Уплотнительные устройства для герметизации поверхностей стенки ствола скважины и способы их установки в стволе скважины

Авторы патента:

О'МЭЛЛИ Эдвард Дж. (US)

E21B33/12 - пакеры; пробки (для цементирования E21B 33/134, E21B 33/16)

Владельцы патента RU 2593397:

БЭЙКЕР ХЬЮЗ ИНКОРПОРЕЙТЕД (US)

Группа изобретений относится к уплотнительным устройствам и способам для герметизации зоны нарушения в стволе скважины. Техническим результатом является изоляция участков ствола скважины. Уплотнительные устройства содержат трубный элемент, расширяющийся элемент и деформирующийся уплотнительный элемент, при этом посредством давления текучей среды происходит расширение или надувание расширяющегося элемента, который переводит деформирующийся уплотнительный элемент из его формы спуска в скважину в форму затвердевания. Управляющее воздействие, например изменение температуры, действует на деформирующийся уплотнительный элемент, обеспечивая изменение формы уплотнительного элемента, а при удалении управляющего воздействия обеспечивается оставление формы затвердевшего уплотнительного элемента, причем после этого трубный элемент и расширяющийся элемент можно убрать, оставив только деформированный затвердевший уплотнительный элемент в стволе скважины для герметизации зоны нарушения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по заявке U.S. Application No. 13/152346, выложена 3 июня 2012 г., полностью включена в данном документе в виде ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Изобретение относится к уплотнительным устройствам для герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, и, конкретно, к уплотнительным устройствам, имеющим форму деформирующегося элемента, который может меняться от формы спуска в скважину к форме затвердевания, в которой уплотнительное устройство крепится к поверхности стенки ствола скважины.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В подземных стволах скважин могут возникать нежелательные пути потока. Их возникновение может являться результатом присутствия в пласте трещин, существующих или возникающих после некоторого времени, или отверстий, или перфораций в скважинной обсадной колонне или трубной системе, которая пересекает пласт и отбирает текучую среду или получает нежелательную текучую среду (например, воду). Одним путем решения данных проблем является изоляция участков ствола скважины, содержащих нежелательные пути потока, например, с помощью установки пробок, пакеров или других уплотнительных элементов в стволе скважины над и под трещинами. Поскольку зона, содержащая трещину, изолируется пакерами или другими уплотнительными устройствами, доступ к зоне под изолированной секцией может прекращаться или геометрически ограничиваться каналом в пакере.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В общем, изобретены уплотнительные устройства для применения в стволе скважины для герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины. В одном конкретном варианте осуществления уплотнительное устройство содержит трубный элемент, или шпиндель, расширяющийся элемент и деформирующийся уплотнительный элемент. Расширение или надувание расширяющегося элемента переводит деформирующийся уплотнительный элемент из его формы спуска в скважину в его форму затвердевания. Управляющее воздействие, например изменение температуры, действует на деформирующийся уплотнительный элемент, облегчая изменение формы деформирующегося уплотнительного элемента. При снятии управляющего воздействия обеспечивается сохранение формы затвердевшего деформированного уплотнительного элемента. После затвердевания шпиндель и расширяющийся элемент можно удалить, оставив только деформированный уплотнительный элемент в стволе скважины для герметизации пути утечки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] На Фиг. 1 показано сечение одного конкретного варианта осуществления уплотнительного устройства с расширяющимся элементом в сложенном положении и деформирующимся уплотнительным элементом в форме для спуска в скважину.

[0006] На Фиг. 2 показано сечение уплотнительного устройства Фиг. 1 с расширяющимся элементом в частично раздвинутом положении и деформирующимся уплотнительным элементом в форме после спуска в скважину.

[0007] На Фиг. 3 показано сечение уплотнительного устройства Фиг. 1 с расширяющимся элементом в раздвинутом положении и деформирующимся уплотнительным элементом в форме затвердевания.

[0008] На Фиг. 4 показано сечение уплотнительного устройства Фиг. 1 с расширяющимся элементом в сложенном положении и деформирующимся уплотнительным элементом в форме после затвердевания.

[0009] На Фиг. 5 показано сечение другого конкретного варианта осуществления уплотнительного устройства с расширяющимся элементом в сложенном положении и деформирующимся уплотнительным элементом в форме для спуска в скважину.

[0010] На Фиг. 6 показано сечение одного конкретного варианта осуществления уплотнительного устройства с расширяющимся элементом в раздвинутом положении и деформирующимся уплотнительным элементом в форме затвердевания.

[0011] Хотя изобретение описано ниже на примере предпочтительных вариантов осуществления, понятно, что изобретение не ограничивается вариантами осуществления. Наоборот, изобретение охватывает все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые может включать в себя сущность и объем изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Показанный на Фиг. 1-4 ствол 10 скважины расположен в пласте 14. Ствол 10 скважины содержит поверхность 12 стенки. В поверхности 12 стенки расположен путь 16 утечки. Ствол 10 скважины может являться необсаженным стволом скважины или обсаженным стволом скважины. Таким образом, при использовании в данном документе термин "ствол скважины" дается в самом широком смысле, включающем в себя как необсаженные скважины или стволы скважин, так и обсаженные скважины или стволы скважин.

[0013] Один вариант осуществления уплотнительных устройств, раскрытых в данном документе, описан ниже и показан на Фиг. 1-4. Уплотнительное устройство 20 содержит трубный элемент, или шпиндель 22, имеющий наружную поверхность 24 стенки и внутреннюю поверхность 26 стенки, образующей канал 28. В шпинделе 22 расположены одно или несколько окон 29, создающих гидравлическую связь канала 28 с наружной поверхностью 24 стенки.

[0014] Вдоль наружной поверхности 24 стенки шпинделя 22 расположен расширяющийся элемент 30. Расширяющийся элемент 30 может выполняться из эластомерного материала или любого другого подходящего материала, обеспечивающего радиальное расширение расширяющегося элемента 30. В одном конкретном варианте осуществления расширяющийся элемент 30 является надувным элементом, например надувной камерой, имеющей внутреннюю область 38 для приема текучей среды, обеспечивающей расширение или надувание. В данных вариантах осуществления окна 29 поддерживают гидравлическую связь с внутренней областью 38, так что текучая среда, нагнетаемая в канал 28, может входить во внутреннюю область 38 и расширять расширяющийся элемент 30.

[0015] Расширяющийся элемент 30 содержит верхний конец 31, нижний конец 32, внутреннюю поверхность 34 стенки, наружную поверхность 36 стенки и внутреннюю область 38 (Фиг. 2-3). В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1-4, расширяющийся элемент 30 скреплен с наружной поверхностью 24 стенки шпинделя 20 на верхнем и нижнем концах 31, 32. Скрепление верхнего и нижнего концов 31, 32 со шпинделем 20 может выполняться с помощью любого устройства или способа, известного в технике. Как рассмотрено более подробно ниже, расширяющийся элемент 30 имеет первое или положение спуска в скважину (Фиг. 1), раздвинутое положение (показано на Фиг. 3), и одно или несколько промежуточных положений, одно из которых показано на Фиг. 2.

[0016] К наружной поверхности 36 стенки расширяющегося элемента 30 съемно прикреплен деформирующийся уплотнительный элемент 40. Деформирующийся уплотнительный элемент 40 содержит внутреннюю поверхность 42 стенки и наружную поверхность 44 стенки. Внутренняя поверхность 42 стенки функционально связана c наружной поверхностью 36 стенки расширяющегося элемента 30, так что после установки в положение затвердевания (рассмотрено более подробно ниже) деформирующийся уплотнительный элемент 40 должен освобождаться от наружной поверхности 36 стенки расширяющегося элемента 30, при этом деформирующийся уплотнительный элемент 40 можно оставить в стволе 10 скважины, когда шпиндель 20 убирается.

[0017] Наружная поверхность 44 деформирующегося уплотнительного элемента 40 выполнена с возможностью скрепления с поверхностью 12 стенки ствола 10 скважины, когда деформирующийся уплотнительный элемент 40 находится в затвердевшем положении, при этом путь 16 утечки должен герметизироваться.

[0018] В одном конкретном варианте осуществления деформирующийся уплотнительный элемент 40 содержит термостойкий полимер с памятью формы. Материалы данного типа изменяют форму при нагревании до температуры фазового перехода материала. После достижения температуры фазового перехода материалы деформируются автоматически или при содействии управляющих воздействий, например усилия, при котором материал принимает другую форму, например, возвращаясь к своей естественной или "сохраненной в памяти" форме. Подходящие термостойкие полимеры с памятью формы включают в себя полиуретан. Альтернативно, деформирующийся уплотнительный элемент 40 может содержать отверждаемые эластомеры, например нитрильный каучук, этилен-пропилен монодиен, и перфторэластомеры. Отверждаемые эластомеры можно деформировать, придавая другую форму и такую форму можно сохранять.

[0019] Как показано в варианте осуществления Фиг. 1-4, расширяющийся элемент 30 и деформирующийся уплотнительный элемент 40, оба, представляют собой муфты с переменными внутренними диаметрами.

[0020] Как показано на Фиг. 2-3, текучая среда (не показано) перекачивается по каналу 28 шпинделя 22 и проходит через окно 29 во внутреннюю область 38 расширяющегося элемента 30, обеспечивая радиальное расширение расширяющегося элемента 30. При этом деформирующийся уплотнительный элемент 40 также радиально расширяется до входа наружной поверхности 44 стенки во взаимодействие с поверхностью 12 стенки ствола 10 скважины (Фиг. 10). Дополнительная текучая среда перекачивается по каналу 28 шпинделя 22 и через окно 29 во внутреннюю область 38 расширяющегося элемента 30, обеспечивая дополнительное радиальное расширение расширяющегося элемента 30 и деформацию деформирующегося уплотнительного элемента 40 от формы спуска в скважину (показано на Фиг. 1-2) до формы затвердевания (показано на Фиг. 3-4). При этом путь 16 утечки герметизируется деформирующимся уплотнительным элементом 40. После этого давление текучей среды во внутренней области 38 расширяющегося элемента 30 сбрасывается, обуславливая складывание расширяющегося элемента 30 или возврат к его положению спуска в скважину. В данный момент уплотнительное устройство 20 можно убрать из ствола 10 скважины. При этом деформирующийся уплотнительный элемент 40 остается на месте в стволе 10 скважины, герметизируя путь 16 утечки, но обеспечивая дальнейшее выполнение работ забойными инструментами ниже деформирующегося уплотнительного элемента 40. Поскольку только деформирующийся уплотнительный элемент 40 остается в стволе скважины, увеличенная часть внутреннего диаметра ствола 10 скважины остается свободной, так что на забое можно провести больше операций. Например, дополнительные деформирующиеся уплотнительные элементы (не показано) можно спускать в ствол 10 скважины в точки ниже деформирующегося уплотнительного элемента 40 для дополнительной герметизации путей утечки (не показано).

[0021] В одном конкретном варианте осуществления способа герметизации пути 16 утечки с применением уплотнительного устройства 20, показанном на Фиг. 1-4, текучая среда, используемая для расширения расширяющегося элемента 30, является скважинной текучей средой, размещенной в стволе 10 скважины. В другом конкретном варианте осуществления текучая среда нагревается до температуры, при которой деформирующийся уплотнительный элемент 40 деформируется, переходя от формы спуска в скважину (Фиг. 1-2) в форму затвердевания (Фиг. 3-4). В другом варианте осуществления перед складыванием или сдуванием расширяющегося элемента 30 после установки деформирующегося уплотнительного элемента 40 в форму затвердевания текучая среда во внутренней области 38 может охлаждаться до температуры, обеспечивающей сохранение деформирующегося уплотнительного элемента 40 затвердевшим в нужной форме. Кроме того, расширяющийся элемент 30 может расширяться из сложенного положения в раздвинутое положение с применением известных способов надувания при подвеске на тросе или колонне насосно-компрессорных труб.

[0022] Показанное на Фиг. 5-6 в другом варианте осуществления уплотнительное устройство 120, имеющее компоненты, аналогичные варианту осуществления Фиг. 1-4 с одинаковыми позициями ссылки, дополнительно содержит поддерживающую муфту 50 и одно или несколько устройств 60 сброса давления, функционально связанных с внутренней областью 38 расширяющегося элемента 30. Как показано в варианте осуществления на Фиг. 5-6, установлены четыре устройства 60 сброса давления, гидравлически связанные с внутренней областью 38 расширяющегося элемента 30. Устройства 60 сброса давления показаны в виде односторонних обратных клапанов, хотя устройства 60 сброса давления могут являться любыми известными устройствами сброса давления. В варианте осуществления Фиг. 5-6 устройства 60 сброса давления включают в себя фланцевые части 62, которые обеспечивают прикрепление первого и второго концов 31, 32 к наружной поверхности 24 стенки шпинделя 22.

[0023] Поддерживающая муфта 50 содержит расширяющийся трубный элемент с внутренней поверхностью 52 стенки, функционально связанный c наружной поверхностью 36 стенки расширяющегося элемента 30, и наружную поверхность 54 стенки, функционально связанную с внутренней поверхностью 42 стенки деформирующегося уплотнительного элемента 40. Поддерживающая муфта 50 расширяется с деформирующимся уплотнительным элементом 40, и после установки деформирующегося уплотнительного элемента 40 в форме затвердевания поддерживающая муфта высвобождается из расширяющегося элемента 30, при этом деформирующийся уплотнительный элемент 40 и поддерживающая муфта 50 остаются в стволе 10 скважины. В результате поддерживающая муфта 50 создает механическую поддержку уплотнительному элементу 40 меняющейся формы, обеспечивая удержание деформирующегося уплотнительного элемента 40 в положении затвердевания и во взаимодействии с уплотнением с поверхностью 12 стенки ствола 10 скважины. В одном варианте осуществления поддерживающая муфта представляет собой щелевой трубный элемент, выполненный из термостойкого полимера или материала со свойствами металла.

[0024] Работа варианта осуществления, показанного на Фиг. 4-5, является аналогичной варианту осуществления Фиг. 1-2, вместе с тем, текучей среде, проходящей во внутреннюю область 38 для расширения или надувания расширяющегося элемента 30, обеспечен выход из внутренней области 38 через устройства 60 сброса давления. В результате, температуру текучей среды можно увеличивать или уменьшать, как требуется для перехода деформирующегося уплотнительного элемента 40 от формы спуска в скважину в форму затвердевания. Например, текучую среду с первой температурой можно вначале подавать насосом в канал 28 через окна 29 и во внутреннюю область 38 расширяющегося элемента 30, обеспечивая расширение или надувание расширяющегося элемента 30 в раздвинутое положение. По достижении пикового давления во внутренней области 38 устройство 60 (устройства) сброса давления приводятся в действие для сброса, например, текучей среды из внутренней области 38. При этом новую текучую среду второй отличающейся температурой можно подавать насосом во внутреннюю область 38.

[0025] В одном варианте осуществления температуру текучей среды, подаваемой насосом во внутреннюю область 38, можно увеличивать до температуры фазового перехода материала, образующего деформирующийся уплотнительный элемент 40. Когда текучая среда поступает в расширяющийся элемент 30 и достигается температура фазового перехода, деформирующийся уплотнительный элемент 40 начинает переходить от формы спуска в скважину в форму затвердевания. В результате расширяющийся элемент 30 продолжает расширяться до достижения деформирующимся уплотнительным элементом 40 положения затвердевания, перекрывает путь 16 утечки и входит во взаимодействие с внутренней поверхностью стенки 16 ствола 10 скважины. После этого текучую среду, имеющую более низкую температуру, можно подавать насосом во внутреннюю область 38. Данная более холодная текучая среда вытесняет текучую среду с более высокой температурой во внутреннюю область 38, выдавливая текучую среду с более высокой температурой из внутренней области 38 через устройства 60 сброса давления. Понижение температуры текучей среды во внутренней области 38 ниже температуры фазового перехода материала, образующего деформирующийся уплотнительный элемент 40, обеспечивает затвердевание деформирующегося уплотнительного элемента 40. Соответственно, деформирующийся уплотнительный элемент 40 уплотняется на и прикрепляется к внутренней поверхности стенки 16 ствола 10 скважин, при этом герметизируя путь 16 утечки.

[0026] Как рассмотрено выше, уплотнительные устройства 20, 120 можно устанавливать в стволе скважины, применяя обычную колонну насосно-компрессорных труб, через которую перекачивается текучая среда каротажный кабель, проходящий через насосно-компрессорную трубу. В варианте каротажного кабеля, проходящего через насосно-компрессорную трубу, установочный инструмент на каротажном кабеле может использовать текучую среду из ствола скважин для одновременного нагрева установочного инструмента и перекачки во внутреннюю область 38 расширяющегося элемента 30. Альтернативно, расширяющийся элемент может иметь нагревательный элемент с питанием от батареи или по каротажному кабелю, установленный во внутренней области 38 расширяющегося элемента 30 или имеющий гидравлическую связь с ней. В другом варианте осуществления нагревательный элемент может функционально связываться с деформирующимся уплотнительным элементом 40. Дополнительно, работающий от пружины шприцевой насос может соединяться со впуском расширяющегося элемента 30 для содействия в надувании или расширении расширяющегося элемента 30. Когда деформирующийся уплотнительный элемент 40 нагревается и начинает деформироваться, уменьшающийся модуль деформирующегося уплотнительного элемента 40 обеспечивает расширение расширяющегося элемента 40 с помощью накопленной энергии пружины.

[0027] Следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными деталями конструкции, работы, конкретными материалами или показанными и описанными вариантами осуществления, поскольку модификации и эквиваленты понятны специалисту в данной области техники. Например, устройства сброса давления могут не требоваться. Кроме того, если устройство сброса давления включено в состав, одного устройства может быть достаточно для вытеснения текучей среды во внутреннем пространстве расширяющегося элемента. Кроме того, один или несколько крепежных элементов могут быть включены в состав на наружной поверхности стенки деформирующегося уплотнительного элемента для содействия удержанию деформирующимся уплотнительным элементом соединения с поверхность стенки ствола скважины. Дополнительно, уплотнительные устройства можно устанавливать в стволе скважины, применяя трубные колонны, а также колонны с кабельными линиями. Кроме того, уплотнительные устройства можно применять в необсаженных или обсаженных стволах скважины. Соответственно, изобретение ограничено только объемом прилагаемой формулы изобретения.

1. Уплотнительное устройство для применения в стволе скважины для герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, содержащее:
трубный элемент, имеющий наружную поверхность стенки и внутреннюю поверхность стенки;
расширяющийся элемент, установленный на наружной поверхности стенки трубного элемента, причем расширяющийся элемент имеет наружную поверхность, сложенное положение и раздвинутое положение;
и деформирующийся уплотнительный элемент, имеющий форму спуска в скважину и форму затвердевания, причем деформирующийся уплотнительный элемент съемно соединяется с наружной поверхностью стенки расширяющегося элемента, деформирующийся уплотнительный элемент имеет наружную поверхность стенки, выполненную с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины, когда деформирующийся уплотнительный элемент имеет форму затвердевания,
первую текучую среду, нагнетаемую в расширяющийся элемент при первой температуре, причем первая температура является температурой фазового перехода или является температурой выше температуры фазового перехода для деформирующегося уплотнительного элемента, и первая температура обеспечивает деформирование деформирующегося уплотнительного элемента из его формы спуска в скважину в форму затвердевания посредством повышения температуры уплотнительного элемента до температуры фазового перехода, при которой уплотнительный элемент будет являться деформируемым расширяющимся элементом в форму затвердевания и ниже которой уплотнительный элемент не будет являться деформируемым расширяющимся элементом в форму затвердевания,
при этом расширение расширяющегося элемента с использованием давления текучей среды из сложенного положения в раздвинутое положение переводит деформирующийся уплотнительный элемент из формы спуска в скважину в форму затвердевания, и
при этом деформирующийся уплотнительный элемент выполнен с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины после складывания расширяющегося элемента из раздвинутого положения в сложенное положение.

2. Уплотнительное устройство по п. 1, в котором деформирующийся уплотнительный элемент представляет собой муфту, установленную вокруг наружной поверхности стенки расширяющегося элемента, и расширяющийся элемент содержит эластомерную надувную камеру, установленную вокруг наружной поверхности стенки трубного элемента.

3. Уплотнительное устройство по п. 2, в котором внутренняя поверхность стенки трубного элемента образует канал трубного элемента, причем трубный элемент дополнительно содержит окно, гидравлически связанное с каналом трубного элемента и внутренним объемом эластомерной надувной камеры, и эластомерная надувная камера переходит из сложенного положения в раздвинутое положение с помощью текучей среды, проходящей через окно во внутренний объем эластомерной надувной камеры.

4. Уплотнительное устройство по п. 3, в котором расширяющийся элемент дополнительно содержит, по меньшей мере, одно устройство сброса давления, гидравлически связанное с внутренней частью расширяющегося элемента.

5. Уплотнительное устройство по п. 4, в котором устройство сброса давления является клапаном.

6. Уплотнительное устройство по п. 5, в котором устройство сброса давления является односторонним обратным клапаном.

7. Уплотнительное устройство по п. 1, в котором деформирующийся уплотнительный элемент выполнен из термореактивного материала, имеющего температуру фазового перехода, при которой термореактивный материал становится деформирующимся и ниже которой термореактивный материал становится недеформирующимся.

8. Уплотнительное устройство по п. 1, в котором расширяющийся поддерживающий элемент содержит щелевой металлический трубный элемент.

9. Уплотнительное устройство для применения в стволе скважины для герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, содержащее:
шпиндель, имеющий наружную поверхность стенки и внутреннюю поверхность стенки;
муфту расширяющегося элемента, установленную на наружной поверхности стенки шпинделя, причем муфта расширяющегося элемента имеет наружную поверхность стенки, сложенное положение и раздвинутое положение; и
муфту деформирующегося уплотнительного элемента, имеющую внутренний диаметр спуска в скважину, внутренний диаметр затвердевания и множество промежуточных внутренних диаметров, причем муфта деформирующегося уплотнительного элемента имеет наружную поверхность стенки, выполненную с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины, когда муфта деформирующегося уплотнительного элемента имеет форму затвердевания,
первую текучую среду, нагнетаемую в расширяющийся элемент при первой температуре, причем первая температура является температурой фазового перехода или является температурой выше температуры фазового перехода для деформирующегося уплотнительного элемента, и первая температура обеспечивает деформирование деформирующегося уплотнительного элемента из его формы спуска в скважину в форму затвердевания посредством повышения температуры уплотнительного элемента до температуры фазового перехода, при которой уплотнительный элемент будет являться деформируемым расширяющимся элементом в форму затвердевания и ниже которой уплотнительный элемент не будет являться деформируемым расширяющимся элементом в форму затвердевания,
при этом расширение муфты расширяющегося элемента из сложенного положения в раздвинутое положение с использованием давления текучей среды переводит муфту деформирующегося уплотнительного элемента из формы спуска в скважину в форму затвердевания, и
при этом муфта деформирующегося уплотнительного элемента выполнена с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины после складывания муфты расширяющегося элемента из раздвинутого положения в сложенное положение.

10. Уплотнительное устройство по п. 9, в котором внутренняя поверхность стенки шпинделя образует канал шпинделя и муфта расширяющегося элемента содержит эластомерную надувную камеру, шпиндель дополнительно содержит окно, гидравлически связанное с каналом шпинделя и внутренним объемом эластомерной надувной камеры, эластомерная надувная камера переходит из сложенного положения в раздвинутое положение с помощью текучей среды, проходящей через окно во внутренний объем эластомерной надувной камеры.

11. Уплотнительное устройство по п. 10, в котором муфта расширяющегося элемента дополнительно содержит, по меньшей мере, одно устройство сброса давления, гидравлически связанное с внутренней частью муфты расширяющегося элемента.

12. Уплотнительное устройство по п. 10, в котором деформирующийся уплотнительный элемент выполнен из термореактивного материала, имеющего температуру фазового перехода, при которой термореактивный материал деформируется и ниже которой термореактивный материал не деформируется.

13. Уплотнительное устройство по п. 9, в котором муфта деформирующегося уплотнительного элемента содержит материал, представляющий собой полимер с памятью формы.

14. Способ герметизации пути утечки, проходящего через поверхность стенки ствола скважины, содержащий следующие этапы:
(а) создание уплотнительного устройства, содержащего трубный элемент, имеющий наружную поверхность стенки и внутреннею поверхность стенки; и деформирующегося уплотнительного элемента, функционально связанного с наружной поверхностью стенки трубного элемента, причем деформирующийся уплотнительный элемент имеет форму спуска в скважину и форму затвердевания, деформирующийся уплотнительный элемент имеет наружную поверхность стенки, выполненную с возможностью скрепления с поверхностью стенки ствола скважины, когда деформирующийся уплотнительный элемент принимает форму затвердевания;
(б) установку уплотнительного устройства в стволе скважины с выставлением деформирующегося уплотнительного элемента по пути утечки в поверхности стенки ствола скважины;
(в) нагнетание первой текучей среды в расширяющийся элемент при первой температуре, причем первая температура является температурой фазового перехода или является температурой выше температуры фазового перехода для деформирующегося уплотнительного элемента, и первая температура обеспечивает деформирование деформирующегося уплотнительного элемента из его формы спуска в скважину в форму затвердевания посредством повышения температуры уплотнительного элемента до температуры фазового перехода, при которой уплотнительный элемент будет являться деформируемым расширяющимся элементом в форму затвердевания и ниже которой уплотнительный элемент не будет являться деформируемым расширяющимся элементом в форму затвердевания, причем расширяющийся элемент расположен на наружной поверхности стенки трубного элемента и имеет внутреннее пространство, в которое нагнетается первая текучая среда;
(г) перевод деформирующегося уплотнительного элемента из формы спуска в скважину в форму затвердевания с использованием давления текучей среды, обеспечивающего скрепление деформирующегося уплотнительного элемента с внутренней поверхностью стенки поверх пути утечки; и
(д) удаление трубного элемента из ствола скважины с оставлением деформирующегося уплотнительного элемента в стволе скважины.

15. Способ по п. 14, дополнительно содержащий этап вытеснения первой текучей среды в уплотнительный элемент с помощью второй текучей среды, которая находится при второй температуре.

16. Способ по п. 14, в котором вторая температура ниже, чем первая температура, и побуждает деформирующийся элемент оставаться в форме затвердевания.

17. Способ по п. 14, в котором деформирующийся уплотнительный элемент сформирован из реагирующего на температуру материала, при которой реагирующий на температуру материал является деформируемым и ниже которой реагирующий на температуру материал не является деформируемым.

18. Способ по п. 14, в котором первая текучая среда является скважинной текучей средой, которая нагрета при нагнетании в расширяющийся элемент.

Изобретение относится к оборудованию для проведения работ по изоляции межтрубного пространства скважины. Техническим результатом является повышение надежности установки пакера за счет исключения воздействия на него колонны НКТ.

Устройство для изоляции пласта в скважине // 2592914

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для изоляции пласта, по меньшей мере одного, в скважине как при ее креплении с применением операции цементирования обсадной колонны, так и в виде отдельной независимой изоляционной операции.

Устройство для изоляции пласта в скважине // 2592592

Изобретение относится к устройствам для изоляции пласта в скважине. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства, улучшении эксплуатационных характеристик.

Устройство для манжетного цементирования скважины // 2592591

Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин и, в частности, к устройствам для разобщения пластов с применением пакеров. Технический результат - повышение надежности работы устройства.

Трубная исполнительная система и способ // 2592316

Группа изобретений относится к трубным исполнительным системам и способам приведения в действие множества трубных исполнительных механизмов. Техническим результатом является уменьшение негативного воздействия на поток в стволе скважины.

Затрубный барьер с внешним уплотнением // 2590664

Группа изобретений относится к затрубным барьерам, скважинным системам и способам сохранения уплотнения. Технический результат заключается в увеличении уплотнительной способности затрубного барьера.

Кольцевой барьер // 2590269

Группа изобретений относится к кольцевым барьерам, расширяемым в кольцевом пространстве между трубчатой конструкцией скважины и внутренней стенкой ствола скважины, а также к кольцевым барьерным системам и системам ствола скважины, содержащим указанный кольцевой барьер.

Пакер // 2590171

Изобретение относится к пакерам. Техническим результатом является обеспечение возможности эффективной работы заявленного устройства при высоких рабочих давлении и температуре.

Пакер механический осевой с кабельным вводом // 2588528

Изобретение относится к механическим пакерам. Техническим результатом является повышение надежности герметизации трубного и затрубного пространств за счет достижения и проверки полной герметизации в месте кабельного ввода, обеспечение защиты кабеля от повреждения, регулирование усилия срабатывания пакера при его посадке, ориентирование и предотвращение от свободного вращения на внешнем стволе пакера заякоривающего узла.

Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины // 2588021

Изобретение относится к устройствам для разобщения отдельных участков ствола скважины. Техническим результатом является обеспечение возможности работы при высоких давлении и температуре.

Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины // 2595017

Изобретение относится к области добычи нефти и газа. Техническим результатом является повышение рабочих давления и температуры. Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины содержит опорный элемент, уплотнительный элемент, установленный концентрично НКТ между нею и обсадной трубой, подвижный элемент сжатия уплотнительного элемента, установленный концентрично НКТ под элементом сжатия. Устройство содержит два отрезка НКТ, выполненных из титана по обе стороны от опорного элемента, опорную сопло-муфту в нижней части НКТ, а уплотнительный элемент выполнен из базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм, при этом базальтовое волокно насыщено частицами металла. 10 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Способ разработки залежи, осложненной вертикальными разломами // 2595105

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке пластовых залежей нефти, осложненных вертикальными разломами, вытеснением рабочим агентом. Технический результат - повышение эффективности разработки за счет экономии рабочего агента и энергии для его закачки в нефтеносный участок пласта от использования жидкости и энергии близлежащих участков. По способу определяют гипсометрические отметки пласта. Размещают вертикальные и горизонтальные добывающие, нагнетательные скважины за исключением зон максимального падения гипсометрических отметок пласта в непосредственной близости от разломов. Вдоль них размещают вертикальные добывающие скважины. Осуществляют закачку вытесняющего агента в нагнетательные скважины и отбор продукции из добывающих скважин. Переводят вертикальные добывающие скважины в нагнетательные при снижении в них дебита ниже уровня рентабельности. Осуществляют бурение дополнительных горизонтальных стволов, направленных в сторону линии разлома. При этом определяют непроницаемые границы разломов в залежи, разбивающие пласт на участки с различным пластовым давлением. Перед переводом обводнившихся добывающих скважин под нагнетание рабочего агента для поддержания пластового давления дополнительные горизонтальные стволы бурят со вскрытием непроницаемой границы разломов из обводнившегося участка пласта с более высоким пластовым давлением в нефтеносный участок пласта выше уровня водонефтяного контакта. Осуществляют переток жидкости из одного участка пласта в другой участок с пониженным пластовым давлением по дополнительным горизонтальным стволам. Объем закачиваемого с поверхности вытесняющего агента через нагнетательные скважины в участок с пониженным давлением снижают. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр., 1 ил.

Устройство для разобщения открытого ствола горизонтальной скважины на отдельные участки // 2595123

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке и эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости в горизонтальных скважинах. Техническим результатом является исключение аварийности при установке устройства в горизонтальной скважине и разобщении открытого ствола горизонтальной скважины на отдельные участки. Устройство для разобщения открытого ствола горизонтальной скважины на отдельные участки включает соединенные продольно-гофрированные трубы с замкнутыми по периметру герметизирующими элементами, верхний и нижний цилиндрические участки, верхний из которых снабжен уплотненным поршнем с фиксатором, а нижний - снизу нерасширяемой втулкой, во внутреннюю полость которой герметично вставлен с возможностью перемещения ниппель, снабженный клапаном и соединенный сверху полой тягой с поршнем. Между верхними и нижними продольно-гофрированными трубами, расширяемыми до рабочего размера внутренним давлением, герметично размещена втулка с внутренним продольным отверстием, состоящим из большего верхнего и нижнего цилиндрических участков. При этом верхний поршень установлен в верхний цилиндрический участок с упором в сужение верхней продольно-гофрированной трубы с возможностью перемещения вниз с тягой после расширения этой трубы до рабочего диаметра. Нижняя втулка ниже ниппеля оснащена боковыми отверстиями и нижним полым упором, выполненным с возможностью взаимодействия с ниппелем при перемещении его вниз вместе с тягой и поршнем и открытием боковых отверстий. Тяга снабжена плунжером, установленным в больший цилиндрический участок отверстия втулки и выполненным с возможностью герметичного входа в меньший цилиндрический участок отверстия втулки при перемещении вниз вместе с тягой и поршнем. В тяге между плунжером и ниппелем выполнены боковые каналы. 3 ил.

Скважинный закачивающий инструмент // 2596811

Группа изобретений относится к скважинным закачивающим инструментам, скважинным системам с указанным инструментом и к способам для формования в скважине цементной пробки. Техническим результатом является заполнение и полное перекрытие ствола скважины при закачивании текучей среды. Скважинный закачивающий инструмент содержит закачивающий модуль, содержащий первую разжимную манжету, выполненную с возможностью обеспечения первого уплотнения с указанной внутренней стенкой; вторую разжимную манжету, выполненную с возможностью обеспечения второго уплотнения с указанной внутренней стенкой; причем две указанные манжеты в разжатом состоянии совместно ограничивают изолированную зону затрубного пространства; по меньшей мере один трубный элемент, вытянутый в продольном направлении между двумя манжетами, причем указанный трубный элемент обеспечивает проход для текучей среды между впускным отверстием, расположенным в одном конце трубного элемента, и выпускным отверстием, расположенным в трубном элементе между манжетами; причем вторая разжимная манжета соединена с возможностью скольжения с трубным элементом и смещения в продольном направлении от первой разжимной манжеты под действием закачиваемой текучей среды, закачиваемой в изолированную зону, с увеличением тем самым расстояния между двумя манжетами; причем закачивающий модуль дополнительно содержит удерживающую муфту, расположенную с возможностью скольжения вокруг разжимных манжет для предотвращения непредусмотренного разжимания разжимных манжет во время введения скважинного закачивающего инструмента, при этом удерживающая муфта выполнена с возможностью скольжения в продольном направлении, а разжимные манжеты освобождаются путем перемещения удерживающей муфты в продольном направлении. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины // 2597337

Изобретение относится к разобщениию отдельных участков ствола скважины. Техническим результатом является обеспечение возможности эффективной работы устройства при высоких рабочих давлении и температуре. Устройство для разобщения отдельных участков ствола скважины содержит трубы НКТ, уплотнительный элемент цилиндрической формы, установленный концентрично трубе НКТ между нею и обсадной трубой. Уплотнительный элемент выполнен из кольцевых уплотнительных элементов, между которыми установлены прижимные кольца из материала с памятью формы. Кольцевые уплотнительные элементы изготовлены из базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм. Базальтовое волокно насыщено частицами металла, при этом в качестве металла для насыщения применена алюминиевая пудра. На конце нижней трубы НКТ установлено опорное сопло-муфта, выполненное из карбида вольфрама, а кольцевые уплотнительные элементы установлены по обе стороны от упорного кольца. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Кольцевая перегородка с усилением давления // 2597418

Группа изобретений относится к кольцевым перегородкам, системам с использованием кольцевых перегородок, способам размещения и использования кольцевых перегородок. Техническим результатом является создание кольцевой перегородки, расширяемой без повреждения других компонентов в скважине. Кольцевая перегородка, расширяемая в затрубном пространстве между трубчатой скважинной конструкцией и внутренней стенкой ствола скважины для обеспечения изоляции зоны между первой зоной и второй зоной ствола скважины, содержащая: трубчатую часть, предназначенную для установки в качестве части трубчатой конструкции скважинной конструкции и имеющую отверстие расширения; расширяемую манжету, окружающую указанную трубчатую часть, причем каждый конец расширяемой манжеты соединен с трубчатой частью; и пространство кольцевой перегородки между трубчатой частью и расширяемой манжетой, причем кольцевая перегородка дополнительно содержит средство усиления давления, снабженное входом на первом конце, имеющим жидкостное соединение с отверстием расширения, и выходом на втором конце, имеющим жидкостное соединение с пространством кольцевой перегородки, причем средство усиления давления содержит поршень, имеющий первый конец и второй конец и установленный с возможностью скольжения в корпусе поршня, причем корпус поршня содержит первый цилиндр, имеющий первый внутренний диаметр, который соответствует наружному диаметру первого конца поршня и имеет площадь поверхности первого конца, и второй цилиндр, имеющий второй диаметр, который соответствует наружному диаметру второго конца поршня и имеет площадь поверхности второго конца, причем площадь поверхности первого конца больше площади поверхности второго конца. Средство усиления давления дополнительно содержит канал подачи текучей среды, имеющий жидкостное соединение с указанным входом и отверстием расширения для пропускания текучей среды во второй цилиндр, причем средство усиления давления дополнительно содержит первый односторонний обратный клапан, размещенный в канале подачи текучей среды для предотвращения выхода текучей среды из второго цилиндра при сжатии текучей среды поршнем и для пропускания текучей среды во второй цилиндр при уменьшении сжатия текучей среды посредством поршня. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Затрубный барьер с механизмом приложения осевого усилия // 2598002

Группа изобретений относится к затрубным барьерам, предназначенным для обеспечения изоляции, скважинным системам и способам разжимания затрубных барьеров. Техническим результатом является исключение вероятности нежелательного утончения разжимной муфты. Затрубный барьер содержит: трубчатую часть, вытянутую в продольном направлении для установки в качестве части трубчатой конструкции скважины; разжимную муфту, окружающую трубчатую часть и ограничивающую пространство, соединенное с возможностью передачи текучей среды с внутренним пространством трубчатой части; первый проход для текучей среды, предназначенный для впуска текучей среды в пространство для разжимания муфты; и соединительный модуль, содержащий соединительную часть, соединенную с возможностью скольжения с трубчатой частью, причем первый конец разжимной муфты соединен с соединительной частью; неподвижную часть, жестко соединенную с трубчатой частью; и приводной механизм, выполненный с возможностью приложения осевого усилия к первому концу разжимной муфты, в результате чего соединительная часть смещается в продольном направлении ко второму концу разжимной муфты, соединенному с трубчатой частью; причем приводной механизм дополнительно содержит камеру давления, образованную по меньшей мере частично между поверхностью соединительной части и поверхностью неподвижной части, и второй проход для текучей среды, предназначенный для впуска текучей среды в камеру давления для обеспечения толкания соединительной части в продольном направлении; причем в соединительной части предусмотрен первый проход для текучей среды, соединяющий с возможностью передачи текучей среды пространство, ограниченное разжимной муфтой, и камеру давления. 8 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Система поддержки герметизирующего элемента // 2598104

Группа изобретений относится к системам герметизирующего элемента для скважинного инструмента и способу уплотнения ствола скважины. Техническим результатом является улучшение поддержки уплотнительного элемента. Система герметизирующего элемента для скважинного инструмента содержит: шпиндель, верхний и нижний опорные элементы, уплотнительный элемент, первое, второе, третье верхние разделительные кольца, верхнее ячеистое кольцо, первое верхнее лепестковое кольцо, причем боковая поверхность стенки первого верхнего лепесткового кольца имеет по меньшей мере один паз стенки первого верхнего лепесткового кольца, расположенный в ней. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство для приведения пакера в рабочее положение // 2599397

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для изоляции пластов при креплении скважин. Техническим результатом является повышение надежности пакерования скважины. Устройство включает корпус, выполненный с возможностью соединения с колонной труб скважины и имеющий радиальное отверстие, по меньшей мере одно, перекрытое срезным полым штифтом, и продольные пазы на его наружной поверхности ниже радиального отверстия. Снаружи корпуса помещен составной кожух. Он образует с корпусом кольцевую полость. В кольцевой полости и между торцами составного кожуха помещен распределительный клапан с радиальным отверстием. Этот клапан жестко связан с составным кожухом. Распределительный клапан выполнен в виде гильзы с радиальными отверстиями, внутренней кольцевой проточкой и оппозитно установленных на ее концах перепускных уплотнительных элементов одностороннего действия - верхнего и нижнего. Имеется втулка, помещенная в кольцевой полости против распределительного клапана, жестко связанная с корпусом. На верхнем торце втулки помещена проставочная втулка. С ней жестко связан дифференциальный поршень. Его надпоршневое пространство заполнено маслом и имеет возможность увеличения его объема в процессе работы устройства. Одна часть подпоршневого пространства имеет возможность гидравлической связи с пространством за составным кожухом через радиальные отверстия распределительного клапана и его внутреннюю кольцевую проточку. Другая часть подпоршневого пространства имеет возможность гидравлической связи с полостью пакера. 1 ил.

Способ доразработки нефтяной залежи // 2600255

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при доразработке нефтяной залежи преимущественно с повышенной и высокой вязкостью нефти. Технический результат - повышение нефтеотдачи залежи. По способу осуществляют бурение проектного числа нагнетательных и добывающих скважин. Обеспечивают заводнение залежи и извлечение нефти на поверхность с последующим бурением дополнительных добывающих горизонтальных скважин или горизонтальных стволов со старых скважин в область застойных зон нефти. При этом бурение горизонтальных скважин производят в зоны остаточных запасов нефти, которые определяют по данным исследований, после обводнения добываемой продукции ниже предела рентабельной эксплуатации и определения соответствующих нагнетательных скважин - источников обводнения. Бурение дополнительных скважин или стволов производят в направлении ближайших добывающих скважин так, чтобы источник обводнения оставался между дополнительными скважинами или стволами. При этом продуктивная часть дополнительной скважины или ствола должна быть расположена на примерно равном расстоянии от добывающих скважин и занимать 30-70% от этого расстояния. Отбор нефти из дополнительных горизонтальных скважин осуществляют при небольшой депрессии. При обводнении дополнительных горизонтальных скважин длину их продуктивной части изменяют в ходе эксплуатации, изолируя интервалы поступления воды. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил.