ДЕПРЕССИОННО-РЕПРЕССИОННАЯ БУРИЛЬНАЯ КОМПОНОВКА ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ И РЕМОНТА СКВАЖИНЫ Российский патент 2019 года по МПК E21B37/00 E21B21/00 E21B43/26 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации скважин, в частности бурения, очистки, промывки, обработки, гидроразрыва, освоения и исследования при их сооружении или ремонте преимущественно в сложных условиях аномально низких пластовых давлений.

Известна депрессионная компоновка для очистки (удаления технологических отложений), промывки и освоения скважины с низким пластовым давлением, содержащая связанный с колонной труб корпус, размещенные в его нижней части пакерную манжету и взаимодействующий с ней поршень, соединенный каналом подвода активной среды с полостью повышенного давления и управляющий открытием и закрытием пакера, установленный в верхней части корпуса над пакерной манжетой струйный насос, включающий соединенное с каналом подвода активной среды сопло, диффузор с выходным отверстием в надпакерную зону и камеру смешения, соединенную с подпакерной зоной каналом подвода пассивной среды, связанный с низом корпуса трубами и выполненный с возможностью продольного перемещения относительно них промывочно-разрушающий узел. Работа этого устройства происходит циклически с необходимостью прерывания режима депрессии и углубления инструмента в скважине. После удаления верхнего слоя песчаной пробки закачка промывочной активной среды прекращается, пакер закрывается, компоновка опускается ниже на необходимую глубину, промывка возобновляется и цикл возобновляется [патент на изобретение RU 2213862 С1, 10.10.2003].

Недостатком этой компоновки является отрицательная цикличность в работе, низкая производительность процесса разрушения технологических отложений, удаление лишь слабосвязанных между собой включений, невозможность ее использования при заканчивании скважин, а именно при первичном вскрытии продуктивного пласта бурением на депрессии. Кроме того указанное устройство не позволяет совмещать работы на депрессии с работами на репрессии, например, проводить обработки пласта технологическими жидкостями (кислотой, растворителями, жидкостями разрыва и др.).

Известна депрессионно-репрессионная компоновка для ремонта скважины, содержащая смонтированные на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) сверху вниз струйный насос с проходным каналом, два пакера, межпакерный порт для закачки технологической жидкости (воздействия, обработки, гидроразрыва) и автономный прибор для регистрации температуры, давления и иных показателей. Данная компоновка используется для совместного депрессионно-репрессионного воздействия на пласт и позволяет проводить поинтервальные (селективные) обработки или гидроразрывы пласта на репрессии с одновременной последующей очисткой, промывкой, освоением и исследованием скважины на депрессии струйным насосом без дополнительной спускоподъемной операции (СПО) оборудования [патент на полезную модель RU 142704 U1 27.06.2014].

Недостатком этой компоновки является низкая производительность процесса разрушения технологических отложений, удаление лишь слабосвязанных между собой включений, невозможность ее использования в открытом стволе, например, при заканчивании скважин вскрытием продуктивного пласта бурением в режиме депрессии.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является компоновка для углубления, очистки, промывки и освоения скважины с низким пластовым давлением, содержащая одинарную колонну труб, связанный с ней корпус, размещенный в нижней части корпуса пакер в виде манжеты и взаимодействующий с ней поршень, соединенный каналом подвода активной среды с полостью повышенного давления, установленный в верхней части корпуса над пакером струйный насос, питаемый активной средой поверхностным насосом и включающий соединенное с каналом подвода активной среды сопло, диффузор с выходом в надпакерную зону и камеру смешения, соединенную с подпакерной зоной каналом подвода пассивной среды, связанный с низом корпуса и полостью повышенного давления трубами промывочно-разрушающий узел, при этом промывочно-разрушающий узел выполнен в виде подвижного в осевом направлении толкателя, гидравлического двигателя с герметизированным посредством уплотнителя шпинделем, выходным валом, наддолотным переводником и долотом, причем осевое перемещение толкателя ограничено размещенным внизу трубного корпуса переходником, а крутящий момент гидравлическому двигателю передается через сопрягаемые профильные поверхности силового штока и переходника, которые выполнены, например, в виде многогранника. Возможность совместного использования в этой компоновки струйного насоса, пакера и гидравлического двигателя позволяет разрушать не только прочные технологические отложения в эксплуатационной или лифтовой колонне, но и заканчивать скважину бурением в режиме депрессии на пласт. При этом создаваемая депрессия в процессе углубления скважины определяется величиной утечки активной среды и перевода ее в пассивную среду на пакере и гидравлическом двигателе, а также величиной притока (дебитом) пластового флюида. При прочих равных условиях создаваемая депрессия максимальна, когда утечка активной среды на пакере и гидравлическом двигателе отсутствует. Данная компоновка рассчитана на работу только в режиме депрессии и не позволяет одновременно в течение одной СПО оборудования работать также и в режиме репрессии на пласт [патент на изобретение RU 2364705 С1 20.08.2009].

Первым недостатком компоновки является невозможность создания глубокой депрессии на пласт, а, следовательно, ухудшение эффективности и возможности ее использования в сложных скважинных условиях, особенно при аномально низком пластовом давлении. Это объясняется следующим образом. При углублении скважины указанной компоновкой часть активной среды расходуется гидравлическим двигателем и затем непосредственно подается в камеру смешения (переводится в пассивную среду и образует значительную утечку), что существенно снижает коэффициент эжекции струйного насоса и препятствует созданию большого перепада давления на пакере, т.е. глубокой депрессии на пласт. Вторым недостатком компоновки является необходимость передачи крутящего момента гидравлического двигателя через профильную поверхность (многогранник) при подвижном в осевом направлении толкателе, что усложняет устройство, снижает его надежность и требует частой перезарядки - через каждые 6 м углубления скважины. Кроме того эта компоновки не позволяет работать в режиме репрессии на пласт технологическими жидкостями, многократно осуществлять поинтервальные депрессионно-репрессионные воздействия на пласт.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, повышение эффективности и надежности его работы в сложных геолого-технологических условиях.

Техническим результатом изобретения является увеличение величины депрессии на пласт при совместной работе струйного насоса и гидравлического двигателя, повышение надежности компоновки в различных скважинных условиях и обеспечение возможности проведения также поинтервального депрессионно-репрессионного воздействия на пласт.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной депрессионно-репрессионной бурильной компоновке для заканчивания и ремонта скважины, содержащей одинарную колонну труб, гидравлический двигатель с герметизированным посредством уплотнителя шпинделем, выходным валом, наддолотным переводником и долотом, переводник гидравлического двигателя, два пакера - верхний и нижний, взаимодействующих с полостью повышенного давления, межпакерный порт для закачки технологической жидкости, струйный насос, питаемый активной средой поверхностным насосом и включающий соединенное с каналом подвода активной среды сопло, диффузор с выходом в надпакерную зону верхнего пакера и камеру смешения, соединенную с подпакерной зоной верхнего и нижнего пакера каналом подвода пассивной среды, при этом согласно изобретению два пакера - верхний и нижний выполнены надувными, гидравлический двигатель, установленный первым по ходу подвода активной среды и струйный насос, установленный вторым по ходу подвода активной среды соединены между собой гидравлически последовательно с возможностью направления всей активной среды после забойного двигателя в сопло струйного насоса, расположенного вместе с нижним надувным пакером в шпинделе, уплотнитель шпинделя выполнен комбинированным в виде резинового кольца, установленного первым по ходу утечки среды и двух надувных уплотнений, расположенных вторыми по ходу утечки среды и взаимодействующих с полостью повышенного давления струйного насоса, нижняя полая часть выходного вала содержит отверстие, установленное между двумя надувными уплотнениями и связанное каналом подвода пассивной среды с камерой смешения, межпакерный порт для закачки технологической жидкости выполнен в шпинделе и связан с каналом подвода активной среды, при этом шпиндель содержит управляемую по гидравлической линии связи систему открытия-закрытия нижнего надувного пакера, канала подвода пассивной среды с подпакерной зоны верхнего и нижнего пакера и межпакерного порта для закачки технологической жидкости, причем эта система выполнена в виде четырех электромагнитных клапанов, блока контроля, датчика давления и узла питания, причем верхний надувной пакер установлен на втулке, снабженной надувным уплотнением, которая надета на внешнюю гладкую сторону двойной колонны труб, введенной между переводником гидравлического двигателя и одинарной колонной труб с возможностью осевого перемещения относительно втулки, при этом втулка снабжена управляемой по гидравлической линии связи системой открытия-закрытия верхнего надувного пакера в виде масляного электронасоса, блока контроля, дифференциального датчика давления, узла питания и электромеханического замка с датчиком положения, связанным с блоком контроля, причем выход масляного электронасоса гидравлически связан с внутренней полостью верхнего надувного пакера втулки и ее надувного уплотнения, ответная часть электромеханического замка расположена в переводнике гидравлического двигателя, а гидравлический двигатель снабжен внешним каналом, связывающим диффузор струйного насоса через внешний канал переводника гидравлического двигателя с кольцевым пространством двойной колонны труб, имеющим выход через внешний канал введенного дополнительного переводника в надпакерную зону верхнего надувного пакера.

В отличие от известного устройства, предлагаемое устройство основано на последовательной, а не на параллельной отработке активной среды сначала гидравлическим двигателем и затем струйным насосом. Это существенно повышает коэффициент эжекции устройства при совместной работе струйного насоса и гидравлического двигателя, а, следовательно, создает глубокую депрессию в движении при механическом углублении скважины или ее очистке. Вся активная среда после двигателя направляется в сопло без утечки и образования пассивной среды. Этому способствует использование надувного уплотнения в шпинделе, взаимодействующего с полостью повышенного давления струйного насоса, что исключает утечку активной среды на выходе гидравлического двигателя между его корпусом и выходным валом.

В движении депрессия компоновкой может создаваться с помощью одного из двух надувных пакеров в зависимости от тех или иных скважинных условий. Непрерывный депрессионный режим работы с нижним надувным пакером шпинделя используется при удалении технологических пробок большой длины в лифтовой колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) или в ненарушенном интервале эксплуатационной колонны. Циклический депрессионный режим работы с верхним надувным пакером втулки используется в более сложных условиях, а именно в нарушенном интервале эксплуатационной колонны, например, интервале перфорации или в открытом стволе скважины при механическом бурении. Поинтервальное депрессионно-репрессионное воздействие на пласт создается неподвижной компоновкой с помощью двух одновременно задействованных надувных пакеров - нижнего пакера шпинделя и верхнего пакера втулки.

При возможности свободного непрерывного перемещения компоновки в скважине, например в ненарушенной эксплуатационной колонне, используется нижний надувной пакер шпинделя. В этом случае утечка на гидравлическом двигателе (прототип) заменяется меньшей утечкой между эксплуатационной колонной и движущимся в осевом направлении надувным пакером шпинделя, взаимодействующим с полостью повышенного давления струйного насоса. Размещение струйного насоса вместе с нижним надувным пакером в шпинделе решает проблему реактивного момента гидравлического двигателя, повышает надежность устройства и не требует его перезарядки.

При необходимости циклического перемещения компоновки, например в открытом стволе скважины, используется верхний надувной пакер втулки. В этом случае утечка на гидравлическом двигателе (прототип) заменяется меньшей утечкой между надувным уплотнением втулки и движущейся в осевом направлении двойной колонной труб с гладкой внешней поверхностью. При этом установка верхнего надувного пакера втулки на двойной гладкой колонне труб также решает проблему реактивного момента забойного двигателя, повышает надежность устройства и увеличивает интервал его перезарядки.

Размещение в шпинделе и пакерной втулке дистанционно управляемой системы открытия-закрытия пакеров, межпакерного порта для закачки технологической жидкости и канала подвода пассивной среды с различных герметизированных зон позволяет оптимизировать работу компоновки в различных скважинных условиях. Компоновка может применяться в вертикальных и горизонтальных скважинах, в движении и покое, без опоры на забой, осевого или кругового перемещения инструмента с возможностью многократно создания в любой последовательности режимов депрессии-репрессии при промывке и углублении скважины.

На фиг. 1 дана схема устройства, транспортное положение в скважине; на фиг. 2 - то же, при работе в эксплуатационной колонне с нижним надувным пакером шпинделя; на фиг. 3 - то же, при работе в открытом стволе с верхним надувным пакером втулки; на фиг. 4 - то же, при работе с двумя пакерами на репрессии; на фиг. 5 - то же, при работе с двумя пакерами на депрессии.

Депрессионно-репрессионная бурильная компоновка для заканчивания и ремонта скважины (фиг. 1) содержит одинарную колонну 1 труб, гидравлический двигатель 2, его герметизированный посредством уплотнителя шпиндель 3, выходной вал 4, гладкую двойную колонну 5 труб, наддолотный переводник 6, долото 7, струйный насос и два надувных пакера. Струйный насос включает сопло 8 с каналом 9 подвода активной среды, диффузор 10 с выходом в надпакерную зону 11 верхнего пакера 12 и камеру смешения 13, соединенную с подпакерной зоной 14 нижнего пакера 15 внутритрубным каналом 16 подвода пассивной среды через долото 7 и фильтр (не показано) наддолотного переводника 6. Параллельно камера смешения 13 соединена шпиндельным каналом 17 подвода пассивной среды также через фильтр (не показано) с подпакерной зоной 18 верхнего пакера 12 (межпакерной зоной). Надпакерная зона 11 и подпакерная зона 18 верхнего пакера 12, а также подпакерная зона 14 нижнего пакера 15 вместе образуют затрубное пространство скважины. Гидравлический двигатель 2, установленный первым по ходу движения активной среды и струйный насос, установленный вторым по ходу движения активной среды, соединены гидравлически между собой последовательно с подачей всей активной среды после забойного двигателя 2 в сопло 8 струйного насоса, расположенного вместе с нижним надувным пакером 15 в шпинделе 3. Для исключения утечки в гидравлическом двигателе 2 уплотнитель шпинделя 3 выполнен комбинированным в виде резинового кольца 19, установленного первым по ходу утечки и двух надувных уплотнений 20 и 21, расположенных вторыми по ходу утечки и взаимодействующих также как и нижний надувной пакер 15 с каналом 9 подвода активной среды. При включении поверхностного силового насоса (не показано) перед соплом 8 в канале 9 подвода активной среды создается полость повышенного давления, которая открывает нижний надувной пакер 15 и надувные уплотнения 20, 21 (фиг. 2) с герметизацией соответствующих зон в скважине и устройстве. В полой части выходного вала 4 выполнено отверстие 22 установленное между двумя надувными уплотнениями 20, 21 и связанное шпиндельным каналом 23 подвода пассивной среды с камерой смешения 13. Межпакерный порт 24 для закачки технологической жидкости выполнен в шпинделе 3 и связан с каналом 9 подвода активной среды. Шпиндель 3 содержит дистанционно управляемую по гидравлической линии связи систему открытия-закрытия нижнего надувного пакера 15 через электромагнитный клапан 25 и шпиндельных каналов 17, 23 подвода пассивной среды с подпакерной зоны 18 верхнего пакера 12 через электромагнитный клапан 26 и подпакерной зоны 14 нижнего пакера 15 через электромагнитный клапан 27. Эта система также управляет открытием-закрытием межпакерного порта 24 через электромагнитный клапан 28. Четыре электромагнитных клапана 25, 26, 27 и 28 связаны электропроводом с узлом электропитания - аккумулятором (не показано) через блок контроля 29. Блок контроля 29 также связан с датчиком давления (не показано) в канале 9 подвода активной среды. Исходно электромагнитные клапаны 25, 27 открыты, а электромагнитные клапаны 26, 28 исходно закрыты. Верхний надувной пакер 12 жестко установлен на втулке 30, которая свободно надета на внешнюю гладкую сторону колонны 5 труб и при этом снабжена надувным уплотнением 31. Двойная гладкая колонна 5 труб установлена с возможностью осевого перемещения относительно втулки 30, которая может неподвижно закрепляться на стенке 32 открытого ствола скважины или эксплуатационной колонны при раскрытом состоянии верхнего надувного пакера 12 (фиг. 3). Втулка 30 содержит дистанционно управляемую по гидравлической линии связи систему открытия-закрытия верхнего надувного пакера 12 в виде масляного электронасоса 33, электромеханического замка 34 и блока контроля 35 с аккумулятором и дифференциальным датчиком давления (не показано), измеряющим перепад давления на пакере 12. (Дифференциальный датчик давления может быть выполнен по разностной схеме в виде двух датчиков полного давления, установленных до и после пакера 12). Гидравлический выход масляного электронасоса 33 связан с внутренними полостями верхнего надувного пакера 12 и надувного уплотнения 31. Управление работой электромагнитных клапанов 25, 26, 27, 28 и пакеров 12, 15 достигается соответствующей кодировкой передаваемых с устья импульсов давления по гидравлической линии связи. Основой блоков контроля 29, 35 являются программируемые контролеры. Электромеханический замок 34 содержит индуктивный датчик положения (не показано), связанный с блоком контроля 35 и реагирующий на сближение-удаление ответной части 36 замка, расположенной в переводнике 37 гидравлического двигателя. Переводник 37 гидравлического двигателя содержит внутренний канал 38 и внешний канал 39. Двойная гладкая колонна 5 труб установлена между переводником 37 гидравлического двигателя и дополнительным переводником 40, содержащим внутренний канал 41 и внешний канал 42. Гидравлический двигатель 2 снабжен внешним каналом 43, связывающим диффузор 10 через внешний канал 39 переводника 37 с кольцевым пространством двойной гладкой колонны 5 труб, имеющим выход через внешний канал 42 дополнительного переводника 40 в надпакерную зону 11 верхнего пакера 12. Длина гладкой колонны 5 труб берется порядка 20 м для удобной работы на устье. В качестве надувных пакеров 12, 15 и надувных уплотнений 20, 21 и 31 используются многоразовые гидравлические элементы с упругими свойствами материала, например, металлорезины. Вместо одного струйного насоса в шпинделе 3 могут располагаться несколько струйных насосов. В общем случае забой 44 скважины представлен технологическими отложениями или коренными породами, при этом компоновка может работать с одним из двух пакеров в движении на депрессии (фиг. 2, фиг. 3) или с двумя пакерами без движения на депрессии и репрессии (фиг. 4, фиг. 5).

Депрессионно-репрессионная бурильная компоновка для заканчивания и ремонта скважины работает следующим образом.

Производят спуск до забоя 44, например, технологических отложений эксплуатационной колонны (фиг. 1) компоновки, содержащей одинарную колонну 1 труб, гидравлический двигатель 2 с герметизированным шпинделем 3, выходным валом 4, наддолотным переводником 6, долотом 7 и двойную гладкую колонну 5 труб, струйный насос, пакеры 12, 15 и переводники 37, 40. В транспортном положении пакеры 12, 15 и замок 34 закрыты, втулка 30 относительно двойной гладкой колонны 5 труб не перемещается, а вытесняемая из скважины жидкость движется в основном между спускаемой компоновкой и стенкой 32 эксплуатационной колонны. После спуска компоновки на забой 44 включают промывку скважины поверхностным насосом через одинарную колонну 1 труб и последовательно запитывают гидравлический двигатель 2 и струйный насос активной средой. Гидравлический двигатель 2 начинает вращать выходной вал 4, наддолотный переводник 6 и долото 7. При этом вся активная промывочная среда после забойного двигателя 2 направляется в сопло 8 струйного насоса без образования параллельного потока пассивной среды. В процессе промывки скважины давление перед соплом 8 в канале 9 подвода активной среды возрастает, однако, утечки среды между шпинделем 3 (корпусом гидравлического двигателя 2) и выходным валом 4 не происходит. Первое по ходу действия напора резиновое кольцо 19 воспринимает основной перепад давления. Оставшийся перепад давления сдерживают надувные уплотнения 20, 21 внутренняя полость которых взаимодействует с каналом 9 подвода активной среды (повышенного давления), что исключает утечку активной среды в шпинделе 3 на выходе гидравлического двигателя 2. Это ведет к повышению коэффициента эжекции устройства при совместной работе струйного насоса и гидравлического двигателя и созданию глубокой депрессии на пласт. Повышенное давление в канале 9 струйного насоса одновременно передается во внутреннюю полость нижнего надувного пакера 15, приводит к его открытию (электромагнитный клапан 25 открыт) и перекрытию затрубного пространства скважины (фиг. 2). При открытом состоянии нижнего надувного пакера 15 компоновку подают в скважину и передают осевую нагрузку и крутящий момент долоту 7 непосредственно через одинарную колонну 1 труб, двойную гладкую колонну 5 труб, гидравлический двигатель 2, выходной вал 4, наддолотный переводник 6 и переводники 37, 40. Далее проводят неограниченное без перезарядки компоновки углубление забоя 44 в режиме глубокой депрессии на пласт. Нагнетаемый при рабочем давлении поток активной среды весь без утечки и превращения в пассивную среду после гидравлического двигателя 2 направляется в сопло 8 струйного насоса. Активная среда движется через одинарную колонну 1 труб, внутренние каналы 38, 41 переводников 37, 40, двойной гладкой колонны 5 труб и гидравлического двигателя 2. Далее она направляется через сопло 8, диффузор 10 и внешние каналы 43, 39 гидравлического двигателя 2 и переводника 37, кольцевое пространство двойной гладкой колонны 5 труб, внешний канал 42 переводника 40 с выходом в затрубное пространство скважины и далее на устье. Образуется обратная промывка с перепадом давления среды на нижнем надувном пакере 15. При этом нижний надувной пакер 15 находится в открытом состоянии при своем осевом перемещении в эксплуатационной колонне. Перемещение компоновки и углубление забоя 44 проводят при допустимо малой утечке активной среды между сопрягаемыми поверхностями нижнего надувного пакера 15 и стенки 32 эксплуатационной колонны. Утечка активной среды на нижнем надувном пакере 15 и поток флюида из пласта вместе образуют пассивную среду, которая в режиме глубокой депрессии откачивается струйным насосом. Пассивная среда движется, подхватывая шлам через разбуриваемый забой 44, долото 7, шламовый фильтр переводника 6, внутритрубный канал 16 подвода пассивной среды, отверстие 22 выходного вала 4, шпиндельный канал 23 подвода пассивной среды, камеру смешения 13, диффузор 10 и далее, как и поток активной среды на устье скважины. При этом возможно простое с устья скважины управление утечкой активной среды и перепадом давления на нижнем надувном пакере 15, т.е. величиной создаваемой депрессии. Так на интервале посадок нижнего надувного пакера 15, подачу компоновки прекращают, снижают давление нагнетания активной среды, проходят интервал посадок с меньшей раскрытостью пакера 15 и меньшей депрессией, затем повышают давление нагнетания среды до рабочего значения и возобновляют углубление скважины в прежнем режиме глубокой депрессии.

В случае углубления скважины и подходе к нарушенному перфорацией интервалу эксплуатационной колонны или интервалу открытого ствола, например при заканчивания скважины бурением в режиме депрессии нижний надувной пакер 15 закрывают и активизируют верхний надувной пакер 12. Переход с нижнего пакера 15 на верхний надувной пакер 12 проводят оперативно и просто в различных скважинных условиях. Для этого по гидравлической линии связи с устья передают управляющие импульсы давления и на короткое время прекращают подачу компоновки и промывку скважины. Давление в канале 9 подвода активной среды падает, нижний надувной пакер 15 закрывается за счет упругих сил и переводится в транспортное положение (фиг. 1). Управляющие импульсы, принимаемые датчиком давления блока контроля 29, закрывают электромагнитный клапан 25 и оставляют нижний надувной пакер 15 в закрытом состоянии. В тоже время управляющие импульсы, принимаемые соответствующим датчиком давления блока контроля 35, открывают на втулке 30 электромеханический замок 34 и включают масляный электронасос 33, гидравлически связанный с верхним надувным пакером 12 и надувным уплотнением 31. Это приводит к заполнению жидкостью и раскрытию верхнего надувного пакера 12 и надувного уплотнения 31. При этом верхний надувной пакер 12 неподвижно закрепляется на стенке 32 открытого ствола с полной герметизацией затрубного пространства скважины (фиг. 3). Включают промывку скважины в рабочем режиме нагнетания активной среды и последовательно запитывают сначала гидравлический двигатель 2, затем струйный насос. Нижний надувной пакер 15 заблокированный электромагнитным клапаном 25 остается в закрытом состоянии, а струйный насос и надувные уплотнения 20, 21 - в рабочем состоянии. Сквозь неподвижную втулку 30 при открытом состоянии верхнего надувного пакера 12 подают одинарную колонну 1 труб в скважину, передают осевую нагрузку и крутящий момент долоту 7 непосредственно через элементы компоновки и проводят углубление забоя 44 на 20 м в режиме глубокой депрессии на пласт. Весь поток активной среды после забойного двигателя 2 без утечки направляется в сопло 8 струйного насоса. Активная среда движется через одинарную колонну 1 труб, внутренние каналы 38, 41 переводников 37, 40, двойной гладкой колонны 5 труб и гидравлического двигателя 2. Далее она направляется через канал 9 подвода активной среды, сопло 8, диффузор 10 и внешние каналы 43, 39 гидравлического двигателя 2 и переводника 37, кольцевое пространство двойной гладкой колонны 5 труб, внешний канал 42 переводника 40 с выходом в затрубное пространство и устье скважины. При этом образуется обратная промывка с перепадом давления среды на вернем надувном пакере 12. Перемещение компоновки сквозь неподвижную втулку 30 и углубление забоя 44 проводят при допустимо малой утечке активной среды между сопрягаемыми поверхностями надувного уплотнения 31 и движущейся в осевом направлении гладкой частью двойной колонны 5 труб. Утечка активной среды на надувном уплотнении 31 и поток флюида из пласта вместе образуют пассивную среду, которая в режиме глубокой депрессии откачивается струйным насосом. Поток пассивной среды движется, подхватывая шлам через разбуриваемый забой 44, долото 7, шламовый фильтр наддолотного переводника 6, внутритрубный канал 16 подвода пассивной среды, отверстие 22 выходного вала 4, шпиндельный канал 23 подвода пассивной среды, камеру смешения 13, диффузор 10 и далее, как и поток активной среды на устье скважины. При этом депрессия на пласт регулируется изменением величины утечки активной среды между надувным уплотнением 31 и движущейся в осевом направлении гладкой частью колонны 5 труб за счет подкачки жидкости масляным электронасосом 33 с использованием блока контроля 35 и его дифференциального датчика давления. После углубления скважины на длину гладкой колонны 5 труб (20 м) поднимают компоновку в прежнее относительно втулки 30 положение до взаимодействия электромеханического замка 34 с ответной частью 36 замка и передачи индуктивным датчиком положения электрических управляющих сигналов блоку контроля 35. Блок контроля 35 через свой аккумулятор и масляный электронасос 33 закрывает электромеханический замок 34, верхний надувной пакер 12, надувное уплотнение 31 и переводит устройство в транспортное положение (фиг. 1). Далее опускают компоновку до забоя 44, с устья по гидравлической линии связи передают управляющие импульсы давления, снова открывают верхний надувной пакер 12 и возобновляют бурение в отрытом стволе при глубокой депрессии на пласт в аналогичной последовательности (фиг. 3).

Для поинтервального депрессионно-репрессионного воздействия на пласт поднимают гладкую двойную колонну 5 труб относительно втулки 30, совмещают электромеханический замок 34 с ответной частью 36 замка до срабатывания индуктивного датчика положения и переводят компоновку в транспортное положение (фиг. 1). Располагают верхний надувной пакер 12 компоновки в кровле выбранного интервала разреза. При промывке скважины с устья по гидравлической линии связи передают управляющие импульсы давления, открывают электромагнитный клапан 28, межпакерный порт 24 и проводят закачку технологической жидкости, например жидкости гидроразрыва с пропантом до глубины исключающей засорение струйного насоса - глубины расположения шпинделя 3. При необходимости промывку ведут с использованием также продавочной жидкости через одинарную колонну 1 труб, внутренние каналы 38, 41 переводников 37, 40, двойной гладкой колонны 5 труб и гидравлического двигателя 2, канал 9 подвода активной среды, электромагнитный клапан 28, межпакерный порт 24, затрубное пространство и устье скважины. В конце закачки технологической (и продавочной) жидкости требуемого объема с устья по гидравлической линии связи передают управляющие импульсы давления. При этом открывают электромеханический замок 34, верхний надувной пакер 12 и сквозь закрепленную в стенке 32 открытого ствола неподвижную втулку 30 подают компоновку в скважину до расположения нижнего надувного пакера 15 в подошве выбранного интервала разреза. При промывке с устья по гидравлической линии связи передают управляющие импульсы давления, открывают и закрывают электромагнитный клапан 25, открывают нижний надувной пакер 15 и оставляют его в открытом состоянии, при этом часть разреза герметизируется в подошве и кровле выбранного интервала (фиг. 4). Закрывают затрубное пространство скважины на устье (не показано), осуществляют продавку технологической жидкости через межпакерный порт 24 в межпакерную зону 18 и проводят воздействие в режиме репрессии, например гидроразрыв пласта. Открывают затрубное пространство скважины на устье. Включают промывку скважины в рабочем режиме нагнетания активной среды. С устья по гидравлической линии связи передают управляющие импульсы давления, закрывают электромагнитный клапан 28, открывают электромагнитный клапан 26 и шпиндельный канал 17 подвода пассивной среды с межпакерной зоны 18 и проводят интервальное воздействие глубокой депрессией с откачкой флюида струйным насосом и очищением ствола и пласта от остатков пропанта (фиг. 5). Операцию депрессионно-репрессионного воздействие на выбранный интервал разреза с использованием различных технологических жидкостей (растворителей, кислот, изоляционно-закрепляющих композиций и др.) при необходимости проводят многократно. Циркуляцию активной среды продолжают и с помощью струйного насоса проводят освоение и пробную эксплуатацию выбранного интервала разреза на различных режимах притока пластового флюида. С устья по гидравлической линии связи передают управляющие импульсы давления, открывают электромагнитный клапан 25, выключают промывку, закрывают нижний надувной пакер 15 и поднимают гладкую колонну 5 труб в прежнее относительно втулки 30 положение. Переводят компоновку в транспортное положение (фиг. 1), располагают верхний надувной пакер 12 в кровле следующего выбранного интервала разреза и проводят депрессионно-репрессионное воздействие на пласт в аналогичной последовательности.

Использование предлагаемой компоновки позволяет оперативно, многократно и в любой последовательности создавать глубокие депрессии и репрессии при промывке и бурении скважины в различных геолого-технологических условиях. Отличительными особенностями компоновки являются:

- создание максимально возможной депрессии углубляемой компоновкой (при совместной работе струйного насоса, гидравлического двигателя и пакера), в том числе в горизонтальных скважинах;

- вскрытие продуктивного интервала на дополнительной за счет струйного насоса и пакера глубокой депрессии, эффективное в условиях интенсивного поглощения жидкости разбуривание прочных технологических отложений, пробок, цементных мостов, портов МГРП и др.;

- возможность поинтервальных многоразовых обработок и гидроразрывов пласта на репрессии с последующей очисткой, промывкой, освоением и исследованием скважины на депрессии в течение одной СПО компоновки;

- простое управление компоновкой в различных скважинных условиях, как на замковой, так и колтюбинговой трубе, в движении и покое, без опоры на забой, осевого или кругового перемещения инструмента с возможностью многократного создания в любой последовательности режимов депрессии-репрессии при промывке и углублении скважины.

Изобретение относится к области бурения, очистки, промывки, обработки, гидроразрыва, освоения и исследования нефтегазодобывающих скважин. Компоновка содержит одинарную колонну труб, гидравлический двигатель с герметизированным посредством уплотнителя шпинделем, выходным валом, наддолотным переводником и долотом, переводник гидравлического двигателя, два пакера - верхний и нижний, межпакерный порт для закачки технологической жидкости, струйный насос, питаемый активной средой поверхностным насосом и включающий соединенное с каналом подвода активной среды сопло, диффузор с выходом в надпакерную зону верхнего пакера и камеру смешения, соединенную с подпакерной зоной верхнего и нижнего пакера каналом подвода пассивной среды. Пакеры выполнены надувными, гидравлический двигатель, установленный первым по ходу подвода активной среды, и струйный насос, установленный вторым, соединены гидравлически последовательно с возможностью направления всей активной среды после забойного двигателя в сопло струйного насоса. Уплотнитель шпинделя выполнен в виде резинового кольца и двух надувных уплотнений, расположенных вторыми по ходу утечки среды и взаимодействующих с полостью повышенного давления струйного насоса. Нижняя полая часть выходного вала содержит отверстие между двумя надувными уплотнениями и связанное каналом подвода пассивной среды с камерой смешения. Межпакерный порт в шпинделе связан с каналом подвода активной среды. Шпиндель содержит управляемую по гидравлической линии связи систему открытия-закрытия нижнего пакера, канала подвода пассивной среды с подпакерной зоны верхнего и нижнего пакера и межпакерного порта в виде четырех электромагнитных клапанов, блока контроля, датчика давления и узла питания. Верхний пакер установлен на втулке, снабженной надувным уплотнением, которая надета на внешнюю гладкую сторону двойной колонны труб, введенной между переводником гидравлического двигателя и одинарной колонной труб с возможностью осевого перемещения относительно втулки. Втулка снабжена управляемой по гидравлической линии связи системой открытия-закрытия верхнего пакера в виде масляного электронасоса, блока контроля, дифференциального датчика давления, узла питания и электромеханического замка с датчиком положения, связанным с блоком контроля. Гидравлический двигатель снабжен внешним каналом, связывающим диффузор струйного насоса через внешний канал переводника гидравлического двигателя с кольцевым пространством двойной колонны труб, имеющим выход через внешний канал введенного дополнительного переводника в надпакерную зону верхнего пакера. Увеличивается депрессия на пласт, повышается надежность работы в различных скважинных условиях, обеспечивается возможность поинтервального воздействия на пласт. 5 ил.

Депрессионно-репрессионная бурильная компоновка для заканчивания и ремонта скважины, содержащая одинарную колонну труб, гидравлический двигатель с герметизированным посредством уплотнителя шпинделем, выходным валом, наддолотным переводником и долотом, переводник гидравлического двигателя, два пакера - верхний и нижний, взаимодействующих с полостью повышенного давления, межпакерный порт для закачки технологической жидкости, струйный насос, питаемый активной средой поверхностным насосом и включающий соединенное с каналом подвода активной среды сопло, диффузор с выходом в надпакерную зону верхнего пакера и камеру смешения, соединенную с подпакерной зоной верхнего и нижнего пакера каналом подвода пассивной среды, отличающаяся тем, что два пакера - верхний и нижний выполнены надувными, гидравлический двигатель, установленный первым по ходу подвода активной среды, и струйный насос, установленный вторым по ходу подвода активной среды, соединены между собой гидравлически последовательно с возможностью направления всей активной среды после забойного двигателя в сопло струйного насоса, расположенного вместе с нижним надувным пакером в шпинделе, уплотнитель шпинделя выполнен комбинированным в виде резинового кольца, установленного первым по ходу утечки среды и двух надувных уплотнений, расположенных вторыми по ходу утечки среды и взаимодействующих с полостью повышенного давления струйного насоса, нижняя полая часть выходного вала содержит отверстие, установленное между двумя надувными уплотнениями и связанное каналом подвода пассивной среды с камерой смешения, межпакерный порт для закачки технологической жидкости выполнен в шпинделе и связан с каналом подвода активной среды, при этом шпиндель содержит управляемую по гидравлической линии связи систему открытия-закрытия нижнего надувного пакера, канала подвода пассивной среды с подпакерной зоны верхнего и нижнего пакера и межпакерного порта для закачки технологической жидкости, причем эта система выполнена в виде четырех электромагнитных клапанов, блока контроля, датчика давления и узла питания, причем верхний надувной пакер установлен на втулке, снабженной надувным уплотнением, которая надета на внешнюю гладкую сторону двойной колонны труб, введенной между переводником гидравлического двигателя и одинарной колонной труб с возможностью осевого перемещения относительно втулки, при этом втулка снабжена управляемой по гидравлической линии связи системой открытия-закрытия верхнего надувного пакера в виде масляного электронасоса, блока контроля, дифференциального датчика давления, узла питания и электромеханического замка с датчиком положения, связанным с блоком контроля, причем выход масляного электронасоса гидравлически связан с внутренней полостью верхнего надувного пакера втулки и ее надувного уплотнения, ответная часть электромеханического замка расположена в переводнике гидравлического двигателя, а гидравлический двигатель снабжен внешним каналом, связывающим диффузор струйного насоса через внешний канал переводника гидравлического двигателя с кольцевым пространством двойной колонны труб, имеющим выход через внешний канал введенного дополнительного переводника в надпакерную зону верхнего надувного пакера.