СКВАЖИННАЯ СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ БЕСПРОВОДНОЙ МОДУЛЬ Российский патент 2016 года по МПК E21B23/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к скважинной системе, содержащей обсадную трубу, имеющую внутреннюю стенку. Помимо этого, скважинная система содержит беспроводной модуль, выполненный с возможностью передвижения внутри обсадной трубы, содержащий приводное средство в виде колес и по меньшей мере один батарейный блок.

Уровень техники

В процессе добычи нефти может возникнуть необходимость в выполнении профилактических работ в скважине или в открытии эксплуатационной скважины. Такие работы в скважине известны как внутрискважинные работы. Расположенная внутри скважины эксплуатационная обсадная колонна в верхнем конце закрыта устьевым оборудованием. Устьевое оборудование может быть размещено на берегу, на буровой нефтяной установке или на морском дне.

Для того, чтобы опустить инструмент в скважину или поднять его из скважины и обеспечить инструмент электроэнергией, инструмент присоединен у своей верхней части к кабелю, который подают через устьевое оборудование. Для уплотнения скважины во время выполнения работ с использованием инструмента кабель проходит через секцию закачки смазки под высоким давлением и уплотнительные элементы, обеспечивающие уплотнение вокруг кабеля.

Для уплотнения кабеля по мере его прохождения через секцию закачки смазки под высоким давлением в окружающее затрубное пространство закачивают смазку под высоким давлением для создания герметичного динамического уплотнения, которое поддерживают во время работ за счет введения дополнительного количества смазки по мере надобности. Небольшая утечка смазки считается нормальным явлением, и добавление свежей смазки позволяет сохранить консистенцию уплотнения на уровне, обеспечивающем эффективную работу. При таком способе во время выполнения внутрискважинных работ происходит утечка смазки из секции закачки смазки в море, что является нежелательным с точки зрения охраны окружающей среды. Вследствие возрастающего понимания необходимости охраны окружающей среды существует потребность в техническом решении, не наносящем ущерба окружающей среде.

Раскрытие изобретения

Задачей данного изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков уровня техники. Более конкретно, задачей данного изобретения является создание улучшенного беспроводного инструмента для работы в скважине без необходимости использования кабеля или подобной линии электропередачи.

Вышеуказанные задачи, а также различные другие задачи, преимущества и признаки, которые очевидны из нижеследующего описания, выполнены в техническом решении согласно данному изобретению посредством скважинной системы, содержащей:

- обсадную трубу, имеющую внутреннюю стенку,

- беспроводной модуль, выполненный с возможностью перемещения внутри обсадной трубы, содержащий приводное средство в виде колес и по меньшей мере один батарейный блок, содержащий по меньшей мере одну батарею, предназначенную для питания электродвигателя, приводящего в действие насос, приводящий колеса во вращение вдоль внутренней стенки обсадной трубы, причем скважинная система дополнительно содержит устьевое оборудование, имеющее звукодетектирующее устройство, предназначенное для детектирования в обсадной трубе вибраций, например, вызываемых приводным средством или работами, выполняемыми беспроводным модулем.

В одном варианте осуществления изобретения звукодетектирующее устройство может представлять собой сейсмоприемник.

Кроме того, звукодетектирующее устройство может быть расположено в контакте с обсадной трубой.

При таком способе персонал, работающий с модулем, может определять положение модуля без осуществления связи непосредственно с модулем. Помимо этого, когда приводное средство беспроводного модуля проходит муфту обсадной трубы, то может быть детектировано различие в звуке или вибрациях, благодаря чему возможно вычисление положения беспроводного модуля, исходя из количества муфт обсадной трубы, пройденных модулем. Кроме того, если беспроводной модуль случайно остановится из-за возникновения неожиданного препятствия, то оператор будет проинформирован об этом и сможет отвести модуль назад и запустить его снова.

Наличие звукодетектирующего устройства обеспечивает дополнительные меры предосторожности, позволяющие убедиться в том, что беспроводной модуль находится в положении для выполнения работ, или находится достаточно близко к скважинному предохранительному клапану, чтобы открыть клапан для прохождения модуля. Если другое предохранительное устройство, расположенное в скважине, выходит из строя, такое устройство трудно заменить, так как оно расположено в скважине приблизительно на глубине 300 метров. Однако замена звукодетектирующего устройства в устьевом оборудовании является легкой операцией, и даже более легкой, если звукодетектирующее устройство расположено на другой поверхности устьевого оборудования, образующей часть наружной поверхности.

Кроме того, скважинная система может содержать управляющее устройство, выполненное с возможностью осуществления связи с беспроводным модулем в скважине и с возможностью осуществления связи со звукодетектирующим устройством для управления беспроводным модулем исходя из детектированной звукодетектирующим устройством звуковой картины.

Таким образом, операцию, выполняемую беспроводным модулем, можно отслеживать одновременно с выполнением операций. Соответственно, операция, звуковая картина которой не соответствует требованиям спецификации, составленной на основе подобных операций, выполненных ранее, может быть остановлена, прежде чем операция пойдет не должным образом, при этом выполнение операции может быть возобновлено. Более важно, что операция, выполненная в соответствии со звуковой спецификацией, может служить для оператора доказательством того, что операция выполнена правильно. Таким образом, наличие звукодетектирующего устройства обеспечивает возможность остановки операции, прежде чем операция пойдет не должным образом и разрушит скважину. Соответственно, снижается вероятность выполнения операции, наносящей больше повреждений, чем данная операция в действительности может устранить.

Управляющее устройство может быть расположено так, что оно соединено с блоком питания или по меньшей мере может устанавливать связь с блоком питания.

Кроме того, нет необходимости в осуществлении связи беспроводного модуля с его оператором при нахождении модуля в скважине, так как оператор может детектировать любые действия, а беспроводной модуль может быть запрограммирован на возвращение после определенного количества времени с данными, представляющими выполняемую операцию. Когда беспроводной модуль не присоединен к кабелю, то отпадает необходимость в подвесной смазочной головке, что улучшает экологическую безопасность.

Кроме того, звукодетектирующее устройство может содержать дисплей, отображающий вибрации, детектированные в обсадной трубе, например, в виде кривой, иллюстрирующей вибрации.

Более того, звукодетектирующее устройство может содержать преобразователь или датчик, примыкающий к наружной стенке устьевого оборудования.

Также, звукодетектирующее устройство может представлять собой электроакустический преобразователь или датчик, преобразующий звук в электрический сигнал.

Преобразователь может быть расположен в верхней части устьевого оборудования.

Скважинная система может дополнительно содержать процессор, предназначенный для вычисления расстояния от устьевого оборудования до беспроводного модуля.

Кроме того, процессор может осуществлять беспроводную связь со звукодетектирующим устройством посредством акустических волн, электромагнитных волн, Wi-Fi, ZigBee систем, беспроводной LAN, систем DECT, GSM, UWB, UMTS, Bluetooth, тональной частоты или радиочастоты.

Скважинная система может дополнительно содержать скважинный предохранительный клапан, расположенный в обсадной трубе.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, звукодетектирующее устройство может быть выполнено с возможностью осуществления связи со скважинным предохранительным клапаном и выдачи команды на его открытие, когда беспроводной модуль находится в пределах заданного расстояния от устьевого оборудования.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, скважинная система может дополнительно содержать стыковочную станцию, выполненную с возможностью присоединения к ней беспроводного модуля для зарядки или перезарядки, или для загрузки или скачивания информации или сигналов на беспроводной модуль и с него.

Помимо этого, стыковочная станция может быть расположена в устьевом оборудовании.

При расположении стыковочной станции в устьевом оборудовании, а не в боковом стволе, стыковочную станцию можно легко заменить. Кроме того, устьевое оборудование не должно иметь увеличенный диаметр, чтобы также обеспечить вмещение бокового ствола при завершении скважины, как это выполняют в известных решениях. При наличии бокового ствола внутренний диаметр устьевого оборудования должен быть больше, чем в скважине без бокового ствола, чтобы в скважину для ее создания можно было ввести обсадную трубу вместе с боковым стволом.

Беспроводной модуль может содержать беспроводное соединение, предназначенное для передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

Помимо этого, устьевое оборудование может содержать перезаряжающее соединение, предназначенное для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

Благодаря перезаряжающему соединению отпадает необходимость в выведении беспроводного модуля из герметичного устьевого оборудования или из скважины для выполнения перезарядки.

Кроме того, перезаряжающее соединение может содержать индуктивную связь.

Дополнительно, устьевое оборудование может содержать трубчатую секцию, имеющую стенку, вокруг которой расположено перезаряжающее соединение с созданием тем самым возможности для перезарядки, и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него через стенку трубчатой секции.

Также, устьевое оборудование может содержать трубчатую секцию, имеющую конец, имеющий внутреннюю поверхность и наружную поверхность, при этом перезаряжающее соединение может быть расположено у наружной поверхности конца, создавая тем самым возможность для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него через конец трубчатой секции.

Помимо этого, беспроводной модуль может содержать индуктивную связь.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, скважинная система может дополнительно содержать смазочное устройство, выполненное с возможностью соединения с концом трубчатой секции, причем перезаряжаемое соединение расположено вокруг смазочного устройства, создавая тем самым возможность для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него через стенку смазочного устройства.

Более того, скважинная система может содержать смазочное устройство, конец которого имеет внутреннюю поверхность и наружную поверхность и выполнен с возможностью соединения с концом трубчатой секции, при этом перезаряжающее соединение расположено у наружной поверхности конца смазочного устройства, создавая тем самым возможность для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него через торцевую стенку смазочного устройства.

Дополнительно, скважинная система может содержать перезаряжающий инструмент, выполненный с возможностью погружения в обсадную трубу.

Таким образом, беспроводной модуль можно перезаряжать без необходимости его введения в устьевое оборудование или смазочное устройство, то есть, беспроводной модуль не должен тратить энергию на преодоление расстояния от перезаряжающего инструмента к скважине.

Перезаряжающий инструмент можно погружать в скважину посредством кабеля или линии электропередачи.

Кроме того, перезаряжающий инструмент может содержать перезаряжающее соединение, предназначенное для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

Дополнительно, перезаряжающее соединение может содержать индуктивную связь, предназначенную для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

Наконец, перезаряжающий инструмент может содержать стыковочную станцию, выполненную с возможностью присоединения беспроводного модуля к беспроводному модулю для зарядки или перезарядки, или для загрузки или скачивания информации или сигналов на беспроводной модуль и с него.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение и его многочисленные преимущества описаны более подробно со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, на которых для иллюстрации показаны некоторые не ограничивающие варианты осуществления изобретения, и на которых:

на фиг.1 показан беспроводной скважинный модуль, расположенный в обсадной трубе в скважине,

на фиг.2 показано устьевое оборудование, содержащее звукодетектирующее устройство,

на фиг.3 показано звукодетектирующее устройство,

на фиг.4 показан еще один вариант реализации устьевого оборудования, имеющего перезаряжающее соединение,

на фиг.5 показан другой вариант реализации устьевого оборудования, содержащего перезаряжающее соединение,

на фиг.6 показана скважинная система, содержащая перезаряжающий инструмент, расположенный в обсадной трубе.

Все чертежи являются схематическими и выполнены не обязательно с соблюдением масштаба, при этом на них показаны только те части, которые необходимы для объяснения изобретения, поэтому другие части не показаны или показаны без объяснения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана скважинная система 200, содержащая беспроводной скважинный модуль 1, 100, расположенный в обсадной трубе 3 скважины 2. Беспроводной скважинный модуль 1, 100 содержит приводной блок 15, имеющий приводное средство 7 в форме колес, перемещающихся вдоль внутренней стенки 4 обсадной трубы 3. Беспроводной скважинный модуль 1, 100 обычно используют для приведения в действие рабочего инструмента в скважине 2 для выполнения операций, например, открытия рукава, измерения температуры и/или давления скважинного флюида, сбора информации о состоянии обсадной трубы в отношении протечек и так далее. Таким образом, беспроводной скважинный модуль 1, 100 соединен с разнообразным рабочим инструментом, а иногда и с группой инструментов одновременно.

Для продвижения вдоль стенки обсадной трубы беспроводной скважинный модуль 1, 100 содержит колеса, которые приводятся во вращение посредством насоса 6, приводимого в действие посредством электродвигателя 5. Беспроводной скважинный модуль 1, 100 содержит батарейный блок 8, предназначенный для питания электродвигателя 5 и содержащий группу батарей. Батарейный блок 8 расположен в той части беспроводного скважинного модуля 1, 100, которая находится ближе к устьевому оборудованию 110. Благодаря расположению батарейного блока 8 и, следовательно, батарей, в крайнем от центра конце, расположенном ближе всего к верхней части скважины 2, обеспечена легкость выполнения перезарядки или замены батарей просто при введении в устьевое оборудование.

Устьевое оборудование содержит трубчатую секцию 111 и конец 112, имеющий внутреннюю поверхность 113 и наружную поверхность 114. Устьевое оборудование 110 дополнительно содержит звукодетектирующее устройство 16, предназначенное для детектирования в обсадной трубе 3 вибраций, вызываемых приводным средством 7, например колесами. Когда беспроводной модуль 1, 100 продвигается назад и вперед внутри скважины, колеса совершают вращение вдоль внутренней стенки 4 обсадной трубы 3 и создают вибрации, которые могут быть детектированы звукодетектирующим устройством 16. Чем ближе беспроводной модуль 1, 100 находится к звукодетектирующему устройству 16, тем более высокий тон звука можно детектировать, что позволяет выполнить вычисление расстояния между беспроводным модулем и звукодетектирующим устройством.

Персонал, работающий с беспроводным модулем 1, 100, может определять положение модуля без непосредственной связи с ним. Помимо этого, когда приводное средство 7 беспроводного модуля 1, 100 проходит муфту обсадной трубы, можно детектировать различие в звуке или вибрациях, благодаря чему возможно вычисление положения беспроводного модуля, исходя из количества муфт обсадной трубы, пройденных модулем. Если беспроводной модуль 1, 100 случайно остановится из-за возникновения неожиданного препятствия, то оператор будет проинформирован об этом и сможет отвести указанный модуль назад и запустить его снова.

Кроме того, отсутствует необходимость в осуществлении связи беспроводного модуля 1, 100 с его оператором, когда модуль находится в скважине, так как оператор может детектировать любые действия исходя из звуков, таким образом, беспроводной модуль 1, 100 изначально может быть запрограммирован на возвращение после определенного количества времени с данными, представляющими выполняемую операцию, поэтому нет необходимости в осуществлении связи. Когда беспроводной модуль не присоединен к кабелю, нет необходимости в использовании подвесной смазочной головки, что улучшает экологическую безопасность.

Звукодетектирующее устройство, расположенное в устьевом оборудовании или в непосредственной близости от него, обеспечивает дополнительные меры предосторожности, позволяющие убедиться в том, что беспроводной модуль находится в положении для выполнения операции, или находится достаточно близко к скважинному предохранительному клапану, чтобы можно было открыть клапан для прохождения модуля. Замена звукодетектирующего устройства в устьевом оборудовании является более легкой, чем замена оборудования системы безопасности, расположенного в скважине, такая замена является еще более легкой, если звукодетектирующее устройство расположено на другой поверхности устьевого оборудования, образующей часть наружной поверхности.

Кроме того, скважинная система может содержать управляющее устройство, выполненное с возможностью осуществления связи с беспроводным модулем в скважине и с возможностью осуществления связи со звукодетектирующим устройством для управления беспроводным модулем исходя из детектированной звукодетектирующим устройством звуковой картины. Операции, выполняемые беспроводным модулем, можно отслеживать одновременно с выполнением операций.

Спецификация звучания конкретной правильно выполняемой операции в скважине может быть составлена на базе данных, полученных в результате некоторого количества рабочих проходов, следовательно, операция, которая не звучит в соответствии с данной спецификацией, может быть остановлена до того, как операция пойдет не должным образом, при этом выполнение операции может быть возобновлено. Более важно, что операция, выполненная в соответствии со звуковой спецификацией, может служить для оператора доказательством того, что операция выполнена правильно. Таким образом, наличие звукодетектирующего устройства обеспечивает возможность остановки операции, прежде чем операция пойдет не должным образом и разрушит скважину. Соответственно, снижается вероятность выполнения операции, наносящей больше повреждений, чем данная операция в действительности может устранить.

У поверхности часто располагают блок питания, от которого работает скважинный беспроводной модуль, при этом управляющее устройство может быть соединено с данным блоком питания или по меньшей мере может быть выполнено с возможностью осуществления связи с блоком питания.

Как показано на фиг.2, звукодетектирующее устройство 16 может содержать дисплей 17, отображающий вибрации, выявленные в обсадной трубе, например, в виде кривой, иллюстрирующей вибрации, создавая тем самым возможность для отслеживания оператором беспроводного модуля 1, 100 в обсадной трубе. Для проведения измерения вибраций звукодетектирующее устройство 16 содержит преобразователь 18 или датчик 18, примыкающий к наружной поверхности 114 устьевого оборудования 110. На основании силы звука можно вычислить расстояние от устьевого оборудования 110 до беспроводного модуля 1, 100 посредством процессора 19, расположенного в звукодетектирующем устройстве 16. Процессор 19 также может быть расположен у поверхности, в таком случае данные, представляющие выявленные вибрации, передают к процессору посредством линии связи. Информацию с дисплея 17 также можно прочитать посредством дистанционно управляемого средства (ROV), имеющего камеру, в таком случае изображение с дисплея передается к поверхности через кабель ROV.

Звукодетектирующее устройство может содержать любой тип преобразователя, способного детектировать звук, исходящий от металлической обсадной трубы, например любой тип звукозаписывающего устройства, сейсмоприемника или микрофона, который, являясь электроакустическим преобразователем или датчиком, преобразует звук в электрический сигнал. Преобразователь, сейсмоприемник или микрофон прикреплен к металлической обсадной трубе устьевого оборудования для детектирования звука/вибрации, исходящих от колес приводного средства или от рабочего инструмента при выполнении операции.

Если преобразователи 18 прочно прикреплены с примыканием к наружной поверхности 114 стенки 115 устьевого оборудования 110, то звукодетектирующее устройство 16 может быть смонтировано вокруг любого существующего устьевого оборудования 110, создавая возможность для детектирования надлежащим образом любых вибраций посредством преобразователей. Некоторое количество преобразователей 18 может быть смонтировано вдоль стенки 115 устьевого оборудования 110. Корпус звукодетектирующего устройства 16 может быть выполнен с возможностью растяжения по длине, например, в виде регулируемого соединителя, для возможности применения с различным типом устьевого оборудования 110.

Если процессор 19 расположен у поверхности, то он может также осуществлять беспроводную связь со звукодетектирующим устройством 16 посредством акустических волн, электромагнитных волн, Wi-Fi, ZigBee систем, беспроводной LAN, систем DECT, GSM, UWB, UMTS, Bluetooth, тональной частоты или радиочастоты.

Как показано на фиг.1, скважинная система 200 содержит скважинный предохранительный клапан 20, расположенный у верхней части обсадной трубы 3. Данный клапан действует в качестве дополнительного защитного средства в случае возникновения аварии при нахождении беспроводного модуля в скважине, что вызывает по существу прекращение нормальной работы клапанов устьевого оборудования 110, ослабление связи буровой установки с устьевым оборудованием и так далее. Поскольку при этом скважинный предохранительный клапан закрыт, беспроводной модуль 1, 100 должен находиться в режиме ожидания сигнала, прежде чем пройти через скважинный предохранительный клапан. Благодаря звукодетектирующему устройству 16 оператор информирован о моменте приближения беспроводного модуля 1, 100 к клапану, что дает оператору возможность, при отсутствии угрозы опасности, обеспечить прохождение модуля.

Как показано на фиг.2, скважинная система 200 содержит стыковочную станцию 21 на конце устьевого оборудования 110. Таким образом, стыковочная станция 21 представляет собой дополнительную часть трубы, прикрепленную на скважинное оборудование 110. Стыковочная станция 21 может быть соединена с беспроводным модулем для зарядки или перезарядки, или для загрузки или скачивания информации или сигналов на беспроводной модуль 1, 100 и с него. При необходимости беспроводной модуль 1, 100 самостоятельно стыкуется со стыковочной станцией 21 для подачи в него энергии, и/или для загрузки или скачивания информации или сигналов на беспроводной модуль или с него. Беспроводной модуль 1, 100 имеет соединения, сопрягающиеся с соединениями стыковочной станции 21 так, что обеспечена возможность установки беспроводного модуля 1, 100 в стыковочную станцию и, таким образом, создания электрического соединения.

Как показано на фиг.3, устьевое оборудование 110 содержит у своего конца перезаряжающее соединение 23, предназначенное для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль 1, 100 и с него. Таким образом, беспроводной модуль 1, 100 содержит беспроводное соединение 22, предназначенное для передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него, как показано на фиг.4. Для передачи электроэнергии или данных перезаряжающее соединение 23 может содержать индуктивную связь 24, а беспроводной модуль 1, 100 может содержать индуктивную связь 25, благодаря чему возможно выполнение перезарядки индуктивным способом без контактов для обеспечения электрического соединения.

При наличии индуктивной связи 24 перезаряжающего соединения 23 отпадает необходимость в выведении беспроводного модуля 1, 100 из герметичного устьевого оборудования 110 или скважины для выполнения перезарядки.

Перезаряжающее соединение 23 также может быть расположено вокруг трубчатой секции 111 устьевого оборудования 110, как показано на фиг.5, с созданием тем самым возможности для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль 1, 100 и с него через стенку 115 трубчатой секции. При наличии перезаряжающего соединения 23, расположенного вокруг трубчатой секции 111, перезаряжающее соединение 23 может быть легко смонтировано вокруг существующей скважины на период времени выполнения беспроводным модулем 1, 100 операции в данной скважине, и может быть снова демонтировано, когда беспроводной модуль больше не требуется в данной скважине.

Скважинная система 200 также может содержать смазочное устройство, выполненное с возможностью соединения с концом трубчатой секции 21, причем перезаряжающее соединение 23 может быть расположено вокруг смазочного устройства. Такое решение облегчает перезарядку и/или передачу электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль 1, 100 или с него через стенку смазочного устройства. Перезаряжающее соединение 23 также может быть расположено у наружной поверхности 114 конца смазочного устройства.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, скважинная система 200 содержит перезаряжающий инструмент 300, выполненный с возможностью погружения в обсадную трубу 3 посредством кабеля 301 или подобной линии электропередачи. Перезаряжающий инструмент 300 погружают в обсадную трубу после введения беспроводного модуля или модулей 1, 100. Перезаряжающий инструмент 300 содержит перезаряжающее соединение 302, предназначенное для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль 1, 100 и с него. Таким образом, посредством простого примыкания конца перезаряжающего инструмента 300 к перезаряжающему инструменту можно перезарядить беспроводной модуль 1, 100 простым подъемом до уровня инструмента 300. В этом случае, беспроводной модуль 1, 100 можно перезарядить без необходимости его введения в устьевое оборудование 110 или смазочное устройство, таким образом, беспроводной модуль 1, 100 не должен тратить энергию на преодоление расстояния от перезаряжающего инструмента 300 к скважине.

Перезаряжающее соединение 302 содержит индуктивную связь 303, согласованную с индуктивной связью беспроводного модуля 1, 100.

Перезаряжающий инструмент 300 может также содержать стыковочную станцию 21, предназначенную для присоединения беспроводного модуля 1, 100 для зарядки или перезарядки, или для загрузки или скачивания информации или сигналов на беспроводной модуль и с него.

При наличии скважинной системы 200 с перезаряжающим инструментом 300 и группой беспроводных модулей 1, 100, получающих электроэнергию от перезаряжаемых батарей, беспроводные модули могут работать одновременно и самостоятельно продвигаться к перезаряжающему инструменту 300 при потребности в электроэнергии, после чего продолжать работу. Возможность работы одновременно с группой беспроводных модулей 1, 100 позволяет быстрее проводить измерения во всех боковых или поперечных стволах 40, например, измерения давления и температуры, создавая тем самым возможность для более быстрого продолжения добычи углеводородов.

При необходимости перезарядки беспроводной модуль 1, 100 не должен преодолевать расстояние от его местоположения до устьевого оборудования 110, так как эту функцию выполняет перезаряжающий инструмент. Такой способ обеспечивает экономию как времени, так и энергии.

Для оптимизации добычи беспроводные модули 1, 100 также могут быть постоянно расположены в скважине для проведения непрерывных измерений флюида, проходящего в формации, во время добычи.

Стыковочная станция 21 может содержать универсальную последовательную шину (USB) для осуществления связи с инструментом, когда он пристыкован к стыковочной станции.

Стыковочная станция 21 может быть соединена электронным способом с дисплеем, расположенным снаружи скважины так, чтобы водолаз мог передать рабочие команды инструменту без необходимости в выведении инструмента из скважины. Инструмент может загружать и скачивать информацию или сигналы посредством стыковочной станции и дисплея.

Когда инструмент находится внизу в скважине, то он соединен со стыковочной станцией 21 так, чтобы передавать данные стыковочной станции так, что они могут быть переданы посредством дисплея к ROV водолаза. Водолаз и/или ROV имеет коммуникационный блок, выполненный с возможностью обеспечивать оптическую связь с дисплеем и получать информацию о состоянии скважины.

Под флюидом или скважинным флюидом понимается любой тип флюида, который может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип газового состава, присутствующий в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип нефтяного состава, например сырая нефть, нефтесодержащий флюид и так далее. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.

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

В случае, если инструмент не может быть полностью погружен в обсадную колонну, для проталкивания инструментов полностью до нужного положения в скважине можно использовать скважинный трактор. Скважинный трактор может представлять собой любой тип приводного устройства, посредством которого можно толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.

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

Изобретение относится к скважинной системе, содержащей беспроводной модуль. Система содержит обсадную трубу, имеющую внутреннюю стенку, беспроводной модуль, выполненный с возможностью перемещения внутри обсадной трубы, содержащий приводное средство в виде колес и, по меньшей мере, один батарейный блок, содержащий, по меньшей мере, одну батарею, предназначенную для питания электродвигателя, приводящего в действие насос, приводящий колеса во вращение вдоль внутренней стенки обсадной трубы. Причем скважинная система дополнительно содержит устьевое оборудование, имеющее звукодетектирующее устройство, предназначенное для детектирования в обсадной трубе вибраций, например, вызываемых приводным средством или операцией, выполняемой беспроводным модулем. Технический результат заключается в повышении эффективности скважинной системы, содержащей беспроводной модуль. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Скважинная система (200), содержащая:
- обсадную трубу (3), имеющую внутреннюю стенку (4),
- беспроводной модуль (1, 100), выполненный с возможностью перемещения внутри обсадной трубы, содержащий приводное средство (7) в виде колес и, по меньшей мере, один батарейный блок (8), содержащий, по меньшей мере, одну батарею (9), предназначенную для питания электродвигателя (5), приводящего в действие насос (6), приводящий колеса во вращение вдоль внутренней стенки обсадной трубы,
причем скважинная система дополнительно содержит устьевое оборудование (110), имеющее звукодетектирующее устройство (16), предназначенное для детектирования в обсадной трубе вибраций, например, вызываемых приводным средством или операцией, выполняемой беспроводным модулем.

2. Скважинная система по п.1, в которой звукодетектирующее устройство содержит дисплей (17), отображающий вибрации, детектированные в обсадной трубе, например, в виде кривой, иллюстрирующей вибрации.

3. Скважинная система по п.2, в которой звукодетектирующее устройство содержит преобразователь (18) или датчик, примыкающий к наружной стенке устьевого оборудования.

4. Скважинная система по любому из пп.1-3, дополнительно содержащая процессор (19), предназначенный для вычисления расстояния от устьевого оборудования до беспроводного модуля.

5. Скважинная система по любому из пп.1, 2 или 3, дополнительно содержащая скважинный предохранительный клапан (20), расположенный в обсадной трубе.

6. Скважинная система по любому из пп.1, 2 или 3, в которой звукодетектирующее устройство выполнено с возможностью осуществления связи со скважинным предохранительным клапаном и выдачи команды на его открытие, когда беспроводной модуль находится в пределах заданного расстояния от устьевого оборудования.

7. Скважинная система по любому из пп.1, 2 или 3, дополнительно содержащая стыковочную станцию (21), выполненную с возможностью присоединения к ней беспроводного модуля для зарядки или перезарядки, или для загрузки или скачивания информации или сигналов на беспроводной модуль и с него.

8. Скважинная система по любому из пп.1, 2 или 3, в которой беспроводной модуль содержит беспроводное соединение (22), предназначенное для передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

9. Скважинная система по п.8, в которой устьевое оборудование содержит перезаряжающее соединение (23), предназначенное для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

10. Скважинная система по п.9, в которой устьевое оборудование содержит трубчатую секцию (111), имеющую стенку (115), вокруг которой расположено перезаряжающее соединение с созданием тем самым возможности для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него через стенку трубчатой секции.

11. Скважинная система по любому из пп.9 или 10, в которой устьевое оборудование содержит трубчатую секцию (111), имеющую конец (112), имеющий внутреннюю поверхность (113) и наружную поверхность (114), при этом перезаряжающее соединение расположено у наружной поверхности конца, создавая тем самым возможность для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него через конец трубчатой секции.

12. Скважинная система по любому из пп.1-3, 9 или 10, дополнительно содержащая перезаряжающий инструмент (300), выполненный с возможностью погружения в обсадную трубу.

13. Скважинная система по п.12, в которой перезаряжающий инструмент погружают посредством кабеля (301) или линии электропередачи.

14. Скважинная система по п.12, в которой перезаряжающий инструмент содержит перезаряжающее соединение (302), предназначенное для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.

15. Скважинная система по п.14, в которой перезаряжающее соединение содержит индуктивную связь (303), предназначенную для перезарядки и/или передачи электроэнергии и/или данных на беспроводной модуль и с него.