选择性控制在来自单个主钻孔的钻井中不同速度的流动流体流的管汇柱

摘要

可用于选择性控制不同速度分离流动的流体流的一组管汇柱元件，用于钻井建造的作业，液体、气体和/或固体的流体混合物的注入或生产，该液体、气体和/或固体的流体混合物可注入地下通道、地下洞穴、碳氢化合物或地热储层的一个或多个邻近区域，或从地下通道、地下洞穴、碳氢化合物或地热储层的一个或多个邻近区域去除。在管道柱和至少一个其它管道之间的穿过管汇交叉的管汇柱径向通道交流的流体可使用至少一个流动控制元件来控制，与来自最内部、同轴和/或环状通道的通道元件交流。对于在单个主钻孔和井头下方的一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水钻井的各种配置，可选择性控制流体交流。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的优先权：于2010年3月25日递交的具有专利 申请号GB1004961.7名称为“Apparatus And Methods For Operating One Or More Solution Mined Storage Wells Through A Single Bore”的英国专利申请；于2010 年6月22日递交的具有序列号12/803,283、名称为“Apparatus And Methods For Forming And Using Subterranean Salt Caverns”的美国专利申请；于2010年6月 22日递交的名称为“Apparatus And Methods For Forming Subterranean Salt Caverns”的GB1010480.0；于2010年7月6日递交的具有，名称为“Through Tubing Cable Rotary System”的美国专利申请序列号12/803,775；于2010年7 月5日递交的名称为“Apparatus And Methods For A Subterranean Borehole And Performing Other Cable Downhole Rotary Operations”的GB1011290.2；以及，于 2010年12月23日递交的具有专利申请号GB1021787.5，名称为“Managed Pressure Conduit Assembly Systems And Methods For Using a Passageway Through Subterranean Strata”的英国专利申请。所有这些申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明一般涉及可用于在穿过地下地层形成的通道内进行选择性作业的系 统、设备和方法，用于从单个主钻孔作业的一个或多个钻井，用于基本碳氢化 合物或基本水性的注入和/或生产钻井的建造和作业。

背景技术

从还包含水和其它相关流体的地下区域和储层生产碳氢化合物。在许多钻 井中，水和其它钻井流体的体积可基本超过正在从钻井中生产的碳氢化合物的 相对体积，这样钻井流体生产系统处理的水和其它流体的体积可降低或限制碳 氢化合物的生产速度。传统上，在表面出现碳氢化合物与水和其它钻井流体的 分离，以进行碳氢化合物的生产。此外，已使用表面分离系统、井下钻井流体 生产系统，包括电力离心分离机或可渗透的过滤系统和/或液压或机械分离机， 用于从其它井下流体分离正在生产的碳氢化合物。但是，这些现存的井下系统 需要动力、去除组件和/或装置或部件的周期性更换，这样这些现存的系统在钻 井的整个使用寿命中将不能有效工作。此外，这些传统系统不能提供同时流动 流的分离和选择性控制，包括在单个主钻孔内的基本碳氢化合物或基本水注入 和/或生产流的选择性-受控的推进。

本发明的实施方式使用流动控制元件可选择性控制不同速度的同时流体 流。使用具有径向通道的至少一个管汇交叉元件，流体控制元件可选择性放置 在多个同轴管道柱元件之间或可选择地穿过最内部通道元件放置，且啮合至地 下设置的管汇柱的一个或多个容器元件，该径向通道在同轴通道元件和一个或 多个向下延伸的管道之间流体交流。管汇柱可用于将流体注入一个或多个钻井， 和/或从一个或多个钻井提取流体，所述一个或多个钻井竖直和/或侧向设置在穿 过单个柱钻孔和井头的地下地层区域内，从而使空间需求、钻机移动和/或表面 设施最小化。

本发明的实施方式可使用流动控制装置，以选择性提取和/或注入包括气 体、液体和/或固体的基本碳氢化合物或基本水的流体混合物，例如穿过管汇柱 交叉元件的岩屑处理或盐饱和盐水去除，所述管汇柱位于在一个或多个钻井下 端处的两个或更多个地下容貌之间，所述一个或多个钻井可被包括在单个主钻 孔内。流体混合物可为从单个主钻孔的选择性控制的生产和注入，例如注入水 生产在深地热地下区域中产生的蒸汽，或注入浅的沥青砂或冷的北极储层用于 加热和生产粘性碳氢化合物。可将流体混合物选择性注入单个主钻孔或从单个 主钻孔选择性提取流体混合物，以在没有表面处理的情况下处理废弃的流体或 含油的水，或者压力驱动碳氢化合物储层，且从更深更高压力的地下水源直接 注水(water flood)或水掠过(water sweep)。可选择地，可将流体混合物选择 性注入单个主钻孔或从单个主钻孔选择性提取流体混合物，以在生产蒸汽或在 蒸汽生产的过程中再循环水冷凝的同时，从在钻井接缝下的另一地下钻井输送 地热资源。此外，可将流体混合物选择性注入单个主钻孔或从单个主钻孔选择 性提取流体混合物，以在两个不同盐穴深度处选择性提取重量分隔的地下储存 的流体，以在使用上端用于储存作业的同时在洞穴下端使用水溶解盐，或者在 在超负荷的盐矿中使用生产的水溶液开采洞穴的同时分离从砂岩储层生产的碳 氢化合物流动流。

本发明的实施方式可进一步包括可用于操作各种钻井类型的系统、设备和 方法，用于推进基本碳氢化合物和/或基本水的注入或生产。生产或注入的产品 的实例包括地下液体碳氢化合物、气态碳氢化合物、地下蒸汽、地下盐饱和的 流体、钻孔的地下地层岩屑流体混合物及可在钻井建造或增产中使用的流体(诸 如来自或至竖直或侧向分离的管道入口或出口孔板的支撑剂压裂(proppant fracs)。具有在推进注入和/或生产作业中使用的入口或出口孔板的管道可从位 于单个井头下方的单个主钻孔延伸至地下区域。在例如钻井或地下储存洞穴建 造的过程中，和/或在从储层、地下洞穴和/或溶液开采的盐溶解区域生产的过程 中，可使用用于推进基本碳氢化合物和/或基本水注入或生产作业的系统和方 法。跨越不同组的钻井类型的应用和使用提供了用于使元件系统、方法和设备 标准化的规模经济学，其中元件系统、方法和设备可配置在例如用于广泛的现 成部署的各配置中。

在又一方面中，本发明的实施方式可提供用于控制包含固体的流体混合物 的元件系统、方法和设备。这样的流体混合物的实例可包括用于破裂页岩气、 低渗透性的储层或位于松散储层中的砾石充填的支撑剂。传统上，现成的固体 放置技术使用两个流动流途径，该两个流动流途径不能有效处理使用为砂岩储 层设计的设备的砂岩不可渗透的地质性质，或在筛选出现后从钻孔去除固体的 能力。但是本发明的实施方式能够将多余的固体从单个主钻孔的一个或多个钻 井放置和去除至竖直和/或侧向分离的地下区域，从而通过包含固体的流体混合 物的改善的放置和取回提高生产率较低、基本不可渗透的页岩储层或坚硬的砂 岩或松散储层的效率。

本发明的实施方式可进一步使用可经电缆放置的流体可旋转的设备，诸如 钻孔、切断或泵送装置。使用电缆可啮合的井下部件，这些装置可在各种钻井 类型的建造、介入、作业和/或废弃的过程中用于在钻井中建立流体控制，电缆 可啮合的井下部件经由使用电钻机的电缆可选择性放置、悬挂在管汇柱元件中 和/或从管汇柱元件取回。

本发明的实施方式可提供一种流体泵送的、流动控制的元件，该流体泵送 的、流动控制的元件可在具有电马达或流体马达的碳氢化合物、水和/或地下储 存钻井中使用。可由水流的注入或较高速度的流体流的膨胀驱动马达，较高速 度的流体流诸如来自较深较高压力地层的膨胀的气体流或流体，较深较高压力 的地层可用于泵送较低速度流体流，且进一步将它从钻井推出或将它推进钻井 中。

流动控制元件可选择性控制一个或多个管汇交叉元件以提供流体流速度变 化，该流体流速度变化可用于在生产、注入和/或井下处理的过程中选择性效仿 速度柱、喷射泵和/或文氏管配置。

本发明的实施方式还可提供了一种将流体混合物流动流分离成不同速度的 多个基本气态、液体和/或水流动流的手段，及相关联的提取或注入流。流动流 的分离可经使用电钻机或其它钻机的电缆进行选择性地重新配置，且可在通过 单个主钻孔和井头作业的一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水钻井的使用 寿命的过程中使用流动流的分离。通过使用例如穿过地下地层和/或洞穴壁的通 道内的空间，管汇柱元件可用于控制穿过位于跨越一个或多个地下区域的管道 柱元件之间的元件通道和空间的流动，用于在经过井头之前或之后的生产和/ 或注入的地下处理，从而降低对表面处理设施的需要。

本发明的实施方式还可用于来自生产的流体流的第一基本气态流体流和第 二基本液体流体的地下分离的过程中，以选择性控制第二流体流的气举。在任 一流体在单个主钻孔的上端离开井头或阀门树之前，通过控制至少一部分第一 流动流注入第二流动流，可实现该地下分离和选择性控制，以选择性最优化提 取过程和所产生的生产的流动流。

本发明的实施方式可进一步提供一种通过选择性控制邻近通道元件或侧向 分离的钻井的流动流来热影响流动流的手段。所述侧向分离的钻井可从钻井接 缝向下延伸，以例如防止溶液开采过程中流动的流体流之间的热交换，或者通 过使用穿过单个主钻孔和/或钻井接缝的邻近通道元件将热量热交换至沥青砂 或冷的北极生产，从而用于将蒸汽注入钻井接缝下面的竖直和/或侧向分离的 点。此外，通过例如使用从热流体生产的废水，诸如发电过程中的碳氢化合物 分离或蒸汽冷凝，流动流的选择性控制使得能够进行流动流的热分离，可穿过 单个主钻孔的通道轴向向下注入废水以隔离正在从地层和/或海洋的冷却效应 轴向向上提取的产品。另一实例包括：使用较冷的废水注入穿过同轴通道元件 以隔离来自由深碳氢化合物或地热资源引起的高温生产的装备。其它实例包括 流动控制元件的热隔离，该流动控制元件诸如在同时地下气体储存提取和溶液 开采作业过程中的气体储存盐穴的最终注水泥的套管鞋。

存在对可用于实现如下过程的系统、方法和设备的经济需要：使建造和操 作位于环境敏感和远程位置的不同钻井所需装备的量和空间最小化，其中环境 敏感和远程位置包括例如在市区、丛林、北极或近海区域。

存在开发可跨越不同钻井类型使用的可兼容的系统、方法和设备所需的规 模经济的需要，不同钻井类型包括例如碳氢化合物、地热、水生产、地下废物 处理、地下储存和溶液开采的钻井，其中跨越不同钻井的广泛的应用提供了经 济有效的标准化和现成的供应。

最近发现的遍及全球的不可渗透的页岩气体碳氢化合物储备和/或在边际 疏松储层中的储备的规模和经济需要产生了对改善流体控制的系统和方法的需 要，所述流体运载用于储层中的疏松地层筛选或裂隙开启和扩展的固体。在储 层中，固体生产和/或裂隙长度是受限制的，以增加例如页岩气体储层的相对渗 透性，或例如改善疏松储层的砾石充填，超出了使用通常为可渗透或高产储层 设计的传统技术目前可能和/或经济可获得的范围。

存在如下需要：用于降低露天开采沥青砂的废弃副产品，及降低表面设施 对北极储层上方的永久冻土区域的影响的系统和方法，其中来自地热和/或较深 地下资源钻井的热量和/或压力可被转向穿过钻井元件通道的接缝，以加热和提 取粘性碳氢化合物，而不需要热源流体的中间表面处理。

存在如下需要：可用于更好的运载完井柱内的固体的改善的系统、设备和 方法，完井柱用于分别将裂隙支撑剂或砾石充填放置在页岩气体或疏松储层中。 且存在相关联的需要：用于在筛选出固体的去除或出沙过程中使气体、液体和/ 或固体进行更加有效的生产的流动。

存在如下需要：在地下钻井有用的寿命周期至废弃的过程中使用较少的表 面设备和劳动密集型较低的电线或电缆作业操作一个或多个钻井的系统和方 法，其中，选择性控制来自从单个主钻孔向下延伸的多个钻井的流体流为多样 的钻井类型改善生产、注入和/或最终废弃的综合经济，以改善边际地下开发(诸 如页岩气体、沥青砂、搁浅的近海储备)、近海地下储存设施和/或需要用于开 发的技术改善各种其它开发的经济学。

存在如下需要：可用于从单个主钻孔生产，同时将水穿过单个主钻孔同时 注入多个钻井以例如处理废弃的流体和/或进行注水的系统和方法，用于维持压 力、减少下沉或清扫储层。此外，存在如下需要：可用于从单个主钻孔生产， 同时将水穿过单个主钻孔同时注入多个钻井以将给水供应至地下蒸汽发生储层 的系统和方法，以将热量提供至碳氢化合物储层，和/或使用在洞穴的溶液开采 过程中作为过滤垫的储存的产品从该相同洞穴储存和提取储存物。

存在如下需要：可用于使用来自例如水注入、地下流体膨胀、电和/或地下 压力资源的能量驱动放置在管道之间或选择性穿过管道通道放置在容器中的泵 的系统和方法，其中，这样的地下潜水泵可与管道柱一起使用，用于同时注入 和/或生产作业。这些注入和/或生产作业可用于辅助例如：使用在地热钻井中蒸 汽膨胀或再循环蒸汽冷凝放置给水备料；使用废弃的流体注入以驱动潜水泵提 升生产的流体；使用来自生产或地下分离过程的膨胀气体以驱动用于从钻井泵 送液体的涡轮；使来自地下储存洞穴的气体膨胀以驱动涡轮，将水泵入加压的 储存空间，用于维持洞穴压力和/或溶液开采(同时压缩压力的后续注入使泵反 转以辅助来自地下储存空间的盐水的泵送)；或者，使用深水资源以驱动涡轮或 容积式马达和/或泵，以生产废弃的碳氢化合物储层，之后较深的高压被自然注 入较弱的浅地层进行处理。

存在其它需要：可用于在经过井头或离开阀门树之前选择性控制地下处理 的可重新配置的地下速度柱及地下分离和/或气举的系统、方法和设备。通过使 用管汇柱的流动控制元件，这些系统和方法可提供选择性控制以例如操作海下 或边际开发，其中表面处理可能是不切实际的，且管汇柱元件在钻井的寿命周 期中可重新配置，而不需要去除生产柱，因此潜在地延长了在单个主钻孔下的 一个或多个钻井的经济寿命周期。

最后，还存在如下需要：通过例如借助于分离钻井接缝下方的钻孔和流动 流可用于热影响钻井的系统和方法。这些系统和方法的热影响可包括：在盐溶 解过程中保持注入流体的热量，用于改善被去除盐水的盐饱和水平；使用作为 地热储层注入备料的隔离的热废水注入流降低蒸汽生产过程中的冷凝，以缩短 水再循环的时间；或者，通过使用注入废水的热量隔离碳氢化合物生产流，以 增加在冷海洋和北极环境中的热保留和流动保障。

本发明的各实施方式论述了这些需要。

发明内容

本发明通常涉及可用于选择性进行在由单个主钻孔作业的一个或多个钻井 的穿过地下地层形成的通道内的作业的系统、设备和方法，用于基本碳氢化合 物或基本水性质的注入和/或生产钻井的受控建造和作业。作为实例，注入或生 产钻井可包括碳氢化合物、地热、水生产、废物处理、地下储存和/或溶液开采 钻井。所述系统、方法和设备可适于提供元件实施方式，所述元件实施方式可 以任意组合或取向进行布置和配置以形成管汇柱，所述管汇柱可用于选择性控 制不同速度的同时流动的流体流。流体流的选择性控制可用于使元件通道内的 地下流体混合物(包括液体、气体和/或固体)被推进至或推离一个或多个基本 碳氢化合物和/或基本水钻井的一个或多个竖直和/或侧向分离的地下区域，所述 一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水钻井可从单个主钻孔和井头向下延伸。

因此，本发明的实施方式可包括一组可适用的系统、方法和设备元件，可 用于形成一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水地下钻井的任意配置，所述一 个或多个基本碳氢化合物和/或基本水地下钻井可用于穿过单个主钻孔的生产、 注入和/或地下储存，且可使用位于对个通道内的流动控制元件以选择性控制在 井头和竖直和/或侧向分离的地下区域之间的不同速度的同时流动的流体混合 物流。

可适用的系统、方法和设备可包括具有受管理的压力管道部件(图100～105 的49)的元件，所述受管理的压力管道部件(图100～105的49)可用于将其它 元件放置在地下地层中，包括例如可与钻孔选择器(图90的47)元件和流动 转向柱元件一起使用的腔体接缝(图97的43)元件。具有泥浆通道器具(58) 的受管理的压力管道部件(图100～105的49)用作具有径向通道的管汇交叉， 选择性控制同时流动的流体流，受管理的压力管道部件(图100～105的49)可 类似于管汇柱直至去除内部组件。

本发明的优选实施方式提供了一组可用于形成管汇柱(图1～2、6～7、22～35、 42～45、49～50、68、51～53、59、62～67、67A、82～87、100～116和119～123) 的方法和设备，用于通过使用在一个或多个竖直和/或侧向分离的地下区域和井 头(7)之间不同速度的同时流动的流体流(图1～2的31～37)，推进在一个或 多个地下钻井内的液体、气体和/或固体的流体混合物(图1的38)，所述一个 或多个地下钻井从单个主钻孔(6)和井头(图1的7)轴向向下延伸。实施方 式可进一步包括提供了位于在地下钻井的上端出的井头和至少一个管汇交叉元 件之间的多个同轴管道柱(2、2A、2B、2C、50、51、71、78)，及具有至少一 个径向通道(图9的75)元件的元件实施方式(图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)，用于控制流体流动从由多个同轴管道柱形成的至少一个同 轴通道(24、24A、24B、25、53、54、55)元件至至少一个管道柱(2、2A、 2B、2C、39、50、51)的另一同轴通道元件，且从一个或多个管汇交叉元件(23) 轴向向下延伸至穿过地下地层(图1的52)的至少一个通道的至少一个邻近区 域，用于形成所述地下钻井的至少一部分。

通过使用啮合在柱元件管道之间或穿过管汇交叉(23)的最内部通道(25) 元件或最内部通道连接件(26)元件放置的流动控制元件(61)，管汇柱元件可 选择性控制在井头和穿过地下地层的通道的至少一个邻近区域之间的多个同时 流动的流体流(31～38)。流动控制元件(61)可啮合在元件柱管道的之间，或 啮合至管汇柱或交叉(23、58)的至少一个容器(45、45A、45B)，以控制相 同或相反流动取向的不同速度的分离的同时流动的流体流。流动控制元件(61) 可通过通道元件交流，以使液体、气体和/或固体的流体混合物(38)被推进至 或推离穿过地下地层(52)的一个或多个通道的至少一个邻近区域，被推进至 或推离其它邻近区域，被推进至或推离单个柱钻孔(6)和井头(7)，或它们的 组合。

使用组件或流动控制元件(61)的任意组合可配置包括一组元件的管汇柱 或另一管汇柱中的元件，所述包括一组元件的管汇柱或另一管汇柱中的元件可 用于控制进入(31)和/或离开(34)地下钻井的流动流取向。通过使用流动控 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)，不同速度的分离的同时流动流可被选择性控制且可用于推进流体混 合物(38)(诸如碳氢化合物、水、废弃的流体、水泥、支撑剂、盐或其它气体 液体或固体)，用于形成或操作穿过井头或阀门树的基本碳氢化合物和/或水钻 井，所述阀门树在生产或注入过程中啮合至井头。本发明的系统、方法和设备 中可使用多个流动流(31、34、38)的任意轴向取向(31、34)或相反通道取 向(32、33、35、37)，和/或流动流速度。

实施方式可与传统的流动控制元件(61)组合，所述传统的流动控制元件 (61)可包括例如：井头(7)、阀门树(10、10A)，套管鞋(16)、腔体接缝 交叉(21)、管汇交叉(23)、塞子(25A)、腔体接缝(43)、腔体接缝管汇(43A)、 钻孔选择器(47、47A)、泥浆通道器具(58)、压力激活的阀门(63)、表面阀 门(64)、密封堆栈(66)、马达和流体泵(69)、表面阀门(74)、节流器(77)、 单向阀门(84)、文氏管或喷射泵(85)、连接件(96)和密封设备(97)。

使用位于单个主钻孔和井头(7)下方的单个钻井或多个钻井(51A)，管 汇柱可用于连接地下地层内的两个或更多个竖直和/或侧向分离的邻近区域。

在管汇柱(49、70、76)的各优选实施方式中，流体混合物(38)为基本 碳氢化物流体或基本水流体。例如，为基本水的混合物可包括：用于裂隙激活 的支撑剂和水的混合物，用于钻井建造的水和水泥，从地热钻井生产的水蒸汽， 注入处理钻井的水和废弃的物质，和/或洞穴的溶液开采过程中的水和盐的盐溶 液。为基本碳氢化合物的混合物的实例包括：生产的碳氢化合物和气体，和/ 或在可穿过钻井(例如图1的70P和70M)接入的储存洞穴中的两种重量分离 的碳氢化合物液体的混合物。

液体、气体和/或固体的任意组合可在受流动控制元件控制的流体流中流 动，所述流动控制元件诸如啮合至井头(7)上端的表面阀门树(10、10A)， 及其它流动控制元件(61)。其它流动控制元件可包括啮合至管汇柱(49、70、 76)内的容器(45)的流体马达和流体泵(69)，以选择性交流流体混合物，该 流体混合物在最内部通道(25、26、53)元件和/或环状或同轴通道(24、24A、 24B、54、55)元件，及在管汇交叉(23)元件上方和下方穿过地下地层(52) 的通道内，可由多个管道柱(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、78)形成该 环状或同轴通道(24、24A、24B、54、55)元件，该管汇交叉(23)元件具有 至少一个径向通道元件(75)。

管汇交叉(23)元件的实施方式可包括流动混合装置。流动混合装置的实 例可包括文氏管(85)或喷射泵、滑动侧门(125)或气举阀门、腔体接缝交叉 (21)、腔体接缝管汇(43A)、壁(51A)的接缝、泥浆通道设备(58)和/或 具有至少一个径向通道(75)的管汇交叉实施方式(23A～23Z)。该流动混合装 置可用于穿过管道柱元件(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、78)以在元件 通道之间流体交流。且，该流动混合装置可与另外的设备组合，用于与穿过地 下地层(52)的通道、其它管汇交叉元件、腔体接缝(43)和/或一个或多个钻 井(51A)接缝啮合或交流，以形成管汇柱(49、70、76)的流体交流通道元 件(24、24A、24B、25、26、53、54、55、75)，该管汇柱(49、70、76)可 与流动控制元件(61)一起使用以选择性控制和/或分离不同速度的同时流动的 流体混合物流。

各优选管汇柱(图1～2、6～7、22～29、31～35、42～45、49～50、100～105和 119～123的70)实施方式(图1的70M和70P，图2的70N，图6～7的70A， 图31～35的70G，图22～25的70J，图26～29的70K，图42的70B，图43的 70L，图44～45的70C，图49～50的70D，图68的70E和图100～105的70F， 图119～120的70G，图121～122的70H)可在接入来自穿过地下地层(52)的 单个竖直或偏离通道的竖直分离和/或侧向分离的地下区域的应用中使用。

一个或多个优选的管汇柱(70)和/或管道柱元件可在井头、单个主钻孔和 /或钻井(51A)的接缝下方组合。相对于穿过地下地层(52)的单个通道，其 它优选的管汇柱(图51～53、59、62～67、67A、82～87、106～116和123的76) 实施方式(图51的76A，图52的76B，图53的76C，图59的76K，图62～66 的76J，图67的76D，图67A的76E，图82的76F，图83～87的76H和图106～116 的76G，图123的76L)可用于接入具有更大竖直和/或侧向分离的地下区域， 或可用于选择性提供在两个或更多个竖直和/或侧向分离的邻近区域(图123的 1T、1U、1V、1W和1Y)之间的流体交流，该两个或更多个竖直和/或侧向分 离的邻近区域(图123的1T、1U、1V、1W和1Y)穿过地下地层(52)的通 道内或在地下地层(图51～53的106)内。

例如，管汇柱(图100～105的49，图1的70M，图6～7的70A，图31～35 的70G，图22～25的70J，图26～29的70K，图42～43的70B，图44～45的70C， 图49～50的70D，图68的70E和图100～105的70F，图119～120的70G，图 121～122的70H，及图51～53、59、62～67、67A、82～87、106～116和123的76) 可与交叉(23)和/或其它管汇柱元件实施方式组合，以形成又一管汇柱元件(例 如图68的70E，图67的76D，图67A的76E，图106～116的76G和的23B， 图123的76L)。

各优选的管汇交叉元件实施方式(图6～7和44～45的23A，图8～9的23B， 图10～13和22～29的23C，图14～16和22～29的23Y，图17～19、75和82的 23D，图30～35的23E，图42～44和67的23F，图49～50的23G，图49～50的 23H，图55～57的23J，图59的23K，图62～66的23L，图67A和68的23M， 图71～72的23N，图69～70的23P，图73～74的23Q，图82、106～109、112的 23R，图83～87、58的23T及图102和104的23U，图49～50的23W，图62～66 的23X及图117、119～123的23Z)、泥浆通道器具(58)、腔体接缝交叉(图 117、119～123的21)及另外的设备可在通道元件之间交流，该通道元件包括管 汇交叉元件、任意的流体控制元件和/或管道柱元件，该管道柱元件可组合以提 供在管汇柱元件的通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55、75)之间 的流体交流。

各优选的管汇交叉元件实施方式(图59的23K，图62～66的23L，图67 的23F，图67A和68的23M，图82的23R，及图83～87的23T)由具有至少 一个径向通道(75)的适应的腔体接缝(21、43)形成，以在通道元件内进行 流体交流，该通道元件可在管道柱元件(2、2A、2B、2C、39、50、51、71、 78)和穿过地下地层(52)的通道之间形成。钻孔选择器(47、47A)可推进 流体流动，和/或用于选择性交流流体和/或穿过地下管汇柱(49、70、76)的最 内部通道元件(25、26、33)的流动控制元件，该地下管汇柱(49、70、76) 在一个或多个地下区域、井头(7)和/或阀门树(10、10A)之间。

受管理的压力管道部件(例如图100～105的49)可用作管汇柱实施方式(图 100～105的70F)，用于其它管汇柱元件的后续放置。受管理的压力管道部件 (49)、最内部同轴管道柱(50)和同轴柱(51)位于用作管汇交叉(23U)的 泥浆通道设备(58)上方，且穿过径向延伸的通道(75)与向下延伸的管道柱 (39)流体交流，一旦去除具有径向通道(75)的安装的管汇交叉(23U)用 于从井头(7)和/或阀门树(10、10A)向下延伸的其它管汇柱管道的啮合，该 受管理的压力管道部件(49)、最内部同轴管道柱(50)和同轴柱(51)可用于 形成可被其它管汇柱(70、76)进一步使用的钻井接缝，该其它管汇柱(70、 76)与最内部管道柱(39)和同轴管道柱(2A)啮合。

在其它可用于钻井建造的优选管汇柱元件(图43的70L，图44、49的70C 和图100～105的70F，图119～120的70G，图121～122的70H和图123的76L) 实施方式中，可经受管理的压力管道部件(49)放置流体混合物(38)(例如发 泡水泥、储层清洁流体、支撑剂裂隙流体或用于盐溶解的新鲜的水)，同时用作 管道交叉(23)的一个或多个泥浆通道设备(58)保留在原位。此外，最内部 同轴管道柱(50)和其它管道柱(39、51)可与适应的腔体接缝交叉(图43～44、 117～123的21)元件啮合，该腔体接缝交叉(图43～44、117～123的21)元件 使用钻孔选择器(47、47A)元件控制不同速度的分离的同时流动流。具有用 作管汇交叉(23)的一个或多个泥浆通道设备(58)的各受管理的压力管道部 件(49)可与各其它元件设备组合，且一旦与井头(7)和/或阀门树(10、10A) 啮合，该各受管理的压力管道部件(49)可变成管汇柱元件，且钻井层阶段结 束。

液体、气体和/或固体的任意流体混合物(38)可在管汇柱通道元件内使用， 且能够穿过在地下管道内以不同速度同时流动的流体流运输该液体、气体和/ 或固体的任意流体混合物(38)。例如，地下流体混合物(38)、生产的流体和 注入的废弃流体混合物(38)可经过井头(7)的上端，且以相同或相反的方向 性取向流过管汇柱(70、76)。这样的取向可包括用于生产的轴向向上(34)流 动，及用于处理的轴向向下(31)流动，或以不同速度穿过同轴通道(24、24A、 25、26)和/或穿过(32、33、35、37)径向通道(75)的注入处理。流动控制 元件可控制穿过最内部通道(25)、最内部通道连接件(26)和/或至少一个同 轴通道(24、24A、24B)的流动，用于使流体混合物(38)被推离或推进到穿 过单个主钻孔(6)的一个或多个地下钻井的邻近区域。

管汇交叉(23、58)可具有至少一个径向通道(75)，以使至少一部分流体 流直接(32)或间接(35)转向穿过另一整合的或混合的流通道至最内部通道 (25、26、53)。可选择地，管汇交叉可具有至少一个径向通道(75)，以使至 少一部分流体流直接(33)或间接(37)转向穿过另一整合或混合的通道至至 少一个同轴通道(24、24A、24B、54、55)，同时阻断全部或允许一步流动流 以继续轴向向上(34)和/或向下(31)，这依赖于使用和正在推进的流体混合 物，例如注水的同时注入和从注水的储层进行生产。

朝向最内部通道(25、26、53)流动的流体流可直接(32)源于另一第一 通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55)，或穿过第二整合通道间接(35) 源于第一通道。第二整合通道可包括例如包括被分开的同轴通道的管汇交叉(图 14～16和22～29的23Y)，或包括出口管道(39)径向通道(75)的管汇交叉(图 117和118～123的23Z)；该出口管道(39)径向通道(75)穿过腔体接缝交叉 (21)的同轴通道(24)，或腔体接缝的混合腔体和/或一系列管汇交叉(23)， 该一系列管汇交叉(23)被定向至混合通道(24、24A、24B、25、26、53、54 元件和/或位于管汇柱(49、70、76)和穿过地下地层(52)的通道之间的第一 环状通道(55)，其中流动经过管汇交叉(21、23、58)的至少一个径向通道(75)。

朝向(33、37)同轴通道(24、24A、24B、54)或第一环状通道(55)流 动的流体流可直接(33)源自第一通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55)， 或者穿过另一第二整合通道或混合通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55) 间接(37)源自第一通道。

可使用流动控制元件(61)可选择性控制连续、被阻断和/或转向的流体流 的速度，该流动控制元件(61)可被放置在管道柱(2、2A、2B、50、51)的 管道之间(例如阀门(74))，或者被放置在至少一个容器(45、45A)内。通 过例如如下过程将流动控制元件放置在容器内：将跨装结构(22)放置在管汇 交叉(23)内以形成速度柱或阻断径向通道；将气举阀门(图49～50的23G) 放置在交叉或偏心工作筒(side pocket mandrel)中以形成气举柱；将阀门树(10、 10A)和/或单向(84)或压力激活的阀门(图49～50的32W)放置在井头(7) 或交叉中，以控制可用于分离液体和气体的较大有效直径的通道柱；套管鞋 (16)，以阻断第一环状通道(55)将废弃的泥浆注入(31)地层裂隙(18)； 和/或，流体(图26～38和42～45的69)或电(图39、42和44的69)马达和 流体泵(69)，可穿过管汇柱最内部通道放置。

管汇柱(图31～35和42～45的70)的各优选实施方式可与电或流体驱动的 马达和泵元件(图26～29、31～37、38～39和44～45的69)实施方式(图26～29 的69A，图31～37的69B，图38的69C和图39的69D)一起使用，用于与一 个或多个容器(45、45A)啮合或啮合在管汇柱(49、70、76)的管道之间， 以使用电能和/或较高流动流速度或压力的能量泵送较低流动速度或压力的流 动流。例如，来自第一流动流(31、32、33、34、35、36、36A、37)的流体 可用于驱动流体涡轮马达和/或容积式流体马达以使轴旋转，从而驱动相关联的 流体叶轮泵和/或容积式泵以推进第二流动流。

管汇柱(图22～35、42和44的70，图51～53的76，图123的76)元件的 各优选实施方式可与基本水流体混合物一起使用，可轴向向下(31)注入该基 本水流体混合物，同时另一流体轴向向上(34)行进；具有包括在如下过程中 的生产的实例：废水处理，注水，注入给水至地下蒸汽发生，裂隙扩展激活， 盐水取代至地下储存和/或在溶液开采过程中用于溶解的水。

在其它优选实施方式中，管汇柱(图22～35、42～43he 49～50的70，图123 的76)元件可与基本液体流体流一起使用，该基本液体流体流可穿过通道元件 轴向向上和/或向下交流，同时基本气体流体流穿过其它通道元件轴向向上交 流。实例性的使用包括：具有或没有地下气体-液体分离的气举，或经水注入和 /或在生产过程中的冷凝蒸汽的再循环的同时的地热蒸汽生产。

各优选实施方式(图42的70B，图49～50的70D)可与电、压力激活的、 脉冲或声学激活的地下设置的流动控制元件(63、84、85)一起使用，其中阀 门树可用于选择性控制表面生产(34)或注入(31)，同时电或声学信号经过它 的主体或环状通道以远程操作流动控制元件，和/或经与打开和关闭阀门树的阀 门相关联的压力脉冲用于远程激活压力敏感装置，以选择性控制至少一个通道 元件。

其它优选实施方式包括管汇柱(图6～7、22～35、44～45和49～50的70)元 件，该管汇柱(图6～7、22～35、44～45和49～50的70)元件可用于例如分离或 混合流动流，且有效降低流动流的直径，从而形成可选择长度的速度柱(velocity string)。该可选择长度的速度柱可用于增加文氏管配置中的速度和相关联的压 力，以例如通过使用流体混合物的泡点增加碳氢化合物钻井中的生产，或操作 文氏管(85)或喷射泵流动控制元件。

又一优选的管汇柱实施方式(图42～43的70B和图49～50的70D)元件可 在例如地下流体处理中使用，用于经流动控制元件(61)或阀门树(10、10A) 降低影响至少一个流动流的压力，以形成较高速度的流动流。例如，包括较高 速度流动流的基本气态流体流体混合物可与包括较低速度流动流的基本液体流 体混合物分离，以在碳氢化合物或地热钻井中产生液体、气体或它们的组合的 分离。

在相关实施方式中，管汇柱(图42～43的70B和图49～50的70D)元件例 如从地下处理中可形成用于多相流动的碳氢化合物流体混合物的气举配置，然 后该地下处理形成较高速度的基本气态流动流和较低速度基本液体流动流。一 部分较高速度的基本气态流动流可穿过一个或多个气举阀门流动控制元件注入 较低速度的基本液体流动流，以进一步从地下储层推进地下流体的较低速度的 流体混合物，这要好于使用不受控制的多相流动，该一个或多个气举阀门流动 控制元件啮合至在选择性可控的深度和压力处的一个或多个容器(45、45A) 中。

在其它实施方式中，来自碳氢化合物或蒸汽处理的废水可穿过阀门树 (10A)轴向向下(31)注入穿过裂隙的地下地层，其中来自废水注入的能量 用于例如操作优选流体驱动的马达和泵(图26～29、31～37和44～45的69)元 件实施方式。可选择地，碳氢化合物气体或蒸汽流体流可例如从储层空间或气 体储存洞穴在管汇柱(70、76)内以较高速度轴向向上交流，其中较高速度的 流体气体膨胀的能量可用于操作流体驱动的马达和泵(图26～29、31～37和44～45 的69)，以辅助流体的注入或辅助较低速度基本液体流体混合物的提取。

使用腔体接缝交叉(21)和钻孔选择器(47)，其它优选管汇柱元件(图 44的70C，图123的76L)实施方式可用于例如在裂隙扩展过程中放置支撑剂， 且在裂隙扩展筛选后清除出支撑剂。

在又一实施方式中，在经过单个主钻孔和井头以例如提供来自单个主钻孔 的多个钻井之前或之后，管汇柱元件(图123的76L)可用于连接多个侧向和/ 或竖直分离的邻近地下区域，以增加在例如页岩气体矿床中的支撑剂裂隙激活 的数量。

本发明的实施方式可使用管道柱(2、2A、2B、39、50、51)元件的任意 组合，该管道柱(2、2A、2B、39、50、51)元件从井头(7)穿过单个主钻孔 (6)向下延伸，具有：单个主钻孔第一管道(71)元件，包括具有最内部通道 (25、53)的内管道柱(2、39、50)；及至少一个主钻孔第二管道(78)，包括 至少另一管道柱(2A、2B、2C、39、51)。在穿过地下地层(52)的通道内， 其它管道柱(2A、2B、2C、39、51)可被具有一个或多个中间环状通道的第一 环状通道(55)围绕，或被位于最内部(25、53)和第一环状通道(55)之间 的同轴管道通道(24、24A、24B、54)围绕。使用至少一个径向延伸或径向通 道(75)元件，及最内部通道连接件(26)，形成同轴通道元件的同轴管道元件 或具有通道的其它管道可连接至管汇交叉(23)元件。最内部通道连接件(26) 可在上方(24、24A、24B、25、53、54)通道和下方(24、24A、24B、25、 53、54)通道之间交流，上方(24、24A、24B、25、53、54)通道和下方(24、 24A、24B、25、53、54)通道可由从管汇交叉(23)轴向向下延伸的至少一个 管道柱(2、2A、2B、39、50、51)元件形成，且可从以下元件形成：腔体接 缝(43)，腔体接缝管汇(43A)，钻井(51A)的接缝，泥浆通道设备(58)， 和/或可与流动控制元件(61)组合的管汇交叉元件(23和23A～23Z)的组合， 流动控制元件(61)可组合使用用于通过使用不同速度的同时流动的流体流(31、 32、33、34、35、36、36A、37)使地下钻井内的流体混合物(38)被推进至 和/或推离井头(7)。

管汇柱(49、70、76)的实施方式可包括来自一组流动控制元件的元件设 备的组合，该元件设备的组合可被配置和布置用于选择性控制不同速度的一个 或多个流体流。各管汇柱实施方式的功能可包括不同速度的一个或多个流体流 的选择性控制，用于液体、气体和/或固体的流体混合物的建造或生产，该液体、 气体和/或固体的流体混合物可被注入(31、36)以下位置或从以下位置去除(34、 36A)：包括地层钻孔(17)和/或有衬里的钻孔(3、14、15、19)的地下通道 (52)的一个或多个邻近区域；地下洞穴壁(1A)内的储存空间；地下地层或 储层的细孔空间；地下地层或储层的裂隙空间；或者，管汇柱元件或包含环状 空间内的元件通道和/或处理空间。可使用放置在所述柱元件的管道之间的至少 一个流动控制元件(61)控制穿过管汇交叉(23)的径向通道(75)的流体混 合物(38)的流动，该管汇交叉(23)位于同轴管道柱(2、2A、2B、2C、50、 51)和至少一个管道柱(2、2A、2B、2C、39、50、51)之间。可选择地，流 动控制元件(61)可穿过最内部通道元件(25、26、53)放置，流动控制元件 (61)从另一通道元件(24、24A、24B、25、26、53、54、55)直接(32)交 流至所述最内部通道元件，或从第一同轴通道穿过另一第二同轴通道间接(35) 交流。在另一变体中，流动控制元件(61)可穿过最内部通道元件(25、26、 53)放置，流动控制元件(61)从第一通道元件直接(33)交流至同轴通道(24、 24A、54、55)，或从第二通道元件穿过第一通道元件间接(37)交流。可在同 轴管道柱元件(2、2A、2B、2C、39、50、51)内部和它们之间，和/或在管汇 柱和穿过地下地层(52)的通道之间形成同轴通道。可通过柱、管汇交叉(23) 和流动控制(61)元件的配置控制流体交流，可从一组不同的元件配置流动控 制(61)元件，用于从单个主钻孔(6)和单个井头(7)或阀门树(10、10A) 形成的一个或多个基本碳氢化合物或基本水钻井的各种配置，阀门树(10、10A) 啮合至井头。

附图说明

下面参照附图，仅通过实施例的方法描述本发明的优选实施方式，其中：

图1、2和3分别描述了传统碳氢化合物/水、溶液开采/地下储存钻井和电 钻机，其中图1中示出了形成本发明实施方式的重新装配的配置。

图4、5和5A分别描述了现有技术中碳氢化合物压力流速、泡点和底孔压 力与质量流量的关系的函数的示意图。

图6～7例示了布置为选择性改变内部速度柱的长度的管汇柱的实施方式。

图8～19和20～21分别描述了管汇交叉和可与管汇交叉一起使用的适应性腔 体接缝的各种实施方式。

图22～25示出了具有安装在内部容器内的阻断流动控制元件的图10～13或 14～16的管汇交叉元件。

图26～29例示了啮合在图10～16的管汇交叉内的流体马达和泵流动控制元 件的实施方式。

图30～35描述了设置在管汇交叉内的图36～37的流体马达和泵流动控制元 件。

图36～37示出了流体马达和泵流动控制元件的实施方式。

图38～39例示了可在流体马达和泵流动控制元件中使用的可选择的马达和 泵元件配置。

图40、41和47～48分别描述了传统废物处理钻井、碳氢化合物分离和气举 配置。

图42～46和49～53描述了在管汇柱元件组中的各种实施方式。

图54示出了可与图59的管汇柱一起使用的海底井头和腔体接缝配置。

图55～57例示了具有可用于将图58的腔体接缝转变成图59的管汇柱的径 向通道的管汇交叉实施方式。

图58～59分别描述了由具有图55～57的管汇交叉元件的图58的适应性的腔 体接缝形成的腔体接缝和管汇柱元件实施方式。

图60～61和图62～66分别示出了从所述腔体接缝适应性改变且可用于同时 注入和生产的腔体接缝和管汇柱元件实施方式。

图67、67A和68例示了在各管汇柱元件中使用，可与管汇柱元件组的其 它元件一起使用的各阀门流动控制元件和交叉元件配置实施方式。

图69～75描述了可与适应性的腔体接缝一起使用以形成管汇柱元件的管汇 交叉元件的各实施方式。

图76～80示出了可与图73～75的管汇交叉元件一起使用的适应性腔体接缝 元件。

图81例示了可在图73～75的管汇交叉和图76～80的适应性的腔体接缝之间 使用的管道元件。

图82描述了通过组合图73～81的元件部件形成的，可与其它元件一起使用 以形成图106～116的实施方式的管汇柱元件的实施方式。

图83～87示出了适用于形成具有啮合在相关联的容器内的阻断和转向流动 控制元件的较低摩擦流动流元件通道的管汇元件、腔体接缝管汇交叉的实施方 式。

图88～89和图90分别例示了可与本发明的实施方式一起使用的腔体接缝和 钻孔选择器元件。

图91、图92、图93、图93A和图94分别描述了现有技术中的阀门、封隔 器、塞子、跨装结构和乳头状流动控制元件。

图95～96示出了可与本发明的适应性腔体接缝实施方式一起使用的钻孔选 择器元件。

图97～99和100～105示出了分别从受管理的压力管道柱部件形成的适应性 腔体接缝和管汇柱元件实施方式。

图106～116例示了用于来自单个主钻孔的多个钻井的钻井管汇柱接缝的实 施方式。

图117、118和119～122分别例示了可用于接入来自最内部通道的不同同轴 通道的腔体接缝交叉、钻孔选择器和各管汇柱元件实施方式。

图123示出了被配置为控制在碳氢化合物、水和/或地下储存钻井中的流动 流以同时进行各种钻井形成、作业和/或处理功能的，具有从钻井接缝延伸的多 个钻井的示意性管汇柱元件的实施方式。

下面参考所列附图描述本发明的实施方式。

具体实施方式

在详细解释本发明的选择的实施方式之前，应理解本发明并不限于本文所 描述的特定实施方式，且本发明可以多种方式实践或实施。

现在参考图1～5，描述了多种传统钻井构造，及用于基本碳氢化合物和/或 基本水流体混合物的流体动态有方法的功能。基本碳氢化合物和/或基本水流体 混合物可注入储层或从储层生产。除同时流动流体流和多种钻井构造之外，还 可使用传统单个流动系统将流体混合物注入地下储存或盐溶解空间，或从地下 储存或盐溶解空间生产流体混合物。

尽管使用在碳氢化合物、水和地下储存钻井(under storage well)之间的传 统设备，碳氢化合物钻井技工已采用了非常少的涉及在溶液开采和/或地下储存 洞穴的作业过程中使用的同时流动流体的实际应用。

需求的增长及经济回报和传统发现尺寸的降低已增加了对新技术的需要， 新技术可用于增加从传统和非传统储层(例如沥青砂和页岩气储层)重新获得 碳氢化合物的体积。为了增强生产、废物处理和/或进行地下储存，在具有不同 速度的分离和同时流动的流体流的使用中创新正在变的更加经济适用于碳氢化 合物，从而增加开发现成钻井构造、生产、相容组的注入和处理元件的适用性。 相容组类似于构造块，且可以多种配置、构造和/或方向的方式组合以增强基本 碳氢化合物和基本水作业(诸如地热、废物处理、溶液开采及储存、钻井作业)。

此外，由于使用目前的技术开发大规模碳氢化合沥青砂和页岩气储层中的 困难，目前将这样的储层看作非传统资源。但是本发明的实施方式提供了用于 提高单个主钻孔下方的热传递和裂缝扩展的效率，以减少粘度或提高非传统沥 青砂和页岩气储层的有效渗透性，从而进一步证明现成同时流动流技术的开发 以将这样的储备转变成传统储备的种类。

图1和2描述了可分别用于碳氢化合物/水/储存和溶液开采钻井的传统地下 钻井的正视示意截面图。除示出管汇柱元件组的流动控制元件之外，图中例示 了传统流动控制装置。管汇柱元件组包括啮合至套管(3、14、15)的井头(7) 和具有表面阀门(64)的阀门树(10)。套管(3、14、15)穿过经地层(17) 的钻孔延伸，且包括穿过地下地层(52)的通道。通过适应性改变在图1顶部 描述的传统钻井可形成管汇柱实施方式(图1的70M)，且在图1的顶部使用 过程图例示了管汇柱实施方式(图1的70M)。通过适应改变具有外加的流动 控制元件(图117～122的21)的图1和图2的传统钻井，可形成管汇柱实施方 式(图1的70P和图2的70N)。在图2的溶液开采(1)构造之后通常使用类 似于图1的完井(2、40、61、10)，移除图2的溶液开采(1)构造用于在盐穴 (1A)的壁内的地下储存。

当用于涉及设备(诸如滑动侧门(123)、喷射泵(85)、压裂套筒和气举阀 门)的传统实践可能形成同时流动的流体流时，限制了跨越多种钻井类型的这 样的实践的应用，从而阻止了可用于形成钻井建造从业者和作业人员热切得到 的稳定可用的现成应用的设备和方法的元件组的标准化。

本发明的实施方式可与传统设备组合。例如，适用于经泵(116)同时流动 流体混合物(38)和循环水的阀门树(图2的10A)、喷射泵(85)和同轴管道 (2A或3)可用于形成图1的元件实施方式(70M)或图2的元件实施方式(70N)， 同时向钻井添加腔体接缝管汇交叉(21)实施方式。

通常，为了图1和2中描述的碳氢化合物、水和储存钻井，穿过最内部管 柱(2)通道(25)出现使用单个钻孔柱的速度接近相同的流动流，和/或有助 于普通流动流速度的内直径接近相同的完井。在有地下压力泄露的风险下通过 地下阀门(74)控制最内部管柱(2)通道(25)，如图1中所示。

图1示出了控制邻近同轴通道(24、54)的地下阀门(74)和封隔器(40) 流动控制元件(61)，邻近同轴通道(24、54)具有控制通道(24、54)和套管 鞋(16)之间的交流的滑动侧门(123)或喷射泵(85)。使用环形计量器(13) 可监控密封的环形空间，以确保在钻井下端进入或流出管子的流体混合物(38) 与在钻井上端流出(34)或注入(31)阀门树(10)之间的钻井压力的完整性。 除了特殊情况诸如使用滑动侧门(123)以改变环状流体，喷射泵(85)水的供 应，或在图40～41中描述的情况之外，通常不涉及同轴通道(54)用于产品或 注入流体的连续流动。

图1钻井的传统喷射泵的重新配置使用在管子(2)和最终注水泥的套管(3) 之间的环状物，以为放置在管子内的文氏管(venturi)(85)(被称为喷射泵) 提供水。当使用传统喷射泵时，当水与生产的流体混合物(38)流结合使可能 限制这种途径的效用，且稍后必须移除这种途径。但是，描述的实施方式(70M、 70P)在单独的流动流应用中形成分离的流动流速度，诸如具有可选择性控制的 长度的速度柱，和/或描述的实施方式(70M、70P)例如在喷射泵应用和井下 处理中形成多个分离的流动流。

本发明的实施方式包括喷射泵应用以促进生产。喷射泵形成具有不同速度 的分离的同时流动的流动流。例如，使用图1的最终注水泥的套管(3)和阀门 树(10)，或图2的阀门树(10A)及相关联的井头(7)形成管汇柱元件(70M) 实施方式(在图1的底部描述)，用于包含在管子(2)和最终注水泥的套管(3) 之间的同轴柱(2A)。这样在同轴柱元件(2A)，或最终注水泥的套管元件(3) 和内柱(2)元件之间形成循环通路，以形成泵送(116)的封闭系统，具有经 由文氏管(85)连接至管子(2)的高速度持续循环的流动流。从管子(2)抽 吸一部分产品以创建真空文氏管效应，用于从第一生产的流体混合物流动流去 除静水压，从而进一步推动它的生产(34)。同时，推动使用泵送(116)的生 产且在循环系统槽处分离的第二流动流。循环槽分离一部分第二流动流，该一 部分第二流动流生产流体混合物进入液体流(119)，在水接触(117)和液体接 触(118)之间获得液体流(119)。此外，从循环槽的上端获得气体流(120)。 可再利用或取代循环的流体，循环的液体典型地是处理的水，适用的液体、气 体和/或固体的其它混合物。

按照惯例，喷射泵通常应用在具有高含水率的水淹没或注水的储层应用中， 其中水处理设施限制了它们的应用。但是，本发明的实施方式可包括使用装置 (诸如文氏管)将产品的碳氢化合物部分排空，这样稍后在循环槽内的流体分 离通常变小，被限制的水处理设施的影响也将变小。

图1的设备的配置还可应用与地下储存钻井，其中最终注水泥的套管(3) 鞋(16)可为用于储存在洞穴壁(1A)内的产品的流动控制元件。管汇柱元件 (70P)实施方式可由外加的腔体接缝交叉(21)元件和相关联的管道(2、2A) 元件形成，管道(2、2A)元件可用于选择性接近和流动分离重量分离的产品 的同时流体流，诸如原油和液态天然气(LNG)。液态天然气(LNG)漂浮在 盐穴壁(1A)内的油和盐水的上方。通过将钻孔选择器选择性放置在符合选择 的重量分离的产品的深度的选择的腔体接缝交叉(21)内，可使用分离且同时 的流动流选择性取代洞穴内的重量分离的产品。

如在图2中描述的，传统的溶液开采构造不能进行同时流动的流体流的选 择性控制的地下管汇功能，因为最内部过滤柱(2)自由悬挂在外过滤柱(2A) 内，而没有交叉径向通道，或选择性定向和/或再定向流动流的能力。示出的传 统构造的同时流动流由注入(31)和提取(34)盐水组成，其中注入(31)或 提取(34)可能穿过最内部柱(2)通道(25)，而相反的流动方向出现在同轴 通道(24)，反之亦然。碳氢化合物或惰性气体(诸如氮或柴油)的过滤垫或覆 盖层通常穿过第一环形通道(55)交流，以控制轴向向上的盐溶解。

传统应用中，在使用盐溶解工艺溶液开采的地下洞穴空间内，同时流动的 流被限制为盐惰性垫流体和水的注入，及从或进入最内部通道(25)和同轴通 道(24、55)的盐饱和盐水的生产。在没有首先经过第一环形通道(55)的情 况下，不可能进行从同轴通道(24)进入最内部通道(25)(反之亦然)的流动。

传统实践不提供在没有首先进入第一环形通道的情况下，同轴通道(24、 25)之间的交流。且使用去除和重新布置管道柱(2、2A)所需要的强提升能 力的钻井仅可能调整最内部柱(2)的深度，以影响水流出和盐水进入的深度。 相反地，通过放置跨装结构和塞子以分离和使流体转向穿过一个或多个径向通 道，而没有使用强提升能力的钻机切断或去除管道柱，具有一个或多个管汇交 叉(例如图117～122的21)的管汇柱元件(70N)实施方式可用于选择性控制 在最内部和同轴通道之间的同时流动的流体流。

在溶液开采钻井后，一旦去除用于使用溶液开采工艺扩大洞穴壁(图1和 2的虚线1A)内的空间的双柱(2和2A)配置，可安装完井(图1的2、40、 74和10)以形成穿过最终注水泥的套管(3)的地下储存钻井。该盐溶解工艺 包括过滤阀门树(10A)的使用以注入(31)用于生产(34)基本盐水的水， 以扩大洞穴壁(1A)内的空间。其中基本盐水包括液态水和溶解在流体混合物 (38)内的固体盐。洞穴壁(1A)形成在设置在地下区域内的盐矿(5)中。 具有与腔体接缝交叉(21)啮合的自由悬挂的管道柱元件(2、2A)的元件实 施方式管汇柱(70N)可用于防止如下需要：去除外过滤柱，用于溶液开采作 业的调整。在具有生产封隔器(图1的40)和表面下阀门(图1的74)的管汇 柱(图1的70P)替换传统溶液开采构造或管汇柱(70N)的情况下，具有可支 撑同轴管道柱元件(2、2A)的相关联的井头(7)的阀门树(10A)，及腔体接 缝管汇交叉(21)可用于接近储存在洞穴中且通过重量天然分离的不同特定重 量的产品。

现在参考图3，示出了传统电钻机(4A)，可用于选择性放置流动控制元件， 用于重新配置管汇柱元件配置，或使用旋转电缆机构物理上重新配置管汇柱元 件。旋转电缆机构可被运输例如穿过阀门树(10)和井头(7)，放置在最内部 通道或管汇柱的最内部通道连接件内。此外，图3示出了可啮合至防喷器(9) 和润滑器(8)的可关闭的表面阀门(64)，可分离表面阀门(64)以将流动控 制元件放置在润滑器内。然后，可打开阀门，同时经润滑器上端的压力容纳填 料箱或注油器头的电线或电缆(11)提供压力安全壳，且使用绞盘设备降低或 提升(12)流动控制设备，用于放置在穿过地下地层(图1～2的52)的通道内。

使用连续或有接头的管道套管道(conduit-in-conduit)作业的包括例如盘绕 的管子部件或钻机的任何形式的钻机(4)可用于运输在管汇柱内的流动控制元 件。在钻井建造的过程中，当例如管理型压力管道部件(图100～105的49)用 作穿过钻机防喷器放置的管汇柱元件时，管理型压力管道部件(图100～105的 49)可用于控制第一环形通道(图1～2的55)，直至管汇柱可能啮合至井头(7)， 用于控制环形通道(图1～2的24、24A)，且稍后安装表面阀门(64)树用于控 制内通道和与钢丝钻机(4A)的啮合。被称为钻井泥浆的流体混合物可经过钻 机冒口至喇叭口短节，在穿过柱和钻机防喷器之后循环的钻井泥浆在喇叭口短 节处返回。如果钻井泥浆不能容纳地下压力，则钻机转向器执行与填料箱类似 的流体控制功能。与电钻机(4A)类似，通过使用绞车以提升(12)电缆(11)， 钻机(4)可用于放置管汇柱或流动控制装置穿过起重机的定滑轮，放置在穿过 地下地层(52)的通道内。管汇柱可用于选择性控制穿过最内部通道和同轴通 道同时流动的钻井泥浆、水泥和支撑剂压裂液和固体的流体混合物或其它建造 流体混合物。

本发明的实施方式提供了在最内部通道(25)和同轴通道(24、24A、54) 中的一个之间的穿过径向通道的至少一个直接交叉，具有或没有首先穿过邻近 的同轴通道(24、24A、54)或第一环形通道(55)。其中，流动控制元件使用 例如阀门树(10A)或竖管管汇选择性影响穿过径向通道的流体交流，以影响 在一个或多个通道(24、25)内的流体速度和相关联的压力。为了分离碳氢化 合物气体的目的，以便这样的气体可用于气举在选择深度和压力处的基本液体 流动流的一个或多个剩余通道，从而进一步增加生产，在通道内的速度和相关 联的压力的该选择性控制可用于例如建造钻井，和/或提供类似于速度柱或地下 处理的生产刺激。

图4示出了描述现有技术速度柱内表现的示例性关系的图表，解释了流动 底孔压力与碳氢化合物流的流速方法函数图表的关系。底孔压力沿图表的竖直 轴向上升高，且流速升高至沿图表的水平轴的右侧。在碳氢化合物储层的整个 寿命过程中，随着储层压力的耗尽，流速与流动底孔压力的关系的压力函数(F1、 F2、F3)从F1降至F3。通过函数F4和F5所描述的，生产柱(图1的2)的 直径影响速度和相关联的摩擦阻力和压力，确定最小独立流速(P1、P4)出现 的位置，最小独立流速(P1、P4)可与临界流速(P2、P3)对比。临界流速(P2、 P3)与在碳氢化合物流体混合物内的气体的泡点相关联。

当初始建造钻井时，相对于储层压力的耗尽和天然流动，通过将较大直径 的柱的初始流速(FR1)和最终流速(FR3)与速度柱的较低初始流速(F2)和 较高最终流速(F4)相对比，必须在较大直径柱(diameter string)(F5)和较 小直径速度柱(F4)之间作出经济决策。

由于为了废弃储层使用较小直径的生产柱(F4)取代较大直径的生产柱 (F5)的经济学经常是不利的，因此可以比速度柱的较高潜在流速(FR4)更 容易接受较大柱(FR3)的较低流速。

可在本公开的范围内使用的管汇柱元件可提供一种手段，以追随从具有较 大直径柱的FR2至FR2的流速，然后电钻机(图3的4A)介入以选择性放置 流动控制元件，以通过使全部或部分产品转向穿过一个或多个管汇交叉调整在 流入FR5处的生产柱的有效直径。通过重复的钢丝钻机的介入，F5和F4之间 的速度柱函数可产生较高速度的碳氢化合物，而不需要移除生产柱。

现在参考图5，示出了碳氢化合物液体、气相解释压力实例与温度的关系 的函数图表。图表示出压力沿竖直轴向上升高，且温度升高至沿水平轴的右侧。 图5的图表包括与在点C的恒定温度的竖直线交叉的液体更多的流体混合物 (F6)的泡点曲线1函数及气态更多的流体混合物(F7)的泡点曲线2。泡点 曲线1函数(F6)示出：在泡点曲线包络外侧、临界点上方，存在全部为液体 的流体混合物；及，在临界点下方、泡点曲线包络外侧，存在全部为气体的流 体混合物。但是在泡点曲线内，存在液体和气体的流体混合物。函数F8、F9 和F10分别示出25％、50％和75％的液体流体混合物。

在生产过程中，随着经打开表面阀门树(图1的10)的阀门(图1的64) 施加在储层上的压力从A1降低至A2，全部为液体的地下碳氢化合物流体混合 物从液体转变成点A2处的液体和气体混合物。如果在从储层上方的较冷的地 下地层提取的过程中可能维持温度，则液体的百分比将降低至函数F10的点B 处的75％。

当碳氢化合物经过表面分离器时，流体混合物可例如分离成在点S2压力和 温度处的75％的液体。如果使用地下地层的加热的地下分离的工艺可将由于生 产产生的温降最小化至较高压力的点S1，则相同75％的液体流体混合物可获得 较高的流速。对于气体更多的流体混合物函数泡点曲线2，从S4至S3的压力 升高是更显著的，从而当地下流体分离用于维持温度时会产生相对较高的流速。

如所描述的，由于产生的流速不仅是压力和温度的函数，还是储层废弃和 生产柱直径的函数，因此能够更加选择性控制管汇柱内的流动速度、压力和温 度的本实施方式的能力可用于更好地管路在钻井整个寿命过程中的流速，且包 括当进行地下流体处理时更好的控制影响流动保障的热因素。

此外，通过气举具有选择性控制可基本气体流动流的基本液体流动流，可 用于提供地下分离的管汇柱元件还可用于控制同时流动的流体流，使用在两个 流动流之间的气举阀门以进一步辅助使用地下处理的生产。

在图5A中，示出了现有技术中，碳氢化合物砂面压力(sandface pressure) 与质量流量的关系的函数图表的实例。图中示出了在竖直轴上向上升高的压力 及在水平轴上向右升高的质量流量。F11表示具有函数F12的泡点函数，F12 从点P5延伸。F12表示通过打开阀门树及以流动混合物的质量测量的流量流动 施加在储层砂面上的压力的降低。

流动函数F13表示能够在压力和流速点P6稳定流动的碳氢化合物的理论 实例，碳氢化合物在压力和流速点P7变得不稳定。之后，图中示出直至到达压 力和流速点P8之前不能获得稳定的流动。

如在实践中经常发现的，通过钻井的打开，施加在储层砂面上的压力对稳 定生产流是关键的，且多种流速可比其它的更好的工作。因此，在整个使用寿 命的过程中选择性改变碳氢化合物生产柱的流动构造的实际能力具有随储层废 弃变化的流动速度、压力和温度的值。

现有技术的生产方法典型地聚焦于单个流动流的设备和地下分离的相对静 态构造的组合，而忽略在钻井寿命期间具有变化的速度、压力和温度的地下流 体混合物流动流的动态性质，因为一旦安装了生产柱则安全和/或经济因素典型 地防止改变生产柱。

通过使用一组可组合的元件组件，本发明管汇柱的实施方式可用于使用流 动控制元件在钻井的整个使用寿命期间选择性地控制流动流，流动控制装置放 置在同轴柱的管道之间和/或穿过最内部通道，解释了用于基本水或基本碳氢化 合物钻井的理论生产或注入功能(诸如在图4和5中描述的那些)。进一步地， 包括管汇柱的实施方式为实践工人提供穿过最内部通道的可达性，以在钻井的 整个使用寿命期间放置和/或去除可选择性控制非现状生产功能(如在图5A中 描述的那样))的现实的另外的流动控制元件，而不会招致与生产柱的取代相关 联的相同的安全或经济影响。其中，管汇柱可与流动控制装置一起使用，流动 控制装置放置在同轴柱的管道之间和/或穿过最内部通道。

现在参考图6～7、8～16、17～20、21和22～37，示出了管汇柱和交叉元件， 管汇柱和交叉元件可用于改变有效直径，从而在管汇柱的整个长度上为给定流 速(flow rate)改变速度。

具有例如图8～16的同轴管道交叉(23)的管汇柱元件可串联或并联的啮合 在图17～20的其它管汇交叉(23)的上方或下方。可分开或与例如图21的适合 的腔体接缝(43)组合使用该啮合。其中，图22～37的各流动控制元件(61) 可与一个或多个容器(45)啮合，且可进一步以任何组合与管汇柱元件组的其 它元件组合，或与相配的通道元件一起配置，以选择性控制多个同时流动的基 本碳氢化合物和/或基本水流体混合物流动流。

图6和7分别描述了可用作选择性可变长度的速度柱的管汇柱(70)的元 件(70A)实施方式的正视截面图和过程示意图。图中例示了啮合至井头(7) 和阀门树(10)的内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)。通过使流动流体混合物的 至少一部分转向，一系列管汇交叉(图8～9的23、23A、23B，图10的23C及 图14的23Y)可用于减小形成速度柱的有效直径，如图14中描述的。其中， 通过选择性放置流动控制元件，流动流体混合物流入(32、35)最内部通道(25) 或流入(33、37)邻近的同轴通道(24)，以影响沿流动流长度的速度直径的摩 擦当量(frictional equivalent)。从使用以允许阀门(74)控制生产，最上方的管 汇交叉(23A)可去除同轴通道元件(24)。图7示出了与控制线路(79)和阀 门树(10)一起运行的阀门(74)(诸如安全阀门)，以提供钻井中的压力的选 择性控制，用于从钻井的受控生产。

可从图8～9的管汇交叉形成速度柱管汇交叉(23A)，其中永久阻断同轴环 状通道(24)的一部分以使全部流体混合物流(38)转向进入最内部通道(25)。 可选择地，通过仅覆盖管汇交叉元件(图13的23C)中的容器(图13的45) 下方的孔板(图13的59)，可形成管汇交叉元件(23A)的等效物。

现在参考图8，示出了管汇交叉元件(23)的实施方式(23B)的具有与图 9相关联的线A-A的平面视图。其中，如果阻断装置放置在容器(图9的45) 中，则全部最内部通道(25)的流动流可穿过径向通道(图9的75)被转向同 轴通道元件(24)。但是，当布置直通通道时，仅有一部分的同轴通道(24)的 流动与最内部通道混合。在图6～7的管汇交叉(23A)中，永久阻断了这些直 通通道元件。

以与图9所示的潜在相反的方向，该构造的管汇交叉元件(23B)可用于 在碳氢化合物流体分离元件空间的下端允许较重的流体运送至具有最小摩擦阻 力和较大有效直径的通道元件，同时较轻且较多气体的流体流更容易膨胀且运 送穿过较高摩擦阻力的通道元件，从而形成具有不同速度的两个分离的同时流 动流体混合物流。

在图9中，描述了示出图8的管汇交叉(23B)元件的沿线A-A的正视截 面图。图中例示了被径向通道(75)的壁(在图8和9中示出的75A)阻断的 同轴通道(24)的部分。径向通道(75)在最内部通道(25)和同轴通道(24) 之间流体交流。同轴通道(24)在最内部柱(2)和邻近的同轴柱(2A)之间， 最内部柱(2)和邻近的同轴柱(2A)的端部(90)啮合至管汇柱元件的其它 的管道。如所示的确定交叉的方向或旋转交叉，其中径向通道向下向内倾斜， 而不是向上向内倾斜。

依赖于啮合的流动控制元件，穿过任何通道(24、25)可注入(31)或生 产(34)流体混合物。如果例如跨装结构(图93A的22)啮合至容器(45)以 阻断径向通道(75)，则单向或轴向对抗通道元件流动流之间的流动方向的孔板 (59)可用于操作钻井。如果节气门控制径向通道(75)的孔板(59)以仅混 合穿过任意通道(24、25)的流动流(32、33)的一部分，那么通过安装多个 管汇交叉(23B)可选择性辅助包括例如分离和/或气举的其它各流动配置，然 后选择性放置跨装结构和节气门以限定流体混合物流构造的流动。

管汇交叉(23B)类似于在图117和119～122的腔体接缝交叉(21)的下 端处的孔板管汇交叉(23)元件，其中径向通道壁(75A)更适合于较高的侵 蚀速度。

现在参考图10和12，分别示出了管汇交叉元件(23)的实施方式(23C) 的具有与图11和13相关联的线B-B和C-C的平面图。图中例示了包含在内同 轴管道(2)和外同轴管道(2A)之间的穿过同轴通道(24)的截面线(B-B) 及穿过径向通道(75)壁(75A)的另一截面线(C-C)。

图11和13分别描述了沿图10和12的线B-B和C-C的正视截面视图，示 出了管汇交叉(23C)。图中例示了如下的实施方式：其中，依赖于啮合至容器 (45)的流动控制元件，两个流动流可被分离、交叉或混合。流体混合物的注 入(31)或提取(34)可穿过最内部通道(25)或邻近的同轴通道(24)，同轴 通道(24)在管道(2、2A)之间，管道(2、2A)具有可啮合至管汇柱元件的 其它管道的端部(90)。其中，在容器(45)的上方或下方的流动流可穿过径向 通道(75)交叉。图22～29中示出了使用啮合在该管汇交叉(23C)内的各流 动控制元件的各流动配置。

啮合的流动控制元件的实例性配置包括：使用跨装结构以阻断容器(45) 上方或下方的孔板(59)，分别用于阻断容器(45)下方或上方的同轴通道(24)， 同时混合相反的同轴通道(24)和最内部通道(25)。啮合的流动控制元件的配 置的其它实例包括在容器(45)上方和下方的阻断孔板(59)，使用跨装结构以 阻断同轴通道(24)，同时允许最内部通道(25)流动流流经跨装结构的孔，或 通过放置啮合至最内部通道内的容器(45)的阻断流动控制元件以在最内部(25) 和同轴(24)通道元件之间交叉流动流，如图22～25中所描述的。

通过提供阻断全部可穿过同轴通道(24)交流的流动流或使部分该流动流 转向的能力，图10～13的管汇交叉(23C)符合图117和119～122的腔体接缝 交叉(21)元件。腔体接缝交叉(图117和119～122的21)仅可转向至同轴通 道。连续组合这两个管汇交叉元件(21和23C)提供了选择性阻断最内部(25) 和同轴(24)通道，或将一个转向至另一个的能力。

图10～13的管汇交叉(23C)还符合图14～16的管汇交叉(23Y)。图14～16 的管汇交叉(23Y)轴向啮合在所描述的管汇交叉(23C)的上方或下方，提供 了阻断全部流动流或使部分流动流转向的能力，该流动流穿过同轴通道(24) 交流至最内部通道(25)。管汇交叉(图14～16的23Y)可用于阻断全部流动流 或使部分流动流转向，该流动流穿过同轴通道(24)交流至不同的同轴通道 (24A)和/或最内部通道(25)。连续组合这两个管汇交叉元件(23C和23Y)， 且具有围绕23C放置的另外的管道柱元件(2B)，提供了选择性阻断或转向多 个同轴通道元件(图14的24、24A)的能力。

现在参考图14和15，分别示出了具有细节线D和在细节线D内的等轴和 放大视图，且图15中的虚线示出可与图16相关联的管汇交叉元件(23)或浆 体通道(58)实施方式(23Y)的隐藏表面。图中描述的实施方式示出类似于 图11～13中的交叉，虚线表示另外的同轴管道(2B或51)或穿过地下地层(52) 的通道，如果存在另外的管道(2B或51)则虚线表示另外的同轴管道通道 (24A)，或者如果不存在虚线表示的另外的管道(2B、51)则虚线表示第一环 状通道(55)。

径向通道(75)孔板(59)元件可位于最内部通道(25、53)内，由内管 道柱(2、50)形成最内部通道(25、53)。除了另外的壁(82)可放置在每隔 一个的径向通道(75)壁(75A)内之外，可以类似于图10～13的管汇交叉(23C) 的方式配置元件，每隔一个的径向通道(75)壁(75A)具有同轴管道(2A) 的相关联的孔板(59A)。每隔一个的径向通道可在同轴通道(24、54)或另外 的同轴通道(24A、55)和最内部通道(25、53)之间流体交流。在通道元件 (24、24A、25、53、54、55)和最内部通道(25、53)之间的径向通道(75) 的配置类似于图117和119～122的腔体接缝(21)管汇交叉或浆体通道设备(58)， 其中径向通道(75)经过邻近的同轴通道(24、54)以将最内部通道(25、53) 直接连接至非邻近的同轴通道(24A、55)。

图16描述了与图11～15的管汇交叉(23Y)相关联的等轴视图。图中例示 了没有外同轴柱(图15的2A、2B)的设备，以示出径向通道的配置，其中每 隔一个的通道在最内部通道(25、53)和邻近通道(图14～15的24、54)之间 交流。剩余的径向通道(75)可通过另外的壁(82)被转向邻近外壁(图14～15 的2A)中的孔板(图14～15的59A)，以在最内部通道(25、53)和第一环状 通道(图14～15的55)或另外的同轴通道(图14～15的24A、54)之间形成直 接通道。另外的同轴通道(图14～15的24A、54)具有伸出到同轴通道(图14～15 的24、54)中但并不阻断同轴通道(图14～15的24、54)的容器(45)的外壁。

现在参考图17、18和19，分别示出了与图75相关联的平面、正视和等轴 视图，其中虚线描述了管汇交叉元件(23)的实施方式(23D)的隐藏表面。 管汇交叉元件可与图20和21的适合的腔体接缝一起使用。图中示出了最内部 通道连接件(26)，最内部通道连接件(26)啮合在例如出孔管道(图20～21 的39)和使各出孔管道的最内部通道(图20～21的25)延伸的管道之间。图中 包括两个径向通道(75)，两个径向通道(75)在左侧最内部通道连接件(26) 之间可与管汇交叉(23D)的两个孔板(59)流体交流。管汇交叉(23D)可啮 合至同轴通道(图20的24)的孔板(图20的59B)，同轴通道(图20的24) 位于内同轴管道(图20的2)和外同轴管道(图20的2A)之间。图82中示 出了相似配置的实例。

跨装结构可跨越一个或两个径向通道(75)放置，以防止径向流动。可选 择地，可将塞子放置在左侧最内部通道连接件(26)内，以推进径向通道的流 动。孔板(59)可啮合至相同的同轴通道(图15和20的24或24A)或不同的 同轴通道(图15和20的24或24A)，以允许进入最内部通道元件(图19～21 的26和25)或进入(33、37)同轴通道(图15和20的24或24A)的同时流 动，从而用于穿过最内部通道或同轴通道的注入或生产。

图20和21描述了适合的腔体接缝(43)的平面和等轴视图，当与例如图 17～19的管汇交叉(23D)组合时腔体接缝(43)可用于形成管汇交叉元件(23)。 图中描述了在外同轴柱元件(2A)内的内同轴柱元件(2)，外同轴柱元件(2A) 形成腔体壁(41)和具有在腔体接缝底部(42)中的孔板(59B)的另外的单 主孔管道(78)，用于同轴通道(24)的流体交流。可添加其它同轴管道(示作 虚线的2B)和其它孔板(59C)，以与管汇交叉(23)的一个或多个孔板(例如 图17～19的59)或同轴柱元件(例如图14和15的2、2A和2B)流体交流。

现在参考图22和24，分别示出了管汇柱元件(70)实施方式(70J)的具 有与图23和25相关联的线B-B和C-C的平面视图。图中描述了具有管汇交叉 (图10～13的23C或图14～16的23Y)和流动控制元件(61)的管汇柱元件(70) 实施方式(70J)，流动控制元件(61)显示为例如安装在容器(图23和25的 45)内的阻断塞子(25A)。图中例示了形成同轴通道(24)的内同轴柱(图23 和25的2)和外同轴柱(图23和25的2A)，可通过径向通道壁(75A)将同 轴通道(24)转向至最内部通道元件(图23和25的25)中的孔板。

图23和25分别描述了沿图22和24的线B-B和C-C的正视截面视图。图 中示出了具有阻断或塞子(25A)流动控制元件(61)的管汇柱(70J)，阻断 或塞子(25A)流动控制元件(61)经由位于图22和24的管汇交叉(23C)内 的芯轴连接件(89)啮合至容器(45)。管汇柱(70J)的端部(90)与其它管 汇柱元件啮合。使用电钻机(图3的4A)电缆(图3的11)穿过最内部通道 (25)放置塞子(25A)，且塞子(25A)啮合至连接件(68)用于提升(图3 的12)进入或提升(图3的12)出穿过地下地层(图1和2的52)的通道。 在放置或去除塞子(25A)之后，可分离电缆和连接件(68)的啮合。

通过塞子(25A)可阻断内同轴柱(2)的最内部通道(25)，迫使注入(31) 或生产(34)跨越最内部通道(25)至(33)同轴通道(24)，或从邻近的同轴 通道穿过径向通道(75)至(32)最内部通道。

在最内部通道和同轴通道之间的跨越流动流可用于例如形成图42和44～45 的优选的管汇交叉阀门实施方式(23F)。在该实施方式中，地下阀门(图42 和44～45的74)可放置在管汇交叉(23C)的任意端，且安装塞子(25A)以 经地下阀门提供对每一流动流的选择性控制，同时当去除塞子时提供穿过最内 部通道(25)的接入。在需要分离的选择性控制的应用中可独立控制地下阀门， 或者如果例如地下阀门是为了故障安全关闭的表面安全阀门，则可一起控制地 下阀门。

可选择地，使用流动控制元件(61)的流动流的交叉可为改变流动流的速 度在通道内提供空间，且在不同的地下深度处提供相关联的压力；其中，流动 控制元件(61)包括例如安装在容器(45)内的节气门或压力控制阀门或一通 阀门，而不是塞子(25A)。当选择性重新配置地下处理空间，以例如通过允许 在流动控制元件下的一部分交叉气体流进入基本液体交叉流动流从而分离流体 和/或气举基本液体流动流时，可以地层的温度作为因素考虑，而不需要使用传 统的偏心工作筒(side pocket mandrel)和气举阀门。在实践中，传统的偏心工 作筒和气举阀门常常比放置在跨越最内部通道元件的乳头剖面容器(nipple profile receptacle)中的阀门更难接入。

可选择地，如果管汇柱(70J)适合于图14～16的交叉(23Y)，而没有使 用图22～25中示出的管汇交叉(23C)，可选择性使流动从非邻近的同轴通道(图 14和16的24A或55)转向进入(35)最内部通道(25)，或选择性使流动转 向穿过最内部通道(25)进入(37)非邻近的同轴通道(图14和16的24A或 55)。

现在参考图26～69，示出了可在地下钻井的使用寿命期间与管汇柱(图51 的70和76)内的其它旋转电缆设备和方法一起使用的进行旋转作业的设备。 图中包括电缆(图3的11)可啮合的井下马达和/或泵部件(69)流动控制装置 (61)，使用电钻机(图3的4A)经由电缆提升可放置、悬挂和取回电缆(图 3的11)可啮合的井下马达和/或泵部件(69)流动控制装置(61)。图中进一 步包括使用例如涡轮、叶轮或转子和定子的电马达(111)或流体马达，具有与 位于管汇交叉(23)内的径向通道(75)相关联的流体入口和出口(59)，用于 使第一流体混合物流动流转向以作用在流体马达上。流体马达可使用流体压力 差，或膨胀或压缩的气体的速度运行，用于泵送第二流体混合物流动流。

由于任何系统内的能量是守恒的(没有生产也没有被破环)，因此使用管汇 柱将流动控制设备选择性放置在不同速度的分离的流动流内可用于为本领域技 术人员提供一种手段，以控制能量如何从第一同时流动的流体混合物流分布至 第二同时流动的流体混合物流，以在使用中更好地分配系统内可用的能量。

现在参考图26和28，分别描述了具有与图27和29相关联的线B-B和C-C 的平面视图。图中示出具有管汇交叉(图10～13的23C，图14～16的23Y)和 同轴管道(2、2A)的管汇柱元件(70)的实施方式(70K)，管汇交叉(图10～13 的23C，图14～16的23Y)和同轴管道(2、2A)围绕流体马达和流体泵(图 27和29的69)流动控制元件(图27和29的61)的实施方式(69A)。图中例 示了可用于泵送流体穿过通道的配置，该配置使用流动的流体的速度和压力， 或第一流动流的气体膨胀以泵送第二流动流。

图27和29分别描述了沿图26和28的线B-B和C-C的正视截面视图。图 中示出具有马达和流体泵(69A)流动控制元件(61)的管汇柱(70K)配置， 马达和流体泵(69A)流动控制元件(61)使用啮合连接部(89)啮合至容器 (45)，从而啮合至管汇交叉(23C或23Y)。图中例示了形成同轴通道(24) 和最内部通道(25)的内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)，最内部通道(25)使 用啮合(68)和用于放置的电钻机(图3的4A)放置和操作流动控制元件(61)。 管汇柱元件的端部(90)可与其它管汇柱(70)配置的管道元件啮合以使第一 同时流动的流体混合物流动，第一同时流动的流体混合物可用于操作流体马达 以泵送不同速度的第二同时流动的流体混合物。

流体马达和流体泵(69)的内部组件类似于图36～37中示出的，具有连接 两个流体可旋转的装置(112)的轴。流体可旋转的装置(112)例如涡轮或叶 轮，可被配置为使用流体运行，且从两个分离的同时流动的流体混合物泵送流 体。例如，从交叉(23C、23Y)下方的同轴通道(分别为图14～15的24和24A) 穿过径向通道(75)注(31)入(32和35)最内部通道(25)的流体可操作可 旋转的涡轮(112)，可旋转的涡轮(112)与连接至另一涡轮(112)的轴啮合， 另一涡轮(112)可用于泵送生产(34)的流体从交叉(23C、23Y)上方的同 轴通道(分别为图14～15的24和24A)穿过径向通道(75)进入(32和35) 最内部通道(25)。作为可选择的实例，通过储存的压缩气体的天然膨胀和/或 地下压力，或通过携带气体的流体从交叉(23C、23Y)下方的最内部通道(25) 流经径向通道(75)至(33、37)同轴通道(24A、24)，穿过元件通道所产生 的(34)流体可操作可旋转的涡轮(112)。可旋转的涡轮(112)可转动连接至 另一涡轮(112)的啮合的轴，且可用于泵送例如来自地下分离处理的基本液体 产生的(34)的流体或例如基本水流体混合物注入(31)穿过地下地层的通道 的邻近区域。基本水流体可用于穿过径向通道元件(75)在最内部通道(25) 和同轴通道(24、24A)之间的溶液开采或处理。

现在参考图30，示出了具有与图31相关联的线F-F和与图35相关联的细 节线G的平面视图。图中描述了管汇柱实施方式(70G)，具有马达的实施方式 (69B)和放置在管汇交叉元件(23)实施方式(图31的23E)内的流体泵(图 31的69)流动控制元件(图35的61)。

图31和34分别描述了沿图30的线F-F的正视截面和等轴视图。图31的 细节线H和I分别与图32和33相关联，且图31的破裂线与图34相关联。图 34描述了表示从管汇柱(70G)移除的一部分同轴管道的轴向截面，管汇柱(70G) 潜在地延伸以与图31中示出的上端(90)处的井头和/或阀门树啮合。图31和 34示出了马达和流体泵(69B)，马达和流体泵(69B)可与电缆连接件(68) 一起放置，且通过啮合设备(图32的89)啮合在管汇交叉(23E)容器(图 32的45)内。示出内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)下端(90)可啮合至穿过 地下地层(图42和44的52)的通道内的其它管道，以竖直分离地下接近的区 域。可使用例如腔体接缝交叉(图117和119～122的21)和/或侧向分离的区域， 使用例如通过出口管道(图83～87的39)接入的腔体接缝管汇交叉(图83～87 的23T)，可实现地下区域的该分离。当为了各种原因而期望在管汇交叉元件 (23E)上方和下方的相同通道元件内保持同时流动的流体流时，可使用该分 离。

在管汇交叉(23E)实施方式中，液体、气体和/或固体的流体混合物可通 道元件通道(24、25)注入(31)或生产(34)，其中，流体通过径向通道(75) 和孔板(59)交流出通道(24、25)以是任意可旋转的装置(112)运行，且将 流动流返回至原始的最内部和同轴通道元件。可旋转的装置(112)被示为例如 流体马达和流体泵元件(69B)。

现在参考图32，示出了在图31的细节线H内的马达和流体泵(69B)容 器啮合(45和89)的一部分的放大视图。图中示出沿径向通道(75)行进的注 入(31)和生产(34)。布置有密封(66)流动控制元件(61)，以容纳不与另 一流体混合物流混合的一流体混合物流的压力。

图33描述了管汇交叉(23E)的放大视图。图中例示了最内部通道，阻断 图31的细节线I内的马达流体泵(69B)的可旋转的轴啮合元件部分。图中包 括啮合在容器(45A)元件内的旋转的连接件(72)，容器(45A)元件阻断(25A) 最内部通道(25)，且涡轮(112)轴(图37的113)啮合至最内部通道(25)。 其中，如果经过轴另一端的相关联的涡轮的流体混合物驱动部件，则在最内部 通道内流动的注入(31)或提取(34)的流体混合物啮合可旋转的涡轮(112) 且使可旋转的涡轮(112)运行，或可通过涡轮被泵送。密封元件(图32的66 和66)控制在塞子(25A)和进入孔板(59)上方和下方流动(31、34)的流 体混合物在最内部通道内的流动，以在左右侧流入径向通道(75)元件，以啮 合在最内部通道(25)内的轴的相对端的涡轮(图31的112和112)。

其它管汇柱(图30的70G)管道柱元件可啮合至端部(90)，其中，在管 汇交叉(23E)下方多个同轴管道(2、2A)或单个管道(2)可分别与同轴管 道通道或第一环形通道一起使用。

图35描述了在图30的细节线G内的管汇柱(70G)马达和流体泵配置(69B) 的一部分的放大视图。示出隐藏表面的虚线例示了内同轴柱(2)和外同轴柱 (2A)，在内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)之间流动控制元件(61)管汇交叉 (23E)使上下孔板(59)交替，转向径向通道(75)，推进穿过管汇交叉(23E) 的注入(31)和/或生产(34)。穿过管汇交叉的流动可用于使流动控制元件(61) 运行，图中示出，例如为通过不同速度和/或相关联压力的同时流动的流体流使 流体马达和流体泵(69B)运行。

现在参考图36和37，分别描述了流动控制装置(61)的具有线J-J和沿线 J-J的平面视图和正视截面视图。示出的流动控制装置包括马达和流体泵(69) 实施方式(69B)，示出通过轴啮合至用于泵送流体的设备(112)的可旋转的 流体可运行的设备(112)。例如设备(112)被示为流体涡轮，被配置为通过流 体的经过在壳体(114)内的轴(113)的端部处驱动且被驱动。图中包括可啮 合至相关联的容器(图32的45)的连接件(89)，用于固定元件流动控制设备 (61)。此外，阻断(25A)和/或密封(66)设备元件可用于控制最内部通道和 同轴通道内和之间的流体穿过径向通道元件。

本发明可使用任意形式的啮合或流体可运行的组件，例如具有密封(66) 或轴承、座圈、滑动的啮合组件或机械装置(诸如行星齿轮传动的配置)的旋 转的连接件(72)，用于使上下涡轮或叶轮的旋转速度不同，上下涡轮或叶轮的 旋转速度可在地下环境中使用以运行流体可运行的马达或泵。使用电缆连接件 (68)和电缆钻井(图3的4A)或管道连接件和盘绕的管路或钻机，可将设备 选择性地放置在管汇柱容器(图32的45，图33的45A)内。当最内部通道元 件穿过轴与各其它流动流流体交流时，例如可形成其它可运行的组件替换物， 各其它流动流可穿过各其它同轴通道和/或第一环形通道交流，可用于运行流体 马达和泵。

图38和39描述了用于不同马达和流体泵(69)实施方式(分别为69C、 69D)的可选择的马达和泵配置的正视截面视图。图中描述了转子(109)和定 子(108)配置(69C)，可通过注入(31)或生产(34)运行，且转子(109) 和定子(108)配置(69C)可用于使流体泵旋转，该流体泵包括例如涡轮或容 积式转子(109)和定子(108)泵(如图38中所示)。图39示出电马达(111) 配置(69D)，可与电缆(110A)和固定或密封的(66)湿连接部(110)一起 使用，用于运行生产(34)或注入(如果取向反转)流体的井下流体泵。

如在图6～39中证明的，且后面在图69～75和83～87中描述的，本发明的 优选管汇交叉(23)实施方式提供了可以任何组合或取向组合的系统和方法， 以选择性控制液体、气体和/或固体的注入(31)和/或生产(34)的流体混合物 (38)的分离流动的流体流。可在改变的速度和相关联的压力下实现该选择性 控制：通过选择性放置的流动控制元件(图1～123的61)和/或流动控制元件实 施方式(69A、69B、69C、69D)，穿过径向通道(75)和孔板(59)选择性交 流，从另一同轴通道(24、24A、24B、25、26、54、55)元件直接(32)或间 接(35)进入最内部通道元件(25、26)，及/或从最内部通道(25、26)或其 它同轴通道(24、24A、24B、55)直接(33)或间接(37)进入同轴通道() 元件(24、24A、24B、55)。流动控制元件可啮合在内同轴柱(2)和/或外同 轴柱(2A)之间，或穿过最内部通道(25、26)输送、放置和/或取回流动控制 元件且啮合至容器(45、45A)。组合的管汇柱(70、76)实施方式可用于运行 来自单个主钻孔和井头的一个或多个基本碳氢化合物和/或基本水井。

现在参考图40和41，与在图1～2和图47～48中描述的钻井一起，现有技 术中地下生产和废水处理的同时流动流的应用及表面碳氢化合物流体分离工艺 的正视示意截面视图，分别描述了可通过本发明的优选实施方式改善、组合和/ 或取代传统工艺。

图40示出了啮合至具有环形阀门(81)的井头(7)的阀门树(10)，环形 阀门(81)控制注入(31)穿过在中间(15)和最终注水泥的套管(3)之间的 环状通道，进入套管鞋(16)下方的裂隙(18)中。套管鞋(16)防止在中间 套管外侧的环形空间内的向上的流动。图中示出压力可传导至裂隙扩展(30) 的点，从而允许在地下容貌内处理废弃的流体。使用注入(31)的中止可允许 关闭裂隙(18)。废弃固体可以与在生产管路(2)的下端单级页岩气体裂压增 产(single stage shale gas fracture stimulation)类似的方式用作支撑剂，在生产 管道(2)的下端注入支撑剂(通常为沙子大小的颗粒)以保持裂隙的开放。裂 隙的这种开放可维持例如遍及裂隙(18)的流体交流，用于从相对不可渗透的 页岩层的气体生产(34)，否则不能进行大量生产。当废物注入(31)上裂隙(18) 时，可同时出现由地下阀门(74)控制的生产流动(34)。可选择地，专用的传 统废物处理钻井注入(31)可穿过由表面阀门(64)控制的阀门树(10)和管 路(2)，至基本水注入钻井的扩展(30)的下裂隙(18)点。

图41示出了地面上的水平(121)表面碳氢化合物分离器(115)，使用控 制线路(79)操作从由地下阀门(74)控制的管路管道柱(2)生产的(34)的 液体、气体和/或固体的流体混合物(38)。在分离器(115)内的具有降低压力 的空间允许泵送较重特定重量的基本水流体流至处理工艺。示出较轻的特定重 量的基本液体碳氢化合物漂浮(117)在水上，流入碳氢化合物的中间基本液体 流体流动流(119)，同时原先压缩的基本较轻的特定重量的气体膨胀且离开上 流体水平面(118)，以生产为最高基本气态的流体流(120)。

图1～2、6～7、42～46、49～53、67～68管汇柱元件(70、76)的正视示意性 截面视图，其中单个钻井管汇柱(70)配置可单独使用或在钻井(图51的51A) 的接缝下方组合使用。组合的管汇柱可用于形成多个钻井管汇柱(76)元件， 多个钻井管汇柱(76)元件可用于地下处理和/或提供多个流体流，其中，可组 合的元件可用于取代一个或多个传统钻井和/或补充或取代传统处理配置，例如 在图1～2、40～41和47～48中描述的那些。

为了形成可应用与基本碳氢化合物和/或基本水钻井及处理系统的现成的 管汇柱元件组的目的，包括例如可与其它布置元件一起运行的传统流动控制元 件(61)的元件可用于推进、测量和/或选择性地控制液体、气体和/或固体的流 体混合物，用于一个或多个基本碳氢化合物钻井、基本水钻井或它们的组合(诸 如组合的溶液开采和储存钻井)。这样的流动控制元件的实例包括：表面泵 (116)、表面阀门(64、81)、阀门树(10、10A)和井头(7)，井头(7)可 用于啮合至管汇柱(70、76)元件的上端，且可用于控制具有多个速度的单个 流体混合物流动流(31、34)和/或具有变化的流动流速度的多个流体混合物流 动流(31、34)。此外，地下阀门(63、74、84)可用于控制通道(24、24A、 25、26、55)元件中的流体混合物的流动。另外的流动控制元件包括井下计量 器、速度开关、压力激活机械装置、流经流体的声学或流体脉冲信号、控制线 路(79)和/或其它选择的测量、激活和/或控制机构，上述机构包括单向装置、 表面或地下节流器(77)、文氏管(85)、喷射泵(85)、塞子(25A)、套管鞋 (16)、封隔器(40)、压裂技术和或马达和流体泵(69)。

图42和43分别描述了地下流动流分离管汇柱(70)元件的实施方式(分 别为70B、70L)的正视截面和过程控制示意图，地下流动流分离管汇柱(70) 元件具有可用于泵送分离的流体的马达和流体泵(69)流动控制元件(61)。图 中示出了具有表面阀门配置的管汇交叉实施方式(23F)流动控制元件(61)。 图中包括穿过通道元件生产(34)的流体混合物(38)，流体混合物(38)分成 由多个阀门(74)分离控制的多个同时流动的流体混合物流。例如，表面故障 安全装置关闭图91的安全阀门(74)，图91的安全阀门(74)通过连续或独立 连接至每一阀门的控制线路(79)运行，从而例如可通过使阀门啮合至图22～25 的管汇交叉(23C或23Y)元件的上下端(90)形成该配置。

位于钻井下端的止回阀门(84)控制在管汇柱(70B70L)的下端进入管道 柱(2、2A)的流体混合物(38)的单向流动，可将流体混合物(38)生产(34) 进入由同轴管道柱(图14～16、20和43的2、2A、2B，图43、55和59的2C) 元件、第一环状通道(图1的55)和/或盐穴壁(图1的1A)形成的通道元件 空间的各配置。液体界面(118)和/或水界面(图43的117)可源于由流动控 制元件(61)(诸如阀门树(10A))施加至通道元件空间的压力或从通道元件 空间释放的压力，且可穿过管道(2、2A)提取基本气态自然膨胀的流动流(120) 用于推进基本液体流动流(119)。可选择地，穿过可在管道柱和/或穿过地下地 层的通道之间形成的管道柱(2、2A、2B)通道或同轴通道，通过天然的地下 压力、马达和流体泵(69)、表面泵(116)、电潜水泵和/或其它流动控制元件 可推进基本液体流动流(119)。

使用具有内(50)和外(51)同轴管道柱的受控的压力管道部件(49)可 安装描述的单个钻井管汇柱(70L)，或源于例如图100～105的管汇柱元件(70F) 的多个类似钻井。且泥浆通道流体流交叉机构(58)可用于例如提供比在钻井 形成的过程中通常实际使用要大的管道尺寸，用于地下分离的目的。一旦啮合 至井头和/或树，受控的压力配置变成具有同轴柱(2、2A、2B2C)和管汇交叉 (21、23)元件的管汇柱(70、76)，以进行注入或生产功能，由于单个钻井或 钻井的接合(图51～53的51A)的应用类似于图123的管汇柱(76L)，因此可 配置一个或多个钻井用于分离流体混合物流(70L)。

图43和123的管汇柱(70L、76L)分别用于将流体混合物分离成来自单 个钻井、一个或多个竖直和/或侧向分离的地下区域、或洞穴的多个同时流动的 流体混合物流，其中在洞穴中大型适合的盐矿可用于溶液开采分离的空间，该 分离的空间可用于钻井或运输管线。使用本发明人的受控的压力柱可形成较大 的分离空间。或者通过各种其它方法可形成较大的分离空间，该其它方法诸如 使用地下分离以通过生产的水或在本发人的方法中描述的那样，或者使用丰富 的水资源(诸如大海)溶液开采洞穴壁(1A)。在生产或容易获得废水的情况 下，本发明可用于进行进入和/或离开经管汇柱接入的地下空间或邻近区域的同 时生产、溶液开采、地下储存和/或多个流体混合物的分离。

现在参考图44和45，分别示出了地下管汇柱元件(70)的实施方式(70C) 的正视截面和过程控制示意图，地下管汇柱元件(70)的实施方式(70C)具 有可选择的内部速度柱管汇交叉(23)、裂隙扩张腔体接缝管汇交叉(21)及马 达和流体泵(69)流动控制元件。图中例示了从井头(7)和阀门树(10A)向 下延伸的内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)。在钻井建造过程中，腔体接缝管汇 交叉(21)可用于经例如穿过穿孔的尾管(19)的页岩气体或废物处理钻井将 支撑剂推进(28A)支撑裂隙(18A)中。穿孔的尾管(19)用水泥粘合(20) 在地层钻孔(17)内，且穿孔的尾管(19)经由尾管顶部封隔器啮合至最终注 水泥的套管(3)。在最终注水泥的套管(3)内，管汇柱(70C)与封隔器(40) 啮合。随后，在钻井的寿命周期中，管汇交叉(23A)可用于重新配置且形成 速度柱，以加快生产速度，且防止水生产抑制例如相关联的碳氢化合物的生产。

该配置还可用于穿过管汇柱(图44～45的70C)接入第一环状通道(55)， 以例如提供废物注入处理，其中，邻近浅地层裂隙(18)的管汇交叉(23)可 从各管汇交叉元件(例如腔体接缝(21)和管汇交叉配置(图22～25的23C 和23Y))形成。塞子(图22～25的25A)可用于经腔体接缝交叉(21)交叉 通道(24、25)的流体交流，腔体接缝交叉(21)可用于从内通道(25)接入 第一环状通道(55)，从而来自速度柱管汇交叉(23A)的生产穿过同轴通道(24) 流动且轴向向上。同时，可泵送(116)水界面(117)下面的来自生产的表面 分离(115)的水，注入(31)穿过阀门树(10A)和腔体接缝交叉(21)轴向 向下以使流体马达和泵(69)运行，从而推进轴向向上的生产。

图43～45的管汇柱(70B、70L、70C)配置描述了用于地下分离及随后的 废物处理的各种可能的配置。例如，可进一步处理且泵送(116)基本液体的流 动流(119)，用于处理进入图42中示作虚线的环状空间。然后，可泵送流动 流(119)穿过环形阀门(81)且穿过阀门树(10A)(如图44所示)注入(31)， 环形阀门(81)位于中间(15)和最终注水泥的套管(3)之间的环状空间内， 可通过套管鞋(16)控制最终注水泥的套管(3)以阻止流体流入外部环状空间。 可通过压力交流(28)至地下地层容貌内的裂隙扩展(30)点来处理废水。如 图中所示，提取的地下加压的流体，诸如压缩气体、高压产品或注入的废弃流 体混合物(图44的31)，可用于使流体马达和流体泵(69)运行。

图43的管汇柱(70L)配置可与腔体接缝管汇交叉(21)一起使用，以选 择性地与地下碳氢化合物界面(118)交流，地下碳氢化合物界面(118)与地 下水界面(117)分离。通过例如电流、来自分离过程的膨胀的压缩气体或注入 的流体(图44的31)运行的一个或多个潜水泵(69)可用于帮助选择性移除 各界面层之间的液体碳氢化合物或水。如果不期望马达和泵，则可简单地封闭 气体流，以允许在钻井内增加压力以经u-形管路穿过一个或多个通道元件运输 流体。

图44和45的管汇柱(70C)可与腔体接缝交叉(21)一起使用，以在钻 井形成的过程中选择性交流裂隙扩展流体和支撑剂。之后，腔体接缝管汇可用 于从期望地下区域或水进行选择性提取，地下区域或水经例如来自页岩气矿层 的气体膨胀而被隔离，来自页岩气矿层的气体膨胀可用于驱动流体马达和流体 泵(69)以将废弃的流体注入所示的较浅的地层容貌中。图44示出了管汇阀门 交叉(23F)，可适用于与腔体接缝和另一管汇交叉(23)一起使用以选择性控 制管汇柱内的流体混合物的流动流。

图47和48分别描述了现有技术中气举配置的正视截面和过程控制的示意 图。图中示出了井头(7)，可穿过管路(2)和阀门树(10)从井头(7)生产 流体混合物(38)。其中，借助于基本气体流体流(120)可穿过最内部同轴通 道(25)提升基本液体流体流动流(119)。通过从表面穿过环形阀门(81)将 气体流注入同轴通道(24)中发生提升，同轴通道(24)形成于管路(2)和套 管(3)之间，且套管(3)经水泥粘合在地层钻孔(17)中。注入经过穿过地 下地层(52)的通道至可穿过最内部通道(25)放置的气举阀门(84)，以产生 液体和气体的流体混合物，从而增加流体流的速度，且降低施加在生产层上的 砂面压力以增加生产(34)，在生产(34)上方可使用正常的生产压力。地下故 障安全的安全阀门(74)可使用控制线(79)、阀门树(10)、单向气举阀门(84) 和环形阀门(81)，可用于选择性保持钻井中的地下压力，且推进生产(34)， 但条件是表面处理和/或气体可用于气举生产。

传统气举配置是普遍的，但需要可注入气体的表面供应以及相关联的表面 设施，表现出远程和/或环境敏感发展的显著经济和后勤上的困难。对于许多碳 氢化合物的开发，本发明可用于选择性控制和在适于提取的位置再注入地下分 离的气体，其中，不需要注入气体的表面供应及相关联的表面设施。

图49和50分别描述了可用于将液体和压缩的气体分离成基本液体和基本 气体流体流的地下管汇柱元件(70)的实施方式(70D)的正视截面和处理控 制示意图。尤其当表面处理和气体注入效率低和/或不实用时，分离的流可用于 选择性再注入，以气举基本液体流动流。例如，图49和50中示出的实施方式 可经济地使用于缺少基础设施的远程水下和边缘开发中。

可穿过管道(2)生产(34)流体混合物(38)，管道(2)通过封隔器(40) 啮合至穿过地下地层(52)的通道，该通道包括经水泥啮合(20)在地层钻孔 (17)中的生产套管(3)及导管套管(14)。流体混合物(38)可到达压力激 活的阀门(63)，压力激活的阀门(63)控制管汇交叉(23W)实施方式的径向 通道，可使用单向阀门和文氏管(85)管汇交叉(23H)实施方式以从气举分 离空间排空液体。可通过位于阀门树(10A)上的节流阀门(77)选择性控制 同轴通道(24)内的压力，以抵抗分离的基本气体流体流(120)。可全部或部 分地使基本气体流体流(120)转向穿过气举阀门(84)管汇交叉(23G)实施 方式，以帮助基本液体流体流(119)的提升，从液体水平(118)下方且穿过 文氏管(85)管汇交叉(23H)从同轴通道(24)获取该基本液体流体流(119)。

如果阀门树(10A)出现故障而需要维持钻井的完整性时，通过控制线路 (79)运行的地下阀门(74)，及压力激活的阀门(63)管汇交叉(23W)保持 地下加压的流体混合物(38)的入口，其中，与传统的气举钻井类似，仅没有 保持环形空间中的有限的存活。如果需要，环形安全阀门或可用于控制最内部 和同轴通道的另外的阀门控制的管汇交叉(23F)可用于压力保持该空间。

现在参考图51、52和53，用于基本碳氢化合物和基本水钻井的多个钻井 实施方式(76A、76B、76C)的各管汇柱(76)的正视示意图分别示作生产/ 废弃流体注入、注水和溶液开采/储存钻井，上述实施方式使用了从单个主钻孔 (6)和井头(7)向下延伸的多个钻井的钻井(51A)接合。多个钻井可接入 地下注入容貌(103)，相对水平或褶曲(94)的储层(95)、和位于地下地层(106) 之间的盐矿(5)。

碳氢化合物或地热钻井的管汇柱(76A、76B)元件配置可用于水或生产的 水的处理和水注入，可将水注入容貌(103)或相对水平的水驱(104)储层， 同时使用多个钻井的一个或多个从褶曲的(94)、有断层的、有裂隙的和/或水 驱的储层中生产，以处理废水，和/或增加储层压力用于从地热储藏生产碳氢化 合物或蒸汽。

管汇柱(76C)元件配置可用于溶液开采或选择性接入盐矿(5)的洞穴壁 (1A)空间内的重量分离的碳氢化合物产物，盐矿(5)在它的上端被最终注 水泥的套管(3)和套管鞋(16)密封。洞穴空间的溶液开采可使用大海、从各 其它实施方式废弃或生产的水。在洞穴空间内，使用管汇交叉可分离、储存和/ 或选择性接入来自钻井或管线的液体、气体和/或固体的基本碳氢化合物流体混 合物，使用例如腔体接缝管汇交叉(21)在管汇交叉中选择性流动来自特定重 量分离的流体水平(105)之间的不同流体混合物。下沉至较低水平(104)的 基本水流体可用于同时取代储存，增加洞穴压力和/或溶液开采空间。

现在参考图54～59，其中，图54和58的方法和设备适用于图55～57的管 汇交叉(23J)以形成图59的管汇柱(76K)，从而完成图54的水下钻井。

图54描述了位于海床(122)上方的水下井头(7)的正视截面视图，该水 下井头(7)可用于图51～53的管汇柱(70A、70B、70C)和图59的适应性改 变的腔体接缝管汇交叉。图中示出了水下连接件(107)、井头(7)和单个主钻 孔(6)，单个主钻孔(6)位于地层(106)内，且包括啮合至井头的腔体接缝 (43)，出口延伸至钻井的下端。出口管道(39)的端部(90)可啮合至多个钻 井。

现在参考图55，上面示出了平面正视视图，虚线示出管汇交叉(23)实施 方式(23J)的隐藏表面。图中描述了最内部通道连接件(26)，可用于将管汇 交叉上方和下方的最内部通道与径向通道(75)连接，以与可连接至同轴通道 的孔板(59)流体交流。如图中所示，使用流动控制元件，例如使用跨装结构 (图93A的22)或塞子(图93的35A)，容器(45)可用于选择性控制最内部 通道和/或径向通道，跨装结构(图93A的22)或塞子(图93的35A)穿过最 内部通道放置且与容器啮合。多个同轴管道(图55和59的2A、2B、2C)可 用于形成多个同轴管道通道，以连接至径向通道(75)的一个或多个孔板(59)。

图56和57分别描述了具有线K的等轴视图和在线K内的放大视图，示出 了图55的管汇交叉(23J)的切断截面。图中描述了径向通道(75)的孔板(59) 及容器(45)，容器(45)可用于流动控制元件的选择性啮合以控制流体混合物 流的流动。

现在参考图55～57，同轴通道(24、24A、24B、25、26、53、54、55)可 形成于同轴管道(2、2A、2B、2C、50、51)和穿过地下地层(图54的52) 的通道之间，且每一个孔板均可被配置为独立接入不同的同轴通道(24、24A、 24B)。流动流可从第一同轴通道直接(32)流入(32、35)最内部通道，或从 第一同轴通道穿过另一第二同轴通道间接(35)流入(32、35)最内部通道。 可选择地，流动流可从第一同轴通道，或从第一同轴通道穿过第二同轴通道， 直接(33)或间接(37)穿过孔板(59)流入(33、37)同轴通道。这样在具 有多个管汇交叉(23J)的通道之间允许任意配置或流动取向，管汇交叉(23J) 可连续地与径向通道的取向啮合，例如通过翻转或倒转管汇交叉中的一个可改 变径向通道的取向。可连接孔板(59)以形成通道元件之间的流体交流，且孔 板可啮合至多个同轴通道元件(25、24、24A、24B、55)，同轴通道元件(25、 24、24A、24B、55)在最内部管道(2)和多个同轴管道(2A、2B、2C)柱及 穿过地下地层(52)的通道的内部及它们之间。

现在参考图58和59，分别示出了腔体接缝管汇(43A)和管汇柱实施方式 (76K)的等轴视图。腔体接缝管汇(43A)包括腔体壁(41)及啮合的(44) 出口管道(39)，可通过阀门(74)和密封堆栈(66)控制啮合的(44)出口管 道(39)，密封堆栈(66)可啮合至另一腔体接缝(图54的43)。图58和59 中的腔体接缝包括登陆板(landing plate)(67)和索引键(indexing key)(65)。 腔体接缝管汇(43A)可适用于多个同轴柱(2、2A、2B、2C)和图59的管汇 交叉(23K)，用于取代图58的阀门(74)配置。图59中示出的且由适应性改 变形成的管汇柱(76K)当放置在例如图54的水下钻井中时，可用于选择性控 制多个同时流动的流体流。

现在参考图60～66，图中例示了使用本发明的多个管汇柱组元件的另一腔 体接缝管汇的适应性改变。图60～61的腔体接缝管汇(43A)适用于形成图62～66 的管汇交叉(23L)实施方式。图62～66的管汇交叉(23L)实施方式与管汇交 叉(23X)实施方式组合使用以形成管汇柱实施方式(76L)，管汇柱实施方式 (76L)可用于进行与图62～66的同轴管道(2、2A)(而不是平行管道(图60～61 的78(也在图59中示出)和71))相同的功能。同轴管道可用于改善穿过地下 地层的通道内的流动能力，用于生产和注入不同速度的同时流动的流体混合物 流，从而对于图62～66的管汇柱(76J)，图60～61的腔体接缝管汇(43A)所 必需的双口阀门树可被单口阀门树取代，通过例如去除双口阀门树所需的多个 有线(图3的4A)钻机的需要，可更加容易地将流动控制元件放置在最内部通 道内。

腔体接缝元件可包括具有容器(例如如果出口轴向向下延伸为图33中示出 的45A，或图66的45C))的腔体底部(42)，用于啮合钻孔选择器(图95～96 的47)延伸部(图95～96的48)，钻孔选择器(图95～96的47)延伸部(图95～96 的48)可用于使腔体接缝内的流体和设备转向表面(87)完整。腔体壁(41) 可啮合(44)至出口管道(39)，且进一步啮合至管汇交叉(23X)的上端最内 部通道连接件，管汇交叉(23X)具有用于啮合流动控制元件(25A、61)的容 器(45)和用于通道之间流体交流的径向通道(75)。如图中所示，部件端部(90) 在上端可啮合至单个主钻孔的管道(2、2A、71、78)，在下端可啮合至多个钻 井管道。

图60和61分别描述了可用于同时注入和生产流动流的腔体接缝管汇交叉 (43A)的平面和等轴视图。如图中所示，主钻孔第一管道(71)和主钻孔第 二管道(78)是平行的，且经阀门(74)接入腔体隔离的部分，在控制出口管 道下方具有密封堆栈(66)以可啮合至其它腔体接缝(图54的43)。在图60 和61中示出的本发明人的腔体接缝允许例如同时的从两个钻井的生产和进入 一个钻井的注入，与图52的管汇柱(76B)类似。

现在参考图62和63，分别示出了平面和正视图，虚线示出管汇柱(76J) 和腔体接缝管汇(43A)的隐藏表面，管汇交叉实施方式(23X)用于适应性改 变腔体接缝(43)。图中例示了内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)，内同轴柱(2) 和外同轴柱(2A)对主钻孔第一管道(71)和主钻孔第二管道(78)分别具有 同等的功能。其中，当在上端(90A)处存在(图55和59的2B、2C)另外的 同轴管道时，同时的流体混合物从同轴管道通道(图55和59的2B、2C)直接 (32)或间接(35)流入(32、35)三个最内部通道元件(25、26)中的一个， 或者穿过孔板(59)直接(33)或间接(37)流入(33、37)同轴通道(24) 中，然后穿过同轴通道(24、24A、24B、55)。

钻孔选择器(图95～96的47)延伸部(图95～96的48)可与腔体接缝底部 容器(83)啮合。其中，跨越单个最内部通道(25)使转向表面(87)完整， 阻断其它最内部通道，以例如放置塞子(图66的25A)以使流动转向进入(33、 37)同轴通道(24)或进入(32、35)左下侧的最内部通道(25)。

图64描述了图62的管汇柱(76K)和管汇交叉(23X)的等轴视图。图 64示出了内同轴柱(2、71)和外同轴柱(92A、78)，虚线示出可选的额外同 轴管道(2B)的端部位置(90A)和相关联的可选孔板(59A)，可选孔板(59A) 可用于啮合至上端(90)的其它管汇交叉(例如图14～16的23Y)。使用本发明 的交叉元件，该啮合可提供左下最内部通道(图62的25)至交替通道元件之 间的流体交流。

现在参考图65和66，分别示出了图62的管汇柱(76K)和管汇交叉(23X) 的具有线L-L的平面视图和沿线L-L的正视截面视图。图中包括示作例如塞子 (25A)的流动控制元件(61)，使用钻孔选择器安装流动控制元件(61)穿过 内同轴柱(2)的最内部通道。如图中所描述的，放置外同轴柱(2A)以穿过 腔体接缝管汇(43A)和管汇交叉(23X)的径向通道(75)流体交流。可选择 地，跨装结构(图93A的22)可啮合至容器(45)的一个或多个，以覆盖径向 通道，且选择性混合从腔体接缝(43)的出口管道(39)延伸的所有三个最内 部通道(25)之间的流体交流。元件通道(25)的注入(31)和生产(34)的 各种组合可用于选择性控制同时流动的流体混合物流。

图67、67A和68示出了各阀门(74)流动控制和管汇柱(70、76)实施 方式(分别为76D、76E和70E)的正视示意图。图中示出了在腔体接缝(43) 和管汇交叉元件(23)元件上方、下方及之间的阀门流动控制元件(61)，以选 择性控制经过跨装结构(22)和同轴通道(24)的最内部通道(25)流动流。 同轴通道(24)在内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)之间。图中示出阻止外同 轴柱(2A)与最内部通道交流，且经阻断塞子(25A)将外同轴柱(2A)转向 穿过管汇交叉的径向通道。图67包括可适用于腔体接缝的管汇阀门交叉(23F)， 及具有塞子(25A)和跨装结构(22)的管汇交叉(23)，用于形成图67的管 汇柱实施方式(76D)。图67A包括腔体接缝(43)和管汇交叉(23)，具有位 于选择性控制的阀门流动控制元件(61)上方的塞子(25A)和跨装结构(22)， 用于形成图67A的管汇柱实施方式(76E)，选择性控制的阀门流动控制元件(61) 啮合在各出口柱的管道之间。图68包括管汇交叉(23M)实施方式，在上下端 具有同轴管道(2、2A)，中间选择性控制的阀门流动控制元件(61)啮合至出 口管道(39)，用于形成图68的管汇柱实施方式(70E)。

选择性控制和/或故障安全关闭阀门管汇柱(70E、76D、76E)可用于例如 碳氢化合物或地热钻井中，在碳氢化合物或地热钻井中可燃或过热产品的意外 释放是不能接受的，将导致其它表面安全壳设备无法运行。

现在参考图69～74，图中例示了管汇交叉实施方式(23N、23P)，管汇交 叉实施方式(23N、23P)经整体建造壳组合成建筑砌块，或可组合成具有中间 管道和元件通道的元件，以形成新的管汇交叉(23Q)实施方式。新的实施方 式(23Q)包括数量增加的可选择性控制的重新配置，该数量增加的可选择性 控制的重新配置超过任意种交叉，且进一步证明元件的各种组合可形成本发明 新的实施方式。

现在参考图69和70，分别示出了管汇交叉(23P)实施方式的平面视图(上)、 正视图(下)及等轴视图，虚线描述隐藏表面。图中例示了穿过最内部通道连 接件(26)之间的径向通道(75)的流动取向(32)。使用例如跨装结构阻断孔 板(59)可防止穿过径向通道的流动，或例如放置阻断塞子可转向穿过径向通 道的流动。

图71和72分别描述了管汇交叉(23N)实施方式的平面视图(上)、正视 图(下)及等轴视图，虚线描述隐藏表面。图中示出穿过最内部通道连接件(26) 和孔板(59)之间的径向通道(75)的流动取向(32、33)，孔板(59)可与同 轴通道啮合。当被跨装结构覆盖时可阻断通道元件，且当选择性放置阻断元件 时可转向穿过通道元件。使用各种流动控制元件(例如固定或可变的节流器和 压力激活的阀门)的中间流动转向设备可用于选择性控制一部分流动穿过通道 元件。

现在参考图73和74，分别示出了管汇交叉(23Q)实施方式的平面视图(上)、 正视图(下)及等轴视图。通过组合其它管汇交叉(图69～72的23P、23N) 形成实施方式(23Q)，截止线和虚线描述了隐藏表面。图中例示了可选择性配 置的流动流，流动流直接(32)流至最内部通道或间接(35)穿过右上中间混 合最内部通道(26)至最内部通道，或者可选择地，流动流直接(33)流入同 轴通道或间接(37)穿过下最内部通道连接件(26)中间混合地通道流入同轴 通道。示出的孔板(59)可啮合至两个或更多各管道之间的一个或多个同轴通 道，其中，可选择性放置和/或配置流动控制元件跨越径向通道的孔板或其它元 件通道，以选择性影响经过管汇交叉(23Q)的流动流体流。

图75描述了图17～19的管汇交叉的等轴视图，图17～19的管汇交叉可与 图76～80的适应性改变的腔体接缝(43)及径向通道(75)孔板(59)一起使 用，啮合至图81的连接管道(93)，以形成图82的管汇柱(76F)。

现在参考图76，示出了适应性改变的腔体接缝(43)的实施方式的平面视 图，虚线示出隐藏表面。图中例示了用于形成同轴通道(24)的内同轴柱(2) 和外同轴柱(2A)，内同轴柱(2)与出口管道(39)的最内部通道(25)交流， 孔板(59)可啮合至连接管道(图81的93)，从而形成图82的管汇柱(76F)。

图77和79分别描述了具有线M-M和N-N的平面视图(上)及沿线M-M 和N-N的截面正视图(下)。图中示出的实施方式与图76的管汇交叉相关联， 图77的细节线P与图78相关联。表示移除部分的破裂线示出腔体接缝(43) 的适应性改变，该腔体接缝(43)的适应性改变可与图75和81的流动控制元 件一起使用，以形成图82的管汇交叉。

现在参考图78和80，分别示出了图77的细节线P内的适应性改变的腔体 接缝(43)的一部分的放大视图，及等轴视图。图中描述了形成同轴通道(24) 的内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)元件，孔板(59)可啮合至连接管道(图 81的93)的上端(图81的90)，且下端(图81的90)啮合至管汇交叉(图 75的23D)孔板(图75的59)，以形成图82的管汇柱(76F)。在腔体底部(42) 示出容器(83)用于钻孔选择器(图95～96的47)的取向和啮合，钻孔选择 器(图95～96的47)可用于腔体(41)上方的最内部通道(25)和出口管道 (39)的最内部通道之间的交流，以提供选择性控制。

现在参考图81，示出了连接管道(93)的等轴视图，连接管道(93)可在肾 脏形状的腔体接缝孔板(图76的59)和管汇交叉(图75的23D)的小直径的 孔板(图75的59)之间使用，可用于形成图82的管汇柱(76F)。

图82示出了与图106～116相关联的管汇柱(76)的实施方式(76F)的等 轴视图。实施方式(76F)是由具有流动控制装置(分别为图91和94的74和 91)的图75、80和81的相关联的管汇交叉元件部分组装而成。图中描述了管 汇交叉实施方式(23R)，管汇交叉实施方式(23R)由包括以下部分的元件的 组合形成：腔体接缝、乳头状突起(图94的91)或选择的乳头状突起容器(图 94的45)、连接管道(图81的93)和管汇交叉(图75的23D)。

当液体和/或气体的流体混合物可能包含由磨蚀作用的固体时，以变化的速 度流动的流体混合物可能腐蚀管汇交叉的文件功能的变体，因此对于各种应用 需要较长的更加平缓的流动路径偏离，诸如溶液开采和具有高速度的高压碳氢 化合物流体混合物。

现在参考图83～87，图中描述了管汇交叉实施方式(23T)，可用于最小化 摩擦阻力，从而允许以高速流动或在高腐蚀环境中流动。由于如此长篇广泛的 实施方式比较短的具有正确角度的颁布更加难理解，因此重点描述了管汇交叉 的各种实施方式。但是，应当理解在所附权利要求的范围内，从本发明的腔体 接缝(21、43)可建造之前描述的管汇交叉实施方式，以最小化高速度和高腐 蚀性环境中的摩擦阻力，这类似于用于多个钻井应用的图83～87的23T或用 于单个钻井应用的图117～122的23Z和47A。多于两个的出口和/或多于一个 的径向通道泡和/或隔离的同轴通道可与两个腔体接缝交叉(23T)一起使用， 腔体接缝交叉(23T)具有啮合的出口端，与图68的交叉23M类似，用于同轴 管道应用。例如，可将跨装结构、阻断塞子、及压力控制的、声学控制的、射 流脉冲控制和/或节流流动控制装置放置在出口容器内，以选择性控制元件通 道。

现在参考图83，示出了与图84～87相关联的适应性改变的腔体接缝管汇 交叉(23)的实施方式的等轴视图。图中例示了具有端部(90)的内同轴柱(2)、 外同轴柱(2A)或第二主钻孔管道(78)，端部(90)可啮合至在腔体接缝(43) 上方的单个主钻孔的管道柱。腔体接缝(43)用于形成具有另外的容器和径向 通道(75)泡的管汇(43A)，径向通道(75)泡在出口管道(39)和腔体接缝 底部(42)之间。

图84和86分别描述了具有线Q-Q和R-R的平面视图(上)及沿线Q-Q 和R-R的正视截面视图，破裂线移除与图85和87等轴视图中的截面相关联的 部件的部分，示出图83的管汇交叉(23T)。图中例示了流动控制元件的放置， 流动控制元件示作电缆(图3的11)可放置且可取回的阻断塞子(25A)，可使 用钻孔选择器(图96的47)穿过内同轴柱(2)最内部通道(25)放置阻断塞 子(25A)，钻孔选择器(图96的47)可用于使最内部通道转向表面(87)完 整，但不包括与选择的乳头状剖面容器(45)啮合用于阻断一各出口管道(39) 最内部通道(25)内的流体交流的其它出口塞子流动控制元件。同轴通道(24) 流动流可从塞子下方直接(32、33)与出口管道通道交流，或者穿过径向通道 (75)泡间接(35、37)与啮合至腔体接缝上端(90)的各其它管汇交叉(21、 23)交流。通过放置跨装结构(图93A的22)跨越径向通道(75)的孔板(59) 可操作来自两个出口的腔体接缝管汇(43A)内的混合流动。

现在参考图85和87，图中示出投影的等轴视图，具有与图84和86相关 联的截面及图83的管汇交叉(23T)的破裂线。图中示出了径向通道(75)泡 流动通道元件和示作阻断装置(25A)的流动控制元件(61)的不同取向透视 图的等轴视图。其它流动控制元件(诸如压力激活的单向阀门)可用于注入基 本较轻的特定重量的流体流，较重的流体流注入第一钻井，第二钻井用于降低 第二钻井上的静水压，从而增加流动速度。

当例如来自较高速度的流动流的部件的腐蚀或流动切断很重要时，类似建 造的具有径向通道泡(75)腔体接缝交叉和具有容器(24)的不连续出口管道 可用于取代连接管道(图81的93)和管汇交叉(图75的23D)，或者取代图 88～116的管汇柱中的管汇交叉(图82的23R)。例如，这样的顾虑包括在基 本水钻井中的溶液开采过程中，或在页岩气体或低渗透率的砂岩储层中、在基 本碳氢化合物钻井中的支撑剂裂隙扩展作业中。

现在参考图75～82和88～116，图中示出了可用于建造且使具有管汇柱 (76F)元件钻井完成的元件实施方式，管汇柱(76F)元件可用于腔体接缝元 件(在安装过程中可适应性改变成受支配的压力管道部件(49)管汇柱70F的 图88～89的43)和各流动控制元件内，以形成适应性改变的管汇柱(图106～ 116的76G)元件。

图88和89描述了分别描述了腔体接缝(43)的具有细节线S和在细节线 S内的等轴视图和放大视图，虚线示出隐藏表面。图中示出的实施方式可用在 受支配的压力柱(图97～105的49)内，或用作钻井(图51～54和106～116 的51A)接缝元件。图中包括腔体(41)、腔体底部(42)和可与钻孔选择器(图 90的47)一起使用的出口。

现在参考图90，示出了钻孔选择器(47)的等轴视图，虚线例示隐藏表面， 钻孔选择器(47)可用于图88和89的腔体接缝。图中描述了用于交流流体的 转向表面(87)和穿过它的下孔板(88)的设备，其中容器(45B)可用于放 置、旋转和移除钻孔选择器(47)。

图91、92、93、93A和94分别示出了可用于本发明的现有技术中的阀门、 封隔器、塞子、跨装结构和乳头状流动控制元件的实例。图91描述了挡板(127) 类型的地下阀门(74)的具有剖面线T-T的平面视图(上)及沿剖面线T-T的 正视图，挡板(127)类型的地下阀门(74)包括流动控制元件(61)。图92 描述了生产封隔器(40)流动控制元件(61)的去除四分之一部分的且具有细 节线U的等轴视图(上)，及在线U内的放大部分(下)，生产封隔器(40)流 动控制元件(61)具有啮合连接件(60)和密封啮合(97)，可通过压力剪切销 (92)激活密封啮合(97)。图93描述了塞子(25A)流动控制元件的等轴视 图。图93A描述了跨装结构(22)流动控制元件(61)的具有线AK-AK的平 面视图(上)，及沿线AK-AK的正视截面图，跨装结构(22)流动控制元件(61) 具有密封设备(97)和插入式(96)啮合连接件(60)。图94是具有剖面线V-V 的平面视图(上)和沿线V-V的正视截面视图，示出了具有容器(45)的乳头 状剖面(91)的流动控制元件(61)，容器(45)用于啮合多种其它流动控制元 件。图91～94的流动控制元件的上下端可啮合在本发明的同轴管道柱的管道之 间。

现在参考图95和96，图中分别描述了钻孔选择器(47)的等轴视图，及 右视图和邻近的正视图，虚线例示隐藏表面。图95和96示出的钻孔选择器包 括啮合容器(45B)和钻孔选择器延伸部(48)，且钻孔选择器可用于本发明的 各种适应性改变的腔体接缝交叉实施方式(例如图106～116中示出的实施方 式)。

现在参考图97，示出了适应性改变的腔体接缝的具有分别与图98和99相 关联的细节线AE和AF的等轴视图。图97中示出的腔体接缝可用于形成受支 配的压力管道部件(图100～105的49)和管汇柱元件实施方式(图100～105 的70F)。图中包括示出隐藏表面的虚线。

图98和99描述了在图97的细节线AE和AF内的腔体接缝(43)的一部 分的放大视图，虚线示出隐藏表面。图中例示了符合从出口管道(39)延伸的 造斜器(124)的腔体接缝(图88～89的43)，出口管道(39)可用于侧向分 离钻孔的地层通道，形成管汇交叉(23)的最内部通道连接件(26)。管汇交叉 (23)可用于使用套管钻头(125)进行钻孔。流体泥浆可在钻井建造过程中可 穿过钻头孔板(59)。腔体底部(42)孔板(59)可用于啮合泥浆通道设备(图 100～104)的径向通道(图102和104的75)，从而部件元件可用于形成管汇交 叉(图102～104的23U)。

现在参考图100，图中示出了适合的泥浆通道器具(58)的具有与图101 相关联的线AG-AG的平面视图。图中包括形成管汇柱(70)的受管理的压力 管道(49)元件实施方式(70F)的图97的适合的腔体接缝，可用于形成其它 实施方式(例如图106～116的76G)，管汇柱(70)可用于形成多个穿过地下地 层的钻井通道。

图101描述了沿与图100的管汇柱(70F)的图102相关联的线AG-AG的 正视截面视图，破裂线表示缺少的部分。图中示出了内同轴柱(50)、外同轴柱 (51)、旋转连接件(72)和泥浆通道设备(58)，泥浆通道设备(58)用于将 元件(70F)放置且固定在穿过地下地层的通道内，元件(70F)具有例如具有 不同速度的同时循环的、分离的、水泥和钻井泥浆流体混合物流动流。

现在参考图102，图中示出了图100的管汇柱(70F)的图101的投影等轴 视图，具有在图101的相关联的破裂线出的截面，及分别与图103、104和105 相关联的细节线AH、AI和AJ。图中例示了可用作管汇交叉元件(23U)的适 合的泥浆通道设备(58)，管汇交叉元件(23U)具有用于帮助隔开部件的同轴 管道的滑动接头(126)流动控制元件。

图103、104和105分别描述了在细节线AH、AI和AJ内的图102的管汇 柱(70F)的一部分的放大视图。图中示出了在内同轴管道(50)内的最内部通 道(2、53)，内同轴管道(50)具有可啮合至钻井柱的上端旋转连接件(72)， 且内同轴管道(50)在它的下端可啮合至泥浆通道器具(58)，泥浆通道器具(58) 经芯轴(89)啮合至在外同轴管道(2A、51)中的容器(45)。在内(2、50) 和外(2A、51)同轴管道内可使用在最内部通道(25、53)和同轴通道(24、 54)之间的直接(32、33)或间接(35、37)流动流，用于选择性控制流动流。 可将泥浆通道元件(58)放置在腔体接缝(43)且从在腔体接缝(43)去除。 造斜器(124)可用于侧向分离从单个主钻孔(图51～54和106～116的6)的穿 过地下地层的多于一个的通道。受管理的压力管道部件(49)的剩余部分可用 作钻井接缝的外元件(图51～54和106～116的51A)。

现在参考图106～116，图中描述了包括管汇交叉(图82的23R)元件的管 汇柱(70)元件实施方式(76G)，管汇交叉(图82的23R)元件可使用封隔 器(图92的40)元件啮合至腔体接缝(图88～89的43)，从而形成钻井(51A) 元件的接缝。图中示出管汇交叉(23R)可由腔体接缝管汇(43A)元件形成， 腔体接缝管汇(43A)元件可由腔体接缝(图80的43)形成，经提供容器(45) 的乳头状(图94的91)元件啮合至管汇交叉(图75的23D)元件。管汇交叉 (图75的23D)元件可啮合至用于转向来自钻井(51A)的接缝的一个钻井的 流动穿过管汇交叉(23D)的径向通道(75)的阀门(图91的74)。通过使用 塞子(图93的25A)元件，可使钻侧钻井流动流转向穿过径向通道(75)至同 轴通道(24)，塞子(图93的25A)元件可啮合至容器(45)且可穿过最内部 通道(25)运送塞子(图93的25A)元件，同时可推动右侧钻井的流动流穿过 最内部通道(25)。两个钻井均受表面安全阀门(74)的控制，表面安全阀门(74) 在钻井下端的环状空间(24A)中的最内部柱(2)元件管道和生产封隔器(40) 之间。

当啮合至单个主钻孔(6)的上端(90)时，可使用阀门树和/或井头，两 个钻井在钻井(51)的接缝处从单个主钻孔(6)轴向向下延伸至侧向和/或竖 直分离的地下区域，从而提供穿过单个井头和主钻孔的两个传统钻井的压力完 整性。

现在参考图106，图中示出了多个钻井管汇柱(76)实施方式(76G)的平 面视图，具有与图107～111相关联的线X-X，与图112相关联的细节线W。

图107～111示出沿图106的管汇交叉的线X-X的正视截面视图，图108、 109、110和111具有分别与图113～116的放大视图相关联的线Y、Z、AA和 AB。图中例示了管汇柱元件(图82的23R、76F及图88～89的43)的组合， 具有形成钻井(51)接缝的各流动控制元件(61)，且上端(90)可啮合至单个 主钻孔和/或井头的管道。建造后，同轴管道(50、51)和相关联的通道(53、 54、55)可变成分别具有相关联通道(24、24A、25、55)的生产和/或注入管 道(2或71、2A或78、51)。在上下端之间的链式虚线表示跨越图107～111的 设备的连续，且在钻井(51A)接缝下方的两个钻井的相邻的侧向邻近端为例 示目的，因为在钻井接缝和单个主钻孔下方的钻井通常具有显著的侧向分离以 接入显著竖直和侧向分离的地下区域。

现在参考图112，示出在图106的细节线W内的管汇柱(76G)的一部分 的放大视图，示出内同轴柱(2)和外同轴柱(2A)，形成内(25)和同轴(24) 通道，具有围绕腔体接缝管汇(43A)的腔体接缝(43)，用于形成钻井的接缝 (51A)。可使用电缆(图3的11)和电钻机(图3的4A)穿过最内部通道(25) 放置各流动控制元件，钻井选择器(图95～96的47)可与容器(83)啮合以选 择性阻断一个最内部通道，且与另一个最内部通道交流以将设备运送且放置在 里面。可选择地，依赖于使用的其它可啮合的管汇交叉元件，与容器(83)啮 合的钻孔选择器(图95～96的47)可用于使流体混合物流同时流入(32、35) 最内部通道，或将流体交流至同轴通道(24)。

现在参考图113，示出了在图108的细节线Y内的管汇柱(76G)的一部 分的放大视图。图中例示了管汇交叉(23D)，具有在出口管道(39)和内同轴 管道柱(2)之间的径向通道(75)和乳头状剖面的容器(45)。

图114描述了在图109的细节线Z内的管汇柱(76G)的一部分的放大视 图。图中示出了可用于选择性控制最内部通道(25)的地下阀门(74)流动控 制元件(61)。例如，图中示出了具有相关联容器的地下阀门(74)控制元件挡 板(127)阀门，相关联的容器用于分离挡板或布置其它流动控制元件。

现在参考图115，图中描述了在图110的细节线AA内的管汇柱(76G)的 一部分的放大视图，示出了具有腔体壁(41)和相关联的出口管道(39)的经 过腔体接缝(43)底部(42)的内同轴柱(2)，相关联的出口管道(39)用作 用于普通同轴通道(24)的同轴管道。普通的同轴通道在布置封隔器(图116 的40)和两个最内部同轴通道(25)之前可用于注入(31)和循环的返回(34)， 普通的同轴通道还可用于注入(31)或生产(34)至侧向和/或竖直分离的地下 区域。

图116描述了图111的细节线AB内的管汇柱(76G)的一部分的放大视图。 图中示出了啮合至生产封隔器(40)流动控制元件的上端的出口管道(39)，示 出生产封隔器(40)流动控制元件经啮合装置(60)或夹紧滑动扇形体(gripping slips segment)啮合至同轴管道(2A)。示出同轴通道(24A)被封隔器(40) 阻断，且从钻井(图107的51)的腔体接缝延伸的两个钻井的最内部通道(25) 可被分离，至竖直和/或侧向分离的地下区域。

现在参考图117，示出了管汇交叉(23)的具有线AK-AK的平面视图(上) 和沿线AK-AK的正视图(下)。示出的管汇交叉(23)的实施方式(23Z)包 括腔体接缝管汇交叉(21)元件，描述了具有可啮合至其它元件管道柱的端部 (90)的适合的腔体接缝(43)元件。腔体接缝(43)元件包括至少外(2A) 和内同轴管道柱(2)，内同轴管道柱(2)具有最内部钻孔(25)和在腔体接缝 底部(42)上方的上端第一容器(45)，腔体接缝底部(42)可用作可啮合的第 二容器。通过跨越第一和第二容器啮合跨装结构或管道用于跨越密封出口连接 部(44)，以用作轴向对齐的出口的钻孔选择器，可从侧向倾斜的出口(39)分 离轴向下出口(39)。从第一容器(45)延伸跨装结构或密封管道至第三下端容 器(45)可通过跨越密封流动流交叉孔板(59)从同轴通道(24)分离最内部 (25)通道。可选择地，可将阻断流动控制元件或钻孔选择器啮合在第二容器 (42)中，以从最内部通道交叉流动流穿过同轴通道元件(24、24A)至环绕 的通道元件，环绕的通道元件可包括例如第一环状通道。可使在阻断或钻孔选 择器下方的流动转向穿过在腔体接缝交叉(21)底部容器(42)下方的孔板交 叉元件至同轴通道(24)。出口的有角度的取向可用于高速度或有腐蚀倾向的流 动混合物，以防止管汇交叉(23Z)的流动切断。

腔体接缝交叉(21)可适用于另外的同轴管道柱元件(2B)(示为虚线)， 形成另外的同轴通道(24A)，出口(39)可与另外的同轴通道(24A)交流， 或穿过另外的同轴通道(24A)将出口管道(39)的截断(truncation)(46)移 动至最外部管道(2B)。使用出口管道和钻孔选择器穿过中间通道元件以形成 新的管汇交叉(23Z)元件实施方式，多个出口管道可与多个另外的同轴管道 选择性交流，新的管汇交叉(23Z)元件实施方式可用于从最内部钻孔(25) 交流至任意同轴通道元件。多个管汇交叉元件(23Z)可组合形成新的管汇交 叉元件，该新的管汇交叉元件用于穿过多个管汇交叉(23Z)之间的最内部钻 孔的多个不同同轴通道元件之间的流体交流。

图118描述了可在图119～122的管汇柱元件中使用的适合的钻孔选择器 (47A)元件实施方式的具有线AQ-AQ的平面视图(上)，及具有指示移除部 分的破裂线的沿线AQ-AQ的正视图(下)。图中例示了用于相关联的多个另外 的出口孔板(图119～122的59)的多个转向表面(87)，可用于使用流动流体 流的压力推进最内部通道内的钻孔选择器。当钻孔选择器被泵送穿过最内部通 道以与管汇柱(图119～120的70G)的出口对齐时，示为例如单向球形阀门(84) 的可选择的流动控制元件(61)可提供穿过该钻孔选择器的流动。

适合的钻孔选择器(47A)元件实施方式可与其它流动控制元件(61)组 合，其它流动控制元件(61)例如为：容器(图119～122的45)的啮合(60)， 用于阻断腔体接缝出口通道的管道跨装结构(22)和/或在元件通道之间的阻断 孔板(59)，内部单向阀门(84)，或电缆的啮合容器(45B)，接合的管道工作 柱或盘绕的管路可操作的器具。在最内部通道(25)和同轴通道(图119～122 的24)之间循环的流体可用于辅助最内部通道内的钻孔选择器元件的移动，以 例如进行页岩气体矿床内的一级或多级破裂扩展作业。

可泵送钻孔选择器元件实施方式穿过最内部通道以啮合在最内部通道内的 孔板。可选择地，可例如从电缆(图3的11)和电钻机(图3的4A)或接合 的管道工作柱或盘绕的管路钻机悬挂泵送的钻孔选择器实施方式，其中可通过 选择性控制钻孔选择器的循环的能力，及不同速度的同时流动的流体流去除或 放置流体混合物，补偿支撑钻机的提升能力。例如在如废物处理的支撑剂破裂 作业、页岩气体生产或疏松储层的砾石充填的作业过程中，可去除或放置液体、 气体和/或固体的流体混合物。

现在参考图119和120，分别示出了具有线AP-AP的平面视图(上)和沿 线AP-AP的正视截面视图，及示出沿图119正视视图破裂线的截面的等轴视图。 图中示出具有啮合剖面(60)的钻孔选择器(47A)元件，啮合剖面(60)啮 合在腔体接缝管汇交叉(21)元件的容器(45)内，腔体接缝管汇交叉(21) 元件具有与图118的钻孔选择器对齐的三个出口孔板(59)。图中示出了可用于 交叉孔板的相关联的跨装结构，其中钻孔选择器下方的流体可用于穿过最低管 汇交叉(23)孔板循环至(33)同轴通道(24)，以辅助钻孔选择器的放置，这 样使用形成径向通道(75)元件的转向表面(87)和出口管道(39)，可使液体、 气体和/或固体的流体混合物穿过最内部通道交流至(33)第一环状通道。

例如使用电钻机(图4的4A)和电缆(图3的11)可出现用于后续作业 的最内部通道内的钻孔选择器的放置，以将钻孔选择器选择性放置于邻近出口 管道。例如，当通过注入支撑剂扩展(图123的28B)地下裂隙(图123的18B)， 随后提取筛选出的支撑剂，及随后产物的选择性流动和/或堵水时，跨装结构 (22)可用于覆盖最内部管道壁内的孔板，以形成在注入和/或提取的管汇柱通 道元件(24、25)内的循环的流动路径。

可选择地，经例如通过穿过内同轴管道(2)中的孔板在通道元件(24、25) 之间泵送辅助的盘绕管路或接合的管道工作柱，例如推进钻孔选择器与管汇柱 (70G)的腔体接缝交叉(21)元件的出口对齐，可用于放置液体和固体支撑 剂的流体混合物，可泵送液体和固体支撑剂的流体混合物穿过盘绕的管路和出 口至扩展的裂隙。之后，穿过同轴通道(24)注入的穿过止回阀门的流体可用 于使流体流动穿过钻孔选择器(47A)元件，且进入最内部通道元件(25)，以 从底部向上提升筛选出的支撑剂。在对比下，传统实践需要可去除筛选出的支 撑剂的顶部向下的文氏管。当流体流动已经过钻孔选择器后，可重新放置钻孔 选择器用于直接循环出支撑剂，如图121～122中所描述的。以这种方式，可在 不需要从钻井中去除盘绕的管路或接合的管路管道工作柱的情况下，进行多个 裂隙扩展阶段。

图121和122分别描述了可用于从最内部通道去除固体的管汇柱(70H) 实施方式的具有线AN-AN的平面视图(上)和具有示出隐藏表面的虚线的沿 线AN-AN的正视图，以及示出沿图121正视图的破裂线的截面的等轴视图。 在对齐钻孔选择器(图119～120的47A)且穿过出口管道(39)径向通道(75) 注入或提取流体混合物后(如图119～120中所描述的)，可使钻孔选择器(47A) 与最内部管道(2)中的孔板(59)重新对齐以提供在通道元件(24、25)之间 的较高的循环的流动速度，同时使用跨装结构壁(22)以阻断初始用于放置例 如支撑剂的出口管道(39)径向通道(75)。

如果例如经首先放置在管汇柱(图119～120的70G)的下端处的钻孔选择 器在页岩气体矿床中进行支撑剂压裂作业，则在筛选出支撑剂后，可穿过同轴 通道注入且穿过钻孔选择器单向阀门(84)返回流体循环，以提升支撑剂且经 例如盘绕的管路允许钻孔选择器的向下运动，直至钻孔选择器(47A)的转向 表面(87)与就在径向通道(75)下方的孔板(59)对齐，以允许在元件通道 (24、25)之间有更大体积的循环流体以清除筛选出的支撑剂。之后，钻孔选 择器(47A)可与下一个径向通道对齐，且可重复该过程。一个可能的配置是 穿过盘绕管路循环的从下向上分阶段的作业，该盘绕管路可啮合至钻孔选择器 容器(图118的45B)，向下注入同轴通道(24)的流体在与钻孔选择器(45B) 密封啮合的盘绕管路柱下方的最内部通道(25)中的第一开放孔板处转向。另 一可能的配置包括例如接合的管路，该接合的管路可与表面处的压力控制(包 括例如旋转头)一起使用。

现在参考图123，示出了可用于多个钻井和钻井类型的管汇柱(76L)实施 方式的示意性正视截面视图。图中描述了在右侧的单个管道柱元件(51)。经受 管理的压力柱放置单个管道柱元件(51)以形成在穿过地下地层的通道内的单 个注入和/或生产同轴管道(2)柱元件，注入和/或生产同轴管道(2)柱元件啮 合至钻井(51A)的接缝且进一步可啮合至管汇柱(70)元件，管汇柱(70) 元件具有腔体接缝交叉(21)、跨装结构(22)和塞子(25A)，用于形成在地 下邻近区域(在1Y、1W、1V、1U、1T下方)和井头(未示出)之间流体交 流的管汇柱(76L)，井头在单个主钻孔(6)的上端处。可使用受管理的压力 管道部件元件安装同轴管道柱元件(50、51)，用于在形成钻井后分别变成内(2) 和外(2A)同轴管道，这依赖于内柱(50)的应用和去除。

可应用的钻井类型可包括基本碳氢化合物和/或基本水钻井，例如右手生产 的碳氢化合物钻井可交叉至(33)左侧钻井的同轴通道(24)，其中生产(34) 的流体被向下注入(31)左侧钻井以退出端部或进入腔体接缝交叉(21)，腔体 接缝交叉(21)具有上方和下方的塞子(25A)用于将流动转向进入洞穴壁(1A) 包含的第一环状空间(55)或穿过地层的地下地层(52)的通道。碳氢化合物 流体混合物可被分离成气体、液体碳氢化合物、水和/或固体。如果生产水，则 该生产的水可用于溶液开采洞穴壁(1A)，其中可配置跨装结构(22)和塞子 (25A)以去除得到的盐水。管汇柱可用于生产(34)，通过出口观看从第一环 状通道(55)穿过同轴通道(24)进入最内部钻孔取出，在最内部钻孔中向上 生产。可从最上端腔体接缝管汇交叉(21)取出基本气体流体混合物，或通过 流动控制装置元件(22、25A)的重新配置在邻近区域(1T、1U、1V、1W、 1Y)之间的其它腔体接缝管汇交叉(21)取出基本气体或液体碳氢化合物和/ 或水的不同特定重量的流体。

还有其它可应用的钻井类型包括例如基本碳氢化合物钻井，在该基本碳氢 化合物钻井中腔体接缝管汇交叉元件(21)可用于进行多阶段裂隙扩展作业以 在邻近区域(1T、1U、1V、1W、1Y)内创建裂隙(18A)。其中，压力可传递 (28A)至裂隙扩展的点，且其中支撑剂可用于保持裂隙的开放以使例如来自 页岩气体矿床的气体流动或来自低渗透性的砂岩储层的流体混合物流动，从而 右侧钻井可接入其它矿床、储层，或用作生产水的处理钻井。

其它可应用的钻井类型包括例如基本水地热或废弃物处理钻井，例如，从 钻井(51A)的接缝去除塞子(25A)，且安装跨装结构，以：允许通过左侧钻 井的地热储层裂隙(18A)生产的水注入右侧钻井，通过接入选择的邻近区域 (1T、1U、1V、1W、1Y)的腔体接缝管汇交叉(21)元件可选择性控制左侧 钻井；或者，允许从右侧钻井生产的废弃的流体注入左侧钻井的竖直分离的邻 近区域(1T、1U、1V、1W、1Y)。

还有其它可应用的钻井类型包括例如基本碳氢化合物和基本水钻井的组 合：从右侧钻井生产高温和压力的水或将水注入右侧钻井上的地热储层，且生 产蒸汽，进一步将该蒸汽导入左侧热的沥青砂或冷的粘性北极储层，可通过腔 体接缝管汇交叉(21)元件选择性接入左侧热的沥青砂或冷的粘性北极储层以 将热的水放置在一个或多个邻近区域(1T、1U、1V、1W、1Y)，以从一个或 多个剩余的邻近区域生产热的碳氢化合物。

从而，本发明的实施方式提供了可组合的系统的元件组、设备和方法，使 得在可从单个主钻孔和井头延伸的一个或多个地下钻井内的不同速度的选择性 控制的分离的同时流动的流体混合物流能够进行任意配置或取向，以使液体、 气体、固体或它们的组合的基本碳氢化合物或基本水流体混合物被推进至或推 离穿过地下地层的至少一个通道的至少一个邻近区域，被推进至至少另一个邻 近区域(at least one more proximal region)，或被推进至在所述地下钻井的上端 处的所述井头，其中可注入或提取流体混合物流动流。

虽然已重点描述了本发明的各种实施方式，但应理解在所附权利要求的范 围内，本发明可以除本文特别描述之外的其它方式进行。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种使用一组地下管汇柱(49、70、76)元件以选择性控制在一个或多 个地下钻井内的不同速度的同时流动的流体混合物(38)流(31～37)的方法， 所述一个或多个地下钻井从单个主钻孔(6)和井头(7)延伸，所述方法包括 以下步骤：

在所述一个或多个地下钻井的上端处提供具有多个元件管道柱(2、2A、 2B、2C、39、50、51、71、78)的能够能旋转地安装的地下设置的管汇柱(49、 70、76)元件，其中所述管汇柱元件能与同轴钻孔井头(7)啮合；

提供与至少一个管道柱元件流体交流的至少一个管汇交叉(23)元件，所 述至少一个管汇交叉(23)元件具有与至少一个通道(24、24A、24B、25、26、 53、54、55)元件流体交流的至少一个径向通道(75)元件，所述至少一个管 道柱元件从所述管汇交叉轴向向下延伸至所述一个或多个地下钻井的至少一个 邻近区域；以及

使用一个或多个流动控制元件(61)选择性控制在所述井头和所述至少一 个邻近区域之间的不同速度的所述分离的同时流动的流体流，从而使液体、气 体、固体或它们的组合的基本碳氢化合物或基本水流体混合物被推进至或推离 所述至少一个邻近区域，其中所述一个或多个流动控制元件(61)啮合在所述 元件管道柱之间，或者能穿过最内部通道(25)元件或所述管汇交叉的最内部 通道元件连接件(26)放置且能啮合至至少一个容器(45、45A)元件，所述 至少一个容器元件放置在元件管道柱之间或所述管汇交叉元件内部。

2.根据权利要求1所述的方法，其中包括同轴钻孔阀门树(10、10A)的 第一流动控制元件啮合至所述井头的上端，用于选择性控制能用于与至少第二 地下设置的流动控制元件交流的注入或提取的流动流，并测量或控制穿过所述 至少一个通道元件交流的流体的至少一部分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述管汇柱的地下安装过程中或 之后，所述一个或多个流动控制元件包括用于阻断所述至少一个通道元件的全 部或部分的能地下放置的设备(61)。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：使用适合的受管理 的压力管道部件元件(49)和适合的泥浆通道设备元件(58)，以在所述井头和 所述至少一个邻近区域之间放置其它管汇柱元件以在所述单个主钻孔下方形成 所述一个或多个地下钻井。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：在所述管汇柱的地 下安装过程中或之后，提供使用电缆运输旋转作业设备的所述一个或多个流动 控制元件(61)，所述电缆运输旋转作业设备可选择性放置在所述最内部通道元 件内或者经由电缆运输工具啮合至所述至少一个容器(45、45A)；其中，具有 流体入口和流体出口的电或流体马达或活塞与不同速度的所述分离的同时流动 的流体流的高压和低压区域交流，从而能通过由所述至少一个通道元件提供的 不同速度的所述分离的同时流动的流体流之间的流体压力差操作所述流体马达 或活塞。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括以下步骤：提供能啮合至所述 至少一个容器(45、45A)或能啮合在所述元件管道柱之间的潜水式电马达(111) 或流体马达驱动的泵(69)，以电动地旋转旋转涡轮马达、容积式马达或它们的 组合或使用所述高压和低压区域来旋转涡轮马达、容积式马达或它们的组合， 从而操作流体叶轮(112)泵、容积式(108、109)泵或它们的组合来推进在所 述至少一个通道元件内的流体混合物的流动。

7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括以下步骤：使流动流(31～38) 的至少一部分转向穿过较小的有效直径的通道元件，以形成相对于流量具有较 小有效直径的通道元件的邻近长度的速度柱或文氏管配置(85)。

8.根据权利要求3所述的方法，进一步包括以下步骤：将在所述至少一个 通道元件的空间内的流体混合物流动流选择性分离成不同速度的至少两个分离 流(31～37)，所述至少两个分离流(31～37)包括基本液体、基本气体或基本水， 所述分离通过选择性影响所述速度和施加在至少一个所述分离流上的承压而实 现。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：提供气举配置(70、 70D、76)，且使分离的基本气态流动流穿过至少一个另外的流动控制的气举阀 门(84)元件注入基本液体流动流，所述至少一个另外的流动控制的气举阀门 (84)元件啮合在所述元件管道柱之间或啮合在包括偏心工作筒的所述至少一 个容器中。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：提供流动控制管 汇交叉元件(23)，所述流动控制管汇交叉元件(23)从至少一个第一最内部通 道元件(25、26)穿过至少第二通道元件(24、24A、24B、53、54、55)交流 至至少第三通道元件(24、24A、24B、53、54、55)，其中穿过从所述同轴钻 孔井头(7)延伸的所述至少一个最内部通道元件放置的钻孔选择器(47)或其 它流动控制元件使得能够在所述至少一个最内部通道元件和所述至少第三通道 元件之间进行流体交流。

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：将来自或使用第 二流动流(31～38)或地表下热沉的第一流动流(31～38)进行加热、暴晒、隔 离或它们的组合，以热影响所述第一流动流。

12.一种能够能旋转地安装的管汇柱(49、70、76)的地下流动控制元件 设备，所述管汇柱(49、70、76)能与同轴钻孔井头(7)啮合，其中，所述管 汇柱(49、70、76)能用于选择性控制在一个或多个地下钻井内的不同速度的 分离的同时流动的流体混合物流(31～37)，所述一个或多个地下钻井从单个主 钻孔(6)和井头(7)延伸，所述地下流动控制元件设备包括：

流动控制元件(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)，所述流动控制元件能啮合在管道元件柱(2、2A、2B、2C、 39、50、51、71、78)的管道之间或能穿过所述管道元件柱的最内部通道元件 (25、26、53)放置，且能啮合至至少一个容器，其中所述流动控制元件放置 在所述一个或多个地下钻井的上端处的所述井头和所述一个或多个地下钻井的 至少一个邻近区域之间，且其中所述流动控制元件包括至少一个径向通道(75) 元件，所述至少一个径向通道(75)元件用于提供在多个所述管道元件柱的第 一和至少第二通道元件与所述一个或多个地下钻井之间的流体交流；以及

其中，所述流动控制元件能啮合至所述井头，或能放置在所述井头和所述 至少一个邻近区域之间，以选择性控制穿过所述通道元件(24、24A、24B、25、 26、53、54、55)交流的至少一个流动的流体混合物流(31～38)，以使所述至 少一个流动的流动混合物流被推进至或推离所述至少一个邻近区域和至少另一 个邻近区域，或者推进至所述井头。

13.根据权利要求12所述的流动控制元件设备，进一步包括：能啮合在所 述管道元件柱之间或啮合在所述通道元件或所述至少一个容器内的能放置且能 去除的马达和流体泵(69)，所述通道元件或所述至少一个容器具有穿过所述一 个或多个地下钻井的所述最内部通道元件的电缆(11)或管道-至-管道的连接 件(68)，在基本碳氢化合物或基本水钻井或它们的结合的建造、作业过程中， 所述能放置且能去除的马达和流体泵(69)能用于泵送在至少一个所述通道元 件内的至少一个流体混合物流(31～38)。

14.根据权利要求13所述的流动控制元件设备，其中第一所述分离的同时 流动的流体混合物流使至少一个流体涡轮(112)马达、容积式(108、109)马 达或它们的组合旋转，所述至少一个流体涡轮(112)马达、容积式(108、109) 马达或它们的组合啮合至能用于使至少一个相关联的流体叶轮(112)泵、容积 式(108、109)泵或它们的组合旋转的轴，以使用在至少第二通道元件内的至 少第二流体混合物流的速度或压力推进所述至少一个流体混合物流。

15.根据权利要求13所述的流动控制元件设备，进一步包括用于使至少一 个流体叶轮(112)泵、容积式(108、109)泵或它们的组合旋转的潜水式电马 达(111)，以推进在至少一个所述通道元件内的所述至少一个流体混合物流， 其中所述潜水式电马达的连接部被设置在能啮合至所述潜水式电马达的通道元 件内，且其中所述潜水式电马达能放置在管道元件柱之间或能穿过所述通道元 件放置。

16.根据权利要求12所述的流动控制元件设备，进一步包括流体混合物流 动流阻断装置，在基本碳氢化合物或基本水钻井或它们的结合的建造、作业过 程中，所述流体混合物流动流阻断装置能啮合至至少一个其它管汇柱元件，以 控制至少一个通道元件的流体交流，所述至少一个通道元件的流体交流影响至 少一个不同速度的所述分离的同时流动的流体流。

17.根据权利要求12所述的流动控制元件设备，进一步包括能啮合至至少 一个其它管汇柱元件的流动流固定节流或可变开口的流体交流装置，以控制至 少一个不同速度的所述分离的同时流动的流体流的速度或压力。

18.根据权利要求12所述的流动控制元件设备，进一步包括测量装置、控 制装置、信号装置或它们的组合，用于经啮合至或能穿过元件放置至所述至少 一个邻近区域的机械或流体联动装置、脉冲或控制电缆测量压力、速度或温度， 以选择性控制至少第二流动控制元件设备，所述至少第二流动控制元件设备能 用于控制不同速度的所述分离的同时流动的流体混合物流。

19.根据权利要求12所述的流动控制元件设备，进一步包括钻孔选择器元 件(47)，所述钻孔选择器元件(47)用于控制在从腔体接缝延伸的一个或多个 通道元件内的流体交流，其中至少一个所述分离的同时流动的流体流辅助所述 钻孔选择器元件的放置以在通道元件之间选择性交流流体混合物。

20.根据权利要求19所述的流动控制元件设备，其中所述钻孔选择器元件 包括至少第二流动控制元件，以进一步辅助钻孔选择器的放置、流体混合物的 交流或它们的组合。