための閉鎖位置および坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるようになされている。ＳＣＵは、ＳＣＵの動作を制御するようになされたＳＣＵ制御システムを含んでいる。
【0009】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵの環境条件を感知するようになされたＳＣＵ検知システムを含み、当該ＳＣＵ検知システムは、坑井の目標領域の物質の温度および圧力を感知するようになされた目標区域センサを含み、当該ＳＣＵ検知システムは感知された坑井の目標領域の物質の温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを生成するようになされている。特定の実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵを動作させるための電力を供給するようになされたＳＣＵエネルギーシステムを含み、当該ＳＣＵエネルギーシステムは、ＳＣＵ本体の中央通路を通って流れる物質からエネルギーを収集するようになされたエネルギーハーベスティングシステムを含んでいる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵ固定シールの動作を制御するようになされたＳＣＵ固定シール制御システムを含み、ＳＣＵ固定シールの動作は、ＳＣＵ固定シールのそれぞれを展開位置または非展開位置に位置決めすることを含んでいる。特定の実施形態では、ＳＣＵ固定シールは回収不可能であり、ＳＣＵ固定シールの動作は、ＳＣＵ固定シールをＳＣＵ本体から切り離すこと、またはＳＣＵ固定シールをＳＣＵ本体に連結することを含む。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵセントラライザの動作を制御するようになされたＳＣＵセントラライザ制御システムを含み、ＳＣＵセントラライザの動作は、ＳＣＵセントラライザのそれぞれを展開位置または非展開位置に位置決めすることを含んでいる。特定の実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵ流れ制御バルブの動作を制御するようになされたＳＣＵ流れ制御システムを含み、ＳＣＵ流れ制御バルブの動作は、ＳＣＵ流れ制御バルブを閉鎖位置または開放位置に位置決めすることを含んでいる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵセンサデータを処理して処理済みのＳＣＵセンサデータを生成するようになされたＳＣＵ処理システムを含む。特定の実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵと他のＳＣＵの間の通信を制御し、ＳＣＵとダウンホール無線トランシーバの間の通信を制御するようになされたＳＣＵ通信システムを含み、当該ＳＣＵ通信システムは以下を実行するようになされている。すなわち、ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によってダウンホール無線トランシーバと通信すること、ＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのダウンホール誘導結合器およびＳＣＵのアップホール誘導結合器によりＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵと通信すること、およびＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器およびＳＣＵのダウンホール誘導結合器によりＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵと通信すること。
【0010】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ固定シールのそれぞれは、ＳＣＵ本体と解放可能に連結され、ＳＣＵ本体をＳＣＵ固定シールの内部通路を通して移動させることができるようにするため、ＳＣＵ固定シールが坑井に展開され、ＳＣＵ本体から切り離されるように、ＳＣＵ本体の外径以上の内径を有する内部通路を有する。特定の実施形態では、ダウンホールＳＣＵ固定シールとアップホールＳＣＵ固定シールの間に位置するＳＣＵ本体の目標部分は、ＳＣＵ本体の中央通路とＳＣＵ本体の外側の間に延びる穿孔を含み、ＳＣＵ流れ制御バルブは穿孔を含む円筒形スリーブを含む（ＳＣＵ制御バルブの閉鎖位置はＳＣＵ本体の穿孔を遮断するように位置決めされた円筒形スリーブを含み、ＳＣＵ制御バルブの開放位置はＳＣＵ本体の穿孔および円筒形スリーブの穿孔を少なくとも部分的に位置合わせするために位置決めされた円筒形スリーブを含む）。いくつかの実施形態では、ダウンホール無線トランシーバは、生産チュービングのダウンホール端部に位置している。特定の実施形態では、ダウンホール無線トランシーバは、生産チュービングのダウンホール端部と目標区域の間に位置する坑井の開孔部の一部に配置される。
【0011】
いくつかの実施形態では、システムは、生産チュービングおよび坑井の開孔部を通ってＳＣＵを前進させるための原動力を提供するようになされたダウンホールトラクタをさらに含む。特定の実施形態では、システムはさらに以下を含む。すなわち、ＳＣＵのＳＣＵ本体のダウンホール誘導結合器に誘導結合されたアップホール誘導結合器を含む第２のＳＣＵ、またはＳＣＵのＳＣＵ本体のアップホール誘導結合器に誘導結合されたダウンホール誘導結合器を含む第３のＳＣＵ。いくつかの実施形態では、システムは、地上制御システム、生産チュービング、およびダウンホール無線トランシーバをさらに含む。
【0012】
いくつかの実施形態で提供されるのは、スルーチュービング仕上げシステムを含む井戸システムである。井戸システムは以下を含んでいる。すなわち、炭化水素井戸の地上制御システム、炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービング、炭化水素井戸の坑井に配置され、地上制御システムとの通信を容易にするようになされたダウンホール無線トランシーバ、および生産チュービングを通過し、坑井の開孔部の目標区域に配置され、目標区域で仕上げ作業を実施するようになされたＳＣＵ。ＳＣＵは、ＳＣＵの生産チュービングの通過を可能にするために、生産チュービングの内径未満の、非展開外径を含んでいる。ＳＣＵは、生産チュービングの内径未満の外径を有し、ダウンホール端部とアップホール端部、およびＳＣＵ本体を通過する物質の通路を提供するための、ＳＣＵ本体のダウンホール端部からＳＣＵ本体のアップホール端部まで延びる中央通路を含むＳＣＵ本体を含んでいる。ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵ本体のアップホール端部より前方の坑井に前進するようになされ、ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するようになされ、ＳＣＵ本体のアップホール端部は、ＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するようになされ、ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵとＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵの間でデータ通信を提供するためにＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するようになされたダウンホール誘導結合器を含み、ＳＣＵ本体のアップホール端部は、ＳＣＵとＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵの間でデータ通信を提供するためにＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するようになされたアップホール誘導結合器を含んでいる。ＳＣＵは、炭化水素井戸の坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するようになされたＳＣＵ無線トランシーバを含んでいる。ＳＣＵは以下を含むＳＣＵ固定シールを含んでいる。すなわち、非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたダウンホールＳＣＵ固定シール（ダウンホールＳＣＵ固定シールの非展開位置は、ダウンホールＳＣＵ固定シールが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵ固定シールの展開位置は、ＳＣＵ本体と坑井の開孔部の目標区域の壁の間にシールを提供し、ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する坑井のダウンホール領域とダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供する）、および非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたアップホールＳＣＵ固定シール（アップホールＳＣＵ固定シールの非展開位置は、アップホールＳＣＵ固定シールが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵ固定シールの展開位置は、ＳＣＵ本体と坑井の開孔部の目標区域の壁の間にシールを提供し、アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する坑井のアップホール領域とアップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供する）。ダウンホールＳＣＵ固定シールおよびアップホールＳＣＵ固定シールは、坑井の目標領域と坑井のダウンホール領域の間、および坑井の目標領域と坑井のアップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために展開位置に位置決めされるようになされている。ＳＣＵは以下を含むＳＣＵセントラライザを含んでいる。すなわち、非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたダウンホールＳＣＵセントラライザ（ダウンホールＳＣＵセントラライザの非展開位置は、ダウンホールＳＣＵセントラライザが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵセントラライザの展開位置は、坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるようＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢する）、および非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたアップホールＳＣＵセントラライザ（アップホールＳＣＵセントラライザの非展開位置は、アップホールＳＣＵセントラライザが生産チュービングを通過することを可能にし、アップホールＳＣＵセントラライザの展開位置は、坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるようＳＣＵを付勢する）。ダウンホールＳＣＵセントラライザはＳＣＵ本体のダウンホール端部の一部に位置決めされ、アップホールＳＣＵセントラライザはＳＣＵ本体のアップホール端部の一部に位置決めされ、およびダウンホールＳＣＵ固定シールとアップホールＳＣＵ固定シールはダウンホールＳＣＵセントラライザとアップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされる。ＳＣＵは、坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを制御するようになされたＳＣＵ流れ制御バルブを含んでいる。ＳＣＵ流れ制御バルブは、坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを遮断するための閉鎖位置および坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるようになされている。ＳＣＵは、ＳＣＵの動作を制御するようになされたＳＣＵ制御システムを含んでいる。
【0013】
特定の実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵの環境条件を感知するようになされたＳＣＵ検知システム（ＳＣＵ検知システムは坑井の目標領域の物質の温度および圧力を感知するようになされた目標区域センサを含んでおり、ＳＣＵ検知システムは感知された坑井の目標領域の物質の温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータを生成するようになされている）、ＳＣＵを動作させるための電力を供給するようになされたＳＣＵエネルギーシステム、ＳＣＵ固定シールの動作を制御するようになされたＳＣＵ固定シール制御システム（ＳＣＵ固定シールの動作はＳＣＵ固定シールのそれぞれを展開位置または非展開位置に位置決めすることを含んでいる）、ＳＣＵセントラライザの動作を制御するようになされたＳＣＵセントラライザ制御システム（ＳＣＵセントラライザの動作はＳＣＵセントラライザのそれぞれを展開位置または非展開位置に位置決めすることを含んでいる）、ＳＣＵ流れ制御バルブの動作を制御するようになされたＳＣＵ流れ制御システム（ＳＣＵ流れ制御バルブの動作はＳＣＵ流れ制御バルブを閉鎖位置または開放位置に位置決めすることを含んでいる）、ＳＣＵセンサデータを処理して処理済みＳＣＵセンサデータを生成するようになされたＳＣＵ処理システム、ならびにＳＣＵと他のＳＣＵの間の通信を制御し、ＳＣＵとダウンホール無線トランシーバの間の通信を制御するようになされたＳＣＵ通信システムを含む。ＳＣＵ通信システムは以下を実行するようになされている。すなわち、ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によってダウンホール無線トランシーバと通信すること、ＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのダウンホール誘導結合器およびＳＣＵのアップホール誘導結合器によりＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵと通信すること、およびＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器およびＳＣＵのダウンホール誘導結合器によりＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵと通信すること。
【0014】
いくつかの実施形態で提供されるのは、炭化水素井戸の坑井に配置された生産チュービングを通して、坑井の開孔部の目標区域に、非展開位置に適合されたＳＣＵを前進させることを含む方法である。ＳＣＵは、ＳＣＵの生産チュービングの通過を可能にするために、生産チュービングの内径未満の、非展開外径を含んでいる。ＳＣＵは、生産チュービングの内径未満の外径を有するＳＣＵ本体を含んでいる。ＳＣＵ本体は、ダウンホール端部とアップホール端部、およびＳＣＵ本体を通過する物質の通路を提供するためのＳＣＵ本体のダウンホール端部からＳＣＵ本体のアップホール端部まで延びる中央通路を含んでいる。ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵ本体のアップホール端部より前方の坑井に前進するようになされ、ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール端部と係合するようになされ、ＳＣＵ本体のアップホール端部は、ＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール端部と係合するようになされ、ＳＣＵ本体のダウンホール端部は、ＳＣＵとＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵの間でデータ通信を提供するためにＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器に誘導結合するようになされたダウンホール誘導結合器を含み、ＳＣＵ本体のアップホール端部は、ＳＣＵとＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵの間でデータ通信を提供するためにＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのダウンホール誘導結合器に誘導結合するようになされたアップホール誘導結合器を含んでいる。ＳＣＵは、炭化水素井戸の坑井に配置されたダウンホール無線トランシーバとの無線通信によって炭化水素井戸の地上制御システムとの双方向通信を提供するようになされたＳＣＵ無線トランシーバを含んでいる。ＳＣＵは以下を含むＳＣＵ固定シールを含んでいる。すなわち、非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたダウンホールＳＣＵ固定シール（ダウンホールＳＣＵ固定シールの非展開位置は、ダウンホールＳＣＵ固定シールが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵ固定シールの展開位置は、ＳＣＵ本体と坑井の開孔部の目標区域の壁の間にシールを提供し、ダウンホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する坑井のダウンホール領域とダウンホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供する）、および非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたアップホールＳＣＵ固定シール（アップホールＳＣＵ固定シールの非展開位置は、アップホールＳＣＵ固定シールが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵ固定シールの展開位置は、ＳＣＵ本体と坑井の開孔部の目標区域の壁の間にシールを提供し、アップホールＳＣＵ固定シールのアップホールに位置する坑井のアップホール領域とアップホールＳＣＵ固定シールのダウンホールに位置する坑井の目標領域の間に帯状の隔離を提供する）。ダウンホールＳＣＵ固定シールおよびアップホールＳＣＵ固定シールは、坑井の目標領域と坑井のダウンホール領域の間、および坑井の目標領域と坑井のアップホール領域の間で帯状の隔離を提供するために展開位置に位置決めされるようになされている。ＳＣＵは以下を含むＳＣＵセントラライザを含んでいる。すなわち、非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたダウンホールＳＣＵセントラライザ（ダウンホールＳＣＵセントラライザの非展開位置は、ダウンホールＳＣＵセントラライザが生産チュービングを通過することを可能にし、ダウンホールＳＣＵセントラライザの展開位置は、坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるようＳＣＵ本体のダウンホール端部を付勢する）、および非展開位置と展開位置に位置決めされるようになされたアップホールＳＣＵセントラライザ（アップホールＳＣＵセントラライザの非展開位置は、アップホールＳＣＵセントラライザが生産チュービングを通過することを可能にし、アップホールＳＣＵセントラライザの展開位置は、坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるようＳＣＵを付勢する）。ダウンホールＳＣＵセントラライザはＳＣＵ本体のダウンホール端部の一部に位置決めされ、アップホールＳＣＵセントラライザはＳＣＵ本体のアップホール端部の一部に位置決めされ、およびダウンホールＳＣＵ固定シールとアップホールＳＣＵ固定シールはダウンホールＳＣＵセントラライザとアップホールＳＣＵセントラライザの間に位置するＳＣＵ本体の一部に位置決めされる。ＳＣＵは、坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを制御するようになされたＳＣＵ流れ制御バルブを含んでいる。ＳＣＵ流れ制御バルブは、坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを遮断するための閉鎖位置および坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを可能にするための開放位置に位置決めされるようになされている。ＳＣＵは、ＳＣＵの動作を制御するようになされたＳＣＵ制御システムを含んでいる。本方法はさらに以下を含んでいる。すなわち、ＳＣＵ本体を坑井の開孔部の目標区域の壁から離れるように付勢するためにＳＣＵセントラライザを展開位置に拡張するようＳＣＵを制御すること、坑井の目標領域と坑井のダウンホール領域の間および坑井の目標領域と坑井のアップホール領域の間に帯状の隔離を提供するためにＳＣＵ固定シールを展開位置に拡張するようＳＣＵを制御すること、ならびに坑井の目標領域とＳＣＵ本体の中央通路の間の物質の流れを調整するためにＳＣＵ流れ制御バルブを位置決めするようＳＣＵを制御すること。
【0015】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ制御システムは以下を含む。すなわち、ＳＣＵの環境条件を感知するようになされたＳＣＵ検知システム（ＳＣＵ検知システムは坑井の目標領域の物質の温度および圧力を感知するようになされた目標区域センサを含んでいる）、およびＳＣＵ処理システム、そして本方法は以下をさらに含む。すなわち、感知された坑井の目標領域の物質の温度および圧力を含むＳＣＵセンサデータをＳＣＵ検知システムによって生成すること、およびＳＣＵセンサデータをＳＣＵ処理システムによって処理して、処理済みＳＣＵセンサデータを生成すること。特定の実施形態では、ＳＣＵ制御システムは、ＳＣＵを動作させるための電力を供給するようになされたＳＣＵエネルギーシステム（ＳＣＵエネルギーシステムはＳＣＵ本体の中央通路を通って流れる物質からエネルギーを収集するようになされたエネルギーハーベスティングシステムを含む）を含み、本方法はＳＣＵ本体の中央通路を通って流れる物質からエネルギーを収集するエネルギーハーベスティングシステムをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、ＳＣＵ固定シールをＳＣＵ本体から切り離すことをさらに含む。特定の実施形態では、ＳＣＵ制御システムはＳＣＵ通信システムを含み、本方法は以下を実行するＳＣＵ通信システムをさらに含む。すなわち、ＳＣＵ無線トランシーバを動作させて、無線通信によってダウンホール無線トランシーバと通信すること、ＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵのダウンホール誘導結合器およびＳＣＵのアップホール誘導結合器によりＳＣＵの坑井ダウンホールに配置されたＳＣＵと通信すること、およびＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵのアップホール誘導結合器およびＳＣＵのダウンホール誘導結合器によりＳＣＵの坑井アップホールに配置されたＳＣＵと通信すること。
【0016】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ固定シールのそれぞれは、ＳＣＵ本体と解放可能に連結され、ＳＣＵ本体の外径以上の内径を有する内部通路を有し、本方法はＳＣＵ本体から、坑井の展開位置のＳＣＵ固定シールを切り離すこと、およびＳＣＵ本体をＳＣＵ固定シールの内部通路を通して移動させることをさらに含む。特定の実施形態では、本方法は、ダウンホール無線トランシーバを生産チュービングのダウンホール端部に位置決めすることをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法はダウンホール無線トランシーバを生産チュービングのダウンホール端部と目標区域の間に位置する坑井の開孔部の一部に位置決めすることをさらに含む。特定の実施形態では、生産チュービングを通して非展開位置のＳＣＵを坑井の開孔部の目標区域に前進させることは、生産チュービングを通して非展開位置のＳＣＵを坑井の開孔部の目標区域に前進させる原動力を提供するトラクタを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに以下を含む。すなわち、ＳＣＵのＳＣＵ本体のダウンホール誘導結合器に第２のＳＣＵのアップホール誘導結合器を誘導結合するようにＳＣＵ本体のダウンホール端部の横に第２のＳＣＵを位置決めすること、またはＳＣＵのＳＣＵ本体のアップホール誘導結合器に第３のＳＣＵのダウンホール誘導結合器を誘導結合するようにＳＣＵ本体のダウンホール端部の横に第３のＳＣＵを位置決めすること。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】１つまたは複数の実施形態による井戸環境を示す図である。
【0018】
【図2A】１つまたは複数の実施形態による地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を示す図である。
【図2B】１つまたは複数の実施形態による地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を示す図である。
【図3A】１つまたは複数の実施形態による地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を示す図である。
【図3B】１つまたは複数の実施形態による地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を示す図である。
【図4A】１つまたは複数の実施形態による地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を示す図である。
【図4B】１つまたは複数の実施形態による地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を示す図である。
【0019】
【図5A】１つまたは複数の実施形態による取り外し可能な固定シールを示す図である。
【図5B】１つまたは複数の実施形態による取り外し可能な固定シールを示す図である。
【図5C】１つまたは複数の実施形態による取り外し可能な固定シールを示す図である。
【0020】
【図6A】１つまたは複数の実施形態によるモジュール式ＳＣＵを示す図である。
【図6B】１つまたは複数の実施形態によるモジュール式ＳＣＵを示す図である。
【図6C】１つまたは複数の実施形態によるモジュール式ＳＣＵを示す図である。
【図6D】１つまたは複数の実施形態によるモジュール式ＳＣＵを示す図である。
【0021】
【図7】１つまたは複数の実施形態による、ＳＣＵを採用したスルーチュービング仕上げシステム（ＴＴＣＳ）を使用して井戸を操作する方法を示すフローチャートである。
【0022】
【図8】１つまたは複数の実施形態による例示的なコンピュータシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本開示は様々な修正形態および代替形態が可能であるが、特定の実施形態が図面に例として示されており、詳細に説明される。図面は縮尺通りではない場合がある。図面および詳細な説明は、本開示を開示された特定の形態に限定することを意図するものではなく、特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨および範囲内にある修正、同等物、および代替物を開示することを意図していることを理解していただきたい。
【0024】
地下仕上げユニット（ＳＣＵ）を採用するスルーチュービング仕上げシステム（ＴＴＣＳ）を使用して、井戸を操作するシステムおよび方法の実施形態が説明される。いくつかの実施形態では、ＴＴＣＳは、所定の位置に生産チュービングストリングを有する坑井に、ダウンホールを展開する１つまたは複数のＳＣＵを含む。例えば、ＳＣＵは生産チュービングを通して、生産チュービングのダウンホール端部からダウンホールでありブレークスルーを経験している坑井の開孔部など、仕上げを必要とする坑井の目標区域に送達されてもよい。いくつかの実施形態では、展開されたＳＣＵは、坑井の関連する目標区域の仕上げをもたらすように操作される。例えば、展開されたＳＣＵのシールおよびバルブを操作して、ＳＣＵの周囲に位置する坑井の環状領域の帯状の流体隔離を提供し、坑井および生産チュービングを上方に流れる生産流体の流れへのブレークスルー流体の流れを制御することができる。
【0025】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵは１つまたは複数のＳＣＵモジュール（ＳＣＵＭ）から形成されたモジュール式ＳＣＵを含む。例えば、複数のＳＣＵＭを、エンドツーエンドで、直列に積み重ねて、比較的長いセクションの坑井の仕上げをもたらすことができる比較的長いＳＣＵを形成することができる。適切な数のＳＣＵＭを一緒に積み重ねて坑井に所望の長さの仕上げをもたらすことができるので、これはさらなる柔軟性を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵＭは地上またはダウンホールで組み立てることができる。これにより、ＳＣＵの設置に必要なダウンホールの実行回数を減らし、生産チュービングと坑井を通るＳＣＵの物理的なサイズに柔軟性を提供し、井戸は時間とともに進展するので、後でＳＣＵＭを追加または取り出すための柔軟性を提供することでシステムの柔軟性をさらに高めることができる。生産チュービングを通してＳＣＵを実行できることにより、ＳＣＵは、ＳＣＵの設置または回収の間に、井戸において、生産チュービングを取り出して再実行させる必要なしに、ブレークスルーを阻止するために井戸の坑井を並べるなどの仕上げ機能を提供することができる。
【0026】
図１は、１つまたは複数の実施形態による井戸環境１００を示す図である。図示の実施形態では、井戸環境１００は、地下地層（「地層」）１０４に配置された炭化水素貯留層（または「貯留層」）１０２と、炭化水素井戸システム（または「井戸システム」）１０６とを含む。
【0027】
地層１０４は、地下、地球の表面（または「地上」）１０７の下に存在する多孔質または破砕岩石層を含む場合がある。井戸システム１０６が炭化水素井戸である場合、貯留層１０２は、石油およびガスなどの炭化水素の地下プールを含む（または含むと判断されるかまたは含むと予測される）地層１０４の一部を含む場合がある。地層１０４および貯留層１０２はそれぞれ、多様な程度の透過性、多孔度、および抵抗率などの様々な特性を有する異なる岩石層を含む場合がある。井戸システム１０６が生産井戸として動作している場合、井戸システム１０６は、貯留層１０２からの炭化水素の抽出（または「生産」）を容易にすることができる。井戸システム１０６が注入井戸として動作している場合、井戸システム１０６は、水などの流体の貯留層１０２への注入を容易にすることができる。井戸１０６が監視井戸として動作している場合、井戸システム１０６は、貯留層１０２の特性、貯留圧力または水の浸入の監視を容易にすることができる。
【0028】
井戸システム１０６は、炭化水素井戸（または「井戸」）１０８および地上システム１０９を含むことができる。地上システム１０９は、地上制御システム１０９ａ、掘削リグ、生産ツリー、および改修リグなどの、井戸１０８を開発および操作するための構成要素を含むことができる。地上制御システム１０９ａは、井戸掘削作業、井戸仕上げ作業、井戸生産作業、ならびに井戸および地層監視作業などの様々な井戸の制御および監視を提供することができる。いくつかの実施形態では、地上制御システム１０９ａは地上作業およびダウンホール作業を制御することができる。これらの作業は、本明細書で説明されている地下位置決め装置１２３およびＳＣＵ１２２の動作を含む場合がある。例えば、地上制御システム１０９ａは、本明細書で説明されている様々な動作を含む、それぞれの装置の動作を制御するために、地下位置決め装置１２３またはＳＣＵ１２２に指令を出すことができる。いくつかの実施形態では、地上制御システム１０９ａは、少なくとも図８に関して説明されるコンピュータシステム１０００と同じまたは類似のコンピュータシステムを含む。
【0029】
井戸１０８は、地上１０７から地層１０４および貯留層１０２に延びる坑井１１０を含むことができる。坑井１１０は、例えば、マザーボア１１２と、１つまたは複数の横穴１１４（例えば、横穴１１４ａおよび１１４ｂ）とを含むことができる。井戸１０８は、ケーシング１１６および生産チュービング１１８などの仕上げ要素を含むことができる。ケーシング１１６は、例えば、坑井１１０に構造的一体性を提供するために坑井１１０の内径を裏打ちする鋼管の管状部分を含むことができる。ケーシング１１６は、坑井１１０の構造的一体性をさらに高めるために、鋼管の外面と坑井１１０の壁の間に配置されたセメントなどの充填材料を含むことができる。坑井１１０のケーシング１１６が設置されている部分は、坑井１１０の「ケーシング」部分と呼ぶことができる。坑井１１０のケーシング１１６が設置されていない部分は坑井１１０の「開孔」または「非ケーシング」部分と呼ばれることがある。例えば、ケーシング１１６が設置されている図示された坑井１１０の上部は坑井１１０のケーシング部分と呼ばれる場合があり、ケーシング１１６の下端より下（またはそこからの「ダウンホール」）の坑井１１０の下部は坑井１１０の非ケーシング（または開孔）部分と呼ばれる場合がある。
【0030】
生産チュービング１１８は、地上システム１０９から坑井１１０まで延び、坑井１１０と地上１０７の間の生産流体の流れに導管を提供する管状パイプを含むことができる。例えば、坑井１１０の生産流体は、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａにおいて生産チュービング１１８に入ることができ、生産流体は、生産チュービング１１８の中央通路まで移動し、地上１０７において生産チュービング１１８のアップホール端部１１８ｂに連結された生産ツリーまで移動することができ、生産ツリーは、生産流体を生産収集および分配ネットワークに送ることができる。生産チュービング１１８は、坑井１１０のケーシング部分と非ケーシング部分の一方または両方に配置することができる。生産チュービング１１８は、生産チュービング１１８を通る生産流体の流れを容易にするのに十分なサイズの内径（ＩＤ）を有することができる。生産チュービング１１８は、坑井１１０への設置を容易にするために、ケーシング１１６または坑井１１０の開孔部など、通過する構成要素のＩＤよりも小さい外径（ＯＤ）を有することができる。例えば、坑井１１０の開孔部は、約６インチ（約１５センチメートル（ｃｍ））のＩＤを有し、生産チュービング１１８は、約５インチ（約１３センチメートル（ｃｍ））のＯＤ、および約４インチ（約１０センチメートル（ｃｍ））のＩＤを有することができる。いくつかの実施形態では、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａの下の坑井１１０の一部は開孔されている。例えば、図示の実施形態では、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａの坑井１１０ダウンホールの部分は、マザーボア１１２の開孔した水平向き部分と、開孔横穴１１４ａおよび１１４ｂを含む。
【0031】
いくつかの実施形態では、井戸システム１０６は、スルーチュービング仕上げシステム（ＴＴＣＳ）１２０を含む。ＴＴＣＳ１２０は、１つまたは複数の地下仕上げユニット（ＳＣＵ）１２２を含むことができる。地下仕上げユニット１２２のそれぞれは、坑井１１０のそれぞれの目標区域１２４に配置することができ、それらを仕上げすることができる。例えば、第１のＳＣＵ１２２ａは坑井１１０の第１の目標区域１２４ａに配置され、第１の目標区域１２４ａでの水の望ましくないブレークスルーを制御し、第２のＳＣＵ１２２ｂは坑井１１０の第２の目標区域１２４ｂに配置され、第２の目標区域１２４ｂでのガスの望ましくないブレークスルーを制御し、第３のＳＣＵ１２２ｃは坑井１１０の第３の目標区域１２４ｃに配置され、目標区域１２４ｃのダウンホールに位置する横方向１１４ｂの末端（または「ダウンホール」）部分の水の望ましくないブレークスルーを制御するために横方向１１４ｂを密封することができる。いくつかの実施形態では、第１、第２、または第３のＳＣＵ１２２ａ、１２２ｂ、または１２２ｃは、ＳＣＵ１２２、１２２’、１２２’’、１２２’’’ならびにモジュール式ＳＣＵ１７０、１７０’、１７０’’および１７０’’’などの本明細書に記載のＳＣＵと同じまたは類似するものとすることができる。
【0032】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は生産チュービング１１８により目標区域１２４に進められる。例えば、ＳＣＵ１２２ａを参照すると、ＳＣＵ１２２ａが生産チュービング１１８を出て生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａで坑井１１０の開孔部に入るように、ＳＣＵ１２２ａは生産チュービング１１８の内部通路を通って前進し、それから坑井１１０の開孔部を通って目標区域１２４ａまで前進することができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は、非展開構成の生産チュービング１１８を通って前進する。非展開構成では、セントラライザおよび固定シールなどのＳＣＵ１２２の１つまたは複数の拡張可能な要素が後退した（または「非展開」）位置で提供される。非展開構成では、ＳＣＵ１２２の全体のサイズは、展開構成でのＳＣＵ１２２の全体のサイズと比較して比較的小さくすることができる（拡張（または「展開」）位置に設けるＳＣＵ１２２の１つまたは複数の拡張可能な要素を含むことができる）。非展開構成により、ＳＣＵ１２２が生産チュービング１１８の内部通路、および生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａと目標区域１２４の間の坑井１１０の介在部分の最小断面を通過できるようになる。例えば、生産チュービング１１８が約４インチ（約１０ｃｍ）のＩＤを有し、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａと目標区域１２４ａの間の坑井１１０の介在開孔部が最小断面直径約５インチ（約１３ｃｍ）を有する場合、ＳＣＵ１２２ａは非展開構成で約４インチ（約１０ｃｍ）以下のＯＤを有することができる。これにより、ＳＣＵ１２２ａが生産チュービング１１８および坑井１１０の介在部分を通って地上１０７から目標区域１２４ａへ自由に通過できるようになる。さらなる例として、生産チュービングが約４インチ（約１０ｃｍ）のＩＤを有し、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａと目標区域１２４ｂの間の坑井１１０の介在開孔部が約３インチ（約７．５ｃｍ）の最小断面直径の場合、ＳＣＵ１２２ｂは非展開構成で３インチ（約７．５ｃｍ）以下のＯＤを有することができる。これにより、ＳＣＵ１２２ｂが生産チュービング１１８および坑井１１０の介在部分を通って地上１０７から目標区域１２４ｂへ自由に通過できるようになる。
【0034】
ＳＣＵ１２２の展開構成では、ＳＣＵ１２２が目標区域１２４の少なくとも一部を密封するなどの仕上げ作業を容易に提供するために、セントラライザおよび固定シールなどのＳＣＵ１２２の１つまたは複数の拡張可能な要素が拡張（または「展開」）位置に提供される。例えば、ＳＣＵ１２２は、ＳＣＵ１２２を坑井１１０にセンタリングするために半径方向外向きに展開構成に拡張されたセントラライザ、および半径方向外向きに拡張され、ＳＣＵ１２２の周りに位置する坑井１１０の壁に係合してシールする固定シールなどの位置決め装置を有することができる。セントラライザは、坑井１１０の壁と係合してＳＣＵ１２２の本体を坑井１１０の壁から離れるよう付勢させるために、半径方向に延びるアームまたはフープなどの部材を含むことができる。この付勢は、坑井１１０にＳＣＵ１２２の本体を「センタリング」することができる。固定シールは、ＳＣＵ１２２の本体の外側と坑井１１０の壁の間に流体シールを提供するために半径方向に拡張される、ＳＣＵ１２２の本体の外側の周りに配置されたリング形状の膨張式バッグなどのシール部材を含むことができる。これにより、シール部材の両側の領域間に流体シールを提供し、事実上、シール部材の両側の領域間に「帯状の流体隔離」を提供することができる。ＳＣＵ１２２の展開作業では、坑井１１０の壁から離れるようにＳＣＵ１２２の本体を付勢させ、ＳＣＵ１２２をセンタリングするため、最初にＳＣＵ１２２のセントラライザが伸長され、坑井１１０内にＳＣＵ１２２を固定し、各固定シールの両側に位置する坑井で領域の帯状の流体隔離を提供するため、次にＳＣＵ１２２の固定シールが拡張されることができる。
【0035】
展開構成では、ＳＣＵ１２２の横方向の断面サイズ（例えば、ＳＣＵ１２２のＯＤ）は、非展開構成でのＳＣＵ１２２の横方向の断面サイズと比較して、比較的大きい場合がある。ＳＣＵ１２２のＯＤは、坑井１１０の目標区域１２４の断面サイズ（例えば、ＩＤ）以上の場合がある。例えば、ＳＣＵ１２２のセントラライザは、展開状態において坑井１１０の目標区域１２４のサイズよりも大きい十分に拡張されたサイズを有し、ＳＣＵ１２２の本体を坑井１１０の壁から移動させるための付勢力を提供することができる。さらなる例として、ＳＣＵ１２２の固定シールは、展開状態において坑井１１０の目標区域１２４のサイズよりも大きい十分に拡張されたサイズを有し、固定シール１２８と坑井１１０の壁の境界でシール接触を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は、ＳＣＵ１２２が比較的小さいサイズを有する非展開構成で維持され、一方、ＳＣＵ１２２は、生産チュービング１１８および生産チュービングのダウンホール端部１１８ａと目標区域１２４の間の坑井１１０の介在部分を通って地上１０７から目標区域１２４まで前進する。一旦ＳＣＵ１２２が目標区域１２４に位置決めされると、ＳＣＵ１２２は、そのセントラライザおよび固定シールの拡張を含め、目標区域１２４の少なくとも一部の帯状の流体隔離などの仕上げ作業を提供するために展開することができる。したがって、ＳＣＵ１２２は、坑井１１０の比較的小さな生産チュービング１１８を通過する柔軟性を有し、それでもなお比較的大きな断面積を有する坑井１１０の一部で仕上げ作業を提供することができる。
【0036】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は回収可能である。例えば、ＳＣＵ１２２ａは、目標区域１２４ａに送達されて展開され、ＳＣＵ１２２ａがもはや目標区域１２４ａで必要とされなくなったとき、または目標区域１２４ａを通る他の装置の通路を提供するために、目標区域１２４ａから回収することができる。いくつかの実施形態では、回収可能なＳＣＵ１２２を坑井１１０内で再位置決めすることができる。例えば、ＳＣＵ１２２ａは、目標区域１２４ａでのブレークスルーに対処するために目標区域１２４ａに展開することができ、目標区域１２４ａでのブレークスルーが解決され、目標区域１２４ｃで新たなブレークスルーが発生した後に、目標区域１２４ｃでのブレークスルーに対処するために、ＳＣＵ１２２ａは目標区域１２４ａから１２４ｃに移動することができる。
【0037】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は地上システム１０９を含む、システムの他の構成要素と無線で通信する。例えば、ＳＣＵ１２２は、ダウンホール無線トランシーバ１２５と無線通信することができるＳＣＵ無線トランシーバを含むことができる。ダウンホール無線トランシーバ１２５は、地上制御システム１０９ａとＳＣＵ１２２の間の通信を中継するための媒介として機能することができる。ダウンホール無線トランシーバ１２５は、例えば、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａまたはその近くに配置することができる。例えば、ダウンホール無線トランシーバ１２５は、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａから約２０フィート（約６メートル）以内に配置することができる。ダウンホール無線トランシーバ１２５は、地上制御システム１０９ａに通信で結合することができる。例えば、無線トランシーバ１２５は、地上制御システム１０９ａへの有線または無線接続を有することができる。その結果、いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は生産チュービング１１８および地上システム１０９から物理的に拘束されずに坑井１１０に展開することができ、ＳＣＵ１２２はダウンホール無線トランシーバ１２５により地上制御システム１０９ａと無線で通信するスタンドアロンユニットとして動作することができる。
【0038】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の位置決めは、トラクタなどの地下位置決め装置１２３によって容易にされる。地下位置決め装置１２３は、生産チュービング１１８の内部通路および坑井１１０の内部を通過することができ、生産チュービング１１８と坑井１１０を通してＳＣＵ１２２を前進させるのに必要な原動力（例えば、押すことまたは引くこと）を提供することができる。例えば、設置作業中、位置決め装置１２３は地上１０７に位置しながらＳＣＵ１２２ａの後端（または「アップホール」）端部に連結し、ＳＣＵ１２２ａダウンホールを、生産チュービング１１８を通し、坑井１１０の介在開孔部に沿って、目標区域１２４ａの位置に押すことができる。回収作業中、位置決め装置１２３は、目標区域１２４ａに位置しながら、ＳＣＵ１２２ａのアップホール端部に連結し、ＳＣＵ１２２ａアップホールを、坑井１１０の介在開孔部に沿って、生産チュービング１１８を通り、目標区域１２４ａから地上１０７まで引き上げることができる。再位置決め作業中、位置決め装置１２３は、目標区域１２４ａに位置しながらＳＣＵ１２２ａのアップホール端部に連結し、ＳＣＵ１２２ａアップホールを、坑井１１０の開孔部に沿って、目標区域１２４ａから引き上げ、ＳＣＵ１２２ａを目標区域１２４ｃなどの別の目標区域１２４に押すことができる。
【0039】
いくつかの実施形態では、地下位置決め装置１２３は地上システム１０９に堅く結合されていなくてもよい。例えば、地下位置決め装置１２３は、生産チュービング１１８および坑井１１０を通して地下位置決め装置１２３およびＳＣＵ１２２を推進させるのに必要な原動力を提供する局所推進システムを有するダウンホールトラクタを含むことができる。局所推進システムは、例えば、搭載バッテリ、バッテリによって駆動する電気モータ、およびモータによって駆動する車輪または軌道を含むことができる。いくつかの実施形態では、地下位置決め装置１２３は地上システム１０９につながれる。例えば、地下位置決め装置１２３は、位置決め装置１２３と地上システム１０９の間のデータ通信、および地上システム１０９から位置決め装置１２３への電力の伝達を提供する地上システム１０９への有線接続を有することができる。いくつかの実施形態では、地下位置決め装置１２３は地上システム１０９に直接つながれるわけではない。例えば、地下位置決め装置１２３は、地上システム１０９またはダウンホール無線トランシーバ１２５との無線通信を提供する無線トランシーバ１２３ａを有することができる。そのような実施形態では、地下位置決め装置１２３は、直接または無線トランシーバ１２３ａとダウンホール無線トランシーバ１２５の間の無線通信によって地上システム１０９と無線通信することができる。例えば、無線通信が無線トランシーバ１２３ａと地上システム１０９の間で直接確立できると判断した（例えば、ＳＣＵ１２２は利用可能な十分な電力を有し、地上システム１０９は無線トランシーバ１２３ａの通信範囲内にある）ことに応答して、無線トランシーバ１２３ａは無線通信によって地上システム１０９と直接通信することができる。無線通信が無線トランシーバ１２３ａと地上システム１０９の間で直接確立することができないと判断した（例えば、ＳＣＵ１２２が利用可能な十分な電力を有しない、または地上システム１０９が無線トランシーバ１２３ａの通信範囲内にいない）ことに応答して、無線トランシーバ１２３ａは、ダウンホール無線トランシーバ１２５により、地上システム１０９と間接的に通信することができる（例えば、ダウンホール無線トランシーバ１２５は無線トランシーバ１２３ａと地上システム１０９の間の通信を中継することができる）。いくつかの実施形態では、無線トランシーバ１２３ａは、無線通信が無線トランシーバ１２３ａと地上システム１０９の間で直接確立できるかどうかにかかわらず、ダウンホール無線トランシーバ１２５により間接的に地上システム１０９と通信することができる。位置決め装置１２３と地上システム１０９との間の通信は、例えば、位置決め装置１２３の動作を制御するための地上システム１０９からの指令、または位置決め装置１２３の状況や動作またはダウンホール環境条件に関するフィードバックを提供することなど、位置決め装置１２３からのデータの報告を含むことができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、地下位置決め装置１２３はＳＣＵ１２２と無線通信することができる。例えば、目標区域１２４ａに位置するＳＣＵ１２２ａからの無線通信がダウンホール無線トランシーバ１２５に到達することができない場合、位置決め装置１２３はダウンホール無線トランシーバ１２５と目標区域１２４ａの間の位置に移動することができ、無線位置決め装置１２３は、無線トランシーバ１２３ａにより、ダウンホール無線トランシーバ１２５とＳＣＵ１２２ａの無線トランシーバの間の通信を中継することができる。いくつかの実施形態では、地下位置決め装置１２３は、位置決め装置１２３がＳＣＵ１２２の相補型誘導結合器と通信することを可能にする誘導結合器１２３ｂを含むことができる。例えば、位置決め装置１２３のダウンホール端部が第１の誘導結合器１２３ａを含む場合、ＳＣＵ１２２ａのアップホール端部は第２の誘導結合器を含み、位置決め装置１２３のダウンホール端部は、第１および第２の誘導結合器が誘導結合されて通信を伝達することができるように、ＳＣＵ１２２ａのアップホール端部に結合され、位置決め装置１２３とＳＣＵ１２２ａは、第１および第２の誘導結合器により互いに通信することができる。
【0041】
図２Ａ〜図４Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、ＳＣＵ１２２’、１２２’’および１２２’’’を含む例示的なＳＣＵ１２２の縦方向の断面図を示す図である。図２Ａ、３Ａ、および４Ａは、１つまたは複数の実施形態による、展開構成の例示的なＳＣＵ１２２を示し、図２Ｂ、３Ｂ、および４Ｂは、非展開構成の例示的なＳＣＵ１２２を示す。
【0042】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は、坑井１１０のＳＣＵ１２２の位置決め、または坑井１１０内の領域の帯状の流体隔離を提供する１つまたは複数の位置決め装置を含む。位置決め装置は、１つまたは複数のセントラライザ１２６および１つまたは複数の固定シール１２８を含むことができる。ＳＣＵ１２２のセントラライザ１２６は、ＳＣＵ１２２の本体を坑井１１０の壁から離れるように付勢するよう展開することができる。この付勢は、坑井１１０内でＳＣＵ１２２を効果的に「センタリング」することができる。ＳＣＵ１２２の固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２を坑井１１０内に取り付け（または「固定」）し、坑井１１０の隣接領域間に流体シールを提供するために展開することができ、隣接領域の帯状の流体隔離と呼ばれる。
【0043】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は本体１３０を含む。ＳＣＵ１２２およびＳＣＵ１２２の本体１３０は、第１の（「前」または「ダウンホール」）端部１３２および第２の（「後」または「アップホール」）端部１３４を有するものとして定義することができる。ＳＣＵ１２２のダウンホール端部１３２および本体１３０は、ＳＣＵ１２２の反対側のアップホール端部１３４および本体１３０の前方で、最初に坑井１１０に前進させるＳＣＵ１２２の端部および本体１３０を指す場合がある。坑井１１０に位置決めされるとき、ＳＣＵ１２２のダウンホール端部１３２および本体１３０は坑井１１０のダウンホール端部に最も近いＳＣＵ１２２の端部およびＳＣＵ本体１３０を指す場合があり、ＳＣＵ１２２のアップホール端部１３４および本体１３０は坑井１１０経由で地上１０７に最も近いＳＣＵ１２２の端部およびＳＣＵ本体１３０を指す場合がある。いくつかの実施形態では、本体１３０は中央通路１３６を定義する管状部材を含む。中央通路１３６は、ＳＣＵ１２２のダウンホールに位置する坑井１１０の一部とＳＣＵ１２２のアップホールに位置する坑井１１０の一部の間で、ＳＣＵ１２２を通る流体の流れを方向付けるための導管として作用することができる。図２Ａおよび図２ＢのＳＣＵ１２２’、図３Ａおよび図３ＢのＳＣＵ１２２’’、ならびに図４Ａおよび図４ＢのＳＣＵ１２２’’’を参照すると、ＳＣＵ１２２’、１２２’’および１２２’’’のそれぞれ、ならびにそれぞれのＳＣＵ本体１３０は、ダウンホール端部１３２とアップホール端部１３４を含んでいる。
【0044】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２のセントラライザ１２６は、後退（または「非展開」）位置から拡張（または「展開」）位置まで半径方向外向きに延びる１つまたは複数の部材を含み、坑井１１０の壁を係合し（例えば、押し付けて）、ＳＣＵ１２２の本体１３０が坑井１１０の壁から離れるように付勢する。これによって、坑井１１０でＳＣＵ１２２の本体１３０を「センタリング」することができる。本体１３０のセンタリングは、坑井１１０の壁と本体１３０の外側の間で、本体１３０の周囲に環状領域を形成することを含むことができる。セントラライザ１２６は、ＳＣＵ１２２が生産チュービング１１８および坑井１１０を通って坑井１１０の目標区域１２４に移動する間、後退（非展開）位置に保持されるフレキシブルアームまたはフープとすることができ、ＳＣＵ１２２が目標区域１２４に位置しながら拡張（展開）され、ＳＣＵ１２２の本体１３０を坑井１１０の壁から離れるよう付勢する。
【0045】
図２Ａおよび図２Ｂの例示的なＳＣＵ１２２’を参照すると、ＳＣＵ１２２’のセントラライザ１２６のそれぞれは、ＳＣＵ１２２’の本体１３０の長さに沿ったそれぞれの縦方向の位置で、ＳＣＵ１２２’の本体１３０の外側の周りに配置されたアームのそれぞれのセットを含むことができる。セントラライザ１２６のそれぞれは、例えば、ＳＣＵ１２２’の本体１３０を囲む坑井１１０の壁の横方向に隣接する部分を押すために、後退（非展開）位置から拡張（展開）位置に回転することができる。図３Ａおよび図３Ｂの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、ＳＣＵ１２２’’のセントラライザ１２６のそれぞれは、ＳＣＵ１２２’’の本体１３０の長さに沿ったそれぞれの縦方向の位置で、ＳＣＵ１２２’’の本体１３０の外側の周りに配置された細長い部材のそれぞれのセットを含むことができる。第１の（または「ダウンホール」）セントラライザ１２６ａは、固定シール１２８と本体１３０のダウンホール端部１３２の間に位置することができ、第２の（または「アップホール」）セントラライザ１２６ｂは、固定シール１２８とＳＣＵ本体１３０のアップホール端部１３４の間に配置することができる。セントラライザ１２６のそれぞれは、（部材が比較的平らな）後退（非展開）位置から（部材が比較的湾曲した、三日月形を形成する）拡張（展開）位置に至るフープ形状部材のセットを含み、ＳＣＵ１２２’’の本体１３０を囲む坑井１１０の壁の横方向に隣接する部分を押すことができる。図４Ａおよび図４Ｂの例示的なＳＣＵ１２２’’’を参照すると、ＳＣＵ１２２’’’のセントラライザ１２６のそれぞれは、ＳＣＵ１２２’’’の本体１３０の長さに沿ったそれぞれの縦方向の位置で、ＳＣＵ１２２’’’の本体１３０の外側の周りに配置された細長い部材のそれぞれのセットを含むことができる。セントラライザ１２６のそれぞれは、例えば、ＳＣＵ１２２’’’の本体１３０を囲む坑井１１０の壁の横方向に隣接する部分を押すために、後退（非展開）位置から拡張（展開）位置に回転することができる。
【0046】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２を坑井１１０内に取り付け（または「固定」）し、坑井１１０の隣接領域を密封するために、ＳＣＵ１２２の固定シール１２８は、後退（または「非展開」）位置から拡張（または「展開」）位置まで半径方向外向きに拡張する１つまたは複数のシール要素を含む。いくつかの実施形態では、固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２の本体１３０の周囲に横方向に延びるリング形状要素で、ＳＣＵ本体１３２の横方向に隣接する坑井１１０の壁の部分に係合し、ＳＣＵ本体１３２の外側と坑井１１０の横方向に隣接する部分の間に流体シールを形成するために、半径方向に拡張（展開）される。これにより、固定シール１２８の両側の領域間に流体バリアまたはシールを提供することができ、固定シール１２８の両側の領域間に、実質的に「帯状の流体隔離」を提供することができる。例えば、ＳＣＵ１２２の固定シール１２８は、ＳＣＵ本体１３０の周囲に位置決めされた膨張可能なリング（例えば、ドーナツ形のブラダー）とすることができる。ＳＣＵ１２２が生産チュービング１１８および坑井１１０の介在部分を通って坑井１１０の目標区域１２４に前進する一方、固定シール１２８は膨張していない（非展開）位置に留まることができる。固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２の本体１３０と坑井１１０の壁の間の環状領域を埋めるように膨張（展開）することができる。膨張した固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に固定し、本体１３０の外側と坑井１１０の壁の間に流体シールを提供するために、目標区域１２４の坑井１１０の壁に係合（例えば、それに対してシール）することができる。結果として得られる流体シールは、固定シール１２８の坑井１１０ダウンホールの領域と固定シール１２８の坑井１１０アップホールの領域の間に帯状の流体隔離を提供することができる。
【0047】
図２Ａおよび図２Ｂの例示的なＳＣＵ１２２’を参照すると、ＳＣＵ１２２’の固定シール１２８のそれぞれは、ＳＣＵ１２２’の本体１３０の外側の周りに配置された膨張可能なリングを含むことができる。固定シール１２８のそれぞれは、膨張していない（非展開）状態から膨張している（展開）状態に膨張させて、ＳＣＵ１２２’を目標区域１２４に固定し、ＳＣＵ１２２’のＳＣＵ本体１３０と坑井１１０の壁の間に流体シールを作成することができる。流体シールは、固定シール１２８の坑井１１０ダウンホールの領域と固定シール１２８の坑井１１０アップホールの領域の間に帯状の流体隔離を提供することができる。例えば、ＳＣＵ１２２’の第１の展開固定シール１２８ａは、坑井１１０の第１の領域１１０ａと第２の領域１１０ｂの間に帯状の流体隔離を提供することができ、ＳＣＵ１２２’の第２の展開固定シール１２８ｂは、坑井１１０の第２の領域１１０ｂと第３の領域１１０ｃの間に帯状の流体隔離を提供することができ、ＳＣＵ１２２’の第３の固定シール１２８ｃは、坑井１１０の第３の領域１１０ｃと第４の領域１１０ｄの間に帯状の流体隔離を提供することができる。
【0048】
図３Ａおよび図３Ｂの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、ＳＣＵ１２２’’の固定シール１２８のそれぞれは、ＳＣＵ１２２’’の本体１３０の外側の周りに配置された膨張可能なリングを含むことができる。固定シール１２８のそれぞれは、膨張していない（非展開）状態から膨張している（展開）状態に膨張させて、ＳＣＵ１２２’を目標区域１２４に固定し、ＳＣＵ１２２’のＳＣＵ本体１３０と坑井１１０の壁の間に流体シールを作成することができる。流体シールは、固定シール１２８の坑井１１０ダウンホールの領域と固定シール１２８の坑井１１０アップホールの領域の間に帯状の流体隔離を提供することができる。例えば、ＳＣＵ１２２’’の第１の展開固定シール１２８ｄは、坑井１１０の第１の領域１１０ｅと第２の領域１１０ｆの間に帯状の流体隔離を提供することができ、ＳＣＵ１２２’’の第２の固定シール１２８ｅは、坑井１１０の第２の領域１１０ｆと第３の領域１１０ｇの間に帯状の流体隔離を提供することができる。
【0049】
図４Ａおよび図４Ｂの例示的なＳＣＵ１２２’’’を参照すると、ＳＣＵ１２２’’’の固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２’’’の本体１３０の外側の周りに配置された膨張可能なリングを含むことができる。固定シール１２８は、膨張していない（非展開）状態から膨張している（展開）状態に膨張させて、ＳＣＵ１２２’’’を目標区域１２４に固定し、ＳＣＵ１２２’’’のＳＣＵ本体１３０と坑井１１０の壁の間に流体シールを作成することができる。流体シールは、固定シール１２８の坑井１１０ダウンホールの領域と固定シール１２８の坑井１１０アップホールの領域の間に帯状の流体隔離を提供することができる。例えば、ＳＣＵ１２２’’’の展開固定シール１２８は、坑井１１０の第１の領域１１０ｈと第２の領域１１０ｉの間に帯状の流体隔離を提供することができる。
【0050】
ＳＣＵ１２２のサイズは、ＳＣＵ１２２の横方向の断面プロファイルの範囲によって定義することができる。ＳＣＵ１２２の展開サイズは、例えば、伸長（展開）位置にあるＳＣＵ１２２のセントラライザ１２６および固定シール１２８を合わせたＳＣＵ１２２の横方向の断面プロファイルの範囲によって定義することができる。ＳＣＵ１２２の非展開サイズは、例えば、後退（非展開）位置にあるＳＣＵ１２２のセントラライザ１２６および固定シール１２８を合わせたＳＣＵ１２２の横方向の断面プロファイルの範囲によって定義することができる。ＳＣＵ１２２の非展開サイズ１３７は、例えば、後退（非展開）位置にあるＳＣＵ１２２のセントラライザ１２６および固定シール１２８を合わせたＳＣＵ１２２の横方向の断面プロファイル最大直径である。ＳＣＵ１２２の非展開サイズ１３７は、例えば、生産チュービング１１８のＩＤおよび地上１０７と目標区域１２４の間の坑井１１０の介在部分のＩＤの最小など、地上１０７から目標区域１２４に沿って移動する経路の最小の横方向の断面プロファイルよりも小さくすることができる。図２Ｂ、図３Ｂおよび図４Ｂは、非展開構成のＳＣＵ１２２’、１２２’’および１２２’’’、ならびにそれぞれの非展開サイズ１３７を示す。ＳＣＵ１２２’、１２２’’および１２２’’’のそれぞれの非展開サイズ１３７は、その横方向の断面プロファイルの範囲（例えば、ＳＣＵの横方向の断面プロファイル全体を包含する最小直径）によって定義することができる。
【0051】
いくつかの実施形態では、固定シール１２８は取り外し可能である。取り外し可能な固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２の本体１３０から取り外す（または「切り離す」）ように設計することができる。これにより、ＳＣＵ１２２は、固定シール１２８を目標区域１２４に展開し、固定シール１２８から取り外し、目標区域１２４から移動して、固定シール１２８を坑井１１０に展開したままにすることができる。これは、例えば、目標区域１２４の坑井１１０ダウンホールの領域にアクセスする必要がある場合に利点になり得る。そのような場合、（固定シール１２８を非展開にする必要なく）ＳＣＵ１２２を取り出すことができ、目標区域１２４の坑井１１０ダウンホールの領域に、目標区域１２４で展開したままの固定シール１２８の中央通路を通しアクセスすることができ、一旦アクセスが不要になると、ＳＣＵ１２２は目標区域１２４の所定の位置に戻されて、目標区域１２４で展開されたままの固定シール１２８に再取り付け（「再連結」）することができる。いくつかの実施形態では、取り外し可能な固定シール１２８とＳＣＵ１２２の本体１３０の間の連結は、本体１３０の周囲に配置された拡張可能なリングまたはブラダーなどの半径方向に拡張する部材によって容易になされる。本体１３０への固定シール１２８の取り付け（または「連結」）は、固定シール１２８の中央通路の内径に係合してシールするように半径方向に拡張する部材を半径方向に拡張することによって提供することができる。本体１３０からの固定シール１２８の取り外し（または「切り離し」）は、固定シール１２８の中央通路の内径を係合解除するために半径方向に拡張する部材を半径方向に後退させることによって提供することができる。図５Ａは、１つまたは複数の実施形態によるＳＣＵ１２２の本体１３０に連結された取り外し可能な固定シール１２８を示す図である。例えば、ＳＣＵ１２２の本体１３０は、取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２とシーリング係合するように半径方向外側に拡張した半径方向に拡張する部材５００を含む。図５Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、ＳＣＵ１２２の本体１３０から切り離された取り外し可能な固定シール１２８を示す図である。例えば、ＳＣＵ１２２の本体１３０は、取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２を係合解除するために半径方向内側に後退した半径方向に拡張する部材５００を含む。図５Ｃは、１つまたは複数の実施形態による、ＳＣＵ１２２の本体１３０から切り離され、坑井１１０で展開されたままの取り外し可能な固定シール１２８を示す図である。取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２を係合解除するために後退した半径方向に拡張する部材５００により、ＳＣＵ１２２の他の部分（例えば、本体１３０およびセントラライザ１２６を含む）は、坑井１１０の長さに沿って前進し、矢印によって示されるように、取り外し可能な固定シール１２８を貫通して離れるようにして、取り外し可能な固定シール１２８を坑井１１０で展開したままにすることができる。いくつかの実施形態では、半径方向に拡張する部材５００は、ＳＣＵ１２２の本体１３０の周囲に配置されたリング形状の膨張可能なバッグなどの拡張リングを含む。拡張リングは、例えば、取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２と係合するように膨張し、取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２を係合解除するように収縮することができる。
【0052】
取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４は、内径５０６によって画定された円筒形通路とすることができる。取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０２は、ＳＣＵ１２２の本体１３０および後退位置の半径方向に拡張する部材５００の断面サイズ以上の断面サイズを有し、取り外し可能な固定シール１２８からのＳＣＵ１２２の取り外しを容易にすることができる。いくつかの実施形態では、坑井１１０に展開されたままである取り外し可能な固定シール１２８を通るダウンホール構成要素の通過を容易にするために、取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０２は坑井１１０の生産チュービング１１８の断面サイズ以上の断面サイズを有することができる。例えば、生産チュービング１１８が約４インチ（約１０ｃｍ）の最小ＩＤを有する場合、取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０２は約４インチ（約１０ｃｍ）以上のＩＤ５０６を有することができる。したがって、例えば、生産チュービング１１８を通過することができる構成要素は、坑井１１０に展開されたままで、回収不可能な固定シール１２８の中央通路５０４を通過することもできる。
【0053】
いくつかの実施形態では、固定シール１２８は回収可能である。回収可能な固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２を用いてまたは用いずに、坑井１１０の目標区域１２４から回収されるように設計することができる。例えば、回収可能な固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に前進させる間にＳＣＵ１２２に連結することができ、ＳＣＵ１２２は展開することができ（例えば、固定シール１２８の展開を含む）、ＳＣＵ１２２は仕上げ作業を提供するように操作することができ（例えば、ブレークスルー物質が坑井１１０の生産流体の流れに入るのを阻止すること）、ＳＣＵ１２２は非展開とすることができ（例えば、固定シール１２８の非展開を含む）、ＳＣＵ１２２（固定シール１２８を含む）は目標区域１２４から回収することができる。さらなる例として、回収可能な固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に前進させる間にＳＣＵ１２２に連結することができ、ＳＣＵ１２２は展開することができ（例えば、固定シール１２８の展開を含む）、ＳＣＵ１２２は仕上げ作業を提供するように操作することができ（例えば、ブレークスルー物質が坑井１１０の生産流体の流れに入るのを阻止すること）、ＳＣＵ１２２は非展開とすることができ（例えば、ＳＣＵ１２２のＳＣＵ本体１３０からの固定シール１２８の切り離しを含む）、ＳＣＵ１２２（固定シール１２８を含まない）は目標区域１２４から回収することができ、固定シール１２８は目標区域１２４から後で回収することができる。回収可能な固定シール１２８は、例えば、装置を目標区域１２４のダウンホールに配置する必要がある場合に利点になることができ、ＳＣＵ１２２および固定シール１２８を取り外すと目標区域１２４を通る装置の通過が容易になる。
【0054】
いくつかの実施形態では、固定シール１２８は回収不可能である。ＳＣＵ１２２の回収不可能な固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２の残りの部分が目標区域１２４から回収された場合でも、ＳＣＵ１２２の本体１３０から切り離され、坑井１１０の目標区域１２４に留まるように設計することができる。例えば、回収不可能な固定シール１２８は、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に前進させる間にＳＣＵ１２２に連結することができ、ＳＣＵ１２２は展開することができ（例えば、固定シール１２８の展開を含む）、ＳＣＵ１２２は仕上げ作業を提供するように操作することができ（例えば、ブレークスルー物質が坑井１１０に入るのを阻止すること）、ＳＣＵ１２２は非展開とすることができ（例えば、ＳＣＵ１２２のＳＣＵ本体１３０からの固定シール１２８の切り離しを含む）、ＳＣＵ１２２（固定シール１２８を含まない）は目標区域１２４から回収することができ、固定シール１２８は目標区域１２４に展開したままにすることができる。いくつかの実施形態では、回収不可能な固定シール１２８は、硬化した形態をとり、したがって後退させることができない（非展開）固定シール１２８を含む。例えば、ＳＣＵ１２２の回収不可能な固定シール１２８は、セメントまたはエポキシなどの流体形態の物質で膨張する膨張可能なブラダーを含むことができ、それは後に硬化して、ＳＣＵ１２２の本体１３０と坑井１１０の壁の間に延びる堅固で硬質のシール部材を形成する。そのような堅固なシール部材は、坑井１１０の固定シール１２８およびＳＣＵ１２２の比較的永続的で確実な位置決めを提供することができる。
【0055】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は、ＳＣＵ１２２の機能的動作を制御する搭載（または「局所」）制御システム１３８を含む。例えば、局所制御システム１３８は、局所通信システム１４０、局所処理システム１４２、局所エネルギーシステム１４３、局所検知システム１４４、局所流れ制御システム１４６、および位置決め制御システム１４７を含むことができる。いくつかの実施形態では、局所制御システム１３８は、少なくとも図８に関して説明したコンピュータシステム１０００と同じまたは類似のコンピュータシステムを含む。
【0056】
いくつかの実施形態では、局所通信システム１４０は、ＳＣＵ無線トランシーバ１４８または同様の無線通信回路を含む。ＳＣＵ無線トランシーバ１４８は、無線ダウンホールトランシーバ１２５、原動機１２３の無線トランシーバ１２３ａ、または坑井１１０に配置された他のＳＣＵ１２２など、システムの他の構成要素と双方向無線通信を提供することができる。無線トランシーバは、例えば、電磁および／または音響無線トランシーバを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ無線トランシーバ１４８は１つまたは複数の無線アンテナ１５１を含む。無線アンテナ１５１は、ＳＣＵ１２２と相補無線アンテナを有する他の装置の間の無線通信を容易にすることができる。例えば、ＳＣＵ１２２は、ＳＣＵ１２２のアップホール端部に配置された第１の（または「アップホール」）アンテナ１５１ａ（例えば、ＳＣＵ１２２の本体１３０の長さのアップホール端部の最後の２５％）、およびＳＣＵ１２２のダウンホール端部に配置された第２の（または「ダウンホール」）アンテナ１５１ｂ（例えば、ＳＣＵ１２２の本体１３０の長さのダウンホール端部の最後の２５％）の一方または両方を含むことができる。ＳＣＵ１２２にアップホールアンテナ１５１ａを配置することは、無線ダウンホールトランシーバ１２５、原動機１２３の無線トランシーバ１２３ａ、または坑井１１０のＳＣＵ１２２のアップホールに位置する他のＳＣＵ１２２など、ＳＣＵ１２２のアップホールに位置する装置との通信を改善するのに役立てることができる。ＳＣＵ１２２にダウンホールアンテナ１５１ｂを配置することは、坑井１１０のＳＣＵ１２２のダウンホールに位置する、他のＳＣＵ１２２または原動機１２３の無線トランシーバ１２３ａなど、ＳＣＵ１２２のダウンホールに位置する装置との通信を改善するのに役立てることができる。
【0057】
いくつかの実施形態では、局所通信システム１４０は１つまたは複数のＳＣＵ誘導結合器１５２を含む。誘導結合器は、ＳＣＵ１２２の誘導結合器と他の装置の相補型誘導結合器の間の誘導結合を介して、他のＳＣＵ１２２などの他の装置との通信を可能にすることができる。例えば、ＳＣＵ１２２は、ＳＣＵ１２２の本体１３０のアップホール端部に配置された第１の（または「アップホール」）誘導結合器１５２ａ、およびＳＣＵ１２２の本体１３０のダウンホール端部に配置された第２の（または「ダウンホール」）誘導結合器１５２ｂの一方または両方を含むことができる。そのような構成は、ＳＣＵ１２２が誘導結合を介して互いに通信することを可能にすることができる。例えば、２つのＳＣＵ１２２は、２つのＳＣＵ１２２のうちの第１のＳＣＵ１２２の本体１３０のダウンホール端部１３２が２つのＳＣＵ１２２のうちの第２のＳＣＵ１２２の本体１３０のアップホール端部１３４と嵌合（あるいは当接）し、第１のＳＣＵ１２２のダウンホール誘導結合器１５２ｂが第２のＳＣＵ１２２のアップホール誘導結合器１５２ａと位置合わせされるように組み立てることができる。このような実施形態では、第１および第２のＳＣＵ１２２の局所通信システム１４０は、第１のＳＣＵ１２２のダウンホール誘導結合器１５０ｂと第２のＳＣＵ１２２のアップホール誘導結合器１５２ａの間の誘導結合によって互いに通信することができる。
【0058】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の局所処理システム１４２は、局所検知システム１４４により取得されたセンサデータなどのデータの処理を提供し、ＳＣＵ１２２の様々な構成要素を制御するプロセッサを含む。これは、位置決め制御システム１４７の制御（例えば、セントラライザ１２６および固定シール１２８の展開、取り外し可能な固定シール１２８への本体１３０の連結の制御を含む）、局所エネルギーシステム１４３の動作の制御、局所検知システム１４４の動作の制御、局所流れ制御システム１４６の動作の制御、および局所通信システム１４０の動作の制御を含む。いくつかの実施形態では、局所処理システムは、少なくとも図８に関して説明したコンピュータシステム１０００のプロセッサ１００６と同じまたは類似のプロセッサを含む。
【0059】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の局所エネルギーシステム１４３は局所エネルギー源を含む。局所エネルギー源は、例えば、流動エネルギーハーベスタ、振動エネルギーハーベスタ、または熱エネルギーハーベスタなどの、ダウンホール環境からエネルギーを収集するように設計されたエネルギーハーベスティングシステムを含むことができる。局所エネルギー源は、充電式電池、超充電コンデンサ、または機械的エネルギー貯蔵装置（例えば、フライホイール）などの局所エネルギー貯蔵を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の局所エネルギーシステム１４３は、ＳＣＵ１２２の中央通路１３６を通って流れるかまたは中央通路１３６に存在する生産流体または他の物質からエネルギーを収集することができる。例えば、ＳＣＵ１２２の局所エネルギーシステム１４３は、ＳＣＵ１２２のＳＣＵ本体１３０の中央通路１３６に配置され、中央通路１３６を通って流れる生産流体からエネルギーを抽出するように動作するタービンを含む流動エネルギーハーベスタを含むことができる。抽出されたエネルギーは、ＳＣＵ１２２のバッテリを充電するために使用することができる。生成されたエネルギーおよび貯蔵されたエネルギーは、ＳＣＵ１２２の機能的動作に電力を供給するために使用することができる。
【0060】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の局所検知システム１４４は、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、止水センサ、および水飽和センサなどの様々なダウンホール状態を検出するためのセンサを含む。いくつかの実施形態では、帯状に隔離された領域の状態の測定値を取得するためにセンサのセットを設けることができる。図２Ａの例示的なＳＣＵ１２２’を参照すると、例えば、センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄのそれぞれ第１、第２、第３、および第４のセット（例えば、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、止水センサ、および水飽和センサのそれぞれのセット）はそれぞれ第１、第２、第３および第４の領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃおよび１１０ｄにおける状態のそれぞれのセット（例えば、温度圧力、流量、止水および水の飽和のそれぞれのセット）を検出することができる。図３Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、例えば、センサ１５０ｅ、１５０ｆ、および１５０ｇのそれぞれ第１、第２、および第３のセットは、それぞれ第１、第２、および第３の領域１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇにおける状態のそれぞれのセットを検出することができる。図４Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’’を参照すると、例えば、センサ１５０ｈおよび１５０ｉのそれぞれ第１および第２のセットは、第１および第２の領域１１０ｈおよび１１０ｉにおける状態のそれぞれのセットを検出することができる。
【0061】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の局所流れ制御システム１４６は、目標区域１２４からの流体の流れ、ＳＣＵ１２２および目標区域１２４のダウンホールからの生産流体の上流の流れ、ＳＣＵ１２２および目標区域１２４のアップホールからの注入流体の下流の流れを制御するためのバルブまたは同様の流れ制御装置を含む。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の中央通路１３６は、ＳＣＵ１２２によって作成された全ての帯状に隔離された領域のうちのいくつかの間の流体連通を提供し、ＳＣＵ１２２の局所流れシステム１４６は、帯状に隔離された領域と中央通路１３６の間の流体の流れを選択的に制御するための１つまたは複数のバルブを含む。図２Ａの例示的なＳＣＵ１２２’を参照すると、例えば、第１、第２、第３および第４のバルブ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃおよび１６２ｄは、それぞれ第１、第２、第３および第４の領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃおよび１１０ｄから中央通路１３６への流体の流れを制御することができる。第１のバルブ１６２ａおよび第４のバルブ１６２ｄを開き、第２のバルブ１６２ｂおよび第３のバルブ１６２ｃを閉じて、生産流体を第４の領域１１０ｄから第１の領域１１０ａに上流に流すことができ、同時に第２の領域１１０ｂおよび第３の領域１１０ｃのブレークスルー流体が生産流体および第１の領域１１０ｃに流れ込むのを防ぐ。第２の領域１１０ｂおよび第３の領域１１０ｃは、ＳＣＵ１２２’が展開されている目標区域１２４の目標領域と呼ばれることがある。図３Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、例えば、第１、第２、および第３のバルブ１６２ｅ、１６２ｆおよび１６２ｇはそれぞれ、第１、第２および第３の領域１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇそれぞれから中央通路１３６への流体の流れを制御することができる。第１のバルブ１６２ｅおよび第３のバルブ１６２ｇを開き、第２のバルブ１６２ｆを閉じて、生産流体を第３の領域１１０ｇから第１の領域１１０ｅに上流に流すことができ、同時に第２の領域１１０ｆのブレークスルー流体が生産流体および第１の領域１１０ｅに流れ込むのを防ぐ。第２の領域１１０ｆは、ＳＣＵ１２２’’が展開されている目標区域１２４の目標領域と呼ばれることがある。図４Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’’を参照すると、例えば、第１、第２、および第３のバルブ１６２ｈ、１６２ｉおよび１６２ｊはそれぞれ、第１および第２の領域１１０ｈおよび１１０ｉそれぞれから中央通路１３６への流体の流れを制御することができる。
【0062】
バルブは、例えば、摺動スリーブ、ボールバルブ、または同様の装置を含むことができる。図３Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、例えば、バルブ１６２ｂは、ＳＣＵ１２２’’の中央通路１３６に配置され、ＳＣＵ１２２’’の本体１３０を通って半径方向に延びる穿孔１６４に隣接して配置された管状スリーブ１６３を含む流入制御バルブ（ＩＣＶ）を含むことができる。管状スリーブ１６３は、管状スリーブ１６３を通って半径方向に延びる相補的な穿孔１６６を有することができる。バルブ１６２ｂの動作中、スリーブ１６３は、管状スリーブ１６３の穿孔１６６をＳＣＵ１２２’’の本体１３０の相補的な穿孔１６４と位置合わせすることを含む開放位置へと前進させられ（例えば、中央通路１３６内で横方向に回転させる、または中央通路１３６の長さに沿って縦方向にスライドさせる）、中央通路１３６と、中央通路１３６と第２領域１１０ｆの間の物質の流れを可能にする本体１３０の外側の第２の領域１１０ｆの間に開放経路を定義することができる。スリーブ１６３は、中央通路１３６と第２の領域１１０ｆの間の物質の流れを阻止するために、管状スリーブ１６３の穿孔１６６とＳＣＵ１２２’’の本体１３０の穿孔１６４が互いに十分にずれていることを含む閉鎖位置に前進させられる。スリーブ１６３は、管状スリーブ１６３の穿孔１６６をＳＣＵ１２２’’の本体１３０の穿孔１６４と部分的に位置合わせする（または「部分的にずらす」）ことを含む部分的開放位置に前進させられ、通路１６０と第２の領域１１０ｆの間の物質の制限された（または「絞られた」）流れを可能にする、中央通路１３６と第２領域１１０ｆの間の部分的開放経路を定義することができる。
【0063】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２の位置決め制御システム（「セントラライザ制御システム」または「固定シール制御システム」とも呼ばれる）１４７は、セントラライザ１２６、固定シール１２８、およびＳＣＵ１２２の半径方向に拡張する部材（「拡張部材」）５００の動作を制御するための１つまたは複数の装置を含む。例えば、ＳＣＵ１２２の位置決め制御システム１４７は、非展開位置と展開位置の間でセントラライザ１２６を移動させる原動力を提供するもうひとつの機械的アクチュエータを含むことができる。さらなる例として、ＳＣＵ１２２の位置決め制御システム１４７は、１つまたは複数の固定シール１２８を展開または展開解除するために流体圧力を供給する流体ポンプを含むことができる。固定シール１２８の展開は、ブラダーを膨張させるために搭載流体リザーバから固定シール１２８の膨張可能なブラダーにポンプ輸送する流体ポンプを含むことができる。固定シール１２８の展開解除は、ブラダーを収縮させるために固定シール１２８の膨張可能なブラダーから搭載流体リザーバに流体をポンプ輸送する流体ポンプを含むことができる。さらなる例として、ＳＣＵ１２２の位置決め制御システム１４７は、ＳＣＵ１２２の半径方向に拡張する部材５００を展開または展開解除するために流体圧力を供給する流体ポンプを含むことができる。半径方向に拡張する部材５００の展開は、ブラダーを膨張させ、ブラダーを取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２とのシール接触へ半径方向に膨張させるために搭載流体リザーバから半径方向に拡張する部材５００の膨張可能なブラダーに流体をポンプ輸送する、流体ポンプを含むことができる。半径方向に拡張する部材５００の展開解除は、ブラダーを収縮させ、ブラダーを取り外し可能な固定シール１２８の中央通路５０４の内面５０２とのシール接触から半径方向に後退させるために半径方向に拡張する部材５００の膨張可能なブラダーから搭載流体リザーバに流体をポンプ輸送する流体ポンプを含むことができる。
【0064】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は１つまたは複数のＳＣＵモジュール（ＳＣＵＭ）から形成される。例えば、複数のＳＣＵＭを組み立てて（例えば、エンドツーエンド連結で）目標区域１２４に展開されているか、または展開可能なＳＣＵ１２２を形成することができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵＭは、個別にまたは他のＳＣＵＭと事前に組み立てられて目標区域１２４に送達される。例えば、複数のＳＣＵＭを生産チュービング１１８および坑井１１０に１つずつ通し、エンドツーエンド連結して、目標区域１２４ａにＳＣＵ１２２ａダウンホールを形成することができる。いくつかの実施形態では、複数のＳＣＵＭは、目標区域１２４に配置されるＳＣＵ１２２の一部または全部を形成するためにダウンホールを実行する前に事前に組み立てることができる。例えば、３つのＳＣＵＭを地上１０７でエンドツーエンド連結して地上１０７にＳＣＵ１２２ｂを形成し、組み立てられたＳＣＵ１２２ｂ（３つのＳＣＵＭを含む）を生産チュービング１１８および坑井１１０を通って目標区域１２４ｂに至らせることができる。追加のＳＣＵＭが必要な場合は、追加のＳＣＵＭを別々な実行で提供することができる。例えば、５つのＳＣＵＭが目標区域１２４ｂに必要とされる場合、２つの追加のＳＣＵＭを生産チュービング１１８および坑井１１０を通って目標区域１２４に至らせ、ＳＣＵ１２２を形成するために坑井１１０の目標区域１２４ｂに既に配置されている３つのＳＣＵＭのアップホール端部に連結することができる。したがって、ＳＣＵＭは、井戸システム１０６の生産チュービング１１８を取り出す必要なしに、モジュール式ＳＣＵ１２２ダウンホールを形成するためモジュール式で位置決めおよび組み立てを行うことができる。
【0065】
いくつかの事例では、より小さいサイズが生産チュービング１１８および坑井１１０の通過を容易にすることができるので、個別に、または少なくとも少数の組み立てられたＳＣＵＭでＳＣＵＭを実行することが利点となり得る。例えば、完全に組み立てられたＳＣＵ１２２と比較して、より少ない数の組み立てられたＳＣＵＭは、比較的短い全長を有することができ、それにより生産チュービング１１８および坑井１１０の比較的狭い屈曲部の通過を容易にする。さらに、完全に組み立てられたＳＣＵ１２２と比較して、より少ない数の組み立てられたＳＣＵＭは比較的軽い重量を有することができ、それにより生産チュービング１１８および坑井１１０を通ってＳＣＵＭを前進させるのを容易にする。いくつかの例では、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に送達するのに必要な実行数を減らすために、より多くの組み立てられたＳＣＵＭ、またさらに完全に組み立てられたＳＣＵ１２２を実行することが利点となり得る。モジュール式ＳＣＵ１２２のＳＣＵＭがどのように送達されるかは、サイズ長、生産チュービング１１８および坑井１１０の軌道など、井戸１０８の複雑さに基づくことができる。
【0066】
図６Ａは、１つまたは複数の実施形態による、（ＳＣＵＭ１７２ａ、ＳＣＵＭ１７２ｂ、およびＳＣＵＭ１７２ｃを含む）複数のＳＣＵＭ１７２から形成されたモジュール式ＳＣＵ１７０を示す図である。各ＳＣＵＭ１７２は、第１（「前」または「ダウンホール」）端部１７４および第２（「後」または「アップホール」）端部１７６を有することができる。いくつかの実施形態では、２つのそれぞれのＳＣＵＭ１７２のうちの第１の端部１７４および第２の端部１７６は、モジュール式ＳＣＵ１７０を形成するために互いに連結される（あるいは当接される）。特定の実施形態は、例示の目的で、３つのＳＣＵＭ１７２から形成されたモジュール式ＳＣＵ１７０の文脈で説明されているが、モジュール式ＳＣＵ１７０は任意の適切な数のＳＣＵＭ１７２を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２はモジュール式ＳＣＵ１７０とすることができる。例えば、ＳＣＵ１２２ａ、ＳＣＵ１２２ｂまたはＳＣＵ１２２ｃは、モジュール式ＳＣＵ１２２とすることができる。さらに、モジュール式ＳＣＵ１７０のモジュール式構成要素は例示の目的で、ＳＣＵＭ１７２として説明されているが、いくつかの実施形態では、ＳＣＵＭ１７２は本明細書で説明されているＳＣＵ１２２のうちの１つを含むことができる。例えば、モジュール式ＳＣＵ１２２は、エンドツーエンド連結された複数のＳＣＵ１２２’、エンドツーエンド連結された複数のＳＣＵ１２２’’、エンドツーエンド連結された複数のＳＣＵ１２２’’’、または３つのエンドツーエンド連結の任意の組み合わせから形成することができる。例えば、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄは、１つまたは複数の実施形態による、複数のＳＣＵ１２２（ＳＣＵＭ１７２）から形成された例示的なモジュール式ＳＣＵ１７０を示す図である。図６Ｂは、１つまたは複数の実施形態による、エンドツーエンド連結の複数のＳＣＵ１２２’（ＳＣＵＭ１７２’）から形成された例示的なモジュール式ＳＣＵ１７２’の縦方向の断面図を示す図である。図６Ｃは、１つまたは複数の実施形態による、エンドツーエンド連結の複数のＳＣＵ１２２’’（ＳＣＵＭ１７２’’）から形成された例示的なモジュール式ＳＣＵ１７０’’の縦方向の断面図を示す図である。図６Ｄは、１つまたは複数の実施形態による、エンドツーエンド連結の複数のＳＣＵ１２２’’’（ＳＣＵＭ１７２’’’）から形成された例示的なモジュール式ＳＣＵ１７０’’’の縦方向の断面図を示す図である。
【0067】
いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０の複数のＳＣＵＭ１７２は協調して動作し、ダウンホール仕上げ作業の拡張されたセットを提供する。図６Ｄのモジュール式ＳＣＵ１２２を参照すると、例えば、３つのＳＣＵ１２２’’’（ＳＣＵＭ１７２’’’）が目標区域１２４でエンドツーエンド連結される場合、３つのＳＣＵ１２２’’’（ＳＣＵＭ１７２’’’）のうちの第１のバルブ１６２ｈと第３のバルブ１６２ｊは開くことができ、３つのＳＣＵ１２２’’’（ＳＣＵＭ１７２’’’）のうちの第２のバルブ１６２ｉは閉じることができ、それによって生産流体がモジュール式ＳＣＵ１７０’’’の領域１１０ｍダウンホールからモジュール式ＳＣＵ１７０’’’の領域１１０ｊアップホールまで上流に流れることが可能になり、領域１１０ｋおよび１１０ｌのブレークスルー流体が生産流体ならびに領域１１０ｊおよび１１０ｍに流れ込むのを防ぐ。
【0068】
いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０のＳＣＵＭ１７２は、個別に目標区域１２４に送達される。例えば、複数のＳＣＵＭ１７２を、井戸１０８の生産チュービング１１８および坑井１１０に１つずつ通し、目標区域１２４でエンドツーエンドを一緒に連結して、モジュール式ＳＣＵ１７０ダウンホールを形成することができる。図６Ａを参照すると、例えば、第１のＳＣＵＭ１７２ａは、井戸１０８の生産チュービング１１８および坑井１１０を通過し、目標区域１２４に配置することができる。次いで、第２のＳＣＵＭ１７２ｂは、井戸１０８の生産チュービング１１８および坑井１１０を通過し、第２のＳＣＵＭ１７２ｂの前端１７４が第１のＳＣＵＭ１７２ａの後端１７６に連結するように目標区域１２４に配置することができる。次いで、第３のＳＣＵＭ１７２ｂは、井戸１０８の生産チュービング１１８および坑井１１０を通過し、第３のＳＣＵＭ１７２ｂの前端１７４が第２のＳＣＵＭ２００ａの後端１７６に連結するように目標区域１２４に配置することができる。いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０のＳＣＵＭ１７２は、モジュール式ＳＣＵ１７０の他のＳＣＵＭ１７２と事前に組み立てられた目標区域１２４に送達される。例えば、図６Ａを参照すると、３つのＳＣＵＭ１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃは、（例えば、第２のＳＣＵＭ１７２ｂの前端１７４が第１のＳＣＵＭ１７２ａの後端１７６に連結し、第３のＳＣＵＭ１７２ｂの前端１７４が第２のＳＣＵＭ２００ａの後端１７６に連結するように）地上１０７でエンドツーエンドで組み立てられ、生産チュービング１１８および坑井１１０を通って目標区域１２４に至る組み立てられたユニットとして実行することができる。いくつかの実施形態では、追加のＳＣＵＭ１７２を別々の実行で提供することができる。例えば、５つのＳＣＵＭ１７２が目標区域１２４に必要とされる場合、２つの追加のＳＣＵＭ１７２が地上１０７で組み立てられ、生産チュービング１１８および坑井１１０を通って目標区域１２４に組み立てられたユニットとして実行することができる。２つの追加のＳＣＵＭ１７２は、既に目標区域１２４に配置されている３つのＳＣＵＭ１７２と（例えば、アップホール端部に対して連結して）組み立てることができる。したがって、ＳＣＵＭ１７２は、井戸１０８から生産チュービング１１８を取り出す必要なしに、モジュール式ＳＣＵ１７０ダウンホールを形成するためモジュール式で位置決めおよび組み立てを行うことができる。記述したように、いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０は仕上げシステムとして実行される。例えば、５つのＳＣＵＭ１７２が目標区域１２４に必要とされる場合、５つのＳＣＵＭ１７２が地上１０７で組み立てられ、生産チュービング１１８および坑井１００を通って目標区域１２４に組み立てられたユニットとして実行することができる。
【0069】
いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０の各ＳＣＵＭ１７２は、ダウンホール無線トランシーバ１２５と個別に通信することができる。例えば、エンドツーエンド連結された図６Ｃのモジュール式ＳＣＵ１７０’’（複数のＳＣＵ１２２’’から形成されている）（ＳＣＵＭ１７２ａ’’、１７２ｂ’’および１７２ｃ’’）を参照すると、第１のＳＣＵＭ１７２ａ’’、第２のＳＣＵＭ１７２０ｂ’’、および第３のＳＣＵＭ１７２ｃ’’のそれぞれの無線トランシーバ１４８はアップホールアンテナ１５１ａによりダウンホール無線トランシーバ１２５と直接通信することができる。いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０のＳＣＵＭ１７２は互いに通信することができる。例えば、図６Ｃのモジュール式ＳＣＵ１７０’’を再び参照すると、第１のＳＣＵＭ１７２ａ’’は、それぞれの局所通信システム１４０により第２のＳＣＵＭ１７２ｂ’’と通信することができる。これは、例えば、それぞれの無線トランシーバ１４８間の無線通信による、またはそれらの間の誘導結合による（例えば、第２および第１のＳＣＵＭ１７２ｂ’’および１７２ａ’’のアップホール誘導結合器１５２ａとダウンホール誘導結合器１５２ｂの間のそれぞれの誘導結合による）通信を含むことができる。第１のＳＣＵＭ１７２ａ’’は、それぞれの局所通信システム１４０により第３のＳＣＵＭ１７２ｃ’’と通信することができる。これは、例えば、それぞれの無線トランシーバ１４８間の無線通信による、またはそれらの間の誘導結合による（例えば、第３および第２のＳＣＵＭ１７２ｃ’’および１７２ｂ’’のアップホール誘導結合器１５２ａとダウンホール誘導結合器１５２ｂの間のそれぞれの誘導結合により、および第２および第１のＳＣＵＭ１７２ｂ’’および１７２ａ’’のアップホール誘導結合器１５２ａとダウンホール誘導結合器１５２ｂの間のそれぞれの誘導結合による）通信を含むことができる。
【0070】
いくつかの実施形態では、モジュール式ＳＣＵ１７０のＳＣＵＭ１７２は、ダウンホール無線トランシーバ１２５と連携して通信することができる。モジュール式ＳＣＵ１７０のアップホール最大のＳＣＵＭ１７２は、ダウンホール無線トランシーバ１２５などのＳＣＵ１７０のアップホール装置と直接通信することができ、モジュール式ＳＣＵ１７０のダウンホール最大のＳＣＵＭ１７２は、ＳＣＵ１７０のダウンホール装置と直接通信することができる。例えば、図６Ｃのモジュール式ＳＣＵ１７０’’を再び参照すると、第１のＳＣＵＭ１７２ａ’’の無線トランシーバ１４８は、その第１のアンテナ１５１ａによりダウンホール無線トランシーバ１２５と直接通信し、ダウンホール無線トランシーバ１２５と第２および第３のＳＣＵＭ１７２ｂ’’および１７２ｃ’’の間の通信を中継して仲介役として機能することができる。さらに、第３のＳＣＵＭ１７２ｂ’’の無線トランシーバ１４８は、その第２のアンテナ１５１ｂによりモジュール式ＳＣＵ１７０のダウンホールに位置する、別のＳＣＵ１２２などの装置の無線トランシーバ１２５と直接通信し、モジュール式ＳＣＵ１７０のダウンホールに位置する装置と第１および第２のＳＣＵＭ１７２ａ’’および１７２ｂ’’の間の通信を中継して仲介役として機能することができる。
【0071】
図７は、１つまたは複数の実施形態による、ＳＣＵを採用したスルーチュービング仕上げシステムを使用して井戸を操作する方法７００を示すフローチャートである。方法７００は一般に、生産チュービングを井戸に設置すること（ブロック７０２）、生産チュービングによりＳＣＵを井戸の目標区域に設置すること（ブロック７０４）、ＳＣＵを使用して生産作業を行うこと（ブロック７０６）、およびＳＣＵを再位置決めすること（ブロック７０８）を含む。
【0072】
いくつかの実施形態では、生産チュービングを井戸に設置すること（ブロック４０２）は、生産チュービングを井戸の坑井に設置することを含む。例えば、生産チュービングを井戸に設置することは、生産チュービング１１８を井戸１０８の坑井１１０に設置することを含むことができる。いくつかの実施形態では、生産チュービングの設置は、生産チュービングの端部にダウンホール無線トランシーバを設置することを含む。例えば、生産チュービング１１８を設置することは、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａから約２０フィート（約６メートル）以内にダウンホール無線トランシーバ１２５を設置することを含むことができる。
【0073】
いくつかの実施形態では、生産チュービングによりＳＣＵを井戸の目標区域に設置すること（ブロック４０４）は、生産チュービング１１８および井戸１０８の坑井１１０の介在部分により井戸１０８の目標区域１２４にＳＣＵ１２２を設置することを含む。例えば、生産チュービングにより井戸の目標区域にＳＣＵを設置することは、目標区域１２４ａにＳＣＵ１２２ａを位置決めするために、生産チュービング１１８のダウンホール端部１１８ａと目標区域１２４ａの間に位置する、坑井１１０の生産チュービング１１８の内部および坑井１１０の介在部分の内部をＳＣＵ１２２ａが通過することを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は、位置決め装置１２３によって提供される原動力（例えば、押すことおよび引くこと）によって、生産チュービング１１８または坑井１１０を通って目標区域１２４に前進する。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に設置することは、ＳＣＵ１２２を目標区域１２４に固定するため、または目標区域１２４の領域に帯状の流体隔離を提供するために位置決め装置を展開することを含む。例えば、ＳＣＵ１２２ａを目標区域１２４ａに設置することは、ＳＣＵ１２２ａの１つまたは複数のセントラライザ１２６を展開してＳＣＵ１２２ａを坑井１１０でセンタリングした後、目標区域１２４ａにＳＣＵ１２２ａを固定し、目標区域１２４ａの領域に帯状の流体隔離を提供するためＳＣＵ１２２ａの本体１３０と坑井の目標区域１２４ａの壁の間に流体シールを作成するために、ＳＣＵ１２２ａの１つまたは複数の固定シール１２８を展開することを含むことができる。図２Ａ、図３Ａおよび図４Ａは、坑井１１０のそれぞれの目標区域１２４に設置された、ＳＣＵ１２２’、１２２’’および１２２’’’を含む、例示的なＳＣＵ１２２を示す。
【0074】
いくつかの実施形態では、生産チュービングによりＳＣＵを井戸の目標区域に設置することは、モジュール式ＳＣＵを設置することを含む。例えば、図６Ａを参照すると、３つのＳＣＵＭ１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃが生産チュービング１１８を通過し、目標区域１２４に設置され、目標区域１２４に設置されたモジュール式ＳＣＵ１７２を提供することができる。このように、ＳＣＵＭ１７２は、個別にまたは他のＳＣＵＭ１７２と一緒に目標区域１２４に送達されることができる。例えば、複数のＳＣＵＭ１７２を、井戸１０８の生産チュービング１１８に１つずつ通し、目標区域１２４でエンドツーエンドで連結して、モジュール式ＳＣＵ１７０ダウンホールを形成することができる。さらなる例として、複数のＳＣＵＭ１７２は、目標区域１２４に配置されるモジュール式ＳＣＵ１７０の一部または全部を形成するためにダウンホールを実行する前に事前に組み立てることができる。図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄは、１つまたは複数の実施形態による、モジュール式ＳＣＵ１７０’、ＳＣＵ１７０’’およびＳＣＵ１７０’’’を含む例示的なモジュール式ＳＣＵ１７０を示す図である。
【0075】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵを使用して生産作業を実施すること（ブロック４０６）は、ＳＣＵを操作して様々な機能的生産作業を提供することを含む。例えば、ＳＣＵを使用して生産作業を実施することは、生産フローを調整するために設置されたＳＣＵ１２２のバルブを操作すること、およびダウンホール状態の測定値を取得することを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵを使用して生産作業を実施することは、所望のレベルの帯状の隔離を提供するためにＳＣＵ１２２のバルブを操作することを含む。図２Ａを参照すると、例えば、第１、第２、第３および第４のバルブ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃおよび１６２ｄは、それぞれ第１、第２、第３および第４の領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃおよび１１０ｄからＳＣＵ１２２’の通路１３６への流体の流れを制御するように操作することができる。図３Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、例えば、第１、第２、および第３のバルブ１６２ｅ、１６２ｆおよび１６２ｇは、それぞれ第１、第２および第３の領域１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇからＳＣＵ１２２’’の通路１３６への流体の流れを制御するように操作することができる。図４Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’’を参照すると、例えば、それぞれ第１、第２、および第３のバルブ１６２ｈ、１６２ｉおよび１６２ｊは、それぞれ第１および第２の領域１１０ｈおよび１１０ｉからＳＣＵ１２２’’’の通路１３６への流体の流れを制御するように操作することができる。
【0076】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵを使用して生産作業を実施することは、ＳＣＵを使用してダウンホール状態を監視することを含む。例えば、ＳＣＵを使用して生産作業を実施することは、設置されたＳＣＵ１２２のセンサを使用して様々な領域を監視することを含むことができる。図２Ａの例示的なＳＣＵ１２２’を参照すると、例えば、センサ１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄのそれぞれ第１、第２、第３および第４のセットは、それぞれ第１、第２、第３および第４の領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃおよび１１０ｄで、状態のそれぞれのセットを検出することができる。図３Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’を参照すると、例えば、センサ１５０ｅ、１５０ｆ、および１５０ｇのそれぞれ第１、第２、および第３のセットは、それぞれ第１、第２および第３の領域１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇで、状態のそれぞれのセットを検出することができる。図４Ａの例示的なＳＣＵ１２２’’’を参照すると、例えば、センサ１５０ｈおよび１５０ｉのそれぞれ第１、第２、および第３のセットは、それぞれ第１および第２の領域１１０ｈおよび１１０ｉで、状態のそれぞれのセットを検出することができる。感知された状態を示す感知データは、処理されたセンサデータを生成するため（例えば、局所処理システム１４２によって）局所的に処理することができ、処理されたセンサデータはさらなる処理のため地上制御ユニット１０９ａに（例えば、ＳＣＵ無線送信機１４８およびダウンホール無線送信機１２５により）送信することができる。いくつかの実施形態では、生の感知データを地上制御ユニット１０９ａに送信することができる。
【0077】
いくつかの実施形態では、ＳＣＵを再位置決めにすること（ブロック４０８）は、生産チュービングによりＳＣＵを井戸から取り外すことを含む。例えば、ＳＣＵ１２２ａの全ての固定シール１２８が回収可能である場合、ＳＣＵ１２２ａを目標区域１２４ａから再位置決めすることは、ＳＣＵ１２２ａの固定シール１２８およびセントラライザ１２６を展開解除すること、および坑井１１０および生産チュービング１１８を通して、（回収可能な固定シール１２８を含む）ＳＣＵ１２２ａを目標区域１２４ａから取り外すことを含むことができる。さらなる例として、ＳＣＵ１２２ｂの一部の固定シール１２８が取り外し可能である場合、ＳＣＵ１２２ｂを目標区域１２４ｂから再位置決めすることは、セントラライザ１２６およびあらゆる回収可能な固定シール１２８を展開解除すること、ＳＣＵ１２２ｂの本体１３０から取り外し可能な固定シール１２８を取り外すこと、および坑井１１０および生産チュービング１１８を通して、ＳＣＵ１２２ｂ（取り外された固定シール１２８を除く）を目標区域１２４ｂから取り出すことを含むことができる。そのような実施形態では、取り外された固定シール１２８は、目標区域１２４ｂに固定されたままにすることができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２を再位置決めすることは、ＳＣＵ１２２を地上１０７に戻すことなく、ＳＣＵ１２２を坑井１１０内で移動させることを含む。例えば、ＳＣＵ１２２ａの全ての固定シール１２８が回収可能である場合、ＳＣＵ１２２ａを目標区域１２４ａから設置解除することは、ＳＣＵ１２２ａの固定シール１２８およびセントラライザ１２６を展開解除すること、および目標区域１２４ａから目標区域１２４ｃまで、坑井１１０を通してＳＣＵ１２２ａ（回収可能な固定シール１２８を含む）を移動させることを含むことができる。ＳＣＵ１２２ａは、目標区域１２４ｃにおいて仕上げ作業を提供するために、目標区域１２４ｃに再展開することができる。いくつかの実施形態では、ＳＣＵ１２２は、トラクタなどの位置決め装置１２３を使用して再位置決めされ、坑井１１０および生産チュービング１１８の一部または全部を通してＳＣＵ１２２を前進させる原動力（例えば、引くことまたは押すこと）を提供する。
【0078】
ＳＣＵを採用する井戸システムのそのような実施形態は、生産チュービングの取り出しを必要とする改修手順に従来関連付けられた時間および費用なしで採用することができるオンデマンドおよびモジュール式の仕上げ解決策を提供することができる。例えば、坑井の目標区域の改修のためのアクセスを提供するために、生産チュービングストリングを取り出す改修リグを持ち込む必要がある代わりに、井戸オペレータは単に生産チュービングを通して坑井の目標区域内の位置にＳＣＵを通過させて、必要な改修作業を提供することができる。これにより、状況に応じて、井戸仕上げ作業のオンデマンドでの実施を容易にすることができる。さらに、異なる目標区域に様々なＳＣＵを設置できることは、多様なダウンホール条件にカスタマイズできる柔軟な解決策を提供する。例えば、状況に応じて、様々な組み合わせおよびタイプのＳＣＵおよびＳＣＵＭを設置、回収、および再位置決めすることができる。したがって、ＴＴＣＳの実施形態は、絶えず変化する井戸条件および生産目標に対処する、柔軟で、費用および時間効果のある仕上げ解決策を提供することができる。
【0079】
図８は、１つまたは複数の実施形態による例示的なコンピュータシステム１０００を示す図である。いくつかの実施形態では、システム１０００はプログラム可能ロジックコントローラ（ＰＬＣ）とすることができる。システム１０００は、メモリ１００４、プロセッサ１００６、および入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１００８を含むことができる。メモリ１００４は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ））、揮発性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））、大容量記憶メモリ（例えば、ＣＤ−ＲＯＭおよび／またはＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ）などを含むことができる。メモリ１００４は、プログラム命令１０１０を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。プログラム命令１０１０は、地上制御システム１０９ａ、局所制御システム１３８、および方法７００に関して説明したものを含む、本明細書で説明した機能的動作をもたらすコンピュータプロセッサ（例えば、プロセッサ１００６）によって実行可能なプログラムモジュール１０１２を含むことができる。
【0080】
プロセッサ１００６は、プログラム命令を実行することができる任意の適切なプロセッサとすることができる。プロセッサ１００６は、本明細書で説明されている算術演算、論理演算、および入出力操作を実施するためにプログラム命令（例えば、プログラムモジュール１０１２のプログラム命令）を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）を含むことができる。プロセッサ１００６は、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。Ｉ／Ｏインターフェース１００８は、ジョイスティック、コンピュータマウス、キーボード、表示画面（例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を表示するための電子ディスプレイ）などの１つまたは複数のＩ／Ｏ装置１０１４と通信するためのインターフェースを提供することができる。Ｉ／Ｏ装置１０１４は、１つまたは複数のユーザ入力装置を含むことができる。Ｉ／Ｏ装置１０１４は、有線（例えば、工業用イーサネット）または無線（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ）接続によりＩ／Ｏインターフェース１００８に接続することができる。Ｉ／Ｏインターフェース１００８は、他のコンピュータ、ネットワーク、などの１つまたは複数の外部装置１０１６と通信するためのインターフェースを提供することができる。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース１００８は、アンテナ、トランシーバ、などを含むことができる。いくつかの実施形態では、外部装置１０１６は、トラクタ、センサ、セントラライザ、固定シールなどを含むことができる。
【0081】
本開示の様々な態様のさらなる修正および代替の実施形態は、この説明に鑑みて当業者には明らかであろう。したがって、この説明は例示としてのみ解釈されるべきであり、実施形態を実行する一般的な方法を当業者に教示することを目的としている。ここに示し説明した実施形態の形態は実施形態の例として解釈されるべきであることを理解されたい。本明細書で図示および説明したものの代わりに要素および材料を使用してもよく、部分およびプロセスを逆にしても省略してもよく、実施形態の特定の特徴を独立に利用してもよく、実施形態のこの説明の恩恵を受けた後、当業者には全てが明らかであろう。特許請求の範囲に記載の実施形態の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の要素に変更を加えることができる。本明細書で使用される見出しは、編成目的のためだけのものであり、説明の範囲を限定するために使用されることを意図するものではない。
【0082】
本明細書に説明されているプロセスおよび方法は、説明されている技法に従って採用することができるプロセスおよび方法の例示的な実施形態であることが理解されよう。プロセスおよび方法はそれらの実施および使用の変形を容易にするために修正することができる。提供されるプロセスおよび方法の順序および動作は変更されてもよく、様々な要素が追加、並べ替え、組み合わせ、省略、修正などされてもよい。プロセスおよび方法の一部は、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせで実施することができる。プロセスおよび方法の部分の一部または全部は、本明細書で説明される１つまたは複数のプロセッサ、モジュール、またはアプリケーションによって実施することができる。
【0083】
本出願全体で使用されているように、「できる（ｍａｙ）」という用語は、必須という意味（必要があるという意味など）ではなく、許容的な意味（潜在性を持つという意味など）で使用される。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語は、含むことを意味するがそれに限定されない。本出願を通し使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、その内容が明らかにそうでないと示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つの要素」への言及は、２つ以上の要素の組み合わせを含むことができる。本出願を通し使用されるように、「基づいて」という句は、関連する動作を特定の項目のみに基づいていることに限定しない。したがって、例えば、データＡに「基づいて」処理することは、内容が明らかにそうでないと示さない限り、少なくとも部分的にデータＡに基づき、かつ少なくとも部分的にデータＢに基づいている処理を含むことができる。本出願を通して使用されるように、「から」という用語は、それから直接関連する動作に限定するものではない。したがって、例えば、エンティティ「から」項目を受け取ることは、エンティティから直接またはエンティティから間接的に（例えば、中間エンティティにより）項目を受け取ることを含むことができる。特に明記しない限り、考察から明らかなように、本明細書を通して、「処理」、「演算」、「計算」、「決定」などの用語を利用する考察は、特殊用途のコンピュータまたは類似の特殊用途の電子処理／演算装置などの特定の装置の動作またはプロセスを指すことを理解されたい。本明細書の文脈では、特殊用途のコンピュータまたは類似の特殊用途の電子処理／演算装置は信号の操作または変換を行うことができ、典型的にメモリ、レジスタ、または他の情報記憶装置、送信装置、あるいは特殊用途のコンピュータまたは類似の特殊用途の電子処理／演算装置の表示装置内の物理量、電子量または磁気量として表される。