Скважина, снабженная гибкой подъемной трубой для добычи

Изобретение относится к добыче текучих сред, например углеводородов, из подземного пласта, из которого текучие среды должны быть извлечены. Обеспечивает создание скважины, обеспечивающей повышение производительности. Сущность изобретения: скважина содержит ствол скважины, обсадную колонну, подвеску подъемной трубы, пакер и подъемную трубу. Ствол скважины проходит от поверхности к подземному пласту. Обсадная колонна скважины расположена в стволе скважины. Подвеска подъемной трубы опирается на верх обсадной колонны или вблизи него. Пакер расположен в обсадной колонне на заранее определенной глубине. Подъемная труба проходит от подвески подъемной трубы до пакера и выполнена из эластомера. Эластомер армирован осевыми пучками арматуры с возможностью расширения подъемной трубы до контакта с внутренней поверхностью обсадной колонны. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к добыче текучих сред, например углеводородов, из подземного пласта, из которого текучие среды должны быть извлечены. Для добычи текучих сред из подземного пласта используется скважина. Скважина содержит ствол скважины, проходящий от поверхности к подземному пласту, обсадную колонну, расположенную в стволе скважины, подвеску подъемной трубы, опирающуюся на верх обсадной колонны или вблизи него, пакер, расположенный в обсадной колонне на заранее определенной глубине, и подъемную трубу, проходящую от подвески подъемной трубы до пакера. Скважина может быть использована для добычи текучих сред из пласта. Однако скважина может быть также использована для ввода текучих сред через подъемную трубу в пласт, например, для увеличения добычи.

Обсадная колонна может представлять собой одну колонну, или комплект колонн, расположенных одна внутри другой, и обсадная колонна обычно фиксирована в стволе скважины посредством слоя цемента в кольцевом пространстве между обсадной колонной и стенкой ствола скважины.

Изобретение относится, в частности, к подъемной трубе, через которую текучие среды протекают при нормальной работе. Обычно подъемная труба представляет собой стальную трубу, которая проходит от подвески подъемной трубы до пакера.

Подъемная труба должна быть пригнана в обсадную колонну, через которую проходит подъемная труба, и это требует ограничивать площадь поперечного сечения, которая доступна для потока текучей среды. Таким образом, ограничивается производительность. Для повышения производительности существующей скважины было решено удалить подъемную трубу так, чтобы текучие среды протекали через обсадную колонну. Однако в скважине без подъемной трубы контроль почти невозможен. Более того, когда текучие среды являются агрессивными, они могут воздействовать на обсадную колонну.

В патенте США №4374530 описана гибкая подъемная труба, которая используется для подвески погружного гидравлического насоса в скважине, приведения его в действие и транспортировки добытых текучих сред на поверхность. Эта гибкая подъемная труба содержит сердечник из полимера, в котором расположены добывающий трубопровод и два гидравлических трубопровода. Трубопроводы изготовлены из полимера или из стали. Кроме того, сердечник может содержать пучки, внедренные в сердечник для обеспечения прочности в осевом направлении. Данная гибкая подъемная труба сконструирована так, что она может быть намотана на барабан для легкости применения. Эта гибкая подъемная труба не расширяется при наличии перепада давления между внутренней частью подъемной трубы и кольцевым пространством между подъемной трубой и обсадной колонной и сохраняет свой наружный диаметр в процессе работы, в результате чего не обеспечивается постоянный контакт ее наружной поверхности с внутренней поверхностью обсадной колонны.

Целью настоящего изобретения является создание скважины, обеспечивающей повышение производительности.

Эта цель достигается тем, что скважина содержит ствол скважины, проходящий от поверхности к подземному пласту, обсадную колонну, расположенную в стволе скважины, подвеску подъемной трубы, опирающуюся на верх обсадной колонны или вблизи него, пакер, расположенный в обсадной колонне на заранее определенной глубине, и подъемную трубу, проходящую от подвески подъемной трубы до пакера и выполненную из эластомера, армированного осевыми пучками арматуры, с возможностью расширения подъемной трубы до контакта с внутренней поверхностью обсадной колонны.

Подъемная труба из эластомера может быть снабжена трубчатыми частями на ее концах, изготовленными из стали, для закрепления подъемной трубы к ее подвеске и пакеру.

Подъемная труба из эластомера может состоять из двух секций, между которыми расположен предохранительный клапан, при этом верхняя и нижняя секции могут быть снабжены трубчатыми частями на их концах, изготовленными из стали, для закрепления этих секций соответственно к подвеске и предохранительному клапану и к предохранительному клапану и пакеру.

Нижний конец подъемной трубы может быть снабжен нагружающими элементами такими, как утяжеленные бурильные трубы.

Далее изобретение будет описано посредством варианта его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 представляет схематически вид в разрезе скважины в соответствии с настоящим изобретением, изображенной не в масштабе;

фиг.2 схематически изображает сечение по линии 11-11 фиг.1.

На фиг.1 показана скважина 1 в соответствии с настоящим изобретением. Скважина 1 содержит ствол 3 скважины, проходящий внутрь земли от поверхности 5 к подземному пласту 7.

Ствол 3 скважины снабжен обсадной колонной 10, расположенной в нем. Кольцевое пространство между стенкой ствола 3 скважины и обсадной колонной 10 заполнено цементом 12. На верх обсадной колонны 10 опирается подвеска 13 подъемной трубы. В обсадной колонне 10 расположен пакер 16 на заранее определенной глубине, которая в этом случае находится непосредственно над подземным пластом 7, до которого проходит ствол 3 скважины.

Скважина 1, кроме того, содержит подъемную трубу 20, проходящую от подвески 13 подъемной трубы к пакеру 16. Подъемная труба 20 включает секцию 21 подъемной трубы, которая состоит из трубчатого корпуса 22 из эластомерного материала, который армирован проходящими в осевом направлении пучками арматуры (не показаны на фиг.1), расположенными в трубчатом корпусе 22.

Подъемная труба 20 дополнительно содержит трубчатые части 27, 28 на концах, изготовленные из стали, для закрепления секции 21 подъемной трубы к подвеске 13 подъемной трубы и в пакере 16.

Поперечное сечение секции 21 подъемной трубы показано более подробно на фиг.2. Трубчатый корпус 22 армирован проходящими в осевом направлении пучками 29 арматуры, расположенными в трубчатом корпусе 22.

Для обеспечения протекания текучей среды из подземного пласта 7 (фиг.1) через корпус 10 и цемент 12 выполнены перфорации 30 в пласте 7.

В процессе нормальной работы текучие среды имеют возможность протекать из подземного пласта 7 в подъемную трубу 20 и через внутреннюю часть 31 подъемной трубы к устью скважины (не показано) на поверхности 5, причем устье скважины находится на подвеске 13 подъемной трубы. Подвеска 13 подъемной трубы снабжена средством, которое дает возможность регулирования давления текучей среды в кольцевом пространстве 32 между подъемной трубой 20 и обсадной колонной 10. Таким образом, перепад давления между внутренней частью 31 подъемной трубы и кольцевым пространством 32 может регулироваться.

Трубчатый корпус 22 изготовлен из подходящего эластомера, и свойства армированного трубчатого корпуса 22 выбраны так, что под действием перепада давления, преобладающего при нормальных условиях работы, трубчатый корпус 22 не разрушается и расширяется так, что его наружная поверхность находится в контакте с внутренней поверхностью обсадной колонны 10. Эти свойства включают свойства материала эластомера и размеры трубчатого корпуса 22, и конструкцию арматуры. Пунктирная линия 35 показывает форму расширенной трубчатой секции 21. Число пучков 29 арматуры определяется допускаемой нагрузкой пучков и осевой силой, которая действует на подъемную трубу 20.

По выбору трубчатый корпус состоит из двух или более соединенным между собой слоев.

Подъемная труба 20, показанная на фиг.1, состоит из одной секции 21 подъемной трубы. Альтернативно, подъемная труба состоит из двух секций подъемной трубы (не показаны), между которыми расположен предохранительный клапан (не показан). В этом случае каждая секция подъемной трубы состоит из трубчатого корпуса из эластомерного материала, который армирован проходящими в осевом направлении пучками арматуры, расположенными в трубчатом корпусе, при этом трубчатый корпус верхней секции подъемной трубы снабжен трубчатыми частями на концах, изготовленными из стали, для закрепления секции подъемной трубы к подвеске подъемной трубы и к предохранительному клапану, и трубчатый корпус нижней секции подъемной трубы снабжен трубчатыми частями на концах, изготовленными из стали, для закрепления секции подъемной трубы к предохранительному клапану и в пакере.

Целесообразно, чтобы нижний конец подъемной трубы был снабжен нагружающими элементами (не показаны), такими как утяжеленные бурильные трубы.

Части на концах могут быть закреплены к секции подъемной трубы посредством любого подходящего средства таким образом, что осевая нагрузка передается от части на конце к проходящим в осевом направлении пучкам в трубчатом корпусе. Например, концы пучков могут быть закреплены в отверстиях, проходящих в осевом направлении через части на концах.

Покрывающий слой может защитить внутреннюю и наружную поверхности трубчатого корпуса.

1. Скважина, содержащая ствол скважины, проходящий от поверхности к подземному пласту, обсадную колонну, расположенную в стволе скважины, подвеску подъемной трубы, опирающуюся на верх обсадной колонны или вблизи него, пакер, расположенный в обсадной колонне на заранее определенной глубине, и подъемную трубу, проходящую от подвески подъемной трубы до пакера и выполненную из эластомера, армированного осевыми пучками арматуры, с возможностью расширения подъемной трубы до контакта с внутренней поверхностью обсадной колонны.

2. Скважина по п.1, отличающаяся тем, что подъемная труба из эластомера снабжена трубчатыми частями на ее концах, изготовленными из стали, для закрепления подъемной трубы к ее подвеске и пакеру.

3. Скважина по п.1, отличающаяся тем, что подъемная труба из эластомера состоит из двух секций, между которыми расположен предохранительный клапан, при этом верхняя и нижняя секции снабжены трубчатыми частями на их концах, изготовленными из стали, для закрепления этих секций соответственно к подвеске и предохранительному клапану и к предохранительному клапану и пакеру.

4. Скважина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что нижний конец подъемной трубы снабжен нагружающими элементами, такими, как утяжеленные бурильные трубы.