БУРИЛЬНЫЙ ЯСС Российский патент 2019 года по МПК E21B31/113 E21B17/02 E21B17/07 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данный раздел предназначен для предоставления информации, способствующей лучшему пониманию различных аспектов описанных вариантов реализации изобретения. Соответственно, следует понимать, что эти утверждения необходимо рассматривать именно в таком контексте, а не как допущения предшествующего уровня техники.

[0002] Бурильный ясс могут использовать для развертывания скважинного инструмента на определенной глубине ствола скважины с помощью трубчатой колонны, например, для позиционирования окна доступа инструмента в боковом ответвлении ствола скважины. Бурильный ясс позволяет трубчатой колонне телескопически вытягиваться или втягиваться, что, в свою очередь, может поднимать или опускать скважинный инструмент в стволе скважины или может позволять скважинному инструменту оставаться на месте во время перемещения других частей трубчатой колонны. Бурильный ясс может быть развернут с поверхности в сжатом положении на глубине в том месте, в котором в стволе скважины расположено боковое ответвление. Затем бурильный ясс может быть расцеплен любым подходящим механизмом расцепления для избирательного расположения окна доступа скважинного инструмента в месте размещения бокового ответвления.

[0003] Скважинные инструменты могут эксплуатироваться с использованием линий управления, установленных на внешней стороне трубчатой колонны, таких как эксплуатационная колонна или бурильная колонна. Линии управления обеспечивают пути передачи питания или передачи данных инструментам, расположенным в стволе скважины, таким как оборудование для заканчивания скважины или инструменты для исследования пласта. Линии управления могут включать в себя гидравлические кабели, оптоволоконные кабели или электрические кабели. Когда используется телескопический бурильный ясс или соединение, линии управления могут быть обмотаны вокруг внешней части колонны труб, что позволяет линиям управления втягиваться или вытягиваться подобно спиральной пружине при телескопических движениях бурильного ясса. Такая конструкция спиральной пружины для линий управления может создавать дополнительную нагрузку на кабели, повышая риск их усталостного разрушения. В случае гидравлических линий управления кабели могут также иметь возможности понижения давления в конструкции спиральной пружины. Кроме того, конструкция спиральной пружины предотвращает вращение бурильного ясса без риска повреждения линий управления. Кроме того, в случаях, когда вокруг оправки намотано несколько линий управления, размещенные линии управления увеличивают риск переплетения кабелей при телескопическом перемещении бурильных яссов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0004] Для подробного описания вариантов реализации изобретения далее будет даваться ссылка на прилагаемые графические материалы, в которых:

[0005] на Фиг. 1 представлено схематическое изображение в разрезе скважинной системы с бурильным яссом, развернутым в стволе скважины, проходящем через геологический пласт, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения;

[0006] на Фиг. 2 представлено изометрическое изображение в разрезе бурильного ясса, проиллюстрированного на Фиг. 1, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения;

[0007] на Фиг. 3А-С проиллюстрированы виды в разрезе бурильного ясса, проиллюстрированного на Фиг. 1, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения;

[0008] на Фиг. 4 проиллюстрирован вид в разрезе бурильного ясса с шестью кольцевыми полостями, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения;

[0009] на Фиг. 5А и 5В проиллюстрированы виды в разрезе бурильного ясса, в котором сбалансировано давление, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения; а также

[0010] на Фиг. 6А и 6В проиллюстрированы виды в разрезе бурильного ясса, который содержит шпонки и в котором используется линия управления для втягивания или выдвижения узла штока, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Данное изобретение обеспечивает один или более путей сообщения гидравлической линии управления через бурильный ясс. В частности, изобретение обеспечивает бурильный ясс, который содержит одну или более полостей между соединительной муфтой и штоком, что обеспечивает гидравлическое сообщение линии управления через бурильный ясс. Бурильный ясс может содержать одну или более полостей между соединительной муфтой и трубчатым штоком, чтобы обеспечить путь для гидравлического сообщения между телескопическими концами бурильного ясса. Эти полости позволяют монтировать гидравлические линии управления на бурильном яссе без конструкции спиральной пружины. Кроме того, эти полости, необязательно, позволяют трубчатому штоку вращаться внутри соединительной муфты бурильного ясса.

[0012] На Фиг. 1 представлено схематическое изображение в разрезе скважинной системы 100 с дистанционно управляемой выходной соединительной муфтой 130, развернутой в многоствольной скважине 101 с использованием бурильного ясса 200. Многоствольная скважина 101 имеет основной ствол 110 скважины и по меньшей мере один боковой ствол 112 скважины. Также проиллюстрирован узел 108 забойного оборудования скважины, проходящий в боковой ствол 112 скважины.

[0013] Основной ствол 110 скважины и боковой ствол 112 скважины были пробурены вглубь геологического пласта 114, который обычно называют материалом, окружающим стволы скважины. Основную обсадную колонну 116 вводят в основной ствол 110 скважины с цементом 118 с помощью способов, известных специалистам в данной области техники. Боковой ствол 112 скважины имеет боковую потайную обсадную колонну 119, введенную в боковой ствол 112 скважины с цементом 120 боковой потайной обсадной колонны.

[0014] Несущее устройство 122 используется для развертывания дистанционного управляемой выходной соединительной муфты 130. Как проиллюстрировано, несущее устройство 122 представляет собой колонну насосно-компрессорных труб. Однако следует принимать во внимание, что несущее устройство 122 может быть любым устройством, подходящим для транспортировки выходной соединительной муфты 130, бурильного ясса 200 или другого скважинного инструмента или устройства. Например, несущее устройство 122 может включать в себя, но не ограничивается ими, жесткие и нежесткие несущие устройства, эксплуатационные насосно-компрессорные трубы, гибкие насосно-компрессорные трубы, обсадные трубы, потайные обсадные колонны, бурильные трубы, каротажный кабель, трубчатые элементы и т.д.

[0015] Выходная соединительная муфта 130 содержит корпус 132 с соединительной муфтой 134 выходного окна. Как проиллюстрировано на Фиг. 1, соединительная муфта 134 выходного окна находится в закрытом положении, чтобы блокировать доступ из внутреннего отверстия несущего устройства 122 к внутреннему отверстию боковой потайной обсадной колонны 119. Соединительная муфта 134 выходного окна управляется дистанционно с поверхности 124 системой 126 управления, которая может содержать регулирующие клапаны, источник питания (такой как насос) и резервуар для жидкости. Система 126 управления соединена с электрогидравлической системой забойного оборудования скважины, которой можно манипулировать для изменения профиля потока в многоствольной скважине 100.

[0016] Линия 128 управления соединяет систему 126 управления с выходной соединительной муфтой 130 таким образом, что выходная соединительная муфта 130 реагирует на команды, передаваемые из системы 126 управления. Линия 128 управления может быть линией наземного питания с двойным резервированием, причем каждая линия имеет возвратную линию 128а гидравлического управления и входную линию 128b гидравлического управления, а также линию 128 с негидравлического управления. Однако следует отметить, что для обслуживания и регулирования выходной соединительной муфты 130 могут использовать другие системы связи и питания. Например, методы электромагнитной передачи или методы акустической передачи, которые известны специалистам в данной области техники, могут использоваться для управления выходной соединительной муфтой 130 в сочетании с источниками питания вверх или вниз по стволу скважины.

[0017] Линии 128а и 128b гидравлического управления обеспечивают трубопровод для подачи давления с поверхности 124 на выходную соединительную муфту 130, чтобы создавать генерируемую гидравлическим путем силу разности давлений для управления выходной соединительной муфтой 130. Линия 128 управления может содержать одну или более линий 128 с негидравлического управления (например, электрические кабели, оптоволоконные кабели или любую другую подходящую линию управления, кроме линий гидравлического управления), установленных на бурильном яссе 200 в конфигурации спиральной пружины. Линия 128 с негидравлического управления может использоваться для передачи команд от системы 126 управления на выходную соединительную муфту 130 посредством сигналов по оптоволоконным кабелям или электромагнитных сигналов.

[0018] Бурильный ясс 200 может быть соединен с несущим устройством 122 над выходной соединительной муфтой 130, чтобы обеспечить точное развертывание выходной соединительной муфты 130 в определенном месте в стволе 110 скважины. Кроме того, бурильный ясс 200 может быть соединен с возможностью связи между системой 126 управления и выходной соединительной муфтой 130, чтобы обеспечить путь гидравлического сообщения через бурильный ясс 200 без использования конструкции спиральной пружины.

[0019] В одном или более вариантах реализации изобретения бурильный ясс 200 содержит узел 220 соединительной муфты и узел 230 штока, который телескопически выдвигается и втягивается для точного развертывания выходной соединительной муфты 130 в определенном месте в стволе скважины, например в месте соединения, в котором основной ствол 110 скважины встречается с боковым стволом 112 скважины. Выходная соединительная муфта 130 гидравлически соединена с линиями 128а и 128b гидравлического управления через одну или более полостей, расположенных в бурильном яссе 200 между узлом 220 соединительной муфты и узлом 230 штока, как более подробно описано ниже.

[0020] Следует понимать, что выходная соединительная муфта 130 представляет собой приведенный в качестве примера скважинный инструмент, который может быть развернут в стволе ПО скважины с помощью бурильного ясса 200. В одном или более вариантах реализации изобретения бурильный ясс 200 может использоваться для точного позиционирования других скважинных инструментов в стволе 110 скважины. Эти другие скважинные инструменты могут включать, но не ограничиваются ими, системы заканчивания многоствольной скважины, выходные системы многоствольной скважины, инструменты для капитального ремонта многоствольной скважины, оборудование для заканчивания скважины, инструменты для исследования пласта и т.д. Бурильный ясс 200 также может использоваться в системах шельфового бурения, в которых перемещение в несущем устройстве 122 над бурильным яссом 200 (например, перемещение, вызванное морскими течениями и/или волнами) необходимо компенсировать, чтобы удерживать несущее устройство 122 под бурильным яссом 200 в подходящем положении.

[0021] На Фиг. 2-3С проиллюстрированы виды в разрезе бурильного ясса 200, проиллюстрированного на Фиг. 1, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Как проиллюстрировано, бурильный ясс 200 содержит узел 220 соединительной муфты и узел 230 штока. Линии 201, 203, 211 и 213 гидравлического управления могут иметь гидравлическое сообщение с бурильным яссом 200 через кольцевые полости 251 и 253. В определенных вариантах реализации изобретения кольцевая полость 253 изолирована от гидравлического сообщения с кольцевой полостью 251.

[0022] Как проиллюстрировано на Фиг. 2, узел 230 штока выполнен с возможностью телескопического перемещения внутри и относительно узла 220 соединительной муфты в осевых направлениях, указанных стрелкой 301. Узел 230 штока также может вращаться внутри и относительно узла 220 соединительной муфты в угловых направлениях, указанных стрелкой 303. Узел 220 соединительной муфты содержит трубчатый корпус 221, имеющий отверстие 223 соединительной муфты для приема узла 230 штока, что позволяет узлу 230 штока телескопически входить внутрь и выходить из узла 220 соединительной муфты. Корпус 221 узла 220 соединительной муфты может содержать один или более модулей 221А-221D корпуса, соединенных вместе (например, с помощью резьб 225, 227), чтобы обеспечить модульное расширение или сокращение линий гидравлического управления, сообщающихся через бурильный ясс 200, и/или модульное расширение или сокращение длины L хода бурильного ясса 200. В контексте данного документа, длина L хода относится к расстоянию, которое узел 230 штока проходит от сжатого положения, в котором он полностью сжимается в узле 220 соединительной муфты, до выдвинутого положения, в котором узел 230 штока полностью выдвигается из узла 230 соединительной муфты. Модули 221A-221D корпуса могут иметь участок 225 с внутренней резьбой и участок 227 с наружной резьбой для соединения друг с другом. Например, модуль 221В корпуса имеет участок 227 с наружной резьбой, который соединяется с участком 225 с внутренней резьбой модуля 221А корпуса. Кроме того, модуль 221В корпуса имеет участок 225 с внутренней резьбой, который соединяется с участком 227 с наружной резьбой модуля 221С корпуса. Кроме того, модули 221А и 221D корпуса имеют участки 225 с внутренней резьбой для соединения с несущим устройством 122 или другими скважинными инструментами, например, с выходной соединительной муфтой 130. В вариантах реализации изобретения, линии 201 и 203 гидравлического управления могут проходить через каналы 229 в модулях 221А-221С корпуса, чтобы по меньшей мере частично прикреплять линии 201 и 203 гидравлического управления к узлу 220 соединительной муфты. Канал 223 соединительной муфты обеспечивает протекание через бурильный ясс 200 бурового раствора, добываемого флюида или любого другого подходящего флюида, который может протекать в несущем устройстве 122, проиллюстрированном на Фиг. 1.

[0023] Узел 230 штока содержит корпуса 231 штока, соединенные с разделителями 240. Внешний размер D1 корпусов 231 штока меньше внутреннего размера D2 корпуса 221 узла соединительной муфты, что таким образом определяет кольцевые полости 251, 253 между узлом 220 соединительной муфты и узлом 230 штока. В одном или более вариантах реализации изобретения узел 230 штока может необязательно содержать единый корпус (не проиллюстрирован), так что кольцевые полости определены без отдельных разделителей 240, соединенных с корпусом узла 130 штока. Таким образом, разделители 240 могут быть объединены с узлом 230 штока.

[0024] Верхние линии 201, 203 гидравлического управления могут быть гидравлически соединены с одним или более скважинными инструментами, расположенными вверх по стволу скважины от бурильного ясса 200 или наземного оборудования, такого как система 126 управления. Нижние линии 211, 213 гидравлического управления могут быть гидравлически соединены с одним или более скважинными инструментами (например, с выходной соединительной муфтой 130), расположенными вниз по стволу скважины от бурильного ясса 200 в стволе скважины. Сигналы гидравлического управления могут передаваться в любом случае через бурильный ясс 200 либо из системы 126 управления (Фиг. 1), либо из скважинного инструмента в стволе скважины, расположенного вверх по стволу скважины от бурильного ясса 200, что позволяет осуществлять двунаправленное гидравлическое сообщение. Например, сигналы гидравлического управления могут подаваться в скважинные инструменты (такие как выходная соединительная муфта 130), расположенные вниз по стволу скважины от бурильного ясса 100. Бурильный ясс 200 также может содержать одну или более линий 128 с негидравлического управления, проиллюстрированных на Фиг. 1 (например, линии электрического управления, линии управления по оптоволоконному кабелю или любая другая подходящая линия управления, кабель или провод), прикрепленных к узлу 220 соединительной муфты и/или узлу 230 штока.

На Фиг. 3А-С проиллюстрированы более детальные виды в разрезе бурильного ясса 200, проиллюстрированного на Фиг. 1 и 2, в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Узел 230 штока содержит корпуса 231 (231А, 231В) штока, соединенные с разделителями 240 (240А, 240В, 240С), для образования общего отверстия 233 штока, чтобы обеспечить протекание флюида из отверстия 223 соединительной муфты через бурильный ясс 200. Кольцевая полость 251 может быть дополнительно определена как окружающая корпус 231А между разделителями 240А и 240В. Необязательно или дополнительно, кольцевая полость 253 может быть дополнительно определена как окружающая корпус 231В между разделителями 240В и 240С.

[0025] Далее будет рассмотрено гидравлическое сообщение через каждую из линий гидравлического управления. Как рассматривалось выше, верхняя линия 201 гидравлического управления гидравлически соединена с нижней линией 211 гидравлического управления через бурильный ясс 200. Для удобства будет рассматриваться гидравлическое сообщение верхней линии 201 гидравлического управления с нижней линией 211 гидравлического управления. Следует понимать, что сообщение может осуществляться и в обратном направлении. Из верхней линии 201 гидравлического управления флюид сообщается с проходным каналом 261 и отверстием 271 в корпусе 221 узла соединительной муфты. Проходной канал 261 выполнен с возможностью гидравлического соединения верхней линии 201 управления с кольцевой полостью 251. Разделитель 240А герметично прилегает к внутренней части корпуса 221 узла соединительной муфты, тем самым предотвращая протекание флюида в полости 251 через разделитель 240А. Разделитель 240В, который расположен между кольцевыми полостями 251 и 253, содержит отверстие 273 и проходной канал 263, выполненный с возможностью гидравлического соединения с трубопроводом 291, обеспечивающим гидравлическое сообщение между кольцевой полостью 251 и трубопроводом 291. Разделитель 240С (на Фиг. 3В) содержит проходной канал 267, выполненный с возможностью гидравлического соединения трубопровода 291 с нижней линией 211 управления. Трубопровод 291 проходит через кольцевую полость 253, но гидравлически изолирован от кольцевой полости, тем самым изолируя трубопровод 291 от флюида в кольцевой полости 253. В одном или более вариантах реализации изобретения трубопровод 291 может содержать трубчатый элемент из легированной стали, который гидравлически соединен между проходными каналами 263 и 267 в соответствующих разделителях 240В, 240С. Таким образом, верхняя линия 201 управления находится в гидравлическом сообщении с нижней линией 211 управления через кольцевую полость 251 и через бурильный ясс 200, в то же время, позволяя узлу 230 штока перемещаться внутри узла 220 соединительной муфты.

[0026] Как рассматривалось выше, верхняя линия 203 гидравлического управления гидравлически соединена с нижней линией 213 гидравлического управления через бурильный ясс 200. Для удобства будет рассматриваться гидравлическое сообщение верхней линии 203 гидравлического управления с нижней линией 213 гидравлического управления. Следует понимать, что сообщение может осуществляться в обратном направлении от нижней линии 213 гидравлического управления до верхней линии 203 гидравлического управления. Линия 203 гидравлического управления может проходить через проходной канал 229 в модуле 221С корпуса, чтобы по меньшей мере частично прикрепить линию 203 гидравлического управления к узлу 220 соединительной муфты. Из верхней линии 201 гидравлического управления флюид сообщается с проходным каналом 265 и отверстием 281 в корпусе 221 узла соединительной муфты. Проходной канал 265 выполнен с возможностью гидравлического соединения верхней линии 203 управления с кольцевой полостью 253. Разделитель 240В герметично прилегает к внутренней части корпуса 221 узла соединительной муфты, тем самым предотвращая протекание флюида в полости 253 через разделитель 240В. Разделитель 240С (на Фиг. 4) содержит отверстие 283 и проходной канал 269, выполненный с возможностью гидравлического соединения кольцевой полости 253 с нижней линией 213 управления. Верхняя линия 203 управления находится в гидравлическом сообщении с нижней линией 213 управления через кольцевую полость 253 и через бурильный ясс 200, в то же время, позволяя узлу 230 штока перемещаться внутри узла 220 соединительной муфты.

[0027] Кольцевые полости 251 и 253 могут обеспечивать изолированные каналы связи для сигналов гидравлического управления через бурильный ясс 200. Сигналы гидравлического управления могут передаваться по бурильному яссу 200 через кольцевую полость 251 без передачи через кольцевую полость 253. В некоторых вариантах реализации изобретения кольцевая полость 251 может использоваться в качестве входного канала связи, а кольцевая полость 253 может использоваться в качестве обратного канала связи.

[0028] Со ссылкой на Фиг. 3С, разделитель 240В, который находится между кольцевыми полостями 251 и 253, является иллюстративным примером разделителей 240А, 240С. В частности, разделитель 240В может содержать одно или более кольцевых углублений 243 для приема одного или более уплотнений 245 (например, уплотнительного кольца) для предотвращения прохождения флюида между узлом 220 соединительной муфты и узлом 230 штока. Разделитель 240В содержит резьбы 247, которые сопрягаются с корпусами 231А, 231В штока. Резьбы 247 поддерживают герметичность конструкции трубчатой колонны (например, несущего устройства 122, эксплуатационных насосно-компрессорных труб и т.д.) и кольцевых полостей 251, 253. В одном или более вариантах реализации изобретения уплотнения также могут быть соединены между корпусом 231А, 231В штока и разделителем 240В для поддержания герметичности конструкции. Бурильный ясс 200 также может дополнительно содержать один или более съемных крепежных элементов 293 (например, срезные штифты, зажимные конусные втулки, J-образные пазы, контролируемые по расходу гидравлические замедленные разъединители или любой другой подходящий запирающий механизм) для выборочного расположения узла 230 штока в узле 220 соединительной муфты. То есть бурильный ясс 200 может содержать крепежный элемент 293 для удержания бурильного ясса 200 в требуемом выдвинутом, сложенном или частично выдвинутом положении до тех пор, пока он не будет готов перемещать бурильный ясс 200 (например, развертывая выходную соединительную муфту 130 в ответвлении многоствольной скважины, как проиллюстрировано на Фиг. 1). Крепежный элемент 293 может содержать один или более срезных штифтов, которые удерживают бурильный ясс 200 в требуемом положении до тех пор, пока к срезным штифтам не прилагается заранее определенное усилие. В качестве неограничивающих примеров, срезные штифты могут быть срезаны за счет заранее определенного усилия, приложенного либо (а) штоком, приводимым в действие дополнительной линией гидравлического управления, подводимой к бурильному яссу 200 с поверхности, либо (б) силой сжатия или силой растяжения узла 230 штока. Как проиллюстрировано на Фиг. 5, крепежный элемент 293 может содержать срезной штифт, соединяющий узел 230 штока с узлом 220 соединительной муфты и расположенный на разделителе 240В. В других примерах крепежный элемент 293 может содержать зажимную конусную втулку, которая расцепляет или повторно зацепляет узел 230 штока в требуемом положении в узле 220 соединительной муфты. Таким образом, положение скважинного инструмента (такого как выходная соединительная муфта 130) в стволе скважины, соединенного с бурильным яссом 200, можно регулировать путем выборочного сжатия или выдвижения бурильного ясса 200.

[0029] Узел 230 штока может телескопически сжиматься или выдвигаться относительно узла 220 соединительной муфты, в то же время, поддерживая гидравлическое сообщение между соответствующими линиями 201, 203, 211 и 213 гидравлического управления. Проходной канал 261 может быть расположен в корпусе 221 узла соединительной муфты для обеспечения непрерывного гидравлического сообщения между линией 201 гидравлического управления и кольцевой полостью 251 на протяжении всего хода узла 230 штока. Кольцевые полости 251 и 253 находятся в гидравлическом сообщении с узлом 220 соединительной муфты и узлом 230 штока, так что проходные каналы 261 и 267 находятся в гидравлическом сообщении через кольцевую полость 251 и/или проходные каналы 265 и 269 находятся в гидравлическом сообщении через кольцевую полость 253. Кроме того, проходной канал 265 может быть расположен на корпусе 221 узла соединительной муфты для обеспечения непрерывного гидравлического сообщения между линией 203 гидравлического управления и кольцевой полостью 253 на протяжении всего хода узла 230 штока. Линии 211, 213 гидравлического управления могут быть соединены с разделителем 240С в проходных каналах 267 и 269 для обеспечения фиксированных точек крепления, которые позволяют линиям 211, 213 гидравлического управления перемещаться с узлом 230 штока.

[0030] Как проиллюстрировано, кольцевые полости 251, 253 гидравлически изолированы друг от друга и окружающей среды за пределами бурильного ясса 200 разделителями 240А, В, С. Полости 251, 253 могут иметь фиксированные объемы, предотвращая изменение давления в линиях 201, 203, 211 и 213 управления при перемещениях бурильного ясса 200. Хотя бурильный ясс проиллюстрирован с двумя отдельными линиями управления и двумя отдельными полостями, бурильный ясс 200 может содержать одну полость между узлом 220 соединительной муфты и узлом 230 штока для обеспечения гидравлического сообщения между линиями 201 и 211 управления.

[0031] В одном или более вариантах реализации изобретения бурильный ясс 200 может иметь две или более кольцевых полостей для обеспечения дополнительных путей гидравлического сообщения, которые не требуют механизма крепления спиральной пружины на узле 220 соединительной муфты и/или узле 230 штока. На Фиг. 4 проиллюстрирован вид в поперечном сечении бурильного ясса 400 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Как проиллюстрировано, бурильный ясс 400 содержит шесть кольцевых полостей 451-456 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения. Бурильный ясс 400 может содержать шесть полостей 451-456 для обеспечения путей гидравлического сообщения между шестью верхними линиями управления, гидравлически соединенными с узлом 420 соединительной муфты, и шестью нижними линиями управления, гидравлически соединенными с узлом 430 штока.

[0032] Как проиллюстрировано, в бурильном яссе 200 не сбалансировано давление, оказываемое флюидом внутри трубчатой колонны (например, эксплуатационной колонны, бурильной колонны или колонны гибких труб) через отверстия 223, 233, 241. Перепады давления, применяемого к флюиду внутри отверстий 223, 233, 241, могут приводить к сжатию или выдвижению бурильного ясса 200. Балансировка давления в бурильном яссе 200 может предотвращать его ход при изменениях давления в отверстиях 223, 233, 241. На Фиг. 5А и 5В проиллюстрированы виды в разрезе бурильного ясса 500 в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения, в котором давление сбалансировано по отношению к флюиду внутри отверстий 523, 533, 541. Как проиллюстрировано, узел 530 штока содержит дополнительный корпус 531С штока, который изолирует узел 530 штока от внутреннего давления флюида (например, добываемого флюида или бурового раствора) внутри трубчатой колонны, находящейся в гидравлическом сообщении с бурильным яссом 500. Отверстие 523 соединительной муфты с возможностью скольжения принимает корпус 531С штока и соединяется с корпусом 531С штока на протяжении всего хода узла 530 штока. Узел 520 соединительной муфты содержит уплотнение 539, соединенное с корпусом 531С штока, для предотвращения прохождения флюида между узлом 520 соединительной муфты и узлом 530 штока. Дополнительная кольцевая полость 555 образована между узлом 520 соединительной муфты и корпусом 531С штока. Кольцевая полость 555 изолирована от гидравлического сообщения с кольцевыми полостями 551 и 553. Кольцевая полость 555 содержит проходной канал 537 соединительной муфты, обеспечивающий протекание флюидов внутри полости 555 внутрь и наружу из бурильного ясса 500.

[0033] Необязательно, бурильный ясс 500 содержит дополнительную гидравлическую линию 505 управления, находящуюся в гидравлическом сообщении с кольцевой полостью 555 через проходной канал 537 соединительной муфты. Кольцевая полость 555 может быть выполнена с возможностью перемещения узла 530 штока относительно узла 520 соединительной муфты путем заполнения флюидом или слива флюида из кольцевой полости 555. Проходной канал 537 соединительной муфты может быть выполнен с возможностью соединения с гидравлической линией 505 управления для обеспечения пути гидравлического сообщения с кольцевой полостью 555. Двунаправленный гидравлический источник 507 питания, такой как гидравлический насос, при этом регулирующие клапаны расположены выше по стволу скважины, может быть соединен с линией 505 гидравлического управления и управлять потоком флюида внутрь или из кольцевой полости 555, заставляя узел 530 штока выдвигаться из узла 520 соединительной муфты или втягиваться в узел соединительной муфты.

[0034] В одном или более вариантах реализации изобретения бурильный ясс может содержать механизм для предотвращения вращения узла штока относительно узла соединительной муфты. На Фиг. 6А и 6В проиллюстрирован бурильный ясс 600, выполненный с возможностью управления ходом узла 630 штока и предотвращения вращения узла 630 штока внутри узла 920 соединительной муфты в соответствии с одним или более вариантами реализации изобретения.

[0035] Как проиллюстрировано, бурильный ясс 600 содержит одну или более шпонок 607, которые входят в соответствующие канавки или каналы 609. Канавка 609 позволяет шпонке 607 и, следовательно, узлу 630 штока перемещаться в осевом направлении, но предотвращает вращение шпонки 607 и, следовательно, узла 630 штока внутри узла 620 соединительной муфты. В частности, канавка 609 может принимать шпонку 607 на узле 630 штока. Шпонка 607 может быть расположена по меньшей мере на участке корпуса 631С, как проиллюстрировано на Фиг. 6А. В одном или более вариантах реализации изобретения узел 620 соединительной муфты может содержать одну или более канавок 609, и аналогично узел 630 штока может содержать одну или более сопряженных шпонок 607. Следует понимать, что бурильный ясс 600 также может содержать любой другой подходящий механизм, выполненный с возможностью обеспечения осевого перемещения и предотвращения вращательного движения между узлом 630 штока и узлом 620 соединительной муфты.

[0036] В дополнение к вариантам реализации изобретения, описанным выше, многие примеры конкретных комбинаций подпадают под объем изобретения, причем некоторые из которых подробно описаны ниже.

Пример 1: Узел бурильного ясса для гидравлического сообщения между первой и второй гидравлическими линиями, содержащий:

узел соединительной муфты, содержащий проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с первой гидравлической линией;

узел штока, телескопически перемещаемый внутри узла соединительной муфты и содержащий проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения со второй гидравлической линией; и

кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты, находящуюся в гидравлическом сообщении с узлом соединительной муфты и узлом штока таким образом, что проходные каналы соединительной муфты и штока имеют гидравлическое сообщение через кольцевую полость.

Пример 2: Узел бурильного ясса по примеру 1, отличающийся тем, что узел штока выполнен с возможностью вращения внутри узла соединительной муфты.

Пример 3: Узел бурильного ясса по примеру 1, отличающийся тем, что узел штока содержит:

два разделителя и

корпус, соединенный между двумя разделителями; и

при этом кольцевая полость дополнительно определяется как окружающая корпус между разделителями.

Пример 4: Узел бурильного ясса по примеру 1, дополнительно содержащий дополнительную кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты.

Пример 5: Узел бурильного ясса по примеру 4, дополнительно содержащий выпускное отверстие между дополнительной кольцевой полостью и узлом соединительной муфты, при этом в дополнительной кольцевой полости сбалансировано давление, чтобы предотвратить перемещение узла штока относительно узла соединительной муфты за счет давления флюида в узле штока.

Пример 6: Узел бурильного ясса по примеру 1 для дополнительного гидравлического сообщения между третьей и четвертой гидравлическими линиями, дополнительно содержащий:

дополнительную кольцевую полость, изолированную от гидравлического сообщения с кольцевой полостью;

дополнительный проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с третьей гидравлической линией;

дополнительный проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения с четвертой гидравлической линией; и

при этом дополнительный проходной канал соединительной муфты и дополнительный проходной канал штока находятся в гидравлическом сообщении через дополнительную кольцевую полость.

Пример 7: Узел бурильного ясса по примеру 6, отличающийся тем, что третья линия гидравлического управления и четвертая линия гидравлического управления гидравлически изолированы от кольцевой полости.

Пример 8: Узел бурильного ясса по примеру 1 для дополнительного гидравлического сообщения между дополнительными гидравлическими линиями, дополнительно содержащий дополнительные кольцевые полости, изолированные от гидравлического сообщения между полостями.

Пример 9: Узел бурильного ясса по примеру 1, дополнительно содержащий съемный крепежный элемент для позиционирования узла штока в узле соединительной муфты.

Пример 10: Узел бурильного ясса по примеру 1, дополнительно содержащий:

дополнительную кольцевую полость, изолированную от гидравлического сообщения с кольцевой полостью и выполненную с возможностью перемещения узла штока;

дополнительный проходной канал соединительной муфты, находящийся в гидравлическом сообщении с дополнительной кольцевой полостью, выполненной с возможностью гидравлического соединения с третьей гидравлической линией.

Пример 11: Узел бурильного ясса по примеру 1, дополнительно содержащий механизм, выполненный с возможностью обеспечения осевого перемещения и предотвращения вращательного перемещения между узлом соединительной муфты и узлом штока.

Пример 12: Система для передачи сигналов гидравлического управления через бурильный ясс для гидравлического сообщения между первой и второй гидравлическими линиями, содержащая:

бурильный ясс, содержащий:

узел соединительной муфты, содержащий проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с первой гидравлической линией;

узел штока, телескопически перемещаемый внутри узла соединительной муфты и содержащий проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения со второй гидравлической линией;

кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты, находящуюся в гидравлическом сообщении с узлом соединительной муфты и узлом штока таким образом, что проходные каналы соединительной муфты и штока имеют гидравлическое сообщение через кольцевую полость; и

скважинный инструмент, соединенный с узлом штока бурильного ясса и находящийся в гидравлическом сообщении со второй гидравлической линией.

Пример 13: Система по примеру 12, отличающаяся тем, что узел штока выполнен с возможностью вращения внутри узла соединительной муфты.

Пример 14: Система по примеру 12, отличающаяся тем, что узел штока содержит:

два разделителя и

корпус, соединенный между двумя разделителями; и

при этом кольцевая полость дополнительно определяется как окружающая корпус между разделителями.

Пример 15: Система по примеру 12, дополнительно содержащая:

дополнительную кольцевую полость, изолированную от гидравлического сообщения с кольцевой полостью;

дополнительный проходной канал соединительной муфты, гидравлически

соединяемый с третьей гидравлической линией;

дополнительный проходной канал штока, гидравлически соединяемый с четвертой

гидравлической линией; и

при этом дополнительный проходной канал соединительной муфты и

дополнительный проходной канал штока находятся в гидравлическом

сообщении через дополнительную кольцевую полость.

Пример 16: Способ управления скважинным инструментом посредством передачи сигналов гидравлического управления через бурильный ясс, включающий:

телескопическое соединение узла штока в узле соединительной муфты для образования кольцевой полости между узлом штока и узлом соединительной муфты;

соединение гидравлической линии с кольцевой полостью с одной стороны бурильного ясса;

соединение другой гидравлической линии с кольцевой полостью с другой стороны бурильного ясса и

передачу сигналов гидравлического управления в скважинный инструмент по гидравлическим линиям через кольцевую полость.

Пример 17: Способ по примеру 16, дополнительно включающий перемещение узла штока в осевом направлении относительно узла соединительной муфты.

Пример 18: Способ по примеру 16, дополнительно включающий вращение узла штока относительно узла соединительной муфты.

Пример 19: Способ по примеру 16, дополнительно включающий:

формирование дополнительной кольцевой полости между узлом штока и узлом соединительной муфты;

передачу сигналов гидравлического управления по бурильному яссу через дополнительную кольцевую полость без связи через кольцевую полость.

Пример 20: Способ по примеру 17, отличающийся тем, что перемещение узла штока в осевом направлении включает отсоединение съемного крепежного элемента, соединенного с узлом штока.

[0037] Это обсуждение относится к различным вариантам реализации изобретения. Изображения на фигурах не обязательно представлены в масштабе. Некоторые отличительные признаки вариантов реализации изобретения могут быть проиллюстрированы в преувеличенном масштабе или в некоторой схематической форме, и некоторые детали обычных элементов могут не отображаться с целью ясности и краткости изложения. Хотя могут быть предпочтительными один или более из этих вариантов реализации изобретения, описанные варианты реализации изобретения не должны истолковываться или иным образом использоваться так, чтобы ограничивать объем изобретения, включая формулу изобретения. Следует полностью признать, что различные идеи обсуждаемых вариантов реализации изобретения могут использоваться отдельно или в любой подходящей комбинации для получения требуемых результатов. Кроме того, для специалиста в данной области техники будет очевидным, что данное описание имеет широкое применение, и обсуждение любого варианта реализации изобретения предназначено только для иллюстрации этого варианта реализации изобретения и не предназначено для того, чтобы предполагать, что объем изобретения, включая формулу изобретения, ограничен этим вариантом реализации изобретения.

[0038] Определенные термины используются по всему описанию и в формуле изобретения для ссылки на конкретные отличительные признаки или компоненты. Как будет очевидно для специалистов в данной области техники, разные люди могут называть один и тот же отличительный признак или компонент по-разному. В этом документе не предполагается проводить различие между компонентами или отличительными признаками, которые отличаются по названию, но не по функции, если конкретно не указано иное. В обсуждении и в формуле изобретения термины «включающий» и «содержащий» используются в неограничивающей форме и, таким образом, должны истолковываться как означающие «включающий, но не ограниченный...». Также термин «соединяют» или «соединяет» предназначен для обозначения либо непрямого, либо прямого соединения. Кроме того, термины «осевой» и «в осевом направлении» обычно означают направление вдоль или параллельно центральной оси (например, центральной оси корпуса или отверстия), тогда как термины «радиальный» и «в радиальном направлении» обычно означают направление перпендикулярно центральной оси. Термины «верхний», «нижний», «над», «под» и вариации этих терминов приводятся для удобства, но не предполагают какой-либо конкретной ориентации компонентов.

[0039] Ссылка во всем данном описании на «один вариант реализации изобретения», «вариант реализации изобретения» или подобные формулировки означают, что конкретный отличительный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с указанным вариантом реализации изобретения, могут быть включены по меньшей мере в один вариант реализации изобретения согласно данному описанию. Таким образом, фразы «в одном варианте реализации изобретения», «в варианте реализации изобретения» и подобные формулировки в данном описании могут, хотя и не обязательно, относиться к одному и тому же варианту реализации изобретения.

[0040] Хотя данное изобретение описано в отношении конкретных деталей, не предполагается, что такие детали следует рассматривать в качестве ограничивающих для объема изобретения, кроме случаев, когда они включены в прилагаемую формулу изобретения.

Группа изобретений относится к развертыванию скважинного инструмента на определенной глубине ствола скважины с помощью трубчатой колонны. Технический результат - обеспечение сообщения гидравлической линии управления через бурильный ясс. Узел бурильного ясса для гидравлического сообщения между первой и второй гидравлическими линиями содержит: узел соединительной муфты, содержащий проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с первой гидравлической линией; узел штока, телескопически перемещаемый внутри узла соединительной муфты и содержащий проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения со второй гидравлической линией; кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты, находящуюся в гидравлическом сообщении с узлом соединительной муфты и узлом штока таким образом, что проходные каналы соединительной муфты и штока имеют гидравлическое сообщение через кольцевую полость. При этом узел штока дополнительно содержит два разделителя и корпус, соединенный между двумя разделителями. Причем кольцевая полость дополнительно определяется как окружающая корпус между разделителями. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Узел бурильного ясса для гидравлического сообщения между первой и второй гидравлическими линиями, содержащий: узел соединительной муфты, содержащий проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с первой гидравлической линией; узел штока, телескопически перемещаемый внутри узла соединительной муфты и содержащий проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения со второй гидравлической линией; и кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты, находящуюся в гидравлическом сообщении с узлом соединительной муфты и узлом штока таким образом, что проходные каналы соединительной муфты и штока имеют гидравлическое сообщение через кольцевую полость, при этом узел штока дополнительно содержит два разделителя и корпус, соединенный между двумя разделителями; причем кольцевая полость дополнительно определяется как окружающая корпус между разделителями.

2. Узел бурильного ясса по п. 1, отличающийся тем, что узел штока выполнен с возможностью вращения внутри узла соединительной муфты.

3. Узел бурильного ясса по п. 1, дополнительно содержащий дополнительную кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты.

4. Узел бурильного ясса по п. 3, дополнительно содержащий выпускное отверстие между дополнительной кольцевой полостью и узлом соединительной муфты, при этом в дополнительной кольцевой полости сбалансировано давление, чтобы предотвратить перемещение узла штока относительно узла соединительной муфты за счет давления флюида в узле соединительной муфты.

5. Узел бурильного ясса по п. 1 для дополнительного гидравлического сообщения между третьей и четвертой гидравлическими линиями, дополнительно содержащий: дополнительную кольцевую полость, изолированную от гидравлического сообщения с кольцевой полостью; дополнительный проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с третьей гидравлической линией;

дополнительный проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения с четвертой гидравлической линией; и

при этом дополнительный проходной канал соединительной муфты и дополнительный проходной канал штока находятся в гидравлическом сообщении через дополнительную кольцевую полость.

6. Узел бурильного ясса по п. 5, отличающийся тем, что третья линия гидравлического управления и четвертая линия гидравлического управления гидравлически изолированы от кольцевой полости.

7. Узел бурильного ясса по п. 1 для дополнительного гидравлического сообщения между дополнительными гидравлическими линиями, дополнительно содержащий дополнительные кольцевые полости, изолированные от гидравлического сообщения между этими полостями.

8. Узел бурильного ясса по п. 1, дополнительно содержащий съемный крепежный элемент для позиционирования узла штока в узле соединительной муфты.

9. Узел бурильного ясса по п. 1, дополнительно содержащий:

дополнительную кольцевую полость, изолированную от гидравлического сообщения с кольцевой полостью и выполненную с возможностью перемещения узла штока;

дополнительный проходной канал соединительной муфты, находящийся в гидравлическом сообщении с дополнительной кольцевой полостью, выполненной с возможностью гидравлического соединения с третьей гидравлической линией.

10. Узел бурильного ясса по п. 1, дополнительно содержащий механизм, выполненный с возможностью обеспечения осевого перемещения и предотвращения вращательного перемещения между узлом соединительной муфты и узлом штока.

11. Система для передачи сигналов гидравлического управления через бурильный ясс для гидравлического сообщения между первой и второй гидравлическими линиями, содержащая:

бурильный ясс, содержащий:

узел соединительной муфты, содержащий проходной канал соединительной муфты, выполненный с возможностью гидравлического соединения с первой гидравлической линией;

узел штока, телескопически перемещаемый внутри узла соединительной муфты и содержащий проходной канал штока, выполненный с возможностью гидравлического соединения со второй гидравлической линией, причем узел штока дополнительно содержит два разделителя и

корпус, соединенный между двумя разделителями;

кольцевую полость между узлом штока и узлом соединительной муфты, находящуюся в гидравлическом сообщении с узлом соединительной муфты и узлом штока таким образом, что проходные каналы соединительной муфты и штока имеют гидравлическое сообщение через кольцевую полость, при этом кольцевая полость дополнительно определяется как окружающая корпус между разделителями; и

скважинный инструмент, соединенный с узлом штока бурильного ясса и находящийся в гидравлическом сообщении со второй гидравлической линией.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что узел штока выполнен с возможностью вращения внутри узла соединительной муфты.

13. Система по п. 11, дополнительно содержащая:

дополнительную кольцевую полость, изолированную от гидравлического сообщения с кольцевой полостью;

дополнительный проходной канал соединительной муфты, гидравлически соединяемый с третьей гидравлической линией;

дополнительный проходной канал штока, гидравлически соединяемый с четвертой гидравлической линией; и

при этом дополнительный проходной канал соединительной муфты и дополнительный проходной канал штока находятся в гидравлическом сообщении через дополнительную кольцевую полость.

14. Способ управления скважинным инструментом посредством передачи сигналов гидравлического управления через бурильный ясс, включающий:

телескопическое соединение узла штока в узле соединительной муфты для образования кольцевой полости между узлом штока и узлом соединительной муфты, причем узел штока дополнительно содержит два разделителя и корпус, соединенный между двумя разделителями; причем кольцевая полость дополнительно определяется как окружающая корпус между разделителями;

соединение гидравлической линии с кольцевой полостью с одной стороны бурильного ясса;

соединение другой гидравлической линии с кольцевой полостью с другой стороны бурильного ясса и

передачу сигналов гидравлического управления в скважинный инструмент по гидравлическим линиям через кольцевую полость.

15. Способ по п. 14, дополнительно включающий перемещение штока в осевом направлении относительно узла соединительной муфты.

16. Способ по п. 14, дополнительно включающий вращение узла штока относительно узла соединительной муфты.

17. Способ по п. 14, дополнительно включающий:

формирование дополнительной кольцевой полости между узлом штока и узлом соединительной муфты;

передачу сигналов гидравлического управления по бурильному яссу через дополнительную кольцевую полость без связи через кольцевую полость.