СИСТЕМА ТРУБНЫХ КОЛОНН ДЛЯ ВЫБОРОЧНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОХОДЯЩИХ ПОТОКОВ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ СКОРОСТЯМИ В СКВАЖИНАХ, ПРОХОДЯЩИХ ОТ ОДНОГО ОСНОВНОГО СТВОЛА Российский патент 2015 года по МПК E21B43/12 E21B43/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится, в общем, к системам, устройству и способам, применимым для избирательного выполнения операций в проходах, образованных в подземных пластах, для одной или нескольких скважин, работающих от одного основного ствола, для строительства и эксплуатации нагнетательных и/или эксплуатационных скважин, по существу, углеводородных или, по существу, водных.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Углеводороды добывают из подземных зон и коллекторов, также содержащих воду и другие связанные с ними текучие среды. Во многих скважинах объем воды и других скважинных текучих сред может существенно превышать относительный объем углеводородов, получаемых из скважин, так что дебиты по углеводородам могут уменьшаться или ограничиваться объемом воды и других текучих сред, транспортируемых системами добычи скважинных текучих сред. Традиционно, отделение углеводородов от воды и других скважинных текучих сред при добыче углеводородов происходит на поверхности. В дополнение к системам разделения на поверхности используют внутрискважинные системы добычи текучих сред, включающие в себя центробежные сепараторы с электроприводом или проницаемые фильтрующие системы и/или гидравлические или механические сепараторы для отделения углеводородов, получаемых из других текучих сред в скважине. Вместе с тем, данные существующие скважинные системы требуют электропитания, движущихся компонентов, и/или периодической замены устройств или частей, так что данные существующие системы не работают эффективно во время всего срока эксплуатации скважины. Кроме того, данные традиционные системы не обеспечивают разделения и избирательного регулирования непрерывно проходящих потоков, включая в себя избирательное направление при нагнетании под давлением, по существу, углеводородов или, по существу, воды и/или потоков добычи, в одном основном стволе скважины.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут выборочно регулировать одновременно проходящие потоки текучей среды с изменяющимися скоростями, благодаря использованию элементов регулирования потока. Элементы регулирования потока могут выборочно устанавливаться между трубами множества концентрических трубных колонн или, альтернативно, устанавливаться через ближайшие к осевой линии проходы и соединяться с одним или несколькими приемными гнездами подземной системы трубных колонн с использованием, по меньшей мере, одного распределительного переводника с радиальными проходами сообщения текучей средой между концентрическими проходами и одной или несколькими проходящими вниз трубами. Система трубных колонн может применяться для нагнетания текучей среды в, и/или извлечения текучей среды из одной или нескольких скважин, расположенных вертикально и/или горизонтально в зонах подземных пластов, проходящих через один основной ствол и оборудование устья скважины, таким образом минимизируют требуемое пространство, перемещения буровой установки и/или наземные сооружения.

В вариантах осуществления настоящего изобретения можно использовать элементы регулирования потока для выборочного извлечения и/или нагнетания, по существу, углеводорода или, по существу, текучих смесей на водной основе, содержащих газы, жидкости и/или твердые частицы, например, для утилизации бурового шлама или удаления насыщенного рассола, через переводник системы трубных колонн, размещенный между двумя или больше подземными пластами на нижнем конце одной или нескольких скважин, которые могут содержаться в одном основном стволе скважины. Текучие смеси можно с выборочным регулированием получать и нагнетать по одному основному стволу скважины, например, нагнетать воду, получая пар, генерируемый в глубокой геотермальной подземной зоне, или нагнетая его в коллектор битуминозного песка или холодный арктический коллектор для нагрева и получения и вязких углеводородов. Текучие смеси можно выборочно нагнетать в или извлекать из одного основного ствола скважин для утилизации жидких отходов или загрязненной нефтью воды без переработки на поверхности, или вытеснения углеводородов из коллектора с помощью заводнения или заводнения напрямую из более глубокого источника подземной воды с более высоким давлением. Альтернативно, текучие смеси можно выборочно нагнетать в или извлекать из одного основного ствола скважины для подачи в геотермальный источник тепла из другой подземной скважины, под пересечением скважин с производством пара или конденсации воды повторного использования во время производства пара. Кроме того, текучие смеси можно выборочно нагнетать в или извлекать из одного основного ствола скважины для выборочного извлечения гравитационно разделенных, хранящихся под землей, текучих сред с двух различных глубин соляной каверны, для растворения соли водой на нижнем конце каверны при использовании верхнего конца для операций хранения, или для разделения углеводородных потоков, добываемых из песчаного коллектора при разработке растворением каверны сточной водой в залежи соли, образующей кровлю.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут дополнительно включать в себя системы, устройство и способы, применимые для эксплуатации скважин множества разных типов для подачи, по существу, углеводорода и/или, по существу, воды нагнетания или добычи. Примеры добываемых или нагнетаемых продуктов включают в себя подземные жидкие углеводороды, газообразные углеводороды, подземный пар, подземные насыщенные солью текучие среды, текучие смеси бурового шлама и текучие среды, применяемые в строительстве или обработке скважин для интенсификации притока, такие как смеси с проппантом для гидроразрыва, из или в вертикально или поперечно разделенные входные или выходные дроссельные отверстия труб. Трубы, с входными или выходными дроссельными отверстиями для использования в операциях направления нагнетания и добычи, могут проходить в подземных зонах от одного основного ствола, установленного под одним блоком оборудования устья скважины. Системы и способы для операций подачи, по существу, углеводородов и/или по существу, воды нагнетания или добычи можно использовать во время, например, строительства скважины или каверны подземного хранения, и/или во время добычи из коллектора, подземной каверны, и/или разрабатываемой растворением соли зоны. Применение в скважинах различных типов и в различных вариантах использования обеспечивает нужную рентабельность для стандартизации систем, способов и устройств, которые можно выполнять в различных конфигурациях, например, для развертывания широкого серийного производства.

В дополнительном аспекте варианты осуществления настоящего изобретения могут создавать системы, способы и устройства для контроля текучих смесей, содержащих твердые частицы. Примеры таких текучих смесей могут включать в себя жидкости с проппантом для гидроразрыва при добыче сланцевого газа, гидроразрыва коллекторов низкой проницаемости, или установки гравийных фильтров в неконсолидированных коллекторах. Обычные технологии с применением серийного оборудования для размещения твердых частиц используют подход с двумя потоками, что не эффективно решает проблему геологических свойств непроницаемых сланцев, поскольку используются устройства, разработанные для песчаных коллекторов с возможностью удаления твердых частиц из ствола скважин после выпадения проппанта. Вместе с тем, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают размещение и удаление лишних твердых частиц в вертикально и/или в плане разделенных подземных зонах, из одной или нескольких скважин от одного основного ствола для увеличения производительности менее продуктивных, по существу, непроницаемых, сланцевых коллекторов или плотных песчаных или неконсолидированных коллекторов с помощью улучшенного размещения и извлечения текучих смесей, содержащих твердые частицы.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут дополнительно использовать вращаемые текучей средой устройства, устанавливаемые на тросе, такие как бурящие, режущие и перекачивающие устройства. Данные устройства являются применимыми для установки регулирования потока в скважине, во время строительства, геотехнических мероприятий, эксплуатации и/или консервации скважин различных типов, с использованием спускаемых на тросе скважинных компоновок, которые можно выборочно устанавливать, подвешивать и/или извлекать в системах трубных колонн, на тросе с использованием тросового подъемника.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут создавать гидравлический насос, элемент регулирования потока, который может применяться в углеводородных, водных скважинах и/или скважинах подземного хранения с электрическим или гидравлическим двигателем. Двигатель может приводиться в действие потоком нагнетаемой воды или расширением потока текучей среды повышенной скорости, таким как расширение потока газа или текучей среды из более глубокого, с более высоким давлением пласта, что может применяться для перекачки низкоскоростного потока текучей среды, дополнительно с направлением его под давлением из скважины или в скважину.

Элементы регулирования потока могут выборочно управлять одним или несколькими распределительными переводниками, создавая изменения скорости потока текучей среды, что может применяться для выборочного эмулирования скоростной подъемной колонны, струйного насоса и/или устройства труб Вентури во время добычи, нагнетания и/или внутрискважинной переработки.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут также давать средство выборочного разделения потока текучей смеси на множество, по существу, газообразных, жидких и/или водных потоков с изменяющимися скоростями и соответствующие потоки извлечения или нагнетания. Конфигурацию разделения потоков можно выборочно менять с помощью тросового инструмента с использованием тросового подъемника или другой буровой установки, которую можно применять во время или в течение жизненного цикла одной или нескольких, по существу, углеводородных и/или, по существу, водных скважин, работающей через один основной ствол и оборудование устья скважины. Элементы системы трубных колонн, можно использовать для управления потоком, проходящим через проходы и пространства между трубными колоннами в одной или нескольких подземных зонах, благодаря использованию, например, пространства в проходах через подземные пласты и/или стенках каверны для подземной переработки добычи и/или нагнетания перед или после прохода через оборудование устья скважины, для уменьшения требуемых сооружений переработки на поверхности.

Варианты осуществления настоящего изобретения также применяются во время подземного разделения на первый, по существу, газообразный поток текучей среды и второй, по существу, жидкий поток добываемой текучей среды, для выборочного управления газлифтом второго потока текучей среды. Данное подземное разделение и выборочное управление можно выполнять с помощью регулирования нагнетания, по меньшей мере, части первого потока во второй поток, перед выходом каждого из потоков из оборудования устья скважины или фонтанной арматуры на верхнем конце одного основного ствола для выборочной оптимизации процесса извлечения и полученного результате потока.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут дополнительно давать средство теплового воздействия на потоки с помощью выборочного регулирования потока смежного прохода или отделенной в плане скважины, который может проходить вниз от пересечения скважин, например, для предотвращения теплообмена между проходящими потоками текучей среды во время разработки растворением, или теплообмена для нагрева продуктивного пласта битуминозного песка или холодного арктического пласта, благодаря использованию смежного прохода через один основной ствол и/или пересечение скважин для нагнетания пара в вертикально и/или в плане отделенные точки под пересечением скважин. Кроме того, выборочное управление потоками обеспечивает теплоизоляцию потока, например, благодаря использованию сточной воды, полученной из горячих текучих сред, например при отделении углеводорода или конденсации пара в процессе генерирования электроэнергии, которая может нагнетаться через проход одного основного ствола аксиально вниз для теплоизоляции продукта, извлекаемого аксиально вверх, от охлаждающего воздействия пластов и/или океана. Другой пример включает в себя использование нагнетания более холодной сточной воды через элемент концентрического прохода теплоизоляции оборудования от высокотемпературной добычи, создаваемой глубоким углеводородным или геотермальным источником. Другие примеры включают в себя теплоизоляцию элементов регулирования потока, таких как башмак последней обсадной колонны с цементированием соляной каверны хранилища газа во время одновременного извлечения газа из подземного хранилища и операций разработки растворением.

Существует экономическая потребность создания систем, способов и устройств, применимых для минимизации количества оборудования и пространства, необходимого для строительства и эксплуатации разнообразных скважин, располагающихся в местах с высокими требованиями по защите окружающей среды и на удаленных территориях, включающих в себя, например, городские зоны, джунгли, арктические или морские зоны.

Существует потребность создания мер экономии масштаба, требуемого для разработки совместимых систем, способов и устройств, применимых для скважин множества разных типов, включающих в себя, например, углеводородные, геотермальные, водные добывающие, подземной утилизации отходов, подземного хранения и скважины разработки растворением, при этом, широкое применение в скважинах множества разных типов дает экономически-эффективную стандартизацию и серийные поставки.

Масштаб и экономические требования недавно открытых углеводородных запасов сланцевого газа в непроницаемых пластах, во всем мире, и или запасов в неконсолидированных коллекторах, низкой рентабельности требуют создания систем и способов улучшения управления текучими средами, несущими твердые частицы для выделения песка из раствора в неконсолидированных пластах или инициирования и развития трещин коллекторах, где вынос твердых частиц и/или длина трещины ограничены, для увеличения относительной проницаемости, например, коллекторов сланцевого газа или, например, улучшения заполнения гравийных фильтров в неконсолидированных коллекторах за пределы возможного в настоящее время и/или рентабельности, получаемой с использованием обычной технологии, которая, в общем, разработана для проницаемых или богатых коллекторов.

Существует потребность создания систем и способов уменьшения отходов в виде побочных продуктов открытой добычи битуминозных песков и уменьшения воздействия наземных сооружений на зоны с вечной мерзлотой над арктическими коллекторами, при этом, тепло и/или давление от геотермальных и/или более глубоких скважин, служащих их источниками, может направляться через пересечение проходов скважин для нагрева и извлечения вязких углеводородов без промежуточной подготовки на поверхности текучих сред источника тепла.

Существует потребность создания улучшенных систем, устройств и способов, применимых для лучшего переноса твердых частиц в колонне заканчивания для размещения проппанта трещин или гравийных фильтров в коллекторах сланцевого газа или неконсолидированных коллекторах, соответственно, со связанной с этим необходимостью подачи газов, жидкостей и/или твердых частиц для более эффективной добычи во время удаления выпадения твердых частиц или поступления песка.

Существует потребность создания систем и способов эксплуатации одной или нескольких скважин с использованием уменьшенной номенклатуры наземного оборудования и меньших затрат труда для работ на проволочном канате или тросе в течение жизненного цикла скважин до консервации, при этом, выборочное регулирование потоков текучей среды из множества скважин, проходящих вниз от одного основного ствола, улучшает рентабельность в целом добычи, нагнетания и/или конечной консервации, для скважин множества различных типов для улучшения рентабельности подземных разработок с низкой рентабельностью, таких как сланцевого газа, битуминозных песков, переслаивающихся морских запасов, сооружений морских подземных хранилищ и/или различных других разработок, требующих технологических улучшений для развития.

Существует необходимость создания систем и способов, применимых для добычи из одного основного ствола с одновременным нагнетанием воды через один основной ствол во множество скважин, например: утилизации жидких отходов и/или для выполнения заводнения для поддержания давления, уменьшения оседания или вытеснения в коллекторе. Кроме того, существует потребность создания систем и способов, применимых для добычи из одного основного ствола с одновременным нагнетанием воды через один основной ствол во множество скважин для подачи расходной воды в подземных коллекторах генерирования пара, для подачи тепла в коллекторы вязких углеводородов, и/или для хранения и извлечения хранящихся материалов из каверн с использованием хранящегося продукта, как буфера выщелачивания во время разработки растворением некоторых каверн.

Существует также необходимость создания систем и способов, применимых для использования энергии, от например, водонагнетания, расширения подземной текучей среды, электрических и/или подземного давления источников для привода насосов, установленных между трубами или выборочно установленных через проходы труб в приемные гнезда, при этом, такие подземные погружные насосы являются применимыми с системой трубных колонн для операций одновременного нагнетания и/или добычи. Данные операции нагнетания и/или добычи могут применяться для содействия, например: размещению подаваемой воды с использованием расширения пара или конденсации пара повторного использования в геотермальной скважине; использованию нагнетания жидких отходов для привода погружных насосов, поднимающих добываемые текучие среды; использованию расширения газа в процессе добычи или процессе подземного разделения для привода турбины, используемой для перекачки жидкостей из скважины; расширению газа из каверн подземных хранилищ для привода турбины перекачки воды в находящееся под избыточным давлением пространство хранения для поддержания давления в каверне и/или разработки растворением (с последующим нагнетанием сжатого газа, реверсирующего насос для содействия перекачке рассола их пространства подземного хранилища); или использованию глубокого водного источника для привода турбины или винтового двигателя и/или насоса для добычи в истощенном углеводородном коллекторе, после чего более высокое давление с большей глубины естественно нагнетается в более слабый пласт мелкого заложения для утилизации.

Дополнительно, существует необходимость создания подземных скоростных подъемных колонн с изменяемой конфигурацией, и подземных систем разделения и/или газлифтных систем, способов и устройств, применимых для выборочного регулирования подземной переработки перед проходом через оборудование устья скважины или выходом из фонтанной арматуры. Данные системы и способы могут обеспечивать выборочное регулирование, благодаря использованию элементов регулирования потока системы трубных колонн, например, для эксплуатации подводных или малорентабельных разработок, где переработка на поверхности может являться непрактичной и где в элементах системы трубных колонн возможно изменение конфигурации в течение жизненного цикла скважины, без необходимости удаления эксплуатационной колонны, таким образом, потенциально продлевается жизненный цикл одной или нескольких скважин под одним основным стволом.

Наконец, существует также необходимость создания систем и способов, применимых для теплового воздействия на скважины, например: изоляции потоков с помощью разделения стволов скважин и потоков ниже пересечения скважин. Тепловые воздействия данных систем и способов могут включать в себя сохранение тепла нагнетаемых текучих сред во время растворения соли для улучшения уровня насыщения солью удаляемого рассола, уменьшение конденсации во время производства пара с использованием теплоизолирующей теплой сточной воды потока нагнетания, как подачи питания геотермального коллектора для уменьшения времени повторного использования воды, или теплоизоляции потоков добычи углеводородов с использованием тепла нагнетенной сточной воды для увеличения сохранения тепла и гарантий прохода потока в холодной среде океана и арктической окружающей среде.

Различные варианты осуществления настоящего изобретения решают проблемы данных требований.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится, в общем, к системам, устройствам и способам, применимым для выборочного выполнения операций в проходах, образованных в подземных пластах одной или нескольких скважин, работающих от одного основного ствола, для управляемого строительства и эксплуатации нагнетательных и/или добывающих скважин, по существу, углеводородных или, по существу, водных. Как пример, нагнетательные или добывающие скважины могут включать в себя углеводородные, геотермальные, добычи воды, утилизации отходов, скважины подземных хранилищ и/или разработки растворением. Системы, способы и устройства могут адаптироваться к созданию вариантов осуществления, которые можно реализовать и придавать им конфигурацию в любой комбинации или ориентации для образования системы трубных колонн, применимых для выборочного регулирования одновременно проходящих потоков текучей среды с изменяющимися скоростями. Выборочное управление потоками текучей среды может применяться для подачи подземных текучих смесей, включающих в себя жидкости, газы и/или твердые частицы, в проходы и в один или несколько вертикально и/или в плане разделенных подземных зон одной или нескольких, по существу, углеводородных и/или по существу, водных скважин, которые могут проходить вниз от одного основного ствола и оборудования устья скважины.

Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя комплект адаптируемых систем, способов и устройств, применимых для образования любой конфигурации одной или нескольких, по существу, углеводородных и/или, по существу, водных подземных скважин, которые могут быть выполнены работающими для добычи, нагнетания и/или подземного хранения через один основной ствол и которые используют элементы регулирования потока, установленные во множестве проходов, для выборочного регулирования одновременной подачи потоков текучей смеси с изменяющимися скоростями, между оборудованием устья скважины и вертикально и/или в плане разделенными подземными зонами.

Адаптируемые системы, способы и устройства могут включать в себя элементы с управлением давлением трубными компоновками (49 Фиг.100-105) с управлением давлением, которые могут применяться для установки других элементов в подземных пластах, включающих в себя, например, соединительную камеру (43 Фиг.97) которая может применяться с селектором (47 Фиг.90) канала и отводящие поток элементы колонны. Трубные компоновки (49 Фиг.100-105) с управлением давлением с инструментами (58) прохода шлама, функционирующие, как распределительные переводники с радиальными проходами, выборочно регулирующие одновременно проходящие потоки текучей среды, могут являться аналогичными системам трубных колонн до удаления внутренних компонентов.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения дают набор способов и устройств, применимых для образования системы (49, 70 и/или 76 Фиг.1-2, 6-7, 22-35, 42-45, 48-49, 68, 50-52, 58, 61-66, 67, 82-87, 100-116 и 119-123) трубных колонн для подачи текучей смеси (38 Фиг.1) жидкости, газов, и/или твердых частиц в одной или нескольких подземных скважинах, проходящих аксиально вниз от одного основного ствола (6) и оборудования устья (7 Фиг.1) скважины, с использованием одновременно проходящих потоков (31-37 Фиг.1-2) текучей среды с изменяющимися скоростями между одной или несколькими вертикально и/или в плане разделенными подземными зонами и оборудованием (7) устья скважины. Варианты осуществления могут дополнительно включать в себя создание множества концентрических трубных колонн (2, 2А, 2В, 2С, 50, 51, 71, 78), которые могут быть установлены между оборудованием устья скважины на верхнем конце подземной скважины, и, по меньшей мере, одного распределительного переводника (23 Фиг.6-35, 42-44, 48-49, 54-56, 58, 61-66, 67, 68-74, 82-87, 106-109, 112, 102, 104, 106-109, 117 и 119-123) и вариантов осуществления, по меньшей мере, с одним радиальным проходом (75 Фиг.9) элемента для регулирования потока текучей среды, по меньшей мере, из одного концентрического прохода (24, 24А, 24В, 25, 53, 54, 55), образованного множеством концентрических трубных колонн, в другой концентрический проход, по меньшей мере, одной трубной колонны (2, 2А, 2В, 2С, 39, 50, 51), и проходящего аксиально вниз из одного или нескольких распределительных переводников (23), по меньшей мере, в одну близкую зону, по меньшей мере, одного прохода через подземные пласты (52 Фиг.1), для образования, по меньшей мере, части подземной скважины.

Система трубных колонн может выборочно регулировать множество одновременно проходящих потоков (31-38) текучей среды, между оборудованием устья скважины и, по меньшей мере, одной близкой зоной прохода через подземные пласты с использованием элементов (61) регулирования потока, соединенных между трубами колонн или установленных через ближайший к осевой линии проход (25) или соединительное устройство (26) ближайшего к осевой линии прохода распределительного переводника (23). Элементы (61) регулирования потока могут соединяться между трубами колонн или соединяться, по меньшей мере, с одним приемным гнездом (45, 45A, 45B) системы трубных колонн или переводника (23, 58) регулируя разделенные одновременно проходящие потоки текучей среды изменяющейся скорости с одинаковыми или противоположными направлениями потоков, которые могут сообщаться через проходы для подачи текучей смеси (38) жидкостей, газов и/или твердых частиц в или из, по меньшей мере, одной приближенной зоны одного или нескольких проходов через подземные пласты (52), в или из других близких зон, в или из одного основного ствола (6) и оборудования (7) устья скважины, или их комбинаций.

Система трубных колонн, содержащая комплект элементов или элемент в другой системе трубных колонн, может получать конфигурацию с использованием любой комбинации компонента или элементов (61) регулирования потока, и применяться для управления ориентацией потока в позицию (31) и/или из позиции (34) подземной скважины. С использованием элементов (21, 23, 43, 43A, 47, 47A, 49, 51A, 58, 69, 70, 76, 7, 10, 16, 22, 25A, 63, 64, 66, 74, 77, 84, 85, 91, 96, 97, 108-112, 115, 116, 123) регулирования потока, раздельные одновременные потоки с изменяющимися скоростями можно выборочно регулировать и можно применять для подачи текучей смеси (38), такой как углеводороды, вода, жидкие отходы, цемент, проппанты, соли или другие газы, жидкости или твердые частицы используемые для образования или эксплуатации, по существу, углеводородных и/или, по существу, водных скважин через оборудование устья скважины или фонтанную арматуру, соединенную с оборудованием устья скважины во время добычи или нагнетания. Любая аксиальная ориентация (31, 34) или противоположная ориентация (32, 33, 35, 37) прохода для множества потоков (31, 34, 38) и/или скоростей потока может применяться в системах, способах и устройстве настоящего изобретения.

Варианты осуществления являются комбинируемыми с обычными элементами (61) регулирования потока, которые могут включать в себя, например: оборудование (7) устья скважины, фонтанную арматуру (10, 10A), башмак (16) обсадной колонны, переводник (21) соединительной камеры, сдвоенный пакер (22), распределительный переводник (23), пробку (25A), соединительную камеру (43), манифольд (43А) соединительной камеры, селектор (47, 47A) канала, инструмент (58) прохода шлама, активируемый давлением клапан (63), наземную задвижку (64), блок (66) уплотнений, двигатель и насос (69) текучей среды, подземную задвижку (74), штуцер (77), клапан (84) одностороннего прохода, трубу Вентури или струйный насос (85), соединительные устройства (96) и уплотнения (97).

Системы трубных колонн являются применимыми для соединения двух или более вертикально и/или в плане разделенных близких зон, в подземных пластах с использованием одной скважины или множества скважин (51A), расположенных ниже одного основного ствола и оборудования (7) устья скважины.

В различных предпочтительных вариантах осуществления системы (49, 70, 76) трубных колонн текучая смесь (38) является, по существу, углеводородной текучей средой или, по существу, водной текучей средой. Например, смеси, являющиеся, по существу, водой, могут включать в себя: смесь проппанта и воды, используемую для обработки пласта гидроразрывом, воду и цемент, используемые в конструкции скважины, водяной пар, получаемый из геотермальной скважины, воду и отходы, нагнетаемые в утилизационную скважину, и/или соленый раствор воды и соли процесса разработки растворением каверны. Примеры смесей, являющихся, по существу, углеводородами, включают в себя: добываемые углеводородную жидкость и газы и/или смесь двух гравитационно разделенных углеводородных жидкостей в каверне хранения с доступом через скважину (например, 70P и 70M Фиг.1).

Любая комбинация из жидкости, газа и/или твердых частиц может проходить в потоках текучей среды которыми могут управлять элементы регулирования потока, такие как, наземная фонтанная арматура (10, 10A), соединенная с верхним концом оборудования (7) устья скважины с другими элементами (61) регулирования потока. Другие элементы регулирования потока могут включать в себя гидравлический двигатель и насос (69) текучей среды, соединяющиеся с приемным гнездом (45) в системе (49, 70, 76) трубных колонн, для выборочного создания сообщения текучих смесей с ближайшими к осевой линии проходами (25, 26, 53) и/или кольцевыми или концентрическими проходами (24, 24A, 24B, 54, 55), которые образованы множеством трубных колонн (2, 2A, 2B, 2С, 39, 50, 51, 71, 78), и проход через подземные пласты (52), выше и ниже распределительного переводника (23), по меньшей мере, с одним радиальным проходом (75).

Варианты осуществления распределительного переводника (23) могут включать в себя устройства смешивания потока. Примеры устройств смешивания потока могут включать в себя трубу (85) Вентури или струйный насос, шиберную заслонку (125) боковых отверстий или газлифтный клапан, переводник (21) соединительной камеры, манифольд (43А) соединительной камеры, пересечение (51А) скважин, устройство (58) прохода шлама, и/или варианты осуществления распределительного переводника (23A-23Z), по меньшей мере, с одним радиальным проходом (75), которые можно использовать с трубными колоннами (2, 2А, 2В, 2С, 39, 50, 51, 71, 78) для создания сообщения текучей средой между проходами, и которые можно комбинировать с дополнительными устройствами, для соединения или сообщения с проходом через подземные пласты (52), другими распределительными переводниками, соединительными камерами (43), и/или одним или несколькими пересечениями скважин (51А) для образования проходов (24, 24А, 24В, 25, 26, 53, 54, 55, 75) сообщения текучей средой системы (49, 70, 76) трубных колонн, которая может применяться с элементами (61) регулирования потока для выборочного регулирования и/или раздельных одновременно проходящих потоков текучей смеси изменяющейся скорости.

Различные предпочтительные системы (70 Фиг.1-2, 6-7, 22-29, 31-35, 42-45, 48-49, 100-105 и 119-123) трубных колонн вариантов (70М и 70Р Фиг.1, 70N Фиг.2, 70A Фиг.6-7, 70G Фиг.31-35, 70J Фиг.22-25, 70K Фиг.26-29, 70В Фиг.42, 70L Фиг.43, 70С Фиг.44-45, 70D Фиг.48-49, 70Е Фиг.68 и 70F Фиг.100-105, 70G Фиг.119-120, 70Н Фиг.121-122) осуществления являются применимыми в вариантах реализации доступа к вертикально и/или в плане разделенным подземным зонам из одного вертикального или наклонно-направленного прохода через подземные пласты (52).

Один или несколько предпочтительных систем (70) трубных колонн и/или элементов трубных колонн являются комбинируемыми ниже оборудования устья скважины, одного основного ствола и/или пересечения скважин (51А). Другие предпочтительные системы (76 Фиг.50-52, 58, 61-66, 67, 82-87, 106-116 и 123) трубных колонн вариантов (76А Фиг.50, 76В Фиг.51, 76С Фиг.52, 76K Фиг.58, 76J Фиг.61-65, 76D Фиг.66, 76Е Фиг.67, 76F Фиг.82, 76Н Фиг.83-87 и 76G Фиг.106-116, 76L Фиг.123) осуществления являются применимыми для доступа к подземным зонам увеличенного вертикального и/или в плане разделения относительно одного прохода через подземные пласты (52), или для выборочного создания сообщения текучей средой между двумя или более вертикально и/или в плане разделенными приближенными зонами (1T, 1U, 1V, 1W и 1Y Фиг.123) в проходе через подземные пласты (52) или в подземных пластах (106 Фиг.51-53).

Например, системы (49 Фиг.100-105, 70М Фиг.1, 70А Фиг.6-7, 70G Фиг.31-35, 70J Фиг.22-25, 70K Фиг.26-29, 70В Фиг.42-43, 70С Фиг.44-45, 70D Фиг.48-49, 70Е Фиг.68 и 70F Фиг.100-105, 70G Фиг.119-120, 70Н Фиг.121-122 и 76 Фиг.50-52, 58, 61-66, 67, 82-87, 106-116 и 123) трубных колонн являются комбинируемыми с переводниками (23) и/или другими вариантами осуществления системы трубных колонн для образования, например, других систем (70Е Фиг.68, 76D Фиг.66, 76Е Фиг.67, 76G Фиг.106-116 и 76L Фиг.123) трубных колонн.

Различные предпочтительные варианты осуществления распределительных переводников (23А Фиг.6-7 и 44-45, 23В Фиг.8-9, 23С Фиг.10-13 и 22-29, 23Y Фиг.14-16 и 22-29, 23D Фиг.17-19, 75 и 82, 23Е Фиг.30-35, 23F Фиг.42-44 и 67, 23G Фиг.48-49, 23Н Фиг.48-49, 23J Фиг.54-56, 23K Фиг.58, 23L Фиг.61-65, 23М Фиг.67 и 68, 23N Фиг.71-72, 23Р Фиг.69-70, 23Q Фиг.73-74, 23R Фиг.82, 106-109, 112, 23Т Фиг.83-87, 57 и 23U Фиг.102 и 104, 23W Фиг.48-49, 23Х Фиг.61-65 и 23Z Фиг.117, 119-123), инструментов (58) прохода шлама, переводников (21 Фиг.117, 119-123) соединительной камеры, и дополнительные устройства могут создавать сообщение между проходами, которые содержат распределительные переводники, любые элементы регулирования потока, и/или элементы трубных колонн, которые можно комбинировать для создания сообщения текучей средой между проходами (24, 24А, 24 В, 25, 26, 53, 54, 55, 75) системы трубных колонн.

Различные предпочтительные варианты осуществления распределительного переводника (23K Фиг.58, 23L Фиг.61-65, 23F Фиг.66, 23М Фиг.67 и 68, 23R Фиг.82, и 23Т Фиг.83-87) образованы адаптированием соединительных камер (21, 43), по меньшей мере, с одним радиальным проходом (75) для сообщения текучей средой в проходах, которые могут образовываться между трубными колоннами (2, 2А, 2В, 2С, 39, 50, 51, 71, 78) и проходом через подземные пласты (52). Селектор (47, 47А) канала может поджиматься потоком текучей среды и/или использоваться для выборочного создания сообщения текучей средой и/или с элементами регулирования потока через ближайшие к осевой линии проходы (25, 26, 53) подземной системы (49, 70, 76) трубных колонн, между одной или несколькими подземными зонами, оборудованием (7) устья скважины, и/или фонтанной арматурой (10, 10A).

Трубные компоновки (например, 49 Фиг.100-105) с управлением давлением могут применяться в качестве системы трубных колонн варианта (70F Фиг.100-105) осуществления для последующей установки других элементов системы трубных колонн. Трубная компоновка (49) с управлением давлением, ближайшая к осевой линии концентрическая трубная колонна (50) и концентрическая трубная колонна (51), расположенная выше устройства (58) прохода шлама, функционирующего в качестве распределительного переводника (23U) и сообщающиеся текучей средой через проходящие радиально проходы (75) с трубными колоннами (39), проходящими вниз, можно использовать для образования пересечения скважин, дополнительно используемого другими системами (70, 76) трубных колонн, соединенными с ближайшими к осевой линии трубами (39) и концентрическими трубными колоннами (2A) после удаления распределительного переводника (23U) установки с радиальным проходом (75) для соединения труб другой системы трубных колонн, проходящих вниз от оборудовании (7) устья скважины и/или фонтанной арматуры (10, 10A).

В других предпочтительных вариантах осуществления системы (70L Фиг.43, 70C Фиг.44, 49 и 70F Фиг.100-105, 70G Фиг.119-120, 70H Фиг.121-122 и 76L Фиг.123) трубных колонн, применимых для конструкции скважины, текучие смеси (38), например аэрированного цемента, текучих сред промывки коллектора, жидкости гидроразрыва с проппантом, или пресной воды для растворения соли, являются размещаемыми с помощью трубной компоновки (49) с управлением давлением с одним или несколькими устройствами (58) прохода шлама, функционирующими, как распределительные переводники (23), оставленные на месте. Кроме того, ближайшая к осевой линии концентрическая трубная колонна (50) и другие трубные колонны (39, 51) соединяются с адаптированным переводником 21 Фиг.43-44, 117-123) соединительной камеры, который управляет отдельными одновременно проходящими потоками с изменяющимися скоростями с помощью селектора (47, 47A)канала. Различные трубные компоновки (49) с управлением давлением с одним или несколькими устройствами (58) прохода шлама, функционирующими в качестве распределительных переводников (23), являются комбинируемыми с различными другими устройствами и могут становиться элементами системы трубных колонн при соединении с оборудованием (7) устья скважины и/или фонтанной арматурой (10, 10A) и окончания фазы образования скважины.

Любая текучая смесь (38) из жидкости, газа и/или твердых частиц, которую можно транспортировать в одновременно проходящих потоках текучей среды в подземных трубах с различными скоростями, может применяться в проходах системы трубных колонн. Например, подземные текучие смеси (38), добываемые текучие среды, и нагнетаемые текучие смеси (38) отходов, могут проходить через верхний конец оборудования (7) устья скважины и проходить через систему (70, 76) трубных колонн в одинаковом или разном, направлении. Такие направления могут включать в себя поток (34) аксиально вверх для добычи и поток (31) аксиально вниз для переработки или утилизации с нагнетанием через концентрические проходы (24, 24A, 25, 26) и/или через позиции (32, 33, 35, 37) радиального прохода (75) с изменяющимися скоростями. Элементы регулирования потока могут управлять потоком через ближайший к осевой линии проход (25), соединительное устройство (26) ближайшего к осевой линии прохода, и/или, по меньшей мере, один концентрический проход (24, 24A, 24B) для подачи текучей смеси (38) из, или в, близкую зону одной или нескольких подземных скважин, через один основной ствол (6).

Распределительные переводники (23, 58) могут иметь, по меньшей мере, один радиальный проход (75) для отведения, по меньшей мере, части потока текучей среды напрямую, позиция (32), или не напрямую, позиция, (35) через другой проход интегрального или соединенного потока, в ближайший к осевой линии проход (25, 26, 53). Альтернативно, распределительные переводники могут иметь, по меньшей мере, один радиальный проход (75) для отведения, по меньшей мере, части потока текучей среды напрямую, позиция (33), или не напрямую, позиция (37), через другой интегральный или соединенный проход, по меньшей мере, один концентрический проход (24, 24A, 24B, 54, 55), с блокированием всего потока, или обеспечивая продолжение прохода части потока аксиально вверх, позиция (34) и/или вниз, позиция (31), в зависимости от использования и подаваемой текучей смеси, например одновременного нагнетания для заводнения и добычи воды из заводненного коллектора.

Потоки текучей среды, проходящие к позициям (32, 35) ближайшего к осевой линии прохода (25, 26, 53) могут брать начало напрямую, позиция (32) из другого первого прохода (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55) или не напрямую, позиция (35) из первого прохода через вторичный интегральный проход. Вторичный интегральный проход может содержать, например, распределительный переводник (23Y Фиг.14-16 и 22-29), который содержит разделенный концентрический проход, или распределительный переводник (23Z Фиг.117 и 118-123), который содержит радиальный проход (75) трубы (39) выходного канала через концентрический проход (24) переводника (21) соединительной камеры, или камерой слияния соединительной камеры и или рядом распределительных переводников (23), которые направлены к проходу (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54) слияния и/или первому кольцевому проходу (55), расположенному между системой (49, 70, 76) трубных колонн и проходом через подземные пласты (52), при этом, поток проходит через, по меньшей мере, один радиальный проход (75) распределительного переводника (21, 23, 58).

Потоки текучей среды, проходящие к позициям (33, 37), к концентрическому проходу (24, 24A, 24B, 54) или первому кольцевому проходу (55), могут брать начало напрямую, позиция (33) из первого прохода (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55), или не напрямую, позиция (37) из первого прохода через другой вторичный интегральный проход или смешанный проход (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55).

Скорости непрерывных блокированных и/или отведенных потоков текучей среды можно выборочно регулировать с помощью элементов (61) регулирования потока, которые можно устанавливать между трубами систем (2, 2A, 2B, 50, 51) трубных колонн, или, по меньшей мере, в одно приемное гнездо (45, 45A) например задвижки (74). Элементы регулирования потока можно устанавливать в приемное гнездо, например, с помощью: установки сдвоенных пакеров (22) в распределительный переводник (23) для образования скоростных подъемных колонн или для блокирования радиального прохода; установки газлифтных клапанов (23G Фиг.49-50) в переводники или боковых газлифтных оправках для образования газлифтных колонн; установки фонтанной арматуры (10, 10A) и/или клапана (84) одностороннего действия или активируемых давлением клапанов (32W Фиг.49-50) на оборудовании (7) устья скважины или в переводниках для управления колоннами с увеличенным эффективным диаметром прохода, применимым для разделения жидкостей и газов; башмаков (16) обсадной колонны для блокирования первого кольцевого прохода (55) от нагнетания (31) шлама отходов в трещину (18) пластов; и/или гидравлических двигателей (69 Фиг.26-38 и 42-45) или электродвигателей (69 Фиг.39, 42 и 44) и насосов (69),которые можно устанавливать через ближайший к осевой линии проход системы трубных колонн.

Различные предпочтительные варианты осуществления систем (70 Фиг.31-35 и 42-45) трубных колонн могут применяться с электродвигателями или гидравлическими двигателями и насосами (69 Фиг.26-29, 31-37, 38-39 и 44-45) вариантов (69A Фиг.26-29, 69B Фиг.31-37, 69C Фиг.38 и 69D Фиг.39) осуществления для соединения с одним или несколькими приемными гнездами (45, 45A), или между трубами системы (49, 70, 76) трубных колонн, с использованием электроэнергии и/или энергии потока с более высокой скоростью или давлением для перекачки другого потока с более низкой скоростью или давлением. Например, текучая среда из первого потока (31, 32, 33, 34, 35, 36, 36A, 37) может применяться для привода гидравлического турбомотора и/или винтового гидравлического двигателя для вращения вала и, таким образом, привода соответствующего турбонасоса и/или винтового насоса для подачи второго потока.

Различные предпочтительные варианты осуществления системы (70 Фиг.22-35, 42 и 44, 76 Фиг.50-52, 76 Фиг.123) трубных колонн могут применяться, по существу, с водной текучей смесью, которая нагнетаться аксиально вниз, позиция (31), при этом, другая текучая среда перемещается аксиально вверх, позиция (34); примеры включают в себя эксплуатацию во время: утилизации сточной воды, заводнений, подачи воды для подземного генерирования пара, обработки для развития трещины, вытеснения рассола из подземного хранилища и/или нагнетания воды для растворения во время разработки растворением.

В других предпочтительных вариантах осуществления система (70 Фиг.22-35, 42-43 и 48-49, 76 Фиг.123) трубных колонн может применяться, по существу, жидкими потоками текучей среды, сообщающимися аксиально вверх и/или вниз через проход, при этом, по существу, газовый поток текучей среды сообщается аксиально вверх через другие проходы. Примеры использования включают в себя: газлифт с подземным разделением газа и жидкости или без него или одновременное геотермальное производство пара с нагнетанием воды и/или повторным использованием воды от конденсации пара во время эксплуатации.

Различные предпочтительные варианты (70B Фиг.42, 70D Фиг.48-49)осуществления можно применяться с электрическими, активируемыми давлением, пульсацией давления или акустически активируемыми подземными элементами регулирования потока (63, 84, 85), при этом, фонтанная арматура применяется для выборочного управления на поверхности добычей, позиция (34), или нагнетанием, позиция (31), с пропуском электрических или акустических сигналов через корпус или кольцевые проходы для дистанционного управления элементами регулирования потока и/или для дистанционного активирования чувствительных к давлению устройств пульсациями давления, соответствующими открытию и закрытию задвижек фонтанной арматуры, для выборочного управления по меньшей мере, одним проходом.

Другие предпочтительные варианты осуществления включают в себя систему (70 Фиг.6-7, 22-35, 44-45 и 48-49) трубных колонн, которая может применяться, например, для разделения или соединения потоков и эффективного уменьшения диаметра потока для образования скоростной подъемной колонны выбранной длины, которая может применяться для увеличения скорости и соответствующего давления в устройстве трубы Вентури, например, для увеличения добычи в углеводородной скважин с использованием точки насыщения текучей смеси или для работы трубы (85) Вентури или струйного насоса, как элемента регулирования потока.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления система (70B Фиг.42-43 и 70D Фиг.48-49) трубных колонн может применяться, например, в подземной переработке текучей среды для уменьшения давления, действующего по меньшей мере, в одном потоке с помощью элемента (61) регулирования потока, или фонтанной арматуры (10, 10A), для образования потока с более высокой скоростью. Например, по существу, газообразная текучая смесь, содержащая поток с более высокой скоростью, может отделяться от, по существу, жидкой текучей смеси, содержащей поток с более низкой скоростью, для создания разделения жидкостей, газов, или их комбинаций в углеводородных или геотермальных скважинах.

В связанных вариантах осуществления система (70B Фиг.42-43 и 70D Фиг.48-49) трубных колонн, например, может образовывать газлифтные устройства, для углеводородных текучих смесей мультифазного потока от подземной переработки, который затем образует, по существу, газообразный поток с более высокой скоростью и, по существу, жидкий поток с более низкой скоростью. Часть, по существу, газообразного потока с более высокой скоростью может нагнетаться в, по существу, жидкий поток с более низкой скоростью, через один или несколько газлифтных клапанов, являющихся элементами регулирования потока, соединенных в одном или нескольких приемных гнездах (45, 45A) на выборочно регулируемых глубинах и давлениях для дополнительной подачи текучей смеси потока с более низкой скоростью подземных текучих сред из подземного коллектора, что в ином случае возможно с неуправляемым мультифазным потоком.

В других вариантах осуществления, сточная вода от переработки углеводорода или пара, может нагнетаться аксиально вниз, позиция (31) через фонтанную арматуру (10A) и в подземные пласты через трещины, при этом, энергия нагнетания сточной воды используется, например, для работы вариантов осуществления предпочтительно приводимого в действие текучей средой двигателя и насоса (69 Фиг.26-29, 31-37 и 44-45). Альтернативно, поток текучей среды углеводородного газа или пара может, например, передаваться аксиально вверх с более высокой скоростью в системе (70, 76) трубных колонн, из пространства коллектора или каверны хранения газа, при этом, энергию текучей среды с более высокой скоростью расширения газа можно использовать для работы приводимого в действие текучей средой двигателя и насоса (69 Фиг.26-29, 31-37 и 44-45) для содействия нагнетанию текучих сред или содействия извлечению, по существу, жидких текучих смесей, потоков с более низкой скоростью.

Другие предпочтительные варианты осуществления системы трубных колонн (70C Фиг.44, 76L Фиг.123) являются применимыми, например, для размещения проппанта во время развития трещины и для промывки для удаления проппанта после выпадения при развитии трещины с использованием переводников (21) соединительной камеры и селекторов (47) канала.

В других вариантах осуществления, системы (76L Фиг.123) трубных колонн могут применяться, например, для соединения множества разделенных в плане и/или вертикально близких подземных зон, перед или после прохода через один основной ствол и оборудование устья скважины, например, для создания множества скважины, проходящих от одного основного ствола для увеличения числа обработки гидроразрывом с использованием проппанта, например, залежи сланцевого газа.

В вариантах осуществления настоящего изобретения можно использовать любую комбинацию трубных колонн (2, 2A, 2B, 39, 50, 51), которые могут проходить вниз через один основной ствол (6) от оборудования (7) устья скважины, с первой трубой (71) основного ствола, содержащей внутреннюю трубную колонну (2, 39, 50) с ближайшим к осевой линии проходом (25, 53), и, по меньшей мере, основной ствол второй трубой (78), содержащей по меньшей мере, другую трубную колонну (2A, 2B, 2C, 39, 51). Другую трубную колонну (2A, 2B, 2C, 39, 51) может окружать первый кольцевой проход (55) с одним или несколькими промежуточными кольцевыми проходами или концентрическими трубными проходами (24, 24A, 24B, 54), расположенными между ближайшим к осевой линии проходом (25, 53) и первым кольцевым проходом (55) в проходе через подземные пласты (52). Концентрические трубы, образующие концентрические проходы, или другие трубы с проходами могут соединяться распределительным переводником (23), по меньшей мере, с одним радиально проходящим или радиальным проходом (75), и соединительным устройством (26) ближайшего к осевой линии прохода. Соединительное устройство (26) ближайшего к осевой линии прохода может создавать сообщение между верхними проходами (24, 24A, 24B, 25, 53, 54) и нижними проходами (24, 24A, 24B, 25, 53, 54), образованными по меньшей мере, одной трубной колонной (2, 2A, 2B, 39, 50, 51) проходящей аксиально вниз от распределительного переводника (23) и образованными от: соединительной камеры (43), манифольда (43А) соединительной камеры, пересечения скважин (51A), устройства (58) прохода шлама, и/или комбинации распределительных переводников (23 и 23A-23Z), комбинируемых с элементом (61) регулирования потока (элементами), которые могут применяться в комбинации для подачи текучей смеси (38) в подземную скважину с использованием одновременно проходящих потоков (31, 32, 33, 34, 35, 36, 36A, 37) текучей среды с различными скоростями, и/или от оборудования (7) устья скважины.

Варианты осуществления системы (49, 70, 76) трубных колонн могут включать в себя комбинацию устройств, взятых из группы элементов регулирования потока и выполненных для выборочного регулирования одного или нескольких потоков текучей среды с изменяющимися скоростями. Функции систем трубных колонн различных вариантов осуществления могут включать в себя выборочное управление одним или несколькими потоками текучей среды с изменяющимися скоростями для разработки или получения текучих смесей жидкостей, газов и/или твердых частиц, которые могут нагнетаться в позиции(31, 36), или удаляться из позиций (34, 36A), одного из следующего: одна или нескольких зон вблизи подземного прохода (52) содержащие ствол (17) скважины в пластах и/или снабженные хвостовиками стволы (3, 14, 15, 19), пространство хранения стенах (1A) в подземной каверны, поровые пространства подземного пласта или коллектора, пространства трещин подземного пласта или коллектора или пространства прохода и/или переработки в системах трубных колонн или кольцевые пространства. Поток текучих смесей (38) через радиальный проход (75) распределительного переводника (23), между концентрическими трубными колоннами (2, 2A, 2B, 2C, 50, 51) и, по меньшей мере, одной трубной колонной (2, 2A, 2B, 2C, 39, 50, 51), может регулироваться, по меньшей мере, одним элементом (61) регулирования потока, установленным между трубами колонн. Альтернативно, элемент (61) регулирования потока можно устанавливать через ближайшие к осевой линии проходы (25, 26, 53) сообщающиеся напрямую в позицию (32) ближайших к осевой линии проходов из другого прохода (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55), или не напрямую, позиция (35) из первого концентрического прохода через другой вторичный концентрический проход. В другой альтернативе элементы (61) регулирования потока можно устанавливать через ближайшие к осевой линии проходы (25, 26, 53) сообщающиеся напрямую в позицию (33) концентрического прохода (24, 24A, 54, 55) из первого прохода, или не напрямую, позиция (37) из вторичного прохода через первый проход. Концентрические проходы могут быть образованы в и между концентрическими трубными колоннами (2, 2A, 2B, 2C, 39, 50, 51) и/или между системой трубных колонн и проходом через подземные пласты (52). Сообщение текучей средой может регулироваться устройством колонны, распределительного переводника (23) и элементами (61) регулирования потока, которые могут быть выполнены из комплекта различных элементов для различных конфигураций одной или нескольких, по существу, углеводородных или, по существу, водных скважин, образованных от одного основного ствола (6) и одного оборудования (7) устья скважины или фонтанной арматуры (10, 10A), соединенной с оборудованием устья скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны ниже только в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.

На Фиг.1, 2 и 3 показаны обычные скважины хранения углеводородов/воды, в разработки растворением/подземные и тросовый подъемник, соответственно, с устройством измененной конфигурации, образующие вариант осуществления настоящего изобретения, показанный внизу Фиг.1.

На Фиг.4, 5 и 5A для известной техники показаны графики зависимости давления углеводородов, расхода, точки насыщения и давления на месте контакта с пластом от функций массового расхода, соответственно.

На Фиг.6-7 показан вариант осуществления системы трубных колонн выполненной с возможностью выборочного изменения длины внутренней скоростной подъемной колонны.

На Фиг.8-19 и 20-21, показаны различные варианты осуществления распределительного переводника и адаптированной соединительной камеры, применимой с распределительными переводниками, соответственно.

На Фиг.22-25 показаны распределительные переводники Фиг.10-13 или 14-16 с блокирующим элементом регулирования потока, установленным во внутреннем приемном гнезде.

На Фиг.26-29 показан вариант осуществления элемента регулирования потока с гидравлическим двигателем и насосом, соединенными в распределительном переводнике Фиг.10-16.

На Фиг.30-35 показан элемент регулирования потока с гидравлическим двигателем и насосом Фиг.36-37, размещенный в варианте осуществления распределительного переводника.

На Фиг.36-37 показан вариант осуществления элемента регулирования потока с гидравлическим двигателем и насосом.

На Фиг.38-39 показаны альтернативные варианты устройства двигателя и насоса, применимые в варианте осуществления элемента регулирования потока с гидравлическим двигателем и насосом.

На Фиг.40, 41 и 46-47 показаны обычная скважина утилизации отходов, устройства отделения углеводородов и газлифтные устройства, соответственно.

На Фиг.42-45 и 48-52 показаны различные варианты осуществления в комплекте системы колонн.

На Фиг.53 показано подводное оборудование устья скважины и устройство соединительной камеры, применимые с системой колонн Фиг.58.

На Фиг.54-56 показаны варианты осуществления распределительного переводника с радиальными проходами, применимые для преобразования соединительной камеры Фиг.57 в систему колонн Фиг.58.

На Фиг.57-58 показан вариант осуществления соединительной камеры и системы трубных колонн, соответственно, образованный адаптированием соединительной камеры Фиг.57 к распределительному переводнику Фиг.54-56.

На Фиг.59-60 и Фиг.61-65, показан вариант осуществления соединительной камеры и системы трубных колонн, адаптированный от соединительной камеры, соответственно, и применимый для одновременного нагнетания и добычи.

На Фиг.66, 67 и 68 показаны различные варианты осуществления задвижки регулирования потока и устройства переводника, используемые в различных системах трубных колонн, применимые также в других комплектах системы трубных колонн.

На Фиг.69-75 показаны различные варианты осуществления распределительного переводника, применимые с адаптированными соединительными камерами для систем трубных колонн.

На Фиг.76-80 показана адаптированная соединительная камера, применимая с распределительным переводником Фиг.73-75.

На Фиг.81 показана труба, применимая между распределительным переводником Фиг.73-75 и адаптированной соединительной камерой Фиг.76-80.

На Фиг.82 показан вариант осуществления системы трубных колонн, образованный комбинированием частей, показанных на Фиг.73-81, применимый для образования варианта осуществления Фиг.106-116.

На Фиг.83-87 показан вариант осуществления системы трубных колонн, распределительного переводника соединительной камеры, адаптированной для образования проходов нижнего фрикционного потока с блокирующим и отводящим элементом регулирования потока, соединенным в соответствующем приемном гнезде.

На Фиг.88-89 и Фиг.90 показаны соединительная камера и селекторы канала, соответственно, применимые в вариантах осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.91, Фиг.92, Фиг.93, Фиг.93A и Фиг.94, показаны известные, задвижка, пакер, пробка, сдвоенный пакер и ниппельные элементы регулирования потока, соответственно.

На Фиг.95-96, показан селектор канала, применимый с вариантами осуществления адаптированной соединительной камеры настоящего изобретения.

На Фиг.97-99 и 100-105 показан вариант осуществления адаптированной соединительной камеры и системы трубных колонн, соответственно образованные из компоновки трубной колонны с управлением давлением.

На Фиг.106-116, показан вариант осуществления пересечения системы трубных колонн скважин для множества скважин, из одного основного ствола.

На Фиг.117, 118 и 119-122 показаны варианты осуществления распределительного переводника соединительной камеры, селектора канала и различных систем трубных колонн, соответственно, применимых для создания доступа к различным концентрическим проходам из центрального прохода.

На Фиг.123 показана схема варианта осуществления системы трубных колонн с множеством скважин, проходящих от пересечения скважин, выполненных в конфигурации с возможностью управления потоками в углеводородных, водных скважинах и/или скважинах подземного хранения одновременно с выполнением различных скважинных функций строительства, эксплуатации и/или переработки.

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на указанные Фигуры.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

При детальном рассмотрении выбранных вариантов осуществления настоящего изобретения следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными в данном документе, и что настоящее изобретение можно практически осуществлять или реализовать различными способами.

На Фиг.1-5 показаны различные конфигурации обычных скважин и систематизированы гидродинамические функции, по существу, для углеводородов и/или по существу, для текучих смесей на водной основе, которые могут нагнетаться в коллектор или добываться из него. Текучие смеси также можно нагнетать в подземное хранилище или пространства, получившиеся после растворения и вымывания соли или добываться из них с использованием обычных однопотоковых систем в дополнение к одновременно проходящим потокам текучей среды и различным конфигурациям скважин.

Несмотря на использование обычного устройства между углеводородными, водными скважинами и скважинами подземного хранения, весьма ограниченное практическое применение находит использование одновременной подачи текучих сред во время разработки растворением и/или эксплуатации каверны подземного хранилища.

Увеличение спроса и уменьшение экономической отдачи и величины обычных объектов открытий увеличивает необходимость создания новых технологий, применимых для увеличения объема извлечения углеводородов, как из обычных, так и из нетрадиционных коллекторов, например коллекторов битуминозного песка и сланцевого газа. Инновации в использовании раздельно и одновременно проходящих потоков текучей среды с изменяющейся скоростью, для улучшения продуктивности, утилизации отходов и/или эксплуатации подземных хранилищ становятся более экономически обоснованными для добычи углеводородов, что увеличивает применимость разработки серийных элементов конструкций скважины, элементов добычи, нагнетания и переработки, как совместимых комплектов, аналогично строительным блокам, комбинируемым в различных устройствах, конфигурациях и/или с различной ориентацией для существенного улучшения эксплуатации таких скважин, как нефтяные и газовые, водные, например, геотермальные, скважины утилизации отходов, разработки растворением, и хранения.

Кроме того, крупномасштабные углеводородные коллекторы битуминозного песка и сланцевого газа в настоящее время считаются нетрадиционными источниками, вследствие трудностей разработки таких запасов с использованием сегодняшних технологий. Вместе с тем, варианты осуществления настоящего изобретения дают технологии для увеличения производительности теплопередачи и развития трещин ниже одного основного ствола, уменьшения вязкости или увеличения фазовой проницаемости нетрадиционных коллекторов битуминозного песка и сланцевого газа, что дает дополнительные основания для разработки технологии с использованием серийного оборудования одновременного прохождения потоков для перевода таких запасов в категорию обычных запасов.

На Фиг.1 и 2 показаны схемы продольного сечения обычной подземной скважины, которую можно применять для хранения углеводородов/воды и разработки растворением, соответственно. На фигурах показаны обычные устройства регулирования потока в дополнение к присутствующим элементам регулирования потока комплекта системы трубных колонн, содержащие оборудование (7) устья скважины и фонтанную арматуру (10) с наземными задвижками (64), соединенными с обсадными колоннами (3, 14, 15), проходящими через ствол в пласты (17), и вместе содержащими проход через подземные пласты (52). Система трубных колонн варианта (70M Фиг.1) осуществления может быть образована адаптированием обычной скважины, показанной в верхней части Фиг.1, и показана в нижней части Фиг.1 в виде технологической схемы. Системы трубных колонн вариантов (70P Фиг.1 и 70N Фиг.2) осуществления могут быть образованы адаптированием обычных скважин Фиг.1 и Фиг.2 с добавлением элемента (21 Фиг.117-122) регулирования потока. Аналогичное Фиг.1 заканчивание (2, 40, 61, 10) обычно используют после удаления конфигурации Фиг.2 разработки (1) растворением для подземного хранения в стенах соляной каверны (1A).

В случае если состояние техники для вариантов применения, включающих в себя устройства, так как шиберы (123) боковых отверстий, струйные насосы (85), муфты гидроразрыва и газлифтные клапаны, может образовывать одновременно проходящие потоки текучей среды, варианты применения такой техники в скважинах различных типов являются ограниченными; и препятствуют стандартизации комплекта устройства и способов, применимых для создания вариантов применения серийного оборудования, желательных для строителей и операторов скважин.

Варианты осуществления настоящего изобретения можно комбинировать с обычными устройствами. Например, фонтанная арматура (10A Фиг.2), струйный насос (85) и концентрическая труба (2A или 3), подходящие для одновременного прохождения текучих смесей (38) и осуществления циркуляции воды с помощью насоса (116), являются применимыми для образования варианта (70M) осуществления Фиг.1 или варианта (70N) осуществления Фиг.2, вместе с добавлением варианта осуществления распределительного переводника (21) соединительной камеры в скважину.

В общем, для углеводородных, водных скважин и скважин хранения, показанных на Фиг.1 и 2, возникают потоки приблизительно одинаковой скорости, использующие колонны с одним каналом и/или оборудованием заканчивания приблизительно одинакового внутреннего диаметра, способствующие общим скоростям потока, проходящего через ближайший к осевой линии проход (25) колонны (2) насосно-компрессорных труб, регулируемый подземной задвижкой (74) в случае риска проявлений подземного давления, как показано на Фиг.1.

На Фиг.1, показана подземная задвижка (74) и пакер (40), элементы (61) регулирования потока, регулирующие смежные концентрические проходы (24, 54) с шибером (123) боковых отверстий или струйным насосом (85), регулирующим сообщение между проходами (24, 54) и башмаками (16) обсадной колонны. Мониторинг изолированных кольцевых пространств можно осуществлять измерительными приборами (13) кольцевых пространств, подтверждающими герметичность скважины, замерами в текучей смеси (38), входящей в или выходящей из насосно-компрессорной трубы на нижнем конце скважины и выходящей, позиция (34) или нагнетаемой, позиция (31) в фонтанную арматуру (10) на верхнем конце скважины. Концентрические проходы (54), в общем, не разработаны для непрерывного потока добываемых или нагнетаемых текучих сред, за исключением особых случаев, таких как использование шибера (123) боковых отверстий для смены текучих сред кольцевого пространства, подачи воды струйного насоса (85), или в случаях, описанных ниже и показанных на Фиг.40-41 и 46-47.

В обычном с применением струйного насоса изменении конфигурации скважины Фиг.1, используют кольцевое пространство между насосно-компрессорной трубой (2) и последней обсадной колонной (3) с цементированием для подачи воды для трубы (85) Вентури (именуется струйным насосом), установленной в насосно-компрессорной трубе. Когда используют обычный струйный насос, практическая ценность такого подхода может быть ограничена, поскольку вода, объединенная с потоком получаемой текучей смеси, (38) должна затем удаляться. Вместе с тем, показанные варианты (70M, 70P) осуществления дают отдельные скорости потока в отдельных вариантах применения потока, таких как в скоростной подъемной колонне выборочно регулируемой длины, и/или образуют множество отдельных потоков, например в вариантах применения струйного насоса и внутрискважинной переработки.

Варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя, варианты применения струйного насоса, образующего раздельные одновременно проходящие потоки текучей среды с изменяющейся скоростью для стимулирования добычи. Например, вариант (70M) осуществления системы трубных колонн, показанный в нижней части Фиг.1, выполнен с использованием последней обсадной колонны (3) с цементированием и фонтанной арматуры (10) Фиг.1, или фонтанной арматуры (10A) Фиг.2 и соответствующего оборудования (7) устья скважины, для включения в состав концентрической трубной колонны (2A) между насосно-компрессорной трубой (2) и последней обсадной колонны (3) с цементированием. При этом образуется путь циркуляции между концентрической трубной колонной (2A) или последней обсадной колонной (3) с цементированием и внутренней колонной (2), для образования закрытой системы с перекачкой насосом (116) с потоком высокой скорости и непрерывной циркуляцией, соединенным через трубу (85) Вентури, с насосно-компрессорной трубой (2). Часть добычи отбирается из насосно-компрессорной трубы (2) для создания вакуумного эффекта трубы Вентури для уменьшения гидростатического давления в первом потоке добываемой текучей смеси для дополнительного стимулирования ее добычи (34), при этом, второй поток воды, полученный с помощью насоса (116), подается в емкость системы циркуляции и сепарируется в ней. В циркуляционной емкости часть второго потока смеси добываемой текучей среды разделяется на поток (119) жидкости, которая отбирается между водным контактом (117) и контактом (118) жидкости. Кроме того, газовый поток (120) можно отбирать на верхнем конце циркуляционной емкости. Текучую среду циркуляции можно повторно использовать или заменять, жидкость циркуляции обычно является обработанной водой, другими смесями жидкостей, газов и/или твердых частиц при необходимости.

Традиционно, струйные насосы, в общем, используют в вариантах применения в коллекторах с заводнением или вытеснением водой с высокими показателями обводненности, при этом, сооружения подачи воды ограничивают их применение. Вместе с тем, варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя вакуумирования углеводородной части добычи с помощью устройств, таких как труба Вентури, так что последующее сепарирование текучих сред в циркуляционной емкости должно быть, в общем, небольшим, также как влияние ограничений от сооружений подачи воды.

Компоновка устройства Фиг.1 может также применяться для скважин подземного хранения, при этом, башмак (16) последней обсадной колонны (3) с цементированием может являться элементом регулирования потока для продуктов, хранящихся в стенах (1A) каверны. Вариант (70P) осуществления системы трубных колонн может быть выполнен добавлением переводника (21) соединительной камеры и соответствующей трубы (2, 2A), что может быть применимо для выборочного доступа и прохода раздельных, одновременных потоков текучей среды из гравитационно разделенных продуктов, таких как необработанная нефть и сжиженный природный газ (СПГ), плавающий над нефтью и рассолом в стенах соляной каверны (1A). Раздельные и одновременные потоки можно использовать для выборочного вытеснения гравитационно разделенных продуктов в каверне с помощью избирательной установки селектора канала в выбранном переводнике (21) с соединительной камеры совпадающего по глубине с выбранным отделенным гравитацией продуктом.

Как показано на Фиг.2, обычные конфигурации разработки растворением не могут выполнять функцию подземного манифольда по выборочному регулированию одновременно проходящих потоков текучей среды, поскольку ближайшая к осевой линии колонна (2) выщелачивания свободно подвешена в наружной колонне (2A) выщелачивания без радиального прохода переводника или возможности выборочного направления и/или перенаправления потоков. Одновременно проходящие потоки для показанной обычной конфигурации состоят из потоков нагнетания (31) воды и извлечения (34) рассола, при этом, нагнетание (31) или извлечение (34) может проходить через проход (25) ближайшей к осевой линии колонны (2) с противоположными ориентациями потока в концентрическом проходе (24), или наоборот. Буфер выщелачивания или покрытие из углеводородов или инертных газов, таких как азот или дизельное топливо, в общем, сообщается через первый кольцевой проход (55) для контроля растворения соли в направлении аксиально вверх.

В обычных вариантах применения одновременно проходящие потоки в пространстве подземной каверны, разрабатываемой раствором с использованием процесса растворения соли, ограничиваются нагнетанием (31) инертной к соли буферной текучей среды и воды с добычей (34) насыщенного солью рассола из и в ближайший к осевой линии проход (25) и концентрический проход (24, 54). Проход потока в ближайший к осевой линии проход (25) из концентрического прохода (24), и наоборот, невозможен без прохода вначале через первый кольцевой проход (55).

Состояние техники не обеспечивает сообщения между концентрическими проходами (24, 25) без входа вначале в первый кольцевой проход, и только глубину ближайшей к осевой линии колонны (2) можно регулировать с помощью буровой установки большой грузоподъемности, требуемой для снятия и перестановки обеих трубных колонн (2, 2A) для изменения глубины выхода воды и входа рассола. Наоборот, вариант (70N) осуществления системы трубных колонн с одним или несколькими распределительными переводниками (например, 21 Фиг.117-122), может являться применимым для выборочного регулирования одновременно проходящих потоков текучей среды между ближайшим к осевой линии и концентрическими проходами, с помощью установки сдвоенных пакеров и пробок для изоляции и отведения текучей среды через один или несколько радиальных проходов без резки или удаления трубных колонн с помощью буровой установки большой грузоподъемности.

После разработки растворением скважины оборудование (2, 40, 74 и 10 Фиг.1) заканчивания может быть установлено для образования скважины подземного хранения через последнюю обсадную колонну (3) с цементированием, после удаления устройства сдвоенных колонн (2 и 2A), использованного для увеличения пространства в стенах каверны (пунктирные линии 1A Фиг.1 и 2) с использованием процесса растворения соли. Данный процесс растворения соли включает в себя использование фонтанной арматуры (10A) выщелачивания для нагнетания (31) воды для получения (34), по существу, водного раствора соли, содержащего жидкую воду и твердую соль, растворенную в текучей смеси (38), для увеличения пространства в стенах (1A) каверны, образованной в отложениях (5) соли, располагающихся в подземных зонах. Вариант (70N) осуществления системы трубных колонн со свободно подвешенными трубными колоннами (2, 2A), соединенными с переводниками (21) соединительной камеры может применяться для исключения необходимости удаления наружной колонны выщелачивания для регулирования операций разработки растворением. Фонтанная арматура (10A) с соответствующим оборудованием (7) устья скважины, которое может нести концентрические трубные колонны (2, 2A), вместе с распределительным переводником (21) соединительной камеры, может применяться для доступа к продуктам с различной относительной плотностью, хранящимся в каверне, и естественно разделенным гравитацией, где система (70P Фиг.1) трубных колонн с эксплуатационным пакером (40 Фиг.1) и подземной задвижкой (74 Фиг.1) заменяет обычную конфигурацию или систему (70N) трубных колонн разработки растворением.

На Фиг.3 показан обычный тросовый подъемник (4A), который можно применять для выборочной установки элементов регулирования потока для изменения конфигурации устройства системы трубных колонн, или физического изменения конфигурации системы трубных колонн с использованием роторных тросовых инструментов. Роторные тросовые инструменты можно спускать, например, через фонтанную арматуру (10) и оборудование (7) устья скважины для установки в ближайшем к осевой линии проходе или соединительном устройстве ближайшего к осевой линии прохода системы трубных колонн. Кроме того, на Фиг.3 показаны закрывающиеся наземные задвижки (64), соединяющиеся с противовыбросовым превентором (9), и лубрикатор (8), который можно отделять для установки элементов регулирования потока в лубрикатор. Затем, задвижки можно открывать, когда проволока или трос (11), проходящий через находящуюся под давлением сальниковую коробку или головку тавотонагнетателя на верхнем конце лубрикатора обеспечивает герметизацию при спуске или подъеме (12) устройств регулирования потока лебедкой для установки в проходах через подземные пласты (52 Фиг.1-2).

Буровая установка (4) любого вида, представляющая собой, например, установку с гибкой насосно-компрессорной трубой или буровую установку, использующую непрерывные или составные обсадные трубы, является применимой для спуска элементов регулирования потока в систему трубных колонн. Во время строительства скважины, когда, например, трубная компоновка (49 Фиг.100-105) труб с управлением давлением функционирует, как система трубных колонн, устанавливаемая с проходом через противовыбросовый превентор буровой установки, это можно использовать для управления первым кольцевым проходом (55 Фиг.1-2) до соединения системы трубных колонн с оборудованием (7) устья скважины, для управления кольцевыми проходами (24, 24A Фиг.1-2), с помощью елки наземной задвижки (64), устанавливаемой позже для управления внутренними проходами и соединением с тросовой буровой установкой (4A). Смесь текучей среды, именуемая буровым раствором, может проходить через райзер буровой установки к устьевой воронке, куда циркулирующий буровой раствор возвращается после прохода через колонну и противовыбросовый превентор буровой установки. Отводное устройство буровой установки может выполнять, аналогично сальниковой коробке, функцию контроля текучей среды, если буровой раствор не может уравновешивать подземное давление. Аналогично тросовому подъемнику (4A), буровую установку (4) можно применять для установки системы трубных колонн или устройства регулирования потока с использованием буровой лебедки для подъема (12) троса (11), проходящего через кронблок вышки, для установки в проход, находящийся в подземных пластах (52). Систему трубных колонн можно использовать для выборочного управления текучей смесью бурового раствора, цемента и жидкостей гидроразрыва с проппантом и твердыми частицами или другими рабочими текучими смесями, которые одновременно проходят через ближайший к осевой линии проход и концентрический проход.

Варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают, по меньшей мере, один прямой переводник, проходящий через радиальный проход между ближайшим к осевой линии проходом (25) и одним из концентрических проходов (24, 24A, 54), с первым проходом через смежный концентрический проход (24, 24A, 54) или первый кольцевой проход (55) или без него, при этом, элемент регулирования потока выборочно воздействует на сообщение текучей средой через радиальный проход с использованием, например, фонтанной арматуры (10A) или манифольда стояка для воздействия на скорость текучей среды и соответствующее давление в одном или нескольких проходах (24, 25). Данное выборочное управление скоростями и соответствующими давлениями в проходах можно использовать, например, для строительства скважин и/или создания интенсификации добычи аналогично скоростной подъемной колонне или подземной обработке, для отделения углеводородного газа так, что такой газ можно использовать для газлифта в одном или нескольких остающихся проходов, по существу, жидкого потока на выбранных глубинах и с выбранными давлениями, таким образом, дополнительно увеличивая добычу.

На Фиг.4 показан график примера соотношений в известной скоростной подъемной колонне, дающий зависимость давления в потоке на забое от притока в графике методической функции для потока углеводородов. Забойное давление увеличивается вверх по вертикальной оси графика, и приток увеличивается вправо по горизонтальной оси графика. В течение жизненного цикла углеводородного коллектора функция (F1, F2, F3) давления, то есть, зависимости притока от забойного давления в потоке уменьшается от F1 до F3 с падением давления в коллекторе. Диаметр эксплуатационной колонны (2 Фиг.1) влияет на скорость и соответствующее фрикционное сопротивление и давление, определяя, где минимальный приток (P1, P4) без содействия имеет место, что можно сравнить с критическим притоком (P2, P3), соответствующим точке насыщения газа в углеводородной текучей смеси, описанным функциями F4 и F5.

Вначале конструирования скважины, экономически обоснованное решение по установке колонны (F5) большего диаметра и скоростной подъемной колонны (F4) меньшего диаметра должно быть принято с помощью сравнения начального притока (FR1) и конечного притока (FR3) колонны большего диаметра с более низким начальным притоком (F2) и более высоким притоком (F4) скоростной подъемной колонны, относительно снижения давления в коллекторе в результате истощения пласта и естественного притока.

Поскольку экономика замены эксплуатационной колонны (F5) большего диаметра эксплуатационной колонной (F4) меньшего диаметра для истощенных коллекторов часто неблагоприятна, более низкие потоки колонны (FR3) большего диаметра могут являться приемлемыми по сравнению более высокими потенциальными потоками (FR4) скоростной подъемной колонны.

Системы трубных колонн, применимые в объеме настоящего изобретения, могут давать средство следовать притокам от FR1 до FR2 с колонной большого диаметра, после которых следует геотехническое мероприятие на тросовом подъемнике (4A Фиг.3) для выборочной установки элементов регулирования потока для корректировки рабочего диаметра эксплуатационной колонны при притоке FR5 с помощью отведения всей добычи или ее части через один или несколько распределительных переводников. Через повторяющееся геотехническое мероприятие на тросовом подъемнике, можно следовать функции скоростной подъемной колонны между F5 и F4 для добычи углеводородов с более высоким дебитом без необходимости удаления эксплуатационной колонны.

На Фиг.5 показан пример функционального графика, разъясняющего зависимость давления углеводородной жидкости, газовой фазы от температуры. График показывает давление, увеличивающееся вверх по вертикальной оси и температуру, увеличивающуюся вправо по горизонтальной оси. График Фиг.5 включает в себя кривую 1 функции (F6) точек насыщения жидкой текучей смеси и кривую 2 функции (F7) точек насыщения газообразной текучей смеси (F7), пересекающие вертикальную линию постоянной температуры в точке C. Кривая 1 функции (F6) точек насыщения показывает, что за пределами области кривой точек насыщения над критической точкой существует полностью жидкая текучая смесь, и ниже критической точки за пределами области кривой точек насыщения, существует полностью газообразная текучая смесь. Вместе с тем, в кривой точек насыщения существует текучая смесь из жидкости и газа. Функции F8, F9 и F10 показывают текучие смеси с 25 процентами, 50 процентами и 75 процентами жидкости соответственно.

Во время эксплуатации, при уменьшении давления, действующего на коллектор от A1 до A2, с помощью открытия задвижки (64 Фиг.1) фонтанной арматуры (10 Фиг.1) на поверхности полностью жидкая подземная углеводородная текучая смесь переходит в текучую смесь жидкости и газа в точке A2. Если возможно поддержание температуры во время добычи через более холодный подземный пласт над коллектором, процент жидкости должен уменьшаться до 75% в точке B функции F10.

Когда углеводороды пропускают через сепаратор на поверхности, текучая смесь может разделяться, например, на 75% жидкости в точке S2 давления и температуры. Если падение температуры в результате эксплуатации, можно минимизировать к точке S1 более высокого давления, используя процесс подземного разделения с использованием тепла в подземных пластах, можно достичь более высокого притока для той же текучей смеси с 75% жидкости. На кривой 2 функции точек насыщения для текучей смеси, в которой больше газа, увеличение давления от S4 до S3 является более заметным, таким образом, результатом являются относительно более высокие притоки, когда подземное сепарирование текучей среды используют для поддержания температуры.

Как описано, поскольку полученный приток является не только функцией давления и температуры, но также истощения коллектора и диаметра эксплуатационной колонны, возможности для вариантов осуществления по более адресному управлению скоростями подачи, давлениями и температурами в системе трубных колонн реализуются для лучшего управления притоками в течение жизненного цикла скважин, и включают в себя лучшее регулирование тепловых факторов, влияющих на обеспечение бесперебойной подачи при выполнении подземной переработки текучей среды.

Кроме того, систему трубных колонн, применимую для создания подземного разделения, можно также применять для регулирования одновременно проходящих потоков текучей среды с помощью газлифта, по существу, жидкого потока с выборочно управляемым и, по существу, газообразным потоком, с использованием газлифтных клапанов между двумя потоками для дополнительного содействия добыче с использованием подземной переработки.

На Фиг.5A на примере известной техники показан график функции зависимости давления на месте контакта с углеводородным пластом от массового притока. На фигуре показано увеличение давления вверх по вертикальной оси и увеличение массового потока вправо на горизонтальной оси. Функция F11 представляет собой функцию точек насыщения, функция F12, проходящая от точки P5, представляет уменьшение давления, оказываемого на поверхность контакта в коллекторе при открытии фонтанной арматуры и подачи с потоком, измеренным массой проходящей смеси.

Функция F13 подачи представляет теоретический пример возможности стабильной подачи углеводорода при давлении и притоке точки P6, которая становится нестабильной при давлении и притоке точки P7. После этого, на фигуре показано, что стабильной подачи невозможно достичь до достижения давления и притока точки P8.

Как часто оказывается на практике, давление, производимое на место контакта с коллектором при открытии скважины, является критичным для стабильного потока добычи и одни притоки могут работать лучше, чем другие. Следовательно, практическая возможность выборочного изменения конфигурации потока в эксплуатационной колонне при добыче углеводородов в течение жизненного цикла скважины имеет ценность, поскольку скорости потока, давления и температуры изменяются с истощением коллектора.

Известные способы добычи, в общем, сфокусированы на комбинациях устройств для одного потока и относительно статичных конфигурациях для подземного разделения, игнорируя динамический характер подземного потока текучей смеси с изменяющимися скоростями, давлениями и температурами в течение жизненного цикла скважины, поскольку соображения безопасности и/или экономические факторы, в общем, исключают изменения в эксплуатационной колонне после ее установки.

Благодаря использованию набора комбинируемых компонентов состава, систему трубных колонн вариантов осуществления настоящего изобретения можно применять для выборочного управления потоками в течение жизненного цикла скважины с элементами регулирования потока, установленными между трубами концентрических колонн и/или через ближайший к осевой линии проход, с учетом теоретических функций добычи или нагнетания для, по существу, водных или, по существу, углеводородных скважин, таких как описанные выше и показанные на Фиг.4 и 5. Дополнительно, варианты осуществления, включающие в себя системы трубных колонн, применимые с устройствами регулирования потока, установленные между трубами концентрических колонн и/или через ближайший к осевой линии проход, создают специалистам в данной области техники возможность доступа через ближайший к осевой линии проход для установки и/или удаления дополнительных элементов регулирования потока, с помощью которых можно выборочно управлять реальной нелинейной функцией добычи, такой как описанная выше и показанная на Фиг.5A, в течение жизненного цикла скважины, без воздействий на безопасность или экономику, связанных с заменой эксплуатационной колонны.

На Фиг.6-7, 8-16, 17-20, 21 и 22-37 показаны система трубных колон и переводники, применимые для изменения эффективного диаметра и, таким образом, скорости для данного потока по длине системы трубных колонн.

Элементы системы трубных колонн, например, с переводниками (23) концентрической трубы Фиг.8-16 соединяются последовательно или параллельно над другими распределительными переводниками (23) Фиг.17-20 или под ними. Данное соединение можно использовать отдельно или в комбинации, например, с адаптированное соединительной камерой (43) Фиг.21, при этом, различные элементы (61) регулирования потока Фиг.22-37 могут соединяться с одним или несколькими приемными гнездами (45), и могут дополнительно объединяться с другими элементами комплекта системы трубных колонн в любой комбинации или устройстве со стыкующимися проходами для выборочного управления множеством одновременно проходящих потоков текучих смесей, по существу, углеводородных и/или, по существу, водных.

На Фиг.6 и 7 показано продольное сечение и технологическая схема, соответственно, варианта (70A) осуществления системы (70) трубных колонн, применимой в качестве скоростной подъемной колонны выборочно изменяемой длины. На Фигуре показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2) и наружная концентрическая трубная колонна (2A), соединенные с оборудованием (7) устья скважины и фонтанной арматурой (10). Ряд распределительных переводников (23, 23A, 23B Фиг.8-9, 23C Фиг.10, и 23Y Фиг.14) применяется для уменьшения эффективного диаметра с образованием скоростной подъемной колонны, как описано выше и показано на Фиг.4, с помощью отведения, по меньшей мере, части проходящего потока текучей смеси, которая проходит в позиции (32, 35) ближайшего к осевой линии прохода (25) или в позиции (33, 37) смежного концентрического прохода (24), для воздействия фрикционного эквивалента скоростного диаметра по длине потока с помощью выборочной установки элементов регулирования потока. Самый верхний распределительный переводник (23A) может исключать использование концентрического прохода (24), обеспечивая регулирование дебита задвижкой (74). На Фиг.7 показана задвижка (74), такая как предохранительная задвижка, работающая с линией (79) управления и фонтанной арматурой (10), для создания выборочного управления давлениями в скважине для регулируемой добычи из скважины.

Распределительный переводник (23A) скоростной подъемной колонны может быть образован распределительным переводником Фиг.8-9, в котором участок концентрического кольцевого прохода (24) постоянно блокирован для отведения текучей смеси всего потока (38) в ближайший к осевой линии проход (25). Альтернативно, эквивалентный распределительный переводник (23А) может быть образован с помощью перекрывания только дроссельных отверстий (59 Фиг.13) ниже приемного гнезда (45 Фиг.13) в распределительном переводнике (23C Фиг.13).

На Фиг.8 показан вид в плане с линией A-A, соответствующей показанному на Фиг.9 сечению варианта (23B) осуществления распределительного переводника (23), в котором весь поток ближайшего к осевой линии прохода (25) может отводиться через радиальный проход (75 Фиг.9) в концентрический проход (24), если блокирующее устройство установлено в приемное гнездо (45 Фиг.9). Вместе с тем, только часть потока концентрического прохода (24) может соединяться с ближайшим к осевой линии проходом, поскольку созданы сквозные проходы. Данные сквозные проходы постоянно блокированы в распределительном переводнике (23A) Фиг.6-7.

Элемент (23B) распределительного переводника данной конфигурации является применимым, в потенциально перевернутой ориентации, относительно показанной на Фиг.9, на нижнем конце пространства элемента разделения углеводородной текучей среды для обеспечения перемещения более тяжелых текучих сред в проход с уменьшенным фрикционным сопротивлением и увеличенным эффективным диаметром, при этом более легкие и более газообразные потоки текучей среды легче сжимаются и перемещаются через проход с более высоким трением, при этом, образуется два отдельных потока одновременно проходящей текучей смеси с различными скоростями.

На Фиг.9 в продольном сечении по линии A-A показан распределительный переводник (23B) Фиг.8. На фигуре показаны участки концентрического прохода (24), блокированные стенкой (75A, показано на Фиг.8 и 9) радиального прохода (75), сообщения текучей средой между ближайшим к осевой линии проходом (25) и концентрическим проходом (24), то есть между ближайшей к осевой линии колонной (2) и смежной концентрической трубной колонной (2A) с концами (90) соединяющимися с другими трубами системы трубных колонн. Переводник может быть сориентирован, как показано, или повернут, при этом радиальный проход наклоняется вниз и внутрь вместо наклона вверх и внутрь.

Текучие смеси могут нагнетаться (31) или добываться (34) через любой проход (24, 25) в зависимости от присоединенного элемента регулирования потока. Если, например, сдвоенный пакер (22 Фиг.93A) соединен с приемным гнездом (45) для блокирования дроссельных отверстий (59) радиального прохода (75), однонаправленные или аксиально противоположные ориентации потока между потоками прохода могут применяться для эксплуатации скважины. Если штуцер управляет дроссельными отверстиями (59) радиального прохода (75) для соединения только части потока (32, 33) через любой из проходов (24, 25), то другие различные устройства подачи, включающие в себя, например, устройства разделения и/или газлифта, можно выборочно осуществлять благодаря установке множества распределительных переводников (23B) с последующей выборочной установкой сдвоенных пакеров и штуцеров для образования конфигурации потока текучей смеси.

Распределительный переводник (23B) является аналогичным распределительному переводнику (23) с дроссельным отверстием на нижнем конце переводника (21) соединительной камеры Фиг.117 и 119-122, при этом, стенка (75A) радиального прохода лучше подходит для более высоких эрозионных скоростей.

На Фиг.10 и 12 показаны виды в плане с линиями B-B и C-C соответствующих сечений, показанных на Фиг.11 и 13, соответственно, варианта (23C) осуществления распределительного переводника (23). На Фигурах показана линия (B-B) сечения, проходящего через концентрический проход (24) и другая линия (C-C) сечения, проходящая через стенку (75A) радиального прохода (75), расположенную между внутренней концентрической обсадной трубой (2) и наружной концентрической обсадной трубой (2A).

На Фиг.11 и 13, показаны продольные сечения по линиям B-B и C-C Фиг.10 и 12, соответственно, распределительного переводника (23C). На фигурах показан вариант осуществления, где два потока могут разделяться, перекрещиваться или соединяться в зависимости от элемента регулирования потока, соединенного с приемным гнездом (45). Нагнетание (31) или извлечение (34) текучей смеси может проходить либо через ближайший к осевой линии проход (25) или через смежный концентрический проход (24) между трубами (2, 2A) с концами (90), соединяющимися с другими трубами системы трубных колонн, при этом, потоки выше и/или ниже приемного гнезда (45) могут перекрещиваться, проходя через радиальный проход (75). Различные варианты организации потока с использованием различных элементов регулирования потока, соединенных в данном распределительном переводнике (23C), показаны на Фиг.22-29.

Являющееся примером устройство соединенного элемента регулирования потока включает в себя использование сдвоенного пакера для блокирования дроссельных отверстий (59) выше или ниже приемного гнезда (45) для блокирования концентрического прохода (24) ниже или выше приемного гнезда (45), соответственно, при этом, противоположный концентрический проход (24) соединяется с ближайшим к осевой линии проходом (25). Другие примеры устройств соединенных элементов регулирования потока включают в себя блокирование дроссельных отверстий (59), как выше, так и ниже приемного гнезда (45), со сдвоенным пакером для блокирования концентрического прохода (24), при этом, обеспечивается проход потока в ближайшем к осевой линии проходе (25) через канал сдвоенного пакера, или с помощью установки блокирующего элемента регулирования потока, соединенного с приемным гнездом (45) в ближайшем к осевой линии проходе, для перекрещивания потоков между ближайшим к осевой линии проходом (25) и концентрическим проходом (24), как описано ниже и показано на Фиг.22-25.

Распределительный переводник (23C), Фиг.10-13, дополняет переводник (21) соединительной камеры, Фиг.117 и 119-122, создавая возможность для блокирования всего потока или отведения части потока, который может сообщаться через концентрический проход (24). Переводник (21 Фиг.117 и 119-122) соединительной камеры может только выполнять отведение в концентрический проход. Последовательное соединение данных двух распределительных переводников (21 и 23C) дает возможность выборочного блокирования, как ближайшего к осевой линии прохода (25), так и концентрического прохода (24) или отведения одного к другому.

Распределительный переводник (23C) Фиг.10-13 также дополняет распределительный переводник (23Y) Фиг.14-16, соединенный аксиально выше или аксиально ниже показанного распределительного переводника (23C), создавая возможность для блокирования всего потока или отведения части потока, сообщающегося через концентрический проход (24) с ближайшим к осевой линии проходом (25). Распределительный переводник (23Y Фиг.14-16) может применяться для блокирования всего потока или отведения части потока, сообщающегося через концентрический проход (24) с другим концентрическим проходом (24A) и/или ближайшим к осевой линии проходом (25). Последовательное соединение данных двух распределительных переводников (23C и 23Y) с дополнительным трубной колонной (2B), установленной около позиции 23C, дает возможность выборочного блокирования или отведения множества концентрических проходов (24, 24A Фиг.14).

На Фиг.14 и 15 в изометрии с увеличением, с линией D выделения детали и в линии D выделения детали, соответственно, с показом пунктирными линиями показаны невидимых поверхностей на Фиг.15, показаны распределительный переводника (23) или вариант (23Y) осуществления с устройством (58) прохода шлама, который может соответствовать Фиг.16. В вариантах осуществления на фигурах показан переводник, аналогичный показанному на Фиг.11-13, пунктирной линией представлена дополнительная концентрическая труба (2B или 51) или проход через подземные пласты (52), с дополнительным проходом (24A) концентрической трубы, если дополнительная труба (2B или 51) присутствует, или с первым кольцевым проходом (55) если дополнительной трубы (2B, 51), представленной пунктирными линиями, нет.

Дроссельные отверстия (59) радиального прохода (75) могут располагаться в ближайшем к осевой линии проходе (25, 53), образованном внутренней трубной колонной (2, 50). Элементы могут располагаться аналогично распределительному переводнику (23C) Фиг.10-13, за исключением того, что дополнительная стенка (82) может устанавливаться в пределах каждой второй стенки (75A) радиального прохода (75), с соответствующим дроссельным отверстием (59A) концентрической трубы (2A). Каждый второй радиальный проход может создавать сообщение текучей средой между концентрическим проходом (24, 54) или дополнительным концентрическим проходом (24A, 55) и ближайшим к осевой линии проходом (25, 53). Устройство радиальных проходов (75) между проходами (24, 24A, 25, 53, 54, 55) и ближайшим к осевой линии проходом (25, 53) является аналогичным распределительным переводникам (21) соединительной камеры Фиг.117 и 119-122 или устройству (58) прохода шлама, в том, что радиальный проход (75) проходит через смежный концентрический проход (24, 54) для соединения ближайшего к осевой линии прохода (25, 53) напрямую с не смежным концентрическим проходом (24A, 55).

На Фиг.16 показан изометрический вид, соответствующий распределительному переводнику (23Y) Фиг.11-15. На Фигуре показано устройство без наружных концентрических колонн (2A, 2B Фиг.15) для демонстрации устройства радиальных проходов, где каждый второй проход создает сообщение между ближайшим к осевой линии проходом (25, 53) и смежным проходом (24, 54 Фиг.14-15). Оставшиеся радиальные проходы (75) могут отводиться дополнительной стенкой (82) в дроссельное отверстие (59A Фиг.14-15) в смежной наружной стенке (2A Фиг.14-15), для образования прямого прохода между ближайшим к осевой линии проходом (25, 53) и первым кольцевым проходом (55 Фиг.14-15) или дополнительным концентрическим проходом (24A, 54 Фиг.14-15) с наружной стенкой приемного гнезда (45) выступающей в концентрический проход (24, 54 Фиг.14-15), но не блокирующей его.

На Фиг.17, 18 и 19: показаны план, вид сбоку и изометрический вид, соответственно, связанные с Фиг.75, пунктирные линии показывают невидимые поверхности варианта (23D) осуществления распределительного переводника (23). Распределительный переводник может применяться с адаптированной соединительной камерой Фиг.20 и 21. На фигурах показаны соединительные устройства (26) ближайшего к осевой линии прохода, соединяющиеся между, например, трубами (39 Фиг.20-21) выходных каналов и трубами, продолжающими ближайший к осевой линии проход (25 Фиг.20-21) каждой трубы выхода канала. Фигуры включают в себя два радиальных прохода (75), между левым соединительным устройством (26) ближайшего к осевой линии прохода, которые могут создавать сообщение текучей средой с двумя дроссельными отверстиями (59) распределительным переводником (23D), соединяющимися с дроссельными отверстиями (59B Фиг.20) концентрического прохода (24 Фиг.20), расположенными между внутренней концентрической обсадной трубой (2 Фиг.20) и наружной концентрической обсадной трубой (2A Фиг.20). Пример аналогичного устройства показан на Фиг.82.

Сдвоенные пакеры можно устанавливать поперек одного или обоих радиальных проходов (75) для предотвращения радиального потока. Альтернативно, пробку можно устанавливать в соединительное устройство (26) левого ближайшего к осевой линии прохода для подачи потока в радиальный проход. Дроссельные отверстия (59) могут соединяться одним концентрическим проходом (24 или 24A Фиг.15 и 20) или с разными концентрическими проходами (24 и 24A Фиг.15 и 20) для обеспечения одновременного прохода потока в позиции (32, 35) ближайшего к осевой линии прохода (26 и 25 Фиг.19-21) или в позиции (33, 37) концентрического прохода (24, 24A Фиг.15 и 20) для нагнетания или добычи либо через ближайшие к осевой линии проходы или через концентрические проходы.

На Фиг.20 и 21 показаны план и изометрические виды адаптированной соединительной камеры (43), применимой для образования распределительного переводника (23) при объединении, например, с распределительным переводником (23D) Фиг.17-19. На Фигурах показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2) в наружной концентрической колонне (2А), образующая стенку (41) камеры и дополнительную одну трубу (78) основного канала с дроссельными отверстиями (59B) в дне (42) соединительной камеры, для сообщения текучей средой концентрического прохода (24). Другие концентрические трубы (2B показано пунктирной линией) и другие дроссельные отверстия (59C) можно добавлять для создания сообщения текучей средой с одним или несколькими дроссельными отверстиями (например, 59 Фиг.17-19) или концентрической трубной колонной (например, 2, 2A и 2B Фиг.14 и 15) распределительного переводника (23).

На Фиг.22 и 24 показаны планы с линиями B-B и C-C сечений Фиг.23 и 25, соответственно, варианта (70J) осуществления системы (70) трубных колонн. На Фигурах показана системы (70) трубных колонн варианта (70J) осуществления с распределительным переводником (23C Фиг.10-13 или 23Y Фиг.14-16) и элементом (61) регулирования потока, показана, как пример, блокирующая пробка (25A), установленная в приемное гнездо (45 Фиг.23 и 25). На Фигурах показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2 Фиг.23 и 25) и наружная концентрическая трубная колонна (2A Фиг.23 и 25), образующие концентрический проход (24), из которого может выполняться отведение стенками (75A) радиального прохода в дроссельные отверстия в ближайший к осевой линии проход(25 Фиг.23 и 25).

На Фиг.23 и 25 показаны продольные сечения по линиям B-B и C-C Фиг.22 и 24, соответственно. На фигурах показана система (70J) трубных колонн с блокированием или пробкой (25A), элементом (61) регулирования потока, соединенным с приемным гнездом (45) с помощью соединительных устройств (89) шпинделей, установленных в распределительный переводник (23C) Фиг.22 и 24. Концы (90) системы (70J) трубных колонн соединяются с другими элементами системы трубных колонн. Пробку (25A) можно устанавливать через ближайший к осевой линии проход (25) с помощью тросового подъемника (4A Фиг.3) на тросе (11 Фиг.3) и соединять с соединительным устройством (68) для спуска (12 Фиг.3) в проход через подземные пласты (52 Фиг.1 и 2) или подъема из них. После установки или удаления пробки (25A), тросовое соединение с соединительным устройством (68) можно отсоединять.

Ближайший к осевой линии проход (25) внутренней концентрической трубной колонны (2) можно блокировать пробкой (25A), обеспечивая перевод нагнетания (31) или добычи (34) из ближайшего к осевой линии прохода (25) в позицию (33), концентрического прохода (24) или из смежного концентрического прохода в позицию (32) ближайшего к осевой линии прохода через радиальные проходы (75).

Перекрещивание потоков между ближайшим к осевой линии проходом и концентрическим проходом можно применять, например, для образования предпочтительного варианта (23F) осуществления задвижки распределительного переводника Фиг.42 и 44-45. В данном варианте осуществления подземную задвижку (74 Фиг.42 и 44-45) можно устанавливать на одном из концов распределительного переводника (23C) с пробкой (25A), установленной для обеспечения выборочного регулирования каждого потока подземными задвижками, с созданием, при этом, доступа через ближайший к осевой линии проход (25), когда пробка удалена. Подземной задвижкой можно управлять независимо, в вариантах применения, если требуется отдельное выборочное управление, или управлять ими вместе, если, например, подземная задвижка является подземной предохранительной задвижкой с гарантированным закрытием в аварийной ситуации.

Альтернативно, переводник потоков с элементом (61) регулирования потока представляющим собой, например, штуцер или управляемый давлением клапан или клапан одностороннего действия, установленный в приемное гнездо (45) вместо пробки (25A), может создавать пространство в проходах для изменения скорости потоков и соответствующих давлений на различных подземных глубинах. Температуру пласта можно учитывать при выборочном изменении конфигурации пространства подземной переработки, например, для отделения текучих сред и/или газлифта по существу, жидкого потока, обеспечивая вход части переведенного газового потока под элемент регулирования потока, по существу, в жидкий переведенный поток, без необходимости использования обычных боковых газлифтных оправок и газлифтных клапанов, доступ к которым на практике, является часто более трудным, чем к клапану, установленному в приемное гнездо с профилем ниппеля, поперек элемента ближайшего к осевой линии прохода.

Альтернативно, если система (70J) трубных колонн, адаптированная с переводником (23Y) Фиг.14-16 используется вместо распределительного переводника (23C), показанного на Фиг.22-25, поток можно выборочно направлять в позицию (35) ближайшего к осевой линии прохода (25) из не смежного концентрического прохода (24A или 55 Фиг.14 и 16), или выборочно направлять в позицию (37) не смежного концентрического прохода (24A или 55 Фиг.14 и 16) через ближайший к осевой линии проход (25).

На Фиг.26-39 показаны устройства для выполнения роторных операций, применимые с другими роторными тросовыми устройствами и способами в трубах системы (70 и 76 Фиг.50) трубных колонн в течение жизненного цикла подземной скважины. Фигуры включают в себя соединяющуюся с тросом (11 Фиг.3), устройство (61) регулирования потока в виде скважинной компоновки (69) двигателя и/или насоса, с возможностью установки, подвески и извлечения на тросе, подъемника (4A Фиг.3). Фигуры дополнительно включают в себя электродвигатель (111) или гидравлический двигатель, использующий, например турбины, крыльчатки или роторы и статоры, с впусками и выпусками (59) текучей среды, связанными с радиальным проходом (75), расположенным в распределительном переводнике (23), для направления первого потока текучей смеси для воздействия на гидравлический двигатель, который может работать благодаря перепаду давления или текучих сред скоростному напору расширяющихся или сжатых газов для перекачки второго потока текучей смеси.

Поскольку энергия в любой системе сохраняется, не создается и не исчезает, использование системы трубных колонн для выборочной установки устройства регулирования потока в отдельные потоки изменяющейся скорости, возможно для обеспечения технического персонала средством контроля распределения энергии от первого, потока текучей смеси до второго потока одновременного прохождения, для лучшего распределения энергии в системе при эксплуатации.

На Фиг.26 и 28 показаны планы с линиями B-B и C-C сечений Фиг.27 и 29, соответственно, и показан вариант (70K) осуществления системы (70) трубных колонн с распределительным переводником (23C Фиг.10-13, 23Y Фиг.14-16) и концентрическими трубными колоннами (2, 2A) вокруг варианта (69 A) осуществления элемента (61 Фиг.27 и 29) регулирования потока с гидравлическим двигателем и насосом (69 Фиг.27 и 29) текучей среды. На фигурах показано устройство, применимое для перекачки текучей среды через проход с использованием скоростного напора и давления проходящих текучих сред или расширения газа первого потока для перекачивания второго потока.

На Фиг.27 и 29 показаны продольные сечения по линиям B-B и C-C Фиг.26 и 28, соответственно. На фигурах показано устройство системы (70K) трубных колонн с элементом (61) регулирования потока с двигателем и насосом (69A) текучей среды, соединенным с приемным гнездом (45) соединением (89) с переводником (23C или 23Y). На Фигуре показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2) и наружная концентрическая трубная колонна (2A), образующие концентрический проход (24) и ближайший к осевой линии проход (25), применимые для установки и эксплуатации элемента (61) регулирования потока с использованием соединения (68) и тросового подъемника (4A Фиг.3). Концы (90) системы трубных колонн могут соединяться с другими элементами системы (70) трубных колонн для подачи потока первой одновременно подаваемой текучей смеси, которую можно использовать для работы гидравлического двигателя для перекачки второй, одновременно подаваемой текучей смеси изменяющейся скорости.

Внутренние компоненты гидравлического двигателя и насоса (69) текучей среды являются аналогичными показанным на Фиг.36-37, где вал соединяет два вращаемых текучей средой устройства (112), например, турбину или крыльчатку, которые могут быть выполнены с возможностью приведения в действие текучей средой и перекачки текучей среды двух отдельных одновременно проходящих потоков текучих смесей. Например, текучая среда, нагнетаемая позицией (31) в позиции (32 и 35) ближайшего к осевой линии прохода (25), через радиальный проход (75) из концентрического прохода (24 и 24A Фиг.14-15, соответственно) ниже переводника (23C, 23 Y), может приводить в действие вращающуюся турбину (112), соединенную валом с другой турбиной (112), которая может применяться для перекачки добываемой позиции(34) текучей среды в позицию (32 и 35) ближайшего к осевой линии прохода (25) через радиальный проход (75) из концентрического прохода (24 и 24A Фиг.14-15, соответственно) выше переводника (23C, 23Y). В качестве альтернативного примера, текучая среда, получаемая позицией (34) через проходы благодаря естественному расширению и/или подземному давлению хранящегося сжатого газа или насыщенной газом текучей среды, в позиции (33, 37) концентрического прохода (24A, 24), проходящих через радиальный проход (75) из ближайшего к осевой линии прохода (25) ниже переводника (23C, 23 Y), может приводить во вращение турбину (112). Вращающаяся турбина (112) может вращать вал, соединенный с другой турбиной (112) и может применяться для перекачки, например, по существу, жидкой полученной позиции (34) текучей среды в результате подземного разделения или, например, по существу, водной текучей смеси, нагнетаемой позицией (31) в ближайшую зону прохода через подземный пласт. По существу, водную текучую среду можно использовать для разработки растворением или утилизации между ближайшим к осевой линии проходом (25) и концентрическим проходом (24, 24A) через радиальный проход (75).

На Фиг.30 показан вид в плане с линией F-F сечения Фиг.31 и линией G выделения детали, соответственно, Фиг.35. На фигуре показан вариант (70G) осуществления системы трубных колонн с вариантом (69B) осуществления элемента (61 Фиг.35) регулирования потока с двигателем и насосом (69 Фиг.31) текучей среды, установленными в варианте (23E Фиг.31) осуществления распределительного переводника (23).

На Фиг.31 и 34 показаны продольное сечение и изометрический вид, соответственно, по линии F-F Фиг.30. Линии H и I выделения деталей на Фиг.31 относятся к деталям на Фиг.32 и 33, соответственно, и линия разрыва на Фиг.31 соответствует разрыву на Фиг.34. На Фиг.34 показано продольное сечение участка концентрических труб, удаленных из системы (70G) трубных колонн, потенциально проходящей к соединению с оборудованием устья скважины и/или фонтанной арматурой на верхних концах (90), как показано на Фиг.31. На Фиг.31 и 34 показан двигатель и насос (69B) текучей среды, устанавливаемый с помощью тросового соединительного устройства (68) и соединенный в приемном гнезде (45 Фиг.32) переводника (23E) соединительным устройством (89 Фиг.32). Нижние концы (90) внутренней концентрической трубной колонны (2) и наружной концентрической трубной колонны (2A) показаны соединяющимися с другими трубами в проходе через подземные пласты (52 Фиг.42 и 44) для вертикального разделения подземных близких зон. Данное разделение подземных зон может быть выполнено с использованием, например, переводника (21 Фиг.117 и 119-122) соединительной камеры и/или поперечно разделенных зон с использованием, например, доступа распределительного переводника (23T Фиг.83-87) соединительной камеры через трубы (39 Фиг.83-87) выходного канала. Данное разделение можно использовать, когда по различным причинам необходимо поддерживать одновременную подачу потоков текучей среды в одном проходе, выше и ниже распределительного переводника (23E).

В варианте (23E) осуществления распределительного переводника текучие среды смеси жидкостей, газов и/или твердых частиц могут нагнетаться, позиция (31) или добываться, позиция (34) через проходы (24, 25), при этом, создается сообщение текучей средой через радиальные проходы(75) и дроссельные отверстия (59), из прохода (24, 25) для приведения в действие любого вращающегося устройства (112), и возврата потока в нисходящий ближайший к осевой линии и концентрический проход. Вращающиеся устройства (112) показаны, например, как гидравлический двигатель и насос (69B) текучей среды.

На Фиг.32 показан с увеличением участок соединения (45 и 89) приемного гнезда двигателя и насоса (69B) текучей среды, в пределах линии H детали Фиг.31. На фигуре показан проход нагнетания, позиция (31) и извлечения, позиция (34) через радиальный проход (75). Элементы (61) регулирования потока с уплотнением (66)созданы для удержания давления одного потока текучей смеси от соединения с другим.

На Фиг.33 показан с увеличением вид распределительного переводника (23E). На фигуре показан ближайший к осевой линии проход, блокирующий вращающийся, участок элемента соединения вала двигателя и насоса (69B) текучей среды в линии I выделения детали Фиг.31. Фигура включает в себя роторное соединительное устройство (72), соединенное в приемном гнезде (45A), то есть блокирующее (25A) ближайший к осевой линии проход (25), с которым соединен вал (113 Фиг.37) турбины (112), при этом, нагнетаемая смесь (31) или извлекаемая смесь (34) текучей среды, проходящая в ближайшем к осевой линии проходе, действует на турбину (112) и вращает ее, или перекачивается турбиной, если смесь текучей среды, проходящая через соответствующую турбину на другом конце вала осуществляет привод компоновки. Элементы (66 Фиг.32) уплотнения регулируют поток, в ближайшем к осевой линии проходе, текучей смеси, проходящей позиции (31, 34), выше и ниже пробки (25A) и входящей в дроссельные отверстия (59) для прохождения в радиальные проходы (75) справа и слева для воздействия на турбины (112 Фиг.31) на противоположных концах вала, в ближайшем к осевой линии проходе (25).

Другая систем (70G Фиг.30) трубных колонн соединяются с концами (90), при этом, множество концентрических труб (2, 2A) или одна труба (2) могут применяться с проходом концентрической трубы или первым кольцевым проходом, соответственно, ниже распределительного переводника (23E).

На Фиг.35 показан вид с увеличением участка устройства (69B) двигателя и насоса текучей среды системы (70G) трубных колонн в линии G выделения детали Фиг.30. Пунктирные линии, показывающие невидимые поверхности, показывают внутреннюю концентрическую колонну (2) и наружную концентрическую колонну (2A), между которыми чередующиеся верхние и нижние дроссельные отверстия (59) распределительного переводника (23E) элемента (61) регулирования потока, ведущие в радиальные проходы (75), создают подачу нагнетания (31) и/или получения (34) через распределительный переводник (23E). Поток через распределительный переводник можно использовать для работы элемента (61) регулирования потока, показанного на фигуре, например, являющегося гидравлическим двигателем и насосом (69B) текучей среды, приводимым в действие одновременно проходящими потоками текучей среды с различными скоростями и/или соответствующими давлениями.

На Фиг.36 и 37 показаны план и продольное сечение с линией сечения J-J и сечение по линии J-J, соответственно устройства (61) регулирования потока. Устройство регулирования потока, содержащее вариант (69B) осуществления двигателя и насоса (69) текучей среды, показано, как вращающееся под действием текучей среды устройство (112), соединенное валом с устройством (112), которое можно применять для перекачки текучей среды, для примера в виде гидравлической турбины, выполненной для работы в качестве ведущего и ведомого устройства на концах вала (113) в кожухе (114) при прохождении текучей среды. Фигуры включают в себя соединительные устройства (89), соединяющиеся с соответствующими приемными гнездами (45 Фиг.32), для закрепления устройства (61) регулирования потока. Кроме того, блокирующее устройство (25A) и/или герметизирующее устройство (66) могут применяться для управления текучей средой, проходящей в ближайшем к осевой линии проходе и концентрическом проходе и в радиальных проходах и между ними.

Любая форма компонентов соединения или компонентов, приводимых в действие текучей средой, например роторное соединительное устройство (72) с уплотнениями (66) или подшипники, поверхности качения, скользящие компоненты соединения или механические элементы, такие как планетарные зубчатые устройства для работы верхней и нижней турбины или крыльчатки с отличающимися скоростями вращения, применимые в подземной среде для работы гидравлического двигателя или насоса, могут применяться в настоящем изобретении. Устройство может выборочно устанавливаться в приемное гнездо (45 Фиг.32, 45A Фиг.33) системы трубных колонн с использованием тросового соединительного устройства (68) и тросового подъемника (4A Фиг.3) или трубного соединительного устройства и буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой или обычной буровой установки. Альтернативно, устройство может выборочно устанавливаться между трубами колонны обсадных труб с помощью таких устройств, как буровая лебедка, во время обычной установки. Другие альтернативы рабочего компонента, например, можно образовывать, когда создается сообщение текучей средой ближайшего к осевой линии прохода через вал с различными другими потоками, которые могут сообщаться через различные другие концентрические проходы и/или первые кольцевые проходы, применимые для работы гидравлического двигателя и насоса.

На Фиг.38 и 39 показаны продольные сечения устройств альтернативного двигателя и насоса (69) для отличающихся вариантов (69C, 69D) осуществления, соответственно. На фигурах показаны: устройство (69C) ротора (109) и статора (108), которое может работать при нагнетании (31) или добыче (34), и является применимым для вращения насоса текучей среды, содержащего, например, турбонасос или винтовой насос с ротором (109) и статором (108), как показано на Фиг.38. На Фиг.39 показано устройство (69D) с электродвигателем (111), которое может применяться с электрическим кабелем (110A) и фиксированными или с уплотнением (66) соединениями (110) подключения без прекращения работы, для приведения в действие любого насоса скважинной текучей среды для добычи (34) или нагнетания текучей среды, если ориентация перевернута. Текучую среду в каждое из устройств можно подавать с помощью распределительного переводника через радиальный проход системы трубных колонн.

Как показано на Фиг.6-39 и описано ниже и показано на Фиг.69-75 и 83-87, предпочтительные варианты осуществления распределительного переводника (23) настоящего изобретения создают системы и способы, комбинируемые в любую конфигурацию или ориентацию для выборочного управления отдельно проходящими потоками текучей среды нагнетания (31) и/или добычи (34) текучих смесей (38) из жидкостей, газов и/или твердых частиц. Данное выборочное управление можно получать при изменяющихся скоростях и соответствующих давлениях, выборочно создавая сообщение через радиальные проходы (75) и дроссельные отверстия (59), либо напрямую (32) или не напрямую (35) в ближайший к осевой линии проход (25, 26) другого концентрического прохода (24, 24A, 24B, 25, 26, 54, 55), и/или напрямую, позиция (33) или не напрямую, позиция (37) в концентрический проход (24, 24A, 24B, 55) из ближайших к осевой линии проходов (25, 26) или других концентрических проходов (24, 24A, 24B, 55) с выборочно установленными элементами (61 Фиг.1-123) регулирования потока и/или вариантами (69A, 69B, 69C, 69D) осуществления элемента регулирования потока. Элементы регулирования потока могут соединяться между трубами внутренней концентрической трубной колонны (2) и/или наружной концентрической трубной колонны (2A), или спускаться, устанавливаться и/или извлекаться через ближайшие к осевой линии проходы (25, 26) и соединяться с приемным гнездом (45, 45A). Варианты осуществления объединенной системы (70, 76) трубных колонн могут применяться для эксплуатации одной или нескольких по существу, углеводородных и/или, по существу, водных скважин из одного основного ствола и оборудования устья скважины.

На Фиг.40 и 41 показаны схемы продольного сечения известной техники подземной эксплуатации и утилизации сточной воды в варианте применения одновременных потоков и способа разделения углеводородных текучих сред на поверхности, соответственно, что вместе со скважинами, описанными выше и показанными на Фиг.1-2 и Фиг.46-47 отображает возможности совершенствования, комбинирования и/или замены предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.40 показана фонтанная арматура (10), соединенная с оборудованием (7) устья скважины с задвижкой (81) кольцевого пространства, регулирующей нагнетание (31) через кольцевой проход, между промежуточной обсадной колонной (15) и последней обсадной колонной (3) с цементированием в трещину (18) ниже башмака (16) обсадной колонны, который предотвращает проход потока вверх в кольцевом пространстве снаружи промежуточной обсадной колонны. На фигурах показано, что давление может распространяться (28) до точки (30) распространения трещины, обеспечивая утилизацию текучих сред отходов в подземный пласт. Трещины (18) могут получать возможность закрытия при остановке нагнетания (31). Твердые частицы отходов могут действовать в качестве проппанта, аналогично с одноступенчатой обработкой гидроразрывом для интенсификации притока сланцевого газа на нижнем конце эксплуатационной колонны (2) насосно-компрессорных труб, где проппант (в общем, подобранные по крупности частицы песка) нагнетается для удержания трещин открытыми. Данное открытие трещин может поддерживать, например, сообщение текучей средой по всем трещинам (18) для добычи (34) газа из относительно непроницаемых сланцевых пластов, в ином случае неспособных давать значительную добычу. Приток (34) добычи, регулируемый подземной задвижкой (74), может проходить одновременно с нагнетанием (31) отходов в верхнюю трещину (18). Альтернативно, нагнетание (31) в выделенную обычную скважину утилизации отходов можно проводить через фонтанную арматуру (10) с регулированием наземной задвижкой (64) и насосно-компрессорной трубой (2) до точки (30) распространения нижней трещины (18), по существу, для водонагнетательных скважин.

На Фиг.41 показан находящийся над уровнем (121) земной поверхности углеводородный сепаратор (115), принимающий жидкую смесь (38) из жидкостей, газов и/или твердых частиц, полученную (34) из колонны (2) насосно-компрессорных труб, регулируемой подземной задвижкой (74), управляемой по линии (79) управления. Пространство уменьшенного давления в сепараторе (115) обеспечивает перекачку насосом (116) более тяжелого по относительной плотности, по существу, водного потока текучей среды на переработку для утилизации. Более легкий по относительной плотности, по существу, жидкий углеводород показан плавающим, позиция (117) на воде, проходящим в промежуточном, по существу, жидкой текучей среды потоком (119) углеводородов, с ранее сжатыми, по существу, более легкими по относительной плотности газами, расширяющимися и выходящими над уровнем (118) текучей среды, для получения в самом верхнем, по существу, газообразном потоке (120) текучей среды.

На Фиг.1-2, 6-7, 42-45, 48-52, 66-68 показаны схемы продольного сечения систем (70, 76) трубных колонн, при этом устройства системы (70) трубных колонн одной скважины являются применимыми, индивидуально или в комбинации, ниже пересечения скважин (51A Фиг.51). Комбинированные системы трубных колонн можно использовать для образования системы (76) трубных колонн множества скважин, которые можно применять для подземной переработки и/или создания множества потоков текучей среды, при этом, комбинируемые элементы являются применимыми для замены одной или нескольких обычных скважин и/или дополнения или замены обычных устройств переработки, например, таких, как описанные выше и ниже, и показанные на Фиг.1-2, 40-41 и 46-47.

Для образования серийного комплекта системы трубных колонн, применимого, по существу, к углеводородным и/или, по существу, к водным скважинам и системам переработки, элементы, содержащие, например, обычные элементы (61) регулирования потока, которые могут быть пригодны к работе с другим комплектом, могут применяться для стимулирования, измерения и/или выборочного регулирования жидких смесей из жидкости, газа и/или твердых частиц, для одной или нескольких, по существу, углеводородных скважин, по существу, водных скважин или их комбинаций, таких как комбинированные скважины разработки растворением и хранения. Примеры таких элементов регулирования потока включают в себя: наземные насосы (116), наземные задвижки (64, 81), фонтанную арматуру (10, 10A) и оборудование (7) устья скважины, которые могут соединяться с верхним концом системы (70, 76) трубных колонн, и которые являются применимыми для управления одним потоком (31, 34) текучей смеси с множеством скоростей и/или множеством потоков (31, 34) текучей смеси с изменяющимися скоростями потока. Кроме того, подземные задвижки (63, 74, 84) можно использовать для регулирования потока жидких смесей в проходах (24, 24A, 25, 26, 55). Дополнительные элементы регулирования потока включают в себя скважинные измерительные приборы, переключатели скорости, механизмы активирования давления, устройства передачи акустических сигналов или пульсациями текучей сигналов в текучей среде, линии (79) управления и/или другие средства выборочного измерения, активирования и/или управления, включающие в себя устройства с проходом в одном направлении, наземные или подземные штуцеры (77), трубу (85) Вентури, струйные насосы (85), пробки (25A), башмаки (16) обсадной колонны, пакеры (40), технологическое оборудование гидроразрыва и/или, двигатели и насосы (69) с электрическим или гидравлическим приводом.

На Фиг.42 и 43 показаны схемы продольного сечения и управления технологическим процессом, соответственно, вариантов (70B, 70L,) осуществления системы (70) трубных колонн с подземным сепарированием потоков, элементом (61) регулирования потока с двигателем и насосом (69) текучей среды, которые можно использовать для перекачки разделенных жидкостей. На фигуре показан элемент (61) регулирования потока варианта (23F) осуществления распределительного переводника с устройством подземной задвижки. Фигуры включают в себя жидкую смесь (38), получаемую, позиция (34) через проходы, разделенную на множество потоков одновременной подачи текучей смеси, регулируемых индивидуально с помощью множества задвижек (74). Например, подземная предохранительная задвижка (74) гарантированного срабатывания при аварии Фиг.91, управляемая по линии управления (79), соединенной последовательно или независимо с каждой задвижкой и, при этом, например, устройство может быть образовано соединением задвижек с верхним и нижним концами (90) распределительного переводника (23C или 23Y) Фиг.22-25.

Обратный клапан (84), установленный на нижнем конце скважины, регулирует поток в одну сторону текучей смеси (38) в трубную колонну (2, 2A) на нижнем конце системы (70B, 70L) трубных колонн, который может быть получен, на позиции (34) в различные устройства пространств прохода, образованных концентрической трубной колонной (2, 2A, 2B Фиг.14-16, 20 и 43, 2C Фиг.43, 54 и 58), первым кольцевым проходом (55 Фиг.1) и/или стенами (1A Фиг.1) соляной каверны. Поверхность (118) раздела между жидкостями и/или водная поверхность (117 Фиг.43) раздела могут получаться в результате приложения давления, или сброса давления в пространстве прохода элементом (61) регулирования потока, таким как фонтанная арматура (10A), и, по существу, газообразный естественно расширяющийся поток (120) можно извлекать, на позиции (34) через обсадную трубу (2, 2A) для стимулирования подачи, по существу, жидкого потока (119). Альтернативно, подачу, по существу, жидкого потока (119) можно производить с помощью следующего: естественным подземным давлением, двигателем и насосом (69) текучей среды, насосом (116) на поверхности, электрическим погружным насосом и/или другими элементами регулирования потока через проход трубной колонны (2, 2A, 2B) или концентрический проход, который может образовываться между трубными колоннами и/или проход через подземные пласты.

Показанные систему (70L) трубных колонн одной скважины, или множества аналогичных скважин, ответвляющихся, например, от трубной системы (70F Фиг.100-105), можно устанавливать с компоновкой (49) управления давлением с концентрическими внутренней трубной колонной (50) и наружной трубной колонной (51), и переводной инструмент (58) прохода потока шлама может применяться, например, для создания труб с диаметром больше, в общем, практически применяемого при строительстве скважин для подземного разделения. После соединения с оборудованием устья скважины и/или фонтанной арматурой, устройством управления давлением становится система (70, 76) трубных колонн с концентрическими трубными колоннами (2, 2A, 2B, 2C) и распределительными переводниками (21, 23) для выполнения функций нагнетания или добычи, применимая для придания конфигурации одной или нескольким скважинам для разделения потоков (70L) текучей смеси в вариантах применения для индивидуальных скважин или соединений скважин (51A Фиг.50-52), аналогичная системе (76L) трубных колонн по Фиг.123.

Системы (70L, 76L) трубных колонн Фиг.43 и 123, соответственно, являются применимыми для разделения текучей смеси на множество потоков одновременной подачи текучей смеси из одной скважины, из одной или нескольких вертикально и/или поперечно разделенных подземных зон или из каверн, где большие подходящие отложения солей являются применимыми для разработки растворением пространства разделения, которое может применяться для скважин или транспортного трубопровода. Более крупные пространства разделения можно образовывать с помощью трубных колонн с управлением давлением настоящего изобретателя или можно образовывать различными другими способами, такими как использование подземного разделения для разработки растворением стен (1A) каверны с помощью полученной воды или, как описано в способах настоящего изобретателя, или с использованием неограниченных имеющихся водных источников, таких как океан. В случаях, где получают сточную воду или такая вода имеется, настоящее изобретение может применяться для выполнения одновременной добычи, разработки растворением, подземного хранения и/или разделения множества потоков текучей смеси, входящих в или выходящих из подземного пространства или зоны, доступ к которой создан системой трубных колонн.

На Фиг.44 и 45 показаны схемы продольного сечения и управления технологическим процессом, соответственно, варианта (70C) осуществления подземной системы (70) трубных колонн, с выбираемыми внутренними распределительными переводниками (23) скоростной подъемной колонны, переводниками (21) соединительной камеры для распространения трещины и элементами (61) регулирования потока с двигателем и насосом (69) текучей среды. На фигурах показаны внутренняя концентрическая трубная колонна (2) и наружная концентрическая трубная колонна (2A), проходящие вниз от оборудования (7) устья скважины и фонтанной арматуры (10A). Во время строительства скважины распределительный переводник (21) соединительной камеры можно применять для подачи(28A) проппанта для удержания открытыми трещин (18A), например, в скважинах добычи сланцевого газа или утилизации отходов, через перфорированный хвостовик (19) с цементированием (20) в стволе (17) пласта и соединенный через верхний пакер хвостовика с последней обсадной колонной (3) с цементированием, в которой система (70C) трубных колон соединяется с пакером (40). Позже, в течение жизненного цикла скважины распределительные переводники (23A) можно применять для изменения конфигурации и образования скоростной подъемной колонны для ускорения темпа добычи и предотвращения обводнения, снижающего, например соответствующую добычу углеводородов.

Устройство также можно применять для создания доступа к первому кольцевому проходу (55) через систему (70C Фиг.44-45) трубных колонн, например, для обеспечения нагнетания для утилизации отходов, при этом, распределительный переводник (23), смежный с трещиной (18) в пласте на небольшой глубине может быть выполнен из различных устройств распределительных переводников, например устройства (21) соединительной камеры и распределительного переводника (23C и 23Y Фиг.22-25). Пробка (25A Фиг.22-25) может применяться для перевода сообщения текучей средой проходов (24, 25) с переводником (21)соединительной камеры, применимого для доступа к первому кольцевому проходу (55) из внутреннего прохода (25), при этом, добыча из распределительного переводника (23A) скоростной подъемной колонны проходит через концентрический проход (24) и аксиально вверх, а сточная вода ниже водной поверхности (117) раздела, при разделении добычи(115) на поверхности, может перекачиваться насосом (116) и нагнетаться (31) через фонтанную арматуру (10A) и распределительный переводник (21) соединительной камеры аксиально вниз для приведения в действие гидравлического двигателя и насоса (69), подающих добычу аксиально вверх.

Для систем (70B, 70L, 70C) трубных колонн Фиг.43-45 описываются различные возможные устройства для подземного разделения и последующей утилизации отходов. Например, по существу, жидкий поток (119) можно дополнительно перерабатывать и перекачивать насосом (116) для утилизации в кольцевое пространство, показанное пунктирной линией на Фиг.42. Затем поток (119) можно перекачивать через клапан (81) кольцевого пространства в кольцевом пространстве между промежуточной обсадной колонной (15) и последней обсадной колонной (3) с цементированием, что можно регулировать с помощью башмака (16) обсадной колонны для противодействия проходу текучей среды в наружное кольцевое пространство, и нагнетать, на позиции (31) через фонтанную арматуру (10A), как показано на Фиг.44. Сточную воду можно утилизировать, создавая сообщение (28) давления с точкой (30) распространения гидроразрыва в подземном пласте. Как показано на фигурах, извлеченные подземные текучие среды под давлением, такие как сжатый газ, добываемое вещество под высоким давлением или жидкая смесь (31 Фиг.44) нагнетаемых отходов, могут применяться для приведения в действие гидравлических двигателей и насосов (69) текучей среды.

Устройство системы (70L) трубных колонн Фиг.43 может применяться с переводником (21) соединительной камеры для выборочного сообщения с подземной поверхностью (118) раздела углеводородов, отделенной от подземной поверхности (117) раздела воды. Один или несколько погружных насосов (69), например, с электроприводом, приводом расширением сжатого газа в процессе разделения, или нагнетаемыми текучими среды (31 Фиг.44), можно применять для содействия выборочному удалению жидкого углеводорода или воды из слоев между различными поверхностями раздела. Если двигатели и насосы являются нежелательными, поток газа можно просто перекрыть для обеспечения роста давления в скважине для осуществления перетока текучих сред через один или несколько элементов прохода.

Система (70C) трубных колонн Фиг.44 и 45 может применяться с распределительным переводником (21) соединительной камеры для выборочного создания сообщения текучей средой развития трещины и подачи проппанта во время строительства скважины. После чего, распределительный переводник соединительной камеры можно использовать для выборочной добычи из нужных подземных зон или ограничения водопритока с помощью, например, расширения газа из залежи сланцевого газа, применимого для привода гидравлических двигателей и насосов (69) текучей среды для нагнетания жидких отходов в показанный менее глубокий пласт. На Фиг.44 показан распределительный переводник (23F) с клапаном, который может быть адаптирован для использования соединительной камеры и дополнительным распределительным переводником (23) для выборочного регулирования потоков жидких смесей в системе трубных колонн.

На Фиг.46 и 47 показаны схемы продольного сечения и управления технологическим процессом, соответственно, известного газлифтного устройства. На фигурах показано оборудование (7) устья скважины, из которого жидкую смесь (38) можно получать, на позиции (34) через насосно-компрессорную трубу (2) и фонтанную арматуру (10), при этом, по существу, поток (119) жидкой текучей среды может подниматься через ближайший к осевой линии концентрический проход (25) с использованием, по существу, потока (120) газообразной текучей среды. Подъем происходит благодаря нагнетанию потока газа с поверхности через задвижку (81) кольцевого пространства в концентрический проход (24), образованный между насосно-компрессорной трубой (2) и обсадной колонной (3) с цементированием (20) в стволе (17)скважины в пластах. Нагнетание идет через проход через подземные пласты (52) к газлифтному клапану (84), устанавливаемому в ближайшем к осевой линии проходе (25) для создания текучей смеси жидкости и газа, таким образом, увеличивается скорость потока текучей среды и уменьшается давление на месте контакта с пластом, производимое на эксплуатируемый пласт для увеличения добычи (34) выше уровня, возможного с использованием нормальных давлений эксплуатации. Подземная предохранительная задвижка (74) с гарантией срабатывания при аварии может управляться по линии (79) управления, фонтанной арматурой (10), газлифтными клапанами (84) одностороннего действия и клапаном (81) кольцевого пространства для применения для выборочного поддержания подземных давлений в скважине и для интенсификации ее добычи (34) при условии переработки на поверхности и/или наличия газа для подъема при эксплуатации.

Обычные газлифтные устройства широко распространены, но требуют подачи с поверхности подходящего для нагнетания газа что, вместе с соответствующими сооружениями на поверхности, создает значительные экономические и логистические трудности для удаленной разработки и/или при повышенных экологических требованиях. Для многих разработок углеводородов, настоящее изобретение является применимым для выборочного регулирования и повторного нагнетания подземного сепарированного газа на площадках, подходящих для извлечения, при этом, подачи с поверхности нагнетаемого газа и соответствующих сооружений на поверхности не требуется.

На Фиг.48 и 49 показаны схемы продольного сечения и управления технологическим процессом, соответственно, варианта (70D) осуществления подземной системы (70) трубных колонн, применимого для разделения текучей смеси жидкости и сжатого газа, по существу, на жидкий и, по существу, газообразный потоки текучей среды. Разделенные потоки могут применяться для выборочного повторного нагнетания и газлифта по существу, жидкого потока, особенно там, где переработка на поверхности и нагнетание газа являются экономически неоправданными и/или непрактичными. Например, использование вариантов осуществления, показанные на Фиг.48 и 49 может быть экономически оправданным в удаленных подводных разработках и малорентабельных разработках, где отсутствует инфраструктура.

Жидкую смесь (38) можно получать (34) через трубу (2), соединенную пакером (40) с проходом через подземные пласты (52), содержащуюся в эксплуатационной обсадной колонне (3) с цементированием (20) в стволе (17) скважины в пластах и обсадной колонне (14) направления. Жидкая смесь (38) может достигать активируемого давлением клапана (63), регулирующего радиальный проход распределительного переводника варианта (23W) осуществления, применимого с распределительным переводником вариантом (23H) осуществления с клапаном одностороннего прохода и трубой (85) Вентури, для вакуумирования жидкости из пространства сепарирования газлифта. Давление в концентрическом проходе (24) можно выборочно регулировать штуцерной задвижкой (77), установленной на фонтанной арматуре (10A), на отделенном по существу, газовом потоке (120) текучей среды, которая может полностью или частично отводиться через газлифтный клапан (84) распределительного переводника варианта (23G) осуществления для содействия, по существу, подъему жидкого потока (119) текучей среды, отобранной из концентрического прохода (24) ниже уровня (118) жидкости и через распределительный переводник (24H) трубы (85) Вентури.

Для сохранения герметичности скважины при выходе из строя фонтанной арматуры (10A), подземная задвижка (74), управляется по линии (79) управления, и распределительный переводник (23W) активируемого давлением клапана (63) сдерживает поступление подземной текучей смеси (38) под давлением, при этом, аналогично обычной газлифтной скважине, только ограниченное оборудование в кольцевом пространстве является не герметизируемым. Добавление кольцевого предохранительного клапана или дополнительного регулируемого задвижкой распределительного переводника (23F) применимого для управления как ближайшего к осевой линии, так и концентрического проходов, может применяться для удержания давления в пространстве, если требуется.

На Фиг.50, 51 и 52 показаны схемы видов сбоку различных вариантов (76A, 76B, 76C) осуществления множества скважин с системой (76) труб колонн, применимой, по существу, в углеводородных и, по существу, водных скважинах, таких как скважины эксплуатационные/нагнетания сточных текучих сред, заводнения и разработки растворением/хранения, соответственно, с использованием пересечения (51A) скважин с множеством скважин, проходящих вниз от одного основного ствола (6) и оборудования (7) устья скважины. Множество скважин могут давать доступ к породам (103) для подземного нагнетания, относительно горизонтальным коллекторам (94) или складчатым коллекторам (95), и залежам соли (5), расположенным между подземными пластами (106).

Устройства системы (76A, 76B) трубных колонн углеводородных или геотермальных скважин, применимые для утилизации воды или сточной воды и заводнения, могут нагнетать воду в породу (103) или коллектор (104) относительно горизонтального прохождения воды, с добычей из складчатого (94), с нарушениями, трещиноватого и/или с вытеснением водой коллектора с использованием одной или нескольких из множества скважины для утилизации сточной воды и/или для увеличения в коллекторе давления для добычи углеводородов или пара из геотермального коллектора.

Устройства системы (76C) трубных колонн могут применяться для разработки растворением и выборочного доступа к углеводородным продуктам гравитационного разделения в пространстве в стенах (1A) каверны залежи (5) соли с герметизацией на своем верхнем конце последней обсадной колонной (3) с цементированием и башмаком (16) обсадной колонны. В разработке растворением пространства каверны можно использовать морскую, сточную или добываемую воду различных других вариантов осуществления. По существу, углеводородные текучие смеси из жидкостей, газов и/или твердых частиц из скважин или трубопроводов можно сепарировать, хранить и/или выборочно осуществлять доступ к ним в пространстве каверны с использованием распределительных переводников, выборочно подающих различные текучие смеси из слоев между уровней (105) гравитационного разделения по относительной плотности текучих сред, с использованием, например, распределительных переводников (21) соединительной камеры. По существу, водные текучие среды, опускающиеся на нижний уровень (104), являются применимыми для одновременного вытеснения в хранилище, увеличения давления в каверне и/или разработки пространства растворением.

Показанные на Фиг.53-58 способы и устройства Фиг.53 и 57 являются адаптируемыми с распределительным переводником (23J) Фиг.54-56 для образования системы (76K) трубных колонн Фиг.59, для заканчивания подводной скважины Фиг.53.

На Фиг.53 показано продольное сечение подводного оборудования (7) устья скважины, установленного над морским дном (122), которое может применяться с системами (70A, 70B, 70C) трубных колонн Фиг.50-52 и адаптированным распределительным переводником соединительной камеры Фиг.58. На фигуре показаны подводные соединительные устройства (107), оборудование (7) устья скважины и один основной ствол (6), установленный в породе пласта (106) и который содержит соединительную камеру (43), соединенную с оборудованием устья скважины, с выходными каналами, проходящими к нижнему концу скважины. Концы (90) труб (39) выходных каналов могут соединяться с множеством скважин.

На Фиг.54 показан план над видом сбоку, с пунктирными линиями, показывающими невидимые поверхности варианта (23J) осуществления распределительного переводника (23). На фигуре показаны соединительные устройства (26) ближайшего к осевой линии прохода, применимые для соединения ближайшего к осевой линии прохода выше и ниже распределительного переводника с радиальными проходами (75), для создания сообщения текучей средой с дроссельными отверстиями (59), которые могут соединяться с концентрическим проходом. Как показано на фигуре, приемные гнезда (45) можно использовать для выборочного регулирования ближайшего к осевой линии прохода и/или радиального прохода с помощью элемента регулирования потока, например, сдвоенного пакера (22 Фиг.93A) или пробки (25A Фиг.93), установленной через ближайший к осевой линии проход и соединенной с приемным гнездом. Множество концентрических труб (2A, 2B, 2C Фиг.54 и 58) могут применяться для образования множества проходов концентрических труб для соединения с одним или несколькими дроссельными отверстиями (59), из радиального прохода (75).

На Фиг.55 и 56 показан изометрический вид с линией K и с увеличением вид детали, выделенной линией K, соответственно, на последнем показано на вырезе сечение переводника (23J) Фиг.54. На фигурах показаны дроссельные отверстия (59) радиального прохода (75) и приемные гнезда (45), которые могут применяться для выборочного соединения элементов регулирования потока для регулирования потока потоков текучей смеси.

На Фиг.54-56 показаны концентрические проходы (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55) которые могут образовываться между концентрическими трубными колоннами (2, 2A, 2B, 2C, 50, 51) и проходом через подземный пласт (52 Фиг.53), и каждое дроссельное отверстие может быть выполнено с возможностью индивидуального доступа к различному концентрическому проходу (24, 24A, 24B). Потоки могут проходить позициями (32, 35) в ближайший к осевой линии проход, напрямую, позицией (32) из первого концентрического прохода или, не напрямую, позицией (35), из первого концентрического прохода через другой вторичный концентрический проход. Альтернативно, потоки могут проходить позициями (33, 37) в концентрический проход через дроссельное отверстие (59), либо напрямую позицией (33) или не напрямую позицией (37) из первого концентрического прохода или из первого концентрического прохода через вторичный концентрический проход. Это обеспечивается любой конфигурацией или ориентацией потока между проходами с множеством распределительных переводников (23J), которые могут соединяться последовательно с ориентацией радиального прохода с возможностью изменения, например, реверсированием или переворотом одного из распределительных переводников. Дроссельные отверстия (59) могут соединяться для образования сообщения текучей средой между проходами, и дроссельные отверстия могут соединяться с множеством концентрических проходов (25, 24, 24A, 24B, 55), в ближайшей к осевой линии трубе (2) и между ней и множеством концентрических трубных колонн (2A, 2B, 2C) и проходом через подземный пласт (52).

На Фиг.57 и 58, показаны изометрические виды манифольда (43A) соединительной камеры и вариантом (76K) осуществления системы трубных колонн, соответственно. Манифольд (43A) соединительной камеры содержит стенку (41) камеры с соединенными (44) трубами (39) выходного канала, которые могут регулироваться клапанами (74), и имеют комплекты (66) уплотнений, которые могут соединяться с другой соединительной камерой (43 Фиг.54). Соединительная камера, показанная на Фиг.57 и 58 включает в себя установочную плиту (67) и паз (65) шагового перемещения. Манифольд (43 A) соединительной камеры может адаптироваться с множеством концентрических колонн (2, 2A, 2B, 2C) и переводником (23K) Фиг.58 для замены устройства задвижки (74) Фиг.57. Система (76K) трубных колонн, показанная на Фиг.58 и образованная адаптированием, может применяться для выборочного регулирования множества потоков одновременной подачи текучей среды при установке, например, в подводной скважине Фиг.53.

На Фиг.59-65, показано адаптирование другого манифольда соединительной камеры, в котором использовано множество комплектующих системы трубных колонн настоящего изобретения. Манифольд (43A) соединительной камеры Фиг.59-60 является адаптируемым для образования распределительного переводника (23L) варианта осуществления Фиг.61-65, который можно использовать в комбинации с вариантом осуществления распределительного переводника (23Х) для образования варианта (76J) осуществления системы трубных колонн, который может применяться для выполнения одинаковой функции с концентрическими трубными колоннами (2, 2A) Фиг.61-65 вместо параллельных труб 78 (также показано на Фиг.58) и труб 71 Фиг.59-60. Концентрические трубы могут применяться для улучшения интенсивности подачи в проходе через подземные пласты для добычи и нагнетания одновременно проходящих потоков текучей смеси с различными скоростями, при этом фонтанную арматуру с двумя проходными отверстиями, необходимую для манифольда (43A) соединительной камеры Фиг.59-60, можно заменить фонтанной арматурой с одним каналом для системы (76J) трубных колонн Фиг.61-65, для упрощения установки элементов регулирования потока в ближайшем к осевой линии проходе, например, исключая необходимость многократного монтажа тросовой линии (4A Фиг.3) подъемника, что требуется для фонтанной арматуры с двумя проходными отверстиями.

Соединительная камера может содержать дно (42) камеры с приемным гнездом (например, 45A показано на Фиг.33, если выходящее канал проходит аксиально вниз или 45C Фиг.65) для соединения удлинителя (48 Фиг.95-96) селектора (47 Фиг.95-96) канала, которое можно использовать для завершения направляющей поверхности (87) текучей среды и устройства в соединительной камере. Стенки (41) камеры могут соединяться позицией (44) с трубами (39) выходных каналов и дополнительно соединяться с соединительными устройствами верхнего конца ближайшего к осевой линии прохода распределительного переводника (23X) с приемным гнездом (45) для соединения элементов (25A, 61) регулирования потока и радиального прохода (75) для сообщения текучей средой между проходами. Как показано на Фигурах, концы (90) компоновок могут соединяться с трубами (2, 2A, 71, 78) одного основного ствола на верхнем конце и множеством обсадных труб скважины на нижних концах.

На Фиг.59 и 60 показаны план и изометрический вид, соответственно, распределительного переводника (43A) соединительной камеры, применимого для потоков одновременного нагнетания и добычи. Как показано на Фигурах, первая труба (71) основного ствола и вторая труба (78) основного ствола параллельны и имеют доступ к разделенным участкам камеры с задвижками (74) ниже, регулирующими трубы выходных каналов соединяющиеся с наборами (66) уплотнений с другими соединительными камерами (43 Фиг.54). Соединительной камеры настоящего изобретателя, показанные на Фиг.59 и 60, обеспечивают, например, одновременную добычу из двух скважин и нагнетание в одну скважину, аналогично системе (76B) трубных колонн Фиг.51.

На Фиг.61 и 62 на плане и видах сбоку, соответственно, с пунктирными линиями, показывающими невидимые поверхности, показаны система (76J) трубных колонн и манифольд (43А) соединительной камеры с распределительным переводником варианта (23X) осуществления для адаптирования соединительной камеры (43). На фигурах показаны внутренняя концентрическая трубная колонна (2) и наружная концентрическая трубная колонна (2A), которые эквивалентны по функциям с первой трубой (71) основного ствола и второй трубой (78) основного ствола, соответственно, при этом, одновременно жидкая смесь проходит в позициях (32, 35) в один из трех ближайших к осевой линии проходов (25, 26), либо напрямую, позиция (32) или не напрямую, позиция (35) из прохода (2B, 2C Фиг.54 и 58) концентрической трубы, или в позиции (33, 37), в концентрический проход (24) через дроссельное отверстие (59), либо напрямую, позиция (33) или не напрямую, позиция (37), и затем через концентрические проходы (24, 24A, 24B, 55), когда присутствуют дополнительные концентрические трубы (2B, 2C Фиг.54 и 59) на верхнем конце (90A).

Удлинитель (48 Фиг.95-96) селектора (47 Фиг.95-96) канала может соединяться с приемным гнездом (83) дна соединительной камеры, при этом, направляющая поверхность (87) завершается поперек одного ближайшего к осевой линии прохода (25), блокируя другие ближайшие к осевой линии проходы, например, для установки пробки (25A Фиг.66) для отведения потока в позиции (33, 37) в концентрический проход (24) или в позиции (32, 35) в нижний левый ближайший к осевой линии проход (25).

На Фиг.63 показан изометрический вид колонны (76K) и распределительного переводника (23X) Фиг.61. На Фиг.63 показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2, 71) и наружная концентрическая трубная колонна (2A, 78), пунктирными линиями показано применяемая, если необходимо, концевая площадка (90A) дополнительной концентрической трубы (2B) и соответствующее, применяемое, если необходимо, дроссельное отверстие (59A), которое может применяться с другими распределительными переводниками (23Y Фиг.14-16, например), которые соединяются с верхним концом (90). Соединение может создавать сообщение текучей средой между нижним левым ближайшим к осевой линии проходом (25 Фиг.61) для смены элементов прохода, с использованием переводников настоящего изобретения.

На Фиг.64 и 65 показаны план и продольное сечение по линии L-L, соответственно, системы (76K) трубных колонн и распределительного переводника (23X) Фиг.61. Фигуры включают в себя элемент (61) регулирования потока, который показан, для примера, как пробка (25A), установленная через ближайший к осевой линии проход внутренней концентрической трубной колонны (2) с использованием селектора канала. Как показано на фигурах, наружная концентрическая трубная колонна (2A) установлена сообщающейся текучей средой через манифольд (43А) соединительной камеры и радиальный проход (75) распределительного переводника (23X). Альтернативно, сдвоенный пакер (22 Фиг.93A) может соединяться с одним или несколькими из приемных гнезд (45) для перекрывания радиального прохода и выборочного соединения сообщения текучей средой между всеми тремя ближайшими к осевой линии проходами (25), труб (39) выходных каналов соединительной камеры (43). Различные комбинации нагнетания (31) и добычи (34) между проходами (25) могут применяться для выборочного регулирования одновременно проходящих потоков текучей смеси.

На Фиг.66, 67 и 68 показаны схемы видов сбоку различных вариантов (76D, 76E и 70E соответственно) осуществления задвижек (74) регулирования потока и систем (70, 76) трубных колонн. На фигурах показаны элементы (61) регулирования потока задвижек выше, ниже, и между соединительными камерами (43) и распределительными переводниками (23) для выборочного регулирования ближайшего к осевой линии прохода (25) потока, проходящего через сдвоенный пакер (22) и концентрический проход (24), между внутренней концентрической трубной колонной (2) и наружной концентрической трубной колонной (2A), который показан блокированным от ближайшего к осевой линии прохода и с отведением через радиальный проход распределительного переводника блокирующей пробкой (25A). Фиг.66 включает в себя распределительный переводник (23F) с задвижкой, который может быть адаптирован соединительной камерой и, дополнительно, распределительным переводником (23) с пробкой (25A) и сдвоенным пакером (22) для образования системы трубных колонн варианта (76D) осуществления по Фиг.66. Фиг.67 включает в себя соединительную камеру (43) и распределительный переводник (23), с пробкой (25A) и сдвоенным пакером (22), установленные выше выборочно регулируемых клапанных элементов (61) регулирования потока, соединенных между трубами каждой колонны выходного канала. Для образования системы трубных колонн варианта (76E) осуществления Фиг.67A Фиг.68 включает в себя вариант осуществления распределительного переводника (23M) с концентрическими трубными колоннами (2, 2A) на верхнем и нижнем концах, с промежуточно выборочно управляемыми клапанными элементами (61) регулирования потока, соединенными с трубами (39) выходных каналов, для образования системы трубных колонн варианта (70E) осуществления Фиг.68.

Системы (70E, 76D, 76E) трубных колонн с выборочно управляемыми и/или с гарантией срабатывания при аварии задвижками являются применимыми, например, в углеводородных или геотермальных скважинах, где нештатный выпуск огнеопасного или перегретого вещества добычи является неприемлемым, если другое наземное герметизирующее оборудование выходит из строя.

На Фиг.69-74, показаны варианты (23N, 23P) осуществления распределительных переводников с возможностью комбинирования по типу строительных блоков в интегральной конструкции, или как элементов с промежуточными трубами и проходами для образования нового варианта осуществления распределительного переводника (23Q). Новый вариант (23Q) осуществления включает в себя увеличенное число выполняемых изменений конфигураций выборочного управления, больше, чем у любого из переводников, и дополнительно демонстрирует, что различные комбинации элементов могут образовывать новые варианты осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.69 и 70 показаны план, вид сбоку и изометрический вид, соответственно, варианта осуществления распределительного переводника (23P), пунктирными линиями показаны невидимые поверхности. На фигуре показаны направления (32) потоков, проходящих через радиальный проход (75) между соединительными устройствами (26) ближайшего к осевой линии прохода. Блокирование дроссельных отверстий (59), например, сдвоенным пакером может предотвращать прохождение потока через радиальный проход, или установка, например, блокирующей пробки, может отводить поток через радиальный проход.

На Фиг.71 и 72 показаны план, вид сбоку и изометрический вид, соответственно, варианта осуществления распределительного переводника (23N), пунктирными линиями показаны невидимые поверхности, показаны направления (32, 33) потоков, проходящих через радиальный проход (75) между соединительными устройствами (26) ближайшего к осевой линии прохода и дроссельными отверстиями (59), которые соединяются с концентрическим проходом. Проходы могут блокироваться при перекрывании сдвоенным пакером, и работать с отведением, когда блокирующий элемент выборочно установлен. Промежуточное устройство отведения потока, использующее различные элементы регулирования потока, например, фиксированные или регулируемые штуцеры и активируемые давлением клапаны, может применяться для выборочного управления участками потока, проходящего через проходы.

На Фиг.73 и 74 показаны план, вид сбоку и изометрический вид, соответственно, варианта осуществления распределительного переводника (23Q). Вариант (23Q) осуществления образован комбинированием других распределительных переводников (23P, 23N Фиг.69-72), вырезы и пунктирные линии показывают невидимые поверхности. На фигурах показаны выборочно конфигурируемые потоки, проходящие напрямую, позиция (32) в ближайший к осевой линии проход или не напрямую, позиция (35) через верхний правый промежуточно соединенный ближайший к осевой линии проход (26) или, альтернативно, напрямую, позиция (33) в концентрический проход или не напрямую, позиция (37) через промежуточный соединенный проход соединительного устройства (26) нижнего ближайшего к осевой линии прохода. Дроссельные отверстия (59) показаны с возможностью соединения с одним или несколькими концентрическими проходами, между двумя или более трубами, при этом, элементы регулирования потока выборочно устанавливаются и/или конфигурируются поперек дроссельных отверстий радиальных проходов или других проходов для выборочного воздействия на потоки текучей среды, проходящие через переводник (23Q).

На Фиг.75 показан изометрический вид распределительного переводника Фиг.17-19, который может применяться с адаптированной соединительной камерой (43) Фиг.76-80 и дроссельными отверстиями (59) радиального прохода (75), соединенными с соединяющей трубой (93) Фиг.81, для образования системы (76F) трубных колонн Фиг.82.

На Фиг.76 показан план варианта осуществления адаптированной соединительной камеры (43), пунктирными линиями показаны невидимые поверхности. На фигуре показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2), сообщающаяся с ближайшими к осевой линии проходами (25) труб (39) выходных каналов и наружной концентрической трубной колонной (2A) для образования концентрического прохода (24) с дроссельными отверстиями (59), соединяющимися с соединительной трубой (93 Фиг.81), для образования системы (76F) трубных колонн Фиг.82.

На Фиг.77 и 79 показаны планы с линиями М-М и N-N над продольными сечениями по линиям М-М и N-N, соответственно. Варианты осуществления, показанные на фигурах, соответствуют распределительному переводнику Фиг.76, линия P выделения детали Фиг.77 соответствует детали Р на Фиг.78. Линии разрыва, представляющие удаленные участки, показывают адаптирование соединительной камеры (43), применимое с элементами регулирования потока Фиг.75 и 81 для образования распределительного переводника (23R) Фиг.82.

На Фиг.78 и 80 показаны с увеличением вид участка адаптированной соединительной камеры (43) в пределах линии Р выделения детали Фиг.77 и изометрический вид, соответственно. На фигурах показаны элементы внутренней концентрической трубной колонны (2) и наружной концентрической трубной колонны (2A), образующие концентрический проход (24), с дроссельными отверстиями (59) соединяющимися с верхним концом (90 Фиг.81) соединительной трубы (93 Фиг.81), и с нижним концом (90 Фиг.81), соединяющимся с дроссельными отверстиями (59 Фиг.75) переводника (23D Фиг.75), для образования системы (76F) трубных колонн Фиг.82. Приемное гнездо (83), показанное в дне (42) камеры, служит для ориентации и соединения селектора (47 Фиг.95-96) канала, который может применяться для создания сообщения между ближайшими к осевой линии проходами (25) выше камеры (41) и ближайшими к осевой линии проходами труб (39) выходных каналов для создания выборочного управления.

На Фиг.81 показан изометрический вид соединительной трубы (93), применимой между овально-изогнутыми дроссельными отверстиями (59 Фиг.76) соединительной камеры и дроссельными отверстиями (59 Фиг.75) малого диаметра распределительного переводника (23D Фиг.75), которая может применяться для образования системы (76F) трубных колонн Фиг.82.

На Фиг.82 показан изометрический вид варианта (76F) осуществления системы (76) трубных колонн, соответствующего Фиг.106-116, Вариант (76F) осуществления собран из соответствующих частей Фиг.75, 80 и 81 распределительного переводника с элементами (74 и 91 Фиг.91 и 94, соответственно) регулирования потока. На фигурах показан вариант (23R) осуществления распределительного переводника, образованный комбинацией элементов, содержащих соединительную камеру, ниппель (91 Фиг.94) или выбранное ниппельное приемное гнездо (45 Фиг.94), соединительную обсадную трубу (93 Фиг.81), и переводник (23D Фиг.75).

Поскольку текучие смеси жидкости и/или газа могут содержать абразивные твердые частицы и текучие смеси, проходящие с изменяющимися скоростями могут вызывать эрозию, требуется проектирование функциональных изменений распределительного переводника, например, отклонения потока увеличенной длины с более плавным изменением для различных вариантов применения, таких как для разработки растворением и применения углеводородных жидких смесей с высоким давлением и высокими скоростями.

На Фиг.83-87, показан распределительный переводник варианта (23T) осуществления, применимый для минимизации фрикционного сопротивления потоку с высокой скоростью или высокоэрозионной среды. Поскольку такие варианты осуществления со смещением на большой длине труднее понять, чем укороченные версии с прямыми углами, различные варианты осуществления распределительного переводника описаны с учетом указанного. Вместе с тем должно быть понятно, что в объеме прилагаемой формулы изобретения описанные выше варианты осуществления распределительных переводников сконструированы соединительной камеры (21, 43) настоящего изобретения для минимизации фрикционного сопротивления при высоких скоростях и в высокоэрозионных средах аналогично позиции 23T Фиг.83-87 в вариантах применения для множества скважин или позициям 23Z и 47A Фиг.117-122 в вариантах применения для одной скважины. Более двух выходных каналов и/или несколько блистеров радиальных проходов и/или разделенных концентрических проходов можно применять с двумя переводниками (23T) соединительной камеры, имеющими соединенные концы выходных каналов, аналогично переводнику 23M Фиг.68, для вариантов применения концентрических труб. Например, сдвоенные пакеры, блокирующие пробки, и устройства регулирования потока, управляемые давлением, с акустическим управлением, с управлением пульсациями текучей среды, и/или штуцерные устройства регулирования потока можно устанавливать в приемные гнезда выходных каналов для выборочного управления проходами.

На Фиг.83 показан изометрический вид варианта осуществления адаптированного распределительного переводника (23) соединительной камеры, соответствующего Фиг.84-87. На фигуре показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2), наружная концентрическая трубная колонна (2A) или вторая труба (78) основного ствола с концами (90), которые могут соединяться с трубными колоннами одного основного ствола выше соединительной камеры (43), для образования манифольда (43A) с добавлением приемных гнезд и блистера радиального прохода (75) между трубами (39) выходных каналов и дном 42 соединительной камеры.

На Фиг.84 и 86 показан план и продольные сечения по линиям Q-Q и R-R, соответственно, линиями разрыва показаны удаленные участки компоновки, соответствующие сечениям на изометрических видах Фиг.85 и 87, показывающих распределительный переводник (23T) Фиг.83. На фигурах показана установка элемента регулирования потока, показанного в виде устанавливаемой и извлекаемой на тросе (11 Фиг.3) блокирующей пробки (25A), которую можно устанавливать через ближайший к осевой линии проход (25) внутренней концентрической трубной колонны (2) с селектором (47 Фиг.96) канала, применимым для комплектования направляющей поверхности (87) ближайшего к осевой линии прохода и исключения других элементов регулирования потока в виде пробки выходного канала с выбранным ниппельным профилем приемного гнезда (45) для блокирования сообщения текучей средой в обсадной трубе (39) с одним каналом выхода из ближайшего к осевой линии прохода (25). Поток концентрического прохода (24) может сообщаться ниже пробки, напрямую, позицией (32, 33), с проходом выходного канала обсадной трубы ствола или, не напрямую (35, 37), с различными другими переводниками (21, 23), соединяющимися с верхним концом (90) соединительной камеры через блистер радиального прохода (75). Соединенный в манифольде (43А) соединительной камеры, поток из обоих выходных каналов, может функционировать, благодаря установке сдвоенного пакера (22 на Фиг.93A) поперек дроссельного отверстия (59) радиального прохода (75).

На Фиг.85 и 87 показаны проекции изометрических видов с сечениями, соответствующими Фиг.84 и 86 и линиям разрыва распределительного переводника (23T) Фиг.83. На фигурах показаны изометрические виды отличающейся ориентации в перспективе прохода потока в блистере радиального прохода (75) и элемента (61) регулирования потока, как блокирующего устройства (25A). Другие элементы регулирования потока, такие как активируемый давлением клапан одностороннего действия, могут применяться для подачи, по существу, более легкого по относительной плотности, потока текучей среды первой скважины в более тяжелый поток второй скважины для уменьшения гидростатического давления на вторую скважину и, таким образом, увеличения скорости прохождения потока.

Переводники соединительной камеры аналогичной конструкции с блистерами (75) радиального прохода и не сплошными обсадными трубами выходных каналов с приемными гнездами (24) могут применяться для замены соединительных труб (93 Фиг.81) и распределительного переводника (23D Фиг.75) или для замены распределительного переводника (23R Фиг.82) в системе трубных колонн Фиг.88-116, когда, например, вызывает озабоченность резка эрозией или потоком компоновки при прохождении потоков более высокой скорости. Например, такую озабоченность вызывают операции разработки растворением, по существу, в водных скважинах, или с распространением трещины с проппантом для добычи сланцевого газа или в коллекторах низкопроницаемого песчаника, по существу, в углеводородных скважинах.

На Фиг.75-82 и 88-116 показаны варианты осуществления, применимые для конструирования и заканчивания скважины с системой (76F) трубных колонн, которая может применяться в соединительной камере 43 Фиг.88-89, адаптируемой в систему 70F трубных колонн трубной компоновки (49) с управлением давлением во время установки и различных элементах регулирования потока для образования системы (76G Фиг.106-116) трубных колонн.

На Фиг.88 и 89 показаны изометрические виды с линией S выделения детали и детали, соответственно, соединительной камеры (43), пунктирные линии показывают невидимые поверхности. Варианты осуществления, показанные на фигурах, могут применяться в колонне (49 Фиг.97-105) с управлением давлением или как элемент пересечения скважин (51A Фиг.50-53 и 106-116). Фигуры включают в себя камеру (41), дно (42) камеры, и выходные каналы, применимые с селектором (47 Фиг.90) канала.

На Фиг.90 показан изометрический вид селектора (47) канала, который может применяться соединительной камеры Фиг.88 и 89, пунктирными линиями показаны невидимые поверхности, в том числе направляющая поверхность (87) для сообщения текучих сред и для создания связи устройства через нижнее дроссельное отверстие (88), при этом, приемное гнездо (45B) применяется для установки, вращения и удаления селектора (47) канала.

На Фиг.91, 92, 93, 93A и 94 показаны примеры задвижки, пакера, пробки, сдвоенного пакера и ниппеля, известных элементов регулирования потока, которые можно применять с настоящим изобретением, соответственно. На Фиг.91 показан план с линией T-T сечения над продольным сечением по линии T-T подземной задвижки (74) типа дроссельной заслонки (127, которую содержит элемент (61) регулирования потока. На Фиг.92 показан изометрический вид, с вырезанной четвертью и линией U выделения над увеличенным видом детали, выделенной линией U, эксплуатационного пакера (40) элемента (61) регулирования потока с использованием соединительных устройств (60) и уплотненного соединения (97), который можно активировать с помощью срезающихся под действием давления штифтов (92). На Фиг.93 показан изометрический вид пробки (25A), являющейся элементом регулирования потока. На Фиг.93A показан план с линией AK-AK сечения сверху от продольного сечения по линии AK-AK, сдвоенного пакера (22), элемента (61) регулирования потока, с устройством (97) уплотнения и приемным гнездом (96), соединяющимся с соединительными устройствами (60). На Фиг.94 на плане с линией V-V сечения сверху от продольного сечения по линии V-V, показан элемент (61) регулирования потока ниппельного профиля (91) с приемным гнездом (45) для соединения с различными другими элементами регулирования потока. Верхний и нижний концы элементов регулирования потока Фиг.91-94 могут соединяться между трубами концентрической трубной колонны настоящего изобретения.

На Фиг.95 и 96 показан изометрический вид и виды сбоку, соответственно, селектора (47) канала, пунктирные линии показывают невидимые поверхности. Селекторы канала, показанные на Фиг.95 и 96, включают в себя соединительные приемные гнезда (45B) и выступы (48) селектора канала, и селекторы канала могут применяться с различными вариантами осуществления адаптированного распределительного переводника соединительной камеры настоящего изобретения, например, вариантами осуществления, показанными на Фиг.106-116.

На Фиг.97 показан изометрический вид с линиями AE и AF выделения деталей, показанных на Фиг.98 и 99, соответственно, адаптированной соединительной камеры. Соединительная камера, показанная на Фиг.97, может применяться для образования компоновки (49 Фиг.100-105) с управлением давлением и варианта (70F Фиг.100-105) осуществления системы трубных колонн. На фигурах пунктирными линиями показаны невидимые поверхности.

На Фиг.98 и 99 показаны с увеличением участки соединительной камеры (43) в линиях AE и AF выделения деталей Фиг.97, пунктирными линиями показаны невидимые поверхности. На фигурах показана соединительная камера (43 Фиг.88-89), адаптированная к отклоняющим клиньям (124) выступающим от труб (39) выходных каналов, которые могут применяться разделения в плане пробуренные проходы в пластах, с образованием соединительных устройств (26) ближайшего к осевой линии прохода распределительного переводника (23), которые могут применяться для бурения долотом (125) на обсадной колонне. Циркуляция жидкого шлама может проходить через дроссельные отверстия (59) долота во время строительства скважины. Дроссельные отверстия (59) дна (42) камеры могут применяться для соединения радиального прохода (75 Фиг.102 и 104) устройства (58 Фиг.100-104) прохода шлама, при этом элемент компоновки может применяться для образования распределительного переводника (23U Фиг.102-104).

На Фиг.100, показан вид в плане с линией AG-AG соответствующей Фиг.101, адаптированного инструмента (58) прохода шлама. Фигуры включают в себя адаптированную соединительную камеру Фиг.97, образующую вариант осуществления (70F) трубы (49) с управлением давлением системы (70) трубных колонн, которую можно применять для образования множества скважинных проходов через подземные пласты, применимую для образования дополнительных вариантов (например, 76G Фиг.106-116) осуществления.

На Фиг.101 показано продольное сечение по линии AG-AG, соответствующее Фиг.102, системы (70F) трубных колонн Фиг.100, линиями разрыва указаны исключенные участки. На фигуре показана внутренняя концентрическая трубная колонна (50), наружная концентрическая трубная колонна (51), роторные соединительные устройства (72) и устройство (58) прохода шлама для установки и закрепления системы (70F), например, с одновременным осуществлением раздельной циркуляции потоков текучей смеси цемента и бурового раствора с изменяющимися скоростями, в проходе через подземные пласты.

На Фиг.102 показана проекция изометрического вида Фиг.101 с сечениями на соответствующих линиях разрыва Фиг.101, и с линиями AH, AI и AJ выделения деталей Фиг.103, 104 и 105, соответственно, системы (70F) трубных колонн Фиг.100. На фигуре показано адаптированное устройство (58) прохода шлама, применимое, как распределительный переводник (23U) с элементом регулирования потока с соединением (126) клиновым захватом, используемым для осуществления подгонки длины концентрических труб компоновки.

На Фиг.103, 104 и 105 показаны с увеличением участки системы (70F) Фиг.102, в линиях AH, AI и AJ выделения деталей, соответственно. На фигурах показан ближайший к осевой линии проход (2, 53) во внутренней концентрической трубе (50), с верхним концевым роторным соединительным устройством (72), соединяющимся с бурильной колонной, которая может соединяться на своем нижнем конце с инструментом (58) прохода шлама соединенным манжетами (89) с приемным гнездом (45) в наружной концентрической трубе (2A, 51). Прямые потоки (32, 33) или не прямые потоки (35, 37) между ближайшим к осевой линии проходом (25, 53) и концентрическим проходом (24, 54) могут применяться во внутренней концентрической трубе (2, 50) и наружной концентрической трубе (2A, 51) для выборочного регулирования потоков. Элемент (58) прохода шлама может устанавливаться в соединительную камеру (43) и удаляться из нее. Отклоняющие клинья (124) могут применяться для разделения в плане нескольких проходов через подземные пласты от одного основного ствола (6 Фиг.50-53 и 106-116). Оставшиеся участки компоновки (49) с управлением давлением могут применяться, как наружный элемент пересечения скважин (51A Фиг.50-53 и 106-116).

На Фиг.106-116 показан вариант осуществления (76G) системы (70) трубных колонн, содержащий распределительный переводник (23R Фиг.82), который может соединяться пакером (40 Фиг.92) соединительной камеры (43 Фиг.88-89), образующей пересечение скважин (51A). На фигурах показан распределительный переводник (23R), который образован из манифольда (43А) соединительной камеры, который может быть образован из соединительной камеры (43 Фиг.80), с ниппельными элементами (91 Фиг.94), создающими приемные гнезда (45), соединенные распределительным переводником (23D Фиг.75), который может соединяться с задвижками (74 Фиг.91) применимыми для отведения потока от одной скважины пересечения скважин (51A) через радиальный проход (75) распределительного переводника (23D). Левый скважинный поток может отводиться через радиальный проход (75) в концентрический проход (24) с использованием пробки (25A Фиг.93), соединяющейся с приемным гнездом (45) и спускающейся через ближайший к осевой линии проход (25), а поток правой скважины может подаваться через ближайший к осевой линии проход (25), обе скважины контролируются подземными предохранительными задвижками (74) между трубами ближайшей к осевой линии колонны (2) и эксплуатационными пакерами (40) в кольцевых пространствах (24A) на нижнем конце скважины.

Фонтанная арматура и/или оборудование устья скважины может применяться при соединении с верхними концами (90) одного основного ствола (6) из которого две скважины проходят аксиально вниз, на пересечение скважин (51), к вертикально и/или в плане разделенным подземным зонам, при этом, обеспечивается герметичность двух обычных скважин, проходящих через одно оборудование устья скважины и основной ствол.

На Фиг.106 показан вид в плане с линией X-X соответствующей Фиг.107-111, с линией W выделения детали, соответствующей Фиг.112, варианта (76G) осуществления системы (76) трубных колонн нескольких скважин.

На Фиг.107-111 показаны продольные сечения по линии X-X распределительного переводника Фиг.106, на Фиг.108, 109, 110 и 111 имеются линии Y, Z, AA и AB, соответственно, относящиеся к видам с увеличением Фиг.113-116. На фигурах показана комбинация элементов (23R, 76F Фиг.82 и 43 Фиг.88-89) системы трубных колонн с различными элементами (61) регулирования потока, образующая пересечение скважин (51), с верхними концами (90), соединяющимися с трубами одного основного ствола и/или оборудованием устья скважины. После строительства концентрические трубы (50, 51) и соответствующие проходы (53, 54, 55) могут становиться эксплуатационными и/или нагнетательными трубами (2 или 71, 2A или 78, 51) с соответствующими проходами (24, 24A, 25, 55). Штрих-пунктирная линия между верхним и нижним концами, представляет продолжение устройства по Фиг.107-111, и близость в плане двух скважин ниже пересечения скважин (51A) показана иллюстративно, поскольку скважины ниже пересечения скважин и одного основного ствола имеют, в общем, значительное разделение в плане для доступа к значительно вертикально и в плане разделенным подземным зонам.

На Фиг.112 на виде с увеличением участка системы (76G) трубных колонн в линии выделения W детали Фиг.106 показана внутренняя концентрическая трубная колонна (2), наружная концентрическая трубная колонна (2A), образующие внутренний проход (25) и концентрический проход (24) соединительной камеры (43) вокруг манифольда (43А) соединительной камеры для образования пересечения скважин (51A). Различные элементы регулирования потока можно устанавливать через ближайший к осевой линии проход (25) с использованием троса (11 Фиг.3) и тросового подъемника (4A Фиг.3), с селектором (47 Фиг.95-96) канала, который может соединяться с приемным гнездом (83) для выборочного блокирования одного ближайшего к осевой линии прохода и создания сообщения с другим для спуска устройства для установки в нем. Альтернативно, селектор (47 Фиг.95-96) канала, соединяющийся с приемным гнездом (83), можно использовать для одновременного прохода потоков текучей смеси в позиции (32, 35), в ближайший к осевой линии проход, или создания сообщения текучей среды в позициях (33, 37) в концентрический проход (24), в зависимости от других использованных соединяющихся элементов распределительного переводника.

На Фиг.113 показан вид с увеличением участка системы (76G) трубных колонн в линии Y выделения детали Фиг.108. На фигуре показан распределительный переводник (23D) с радиальным проходом (75) и приемным гнездом (45) ниппельного профиля между трубами (39) выходных каналов и внутренними концентрическими трубными колоннами (2).

На Фиг.114 показан вид с увеличением участка системы (76G) в линии Z выделения детали Фиг.109. На фигуре показаны элементы (61) регулирования потока подземной задвижки (74), которая может применяться для выборочного регулирования ближайшего к осевой линии прохода (25). Например, на фигуре показаны регулирующие элементы подземной задвижки (74) в виде дроссельной заслонки (127), с соответствующими приемными гнездами для уплотнения заслонки или установки других элементов регулирования потока.

На Фиг.115 показан с увеличением вид участка системы (76G) в линии AA выделения детали Фиг.110, показаны внутренние концентрические трубные колонны (2), проходящие через дно (42) соединительной камеры (43), при этом, стенки (41) камеры и связанные трубы (39) выходных каналов функционируют, как концентрическая труба для общего концентрического прохода (24). Общий концентрический проход может применяться для нагнетания (31) и возврата (34) при циркуляции перед установкой пакера (40 Фиг.116), и два ближайших к осевой линии концентрических прохода (25), также применяются для нагнетания (31) или добычи (34) в плане и/или вертикально разделенных подземных зон.

На Фиг.116 показан вид с увеличением участка системы (76G) трубных колонн в линии AB выделения детали Фиг.111. На фигуре показана труба (39) выходных каналов, соединенная с верхним концом элементов регулирования потока эксплуатационного пакера (40), которые показаны соединенными с концентрическими трубными колоннами (2A) соединенными устройствами (60) или зажимающими сегментами клинового захвата. Концентрический проход (24A) показан блокированным пакером (40), и ближайшие к осевой линии проходы (25) двух скважин, проходящие от соединительной камеры скважин (51 Фиг.107) могут разделяться для прохода к по вертикали и/или в плане разделенным подземным зонам.

На Фиг.117 показан план с линией AK-AK сверху от вида сбоку по линии AK-AK, переводника (23). Вариант (23Z) осуществления распределительного переводника (23) показан содержащим распределительный переводник (21) соединительной камеры, показана адаптированная соединительная камера (43) с концами (90), соединяющимися с трубными колоннами другого элемента, содержащими по меньшей мере, наружную трубную колонну (2A) и внутреннюю концентрическую трубную колонну (2) с ближайшим к осевой линии каналом (25) и первым приемным гнездом (45) верхнего конца выше дна (42) соединительной камеры, которое может применяться как соединяющееся второе приемное гнездо. Аксиальный нижний выходной канал (39) может быть изолирован от бокового наклонного выходного канала (39) соединением сдвоенного пакера или трубы поперек первого и второго приемных гнезд для уплотнения поперек соединения (44) выходного канала для функционирования, как селектор канала для аксиального совмещенного выходного канала. Проход сдвоенного пакера или герметизирующей трубы из первого приемного гнезда (45) к третьему приемному гнезду (45) нижнего конца может отделять ближайший к осевой линии (25) проход от концентрического прохода (24), с помощью уплотнения дроссельных отверстий (59) переводника потока. Альтернативно, блокирующий элемент регулирования потока или селектор канала может соединяться во втором приемном гнезде (42) для пересечения потоков из ближайшего к осевой линии прохода, через концентрический проход (24, 24A), к окружающему проходу, который может включать в себя, например, первый кольцевой проход. Поток ниже блокирования или селектора канала может отводиться в концентрический проход (24) через дроссельные отверстия переводника, ниже нижнего приемного гнезда (42) переводника (21) соединительной камеры. Наклонная ориентация выходных каналов может применяться с высокоскоростными или склонными к созданию эрозии текучими смесям для предотвращения резки потоком распределительного переводника (23Z).

Переводник (21) соединительной камеры может адаптироваться с дополнительной концентрической трубной колонной (2B), показанной пунктирной линией, образующей дополнительный концентрический проход (24A) с которым выходной канал (39) может сообщаться с или через которую проходить, перемещаясь через врезку (46) трубы (39) выходного канала в самую дальнюю от осевой линии трубу (2B). Множество труб (39) выходного канала может выборочно сообщаться с множеством дополнительных концентрических труб с использованием трубы выходного канала и селектора канала для прохода через промежуточный проход для образования новых вариантов (23Z) осуществления распределительного переводника, которые можно применять для создания сообщения ближайшего к осевой линии канала (25) с любым концентрическим проходом. Множество распределительных переводников (23Z) можно комбинировать для образования новых распределительных переводников для сообщения текучей средой между множеством различных концентрических проходов, через ближайший к осевой линии канал между множеством распределительных переводников (23Z).

На Фиг.118 показан план с линией AQ-AQ сверху от продольного сечения по линии AQ-AQ с линиями разрыва, указывающими удаленные участки, варианта осуществления адаптированного селектора (47A) канала, который может применяться в системах трубных колонн Фиг.119-122. На фигуре показано множество направляющих поверхностей (87) для соответствующего множества дополнительных дроссельных отверстий (59 Фиг.119-122) выходного канала, применимых для подачи селектора канала в ближайший к осевой линии проход с использованием давления проходящего потока текучей среды. Применяемый, если необходимо элемент (61) регулирования потока, показанный, для примера, как шаровой кран (84), может обеспечивать поток через селектор канала при перекачке через ближайший к осевой линии проход для совмещения с выходным каналом системы (70G Фиг.119-120).

Адаптированные варианты осуществления селектора (47A) канала можно комбинировать с другими элементами (61) регулирования потока, например, соединениями (60) для приемных гнезд (45 Фиг.119-122), сдвоенными пакерами (22) для блокирования проходов выходного канала соединительной камеры и/или блокирования дроссельных отверстий (59) между проходами, внутренними клапанами (84) одностороннего действия, или соединительным приемным гнездом (45B) для эксплуатационного инструмента на тросе, рабочей колонне составной обсадной трубы или гибкой насосно-компрессорной трубе. Текучая среда, циркулирующая между ближайшим к осевой линии проходом (25) и концентрическим проходом (24 Фиг.119-122) может применяться для содействия перемещению селектора канала в ближайшем к осевой линии проходе, например, для выполнения одного или нескольких этапов развития трещины в залежи сланцевого газа.

Варианты осуществления селектора канала могут перекачиваться через ближайший к осевой линии проход для соединения с дроссельными отверстиями в ближайшем к осевой линии проходе. Альтернативно, варианты осуществления перекачиваемого селектора канала могут подвешиваться, например, на тросе (11 Фиг.3) и тросовом подъемнике (4A Фиг.3) или рабочей колонне составных обсадных труб колонн или гибкой насосно-компрессорной трубе на буровой установке, при этом, возможность подъема несущей буровой установкой можно дополнять возможностью выборочного управления циркуляцией селектора канала, с одновременной подачей потоков текучей среды изменяющейся скорости для удаления или подачи текучей смеси. Например, текучие смеси жидкостей, газов и/или твердых частиц могут удаляться или размещаться во время таких операций, как гидроразрыв с подачей проппанта для утилизации отходов, добыча сланцевого газа или установка гравийного фильтра в неконсолидированном коллекторе.

На Фиг.119 и 120 показан план с линией AP-AP сверху от продольного сечения по линии AP-AP и изометрический вид, показывающий продольные сечения Фиг.119 с линиями разрыва, соответственно, варианта осуществления системы (70G) трубных колонн. На фигурах показан селектор (47A) канала с соединительным профилем (60), соединенным в приемном гнезде (45) распределительного переводника (21) соединительной камеры, с тремя дроссельными отверстиями (59) выходного канала, совмещенными с селектором канала Фиг.118. На фигурах показан соответствующий сдвоенный пакер, который можно применять для дроссельных отверстий переводника, при этом, текучая среда ниже селектора канала может применяться для циркуляции в позиции (33) в концентрическом проходе (24) через самые нижние дроссельные отверстия распределительного переводника (23), для содействия установке селектора канала так, что может создаваться сообщение текучей смеси жидкостей, газов и/или твердых частиц через ближайший к осевой линии проход в позицию (33) в первый кольцевой проход с использованием направляющей поверхности (87) и трубы (39) выходного канала, образующей элемент радиального прохода (75).

Установка селектора канала в ближайший к осевой линии проход для последующих операций может проходить, например, с использованием тросового подъемника (4A Фиг.3) и троса (11 Фиг.3) для выборочной установки селектора канала смежно с трубами выходных каналов. Сдвоенные пакеры (22) могут применяться для перекрывания дроссельных отверстий в стенках ближайшей к осевой линии трубы для образования пути потока циркуляции в проходах (24, 25) системы трубных колонн для нагнетания и/или извлечения, например, при распространении (28B Фиг.123) подземных трещин (18B Фиг.123) с помощью нагнетания проппанта, за которым следует извлечение выпавшего проппанта и последующий выборочный поток добычи и/или ограничение водопритока.

Альтернативно, например, подача селектора канала в совмещение с выходным каналом распределительного переводника (21) соединительной камеры системы (70G) трубных колонн, с помощью, например, колонны гибкой насосно-компрессорной трубы или рабочей колонны из составных обсадных труб, которым помогает перекачка между проходами (24, 25) через дроссельные отверстия во внутренней концентрической трубе (2), может применяться для размещения текучей смеси жидкостей и твердых частиц проппанта, которые можно перекачивать по гибкой насосно-компрессорной трубе и выходному каналу для распространения трещин. После этого, текучая среда, нагнетаемая через концентрический проход (24) проходящая через обратный клапан может применяться для подачи текучей среды через селектора (47A) канала и в ближайший к осевой линии проход (25), для подъема выпавшего проппанта снизу вверх. В сравнении с этим, состояние техники требует удаления сверху вниз с помощью трубы Вентури выпавшего проппанта. После прохода потока текучей среды через селектор канала, селектор канала может повторно устанавливаться для прямой циркуляции удаления проппанта, как описано ниже и показано на Фиг.121-122. Таким способом, несколько этапов развития трещины можно выполнять без необходимости удаления рабочей колонны гибкой насосно-компрессорной трубы или составной рабочей колонны насосно-компрессорных труб из скважины.

На Фиг.121 и 122 показаны план с линией AN-AN сечения сверху от продольного сечения по линии AN-AN, с пунктирными линиями, показывающими невидимые поверхности, и изометрический вид, показывающий продольное сечение и сечения по линиям разрыва Фиг.121, соответственно, варианта осуществления системы (70H) трубных колонн, который может применяться для удаления твердых частиц из ближайшего к осевой линии прохода. После совмещения селектора (47A Фиг.119-120) канала и нагнетания или извлечения текучей смеси через радиальный проход (75) трубы (39) выходного канала, как описано выше и показано на Фиг.119-120, селектор (47A) канала можно повторно совмещать с дроссельными отверстиями (59) в ближайшей к осевой линии трубе (2) для создания более высокого потока циркуляции между проходами (24, 25) с использованием стенки (22) сдвоенного пакера для блокирования радиального прохода (75) трубы (39) выходного канала, первоначально использовавшегося для подачи, например, проппанта.

Если, например, гидроразрыв с использованием проппанта проводится в залежи сланцевого газа вначале с установкой селектора канала на нижнем конце системы (70G Фиг.119-120), после выпадения проппанта, циркуляцию текучей среды можно создавать с нагнетанием через концентрический проход и возвратом через клапан одностороннего действия (84) селектора канала для подъема проппанта и обеспечения перемещения вниз селектора канала, например, на гибкой насосно-компрессорной трубе, до совмещения направляющей поверхности (87) селектора (47A) канала с дроссельными отверстиями (59) непосредственно ниже радиального прохода (75), для обеспечения увеличенного объема циркуляции текучей среды между проходами (24, 25) для очистки от выпавшего проппанта. После этого, селектор (47A) канала может совмещаться со следующим радиальным проходом и процесс может повторяться. Одним возможным устройством являются операции осуществления циркуляции через гибкую насосно-компрессорную трубу этапами снизу вверх, которая может соединяться с приемными гнездами (45B Фиг.118) селектора канала, с текучей средой, нагнетаемой вниз по концентрическому проходу (24), поворачивающей на первых открытых дроссельных отверстиях в ближайший к осевой линии проход (25) ниже герметичного соединения колонны гибкой насосно-компрессорной трубы с приемным гнездом (45B) селектора канала. Другое возможное устройство включает в себя, например, составную насосно-компрессорную трубу, которую можно использовать с управлением давлением на поверхности, и которое содержит, например, вращающуюся головку.

На Фиг.123 показаны схемы продольных сечений варианта осуществления системы (76L) трубных колонн, применимой для множества скважин и типов скважин. На фигуре показана одна трубная колонна (51), справа, установленная с колонной с управлением давлением для образования одной колонны нагнетательной и/или эксплуатационной концентрической трубы (2) в проходе через подземные пласты, соединенной с пересечением скважин (51 A) и дополнительно соединяющейся с системой (70) трубных колонн, с распределительными переводниками (21) соединительных камер, сдвоенными пакерами (22) и пробками (25A) для образования системы (76L) трубных колонн, создающей сообщение текучей средой между подземными ближними зонами (ниже 1Y, 1W, IV, 1U, IT) и оборудованием устья скважины (не показано), на верхнем конце одного основного ствола (6). Концентрические трубные колонны(50, 51) могут устанавливаться с трубной компоновкой с управлением давлением, чтобы становиться концентрической внутренней трубой (2) и наружной трубой (2A), соответственно, после образования скважины, в зависимости от варианта применения, и удаления внутренней колонны (50).

Типы применяющихся скважин могут включать в себя, по существу, углеводородные и/или, по существу, водные скважины, например, правая эксплуатационная углеводородная скважина может переводиться, позиция (33), в концентрический проход (24) левой скважины, при этом, добытые, позиция (34), текучие среды нагнетаются, позиция (31), вниз в левую скважину для выхода на конце или входа в распределительный переводник (21) соединительной камеры, с пробками (25A) выше и ниже для направления потока в первое кольцевое пространство (55), герметизированное в стенах (1A) каверны или в проход через подземные пласты (52). Углеводородная жидкая смесь может разделяться на газ, жидкий углеводород, воду и/или твердые частицы. Если получают воду, ее можно использовать для разработки растворением стенок (1A) каверны, при этом, сдвоенные пакеры (22) и пробки (25A) можно перегруппировывать для удаления получающегося в результате рассола. Система трубных колон может применяться для добычи (34), забираемой через концентрический проход (24) трубой выходного канала из первого кольцевого прохода (55) в позицию (35), ближайший к осевой линии канал для подъема вверх. По существу, жидкая смесь с газом может отбираться из самого верхнего распределительного переводника (21) соединительной камеры, или текучие среды различной относительной плотности, по существу, газообразный или жидкий углеводород и/или вода, могут отбираться из других распределительных переводников (21) соединительных камер, между близкими зонами (1T, 1U, 1V, 1W, 1Y) с помощью перегруппировки устройств (22, 25A) регулирования потока.

Другие применимые типы скважин включают в себя, например, по существу, углеводородные скважины, где распределительные переводники (21) соединительных камер могут применяться для выполнения многоступенчатого гидроразрыва для создания трещин (18A) в близких зонах (1T, 1U, 1V, 1W, 1Y), при этом, давления могут передаваться, позиция, (28A) в точку распространения трещины, и при этом, проппант можно использовать для сохранения трещин открытыми для прохода, например, газа из залежей сланцевого газа или текучей смеси из коллектора песчаника низкой проницаемости, и правая скважина может иметь доступ к другим залежам, коллекторам или действовать, как утилизационная скважина для сточной воды.

Другие применимые типы скважин включают в себя, например, по существу, геотермальные скважины или скважины утилизации сточной воды, например, удаление пробки (25A) из пересечении скважин (51A) и установку сдвоенного пакера для обеспечения нагнетания в правую скважину воды, получаемой через трещину (18A) геотермального коллектора левой скважины, что можно выборочно регулировать распределительными переводниками (21) соединительных камер, которые создают доступ к выбранным близким зонам (1T, 1U, 1V, 1W, 1Y) или нагнетание жидких отходов добычи из правой скважины в вертикально разделенные близкие зоны (1T, 1U, 1V, 1W, 1Y) левой скважины.

Другие типы применимых скважин включают в себя, например, комбинации, по существу, углеводородных и, по существу, водных скважин, производящих воду с высокой температурой и давлением из правой скважины или подающих воду в геотермальный коллектор правой скважины, производящей пар, дополнительно направляемый для нагрева битуминозных песков или холодных вязких арктических коллекторов на левой стороне, которые могут быть выборочно доступными через распределительные переводники (21) соединительных камер для подачи нагретой воды в одну или несколько близких зон (1T, 1U, 1V, 1W, 1Y) для получения нагретых углеводородов из одной или нескольких оставшихся близких зон.

Варианты осуществления настоящего изобретения, таким образом, дают набор элементов комбинируемых систем, устройств и способов, что обеспечивает создание любой конфигурации или ориентации выборочно регулируемых отдельных одновременных потоков текучей смеси с изменяющимися скоростями в одной или нескольких подземных скважинах, которые могут отходить от одного основного ствола и оборудования устья скважины, для направления, по существу, углеводородов или по существу, текучей смеси на водной основе жидкостей, газов, твердых частиц, или их комбинаций, по меньшей мере, в одну близкую зону, по меньшей мере, одного прохода через подземные пласты, по меньшей мере, в еще одну близкую зону или оборудование устья скважины, на верхнем конце подземной скважины или из них, при этом, потоки текучей смеси можно нагнетать или извлекать.

Хотя описаны различные конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, должно быть понятно, что в объеме прилагаемой формулы изобретения, настоящее изобретение можно реализовать на практике иначе, чем описано в данном документе.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для выборочного регулирования потоков в многостволовой скважине. Создана система трубных колонн для выборочного регулирования раздельно проходящих потоков текучей смеси с изменяющимися скоростями для операций строительства скважин, нагнетания или добычи текучих смесей жидкостей, газов и/или твердых частиц, которые могут нагнетаться в или отбираться из одной или нескольких близких зон подземного прохода, подземной каверны, углеводородного или геотермального коллектора. Текучая смесь, перемещение которой обеспечивается через радиальный проход распределительного переводника системы трубных колонн между трубными колоннами и, по меньшей мере, одной другой трубой может управляться, по меньшей мере, одним элементом регулирования потока, сообщенным с ближайшим к осевой линии концентрическим и/или кольцевым проходом. Перемещение текучей среды может выборочно регулироваться для различных конфигураций одной или нескольких, по существу, углеводородных и/или, по существу, водных скважин ниже одного основного ствола и оборудования устья скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потоков в многостволовой скважине. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 123 ил.

1. Способ использования подземной системы (49, 70, 76) трубных колонн для выборочного регулирования раздельных одновременно проходящих потоков (31-37) текучей смеси (38) с изменяющимися скоростями в одной или нескольких подземных скважинах, проходящих от одного основного ствола (6) и оборудования (7) устья скважины, содержащий следующие этапы:
обеспечение на верхнем конце одной или нескольких подземных скважин поворотно устанавливаемой подземной системы (49, 70, 76) трубных колонн множеством трубных колонн (2, 2A, 2B, 2C, 39, 50, 51, 71, 78), при этом система трубных колонн соединяется с оборудованием (7) устья скважины с концентрическим каналом;
обеспечение, по меньшей мере, одного распределительного переводника (23), по меньшей мере, одним радиальным проходом (75), сообщенным с, по меньшей мере, одним проходом (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55) для сообщения с, по меньшей мере, одной трубной колонной, проходящей аксиально вниз от, по меньшей мере, одного распределительного переводника к, по меньшей мере, одной близкой зоне одной или нескольких подземных скважин; и
выборочное регулирование разделенных одновременно проходящих потоков текучей среды с изменяющимися скоростями между оборудованием устья скважины и, по меньшей мере, одной близкой зоной с использованием одного или нескольких элементов (61) регулирования потока, подсоединенных между элементами трубных колонн или устанавливаемых через ближайший к осевой линии проход (25) или соединительные устройства (26), по меньшей мере, одного распределительного переводника и соединенных с, по меньшей мере, одним приемным гнездом, установленным между элементами трубных колонн или в, по меньшей мере, одном распределительном переводнике, при этом перемещая, по существу, углеводородные или, по существу, водные текучие смеси жидкостей, газов, твердых частиц или их комбинации в, по меньшей мере, одну близкую зону или из нее.

2. Способ по п.1, в котором первый элемент регулирования потока, содержащий фонтанную арматуру (10, 10A) с концентрическим каналом, соединен с верхним концом оборудования устья скважины для выборочного регулирования нагнетаемого или отбираемого потоков и применим для сообщения с, по меньшей мере, вторым подземным элементом регулирования потока и измерения или регулирования, по меньшей мере, части текучей среды, перемещаемой через, по меньшей мере, один проход.

3. Способ по п.1, в котором один или более элементов регулирования потока содержат устанавливаемое под землей устройство (61) для блокирования полностью или частично, по меньшей мере, одного прохода во время или после подземной установки системы трубных колонн.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап использования адаптированной трубной компоновки (49) с управлением давлением и адаптированного устройства (58) прохода шлама для установки других элементов системы трубных колонн между оборудованием устья скважины и, по меньшей мере, одной близкой зоной для образования одной или нескольких подземных скважин ниже одного основного ствола.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап создания одного или более элементов (61) регулирования потока с использованием спускаемого на тросе устройства выполнения вращательных операций, выборочно устанавливаемого в ближайших к осевой линии проходах или соединяемого с, по меньшей мере, одним приемным гнездом (45, 45A) при спуске на тросе во время или после подземной установки системы трубных колонн, при этом электрический или гидравлический двигатель или поршень с впуском текучей среды и выпуском текучей среды сообщается с зонами высокого давления и низкого давления разделенных одновременно проходящих потоков текучей среды с изменяющимися скоростями, при этом гидравлический двигатель или поршень выполнен с возможностью приведения в действие перепадом давления текучей среды между разделенными одновременно проходящими потоками текучей среды с изменяющимися скоростями, созданным, по меньшей мере, одним проходом.

6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этап обеспечения погружного насоса (69) с приводом от электродвигателя (111) или гидравлического двигателя, соединяемого с, по меньшей мере, одним приемным гнездом (45, 45A) или между трубными колоннами для вращения электродвигателем или вращения с использованием зон высокого давления и низкого давления для вращения турбомотора, винтового двигателя или их комбинаций для привода турбинного насоса 112, винтового насоса (108, 109) или их комбинаций для перемещения потока текучей смеси в, по меньшей мере, одном проходе.

7. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап выборочного отведения, по меньшей мере, части потока (31-38) через проход уменьшенного рабочего диаметра для образования ближайшего отрезка длины скоростной подъемной колонны или устройства (85) с трубой Вентури с проходом уменьшенного рабочего диаметра относительно объема потока.

8. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап выборочного разделения потока текучей смеси в пространстве, по меньшей мере, одного прохода, по меньшей мере, на два отдельных потока (31-37) с изменяющимися скоростями, содержащих, по существу, жидкость, по существу, газ или, по существу, воду, выборочным воздействием на скорость и избыточное давление, воздействующих на, по меньшей мере, один из отдельных потоков.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап обеспечения газлифтного устройства (70, 70D, 76) и нагнетания отдельного, по существу, газообразного потока в, по существу, жидкий поток через, по меньшей мере, один дополнительный газлифтный клапан (84) регулирования потока, подсоединенный между элементами трубных колонн или в, по меньшей мере, одном приемном гнезде, содержащем боковую оправку.

10. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап обеспечения регулирующего поток распределительного переводника (23), создающего сообщение от, по меньшей мере, одного первого ближайшего к осевой линии прохода (25, 26) через, по меньшей мере, второй проход (24, 24A, 24B, 53, 54, 55) в, по меньшей мере, третий проход (24, 24A, 24B, 53, 54, 55), при этом, селектор (47) канала или другой элемент регулирования потока, установленный через, по меньшей мере, один первый проход (25, 26), проходящий от оборудования (7) устья скважины с концентрическим каналом, обеспечивает перемещение текучей среды между, по меньшей мере, одним ближайшим к осевой линии проходом и, по меньшей мере, третьим проходом.

11. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап нагрева, теплоизоляции, изоляции или их комбинаций первого потока (31-38) от второго потока (31-38) или подземного теплоприемника или со вторым потоком (31-38) или подземным теплоприемником для теплового воздействия на первый поток.

12. Подземное устройство регулирования потока поворотно устанавливаемой системы (49, 70, 76) трубных колонн, соединяемое с оборудованием (7) устья скважины с концентрическим каналом, и применяемой для выборочного регулирования раздельных одновременного прохождения потоков (31-37) текучей смеси с изменяющимися скоростями в одной или нескольких подземных скважинах, проходящих от одного основного ствола (6) и оборудования (7) устья скважины, содержащее элемент (21, 23, 43, 43A, 47, 47A, 49, 51A, 58, 69, 70, 76, 7, 10, 16, 22, 25A, 63, 64, 66, 74, 77, 84, 85, 91, 96, 97, 108-112, 115, 116, 123) регулирования потока, подсоединенный между трубами множества трубных колонн (2, 2A, 2B, 2C, 39, 50, 51, 71, 78) или устанавливаемый через ближайший к осевой линии проход (25, 26, 53) множества трубных колонн и соединяемый с, по меньшей мере, одним приемным гнездом, при этом элемент регулирования потока установлен между оборудованием устья скважины на верхнем конце одной или нескольких подземных скважин и, по меньшей мере, одной близкой зоной одной или нескольких подземных скважин, причем элемент регулирования потока содержит, по меньшей мере, один радиальный проход (75) для перемещения сообщения текучей среды между первым и, по меньшей мере, вторым проходом множества трубных колонн и одной или несколькими подземными скважинами, и элемент регулирования потока способен соединяться с оборудованием устья скважины или устанавливаться между оборудованием устья скважины и, по меньшей мере, одной близкой зоной для выборочного регулирования, по меньшей мере, одного потока (31-38) текучей смеси, проходящего через проходы (24, 24A, 24B, 25, 26, 53, 54, 55) для перемещения, по меньшей мере, одного потока текучей смеси в, по меньшей мере, одну близкую зону и в, по меньшей мере, еще одну близкую зону, или из них, или в оборудование устья скважины.

13. Устройство по п.12, дополнительно содержащее устанавливаемый и снимаемый двигатель и насос (69) текучей среды, подсоединяемый между множеством трубных колонн или в проходах или в, по меньшей мере, одном приемном гнезде с помощью троса (11) или соединительного устройства (68) со сквозным проходом в трубе через ближайшие к осевой линии проходы одной или нескольких подземных скважин и применяемый для перекачки, по меньшей мере, одного потока (31-38) текучей смеси в, по меньшей мере, одном из проходов во время строительства, эксплуатации, по существу углеводородной или, по существу, водной скважины или их комбинаций.

14. Устройство по п.13, в котором первый из отдельных одновременной подачи потоков текучей смеси способен вращать, по меньшей мере, один гидравлический турбомотор (112), винтовой двигатель (108, 109) или их комбинации, соединенные с валом для вращения, по меньшей мере, одного соответствующего турбонасоса (112), винтового насоса (108, 109) или их комбинаций для подачи, по меньшей мере, одного потока текучей смеси с использованием скорости или давления, по меньшей мере, второго потока текучей смеси в, по меньшей мере, втором проходе.

15. Устройство по п.13, дополнительно содержащее погружной электродвигатель (111) для вращения, по меньшей мере, одного турбонасоса (112), винтового насоса (108, 109) или их комбинаций, для подачи, по меньшей мере, одного потока текучей смеси в, по меньшей мере, один из проходов, при этом соединения для погружного электродвигателя расположены в проходах, соединяемых с погружным электродвигателем, при этом погружной электродвигатель способен устанавливаться между множеством трубных колонн или через проходы.

16. Устройство по п.12, дополнительно содержащее устройство, блокирующее поток текучей смеси, соединяемое с, по меньшей мере, одним другим элементом системы трубных колонн для управления сообщением, по меньшей мере, одного прохода, воздействия на, по меньшей мере, один из разделенных одновременно проходящих потоков текучей среды с изменяющимися скоростями во время строительства, эксплуатации, по существу, углеводородной или, по существу, водной скважины или их комбинаций.

17. Устройство по п.12, дополнительно содержащее фиксированный дроссель потока или устройств перемещения текучей среды с изменяющимся отверстием, соединяемое с, по меньшей мере, одним другим элементом системы трубных колонн для регулирования скорости или давления, по меньшей мере, одного из разделенных, одновременно проходящих потоков текучей смеси с изменяющимися скоростями.

18. Устройство по п.12, дополнительно содержащее измерительные устройства, регулирующие устройства, сигнальные устройства или их комбинации для измерения давления, скорости или температуры с механическими или гидравлическими соединениями, широкополосными кабелями или кабелями управления, соединенными или устанавливаемыми через проход в, по меньшей мере, одну близкую зону для выборочного управления, по меньшей мере, второго элемента регулирования потока, применимого для управления отдельными одновременно проходящими потоками текучей смеси с изменяющимися скоростями.

19. Устройство по п.12, дополнительно содержащее селектор (47) канала для регулирования перемещения текучей смеси в одном или нескольких проходах, проходящих из соединительной камеры, при этом установке селектора канала способствует, по меньшей мере, один из разделенных одновременно проходящих потоков текучей смеси для выборочного перемещения текучих смесей между проходами.

20. Устройство по п.19, в котором селектор канала содержит, по меньшей мере, второй элемент регулирования потока для дополнительного содействия установке селектора канала, сообщению текучей смеси, или их комбинации.