СИСТЕМА ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ Российский патент 2020 года по МПК E21B43/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе заканчивания скважины для соединения множества сетчатых фильтров в скважинную трубчатую конструкцию, смонтированную из основных трубных секций. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу заканчивания скважины и способу добычи для добычи углеводородосодержащей текучей среды из пласта в скважинную трубчатую конструкцию.

Уровень техники

При заканчивании скважины предпочтительно иметь множество сетчатых фильтров, так чтобы, если один сетчатый фильтр окажется заблокированным, добываемая текучая среда могла протекать через другой сетчатый фильтр, однако выполнить соединение множества сетчатых фильтров нелегко. В известных решениях, сетчатые фильтры имеют такую конструкцию, что монтаж системы заканчивания скважины на буровой платформе является очень сложным, поскольку обычно используемые инструменты для соединения скважинной трубчатой конструкции не могут быть использованы. Таким образом, существует потребность в альтернативном решении, так чтобы обеспечить легкий монтаж скважинной трубчатой конструкции, входящей в состав оборудования заканчивания скважины, посредством известных инструментов на буровой установке.

Раскрытие сущности изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в полном или частичном преодолении вышеуказанных недостатков уровня техники. Более конкретно, задача состоит в создании улучшенной системы заканчивания скважины, которая содержит множество узлов сетчатого фильтра, и которая может быть смонтирована с использованием обычных инструментов на буровой установке.

Указанные выше задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеследующего описания, выполнены посредством решения согласно настоящему изобретению с помощью системы заканчивания скважины для соединения множества сетчатых фильтров в скважинную трубчатую конструкцию, смонтированную из основных трубных секций, содержащей:

- первый узел сетчатого фильтра и второй узел сетчатого фильтра, причем каждый узел сетчатого фильтра содержит:

- основную трубную секцию, смонтированную в качестве части скважинной трубчатой конструкции, имеющей протяженность в продольном направлении, причем основная трубная секция имеет наружную поверхность, и

- трубчатый элемент сетчатого фильтра, окружающий наружную поверхность основной трубной секции и соединенный с ней, причем трубчатый элемент сетчатого фильтра имеет наружный диаметр; и

- соединительную часть узла для соединения конца первого узла сетчатого фильтра с концом второго узла сетчатого фильтра;

причем система заканчивания скважины дополнительно содержит первый трубчатый элемент, имеющий внутренний диаметр, равный наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его, причем первый трубчатый элемент расположен напротив соединительной части узла, так что обеспечена возможность протекания текучей среды, протекающей через трубчатый элемент сетчатого фильтра одного из узлов сетчатого фильтра, наружу относительно соединительной части узла.

Скважинная трубчатая конструкция может иметь отверстие для обеспечения возможности протекания текучей среды в скважинную трубчатую конструкцию.

Кроме того, одна из основных трубных секций может иметь отверстие для обеспечения возможности протекания текучей среды в скважинную трубчатую конструкцию.

Дополнительно, первый трубчатый элемент и основная трубная секция могут образовывать кольцевой проточный канал.

Также, описанная выше система заканчивания скважины может дополнительно содержать первый соединитель трубчатого элемента и второй соединитель трубчатого элемента, каждый из которых имеет внутренний диаметр, равный наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его, причем первый трубчатый элемент удерживается по меньшей мере в продольном направлении посредством соединителей трубчатого элемента.

Дополнительно, каждый узел сетчатого фильтра может содержать фиксирующую часть элемента сетчатого фильтра, выполненную с возможностью фиксации трубчатого элемента сетчатого фильтра относительно основной трубной секции.

Фиксирующая часть элемента сетчатого фильтра может иметь по меньшей мере один проточный канал, выполненный вдоль протяженности в продольном направлении.

Дополнительно, каждый узел сетчатого фильтра может содержать две фиксирующие части элемента сетчатого фильтра, выполненные с возможностью фиксации каждого конца трубчатого элемента сетчатого фильтра относительно основной трубной секции.

Кроме того, первый соединитель трубчатого элемента может быть расположен так, чтобы по меньшей мере частично перекрывать фиксирующую часть элемента сетчатого фильтра первого узла сетчатого фильтра, и второй соединитель трубчатого элемента может быть расположен так, чтобы по меньшей мере частично перекрывать фиксирующую часть элемента сетчатого фильтра второго узла сетчатого фильтра.

Также, соединители трубчатых элементов могут иметь внутреннюю резьбу.

Дополнительно, фиксирующая часть элемента сетчатого фильтра может иметь наружную резьбу.

Кроме того, внутренняя резьба соединителя трубчатого элемента может по меньшей мере частично взаимодействовать с наружной резьбой фиксирующей части элемента сетчатого фильтра.

Дополнительно, трубчатый элемент может быть не соединен непосредственно с соединительной частью узла.

Кроме того, трубчатый элемент может иметь расстояние до наружной поверхности соединительной части узла.

Дополнительно, соединительная часть узла может иметь наружный диаметр, превышающий наружный диаметр основной трубной секции.

Трубчатый элемент может содержать сетчатый фильтр.

Дополнительно, первый соединитель трубчатого элемента и второй соединитель трубчатого элемента могут быть выполнены с возможностью скольжения по наружной поверхности основной трубной секции в процессе сборки первого узла сетчатого фильтра и второго узла сетчатого фильтра.

Описанная выше система заканчивания скважины может дополнительно содержать проточную секцию, смонтированную в качестве части скважинной трубчатой конструкции для обеспечения возможности протекания текучей среды в скважинную трубчатую конструкцию или из нее.

Также, проточная секция может быть смонтирована между двумя узлами сетчатого фильтра.

Дополнительно, проточная секция может иметь первый конец, прикрепленный к одному узлу сетчатого фильтра, и второй конец, прикрепленный к другому узлу сетчатого фильтра.

Указанная проточная секция может иметь отверстие для обеспечения возможности протекания текучей среды от узлов сетчатого фильтра в скважинную трубчатую конструкцию.

Кроме того, система заканчивания скважины, описанная выше, может дополнительно содержать второй трубчатый элемент, расположенный напротив проточной секции, так что обеспечена возможность протекания текучей среды, протекающей через трубчатый элемент сетчатого фильтра одного из узлов сетчатого фильтра, наружу относительно основной трубной секции и через проточную секцию, или наоборот.

Дополнительно, система заканчивания скважины, описанная выше, может содержать по меньшей мере один узел затрубного барьера, содержащий:

- основную трубную секцию, предназначенную для монтажа в качестве части скважинной трубчатой конструкции, причем основная трубная секция содержит прорезь;

- разжимную муфту, окружающую основную трубную секцию и имеющую внутреннюю поверхность, обращенную к основной трубной секции, и наружную поверхность, обращенную к стенке ствола скважины или другой скважинной трубчатой конструкции;

- причем каждый конец разжимной муфты соединен с основной трубной секцией; и

- кольцевое пространство между внутренней поверхностью разжимной муфты и основной трубной секцией.

Также, система заканчивания скважины может содержать множество узлов сетчатого фильтра.

Дополнительно, система заканчивания скважины может содержать центраторы для центрирования скважинной трубчатой конструкции при введении конструкции в ствол скважины.

Кроме того, проточная секция может содержать скользящую муфту для перекрывания отверстия.

Резьба первого соединителя трубчатого элемента может представлять собой левостороннюю резьбу, а резьба второго соединителя трубчатого элемента может представлять собой правостороннюю резьбу.

Первый соединитель трубчатого элемента, имеющий левостороннюю резьбу, может быть расположен ближе всего к устью скважины относительно трубчатого элемента, прикрепленного ко второму соединителю трубчатого элемента, а второй соединитель трубчатого элемента, имеющий правостороннюю резьбу, таким образом, может быть расположен на другой стороне трубчатого элемента, и при вращении скважинной трубчатой конструкции в процессе ее введения в ствол, первый соединитель трубчатого элемента и второй соединитель трубчатого элемента могут быть таким образом сильнее затянуты вместо того, чтобы быть открученными.

Кроме того, соединительная часть узла может иметь сплошную монолитную стенку. Под сплошной монолитной стенкой понимается, что стенка не имеет каналов или отверстий.

Дополнительно, трубчатый элемент может содержать сетчатый фильтр.

Дополнительно, трубчатый элемент может содержать по меньшей мере одну выступающую в радиальном направлении часть.

Также, выступающая часть может представлять собой углубление.

Кроме того, трубчатый элемент может быть сплошным или монолитным, то есть не иметь отверстий или каналов.

Дополнительно, трубчатый элемент может быть неперфорированным, то есть не иметь отверстий или каналов.

Система заканчивания скважины, описанная выше, может дополнительно содержать третий трубчатый элемент для соединения фиксирующей части элемента сетчатого фильтра с соединительной частью узла затрубного барьера.

Дополнительно, узел затрубного барьера может содержать модуль предотвращения разрушения.

Настоящее изобретение также относится к способу заканчивания скважины для заканчивания системы заканчивания скважины согласно настоящему изобретению в стволе скважины или в скважине, причем указанный способ заканчивания скважины содержит следующие этапы:

- обеспечивают наличие первого узла сетчатого фильтра;

- прикрепляют второй узел сетчатого фильтра к первому узлу сетчатого фильтра посредством соединительной части узла;

- обеспечивают скольжение первого трубчатого элемента вдоль трубчатого элемента сетчатого фильтра первого или второго узла сетчатого фильтра; и

- располагают первый трубчатый элемент напротив соединительной части узла. Кроме того, способ заканчивания скважины может содержать этап, на котором погружают первый узел сетчатого фильтра и второй узел сетчатого фильтра в ствол скважины.

Дополнительно, система заканчивания скважины может содержать первый соединитель трубчатого элемента и второй соединитель трубчатого элемента, имеющие наружный диаметр, который равен наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышает его, причем обеспечена возможность перемещения первого соединителя трубчатого элемента и второго соединителя трубчатого элемента вдоль протяженности в продольном направлении в направлении первого трубчатого элемента для закрепления первого трубчатого элемента напротив соединительной части узла.

Также, система заканчивания скважины может дополнительно содержать третий узел сетчатого фильтра и проточную секцию, смонтированную между вторым узлом сетчатого фильтра и третьим узлом сетчатого фильтра.

Дополнительно, система заканчивания скважины может содержать второй трубчатый элемент, который выполнен с возможностью скольжения вдоль трубчатого элемента сетчатого фильтра второго или третьего узла сетчатого фильтра, с обеспечением расположения второго трубчатого элемента напротив проточной секции.

Дополнительно, один трубчатый элемент может быть расположен с охватом как соединительной части узла, так и проточной секции.

Таким образом, один трубчатый элемент может быть расположен напротив как соединительной части узла, так и проточной секции.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу добычи для добычи углеводородосодержащей текучей среды из пласта в скважинную трубчатую конструкцию, содержащему этапы, на которых:

- обеспечивают возможность протекания текучей среды через первый узел сетчатого фильтра системы заканчивания скважины, описанной выше;

- обеспечивают возможность протекания текучей среды мимо пространства между первым трубчатым элементом и соединительной частью узла;

- обеспечивают возможность протекания текучей среды между трубчатым элементом сетчатого фильтра и основной трубной секцией второго узла сетчатого фильтра; и

- обеспечивают возможность протекания текучей среды в пространство под вторым трубчатым элементом и в проточную секцию и в скважинную трубчатую конструкцию.

Краткое описание чертежей

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

- на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении системы заканчивания скважины;

- на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении другой системы заканчивания скважины;

- на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении другой системы заканчивания скважины, имеющей узлы затрубного барьера;

- на фиг. 4 показан вид в поперечном сечении другой системы заканчивания скважины, имеющей проточную секцию;

- на фиг. 5 показан вид в поперечном сечении другой системы заканчивания скважины, имеющей центраторы; и

- на фиг. 6 показан вид в поперечном сечении другой системы заканчивания скважины.

Все чертежи являются очень схематичными и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те части, которые необходимо для пояснения изобретения, тогда как другие части не показаны или показаны без объяснения.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показана система 1 заканчивания скважины для соединения нескольких узлов 4 сетчатого фильтра в скважинную трубчатую конструкцию 2. Каждый узел сетчатого фильтра содержит основную трубную секцию 3, смонтированную для образования части скважинной трубчатой конструкции, так что основная трубная секция и скважинная трубчатая конструкция имеют совпадающие центральные оси вдоль протяженности в продольном направлении 5 скважинной трубчатой конструкции. Основные трубные секции 3 смонтированы вместе посредством соединительной части 8 узла для соединения конца 9 первого узла 4, 4а сетчатого фильтра с концом 10 второго узла 4, 4b сетчатого фильтра. Каждая основная трубная секция 3 имеет наружную поверхность 6 и трубчатый элемент 7 сетчатого фильтра каждого узла сетчатого фильтра, причем трубчатый элемент сетчатого фильтра окружает наружную поверхность основной трубной секции и соединен с наружной поверхностью основной трубной секции.

Система заканчивания скважины дополнительно содержит первый трубчатый элемент 11, имеющий внутренний диаметр ID_M, равный наружному диаметру OD_E трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его. Первый трубчатый элемент 11 расположен напротив соединительной части 8 узла, образуя кольцевое пространство 24, так что обеспечена возможность протекания текучей среды, протекающей через трубчатый элемент 7 сетчатого фильтра одного из узлов 4 сетчатого фильтра, наружу относительно соединительной части 8 узла. Благодаря наличию первого трубчатого элемента 11 обеспечена возможность монтажа основных трубных секций 3 с помощью соединительных частей 8 узла, представляющих собой стандартные муфты обсадной колонны или соединители для обсадной колонны. Таким образом, соединительные части 8 узла не должны представлять собой специально изготовленные соединители со сложной конструкцией, для которых необходимо проходить отдельные испытания, при этом такие соединители со сложной конструкцией могут также привести к увеличению общей стоимости системы 1 заканчивания скважины и, следовательно, самой скважины.

Как показано на фиг. 2, система 1 заканчивания скважины дополнительно содержит первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента и второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента, имеющие внутренний диаметр ID_C, равный наружному диаметру OD_E трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра или превышающий его. Первый трубчатый элемент 11 удерживается по меньшей мере в продольном направлении 5 соединителями 12, 12а, 12b трубчатого элемента. Благодаря наличию соединителей трубчатого элемента, имеющих внутренний диаметр, равный наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его, обеспечена возможность скольжения соединителей трубчатого элемента вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра в процессе монтажа системы 1 заканчивания скважины, причем также обеспечена возможность скольжения первого трубчатого элемента 11 вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра и сохранения его расположения напротив трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра в процессе монтажа первого узла 4, 4а сетчатого фильтра и второго узла 4, 4b сетчатого фильтра посредством соединительной части 8 узла, которая может представлять собой стандартную муфту обсадной колонны или соединитель для обсадной колонны. В процессе соединения двух основных трубных секций 3 двух узлов 4 сетчатого фильтра необходимо обеспечить для инструментов на буровой платформе надежный обхват вокруг основных трубных секций 3, причем в процессе данного соединения нет места ни для первого трубчатого элемента 11, ни для соединителей 12, 12а, 12b трубчатого элемента, обеспечивающих крепление первого трубчатого элемента 11. Таким образом, в процессе монтажа основных трубных секций 3, первый трубчатый элемент 11 и первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента расположены напротив трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра первого узла 4, 4а сетчатого фильтра, а второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента расположен напротив трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра второго узла 4, 4b сетчатого фильтра. После монтажа основной трубной секции 3 первого узла 4, 4а сетчатого фильтра с основной трубной секцией 3 второго узла 4, 4b сетчатого фильтра посредством соединительной части 8 узла, первый трубчатый элемент 11 скользит вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра и располагается напротив соединительной части 8 узла, после чего первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента и второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента скользят вдоль трубчатых элементов 7 сетчатого фильтра, обеспечивая закрепление первого трубчатого элемента 11 с обеих сторон в положении напротив соединительной части 8 узла, так что текучая среда из первого узла 4, 4а сетчатого фильтра может протекать наружу относительно соединительной части 8 узла ниже второго узла 4, 4b сетчатого фильтра. Таким образом, первый трубчатый элемент и основная трубная секция образуют кольцевой проточный канал 24а.

Каждый узел 4 сетчатого фильтра содержит фиксирующую часть 14 элемента сетчатого фильтра, выполненную с возможностью фиксации трубчатого элемента 4 сетчатого фильтра относительно основной трубной секции. Фиксирующая часть 14 элемента сетчатого фильтра имеет множество проточных каналов 21, распределенных по периферии основной трубной секции 3. Проточные каналы 21 проходят вдоль протяженности в продольном направлении для соединения с возможностью передачи текучей среды сетчатого фильтра с кольцевым проточным каналом 24а. Первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента расположен так, чтобы частично перекрывать фиксирующую часть 14 элемента сетчатого фильтра первого узла 4, 4а сетчатого фильтра, а второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента расположен так, чтобы частично перекрывать фиксирующую часть 14 элемента сетчатого фильтра второго узла 4, 4b сетчатого фильтра. Для обеспечения возможности прикрепления к фиксирующим частям элемента сетчатого фильтра, соединители 12 трубчатого элемента имеют внутреннюю резьбу, а фиксирующие части 14 элемента сетчатого фильтра имеют наружную резьбу для вхождения в зацепление с внутренней резьбой соединителей 12 трубчатого элемента. Таким образом, трубчатый элемент 11 не соединен напрямую с соединительной частью 8 узла, а перекрывает или накрывает соединительную часть узла, образуя расстояние D от наружной поверхности соединительной части 8 узла до трубчатого элемента 11, как показано на фиг. 2. Соединительная часть 8 узла имеет наружный диаметр OD_P, который больше наружного диаметра основной трубной секции 3, причем расстояние между трубчатым элементом 11 и основной трубной секцией больше расстояния D. Соединительная часть 8 узла может также иметь наружный диаметр OD_P, который равен наружному диаметру основной трубной секции 3. Соединительная часть узла является одним вариантом соединения двух основных труб/обсадных труб. Другим вариантом может являться цельные обсадные трубы с безниппельными соединениями или обсадные трубы с высаженными соединениями.

В процессе монтажа основных трубных секций 3 первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента расположен напротив трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра первого узла 4, 4а сетчатого фильтра, и первый трубчатый элемент 11 и второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента расположены напротив трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра второго узла 4, 4b сетчатого фильтра. После соединения основной трубной секции 3 первого узла 4, 4а сетчатого фильтра с основной трубной секцией 3 второго узла 4, 4b сетчатого фильтра посредством соединительной части 8 узла, первый трубчатый элемент 11 скользит вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра второго узла сетчатого фильтра и располагается напротив соединительной части 8 узла, и затем первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента и второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента скользят вдоль трубчатых элементов 7 сетчатого фильтра, прикрепляя первый трубчатый элемент 11 с обеих сторон в положении напротив соединительной части 8 узла, так обеспечена возможность протекания текучей среды из первого узла 4, 4а сетчатого фильтра наружу относительно соединительной части 8 узла под вторым узлом 4, 4b сетчатого фильтра. Таким образом, первый трубчатый элемент и основная трубная секция образуют кольцевой проточный канал 24а. Благодаря расположению первого трубчатого элемента 11 напротив трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра второго узла 4, 4b сетчатого фильтра, первый трубчатый элемент будет перемещаться вниз в процессе монтажа, а не вверх, как если бы он был смонтирован на первом узле сетчатого фильтра. Трубчатый элемент 11 тогда будет удерживаться в процессе монтажа посредством крепежного инструмента (не показан).

Как показано на фиг. 2, соединительная часть 8 узла имеет сплошную монолитную стенку, и трубчатый элемент 11 является сплошным и монолитным, таким образом, стенка и трубчатый элемент являются неперфорированными, что означает, что соединительная часть узла и трубчатый элемент не имеют ни отверстий, ни каналов.

Резьба первого соединителя 12, 12а трубчатого элемента является левосторонней резьбой, а резьба второго соединителя 12, 12b является правосторонней резьбой. Первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента, имеющий левостороннюю резьбу, расположен ближе всего к устью скважины относительно трубчатого элемента 11, который прикреплен ко второму соединителю 12, 12b трубчатого элемента, а второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента, имеющий правостороннюю резьбу, таким образом, расположен на другой стороне трубчатого элемента. В процессе введения скважинной трубчатой конструкции в ствол скважины, скважинную трубчатую конструкцию часто вращают по часовой стрелке, и в этом случае первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента и второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента еще больше закручиваются, вместо того чтобы откручиваться, при погружении в скважину. В ситуации, когда трубчатую конструкцию необходимо вращать против часовой стрелки, расположение левостороннего и правостороннего соединителя необходимо изменить на противоположное.

Как показано на фиг. 3, каждый узел 4 сетчатого фильтра содержит две фиксирующие части 14 элемента сетчатого фильтра для фиксации каждого конца трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра относительно трубной секции 3. Кроме того, скважинная трубчатая конструкция 2 имеет отверстие 23 для пропускания текучей среды внутрь скважинной трубчатой конструкции. Система заканчивания скважины дополнительно содержит проточную секцию 15, смонтированную в качестве части скважинной трубчатой конструкции для обеспечения возможности протекания текучей среды в скважинную трубчатую конструкцию или из нее через отверстие 23 в проточной секции 15, для обеспечения возможности протекания текучей среды из узлов сетчатого фильтра в скважинную трубчатую конструкцию. Проточная секция смонтирована между двумя узлами сетчатого фильтра так, что первый узел 4, 4а сетчатого фильтра и второй узел 4, 4b сетчатого фильтра смонтированы на одной стороне проточной секции, а третий узел 4, 4с сетчатого фильтра и четвертый узел 4, 4d сетчатого фильтра смонтированы на другой стороне проточной секции 15. Проточная секция 15 имеет первый конец 16, прикрепленный ко второму узлу 4, 4b сетчатого фильтра, и второй конец 17, прикрепленный к третьему узлу 4, 4с сетчатого фильтра.

Система 1 заканчивания скважины, показанная на фиг. 3, дополнительно содержит второй трубчатый элемент 18, расположенный напротив проточной секции 15, так что текучая среда, протекающая через трубчатый элемент сетчатого фильтра одного из узлов 4, 4а, 4b, 4с, 4d сетчатого фильтра, протекает наружу относительно основной трубной секции 3 и через проточную секцию 15, или наоборот, в случае если текучая среда, например текучая среда для разрыва, чистящая текучая среда или кислота, протекает из основной трубной секции через отверстие 23 и наружу через узлы сетчатого фильтра. Система 1 заканчивания скважины дополнительно содержит два узла 30 затрубного барьера. Каждый узел 30 затрубного барьера содержит основную трубную секцию 3 для монтажа в качестве части скважинной трубчатой конструкции 2, причем основная трубная секция содержит прорезь 31 для обеспечения возможности прохождения текучей среды через нее для разжимания узла затрубного барьера. Каждый узел 30 затрубного барьера дополнительно содержит разжимную муфту 32, окружающую основную трубную секцию 3 и имеющую внутреннюю поверхность 33, обращенную к основной трубной секции 3, и наружную поверхность 34, обращенную к стенке 35 ствола 36 скважины. Каждый конец 37 разжимной муфты 32 соединен с основной трубной секцией 3 с образованием кольцевого пространства 38 между внутренней поверхностью разжимной муфты 32 и основной трубной секцией 3.

Как показано на фиг. 3, узел 30 затрубного барьера дополнительно содержит препятствующий разрушению модуль 43, так что, после разжимания, соединение с возможностью передачи текучей среды между прорезью 31 и кольцевым пространством 38 прерывается, а соединение с возможностью передачи текучей среды между кольцевым пространством и стволом скважины открывается. Соединение с возможностью передачи текучей среды со стволом скважины может проходить далее через примыкающий узел 4 сетчатого фильтра.

Как показано на фиг. 4, проточная секция 15 содержит скользящую муфту 41 для перекрывания отверстия 23. Проточная секция имеет канавку 26, в которой обеспечено скольжение скользящей муфты 41 без уменьшения внутреннего диаметра основной трубной секции. Второй трубчатый элемент 18 содержит вытянутые в радиальном направлении выступающие части 22 для обеспечения того, что всегда имеется расстояние, чтобы обеспечить протекание текучей среды к отверстию 23, даже если давление в стволе скважины больше давления в кольцевом пространстве 27. Выступающая часть может представлять собой углубление.

Система заканчивания скважины может дополнительно содержать центраторы 25 для центрирования скважинной трубчатой конструкции при опускании конструкции в ствол скважины, как показано на фиг. 5. Центраторы 25 расположены вблизи узлов сетчатого фильтра для их защиты в процессе опускания скважинной трубчатой конструкции в ствол. Центраторы обеспечивают наличие определенного расстояния от скважинной трубчатой конструкции до стенки ствола скважины, так что выступы стенки ствола скважины не оказывают негативного воздействия на функцию узлов ствола скважины при прохождении узлов сетчатого фильтра вниз по стволу скважины. На фиг. 5, узел 30 затрубного барьера показан в его неразжатом состоянии с его расположением между центратором и одним из узлов сетчатого фильтра. Соединитель 12 трубчатого элемента может также представлять собой центратор, помимо выполнения им функции соединителя трубчатого элемента. Хотя на фиг. 5 это не показано, но система заканчивания скважины не обязательно должна содержать второй трубчатый элемент 18, расположенный напротив проточной секции 15, а лишь у одной стороны, если узлы сетчатого фильтра расположены только у одной стороны.

Как показано на фиг. 6, проточная секция 15 содержит две скользящие муфты 41, первую скользящую муфту 41, 41а для перекрывания первого отверстия 23, 23а и вторую скользящую муфту 41, 41b для перекрывания второго отверстия 23, 23b, через которые может протекать текучая среда для разрыва пласта или другая текучая среда для обработки пласта. Проточная секция 15 дополнительно содержит соединитель 15b проточной секции для соединения с другой основной трубой. Таким образом, скользящие муфты 41, 41а, 41b скользят в канавки 26 проточной секции 15, после чего соединитель 15b проточной секции обеспечивает соединение так, что скольжение скользящих муфт в канавке 26 ограничивается.

Первые трубчатые элементы напротив соединительных частей 8 узла могут также содержать по меньшей мере одну протяженную в радиальном направлении выступающую часть для обеспечения наличия расстояния D, показанного на фиг. 2.

Система заканчивания скважины может дополнительно содержать третий трубчатый элемент 7 для соединения фиксирующей части элемента сетчатого фильтра с соединительной частью 39 узла затрубного барьера.

Кроме того, трубчатый элемент может содержать сетчатый фильтр 42, показанный на фиг. 4. А в другом варианте осуществления изобретения одна из основных трубных секций 3 может иметь отверстие для прохождения текучей среды в скважинную трубчатую конструкцию.

При завершении скважины основные трубные секции 3 первого узла 4, 4а сетчатого фильтра и второго узла 4, 4b сетчатого фильтра монтируют посредством соединительной части 8 узла или непосредственно, без соединительной части 8 узла, в случае использования безниппельных соединений или высаженых соединений, тогда первый трубчатый элемент 11 скользит вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра первого узла сетчатого фильтра и располагается напротив соединительной части узла и над ней. При этом остается достаточно пространства у основной трубы/обсадной колонны для фиксации основной трубы с использованием обычного оборудования буровой установки. Затем первый соединитель 12, 12а трубчатого элемента скользит вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра первого узла 4, 4а сетчатого фильтра, а второй соединитель 12, 12b трубчатого элемента скользит вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра второго узла 4, 4b сетчатого фильтра, и оба соединителя трубчатого элемента соединяются по резьбе с наружной резьбой на фиксирующих частях 14 элемента сетчатого фильтра, тем самым обеспечивая скрепление трубчатых элементов между собой. Следом за этим, монтируют проточную секцию 15 в качестве части скважинной трубчатой конструкции путем соединения проточной секции 15 с концом основной трубной секции 3 одного из узлов сетчатого фильтра. Затем последующие узлы сетчатого фильтра могут быть смонтированы в качестве части скважинной трубчатой конструкции 2 перед тем как будет смонтирован узел затрубного барьера в качестве части скважинной трубчатой конструкции 2 для изоляции первой зоны ствола скважины от второй зоны ствола скважины. Узел затрубного барьера может быть смонтирован в каждом конце секции, содержащем узлы сетчатого фильтра и проточной секции для изоляции зоны ствола скважины напротив узлов сетчатого фильтра. Благодаря наличию нескольких узлов, смонтированных вместе, создается более крупная область притока, и если один из узлов сетчатого фильтра оказывается заблокированным, текучая среда из залежи может протекать через узлы сетчатого фильтра в той же продуктивной зоне. Благодаря наличию лишь одной проточной секции, через которую текучая среда может протекать в скважинную трубчатую конструкцию, зона легко может быть заглушена, если зона начинает выдавать слишком много воды.

Второй трубчатый элемент смонтирован таким же образом, что и первый трубчатый элемент, и, таким образом, скользит вдоль трубчатого элемента сетчатого фильтра второго или третьего узла сетчатого фильтра, с расположением второго трубчатого элемента напротив проточной секции и над ней, и закрепляется посредством соединителя 12 трубчатого элемента, который также скользит вдоль трубчатого элемента 7 сетчатого фильтра.

Когда система заканчивания скважины смонтирована и опущена в ствол скважины, добычу инициируют путем обеспечения возможности прохождения текучей среды внутрь через первый узел 4, 4а сетчатого фильтра системы заканчивания скважины и мимо кольцевого пространства 24 между первым трубчатым элементом 11 и соединительной частью 8 узла. Затем текучая среда протекает между трубчатым элементом 7 сетчатого фильтра и основной трубной секцией 3 второго узла 4, 4b сетчатого фильтра в кольцевое пространство 27 под вторым трубчатым элементом 18 и в проточную секцию 15 и через отверстие 23 внутрь скважинной трубчатой конструкции. Текучая среда, проходящая внутрь через первый узел сетчатого фильтра, может также протекать непосредственно в кольцевое пространство 27 напротив проточной секции.

Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяных или газовых скважинах, например, природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип газовой смеси, присутствующей в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип нефтяной смеси, например, сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и так далее. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.

Под скважинной трубчатой конструкцией, обсадной колонной или эксплуатационной обсадной колонной понимается любой тип трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и так далее, используемых в скважине при добыче нефти или природного газа.

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

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к системе заканчивания скважины для соединения множества сетчатых фильтров в скважинную трубчатую конструкцию, смонтированную из основных трубных секций. Система содержит первый узел сетчатого фильтра и второй узел сетчатого фильтра. Каждый узел сетчатого фильтра содержит основную трубную секцию, смонтированную в качестве части скважинной трубчатой конструкции, имеющей протяженность в продольном направлении. Основная трубная секция имеет наружную поверхность и трубчатый элемент сетчатого фильтра, окружающий наружную поверхность основной трубной секции и соединенный с ней. Трубчатый элемент имеет наружный диаметр и соединительную часть узла для соединения конца первого узла сетчатого фильтра с концом второго узла сетчатого фильтра. Система дополнительно содержит первый трубчатый элемент, имеющий внутренний диаметр, равный наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его, и расположенный напротив соединительной части узла, так что обеспечена возможность протекания текучей среды, протекающей через трубчатый элемент сетчатого фильтра одного из узлов сетчатого фильтра, наружу относительно соединительной части узла. Упрощается технология соединения сетчатых фильтров и возможность их использования при блокировании одного из фильтров. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система (1) заканчивания скважины для соединения множества сетчатых фильтров в скважинную трубчатую конструкцию (2), смонтированную из основных трубных секций (3), содержащая:

- первый узел (4, 4а) сетчатого фильтра и второй узел (4, 4b) сетчатого фильтра, причем каждый узел (4) сетчатого фильтра содержит:

- основную трубную секцию (3), смонтированную в качестве части скважинной трубчатой конструкции, имеющей протяженность в продольном направлении (5), причем основная трубная секция имеет наружную поверхность (6), и

- трубчатый элемент (7) сетчатого фильтра, окружающий наружную поверхность основной трубной секции и соединенный с ней, причем трубчатый элемент сетчатого фильтра имеет наружный диаметр (OD_E); и

- соединительную часть (8) узла для соединения конца (9) первого узла сетчатого фильтра с концом (10) второго узла сетчатого фильтра;

причем система заканчивания скважины дополнительно содержит первый трубчатый элемент (11), имеющий внутренний диаметр (ID_M), равный наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его, причем первый трубчатый элемент расположен напротив соединительной части узла, так что обеспечена возможность протекания текучей среды, протекающей через трубчатый элемент сетчатого фильтра одного из узлов сетчатого фильтра, наружу относительно соединительной части узла.

2. Система заканчивания скважины по п. 1, дополнительно содержащая первый соединитель (12, 12а) трубчатого элемента и второй соединитель (12, 12b) трубчатого элемента, причем каждый соединитель (12) трубчатого элемента имеет внутренний диаметр (ID_C), равный наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышающий его, причем первый трубчатый элемент удерживается по меньшей мере в продольном направлении посредством соединителей трубчатого элемента.

3. Система заканчивания скважины по п. 2, в которой каждый узел сетчатого фильтра содержит фиксирующую часть (14) элемента сетчатого фильтра, выполненную с возможностью фиксации трубчатого элемента сетчатого фильтра относительно основной трубной секции.

4. Система заканчивания скважины по п. 3, в которой первый соединитель трубчатого элемента расположен так, чтобы по меньшей мере частично перекрывать фиксирующую часть элемента сетчатого фильтра первого узла сетчатого фильтра, и второй соединитель трубчатого элемента расположен так, чтобы по меньшей мере частично перекрывать фиксирующую часть элемента сетчатого фильтра второго узла сетчатого фильтра.

5. Система заканчивания скважины по любому из пп. 2-4, в которой соединители трубчатых элементов имеют внутреннюю резьбу.

6. Система заканчивания скважины по п. 3 или 4, в которой фиксирующая часть элемента сетчатого фильтра имеет наружную резьбу.

7. Система заканчивания скважины по любому из пп. 1-6, в которой первый соединитель трубчатого элемента и второй соединитель трубчатого элемента выполнены с возможностью скольжения по наружной поверхности основной трубной секции в процессе сборки первого узла сетчатого фильтра и второго узла сетчатого фильтра.

8. Система заканчивания скважины по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащая проточную секцию (15), смонтированную в качестве части скважинной трубчатой конструкции для обеспечения возможности протекания текучей среды в скважинную трубчатую конструкцию или из нее.

9. Система заканчивания скважины по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащая второй трубчатый элемент (18), расположенный напротив проточной секции, так что обеспечена возможность протекания текучей среды, протекающей через трубчатый элемент сетчатого фильтра одного из узлов сетчатого фильтра, наружу относительно основной трубной секции и через проточную секцию, или наоборот.

10. Система заканчивания скважины по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащая по меньшей мере один узел (30) затрубного барьера, содержащий:

- основную трубную секцию (3), предназначенную для монтажа в качестве части скважинной трубчатой конструкции, причем основная трубная секция содержит прорезь (31);

- разжимную муфту (32), окружающую основную трубную секцию и имеющую внутреннюю поверхность (33), обращенную к основной трубной секции, и наружную поверхность (34), обращенную к стенке (35) ствола (36) скважины или другой скважинной трубчатой конструкции;

- причем каждый конец (37) разжимной муфты соединен с основной трубной секцией; и

- кольцевое пространство (38) между внутренней поверхностью разжимной муфты и основной трубной секцией.

11. Способ заканчивания скважины для заканчивания системы (1) заканчивания скважины по любому из пп. 1-10 в стволе (36) скважины или в скважине, причем указанный способ заканчивания скважины содержит следующие этапы:

- обеспечивают наличие первого узла (4, 4а) сетчатого фильтра;

- прикрепляют второй узел (4, 4b) сетчатого фильтра к первому узлу сетчатого фильтра посредством соединительной части (8) узла;

- обеспечивают скольжение первого трубчатого элемента (11) вдоль трубчатого элемента (7) сетчатого фильтра первого узла сетчатого фильтра или второго узла сетчатого фильтра; и

- располагают первый трубчатый элемент напротив соединительной части узла.

12. Способ заканчивания скважины по п. 11, в котором система заканчивания скважины содержит первый соединитель (12, 12а) трубчатого элемента и второй соединитель (12, 12b) трубчатого элемента, каждый из которых имеет наружный диаметр, который равен наружному диаметру трубчатого элемента сетчатого фильтра или превышает его, причем обеспечена возможность перемещения первого соединителя трубчатого элемента и второго соединителя трубчатого элемента вдоль протяженности в продольном направлении в направлении первого трубчатого элемента для закрепления первого трубчатого элемента напротив соединительной части узла.

13. Способ заканчивания скважины по п. 11 или 12, в котором система заканчивания скважины дополнительно содержит третий узел (4, 4с) сетчатого фильтра и проточную секцию (15), смонтированную между вторым узлом сетчатого фильтра и третьим узлом сетчатого фильтра.

14. Способ заканчивания скважины по любому из пп. 11-13, в котором система заканчивания скважины дополнительно содержит второй трубчатый элемент (18), который выполнен с возможностью скольжения вдоль трубчатого элемента сетчатого фильтра второго узла сетчатого фильтра или третьего узла сетчатого фильтра, с обеспечением расположения второго трубчатого элемента напротив проточной секции.

15. Способ добычи для добычи углеводородосодержащей текучей среды из пласта в скважинную трубчатую конструкцию (2), содержащий этапы, на которых:

- обеспечивают возможность протекания текучей среды через первый узел (4, 4а) сетчатого фильтра системы (1) заканчивания скважины по любому из пп. 1-10;

- обеспечивают возможность протекания текучей среды мимо кольцевого пространства (24) между первым трубчатым элементом и соединительной частью узла;

- обеспечивают возможность протекания текучей среды между трубчатым элементом сетчатого фильтра и основной трубной секцией второго узла (4, 4b) сетчатого фильтра; и

- обеспечивают возможность протекания текучей среды в кольцевое пространство (24) под вторым трубчатым элементом (18), и в проточную секцию (15), и в скважинную трубчатую конструкцию.