ОТСОЕДИНЯЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2020 года по МПК E21B33/127 E21B43/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к отсоединяющему инструменту, предназначенному для отсоединения буровой трубы от нижней обсадной трубы. Изобретение также относится к способу и скважинной системе.

Уровень техники

Для обеспечения в стволах скважин изоляции зоны и изоляции продуктивной зоны, из которой происходит добыча углеводородов, используются затрубные барьеры. Затрубные барьеры образуют часть нижней обсадной трубы и опускаются в ствол скважины посредством буровой трубы. Для разжимания разжимных муфт затрубных барьеров в буровую трубу подается давление из верхней части скважины, часто из буровой установки, и, таким образом, все разжимные муфты затрубных барьеров могут быть разжаты или установлены за один рабочий этап. Далее буровую трубу освобождают от нижней обсадной трубы, при этом нижняя обсадная труба остается закрепленной в стволе скважины.

При использовании обычных спускных инструментов механизм отсоединения активируется путем вращения буровой трубы или сбросом шара в шаровое седло в спускном инструменте, с последующим повторным повышением давления в буровой трубе для перемещения седла и освобождения спускного инструмента от нижней обсадной трубы. Однако ни одно из этих решений не может успешно применяться для обеспечения изоляции зоны при использовании затрубных барьеров, поскольку разжатые затрубные барьеры не должны вращаться, что имеет место при вращении буровой трубы. Также, давление в нижней обсадной трубе не должно повышаться выше того уровня, при котором разжимаются затрубные барьеры, что имеет место в решении со сбросом шара с последующим повторным повышением давления.

Раскрытие изобретения

Задача данного изобретения состоит в полном или частичном устранении вышеупомянутых недостатков уровня техники. В частности, задача данного изобретения состоит в предложении усовершенствованного решения для отсоединения спускного инструмента и буровой трубы от нижней обсадной трубы без повреждения изоляции зоны, обеспеченной посредством разжатых затрубных барьеров.

Вышеупомянутые задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеприведенного описания, выполнены в решении согласно данному изобретению посредством скважинной системы, содержащей:

- верхнюю обсадную трубу; и

- нижнюю обсадную трубу, расположенную в стволе скважины и содержащую один или большее количество затрубных барьеров, имеющих разжимную муфту;

причем нижняя обсадная труба прикреплена к верхней обсадной трубе посредством затрубного барьера.

Разжимная муфта может быть разжата путем повышения давления в нижней обсадной трубе.

Также, система может содержать нижнюю обсадную трубу, снабженную одним или большим количеством затрубных барьеров, имеющих разжимную муфту, выполненную с возможностью разжимания внутри ствола скважины для обеспечения изоляции зоны.

Описанная выше скважинная система может дополнительно содержать отсоединяющий инструмент, предназначенный для отсоединения буровой трубы от нижней обсадной трубы в стволе скважины и имеющий осевую протяженность вдоль осевой линии, причем отсоединяющий инструмент содержит наружную поверхность и дополнительно содержит:

- генератор осевого усилия, содержащий первую часть и вторую часть и обеспечивающий осевое перемещение второй части относительно упомянутой первой части вдоль осевой протяженности;

- кабель, питающий генератор осевого усилия; и

- элемент, содержащий ведущую часть и хвостовую часть, при этом хвостовая часть соединена со второй частью;

причем от ведущей части к хвостовой части проходит канал текучей среды, предназначенный для пропускания текучей среды или прохождения текучей среды через элемент при перемещении второй части относительно первой части генератора усилия во время отсоединения, при этом канал текучей среды имеет впускное отверстие в ведущем крае и выпускное отверстие, заканчивающееся на наружной поверхности инструмента.

Дополнительно, описанная выше скважинная система может содержать спускной инструмент.

Кроме того, описанная выше скважинная система может дополнительно содержать буровую трубу.

В одном варианте осуществления изобретения отсоединяющий инструмент может содержать наружную поверхность, а канал текучей среды может иметь впускное отверстие в ведущем крае и выпускное отверстие, заканчивающееся на наружной поверхности инструмента.

В другом варианте осуществления изобретения канал текучей среды может проходить от впускного отверстия в ведущей части к выпускному отверстию в хвостовой части для пропускания текучей среды или прохождения текучей среды через элемент.

В другом варианте осуществления изобретения канал текучей среды может проходить по наружной поверхности элемента от ведущей части к хвостовой части для прохождения текучей среды через элемент.

Кроме того, канал текучей среды может представлять собой канавку или полость, расположенную на наружной поверхности элемента.

Более того, ведущая часть может иметь переднюю поверхность, а впускное отверстие в ведущей части может быть расположено в передней поверхности.

Также, впускное отверстие в ведущей части может быть расположено на осевой линии.

Дополнительно, впускное отверстие в ведущей части может быть расположено со смещением относительно осевой линии.

В варианте осуществления изобретения ведущая часть может быть расположена с перекрытием осевой линии.

Выпускное отверстие в хвостовой части может быть расположено на большем расстоянии от осевой линии, чем впускное отверстие в ведущей части.

Также, выпускное отверстие в хвостовой части может быть расположено на осевой линии, а канал текучей среды может проходить во вторую часть ко второму выпускному отверстию, расположенному во второй части.

Дополнительно, передняя поверхность может перекрывать осевую линию.

Кроме того, ведущая часть элемента и/или передняя поверхность может сужаться вдоль осевой линии.

Более того, ведущая часть элемента и/или передняя поверхность может сужаться вдоль осевой линии так, что она имеет большую ширину вблизи хвостовой части.

В варианте осуществления изобретения множество каналов текучей среды может проходить от одного или большего количества впускных отверстий в ведущей части к множеству выпускных отверстий в хвостовой части.

Упомянутое множество каналов текучей среды может проходить от впускного отверстия в ведущей части к выпускным отверстиям в хвостовой части.

Хвостовая часть может иметь заднюю поверхность, причем вторая часть может быть соединена с задней поверхностью.

Дополнительно, выпускное отверстие в хвостовой части может быть расположено на задней поверхности.

Площадь задней поверхности может быть равна или больше площади передней поверхности.

Ведущая часть элемента может быть полусферической.

Также, элемент может иметь полусферическую форму, сферическую форму, шарообразную форму, эллиптическую форму, конусообразную форму, форму усеченного конуса, форму полумесяца, звездообразную форму, форму треугольника, форму квадрата, или комбинацию данных форм.

Элемент может по всей длине сужаться от хвостовой части к ведущей части.

Более того, передняя поверхность ведущей части может образовывать на элементе наконечник (или острие).

Упомянутый элемент может быть выполнен из металла.

Дополнительно, отсоединяющий инструмент может содержать насос и/или электрический двигатель, питаемый от кабеля.

Кроме того, инструмент может содержать анкерный модуль и/или приводной модуль, например, скважинный трактор.

Кроме того, осевое перемещение второй части может обеспечиваться посредством электрического двигателя, узла гидравлического поршня, шпинделя, зубчатого вала, взаимодействующего с шестерней, или комбинации вышеперечисленного.

Данное изобретение относится также к скважинной системе, содержащей:

- спускной инструмент;

- буровую трубу; и

- отсоединяющий инструмент согласно любому из предшествующих пунктов.

Эта система может дополнительно содержать нижнюю обсадную трубу, которая снабжена одним или большим количеством затрубных барьеров, имеющих разжимную муфту, выполненную с возможностью разжимания внутри ствола скважины для обеспечения изоляции зоны.

Данное изобретение также относится к способу разжимания разжимной муфты затрубного барьера в стволе скважины, имеющей верхнюю обсадную трубу, содержащему:

- соединение нижней обсадной трубы, имеющей один или большее количество затрубных барьеров, со спускным инструментом;

- соединение спускного инструмента с буровой трубой;

- опускание буровой трубы, спускного инструмента и нижней обсадной трубы в ствол скважины;

- разжимание разжимной муфты одного или большего количества затрубных барьеров и соединение нижней обсадной трубы с верхней обсадной трубой;

- отсоединение спускного инструмента от нижней обсадной трубы посредством отсоединяющего инструмента, описанного выше; и

- поднятие спускного инструмента, буровой трубы и отсоединяющего инструмента.

Наконец, данное изобретение относится к скважинной системе, содержащей верхнюю обсадную трубу, нижнюю обсадную трубу, имеющую затрубные барьеры, спускной инструмент и отсоединяющий инструмент, описанный выше.

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 осуществления изобретения, и на которых:

на фиг. 1 показан вид в разрезе скважинной системы;

на фиг. 2 показан вид в разрезе скважинной системы, закрываемой сбросным шаром;

на фиг. 3 показан вид в разрезе скважинной системы, имеющей разжатые затрубные барьеры;

на фиг. 4 показана система, изображенная на фиг. 3, в которой расположен отсоединяющий инструмент;

на фиг. 5 показана система, изображенная на фиг. 4, в которой отсоединяющий инструмент отсоединил спускной инструмент от нижней обсадной трубы;

на фиг. 6 показана система, изображенная на фиг. 4, в которой спускной инструмент и буровая труба были извлечены;

на фиг. 7 показан отсоединяющий инструмент, соединенный со скважинным трактором;

на фиг. 8 показан отсоединяющий инструмент, соединенный с анкерным модулем;

на фиг. 9 показано увеличенное изображение спускного инструмента, взаимодействующего с нижней обсадной трубой и буровой трубой;

на фиг. 10 показан элемент, имеющий каналы текучей среды в форме наружных канавок;

на фиг. 11A-11D в аксонометрии показаны различные варианты осуществления элемента, изображенного на виде сбоку; и

на фиг. 12A-12F показаны различные варианты осуществления элемента, изображенного на виде сверху и с торца хвостовой части.

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

Осуществление изобретения

Данное изобретение относится к отсоединяющему инструменту 1, предназначенному для отсоединения оборудования, используемого для заканчивания скважины. Скважина имеет ствол 50 скважины, в котором в верхней части скважины расположена верхняя обсадная труба 51, вытянутая по всей длине до устья скважины в верхней части скважины. Соответственно, нижняя обсадная труба 52, имеющая затрубные барьеры 60 с разжимными муфтами 61, установлена в нижней части скважины таким образом, чтобы она являлась продолжением верхней обсадной трубы 51. Нижняя обсадная труба соединена со спускным инструментом, например, подвесным спускным инструментом 53, на одном его конце посредством зажимов 54, взаимодействующих с полостью 55 в нижней обсадной трубе. Подвесной спускной инструмент 53 на другом своем конце соединен резьбовым соединением с буровой трубой 57. Таким образом, нижнюю обсадную трубу погружают в скважину посредством подвесного спускного инструмента 53 и буровой трубы 57, как показано на фиг. 1. Когда нижняя обсадная труба находится в своем заданном положении в стволе скважины, в текучую среду внутри буровой трубы 57 сбрасывают шар 56 и повышают давление в буровой трубе, чтобы шар 56 спускался вниз к нижней части скважины и размещался в шаровом седле 58, закрывая нижнюю обсадную трубу 52 от окружающего затрубного пространства 59, как показано на фиг. 2. Затем давление в буровой трубе повышают, чтобы повысить также давление в нижней обсадной трубе для разжимания разжимных муфт затрубных барьеров. Это делается для того, чтобы закрепить нижнюю обсадную трубу в скважине и обеспечить изоляцию зоны затрубного пространства, как показано на фиг. 3. На фиг. 3 показано, что нижняя обсадная труба прикреплена к верхней обсадной трубе посредством затрубного барьера.

На фиг. 4 показано состояние, когда процесс разжимания закончен, и отсоединяющий инструмент перемещают в буровую трубу 57, чтобы отсоединить спускной инструмент 53 от нижней обсадной трубы 52. Это выполняется путем размещения элемента в шаровом седле 62 или подобного элемента в спускном инструменте и последующего создания осевого усилия на элементе, что приводит к перемещению шарового седла и разблокировке спускного инструмента, как показано на фиг. 5. При этом зажимы в спускном инструменте 53 втягиваются из полости в нижней обсадной трубе 52, отделяя, таким образом, спускной инструмент 53 от нижней обсадной трубы и буровой трубы 57. Затем спускной инструмент и отсоединяющий инструмент 1 поднимаются из скважины, оставляя установленную нижнюю обсадную трубу в скважине, как показано на фиг. 6.

Как показано на фиг. 7, отсоединяющий инструмент 1 имеет протяженность вдоль его осевой линии 2, наружную поверхность 20 и кабель 3, который соединен с генератором 4 осевого усилия. Генератор 4 осевого усилия содержит первую часть 5 и вторую часть 6. Генератор 4 осевого усилия обеспечивает осевое перемещение второй части относительно первой части вдоль осевой протяженности, чтобы перемещать элемент 7. Элемент 7 содержит ведущую часть 8 и хвостовую часть 9, причем вторая часть генератора 4 осевого усилия соединена с хвостовой частью элемента. Элемент отсоединяющего инструмента 1 имеет канал 10 текучей среды, проходящий от впускного отверстия 11 в ведущей части к выпускному отверстию 12 на наружной поверхности отсоединяющего инструмента. Таким образом, текучая среда в нижней обсадной трубе может поступать через каналы текучей среды, когда элемент, размещенный в седле спускного инструмента, выдавливается из верхней обсадной трубы 51 для перемещения седла спускного инструмента 53 и освобождения спускного инструмента.

При разжимании разжимной муфты 61 затрубных барьеров 60 давление во внутренней части нижней обсадной трубы 52 повышают до создания уровня перепада давления, например, 5000 psi (34,474 МПа), причем этот уровень определяется конструкциями других компонентов в нижней обсадной трубе, например, приточного регулирующего клапана, патрубка для гидроразрыва пласта, скользящих муфт и так далее. Таким образом, эксплуатационное оборудование скважины может выдерживать давление большее, чем данный максимальный уровень давления, например, 5000 psi (34,474 МПа), и крайне важно, чтобы данный уровень не был превышен, потому что тогда другие компоненты эксплуатационного оборудования скважины могут быть повреждены при извлечении углеводородов. Обычно спускной инструмент 53 отсоединяют от нижней обсадной трубы 52 путем сброса шара в седло спускного инструмента или путем кручения буровой трубы 57. При сбросе шара в седло спускного инструмента давление в буровой трубе повышают еще раз для перемещения седла. Однако, при перемещении седла давление в нижней обсадной трубе повышается выше максимального уровня, что не является приемлемым и поэтому недопустимо.

При кручении или вращении буровой трубы 57 и, соответственно, части спускного инструмента 53 существует опасность вращения нижней обсадной трубы до того, как спускной инструмент будет освобожден от нижней обсадной трубы 52. Незначительное вращение нижней обсадной трубы может привести к такому же вращению затрубных барьеров, что может вызвать протечку в разжимной муфте и, таким образом, привести к нарушению изоляции зоны.

Благодаря отсоединяющему инструменту 1, содержащему элемент 7, который имеет каналы текучей среды с отверстиями, смещенными относительно внутренней поверхности 22 буровой трубы или расположенными напротив нее, текучая среда, находящаяся в нижней обсадной трубе 52, может протекать через каналы в буровую трубу 57. Таким образом, давление в нижней обсадной трубе не повышается, тем самым снижается опасность разрушения других компонентов эксплуатационного оборудования скважины.

Когда отсоединяющий инструмент примыкает к спускному инструменту, соединенному с нижней обсадной трубой, отсоединяющий инструмент разделяет скважину на верхнюю и нижнюю части, и текучая среда из нижней части скважины имеет возможность протекать только через канал текучей среды в элементе благодаря тому, что данный элемент примыкает к седлу, выполненному в спускном инструменте. Отсоединение буровой трубы от нижней обсадной трубы приведет к тому, что текучая среда, находящаяся в нижней части, будет протекать к верхней части. В отсоединяющих инструментах, известных из уровня техники, текучая среда, находящаяся в нижней обсадной трубе, «сжата», повышая давление в нижней части скважины, и данное повышенное давление необходимо преодолеть, чтобы выдавить вторую часть отсоединяющего инструмента из первой части. В данном изобретении текучая среда имеет возможность протекать из ограниченной области перед элементом к буровой трубе и, тем самым, выравнивать давление на протяжении всего элемента при перемещении второй части относительно первой части.

Когда выпускное отверстие 12 канала текучей среды обращено к буровой трубе, как показано на фиг. 8, текучая среда, находящаяся в нижней части скважины, может практически свободно протекать через канал текучей среды, вытекая через выпускное отверстие канала текучей среды в окружающее пространство инструмента между инструментом и буровой трубой. Текучая среда, таким образом, может протекать через инструмент, но не вынуждена медленно просачиваться через него, что имеет место в инструментах, известных из уровня техники, например, не имеющих выпускного отверстия канала текучей среды, расположенного со смещением относительно внутренней поверхности буровой трубы.

Как показано на фиг. 7, канал текучей среды заканчивается в элементе, а как показано на фиг. 8, канал текучей среды заканчивается вблизи элемента. Таким образом, выпускное отверстие расположено во второй подвижной части и, соответственно, не перекрывается, когда первая часть перемещается относительно второй части для отсоединения буровой трубы от нижней обсадной трубы.

Генератор 4 осевого усилия соединен с насосом 31, приводимым в действие электрическим двигателем 32, и с электрическим модулем 33 управления, соединенным через концевую кабельную муфту с кабелем 3, через который модуль получает питание с поверхности. Генератор 4 осевого усилия перемещают вниз через буровую трубу 57 посредством приводного модуля, например, скважинного трактора, имеющего колеса на рычагах, гусеничные траки или любое другое подходящее приводное средство. Приводное средство приводного модуля выжимается наружу к внутренней поверхности буровой трубы при перемещении генератором 4 осевого усилия второй части 6 и, соответственно, элемента относительно первой части 5.

Ведущая часть 8 элемента имеет переднюю поверхность 13, расположенную напротив отсоединяющего инструмента 1 при перемещении вперед в буровой трубе 57 к нижней обсадной трубе 52 для отсоединения спускного инструмента 53 от нижней обсадной трубы. Когда элемент размещен в шаровом седле или седле другого типа, расположенном в спускном инструменте 53, большая часть передней поверхности не контактирует с седлом, относительно другой части ведущей части 8, которая примыкает к седлу. Впускное отверстие 11 выполнено на передней поверхности таким образом, что оно не перекрывает часть седла, уменьшая, таким образом, впускное отверстие и снижая поток текучей среды из нижней обсадной трубы 52 к буровой трубе 57. Как показано на фиг .7, впускное отверстие на передней поверхности ведущей части 8 расположено на осевой линии 2 на передней поверхности элемента, и впускное отверстие, таким образом, перекрывает осевую линию.

Хвостовая часть 9 элемента соединена со второй частью 6 генератора 4 осевого усилия. Как показано на фиг. 7, вторая часть 6 представляет собой вал, соединенный посредством резьбового соединения с задней поверхностью 17 хвостовой части 9 элемента 7, причем выпускное отверстие 12 расположено на другой части хвостовой части 9. Как показано на фиг. 8, вал является полым и соединен также с хвостовой частью элемента, причем выпускное отверстие расположено таким образом, чтобы текучая среда протекала в полый вал и вытекала из вторых выпускных отверстий, выполненных в вале, в буровую трубу 57.

Как показано на фиг. 8, генератор 4 осевого усилия соединен с анкерным модулем 40, и перед тем как генератор 4 осевого усилия обеспечит осевое усилие на элементе и переместит вторую часть 6 относительно первой части 5, анкеры 41 анкерного модуля 40 выжимаются наружу к внутренней поверхности буровой трубы для выполнения удержания, когда генератор 4 осевого усилия обеспечивает осевое усилие.

Генератор 4 осевого усилия может приводиться в действие гидравлическим способом посредством насоса, при этом генератор 4 осевого усилия содержит узел 43 гидравлического поршня, содержащий несколько поршней 44, расположенных на валу, причем каждый поршень расположен в корпусе 45 поршня. Насос 46 перекачивает текучую среду в каждый корпус поршня, перемещая поршни и, соответственно, вал. Вал может представлять собой собственно вал второй части, либо он может быть соединен с валом второй части. В другом варианте осуществления генератор 4 осевого усилия может приводиться в действие непосредственно от двигателя, без какого-либо насоса, посредством зубчатого вала, взаимодействующего с шестерней, вращаемой двигателем. Зубчатый вал может представлять собой собственно вал второй части, либо он может быть соединен с валом второй части.

Двигатель может получать питание через кабель или от аккумулятора.

На фиг. 9 показано увеличенное изображение спускного инструмента 53, взаимодействующего с буровой трубой 57, и нижней обсадной трубы 52. Седло 62 спускного инструмента представляет собой часть элемента седла, имеющего кольцевую канавку 15 и выступ 16. На буровой установке или буровом судне спускной инструмент соединяется с нижней обсадной трубой путем выжимания элемента седла вниз так, что выступ выдавливает зажимы наружу в полость 55 в нижней обсадной трубе 52, осуществляя, таким образом, взаимодействие с нижней обсадной трубой. После того, как разжимные муфты разжаты, отсоединяющий инструмент 1 погружают в буровую трубу 57 или, если он уже находится в буровой трубе, опускают далее в буровую трубу. Рычаги скважинного трактора или анкеры 41 анкерного модуля 40 обеспечивают анкерное крепление отсоединяющего инструмента 1 внутри буровой трубы, причем элемент продвигают далее вперед посредством генератора 4 осевого усилия до размещения элемента в седле элемента седла спускного инструмента 53. Затем элемент выжимают далее вперед, заставляя элемент седла перемещаться из буровой трубы, а зажимы проходить через выступ в круговую канавку, освобождая элемент седла от нижней обсадной трубы 52.

Как показано на фиг. 10, канал текучей среды проходит на наружной поверхности элемента от ведущей части 8 к хвостовой части 9, обеспечивая возможность прохождения текучей среды через элемент в канале текучей среды, представляющем собой канавку или полость, выполненную на наружной поверхности элемента. Впускное отверстие 11 в ведущей части 8 выполнено со смещением относительно осевой линии 2, причем элемент имеет множество впускных отверстий, каждое из которых смещено относительно осевой линии 2. Выпускные отверстия в хвостовой части 9 расположены на большем расстоянии от осевой линии 2, чем впускные отверстия в ведущей части 8. Соединительное отверстие 19 элемента показано в его верхней хвостовой части.

Как показано на фиг. 7, 8 и 11A-11C, элемент 7 сужается вдоль осевой линии 2 от задней поверхности 17 к передней поверхности 13. Таким образом, элемент 7 сужается вдоль осевой линии 2 так, что он имеет большую ширину вблизи хвостовой части 9. Как показано на фиг. 11A-11B и 11D, площадь задней поверхности равна или больше площади передней поверхности. Как показано на фиг. 11C, ведущая часть 8 элемента 7 является полусферической.

Элемент, показанный на фиг. 7, имеет полусферическую форму, а элемент, показанный на фиг. 11D, имеет сферическую или шарообразную форму. Элемент, показанный на фиг. 11B, имеет конусообразную форму, а элемент, показанный на фиг. 8, 10 и 11A, имеет форму усеченного конуса. На фиг .12A-12F показан вид элемента со стороны задней поверхности хвостовой части, и, как показано, элемент может иметь различные формы. На фиг. 12F элемент имеет форму полумесяца, на фиг. 12C элемент имеет звездообразную форму, на фиг. 12B элемент имеет треугольную форму, на фиг. 12E-12D элемент имеет почти квадратную форму, и на фиг. 12A элемент имеет круглую форму. Кроме того, в виде сбоку, элемент может также иметь эллиптическую форму.

Как показано на фиг. 11A-11C, элемент 7 сужается по всей длине от хвостовой части 9 к ведущей части 8. Как показано на фиг. 11B, передняя поверхность ведущей части 8 образует на элементе наконечник или острие 21, поскольку он сужается в этот наконечник или острие 21. Элемент выполнен из металла, керамики, пластмассы или любого другого подходящего материала.

Изобретение также относится к скважинной системе, содержащей спускной инструмент 53, буровую трубу 57 и вышеупомянутый отсоединяющий инструмент 1. Система может дополнительно содержать нижнюю обсадную трубу 52, снабженную одним или большим количеством затрубных барьеров 60, имеющих разжимную муфту 61, выполненную с возможностью разжимания внутри скважины для обеспечения изоляции зоны.

Затрубный барьер может также называться пакером или подобным разжимным средством. Нижняя и верхняя обсадные трубы, образующие часть трубчатой конструкции скважины, могут представлять собой насосно-компрессорные трубы или обсадные трубы, либо систему скважинных труб подобного типа, расположенных в скважине. Затрубный барьер может использоваться как между внутренними насосно-компрессорными трубами и системой наружных труб в скважине, так и между системой труб и внутренней стенкой скважины. Скважина может иметь несколько систем труб разного типа, и затрубный барьер согласно данному изобретению может быть установлен для использования в каждой из них. Разжимная муфта представляет собой разжимную трубчатую металлическую муфту и может представлять собой трубчатую конструкцию из холоднотянутых или горячетянутых труб.

Текучая среда, используемая для разжимания разжимной муфты, может представлять собой любой тип скважинной текучей среды, имеющейся в стволе скважины, окружающем инструмент и/или верхнюю или нижнюю обсадную трубу. Также, текучая среда может представлять собой цемент, газ, воду, полимеры или двухкомпонентный состав, например порошок или частицы, смешанные или вступающие в реакцию со связующим веществом или отверждающим агентом. Часть текучей среды, например, отверждающий агент, может присутствовать в полости между трубчатой частью и разжимной муфтой до впрыска в полость другой части текучей среды.

Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например, природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом понимается любой тип газового состава, присутствующий в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью понимается любой тип нефтяного состава, например, сырая нефть, 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 обсадной колонной понимается любой тип трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и так далее, используемый в скважине для добычи нефти или природного газа.

В том случае, когда невозможно полностью погрузить инструмент в обсадную трубу, можно использовать скважинный трактор для проталкивания инструмента до нужного положения в скважине. Скважинный трактор представляет собой любой вид приводного инструмента, способного толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®. Скважинный трактор может иметь колеса на рычагах, выдвигаемых из корпуса инструмента трактора, или приводные ремни или гусеничные траки для перемещения трактора вперед в скважине.

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

Предложенное изобретение относится к скважинной системе. Техническим результатом является усовершенствование решения для отсоединения спускного инструмента и буровой трубы от нижней обсадной трубы без повреждения изоляции зоны, обеспеченной посредством разжатых затрубных барьеров. Скважинная система содержит верхнюю обсадную трубу и нижнюю обсадную трубу, расположенную в стволе скважины и содержащую один или большее количество затрубных барьеров, имеющих разжимную муфту. Нижняя обсадная труба прикреплена к верхней обсадной трубе посредством затрубного барьера. Скважинная система согласно данному изобретению дополнительно содержит отсоединяющий инструмент, предназначенный для отсоединения буровой трубы от нижней обсадной трубы в стволе скважины. Отсоединяющий инструмент содержит наружную поверхность, генератор осевого усилия, содержащий первую часть и вторую часть и обеспечивающий осевое перемещение второй части относительно первой части вдоль осевой протяженности, кабель, питающий генератор осевого усилия, и элемент, содержащий ведущую часть и хвостовую часть. Хвостовая часть соединена со второй частью, причем от ведущей части к хвостовой части проходит канал текучей среды, предназначенный для пропускания текучей среды или прохождения текучей среды через элемент при перемещении второй части относительно первой части генератора осевого усилия во время отсоединения. Канал текучей среды имеет впускное отверстие в ведущем крае и выпускное отверстие, заканчивающееся на наружной поверхности инструмента. 13 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Скважинная система соединения обсадных труб, содержащая:

- верхнюю обсадную трубу (51); и

- нижнюю обсадную трубу (52), расположенную в стволе (50) скважины и содержащую один или большее количество затрубных барьеров (60), имеющих разжимную муфту, причем нижняя обсадная труба выполнена с возможностью обеспечения прохождения текучей среды непосредственно через нижнюю обсадную трубу в один или большее количество затрубных барьеров; причем нижняя обсадная труба (52) прикреплена к верхней обсадной трубе (51) посредством затрубного барьера и выполнена с возможностью повышения в ней давления отдельно от верхней обсадной трубы.

2. Скважинная система по п.1, в которой разжимная муфта (61) выполнена с возможностью разжимания путем повышения давления в нижней обсадной трубе (52).

3. Скважинная система по п.1, причем система содержит нижнюю обсадную трубу (52), снабженную одним или большим количеством затрубных барьеров (60), имеющих разжимную муфту (61), выполненную с возможностью разжимания внутри ствола скважины для обеспечения изоляции зоны.

4. Скважинная система по любому из пп.1-3, дополнительно содержащая отсоединяющий инструмент (1), предназначенный для отсоединения буровой трубы от нижней обсадной трубы в стволе скважины и имеющий осевую протяженность вдоль осевой линии (2), причем отсоединяющий инструмент содержит наружную поверхность (20) и дополнительно содержит:

- генератор (4) осевого усилия, содержащий первую часть (5) и вторую часть (6) и обеспечивающий осевое перемещение второй части относительно первой части вдоль осевой протяженности;

- кабель (3), питающий генератор осевого усилия; и

- элемент (7), содержащий ведущую часть (8) и хвостовую часть (9), при этом хвостовая часть соединена с указанной второй частью; причем от ведущей части к хвостовой части проходит канал (10) текучей среды, предназначенный для пропускания текучей среды или прохождения текучей среды через указанный элемент при перемещении второй части относительно первой части генератора осевого усилия во время отсоединения, при этом канал текучей среды имеет впускное отверстие (11) в ведущем крае и выпускное отверстие (12), заканчивающееся на наружной поверхности инструмента.

5. Скважинная система по п.4, дополнительно содержащая спускной инструмент (53).

6. Скважинная система по п.5, дополнительно содержащая буровую трубу (57).

7. Скважинная система по п.4, в которой канал текучей среды проходит от впускного отверстия (11) в ведущей части к выпускному отверстию (12) в хвостовой части для пропускания текучей среды или прохождения текучей среды через элемент.

8. Скважинная система по п.7, в которой ведущая часть имеет переднюю поверхность, причем впускное отверстие в ведущей части расположено на указанной передней поверхности.

9. Скважинная система по п.8, в которой указанная передняя поверхность перекрывает осевую линию.

10. Скважинная система по п.8 или 9, в которой ведущая часть указанного элемента и/или указанная передняя поверхность сужается вдоль осевой линии.

11. Скважинная система по п.4, в которой от одного или большего количества впускных отверстий (11) в ведущей части к множеству выпускных отверстий (12) в хвостовой части проходит множество каналов текучей среды.

12. Скважинная система по п.4, в которой хвостовая часть имеет заднюю поверхность, причем указанная вторая часть соединена с указанной задней поверхностью.

13. Скважинная система по п.4, в которой ведущая часть элемента является полусферической.

14. Скважинная система по п.4, в которой указанный элемент имеет полусферическую форму, сферическую форму, шарообразную форму, эллиптическую форму, конусообразную форму, форму усеченного конуса, форму полумесяца, звездообразную форму, форму треугольника, форму квадрата, или комбинацию указанных форм.