Способ поддержания давления в скважине

Авторы патента:

РЕЙТСМА Дональд Г. (US)

СЕХСАХ Оссама Рамзи (US)

E21B21/08 - контроль или управление давлением или током бурового раствора, например автоматическое заполнение буровых скважин, автоматическое управление забойным давлением (клапанные устройства для этой цели E21B 21/10)

Владельцы патента RU 2520201:

ПРЭД РИСЕРЧ ЭНД ДИВЕЛОПМЕНТ ЛИМИТЕД (VG)

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам контроля давления в скважине. Способ включает уменьшение подачи бурового раствора насосом, сообщенным с бурильной колонной в скважине, обеспечение вытекания текучей среды из скважины в первый вспомогательный трубопровод, соединенный с водоотделяющей колонной, перекрытие уплотнения вокруг бурильной колонны, прокачку текучей среды вниз по второму вспомогательному трубопроводу со скоростью, выбранной для поддержания определенного давления в скважине, остановку потока бурового раствора через бурильную колонну. Повышается надежность, упрощается технология. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение в общем случае относится к области бурения скважин в подземных скальных пластах. Более конкретно, изобретение относится к способам контроля давления в скважине в процессе увеличения или уменьшения длины бурильной колонны.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Бурение скважин в подземных скальных пластах включает в себя вращение головки бура, расположенной на конце бурильной колонны, находящейся в скважине. Для вращения колонны и/или головки бура в процессе прокачки бурового раствора через колонну используются различные устройства. Буровой раствор выполняет несколько функций, таких как охлаждение и смазки головки, перемещение обломков выбуренной породы из скважины и обеспечение гидравлического давления для поддержания механической устойчивости скважины и для удержания текучих сред различных проницаемых подземных пластов под давлением, препятствуя их прохождению в скважину.

[0003] В данной области известно использование бурового раствора с меньшей плотностью, чем тот, который мог бы создать гидравлическое давление, достаточное для удержания текучих сред в таких пластах. Один из таких способов описан в патенте США № 6904981, выданном ван Риету и находящимся в собственности совместно с настоящим изобретением. В общем случае система, описанная в данном патенте, использует вращающееся отводное устройство или вращающееся устьевое оборудование для перекрытия кольцевого зазора между бурильной колонной и стенкой скважины. Вытекание текучих сред из скважины автоматически контролируется таким образом, что давление текучей среды на забое скважины поддерживается на выбранном уровне.

[0004] Бурильная колонна собирается из ряда отдельных трубчатых участков («звеньев»), скрепленных друг с другом с помощью резьбовых соединений на концах. Для увеличения длины скважины время от времени необходимо добавлять звенья к бурильной колонне. Для извлечения бурильной колонны из скважины, например, с целью замены головки бура необходимо путем раскручивания резьбовых соединений отсоединить секции бурильной колонны от части колонны, оставляемой в скважине. При использовании, например, системы, описанной в указанном патенте, бурильную колонну желательно оборудовать запорным клапаном таким образом, что когда верхняя часть бурильной колонны открыта, т.е. отсоединена от ведущей колонны или верхнего привода, буровой раствор не может течь обратно вверх по бурильной колонне. Давление в кольцевом зазоре можно поддерживать, используя насос противодавления или отводя часть потока, обеспечиваемого насосами буровой установки, в кольцевой зазор.

[0005] В патенте США № 6823950, выданном ван Эберштейну мл. и др., описан способ поддержания давления в скважине при проведении соединений в системах морского бурения, когда устье скважины расположено на дне моря, а водоотделяющая колонна соединяет скважину с буровой установкой на поверхности воды. Способ, представленный в данном патенте, предусматривает заполнение вспомогательного трубопровода, относящегося к системе водоотделяющей колонны, текучей средой с более высокой плотностью и/или приложение давления к такому трубопроводу для поддержания выбранного значения давления текучей среды в скважине.

[0006] Существенным недостатком использования способа, описанного в указанном патенте, является то, что переключение от процесса бурения к поддержанию давления в скважине при проведении соединений требует от оператора бурового оборудования соблюдения особой осторожности при переходе от условий бурения с использованием насосов бурового оборудования к условиям для проведения соединения. Существует риск, например, изгиба колонны из-за более высокой плотности текучей среды, введенной во вспомогательный трубопровод, что может в свою очередь вызвать риск превышения давления гидравлического разрыва пласта в некоторой точке скважины.

[0007] Существует потребность в создании способа поддержания давления в скважине при переходе от бурения к проведению соединений и при проведении соединений, который не требует использования текучей среды с большей плотностью во вспомогательных трубопроводах.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Способ поддержания давления в скважине содержит уменьшение подачи бурового раствора насосом, сообщенным с бурильной колонной в скважине, вытекание текучей среды из скважины в первый вспомогательный трубопровод, относящийся к водоотделяющей колонне, перекрытие уплотнения вокруг бурильной колонны перекрывается, прокачка текучей среды вниз по второму вспомогательному трубопроводу со скоростью, выбранной для поддержания определенного давления в скважине, остановка бурового потока раствора через бурильную колонну останавливается.

[0009] Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут ясными из нижеследующего описания и приложенной формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[0010] На фиг.1 схематически показана плавучая буровая платформа с системой динамического контроля давления в кольцевом пространстве и системой циркуляции текучей среды согласно настоящему изобретению.

[0011] На фиг.2 показан график зависимости эквивалентных плотностей бурового раствора на забое скважины при циркуляции относительно глубины скважины и реальной плотности бурового раствора.

[0012] На фиг.3 представлена таблица, показывающая величину потока через штуцерную линию и линию глушения скважины, необходимую для поддержания значения эквивалентной плотности текучей среды в скважине, которое было бы при бурении с циркуляцией через бурильную колонну с выбранной скоростью потока.

[0013] На фиг.4 представлен график изменения давления при проведении соединения колонн.

[0014] На фиг.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая запуск процедуры соединения, согласно настоящему изобретению.

[0015] На фиг.6 представлена блок-схема, иллюстрирующая запуск процесса бурения, согласно настоящему изобретению.

[0016] На фиг.7 изображен вариант осуществления спуско-подъемной операции.

[0017] На фиг.8 показаны возможные модификации системы динамического контроля давления в кольцевом зазоре для применения способа, описанного в настоящем изобретении.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] На фиг.1 показан пример плавучей буровой платформы 10, которая может использоваться в сочетании со способом, согласно настоящему изобретению. Плавучая буровая платформа 10 обычно содержит водоотделяющую колонну 12, которая проходит от плавучей буровой платформы 10 к устью скважины 14, расположенному на дне моря. В устье 14 скважины размещены различные устройства (не показаны отдельно) для перекрытия скважины. Такие устройства устья скважины могут включать в себя трубные плашки для уплотнения к бурильной колонне (расположены внутри водоотделяющей колонны 12), кольцевой уплотнитель и глухие плашки для перекрытия скважины, когда бурильная колонна извлечена из скважины. В представленном примере обсадная колонна 28 закреплена в стволе 25 скважины и проходит на выбранную глубину ниже дна моря и сообщается в своей верхней части с устьем 14 скважины.

[0019] Оборудование, используемое для бурения скважины 25 (например, бурильная колонна, буровая головка и т.д.), не показано на фиг.1 для ясности иллюстрации. На фиг.1 показана система динамического контроля давления в кольцевом зазоре (ДКДКЗ) и ее компоненты, например система, описанная в патенте США № 6904981. Система ДКДКЗ может, но не обязательно, включать в себя диафрагму с контролируемым отверстием или штуцер 22, установленные в обратном трубопроводе бурового раствора, насос противодавления 20 и контроллер 21. Настоящее изобретение может быть использовано с или без системы ДКДКЗ. Отдельный насос 24 или насос бурового раствора буровой установки (не показан), расположенный на буровой платформе 10, может быть использован для обеспечения потока текучей среды в буровую колонну и, таким образом, в стволе 25 скважины с выбранной скоростью. Датчик 26 давления может быть распложен вблизи устья 14 скважины и использоваться для индикации давления в стволе 25 скважины. В процессе добавления или удаления трубчатого участка буровой колонны (не показан) текучая среда может прокачиваться вниз по одному или более вспомогательных трубопроводов 16, относящихся к водоотделяющей колонне и системе устья скважины (например, штуцерным линиям, линиям глушения скважины, вспомогательным линиям). Текучая среда может быть возвращена на поверхность вверх по одному или более вспомогательным трубопроводам 18. Такая процедура будет объяснена ниже со ссылками на фиг.5, 6 и 7.

[0020] На фиг.2 представлен график, показывающий значения эквивалентных плотностей циркулирующего флюида при различных глубинах скважины для различных значений статических плотностей флюидов (кривые 44-60). Значения плотностей выражены в терминах «массы бурового раствора», которая, как известно, в данной области обычно выражается в фунтах веса на галлон объема бурового раствора. Как понятно из кривых 44-60 на фиг.2, значения эквивалентных плотностей при циркуляции возрастают с глубиной для любой определенной скорости потока текучей среды в скважину. Когда поток текучей среды в скважину останавливается, например, для проведения соединения (т.е. при добавлении или удалении участка буровой колонны), плотность текучей среды уменьшается до статического значения. Предельные значения давления текучей среды в скважине на произвольной глубине представлены кривыми 40 и 42, которые показывают соответственно давление гидравлического разрыва пласта, выраженное в терминах эквивалентной массы бурового раствора (градиента), и давление текучей среды в пробуриваемом пласте (поровое давление пласта), также выраженное в терминах эквивалентной массы бурового раствора, для согласования с единицами измерения на кривых 44-60.

[0021] Используя систему, показанную схематически на фиг.1, и таблицы, представленные на фиг.3, можно определить скорость потока текучей среды через вспомогательные трубопроводы 16 и 18 (фиг.1) для обеспечения значения эквивалентного давления бурового раствора, циркулирующего через бурильную колонну, в забое скважины при выбранных скоростях потока бурового раствора.

[0022] На фиг.4 графически изображены значения давления текучей среды (выраженные в единицах давления) относительно глубины скважины. Кривая 74 показывает давление текучей среды относительно глубины при отсутствии циркуляции. Кривая 70 представляет собой давление пластовой текучей среды (поровое давление) относительно глубины, и кривая 72 представляет собой давление гидравлического разрыва пласта относительно глубины. Из фиг.3 понятно, что буровой раствор имеет статический градиент, меньший по величине градиента давления пластовой текучей среды. Следовательно, использование бурового раствора со статическим градиентом, показанным на фиг.3, потребует увеличения давления текучей среды в скважине при прерывании процесса бурения для предотвращения проникновения текучей среды из пласта в скважину. Кривая 68 показывает давление текучей среды в скважине относительно глубины в процессе бурения, когда насос буровой платформы (или другой насос) работает со скоростью 350 галлонов за минуту. Кривая 62 показывает давление текучей среды относительно глубины, когда текучая среда прокачивается в основание водоотделяющей колонны (12 на фиг.1) со скоростью 150 галлонов за минуту. Кривые 64 и 66 соответственно показывают давление текучей среды относительно глубины при прокачке текучей среды с использованием системы, показанной на фиг.1, со скоростью 50 и 150 галлонов за минуту.

[0023] На фиг.5 показана блок-схема запуска процесса циркуляции согласно настоящему изобретению. Вначале скорость насоса буровой установки уменьшается, как показано на стадии 80. Линия 16 глушения скважины (Фиг.1) может быть открыта для проведения мониторинга давления. Насос 24 может работать с низкой скоростью для перемещения текучей среды вниз по линии 16 глушения, если для обеспечения сингулярности текучей среды используется морская вода. Затем одна или несколько штуцерных линий 18 могут быть открыты, как показано на стадии 86, например, с помощью клапана 16А, расположенного вблизи противовыбросового устройства. Для компенсации трения в штуцерной линии при работе насоса 24 могут понадобиться текучие среды с различными плотностями. Для уменьшения потерь на трение в системе циркуляции предпочтительным является использование множества вспомогательных трубопроводов водоотделяющей колонны для возврата текучей среды к платформе, если используемая разделительная система позволяет это. На следующей стадии 88 противовыбросовое устройство 14, расположенное на морском дне, перекрывается с целью отвода обратного потока через по меньшей мере один из вспомогательных трубопроводов, например через штуцерную линию 18. Такое перекрытие может включать в себя перекрытие кольцевого уплотнения (не показано отдельно) и/или трубных плашек (не показаны отдельно) на противовыбросовом устройстве. Штуцерная линия может сообщаться со скважиной, например, с помощью клапана 18А, расположенного вблизи противовыбросового устройства. На стадии 90 основной насос бурового раствора буровой платформы останавливается для прекращения прокачки текучей среды через буровую колонну. Давление в контрольной точке ствола 25 скважины поддерживается затем путем нагнетания текучей среды с выбранной скоростью вниз по линии 16 глушения скважины.

[0024] В течение этого времени верхний конец бурильной колонны может быть отсоединен от основных насосов буровой установки, и соединение может быть установлено или разорвано (т.е. участок бурильной колонны может быть добавлен или отсоединен от бурильной колонны). Давление текучей среды в скважине поддерживается в это время таким, что значение эквивалентной плотности при циркуляции остается выше значения порового давления пласта, уменьшая таким образом возможность проникновения пластовой текучей среды в скважину.

[0025] На фиг.6 показана блок-схема процедуры, используемой для восстановления процесса бурения после окончания процесса поддержания давления, объясненного со ссылкой на фиг.5. На стадии 92 давление текучей среды в контрольной точке поддерживается с использованием способа прокачки, объясненного со ссылкой на фиг.5. На стадии 94 основные насосы буровой установки могут быть перезапущены для восстановления потока бурового раствора через бурильную колонну. На стадии 96 динамическое давление текучей среды в скважине поддерживается у башмака обсадной колонны 28 или у пяты ствола 25 скважины путем контроля интенсивности потока флюида как в бурильную колонну, так и в линию 16 глушения скважины. Противовыбросовое устройство может быть затем открыто на стадии 98 для отвода обратного потока текучей среды от штуцерной линии 18 и от бурильной колонны назад в водоотделяющую колонну 12. На стадии 100 одна или несколько имеющихся штуцерных линий гидравлически изолируются от скважины, например, путем перекрытия клапана 18А. Также на стадии 100 может быть остановлен насос 24, если он используется, или остановлен поток от насоса буровой установки, если он используется для перемещения текучей среды 16 через линию глушения скважины. Затем, на стадии 102 линия 16 глушения скважины изолируется от скважины, например, с помощью клапана 16А. Наконец, на стадии 104 штуцерная линия и линия глушения скважины могут быть промыты буровым раствором, если в процессе соединения была использована текучая среда с другой плотностью.

[0026] На фиг.7 показана процедура, которая может быть использована с определенными операциями, включающими аксиальные перемещения бурильной колонны, например спуско-подъемные операции. На стадии 106 при перемещении бурильной колонны в и из скважины при операциях «очистки» требуется прокачка текучей среды для поддержания давления выше значения порового давления пласта, если противовыбросовое устройство открыто. На стадии 108 «обдирка» кольцевым уплотнительным элементом в противовыбросовом устройстве является одним возможным вариантом. Вращение бурильной колонны не рекомендуется при использовании кольцевого уплотнения. На стадии 110 обдирка от одной трубной плашки в противовыбросовом устройстве к другой, когда противовыбросовое устройство содержит множество трубных плашек, является другим возможным вариантом. Вращение бурильной колонны не рекомендуется при использовании множества трубных плашек. На стадии 112 полная спуско-подъемная операция из скважины или в нее может быть совершена, используя процедуру, объясненную со ссылкой на фиг.5.

[0027] На фиг.8 на стадии 114 можно экстраполировать давление на поверхности и высоту столба текучей среды для получения значения давления ниже противовыбросового устройства, если данное устройство не имеет датчика давления. На стадии 116 может быть реализована последовательность пуск/остановка насоса 24, основываясь на положении трубной плашки. На стадии 118 насос может быть остановлен, когда трубные плашки перекрыты. На стадии 120 насос может быть запущен, когда трубные плашки открыты.

[0028] Способ согласно настоящему изобретению представляет собой способ поддержания выбранного значения давления в скважине при проведении соединения колонн.

[0029] Хотя в описании настоящего изобретения представлен ограниченный набор вариантов, специалисты в данной области имеют возможность создания и других вариантов в объеме изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.

1. Способ поддержания давления в скважине, содержащий следующие стадии:
уменьшение подачи бурового раствора насосом, сообщенным с бурильной колонной в скважине;
обеспечение возможности вытекания текучей среды из скважины в первый вспомогательный трубопровод, соединенный с водоотделяющей колонной;
перекрытие уплотнения вокруг бурильной колонны;
прокачка текучей среды вниз по второму вспомогательному трубопроводу со скоростью, выбранной для поддержания определенного давления в скважине; и
остановка потока бурового раствора через бурильную колонну.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий отсоединение насоса бурового раствора от бурильной колонны и выполнение по меньшей мере одного из присоединения и отсоединения участка трубы от бурильной колонны.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий следующий стадии:
поддержание определенного давления;
повторное присоединение насоса бурового раствора к верхнему концу бурильной колонны;
повторная подача потока бурового раствора через бурильную колонну;
открытие уплотнения;
изоляция вторых трубопроводов от насоса, используемого для прокачки текучей среды вниз по второму трубопроводу, и изоляция первого трубопровода от скважины.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий следующие стадии:
поддержание определенного давления;
повторная подача потока бурового раствора через бурильную колонну;
открытие уплотнения;
изоляция вторых трубопроводов от насоса, используемого для прокачки текучей среды вниз по второму трубопроводу, и изоляция первого трубопровода от скважины.

Изобретение относится к области бурения скважин через подземные пласты, содержащие ограниченный объем углеводородов. Способ включает определение поступления углеводородов в ствол скважины, определение уменьшения скорости поступления углеводорода, переключение регулирования выпуска из ствола скважины для поддержания выбранного давления в стволе скважины на регулирование скорости выпуска флюида из ствола скважины для обеспечения его постоянной скорости, если она уменьшается, возврат регулирования выпуска из ствола скважины для поддержания выбранного давления, когда поступление углеводорода в ствол скважины находится на приемлемом уровне.

Способ обеспечения доступа в угольный пласт // 2505657

Группа изобретений относится к области добычи полезных ископаемых из подземных месторождений, в частности касается способа обеспечения доступа к подземному угольному пласту.

Способ и устройство для бурения и заканчивания при программируемом давлении и программируемом градиенте давления // 2455453

Способ и система циркуляции текучей среды в системе скважин // 2416711

Способ управления работой буровой установки и буровая установка // 2397305

Изобретение относится к способу управления работой буровой установки, в котором определяют расход потока промывочной среды буровой установки и управляют работой буровой установки на основании этого расхода потока промывочной среды.

Способ эксплуатации насосного агрегата в процессе закачки жидкости в пласт // 2395723

Изобретение относится к способам заводнения пластов и может быть использовано при эксплуатации гидромашин, в частности электроцентробежных насосов системы поддержания пластового давления.

Насосная система для промывочной жидкости // 2392414

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к насосным системам для промывочной жидкости. .

Способ и система для управления потреблением мощности в процессе бурения по породе и устройство для бурения по породе для их осуществления // 2367767

Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами // 2365735

Изобретение относится к технологии строительства глубоких скважин, в частности к способам вскрытия продуктивных пластов. .

Устройство и способ для динамического регулирования давления в затрубном пространстве // 2336407

Изобретение относится к способу и устройству для динамического регулирования давления в затрубном пространстве, в частности - к избирательно замкнутому нагнетательному способу регулирования давления в буровой скважине во время бурения и заканчивания скважины.

Способ очистки наклонных и горизонтальных стволов скважин // 2524228

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к способам очистки наклонных и горизонтальных скважин. Создают циркуляцию бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка и содержащим полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси. При проходе через переводник поток бурового раствора разделяется на две части. Одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины. Повышается качество очистки. 2 ил.

Устройство для регулирования расхода флюида // 2529316

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования потока флюида в скважине. Способ включает обеспечение гидравлического диода в канале гидравлического сообщения со скважиной и перемещение флюида через гидравлический диод. При этом гидравлический диод расположен внутри скважины. Инструмент содержит трубчатую диодную втулку, имеющую диодное отверстие, трубчатую внутриканальную втулку, концентрически установленную внутри диодной втулки, причем внутриканальная втулка содержит внутренний канал, находящийся в гидравлическом сообщении с диодным отверстием, и трубчатую наружноканальную втулку, внутри которой концентрически установлена диодная втулка. Причем наружноканальная втулка содержит наружный канал, находящийся в гидравлическом сообщении с диодным отверстием. Причем в этом инструменте форма диодного отверстия, положение внутреннего канала относительно диодного отверстия и положение наружного канала относительно диодного отверстия определяют сопротивление потоку флюида, текущего во внутренний канал из наружного канала, и другое сопротивление потоку флюида, текущего в наружный канал из внутреннего канала. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потока флюида в скважине. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Система регистрации параметров закачиваемых в скважину жидкостей // 2539041

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения параметров закачиваемой в скважину жидкости. Система включает расходомер электромагнитный, который снабжен контроллером, составляющим основу первого измерительного модуля, плотномер вибрационный, снабженный контроллером, составляющий основу второго измерительного модуля. Модули встроены в нагнетательную линию манифольда с контролируемой средой, с помощью быстроразъемных соединений к первому измерительному модулю присоединен второй измерительный модуль, производящий измерение плотности, температуры и давления. Модули соединены с компьютером с помощью информационного кабеля и блока питания. Компьютер установлен на монтажной базе - автошасси высокой проходимости. Питание системы осуществлено от сети переменного тока через стабилизатор напряжения или от бортовой сети автомобиля. Повышается универсальность, мобильность, удобство обслуживания, надежность, уменьшаются габариты. 3 ил.

Буровая установка с силовым агрегатом, содержащим муфту (варианты) // 2547536

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к буровым установкам. Буровая установка, согласно одному из вариантов выполнения, содержит буровое долото; первичный привод; систему насосов, функционально связанную с первичным приводом; компрессор; гидравлическую муфту, связанную с первичным приводом и компрессором, причем в конструкции компрессора присутствует техническая возможность неограниченной и ограниченной подачи воздуха в ответ на соответствующее положение муфты во включенном и разъединенном положениях. Гидравлическая муфта связана с первичным приводом посредством соединения «муфта - первичный привод» и содержит концевой корпус компрессора, связанный с муфтой посредством втулки муфты, отделяющей компрессор от первичного привода. При этом гидравлическая муфта выполнена с возможностью менять свое положение с включенного на разъединенное в процессе работы первичного привода. Гидравлическая система теплообмена, содержащая отстойник и теплообменник, выполнена с возможностью подачи тепла из гидравлической муфты. Теплообменник расположен в непосредственной близости к радиатору буровой установки, служащему для охлаждения теплообменника конвекцией воздуха, поступающего из радиатора. Подача гидравлической текучей среды в гидравлической системе теплообмена осуществляется из гидравлической муфты в отстойник, затем в теплообменник для понижения температуры гидравлической текучей среды и далее обратно в гидравлическую муфту, при этом отстойник расположен в непосредственной близости к системе насосов. Обеспечивается снижение объема потребления энергии первичным приводом. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 53 ил.

Автоматическое управление давлением в напорной линии при бурении // 2553751

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к оборудованию и действиям, связанным с буровой скважиной. Способ включает сравнение измеренного значения давления в напорной линии с требуемым значением давления в напорной линии и автоматическое управление дросселем в зависимости от результатов этого сравнения, в результате чего уменьшается значение разности между указанным измеренным значением давления в напорной линии и указанным требуемым значением давления в напорной линии. Система управления давлением в напорной линии содержит контроллер, выдающий заданное значение давления в кольцевом пространстве на основании сравнения измеренного значения давления в напорной линии с требуемым значением давления, и дроссель, автоматически управляемый в зависимости от указанного заданного значения давления в кольцевом пространстве. Скважинная система содержит напорную линию, соединенную с бурильной колонной, датчик, измеряющий давление в напорной линии, и контроллер, выдающий заданное значении давления в кольцевом пространстве, по меньшей мере частично, на основании значения разности между указанным измеренным значением давления в напорной линии и требуемым значением давления. Повышается эффективность регулирования давления. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ контроля водоотдачи промывочной жидкости // 2566160

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при автоматическом непрерывном контроле параметров буровых растворов в процессе разбуривания горных пород. При осуществлении способа при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента в циркуляционной системе скважины одновременно и непрерывно осуществляют измерение влажности и плотности промывочной жидкости, по показаниям которых вычисляют текущее объемное содержание свободной воды в указанной жидкости по приведенной формуле, а водоотдачу определяют по мере углубления скважины по разности объемного содержания воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый пласт и на выходе из него. Повышаются информативность и достоверность контроля, снижаются временные и трудовые затраты на проведение вспомогательных операций.

Вычисление задержки с коррекцией осыпи в открытом стволе // 2567573

Изобретение относится к области бурения и, в частности, к технологическому оснащению для усовершенствованного вычисления задержки. Способ расчета количества осыпи в открытом стволе буровой скважины содержит вычисление фактической задержки для скважины посредством выявления заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости. Вычисление содержит выявление события наращивания, выявление изменения в количестве заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости, соответствующее событию наращивания, определение первого значения ходов бурового насоса при окончании события наращивания. Определение второго значения ходов бурового насоса при возникновении изменения в количестве заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости, соответствующее событию наращивания. Определение третьего значения обратных ходов бурового насоса и вычисление фактической задержки посредством вычитания второго значения и третьего значения из первого значения. Вычисление с помощью системы газового анализатора теоретической задержки для скважины. Вычисление с помощью системы газового анализатора количества осыпи посредством сравнения фактической задержки и теоретической задержки. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система управления потоком флюида в скважине, содержащая флюидный модуль с мостовой сетью для флюида, и способ применения такой системы // 2568619

Группа изобретений относится к способам и системам управления потоком флюида в скважине. Система содержит флюидный модуль (150) с основным протоком (152), клапаном (162) и мостовой сетью. Клапан (162) имеет первое положение, при котором флюид может течь через основной проток (152), и второе положение, при котором течение флюида через основной проток (152) блокируется. Мостовая сеть имеет первый и второй ответвительные протоки (163, 164), каждый из которых имеет сообщающиеся с основным протоком (152) впуск (166, 168) и выпуск (170, 172) и каждый из которых включает в себя два гидравлических сопротивления (174, 176, 180, 182) с расположенным между ними терминалом (178, 184) отбора давления. При работе перепад давления между терминалами (178, 184) первого и второго ответвительных протоков (163, 164) смещает клапан (162) между первым и вторым положениями. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потока флюида в скважине. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ управления давлением в стволе скважины на основе теории управления с прогнозирующими моделями и теории систем // 2570687

Изобретение относится к технологии управления давлением в стволе скважины. Техническим результатом является возможность обеспечить давление в стволе скважины в любое время. Способ управления давлением в стволе скважины на основе теории управления с прогнозирующими моделями и теории систем относится к технологиям управления давлением в стволе скважины. Настоящий способ включает в себя: определение давления в забое скважины, давления на стояке, давления в обсадной колонне, расхода закачивания и выходного расхода в ходе процесса строительства скважины, и определение наличия перелива или утечки. Кроме того, при отсутствии перелива или утечки тонкую регулировку давления в обсадной колонне у устья скважины в соответствии с небольшими флуктуациями давления в забое скважины, давления на стояке или давления в обсадной колонне с тем, чтобы обеспечить установленное значение для давления в забое скважины, давления на стояке или давления в вертикальной обсадной колонне. Также, при наличии перелива или утечки использование динамической модели однофазного или многофазного потока в стволе скважины для имитации и вычисления местоположения перелива или утечки и времени начала перелива или утечки. Дополнительно, данный способ включает в себя: прогнозирования на будущий период времени изменения давления в стволе скважины в процессе бурения скважины и использование алгоритма оптимизации для вычисления параметра управления, обеспечивающего минимальное отклонение действительного давления в стволе скважины от заданного значения для будущего периода времени. Также повторение процесса оптимизации для следующего временного периода после выбора и установки первого параметра управления. Настоящий способ позволяет обеспечить управление давлением в стволе скважины в допустимом согласно проектным требованиям диапазоне флуктуаций, реализуя таким образом высокоточное управление давлением. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ управления давлением в стволе скважины при бурении с оптимизацией давления // 2577345

Группа изобретений относится к нефдегазодобывающей отрасли и может быть использована в операциях, выполняемых в подземных скважинах при бурении. Система включает гидроаккумулятор, сообщающийся со стволом скважины, при этом гидроаккумулятор подает давление в ствол скважины, штуцер, который дросселирует с регулированием давления поток текучей среды из ствола скважины. Гидроаккумулятор соединен с возвратной линией между блоком противовыбросовых превенторов и штуцерным манифольдом. Гидроаккумулятор выполнен с возможностью подачи давления в ствол скважины даже в отсутствие потока текучей среды через штуцер. Повышается эффективность управления давлением. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.