Скважинная обсадная система



Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система
Скважинная обсадная система

 


Владельцы патента RU 2610448:

ВЕЛЛТЕК А/С (DK)

Группа изобретений относится к обсадному модулю, входящему в состав скважинной обсадной системы. Технический результат – повышение прочности обсадного модуля и защита от разрушения. Обсадная система содержит базовую трубу, вытянутую в продольном направлении и имеющую внешний контур, функциональный узел, установленный над базовой трубой для ограничения проточного канала обсадного модуля между функциональным узлом и базовой трубой, главный проточный канал, расположенный по существу в центре базовой трубы и проходящий в продольном направлении обсадной системы, в котором по меньшей мере часть проточного канала обсадного модуля представляет собой кольцевой проточный канал, проходящий как в продольном направлении базовой трубы, так и непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы, и базовая труба имеет концевые секции, на которых из внешней поверхности выступает множество поддерживающих конструктивных элементов для обеспечения опоры для функционального узла. Причем поддерживающие конструктивные элементы ограничивают множество проточных каналов обсадного модуля, проходящих в продольном направлении. А функциональный узел содержит концевые кольца, установленные над концевыми секциями базовой трубы. Изобретение также относится к скважинной обсадной системе для выполнения операций в скважине, содержащей скважинную текучую среду 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к обсадному модулю, входящему в состав скважинной обсадной системы, содержащему базовую трубу, вытянутую в продольном направлении и имеющую внешний контур, функциональный узел, установленный над базовой трубой для ограничения проточного канала обсадного модуля между функциональным узлом и базовой трубой, и главный проточный канал, расположенный по существу в центре базовой трубы и проходящий в продольном направлении обсадной системы. Данное изобретение относится также к скважинной обсадной системе для выполнения операций в скважине, содержащей скважинную текучую среду.

Уровень техники

В конструкции эксплуатационного оборудования для нефтяной скважины множественные сетчатые модули связаны, как правило, так, чтобы покрывать длину продуктивной зоны. Обычно каждый сетчатый модуль содержит отдельное средство управления притоком, расположенное в базовой трубе сетчатого модуля, непосредственно под фильтрующим элементом. Средство управления притоком часто содержит клапаны или задвижки и скользящую муфту для блокирования и открытия средства управления притоком соответственно. Подобные сетчатые модули часто герметизируются на противоположных концах таким образом, что текучая среда, входящая в фильтрующий элемент одного сетчатого модуля, не может перетекать в следующий сетчатый модуль. Для данной конфигурации сетчатых модулей требуется использование большого количества средств управления притоком и скользящих муфт в эксплуатационном оборудовании. Использование большого количества скользящих муфт в эксплуатационном оборудовании увеличивает стоимость сборки, технического обслуживания и текущей эксплуатации и управления эксплуатационным оборудованием. Другим нерациональным вопросом сетчатых модулей, известных из уровня техники, является расположение средства управления притоком. Средство управления притоком, расположенное в базовой трубе сетчатого модуля, часто уменьшает проходное сечение потока или проходной диаметр сетчатого модуля, уменьшая, таким образом, поток и размеры инструмента, который может быть использован в скважине. Кроме этого важное значение может иметь поток между фильтрующим элементом и базовой трубой сетчатого модуля. Добыча через одиночный сетчатый модуль или группу сеток часто значительно отличается для зон с высокой и низкой продуктивностью. Желательно обеспечить наличие такого проточного канала между фильтрующим элементом и базовой трубой, который является максимально неограниченным и непрерывным. Использование множественных отдельных узких проточных каналов в сетчатом модуле часто приводит к тому, что некоторые проточные каналы становятся перегруженными, а некоторые другие проточные каналы имеют избыточную пропускную способность.

Раскрытие изобретения

Задача предлагаемого изобретения состоит в полном или частичном устранении вышеуказанных недостатков уровня техники. Более конкретно, задача состоит в том, чтобы предложить улучшенную скважинную обсадную систему, в которой поток текучей среды снаружи обсадной трубы оптимизирован таким образом, чтобы увеличить добычу или выход при операциях бурения. Кроме этого задача состоит в том, чтобы предложить обсадную систему, в которой улучшено управление притоком и уменьшено количество обслуживаемых секций управления притоком.

Вышеуказанные задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеследующего описания, выполнены посредством решения согласно данному изобретению, в котором предусмотрен обсадной модуль, входящий в состав скважинной обсадной системы, содержащий базовую трубу, вытянутую в продольном направлении и имеющую внешний контур, функциональный узел, установленный над базовой трубой для ограничения проточного канала обсадного модуля между функциональным узлом и базовой трубой, и главный проточный канал, расположенный по существу в центре базовой трубы и проходящий в продольном направлении обсадной системы, в котором по меньшей мере часть проточного канала обсадного модуля представляет собой кольцевой проточный канал, проходящий как в продольном направлении базовой трубы, так и непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы, и базовая труба имеет концевые секции, на которых из внешней поверхности выступает множество поддерживающих конструктивных элементов для обеспечения опоры для функционального узла, причем поддерживающие конструктивные элементы ограничивают множество проточных каналов обсадного модуля, проходящих в продольном направлении.

В одном варианте осуществления изобретения функциональный узел может содержать фильтрующий элемент, например сетку, установленный над базовой трубой для обеспечения наличия сетчатого обсадного модуля для предотвращения попадания засоряющих частиц из текучей среды скважины в проточный канал обсадного модуля.

Кроме этого функциональный узел может содержать перфорированный внешний трубный элемент, установленный над базовой трубой для обеспечения наличия впрыскивающего обсадного модуля для впрыска текучей среды в кольцевое пространство, окружающее скважинную обсадную систему.

Кроме этого функциональный узел может содержать концевые кольца, установленные над концевыми секциями базовой трубы.

Предлагаемое изобретение может также относиться к скважинной обсадной системе для выполнения операций в скважине, содержащей скважинную текучую среду, причем скважинная обсадная система содержит по меньшей мере один обсадной модуль, описанный выше, и по меньшей мере один модуль управления притоком, вытянутый в продольном направлении и адаптированный для соединения с обсадным модулем, причем модуль управления притоком содержит по меньшей мере один проточный канал модуля управления, сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с проточным каналом обсадного модуля, главный проточный канал, соединенный с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом базовой трубы, и множество соединяющих проходов, соединяющих с возможностью передачи текучей среды проточный канал модуля управления с главным проточным каналом, проходящим через модуль управления притоком и обсадной модуль.

Упомянутая скважинная обсадная система может дополнительно содержать по меньшей мере один соединительный модуль, вытянутый в продольном направлении и адаптированный для соединения с обсадным модулем и/или с другим модулем, например с модулем управления притоком, причем соединительный модуль содержит по меньшей мере один соединительный проточный канал, сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с проточным каналом обсадного модуля и/или с проточным каналом модуля управления, и главный проточный канал, соединенный с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом базовой трубы и/или с главным проточным каналом модуля управления притоком.

Также данное изобретение относится к скважинной обсадной системе для выполнения операций в скважине, содержащей скважинную текучую среду, причем скважинная обсадная система содержит: по меньшей мере один обсадной модуль, содержащий: базовую трубу, вытянутую в продольном направлении и имеющую внешний контур, функциональный узел, установленный над базовой трубой для ограничения проточного канала обсадного модуля между функциональным узлом и базовой трубой, и главный проточный канал, расположенный по существу в центре базовой трубы и проходящий в продольном направлении обсадной системы, в которой по меньшей мере часть проточного канала обсадного модуля представляет собой кольцевой проточный канал, проходящий как в продольном направлении базовой трубы, так и непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы.

Под кольцевым проточным каналом, проходящим непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы, подразумевается проточный канал обсадного модуля, проходящий непрерывным образом вокруг на 360 градусов снаружи базовой трубы. Поток текучей среды по внешней поверхности базовой трубы распределен лучше для оптимизирования потока, например, нефти в главный проточный канал. Непрерывный проточный канал вокруг периферии базовой трубы предотвращает снижение общих свойств потока обсадного модуля для ограниченного или перегруженного проточного канала на одной стороне базовой трубы, например, вследствие блокирования засоряющих частиц или значительного объема потока на другой стороне.

В одном варианте осуществления изобретения функциональный узел может содержать фильтрующий элемент, например сетку, установленный над базовой трубой для обеспечения наличия сетчатого обсадного модуля для предотвращения попадания засоряющих частиц из скважинной текучей среды в проточный канал обсадного модуля.

В другом варианте осуществления изобретения функциональный узел может содержать перфорированный внешний трубный элемент, установленный над базовой трубой для обеспечения наличия впрыскивающего обсадного модуля для впрыска текучей среды в кольцевое пространство, окружающее скважинную обсадную систему.

Функциональный узел может дополнительно содержать фильтрующий элемент, установленный над базовой трубой, и перфорированный внешний трубный элемент, установленный над фильтрующим элементом.

Также скважинная обсадная система согласно изобретению может содержать: по меньшей мере один модуль управления притоком, вытянутый в продольном направлении и адаптированный для соединения с обсадным модулем, причем модуль управления притоком содержит: по меньшей мере один проточный канал модуля управления, сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с проточным каналом обсадного модуля, главный проточный канал, соединенный с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом базовой трубы, и множество соединяющих проходов, соединяющих с возможностью передачи текучей среды проточный канал модуля управления с главным проточным каналом, проходящим через модуль управления притоком и обсадной модуль.

В базовой трубе обсадного модуля может быть также предусмотрено множество соединяющих проходов для соединения с возможностью передачи текучей среды проточного канала обсадного модуля и главного проточного канала базовой трубы. Таким образом, множество соединяющих проходов, расположенное в базовой трубе, может представлять собой альтернативу или дополнение к модулю управления притоком.

Скважинная обсадная система согласно изобретению может дополнительно содержать: по меньшей мере один соединительный модуль, вытянутый в продольном направлении и адаптированный для соединения с обсадным модулем и/или с другим модулем, например с модулем управления притоком, причем соединительный модуль содержит: по меньшей мере один соединительный проточный канал, сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с проточным каналом обсадного модуля и/или с проточным каналом модуля управления, и главный проточный канал, соединенный с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом базовой трубы и/или с главным проточным каналом модуля управления притоком.

Кроме этого на противоположных концах соединительного модуля могут быть предусмотрены внутренние резьбовые соединения.

В одном варианте осуществления изобретения базовая труба может иметь концевые секции, на которых из внешней поверхности выступает множество поддерживающих конструктивных элементов для обеспечения опоры для функционального узла, причем поддерживающие конструктивные элементы ограничивают множество проточных каналов обсадного модуля, проходящих в продольном направлении.

Таким образом, функциональный узел, установленный над базовой трубой, может лучше выдерживать значительное давление и разрывающие усилия, создаваемые железной жесткой горловиной, когда обсадные модули, соединительные модули и/или модули управления притоком монтируются на буровой установке.

На противоположных концах базовой трубы могут быть предусмотрены внешние резьбовые соединения.

Кроме этого на одном конце базовой трубы может быть предусмотрено внешнее резьбовое соединение, а на противоположном конце базовой трубы может быть предусмотрено внутреннее резьбовое соединение.

В другом варианте осуществления изобретения функциональный узел может содержать концевые кольца, установленные над концевыми секциями базовой трубы.

Концевые кольца могут быть изготовлены из материала, обеспечивающего повышенную прочность и износостойкость для функционального узла на концевых секциях.

Таким образом, обсадные модули могут лучше выдерживать значительное давление и разрывающие усилия, создаваемые железной жесткой горловиной, когда обсадные модули, соединительные модули и/или модули управления притоком монтируются на буровой установке.

В другом варианте осуществления изобретения модуль управления притоком может содержать скользящую муфту, расположенную вдоль поверхности главного проточного канала для управления потоком через соединяющие проходы.

В еще одном варианте осуществления изобретения модуль управления притоком имеет концевые секции, на которых предусмотрено множество продольных канавок для обеспечения наличия части проточного канала модуля управления, причем модуль управления притоком дополнительно содержит концевые кольца, установленные над продольными канавками.

На противоположных концах модуля управления притоком могут быть предусмотрены внешние резьбовые соединения.

На одном конце модуля управления притоком может быть дополнительно предусмотрено внешнее резьбовое соединение, а на противоположном конце модуля управления притоком может быть предусмотрено внутреннее резьбовое соединение.

Согласно данному изобретению предлагается скважинная обсадная система, в которой модуль управления притоком содержит множество проходящих в продольном направлении отверстий, соединяющих с возможностью передачи текучей среды продольные канавки с соединяющими проходами.

В одном варианте осуществления изобретения каждый из соединяющих проходов может содержать кольцевую канавку, соединенную по меньшей мере с одним из проходящих в продольном направлении отверстий.

В другом варианте осуществления изобретения кольцевая канавка одного соединяющего прохода может пересекать кольцевую канавку другого соединяющего прохода.

Таким образом, текучая среда может обходить заглушку или заблокированный клапан, расположенный в соединяющем проходе, и перетекать по направлению к следующему соединяющему проходу.

В еще одном варианте осуществления изобретения в обсадном модуле или в соединительном модуле может быть предусмотрен один или большее количество соединяющих проходов для соединения с возможностью передачи текучей среды главного проточного канала, проходящего через обсадную систему, с проточным каналом обсадного модуля и с соединительным проточным каналом соответственно.

Наконец, в соединяющих проходах могут быть расположены клапаны, задвижки и/или устройства управления притоком.

Краткое описание чертежей

Более подробно изобретение и его многочисленные преимущества описаны ниже со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи, на которых для иллюстрации изображены некоторые варианты осуществления изобретения, не имеющие ограничительного характера, и на которых:

на фиг.1a и 1b изображена скважинная обсадная система, содержащая обсадной модуль;

на фиг.2a изображено поперечное сечение модуля управления притоком;

на фиг.2b изображен основной чертеж соединяющих проходов в модуле управления притоком;

на фиг.3a и 3b изображен соединительный модуль;

на фиг.4a изображен обсадной модуль, содержащий фильтрующий элемент;

на фиг.4b изображен обсадной модуль, содержащий перфорированный трубный элемент;

на фиг.4c изображен обсадной модуль, содержащий как фильтрующий элемент, так и перфорированный трубный элемент;

на фиг.4d изображен обсадной модуль, содержащий фильтрующий элемент и соединяющие проходы; и

на фиг.5 изображена скважинная обсадная система, содержащая различные модули обсадной системы, соединенные друг с другом.

Все чертежи являются очень схематичными и не обязательно выполнены с соблюдением масштаба. При этом на чертежах показаны только те части, которые необходимы для описания изобретения. Другие части не показаны или показаны без объяснения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 изображена скважинная обсадная система 1, предназначенная для погружения в скважину. При расположении в скважине между обсадной системой и боковыми сторонами скважины ограничено кольцевое пространство. Обсадная система содержит обсадной модуль 2, адаптированный для соединения с другими модулями обсадной системы, описанными далее. Обсадной модуль 2 содержит базовую трубу 21, вытянутую в продольном направлении и имеющую внешний контур, как показано на фиг.1b. Базовая труба 21 имеет полое отверстие, ограничивающее главный проточный канал 24, проходящий через обсадной модуль 2. Главный проточный канал 24 показан по существу в центре базовой трубы 21, но в альтернативной конструкции может быть расположен со смещением относительно центра. Вокруг базовой трубы установлен функциональный узел, ограничивая, таким образом, проточный канал 23 обсадного модуля, проходящий между функциональным узлом 22 и базовой трубой 21 в продольном направлении обсадного модуля. Функциональный узел 22 установлен на расстоянии от внешней поверхности 27 базовой трубы 21 для обеспечения наличия проточного канала 23 обсадного модуля, проходящего непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы. Таким образом, проточный канал 23 обсадного модуля является кольцевым проточным каналом, проходящим как в продольном направлении базовой трубы, так и непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы. Посредством частей функционального узла, не поддерживаемых вокруг внешнего контура базовой трубы, текучая среда может беспрепятственно перетекать на 360 градусов вокруг базовой трубы. Одиночный, не содержащий препятствий проточный канал вокруг базовой трубы обеспечивает оптимальные условия для потока между базовой трубой и функциональным узлом путем обеспечения распределения текучих сред вокруг всего внешнего контура базовой трубы. Если возросший поток текучей среды перетекает в отдельную зону обсадного модуля или из отдельной зоны, то может использоваться весь непрерывный окружающий проточный канал для направления потока в данную зону или из данной зоны. Поток текучей среды вдоль внешней поверхности базовой трубы распределен лучше для оптимизирования потока, например, нефти в главный проточный канал. Непрерывный проточный канал вокруг периферии базовой трубы предотвращает, для ограниченного или перегруженного проточного канала на одной стороне базовой трубы, снижение общих свойств потока обсадного модуля, например, вследствие блокирования засоряющими частицами или значительного объема потока на другой стороне.

Функциональный узел 22 может быть собран в виде одного элемента, как показано на фиг.1a, или путем комбинации нескольких элементов, соединенных друг с другом, как показано на фиг.4a-4c.

Обсадной модуль 2 имеет концевые секции 25, определенные как секции, соседние с каждым концом обсадного модуля. В каждой концевой секции 25 множество поддерживающих конструкционных элементов 26 выступает из внешней поверхности 27 базовой трубы 21 для обеспечения опоры для функционального узла 22. Таким образом, функциональный узел соединен с базовой трубой 21 посредством поддерживающих конструкционных элементов 26 и таким образом перекрывает зону базовой трубы, расположенную между концевыми секциями 25. В концевых секциях поддерживающие конструкционные элементы 26 разделяют окружающий проточный канал 23 обсадного модуля на множество отдельных проточных каналов обсадного модуля, причем каждый проточный канал проходит по ограниченной части внешнего контура базовой трубы 21, как показано на фиг.1b. Множество отдельных проточных каналов обсадного модуля ограничено поддерживающими конструкционными элементами 26 и проходит от окружающего проточного канала обсадного модуля по направлению к концам базовой трубы. Поддерживающие конструкционные элементы 26 упрочняют обсадной модуль в концевых секциях таким образом, что, когда обсадной модуль соединен с другим обсадным модулем, например, посредством железной жесткой горловины на буровой установке, базовая труба 21 обсадного модуля не разрушается.

Соседние с концами отдельные проточные каналы 23 обсадного модуля являются открытыми и адаптированы для соединения с проточными каналами стыкуемых модулей, как описано далее. Кроме того, на противоположных концах базовая труба обсадного модуля содержит внешние резьбовые соединения 28 для соединения обсадного модуля 2 с другими модулями, что также описано далее. Для специалиста в данной области техники очевидно, что резьбовые соединения могут быть спроектированы многими различными способами, например в качестве внутренних резьбовых соединений или в качестве комбинации.

На фиг.4a-4c изображены различные конструкции обсадного модуля 2, содержащего функциональные узлы 22 различных типов. На фиг.4a функциональный узел 22 содержит фильтрующий элемент 221, установленный над базовой трубой 21 для обеспечения наличия сетки для обсадного модуля 2. Фильтрующий элемент 221 установлен на группе круговых стоек 224, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении обсадного модуля 2. Стойки 224 окружают базовую трубу 21 и обеспечивают конструкционную целостность для фильтрующего элемента 221. Сам фильтр может быть различного типа, в виде, например, но не ограничиваясь этим, перфорированной трубы, совокупности ячеек, расположенной над стойками 224. при этом фильтрующий элемент 221 обмотан вокруг стоек 224 и возможных дополнительных поддерживающих элементов, и так далее. Функциональный узел 22 дополнительно содержит концевые кольца 223, расположенные на противоположных концах фильтрующего элемента 221 и установленные над поддерживающими конструктивными элементами 26, выступающими на концевых секциях 25 базовой трубы 21. Фильтрующий элемент 221 соединен с концевыми кольцами, например, посредством сварки, для обеспечения конструкционной опоры для фильтрующего элемента. В одной конструкции функционального узла концевые кольца могут быть изготовлены из материала, адаптированного выдерживать значительное давление и разрывающие усилия, создаваемые, например, железной жесткой горловиной, когда обсадные модули монтируются на буровой установке.

На фиг.4b функциональный узел 22 содержит перфорированный внешний трубный элемент 22 в качестве альтернативы фильтрующему элементу 221. Перфорированный внешний трубный элемент 222 установлен над базовой трубой 21 для обеспечения наличия впрыскивающего обсадного модуля для впрыска текучей среды в кольцевое пространство, окружающее скважинную обсадную систему 1. Перфорированный внешний трубный элемент 222 соединен с базовой трубой 21 посредством набора концевых колец 223, установленных на противоположных концах перфорированного внешнего трубного элемента и расположенных над поддерживающими конструктивными элементами 26 базовой трубы 21.

На фиг.4c показан функциональный узел, содержащий как фильтрующий элемент 221, так и перфорированный трубный элемент 222. Комбинация фильтрующего элемента 221 и перфорированного трубного элемента 22 может быть использована в качестве двухступенчатого фильтра, имеющего различные фильтрующие свойства, в качестве комбинации сетки и впрыскивающего модуля и так далее.

На фиг.2a показано поперечное сечение модуля 3 управления притоком, выполненное по линии, соответствующей штрихпунктирной линии, показанной на фиг.2b. Модуль управления притоком вытянут в продольном направлении и адаптирован для соединения с обсадным модулем 2 либо непосредственно, либо через соединительный модуль, как описано далее. Модуль 3 управления притоком содержит трубный элемент 41, имеющий полое отверстие, ограничивающее главный проточный канал 34, проходящий в продольном направлении от одного конца трубного элемента 41 к другому концу. На противоположных концах трубного элемента 41 предусмотрены внешние резьбовые соединения 43 для соединения модуля 3 управления притоком с другими модулями 2, 3, 5 обсадной системы.

Когда модуль 3 управления притоком соединен с обсадным модулем 2, главный проточный канал 34 соединен с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом 24 в базовой трубе 21. Трубный элемент имеет внешнюю поверхность 42 и внутреннюю поверхность 36, окружающую главный проточный канал 34. По соседству с концами трубного элемента 41 определены концевые секции 36 модуля 3 управления притоком. В концевых секциях 37 трубный элемент 41 содержит множество продольных канавок 38, выполненных на внешней поверхности 42. Множество продольных канавок 38 обеспечивает наличие части проточного канала 31 модуля управления, проходящей от одного конца модуля управления к другому концу. Проточный канал 31 модуля управления проходит через продольные канавки 38 в концевых секциях и через среднюю часть трубного элемента 41 посредством проходящих в продольном направлении отверстий 40, соединяющих с возможностью передачи текучей среды продольные канавки 38. В проходящих в продольном направлении отверстиях 40 выполнено множество соединяющих проходов 32 для соединения с возможностью передачи текучей среды проточного канала 31 модуля управления с главным проточным каналом 34. Соединяющие проходы 32 могут представлять собой открытые отверстия или могут быть снабжены клапанами, например клапанами управления посредством давления или текучей среды, задвижками или другими устройствами управления притоком. Устройство управления притоком может быть адаптировано для управления интенсивностью потока через соединяющие проходы и может быть управляемым, например, с поверхности скважины или посредством инструмента, функционирующего в скважине. Устройства управления притоком могут быть выполнены с возможностью управления путем приложения различных уровней давления, особых текучих сред или путем применения других типов сигналов или команд.

Как показано на фиг.2b, два проходящих в продольном направлении отверстия 40 выполнены между продольными канавками 38 и соединяющими проходами 32. Проходящие в продольном направлении отверстия 40 сообщаются с возможностью передачи текучей среды с соединяющими проходами 32 через кольцевую канавку 321, выполненную в каждом из соединяющих проходов 32. Путем расположения кольцевых канавок 321 непрерывным образом так, что кольцевая канавка одного соединяющего прохода пересекает кольцевую канавку 321 последующего соединяющего прохода, соединяющие проходы оказываются соединенными с возможностью передачи текучей среды, обеспечивая, таким образом, сообщение с возможностью передачи текучей среды между продольными канавками 38. Таким образом, текучая среда может обходить заблокированный или перегруженный соединяющий проход 32 и перетекать по направлению к последующему соединяющему проходу и/или модулю управления притоком.

Модуль 3 управления притоком дополнительно содержит скользящую муфту 35, расположенную в выточке 351 в главном проточном канале 34 для управления потоком через соединяющие проходы. Путем расположения скользящей муфты 35 в выточке 351 муфта не уменьшает максимальный внутренний диаметр полого отверстия, что, может, например, ухудшить поток через главный проточный канал или затруднить перемещение инструмента через обсадную систему. Скользящая муфта 35 выполнена с возможностью скольжения между открытым положением, в котором соединяющие проходы сообщаются с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом 34, и закрытым положением, в котором соединение с возможностью передачи текучей среды отсечено. Скользящая муфта представляет собой обычную скользящую муфту и может быть управляема любым средством, известным специалисту в области техники. Модуль 3 управления притоком дополнительно содержит концевые кольца 39, установленные над продольными канавками для герметизации проточного канала 31 модуля управления от кольцевого пространства.

На фиг.3a показан соединительный модуль 5 для взаимосвязи с обсадными модулями 2, описанными выше, и для соединения модулей 3 управления притоком с обсадными модулями 2. Соединительный модуль 5 вытянут в продольном направлении и содержит трубный элемент 52, имеющий внешнюю поверхность 53 и внутреннюю поверхность 55, окружающую главный проточный канал 54. На внешней поверхности 53 выполнена группа соединительных проточных каналов 51, проходящих от одного конца трубного элемента к другому концу. Соединительные проточные каналы 51 покрыты покрывающим элементом 56, окружающим трубный элемент. Когда соединительный элемент соединен с обсадным модулем 2 или модулем 3 управления притоком, соединительные проточные каналы 51 сообщаются с возможностью передачи текучей среды с проточными каналами 23 обсадного модуля или проточными каналами 31 модуля управления соответственно, и главный проточный канал 54 соединен с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом обсадного модуля или модуля управления притоком соответственно. На противоположных концах трубного элемента соединительный модуль 5 содержит внутренние резьбовые соединения 57.

В качестве альтернативы или дополнения к модулю 3 управления притоком, в базовой трубе обсадного модуля или в трубном элементе соединительного модуля может быть расположено множество соединяющих проходов 32 и скользящая муфта 35. Данные соединяющие проходы могут обеспечивать сообщение с возможностью передачи текучей среды между проточным каналом обсадного модуля и главным проточным каналом базовой трубы и между соединительным проточным каналом и главным проточным каналом соединительного модуля.

При использовании модули скважинной обсадной системы 1 монтируются на поверхности и непрерывно опускаются в скважину. Модули могут монтироваться с использованием обычных имеющихся в наличии инструментов, например железной жесткой горловины. Модули монтируются в таком количестве и по такому типу, который соответствует необходимой функциональности обсадной системы. Каждый из обсадных модулей, модулей управления притоком и соединительных модулей представляет собой автономный модуль, который предварительно монтируется до того, как модули монтируются в скважинную обсадную систему 1 и опускаются в скважину. Таким образом, сборка двух отдельных модулей может быть выполнена за одну операцию, не требуя сборки многочисленных компонентов на месте бурения. В результате уменьшено время, необходимое для сборки отдельных модулей, и обсадная система может быть опущена в скважину с более высокой скоростью.

Как показано на фиг.5, обсадные модули закреплены на соединительных модулях путем соединения внешних резьбовых соединений 28 обсадных модулей с внутренними резьбовыми соединениями 57 соединительных модулей. Аналогичным образом модуль 3 управления притоком закреплен на соединительных модулях 5 посредством внешних резьбовых соединений 43 модуля 3 управления притоком, которые выполнены с возможностью соединения с внутренними резьбовыми соединениями 57 соединительных модулей.

Скважинная обсадная система 1 может содержать снаряд, состоящий из множества обсадных модулей, взаимосвязанных посредством соединительных модулей 5 и соединенных с одиночным модулем 3 управления притоком. Таким образом, уменьшено количество модулей 3 управления притоком и скользящих муфт 35. Когда соединены обсадные модули 2, соединительные модули 5 и модули 3 управления притоком, главные проточные каналы 24, 34, 54 сообщаются друг с другом с возможностью передачи текучей среды, посредством чего углеводороды или другие скважинные текучие среды могут перетекать от формации через обсадную систему по направлению к поверхности, или впрыскиваемые текучие среды могут быть впрыснуты в формацию через обсадную систему. Одновременно с этим проточный канал 34 обсадного модуля, соединительный проточный канал 51 и проточный канал 31 модуля управления сообщаются друг с другом с возможностью передачи текучей среды по периферии обсадной системы. Таким образом, текучая среда может перетекать по множеству последовательных модулей 2, 3, 5 обсадной системы либо от формации, либо в формацию.

Как показано на конструкции, скважинная обсадная система содержит соединительные модули для соединения других модулей системы. Как очевидно для специалиста в области техники, соединительные модули могут не предусматриваться, если другие модули обсадной системы снабжены внутренним резьбовым соединением на одном конце и внешним резьбовым соединением на противоположном конце. Путем использования системы с чередующимися внутренними охватывающими резьбовыми соединениями и внешними охватываемыми резьбовыми соединениями соединительные модули становятся избыточными. Таким образом, может быть спроектирована скважинная система без соединительных модулей, не выходя за рамки сущности изобретения.

Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип газового состава, присутствующий в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип нефтяного состава, например сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и так далее. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.

Под обсадной колонной понимается любой тип трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и так далее, используемый в скважине для добычи нефти или природного газа.

Хотя изобретение описано на примере предпочтительных вариантов осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что возможны модификации данного изобретения, не выходящие за пределы правовой охраны изобретения, определенные нижеследующей формулой изобретения.

1. Обсадной модуль (2), входящий в состав скважинной обсадной системы, содержащий:

- базовую трубу (21), вытянутую в продольном направлении (7) и имеющую внешний контур,

- функциональный узел (22), установленный над базовой трубой для ограничения проточного канала (23) обсадного модуля между функциональным узлом и базовой трубой, и

- главный проточный канал (24), расположенный по существу в центре базовой трубы и проходящий в продольном направлении обсадной системы,

в котором

- по меньшей мере часть проточного канала (23) обсадного модуля представляет собой кольцевой проточный канал, проходящий как в продольном направлении базовой трубы, так и непрерывно вокруг всего внешнего контура базовой трубы, и

- базовая труба имеет концевые секции (25), на которых из внешней поверхности (27) выступает множество поддерживающих конструктивных элементов (26) для обеспечения опоры для функционального узла с тем, чтобы функциональный узел лучше выдерживал значительное давление и разрывающие усилия, создаваемые железной жесткой горловиной, когда обсадные модули, соединительные модули и/или модули управления притоком монтируются на буровой установке, причем поддерживающие конструктивные элементы ограничивают множество проточных каналов обсадного модуля, проходящих в продольном направлении,

причем функциональный узел содержит концевые кольца (223), установленные над концевыми секциями базовой трубы.

2. Обсадной модуль по п. 1, в котором функциональный узел содержит фильтрующий элемент (221), например сетку, установленный над базовой трубой для обеспечения наличия сетчатого обсадного модуля для предотвращения попадания засоряющих частиц из текучей среды скважины в проточный канал обсадного модуля.

3. Обсадной модуль по п. 1, в котором функциональный узел содержит перфорированный внешний трубный элемент (222), установленный над базовой трубой для обеспечения наличия впрыскивающего обсадного модуля для впрыска текучей среды в кольцевое пространство, окружающее скважинную обсадную систему.

4. Скважинная обсадная система (1) для выполнения операций в скважине, содержащей скважинную текучую среду, содержащая:

- по меньшей мере один обсадной модуль (2) по любому из пп. 1-3, и

- по меньшей мере один модуль (3) управления притоком, вытянутый в продольном направлении и адаптированный для соединения с обсадным модулем, причем модуль управления притоком содержит:

- по меньшей мере один проточный канал (31) модуля управления, сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с проточным каналом обсадного модуля,

- главный проточный канал (34), соединенный с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом базовой трубы, и

- множество соединяющих проходов (32), соединяющих с возможностью передачи текучей среды проточный канал модуля управления с главным проточным каналом, проходящим через модуль управления притоком и обсадной модуль.

5. Скважинная обсадная система по п. 4, дополнительно содержащая:

- по меньшей мере один соединительный модуль (5), вытянутый в продольном направлении и адаптированный для соединения с обсадным модулем и/или с другим модулем, например с модулем управления притоком, причем соединительный модуль содержит:

- по меньшей мере один соединительный проточный канал (51), сообщающийся с возможностью передачи текучей среды с проточным каналом обсадного модуля и/или с проточным каналом модуля управления, и

- главный проточный канал (54), соединенный с возможностью передачи текучей среды с главным проточным каналом (24) базовой трубы и/или с главным проточным каналом (34) модуля управления притоком.

6. Скважинная обсадная система по любому из пп. 4 и 5, в которой модуль управления притоком содержит скользящую муфту (35), расположенную вдоль поверхности (36) главного проточного канала для управления потоком через соединяющие проходы.

7. Скважинная обсадная система по любому из пп. 4 и 5, в которой модуль управления притоком имеет концевые секции (37), на которых предусмотрено множество продольных канавок (38) для обеспечения наличия части проточного канала модуля управления, причем модуль управления притоком дополнительно содержит концевые кольца (39), установленные над продольными канавками.

8. Скважинная обсадная система по любому из пп. 4 и 5, в которой модуль управления притоком содержит множество проходящих в продольном направлении отверстий (40), соединяющих с возможностью передачи текучей среды продольные канавки с соединяющими проходами.

9. Скважинная обсадная система по п. 8, в которой каждый из соединяющих проходов содержит кольцевую канавку (321), соединенную по меньшей мере с одним из проходящих в продольном направлении отверстий.

10. Скважинная обсадная система по п. 9, в которой кольцевая канавка одного соединяющего прохода пересекает кольцевую канавку другого соединяющего прохода.

11. Скважинная обсадная система по любому из пп. 4, 5, 9 или 10, в которой в обсадном модуле или в соединительном модуле предусмотрено наличие одного или большего количества соединяющих проходов (32) для соединения с возможностью передачи текучей среды главного проточного канала, проходящего через обсадную систему, соответственно с проточным каналом обсадного модуля и с соединительным проточным каналом.

12. Скважинная обсадная система по любому из пп. 4, 5, 9 или 10, в которой в соединяющих проходах расположены клапаны, задвижки и/или устройства управления притоком.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к очистке буровых скважин. Устройство включает приводную головку, прикрепленную к насосно-компрессорной трубе для создания противотока в стволе скважины, сепараторный блок, сепараторный элемент и съемный субблок.

Изобретение относится к технологии проходки скважин и образования выработок в осадочных горных породах и мерзлых грунтах путем разрушения минеральной среды формируемыми струями рабочего агента.

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин с использованием двойных бурильных колонн, а также к чистке песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений посредством встроенных аппаратов, спускаемых на двойных насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин с использованием двойных бурильных колонн, а также к чистке песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений посредством встроенных аппаратов, спускаемых на двойных насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к бурению геолого-разведочных скважин с использованием двойных бурильных колонн, а также к чистке песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений посредством встроенных аппаратов, спускаемых на двойных насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к бурению скважин. .

Изобретение относится к горному делу и предназначено для гидродинамического бурения структурно-поисковых разведочных скважин с применением гибких бурильных колонн труб.

Группа изобретений относится к инструментальной колонне для подвешивания в скважине. Технический результат - усовершенствование колонны за счет возможности передачи как текучей среды, так и электроэнергии от одной части колонны к другой.

Изобретение относится к соединениям многорядных или многоканальных колонн, используемых в трубопроводном транспорте, в частности, для транспортировки пластовой жидкости на поверхность из нефтяных скважин.

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин с использованием двойных бурильных колонн, а также к чистке песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений посредством встроенных аппаратов, спускаемых на двойных насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин с использованием двойных бурильных колонн, а также к чистке песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений посредством встроенных аппаратов, спускаемых на двойных насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к бурению геолого-разведочных скважин с использованием двойных бурильных колонн, а также к чистке песчаных пробок в скважинах нефтяных месторождений посредством встроенных аппаратов, спускаемых на двойных насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, и может быть использовано при осуществлении различных технологических операций в нефтяных, газовых и других скважинах для их промывки, очистки, проведения ремонтных, изоляционных, исследовательских работ, а также эксплуатации.

Изобретение относится к области скважиной добычи нефти, преимущественно вязкой, а именно к средствам регулирования уровня жидкости во внутренней колонне насосно-компрессорных труб двухрядных лифтов.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для бурения скважин с транспортированием выбуренной породы очистным агентом. .

Изобретение относится к технике бурения скважин, к бурильным трубам с несколькими каналами для очистного агента, в частности к устройствам, где вынос керна и шлама осуществляется обратным потоком очистного агента по внутренним трубам.
Наверх