МАНИФОЛЬД ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА И СВЯЗАННЫЕ С НИМ СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ Российский патент 2019 года по МПК E21B43/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится по существу к оборудованию и операциям, применяемым в подземных скважинах и, в примере, описанном ниже, в частности, предусмотрен манифольд гравийного фильтра и связанные системы и способы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Хотя возможны вариации, гравийный фильтр, по существу, является скоплением "гравия" (обычно песка, проппанта или другого гранулированного или зернистого материала, природного или синтетического) около трубчатого фильтра или фильтра в стволе скважины. Гравий имеет размер, не позволяющий проходить через фильтр и обеспечивающий песку, отходам и мелким фракциям горной породы, пройденной стволом скважины, легкий проход через гравийный фильтр с потоком текучей среды из пласта. Хотя и относительно редко, гравийный фильтр могут также применять в нагнетательной скважине, например, для крепления неконсолидированного пласта.

Укладка гравия вокруг фильтра в стволе скважины является сложным процессом, требующим относительно сложного оборудования и методик для поддержания в скважине целостности с обеспечением надлежащей укладки гравия, обеспечивающей последующую эффективную и беспроблемную эксплуатацию. Поэтому понятно, что постоянно требуются улучшения в технике разработки и использования гравийного фильтра оборудования и соответствующих способов. Такое улучшенное оборудование и способы могут быть полезны для любого типа гравийного фильтра в обсаженных или не обсаженных стволах скважин, и в вертикальных, горизонтальных или наклонно-направленных секциях скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлен вид части сечения примера системы гравийного фильтра и связанного способа, которые могут осуществлять принципы данного изобретения.

На фиг. 2-7 представлены сечения последовательности этапов в способе установки гравийного фильтра.

На фиг. 8 представлено с увеличением сечение манифольда, который можно применять в системе и способе фиг. 1-7.

На фиг. 9 представлен вид сверху трехканального переводника манифольда.

На фиг. 10 представлено сечение переводника с тремя каналами, по линии 10-10 фиг. 11.

На фиг. 11 представлен вид снизу переводника с тремя каналами.

На фиг. 12 представлено продольное сечение манифольда, по линии 12-12 фиг. 8.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показана система 10 гравийного фильтра и связанный способ, которыми можно осуществлять принципы данного изобретения. Вместе с тем, следует ясно понимать что система 10 и способ являются только одним примером применения принципов данного изобретения на практике, и многочисленные другие примеры являются возможными. Поэтому, объем данного изобретения не ограничен деталями системы 10 и способом, описанными в данном документе и/или показанными на чертежах.

В примере на фиг. 1, ствол 12 скважины пробурен так, что проходит горную породу 14. Компоновка 16 заканчивания скважины установлена в стволе 12 скважины, например, с применением по существу трубной ремонтной колонны 18 для спуска компоновки заканчивания и установки пакера 20 компоновки заканчивания.

Установка пакера 20 в стволе 12 скважины обеспечивает изоляцию верхнего скважинного кольцевого пространства 22 от нижнего скважинного кольцевого пространства 24 (хотя, как описано выше, когда пакер устанавливают, верхнее кольцевое пространство и нижнее кольцевое пространство могут сообщаться друг с другом). Верхнее кольцевое пространство 22 образовано радиально между ремонтной колонной 18 и стволом 12 скважины, и нижнее кольцевое пространство 24 образовано радиально между компоновкой 16 заканчивания и стволом скважины.

Термины "верхний" и "нижний" применяются в данном документе для удобства описания относительной ориентации кольцевого пространства 22 и кольцевого пространства 24, показанных на фиг. 1. В других примерах ствол 12 скважины может быть горизонтальным (в таком случае одно кольцевое пространство не должно быть выше или ниже другого) или иначе наклонно-направленным. Таким образом, объем данного изобретения не ограничен вариантами относительной ориентации примеров, описанных в данном документе.

Как показано на фиг. 1, пакер 20 установлен в обсаженном участке ствола 12 скважины, и по существу трубчатый скважинный фильтр 26 компоновки 16 заканчивания установлен в необсаженном или открытом участке ствола скважины. Вместе с тем, в других примерах пакер 20 может быть установлен в открытом участке ствола 12 скважины, и/или фильтр 26 может быть установлен в обсаженном участке ствола скважины. Таким образом, понятно, что объем данного изобретения не ограничен частными деталями системы 10, показанной на фиг. 1, или описанными в данном документе.

В способе фиг. 1 ремонтная колонна 18 не только обеспечивает установку пакера 20, но также обеспечивает различные каналы для направления текучих сред на вход и выход компоновки 16 заканчивания, верхнего кольцевого пространства 22 и нижнего кольцевого пространства 24. Одной причиной придания функции направления потока ремонтной колонны 18 является укладка гравия 28 в нижнем кольцевом пространстве 24 вокруг скважинного фильтра 26.

Примеры некоторых этапов способа показаны на фиг. 2-7 и описаны полнее ниже. Вместе с тем, следует ясно понимать, что не требуется выполнение всех этапов, показанных на фиг. 2-7, и дополнительные или другие этапы можно выполнять, придерживаясь принципов данного изобретения.

На фиг. 2, показана система 10 в процессе применения ремонтной колонны 18 для спуска и позиционирования компоновки 16 заканчивания в стволе 12 скважины. Для ясности иллюстрации обсаженный участок ствола 12 скважины не показан на фиг. 2-7.

Отмечаем, что, как показано на фиг. 2, пакер 20 еще не установлен, и компоновку 16 заканчивания можно переместить через ствол 12 скважины в любое требуемое место. Когда компоновку 16 заканчивания перемещают в ствол 12 скважины и устанавливают в нем, можно осуществлять циркуляцию текучей среды 30 через канал 32, который проходит продольно через ремонтную колонну 18.

Как показано на фиг. 3, компоновка 16 заканчивания установлена в нужное положение в стволе 12 скважины, и пакер 20 установлен, при этом обеспечена изоляция верхнего кольцевого пространства 22 от нижнего кольцевого пространства 24. В данном примере для выполнения установки пакера 20 шар, дротик или другую пробку 34 спускается в канал 32 и, после герметизации пробкой 34 поток давление в проходе потока выше пробки увеличивается.

Данное увеличенное давление приводит в действие инструмент 36 для установки пакера ремонтной колонны 18. Устанавливающий инструмент 36 может относиться к хорошо известному специалисту в данной области техники типу, и поэтому дополнительные детали устанавливающего инструмента и его работа не показаны в чертежах и не описаны в данном документе.

Хотя пакер 20 в данном примере устанавливают приложением увеличенного давления к устанавливающему инструменту 36 ремонтной колонны 18, в других примерах пакер может быть установлен с применением других методик. Например, пакер 20 можно устанавливать посредством манипуляции с ремонтной колонной 18 (например, вращение в выбранном направлении и затем опускание или подъем, и т.д.) с приложением или без приложения увеличенного давления. Таким образом, объем данного изобретения не ограничен конкретной методикой установки пакера 20.

Отмечаем, что, хотя установленный пакер 20 отделяет верхнее кольцевое пространство 22 от нижнего кольцевого пространства 24, в этапе способа, показанном на фиг. 3, верхнее кольцевое пространство и нижнее кольцевое пространство здесь не полностью изолированы друг от друга. Взамен, другой канал 38 в ремонтной колонне 18 обеспечивает сообщение по текучей среде между верхним кольцевым пространством 22 и нижним кольцевым пространством 24.

На фиг. 3, можно видеть что нижнее окно 40 обеспечивает сообщение между каналом 38 и внутренним пространством компоновки 16 заканчивания. Сквозные отверстия 42, выполненные в компоновке 16 заканчивания обеспечивают сообщение между внутренним пространством компоновки заканчивания и нижним кольцевым пространством 24.

Кольцевое уплотнение 44 расположено уплотненным образом в отверстии 46 уплотнения. Отверстие 46 уплотнения расположено в пакере 20 в данном примере, но в других примерах отверстие уплотнения может быть расположено иначе (например, выше или ниже пакера).

На этапе, показанном на фиг. 3, уплотнение 44 изолирует окно 40 от другого окна 48, которое обеспечивает сообщение между другим каналом 50 и пространством снаружи ремонтной колонны 18. На данной стадии способа обеспечено отсутствие поток через окно 48, поскольку одно или несколько дополнительных кольцевых уплотнений 52 на противоположной продольной стороне окна 48 также расположены уплотненным образом в отверстии 46 уплотнения.

Верхний конец канала 38 сообщается с верхним кольцевым пространством 22 через верхнее окно 54. Хотя это ясно не видно на фиг. 3, относительно небольшие кольцевые пространства между устанавливающим инструментом 36 и пакером 20 обеспечивают сообщение между окном 54 и верхним кольцевым пространством 22.

Таким образом, понятно, что канал 38 и окна 40, 54 создают эффективный байпас отверстия 46 уплотнения (блокировано кольцевыми уплотнениями 44, 52, которые несет ремонтная колонна 18) и обеспечивают подачу гидростатического давления в верхнем кольцевом пространстве 22 в нижнее кольцевое пространство 24. Это улучшает стабильность ствола 12 скважины, частично, предотвращая уменьшение давления в нижнем кольцевом пространстве 24 (например, к давлению в пласте 14) при установке пакера 20.

Как показано на фиг. 4, ремонтная колонна 18 поднята относительно колонны 16 заканчивания, которая теперь скреплена со стволом 12 скважины, благодаря предшествующей установке пакера 20. В данном положении другое кольцевое уплотнение 56, которое несет ремонтная колонна 18, теперь задействовано для уплотнения в отверстии 46 уплотнения, при этом канал 38 изолирован от нижнего кольцевого пространства 24.

Вместе с тем, канал 32 теперь сообщается с нижним кольцевым пространством 24 через отверстия 42 и одно или несколько окон 58 в ремонтной колонне 18. таким образом, продолжается сообщение гидростатического давления с нижним кольцевым пространством 24.

Нижнее кольцевое пространство 24 изолировано от верхнего кольцевого пространства 22 пакером 20. Канал 38 не сообщается с нижним кольцевым пространством 24, благодаря кольцевому уплотнению 56 в отверстии 46 уплотнения. Канал 50 может сообщаться с нижним кольцевым пространством 24, но обеспечено отсутствие прохода через окно 48, благодаря кольцевому уплотнению 52 в отверстии 46 уплотнения. Таким образом, нижнее кольцевое пространство 24 полностью изолировано от верхнего кольцевого пространства 22.

При положении ремонтной колонны 18 фиг. 4 пакер 20 можно испытать, прикладывая увеличенное давление в верхнем кольцевом пространстве 22 (например, применяя насосы на поверхности). Если имеется какая-либо протечка из верхнего кольцевого пространства 22 в нижнее кольцевое пространство 24, данная протечка должна передаваться через отверстия 42 и окна 58 на поверхность через канал 32, ситуация должна быть понятной операторам на поверхности, и они могут предпринять меры по ликвидации неисправности.

Как показано на фиг. 5, реверсивный клапан 60 открыт посредством подъема ремонтной колонны 18 относительно компоновки 16 заканчивания, так что кольцевое уплотнение 56 располагается выше отверстия 46 уплотнения, и затем нагнетается давление в верхнем кольцевом пространстве 22 для открытия реверсивного клапана. Ремонтную колонну 18 затем спускают в ее положение фиг. 5 (несколько поднятое относительно положения фиг. 4).

Таким образом, в данном примере, реверсивный клапан 60 является управляемым давлением в кольцевом пространстве скользящим муфтовым клапаном хорошо известного специалистам в данной области техники типа, и поэтому работа и конструкция реверсивного клапана не описана и не показана более подробно данным раскрытием. Вместе с тем, следует ясно понимать, что объем данного изобретения не ограничен применением реверсивного клапана конкретного типа или любой конкретной методики для работы реверсивного клапана.

Подъем ремонтной колонны 18 относительно компоновки 16 заканчивания может содействовать операциям, иным, чем открытие реверсивного клапана 60. В данном примере подъем ремонтной колонны 18 может выполнять функцию подготовки изолирующего клапана (не показано), соединенного в промывочной трубе 62 ремонтной колонны, к последующему закрытию.

Изолирующий клапан может иметь тип, хорошо известный специалисту в данной области техники, и может (когда закрыт) предотвращать подачу из канала 32 во внутреннее пространство скважинного фильтра 26. Вместе с тем, объем данного изобретения не ограничен применением изолирующего клапана конкретного типа или любой частной методики для управления изолирующим клапаном.

В положении фиг. 5 канал 32 сообщается с нижним кольцевым пространством 24 через отверстия 42 и окна 58. В дополнение, канал 50 сообщается с верхним кольцевым пространством 22 через окно 48. Канал 50 также сообщается с внутренним пространством скважинного фильтра 26 через промывочную трубу 62.

Гравийную суспензию 64 (смесь гравия 28 и одной или нескольких текучих сред 66) можно теперь подавать с поверхности через канал 32 ремонтной колонны 18 и наружу, в нижнее кольцевое пространство 24 через отверстия 42 и окна 58. Текучие среды 66 могут проходить внутрь через скважинный фильтр 26, в промывочную трубу 62 и в верхнее кольцевое пространство 22 через канал 50 для возврата на поверхность. Таким способом гравий 28 осаждается в нижнем кольцевом пространстве 24 (см. фиг. 6 и 7).

Как показано на фиг. 6, ремонтная колонна 18 поднята дополнительно относительно компоновки 16 заканчивания после завершения подачи насосом гравийной суспензии 64. Кольцевое уплотнение 56 теперь удалено из отверстия 46 уплотнения, при этом открыт воздействию верхнего кольцевого пространства 22 реверсивный клапан 60.

Теперь можно осуществлять циркуляцию чистой текучей среды 68 с поверхности через верхнее кольцевое пространство 22 и внутрь через открытый реверсивный клапан 60, и затем обратно на поверхность через канал 32. Данный реверсивный циркуляционный поток можно применять для удаления гравия 28, остающегося в проходе 32 после подачи насосом гравийной суспензии 64.

После реверсивной циркуляции ремонтную колонну 18 можно для удобства поднять на поверхность и установить эксплуатационную колонну насосно-компрессорных труб (не показано). Подача через отверстие 42 прекращается, когда ремонтную колонну 18 выводят из компоновки 16 заканчивания (например, с помощью сдвигающейся муфты известной специалистам в данной области техники, как закрывающая муфта). Нижний конец эксплуатационной колонны насосно-компрессорных труб можно оборудовать кольцевым уплотнением и заводить в отверстие 46 уплотнения, после чего текучие среды можно получать из пласта 14 через гравий 28, затем в скважинный фильтр 26 и на поверхность через эксплуатационную колонну насосно-компрессорных труб.

На фиг. 7 показан возможный этап обработки. Данный этап обработки можно выполнить после этапа реверсивной циркуляции фиг. 6 и до подъема ремонтной колонны 18.

Как показано на фиг. 7, другой шар, дротик или другую пробку 70 устанавливают в канал 32, и затем прикладывают увеличенное давление в проходе потока. Данное увеличенное давление обуславливает изоляцию нижнего участка канала 50 от верхнего участка канала (например, посредством закрытия клапана 72), и также обеспечивает сообщение нижнего участка канала 50 с каналом 32 выше пробки 70 (например, посредством открытия клапана 74).

Нижний участок канала 50, следовательно, теперь изолирован от верхнего кольцевого пространства 22. Вместе с тем, нижний участок канала 50 теперь обеспечивает сообщение между каналом 32 и внутренним пространством скважинного фильтра 26 через промывочную трубу 62. Заметим, также, что нижнее кольцевое пространство 24 изолировано от верхнего кольцевого пространства 22.

Теперь можно подавать текучую среду 76 обработки с поверхности через каналы 32, 50 и промывочную трубу 62 во внутреннее пространство скважинного фильтра 26 и затем наружу через скважинный фильтр в гравий 28. Если требуется, текучую среду 76 обработки можно дополнительно подавать в пласт 14.

Текучая среда 76 обработки может быть текучей средой любого типа, подходящей для обработки скважинного фильтра 26, гравия 28, ствола 12 скважины и/или пласта 14. Например, текучая среда 76 обработки может содержать кислоту для растворения фильтрационной корки бурового раствора (не показано) на стенке ствола 12 скважины или для растворения загрязняющих веществ, отложившихся на скважинной фильтре 26 или в гравии 28. Кислоту можно закачивать в пласт 14 для увеличения его проницаемости. Агенты регулирования приемистости можно закачивать в пласт 14 для модификации его гидрофильности или других характеристик. В пласт 14 можно закачивать брейкеры для разжижения гелей, примененных в предшествующем гидроразрыве пласта. Понятно, что объем данного изобретения не ограничен применением конкретной текучей среды обработки, или любым конкретным предназначением подачи текучей среды обработки в компоновку 16 заканчивания.

Дополнительно, на фиг. 8, показан манифольд 80 ремонтной колонны 18, отдельно от остальных частей ремонтной колонны и системы 10. Термин "манифольд" применяется для данного участка ремонтной колонны 18, поскольку он содержит конструкцию с различными каналами 32, 38, 50 для направления потока, как требуется в системе 10.

На примере фиг. 8 все каналы 32, 38, 50 проходят продольно в манифольде 80. Канал 32 проходит через весь манифольд 80. Каналы 38, 50 каждый проходит через часть манифольда 80.

Отмечается, что каналы 32, 38, 50 изолированы друг от друга в манифольде 80. Окна 40, 54 (см. фиг. 2-4) обеспечивают сообщение между каналом 38 и пространством снаружи манифольда 80, и окно 48 обеспечивает сообщение между каналом 50 и пространством снаружи манифольда. Таким образом, каждый из каналов 32, 38, 50 может быть расположен снаружи и сообщаться с выбранными другими проходами потока, в зависимости, например, от положения ремонтной колонны 18 относительно колонны 16 заканчивания (и уплотнения 44, 52, 56 относительно отверстия 46 уплотнения).

Для удобства описания пример манифольда 80 фиг. 8 можно разделить концептуально на пять последовательных примыкающих частей A-E. Верхняя часть A имеет каналы 32, 38, выполненные в ней, и данные каналы изолированы друг от друга, но канал 50 не присутствует в данной части. Канал 38 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через окно 54 (на фиг. 8 не показано, см. фиг. 2-4).

В следующей части B все каналы 32, 38, 50 выполнены в манифольде 80. Канал 50 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через окно 48. Каналы 32, 38 изолированы друг от друга, и от пространства снаружи манифольда 80.

В следующей части C все каналы 32, 38, 50 выполнены в манифольде 80. Каналы 32, 38, 50 изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда 80.

В следующей части D все каналы выполнены в манифольде 80. Канал 38 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через окно 40.

В нижней части E, каналы 32, 50 выполнены в манифольде 80 и изолированы друг от друга. Прохода 38 нет в данной части.

Хотя как показано на фиг. 8, каналы 32, 38, 50 являются прямыми и проходят напрямую продольно в манифольде 80, в других примерах каналы могут иметь отклонения, кривые, углы отличающиеся формы и т.д. Таким образом, объем данного изобретения не ограничен конкретной формой, ориентацией или конфигурацией каналов 32, 38, 50 в манифольде 80.

Также на фиг. 8 показаны различные потоки, описанные выше для этапов способа примера фиг. 2-7. Хотя данные потоки показаны на той-же фиг. 8, они не обязательно проходят одновременно.

Стрелки в проходе 32 представляют текучую среду 30 с циркуляцией фиг. 2, гравийную суспензию 64 фиг. 5 и текучую среду 76 обработки фиг. 7. Текучая среда 68 с реверсивной циркуляцией фиг. 6 должна проходить в противоположном направлении через канал 32.

Стрелки 82 в проходе 38 представляют сообщение гидростатического давления из верхнего кольцевого пространства 22 в нижнее кольцевое пространство 24, как показано на фиг. 3. Текучая среда 66 суспензии проходит через канал 50 в операции установки гравийного фильтра, как показано на фиг. 5.

Как упомянуто выше, все каналы 32, 38, 50 представлены в частях B-D манифольда 80. Благодаря обеспечению каналов 32, 38, 50 в данной продольно "перекрывающей" конфигурации длину ремонтной колонны 18 и, следовательно, длину компоновки 16 заканчивания можно уменьшить. Это дает ряд выгод, в том числе (но без ограничения этим) уменьшение стоимости изготовления компоновки 16 заканчивания и ремонтной колонны 18, уменьшение расходов на транспортировку (например, расходов на транспортировку крупногабаритных компонентов), уменьшение времени монтажа, удобство в работе, сокращение манипуляций с ремонтной колонной и т.д. Вместе с тем, следует ясно понимать, что объем данного изобретения не ограничен получением частных выгод от конструкции манифольда 80, показанной на примере фиг. 8.

На фиг. 9-11 дополнительно показан участок переводника с тремя каналами 84 манифольда 80. Термин "с тремя каналами" указывает что в переводнике 84 примера, показанного на фиг. 9-11, выполнены все каналы 32, 38, 50. Вместе с тем, в других примерах переводник манифольда 80 может иметь любое число каналов, выполненных в нем, согласно принципам данного изобретения.

Как показано на фиг. 9-11, каналы 32, 38, 50 выполнены по меньшей мере частично по существу в трубчатом кожухе 86, имеющем резьбовые и уплотненные соединения на каждом конце. Канал 32 полностью проходит через кожух 86. Каналы 38, 50 проходят только частично через кожух 86.

Отмечаем, что в примере фиг. 9-11 имеются фактически многочисленные каналы 38 и многочисленные каналы 50. Каналы 38, 50 распределены по окружности вокруг центрального канала 32.

Четыре канала 38 и восемь каналов 50 показаны в примере фиг. 9-11, но в других примерах число каналов может быть другим, и каналы 32, 38, 50 могут быть иначе расположены (например, каналы 38, 50 с неравными интервалами распределены вокруг канала 32, или многочисленных каналов 32). Таким образом, объем данного изобретения никак не ограничен деталями переводника 84 с тремя каналами, показанного на чертежах или описанного в данном документе.

Конфигурацию, в которой все каналы 32, 38, 50 пересекают одно поперечное сечение манифольда 80 можно более ясно увидеть на фиг. 12. В примере фиг. 12 также показано другое устройство каналов 38, 50, в котором имеются три канала 38 и девять каналов 50.

В других примерах каналы 38, 50 могут не содержать продольных просверленных "отверстий", распределенных по окружности вокруг канала 32. Например, можно применять коаксиальные трубы для изоляции каналов 32, 38, 50 друг от друга в переводнике 84 с тремя каналами, с любым числом каналов, содержащих кольцевые пространства между концентрическими трубами. Здесь также, объем изобретения никак не ограничен деталями переводника 84 с тремя каналами, показанными на чертежах или описанными в данном документе.

Теперь совершенно понятно, что описанное выше изобретение обеспечивает значительный продвижение вперед в технике конструирования и эксплуатации систем и способов установки гравийного фильтра в скважинах. В примерах, описанных выше, система 10 и связанный способ обеспечивают повышенное удобство и уменьшенные затраты на операции установки гравийного фильтра.

Описанное выше изобретение обеспечивает в технике систему 10 гравийного фильтра. В одном примере система 10 гравийного фильтра может включают в себя манифольд 80, с возможностью возвратно-поступательного перемещения, расположенный в скважинной компоновке 16 заканчивания. Манифольд 80 имеет по меньшей мере первый, второй и третий каналы 32, 38, 50. Первый, второй и третий каналы 32, 38, 50 изолированы друг от друга в манифольде 80.

Каждый из первого, второго и третьего каналов 32, 38, 50 пересекает одинаковое поперечное сечение манифольда 80. Второй и третий каналы 38, 50 могут быть расположены вокруг первого канала 32 в поперечном сечении.

Первый канал 32 проходит продольно через манифольд 80. Второй канал 38 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через первое окно 40. Третий канал 50 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через второе окно 48.

Первое и второе окна 40, 48 расположены на противоположных сторонах поперечного сечения (например, по линии 12-12 фиг. 8). Первое окно 40 может быть изолировано от второго окна 48 первым кольцевым уплотнением 44, которое несет манифольд 80.

Второй канал 38 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через третье окно 54. Второе окно 48 расположено в продольном направлении между первым и третьим окнами 40, 54. Второе окно 48 может быть изолировано от третьего окна 54 вторым кольцевым уплотнением 52, которое несет манифольд 80.

Манифольд 80 расположен уплотненным образом в отверстии 46 уплотнения компоновки 16 заканчивания скважины. Компоновка 16 заканчивания скважины включает в себя пакер 20, который изолирует первое скважинное кольцевое пространство 22 от второго скважинного кольцевого пространства 24. Второй канал 38 обеспечивает сообщение по текучей среде между первым кольцевым пространством 22 и вторым кольцевым пространством 24 в первом положении манифольда 80 относительно отверстия 46 уплотнения.

Первое кольцевое пространство 22 изолировано от второго кольцевого пространства 24 и третьего канала 50 во втором положении манифольда 80 относительно отверстия 46 уплотнения. Первый канал 32 сообщается с вторым кольцевым пространством 24 во втором положении манифольда 80 относительно отверстия 46 уплотнения.

Компоновка 16 заканчивания скважины включает в себя скважинный фильтр 26 во втором кольцевом пространстве 24. Третий канал 50 обеспечивает сообщение по текучей среде между первым кольцевым пространством 22 и пространством внутри скважинного фильтра 26 в третьем положении манифольда 80 относительно отверстия 46 уплотнения.

Способ установки гравийного фильтра ствола 12 скважины также обеспечен для техники описанным выше изобретением. В одном примере способ может содержать смещение по существу трубчатой ремонтной колонны 18 относительно отверстия 46 уплотнения в скважинной компоновке 16 заканчивания, при этом избирательно обеспечивая и предотвращая поток через первое и второе окна 40, 48, которые обеспечивают сообщение с пространством снаружи манифольда 80.

Манифольд 80 включает в себя первый, второй и третий каналы 32, 38, 50. Первое окно 40 обеспечивает сообщение между вторым каналом 38 и пространством снаружи манифольда 80, и второе окно 48 обеспечивает сообщение между третьим каналом 50 и пространством снаружи манифольда 80.

В первом положении ремонтной колонны 18 относительно отверстия 46 уплотнения второй канал 38 сообщается с первым скважинным кольцевым пространством 22 через третье окно 54, обеспечивая сообщение с пространством снаружи манифольда 80, и второй канал 38 сообщается с вторым скважинным кольцевым пространством 24 через первое окно 40. Первое кольцевое пространство 22 и второе кольцевое пространство 24 изолированы друг от друга пакером 20 компоновки 16 заканчивания скважины. Второе окно 48 расположено в отверстии 46 уплотнения и расположено в продольном направлении между первым и третьим окнами 40, 54.

Этап смещения может содержать смещение ремонтной колонны 18 во второе положение относительно отверстия 46 уплотнения, при этом предотвращается поток через первое и второе окна 40, 48. Первый канал 32 сообщается с вторым кольцевым пространством 24 во втором положении ремонтной колонны 18.

Этап смещения может также содержать смещение ремонтной колонны 18 в третье положение относительно отверстия 46 уплотнения, при этом обеспечивается прохождение потока между третьим каналом 50 и первым кольцевым пространством 22 через второе окно 48. Первый канал 32 сообщается с вторым кольцевым пространством 24 в третьем положении ремонтной колонны 18.

Способ может включать в себя подачу гравийной суспензии 64 через первый канал 50 и во второе кольцевое пространство 24 с осаждением, при этом, гравия 28 вокруг скважинного фильтра 26 компоновки 16 заканчивания скважины. Способ может также включать в себя подачу части текучей среды 66 гравийной суспензии 64 в скважинный фильтр 26 и в первое кольцевое пространство 22 через третий канал 50.

Способ может включать в себя выполнение первого, второго и третьего каналов 32, 38, 50 в одинаковом поперечном сечении манифольда 80.

Способ может включать в себя блокирование поток через первый канал 32 и затем обеспечение сообщения между первым и третьим каналами 32, 50. Способ может включать в себя, после обеспечения сообщения между первым и третьим каналами 32, 50, подачу текучей среды 76 обработки через первый канал 32 в третий канал 50 и в скважинный фильтр 26 компоновки 16 заканчивания скважины.

Другой пример системы 10 гравийного фильтра, описанной выше, может включать в себя манифольд 80 расположенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в скважинной компоновке 16 заканчивания. Манифольд 80 имеет по меньшей мере первый, второй и третий, проходящие продольно, каналы 32, 38, 50, и первую, вторую, третью, четвертую и пятую последовательные примыкающие продольные части A-E.

В первой части A первый и второй каналы 32, 38 изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда 80, и третий канал 50 может отсутствовать. Во второй части B первый и второй каналы 32, 38 изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда 80, и третий канал 50 сообщается с пространством снаружи манифольда 80. В третьей части C первый, второй и третий каналы 32, 38, 50 изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда 80. В четвертой части D, первый и третий каналы 32, 50 изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда 80, и второй канал 38 сообщается с пространством снаружи манифольда 80. В пятой части E, первый и третий каналы 32, 50 изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда 80, и второй канал 38 может отсутствовать.

Первый канал 32 проходит продольно через манифольд 80, второй канал 38 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через первое окно 40, и третий канал 50 сообщается с пространством снаружи манифольда 80 через второе окно 48. Первое окно 40 может быть изолировано от второго окна 48 кольцевым уплотнением 44 которое несет манифольд 80.

Хотя различные примеры описаны выше, где каждый пример имеет некоторые признаки, следует понимать, что не требуется применения частного признака одного примера исключительно с данным примером. Напротив, любой из признаков, описанных выше и/или показанных в чертежах, можно комбинировать с любым из примеров, с дополнением или заменой любого другого признака таких примеров. Признаки одного примера не исключают признаков другого примера. Напротив, объем данного изобретения заключает в себе любые комбинации любых таких признаков.

Хотя каждый пример, описанный выше, включает в себя некоторую комбинацию признаков, следует понимать, что не требуется применять все признаки примера. Напротив, любой из признаков, описанных выше, можно применять, без применения любого другого частного признака или признаков.

Следует понимать, что различные варианты осуществления, описанные в данном документе, можно использовать с различными вариантами ориентации, такими как наклонная, перевернутая, горизонтальная, вертикальная, и т.д., и в различных конфигурациях без отхода от принципов данного изобретения. Варианты осуществления описаны только как примеры полезного применения принципов изобретения, которое не ограничено конкретными деталями данных вариантов осуществления.

В приведенном выше описании примеров, направляющие термины (такие как "над", "под", "верхний", "нижний" и т.д.) применяются для удобства в ссылках на прилагаемые чертежи. Вместе с тем, следует ясно понимать, что объем данного изобретения не ограничен любыми частными направлениями, описанными в данном документе.

Термины "включающий в себя", "включает в себя", "содержащий", "содержит" и аналогичные термины применяются в не ограничивающем смысле данном описании. Например, если система, способ, устройство, прибор и т.д., описан, как "включающий в себя" некоторый признак или элемент, система, способ, устройство, прибор, и т.д., может включать в себя такой признак или элемент, и может также включать в себя другие признаки или элементы. Аналогично, термин "содержит" означает "содержит, но не ограничен этим".

Естественно, специалисту в данной области техники при тщательном изучении n приведенного выше описания примеров вариантов осуществления изобретения, становится ясно, что многие модификации, дополнения, замещения, удаления и другие изменения можно выполнить в конкретных вариантах осуществления, и такие изменения соответствуют принципам данного изобретения. Например, конструкции, раскрытые, как выполненные отдельными, в других примерах можно выполнить интегральными и наоборот. Соответственно, приведенное выше подробное описание следует понимать, только как иллюстрацию и пример, сущность и объем изобретения ограниченный только прилагаемой формулой изобретения и их эквивалентами.

Группа изобретений относится к оборудованию, применяемому в подземных скважинах, в частности к гравийным фильтрам. Система включает манифольд, расположенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в скважинной компоновке заканчивания. Манифольд содержит по меньшей мере первый, второй и третий каналы, которые изолированы друг от друга в манифольде. Каждый из первого, второго и третьего каналов пересекает одно поперечное планарное сечение манифольда. Способ включает этапы, на которых смещают ремонтную колонну, при этом управляют потоком через окна, которые обеспечивают сообщение с пространством снаружи манифольда, включающими в себя по меньшей мере три канала. Одно окно обеспечивает сообщение между одним каналом и пространством снаружи манифольда, другое окно обеспечивает сообщение между другим каналом и пространством снаружи манифольда. В одном положении ремонтной колонны такой один канал сообщается со скважинным кольцевым пространством через другое окно, обеспечивая сообщение с пространством снаружи манифольда, и такой один канал сообщается с другим скважинным кольцевым пространством через такое одно окно. Кольцевые пространства изолированы друг от друга пакером, и другое окно расположено в отверстии уплотнения и расположено продольно между другими окнами. Повышается стабильность ствола скважины, сокращается время монтажа и манипуляций с ремонтной колонной, снижается длина компоновки заканчивания, повышается удобство в работе системы. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система гравийного фильтра, содержащая:

манифольд, расположенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в скважинной компоновке заканчивания, причем манифольд содержит по меньшей мере первый, второй и третий каналы, причем первый, второй и третий каналы изолированы друг от друга в манифольде, и

при этом каждый из первого, второго и третьего каналов пересекает одно поперечное планарное сечение манифольда.

2. Система гравийного фильтра по п. 1, в которой первый канал проходит продольно через манифольд, второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда через первое окно, третий канал сообщается с пространством снаружи манифольда через второе окно, и первое и второе окна расположены на противоположных продольных сторонах поперечного сечения.

3. Система гравийного фильтра по п. 1, в которой первый канал проходит продольно через манифольд, второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда через первое окно, третий канал сообщается с пространством снаружи манифольда через второе окно, и первое окно изолировано от второго окна первым кольцевым уплотнением, которое несет манифольд.

4. Система гравийного фильтра по п. 3, в которой второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда через третье окно, второе окно расположено продольно между первым и третьим окнами.

5. Система гравийного фильтра по п. 4, в которой второе окно изолировано от третьего окна вторым кольцевым уплотнением, которое несет манифольд.

6. Система гравийного фильтра по п. 1, в которой манифольд расположен уплотненным образом в отверстии уплотнения компоновки заканчивания скважины.

7. Система гравийного фильтра по п. 6, в которой скважинная компоновка заканчивания содержит пакер, который изолирует первое скважинное кольцевое пространство от второго скважинного кольцевого пространства, и при этом второй канал обеспечивает сообщение по текучей среде между первым кольцевым пространством и вторым кольцевым пространством в первом положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

8. Система гравийного фильтра по п. 7, в которой первое кольцевое пространство изолировано от второго кольцевого пространства и третьего канала во втором положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

9. Система гравийного фильтра по п. 8, в которой первый канал сообщается со вторым кольцевым пространством во втором положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

10. Система гравийного фильтра по п. 8, в которой скважинная компоновка заканчивания включает в себя скважинный фильтр во втором кольцевом пространстве, и при этом третий канал обеспечивает сообщение по текучей среде между первым кольцевым пространством и пространством внутри скважинного фильтра в третьем положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

11. Система гравийного фильтра по п. 1, в которой второй и третий каналы расположены вокруг первого канала в поперечном сечении.

12. Способ установки гравийного фильтра ствола скважины, включающий в себя этапы, на которых:

смещают, по существу, трубчатую ремонтную колонну относительно отверстия уплотнения в скважинной компоновке заканчивания, при этом избирательно обеспечивают и предотвращают поток через первое и второе окна, которые обеспечивают сообщение с пространством снаружи манифольда, причем манифольд содержит первый, второй и третий каналы, причем первое окно обеспечивает сообщение между вторым каналом и пространством снаружи манифольда, и второе окно обеспечивает сообщение между третьим каналом и пространством снаружи манифольда,

и в первом положении ремонтной колонны относительно отверстия уплотнения второй канал сообщается с первым скважинным кольцевым пространством через третье окно, обеспечивая сообщение с пространством снаружи манифольда, и второй канал сообщается со вторым скважинным кольцевым пространством через первое окно, причем первое кольцевое пространство и второе кольцевое пространство изолированы друг от друга пакером компоновки заканчивания скважины, и второе окно расположено в отверстии уплотнения и расположено продольно между первым и третьим окнами.

13. Способ по п. 12, в котором этап смещения включает в себя этап, на котором смещают ремонтную колонну во второе положение относительно отверстия уплотнения, при этом предотвращается поток через первое и второе окна.

14. Способ по п. 13, в котором первый канал сообщается со вторым кольцевым пространством во втором положении ремонтной колонны.

15. Способ по п. 13, в котором этап смещения включает в себя этап, на котором смещают ремонтную колонну в третье положение относительно отверстия уплотнения, при этом обеспечивается поток между третьим каналом и первым кольцевым пространством через второе окно.

16. Способ по п. 15, в котором первый канал сообщается со вторым кольцевым пространством в третьем положении ремонтной колонны.

17. Способ по п. 16, дополнительно включающий в себя этап, на котором подают гравийную суспензию через первый канал и во второе кольцевое пространство с осаждением при этом гравия вокруг скважинного фильтра компоновки заканчивания скважины.

18. Способ по п. 17, дополнительно содержащий подачу части текучей среды гравийной суспензии в скважинный фильтр и в первое кольцевое пространство через третий канал.

19. Способ по п. 12, дополнительно включающий в себя этап, на котором образовывают первый, второй и третий каналы в одинаковом поперечном сечении манифольда.

20. Способ по п. 12, дополнительно включающий в себя этапы, на которых блокируют поток через первый канал и затем обеспечивают сообщение между первым и третьим проходами потока.

21. Способ по п. 20, дополнительно включающий в себя этап, на котором после обеспечения сообщения между первым и третьим каналами подают текучую среду обработки через первый канал в третий канал и в скважинный фильтр компоновки заканчивания скважины.

22. Система гравийного фильтра, содержащая:

манифольд, расположенный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в скважинной компоновке заканчивания, причем манифольд содержит по меньшей мере первый, второй и третий проходящие продольно каналы, и первую, вторую, третью, четвертую и пятую последовательные примыкающие продольные части,

в первой части первый и второй каналы изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда,

во второй части первый и второй каналы изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда, и третий канал сообщается с пространством снаружи манифольда,

в третьей части первый, второй и третий каналы изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда,

в четвертой части первый и третий каналы изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда, и второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда,

и в пятой части первый и третий каналы изолированы друг от друга и от пространства снаружи манифольда.

23. Система гравийного фильтра по п. 22, в которой первый канал проходит продольно через манифольд, второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда через первое окно, и третий канал сообщается с пространством снаружи манифольда через второе окно.

24. Система гравийного фильтра по п. 22, в которой первый канал проходит продольно через манифольд, второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда через первое окно, третий канал сообщается с пространством снаружи манифольда через второе окно, и первое окно изолировано от второго окна первым кольцевым уплотнением, которое несет манифольд.

25. Система гравийного фильтра по п. 24, в которой второй канал сообщается с пространством снаружи манифольда через третье окно, второе окно расположено продольно между первым и третьим окнами.

26. Система гравийного фильтра по п. 25, в которой второе окно изолировано от третьего окна вторым кольцевым уплотнением, которое несет манифольд.

27. Система гравийного фильтра по п. 22, в которой манифольд расположен уплотненным образом в отверстии уплотнения компоновки заканчивания скважины.

28. Система гравийного фильтра по п. 27, в которой скважинная компоновка заканчивания содержит пакер, который изолирует первое скважинное кольцевое пространство от второго скважинного кольцевого пространства, и при этом второй канал обеспечивает сообщение по текучей среде между первым кольцевым пространством и вторым кольцевым пространством в первом положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

29. Система гравийного фильтра по п. 28, в которой первое кольцевое пространство изолировано от второго кольцевого пространства и третьего канала во втором положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

30. Система гравийного фильтра по п. 29, в которой первый канал сообщается со вторым кольцевым пространством во втором положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

31. Система гравийного фильтра по п. 29, в которой скважинная компоновка заканчивания содержит скважинный фильтр во втором кольцевом пространстве, и при этом третий канал обеспечивает сообщение по текучей среде между первым кольцевым пространством и пространством внутри скважинного фильтра в третьем положении манифольда относительно отверстия уплотнения.

32. Система гравийного фильтра по п. 22, в которой третий канал отсутствует в первой части.

33. Система гравийного фильтра по п. 22, в которой второй канал отсутствует в пятой части.