СКВАЖИННОЕ ПРИТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ОГРАНИЧЕНИЯ ДОБЫЧИ Российский патент 2021 года по МПК E21B33/128 E21B34/06 E21B43/12 

Настоящее изобретение относится к скважинному приточному устройству ограничения добычи, предназначенному для установки в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции, установленной в стволе скважины. Настоящее изобретение также относится к скважинной системе заканчивания скважины и к способу заканчивания скважины.

В настоящее время при заканчивании скважины существует необходимость в промывочной трубе для очистки скважины, или, как альтернатива, необходимо последовательно привести в действие известные клапаны управления притоком путем выполнения операции в скважине с помощью инструмента или трубы. Такое использование промывочной трубы и/или инструмента для выполнения операции в скважине приводит к задержкам в процессе добычи, поскольку тратится время на сборку и спуск промывочной трубы и инструмента.

Чтобы избежать выполнения операций в скважине и обеспечить готовность скважины для добычи, были сделаны попытки заглушать отверстия в обсадной колонне с помощью растворимой кислотой пробки. Однако кислота вызывает сильную коррозию обсадной колонны и компонентов, и лишь немногие очень дорогостоящие компоненты для заканчивания скважины могут выдерживать такое воздействие кислотой. Кроме того, некоторые типы пластов также не могут выдерживать такое воздействие, следовательно, растворимые кислотой пробки не могут использоваться в таких пластах.

Кроме того, буровой раствор, циркулирующий в процессе операций спуска в скважину (RIH), имеет свойство застревать в затрубном пространстве под сетчатым фильтром и основной трубой, вокруг которой находится пространство. Застрявший под сетчатыми фильтрами буровой раствор потом очень сложно удалить, таким образом, буровой раствор заполняет часть сетчатого фильтра, что приводит к значительному снижению эффективности сетчатого фильтра.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков уровня техники. Более конкретно, задачей является создание улучшенной скважинной системы заканчивания скважины, которую проще установить без необходимости последующего выполнения операций в скважине и без значительного повреждения пласта и/или компонентов для заканчивания скважины.

Другой задачей настоящего изобретения является создание скважинной системы заканчивания скважины, обеспечивающей возможность удаления бурового раствора из сетчатых фильтров и, как следствие, повышение эффективности работы сетчатого фильтра в процессе добычи.

Вышеуказанные задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и свойства, очевидные из нижеследующего описания, выполнены в решении в соответствии с настоящим изобретением посредством скважинного приточного устройства ограничения добычи, предназначенного для установки в отверстии в скважинной трубчатой металлической конструкции, расположенной в стволе скважины, причем скважинное приточное устройство ограничения добычи содержит:

- отверстие устройства, и

- растворимый в рассоле элемент, выполненный с возможностью предотвращения потока изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции через отверстие устройства наружу скважинной трубчатой металлической конструкции до того, как растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворится в рассоле,

причем растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично выполнен из магниевого сплава.

Растворимый в рассоле элемент может являться частью клапана, имеющего первое положение и второе положение, причем клапан может содержать корпус клапана и подвижную часть.

Кроме того, растворимый в рассоле элемент может являться подвижной частью клапана, причем растворимый в рассоле элемент выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением.

Также, клапан выполнен с возможностью в первом положении обеспечивать протекание текучей среды в скважинную трубчатую металлическую конструкцию, а во втором положении препятствовать вытеканию текучей среды из скважинной трубчатой металлической конструкции.

Кроме того, растворимый в рассоле элемент может содержать как по меньшей мере часть корпуса клапана, так и подвижную часть.

Дополнительно, подвижная часть может быть по меньшей мере частично расположена в отверстии устройства.

Корпус клапана может содержать первую часть корпуса и вторую часть корпуса, причем первая часть корпуса неподвижно установлена в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции, а вторая часть корпуса является частью растворимого в рассоле элемента.

Кроме того, основная часть растворимого в рассоле элемента и/или основная часть клапана может выступать (могут выступать) в скважинную трубчатую металлическую конструкцию из отверстия в скважинной трубчатой металлической конструкции.

Дополнительно, растворимый в рассоле элемент может содержать стержневую часть, первый выступающий фланец, расположенный на первом конце стержневой части, и второй выступающий фланец, расположенный на втором конце стержневой части, причем стержневая часть проходит через отверстие устройства, так, что первый выступающий фланец расположен снаружи отверстия устройства на одной стороне устройства ограничения и имеет наружный диаметр, который больше внутреннего диаметра отверстия устройства, и так, что второй выступающий фланец расположен снаружи отверстия устройства на другой стороне устройства ограничения и имеет наружный диаметр, который больше внутреннего диаметра отверстия устройства.

Также, второй выступающий фланец может быть обращен внутрь скважинной трубчатой металлической конструкции, а первый выступающий фланец может иметь отверстие фланца, обеспечивающее протекание текучей среды снаружи скважинной трубчатой металлической конструкции внутрь скважинной трубчатой металлической конструкции, когда клапан находится в первом положении.

Дополнительно, стержневая часть может иметь часть, имеющую уменьшающийся диаметр.

Кроме того, растворимый в рассоле элемент может являться пробкой.

Указанный растворимый в рассоле элемент может быть неподвижно установлен в отверстии устройства.

Кроме того, растворимый в рассоле элемент может содержать пружинный элемент, такой как спиральную пружину или тарельчатую пружину/шайбу.

Скважинное приточное устройство ограничения добычи согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать вкладыш, образующий отверстие устройства.

Дополнительно, вкладыш может быть выполнен из керамического материала.

Дополнительно, растворимый в рассоле элемент может содержать углубление, образующее слабое место, так, что обеспечена возможность разрушения растворимого в рассоле элемента в данном слабом месте при повышении давления в скважинной трубчатой металлической конструкции.

Скважинное приточное устройство ограничения добычи согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать пружинное кольцо для фиксации скважинного приточного устройства ограничения добычи в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции.

Настоящее изобретение также относится к скважинной системе заканчивания скважины, содержащей скважинную трубчатую металлическую конструкцию и скважинное приточное устройство ограничения добычи согласно настоящему изобретению.

Указанная скважинная трубчатая металлическая конструкция может содержать по меньшей мере один сетчатый фильтр, установленный на наружной поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции напротив скважинного приточного устройства ограничения добычи.

Кроме того, скважинная трубчатая металлическая конструкция может содержать по меньшей мере один затрубный барьер для обеспечения зональной изоляции.

Дополнительно, затрубный барьер может иметь разжимную металлическую муфту, окружающую скважинную трубчатую металлическую конструкцию с образованием между ними затрубного пространства, причем скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет отверстие разжимания, через которое обеспечена возможность прохождения текучей среды для разжимания разжимной металлической муфты.

Затрубный барьер также может иметь клапанную систему, которая может иметь первое положение, в котором обеспечена возможность протекания текучей среды из скважинной трубчатой металлической конструкции в затрубное пространство, и второе положение, в котором предусмотрено сообщение с возможностью передачи текучей среды между стволом скважины и затрубным пространством для выравнивания давления между ними.

Также, затрубный барьер может являться разбухающим пакером, механическим пакером или эластомерным пакером.

В другом варианте осуществления изобретения скважинная система заканчивания скважины может дополнительно содержать скользящую муфту, имеющую кромку муфты для разрушения части клапана.

Настоящее изобретение также относится к способу заканчивания скважины для подготовки скважины к оптимальной добыче, причем способ заканчивания содержит этапы, на которых:

- вводят скважинную трубчатую металлическую конструкцию в ствол скважины с циркуляцией при этом бурового раствора, причем скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет отверстие, в котором установлено скважинное приточное устройство ограничения добычи, упомянутое выше,

- обеспечивают циркуляцию рассола с его прохождением изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции наружу через дно скважинной трубчатой металлической конструкции и вверх вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции,

- понижают давление в скважинной трубчатой металлической конструкции, и

- начинают добычу текучей среды, протекающей в скважинную трубчатую металлическую конструкцию через отверстие устройства путем растворения растворимого в рассоле элемента в отверстии устройства, с обеспечением переноса бурового раствора с текучей средой вверх по скважине.

Способ заканчивания скважины согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать следующие этапы:

- сбрасывают шар, предназначенный для расположения вблизи дна скважинной трубчатой металлической конструкции для повышения давления в скважинной трубчатой металлической конструкции изнутри, и

- разжимают разжимную металлическую муфту затрубного барьера путем обеспечения возможности прохождения текучей среды повышенного давления в скважинной трубчатой металлической конструкции в затрубное пространство между разжимной металлической муфтой и скважинной трубчатой металлической конструкцией через отверстие разжимания в скважинной трубчатой металлической конструкции.

Указанный способ заканчивания скважины может дополнительно содержать этап, на котором разрушают слабые места с помощью повышенного давления в скважинной трубчатой металлической конструкции.

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

- на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении части скважинной системы заканчивания скважины, имеющей скважинное приточное устройство ограничения добычи в его втором положении,

- на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении другого скважинного приточного устройства ограничения добычи в его втором положении,

- на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении еще одного скважинного приточного устройства ограничения добычи в его втором положении,

- на фиг. 4 показано скважинное приточное устройство ограничения добычи с фиг. 3 в его первом положении,

- на фиг. 5 показан вид в поперечном сечении части скважинной системы заканчивания скважины, имеющей скважинное приточное устройство ограничения добычи и сетчатый фильтр,

- на фиг. 6 показан вид в поперечном сечении части скважинной системы заканчивания скважины, имеющей скважинное приточное устройство ограничения добычи, расположенное между двумя затрубными барьерами.

Все чертежи являются весьма схематическими и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те части, которые необходимы для объяснения данного изобретения, поэтому другие части не показаны или просто предложены без объяснения.

На фиг. 1 показана часть скважинной системы 100 заканчивания скважины, содержащая скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи, предназначенное для установки в отверстии 2 в скважинной трубчатой металлической конструкции 3, расположенной в стволе 4 скважины. Скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи содержит отверстие 5 устройства и растворимый в рассоле элемент 6, выполненный с возможностью предотвращения потока из внутреннего объема 35 скважинной трубчатой металлической конструкции 3 через отверстие 5 устройства наружу, т.е. в ствол 4 скважины, скважинной трубчатой металлической конструкции до того, как растворимый в рассоле элемент 6 по меньшей мере частично растворится в рассоле. Растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично выполнен из магниевого сплава, который является растворимым в рассоле, так что процесс растворения начинается в процессе промывания, т.е. когда буровой раствор вымывается из скважины в результате циркуляции рассола вниз через скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 и наружу через дно и вверх вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции.

Благодаря наличию растворимого в рассоле элемента 6, выполненного с возможностью предотвращения протекания потока из внутреннего объема 35 скважинной трубчатой металлической конструкции через отверстие 5 устройства наружу, обеспечена возможность легкой очистки скважинной трубчатой металлической конструкции, при этом одновременно открывается отверстие устройства в результате растворения растворимого в рассоле элемента 6, устраняя необходимость в последующем проведении операции в скважине. Следовательно, скважинную систему 100 заканчивания скважины можно спускать в скважину со скважинным приточным устройством 1 ограничения добычи, находящимся в «открытом» положении, так как скважинное приточное устройство ограничения добычи затем нет необходимости открывать, например, путем смещения положения скважинного приточного устройства ограничения добычи. Буровой раствор часто замещается рассолом, и благодаря использованию растворимого в рассоле элемента 6 для блокировки отверстия 5 устройства, открывание устройства и промывание выполняют за одну операцию. Кроме того, поскольку рассол не такой коррозионный, как кислота, используемая в известных из уровня техники решениях для растворения пробки, скважинная трубчатая металлическая конструкция и другие компоненты заканчивания скважины не повреждаются так сильно, как при использовании кислоты.

Растворимый в рассоле элемент 6 является частью клапана 7, содержащего корпус 8 клапана и подвижную часть 9. Клапан имеет первое положение и второе положение, причем в первом положении клапан обеспечивает возможность протекания текучей среды в скважинную трубчатую металлическую конструкцию, а во втором положении клапан препятствует протеканию текучей среды из скважинной трубчатой металлической конструкции.

Благодаря наличию растворимого в рассоле элемента 6, являющегося частью клапана, растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворяется в процессе промывания рассолом. Однако, до того, как рассол растворит растворимый в рассоле элемент в достаточной степени для его отделения от остальной части клапана, клапан обеспечивает протекание текучей среды из ствола скважины в скважинную трубчатую металлическую конструкцию сразу после сброса давления, таким образом, буровой раствор внутри сетчатого фильтра вымывается до того, как он осядет в сетчатом фильтре и затвердеет. Благодаря наличию клапана вместо пробки, добыча текучей среды начинается сразу после сброса давления, и последующее промывание становится более эффективным, делая работу сетчатого фильтра более эффективным, поскольку буровой раствор больше не занимает большую часть площади потока под сетчатым фильтром.

Как показано на фиг. 1, растворимый в рассоле элемент 6 является подвижной частью 9 клапана, так, что растворимый в рассоле элемент выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением. Подвижная часть расположена частично в отверстии 5 устройства и частично снаружи отверстия 5 устройства. Растворимый в рассоле элемент 6 содержит стержневую часть 14, первый выступающий фланец 15 и второй выступающий фланец 17. Первый выступающий фланец 15 расположен на первом конце 16 стержневой части, а второй выступающий фланец 17 расположен на втором конце 18 стержневой части. Стержневая часть 14 проходит через отверстие 5 устройства, так, что первый выступающий фланец 15 расположен снаружи отверстия устройства на одной стороне скважинного приточного устройства ограничения добычи, а второй выступающий фланец 17 расположен в отверстии устройства на другой стороне устройства 1 ограничения. Первый выступающий фланец имеет наружный диаметр OD₁ (показан на фиг. 3), который больше внутреннего диаметра ID_D (показан на фиг. 3) отверстия 5 устройства, а второй выступающий фланец 17 имеет наружный диаметр OD₂ (показан на фиг. 3), который больше внутреннего диаметра отверстия устройства.

Клапан 7, показанный на фиг.1, дополнительно содержит пружинный элемент 34, такой как тарельчатую пружину/шайбу, для воздействия на подвижную часть 9 для закрывания отверстия устройства и, таким образом, удержания подвижной части во втором положении. Дополнительно, второй выступающий фланец 17 содержит углубление 20, образующее слабое место 21, и второй выступающий фланец неподвижно прикреплен к скважинной трубчатой металлической конструкции. Когда во внутреннем объеме скважинной трубчатой металлической конструкции повышают давление, давление действует на первый выступающий фланец 15 и подвижная часть 9 перемещается радиально наружу, сжимая пружинный элемент и разрушая второй выступающий фланец 17, так, что при сбросе давления стержневая часть освобождается от второго выступающего фланца 17 и перемещается радиально внутрь и из отверстия устройства, если не растворяется.

Таким образом, углубление 20, создающее слабое место 21, может являться запасным решением в случае, если растворимый в рассоле элемент 6 не растворится или по крайней мере не растворится в достаточной степени для того, чтобы освободиться для открывания отверстия 5 устройства.

Как показано на фиг. 2, корпус 8 клапана содержит первую часть 11 корпуса и вторую часть 12 корпуса. Первая часть корпуса неподвижно установлена в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции, а вторая часть корпуса является частью растворимого в рассоле элемента. Таким образом, растворимый в рассоле элемент 6 содержит как вторую часть 12 корпуса 8 клапана, так и подвижную часть 9. В другом варианте осуществления изобретения растворимый в рассоле элемент является второй частью 12 корпуса, так, что, когда вторая часть корпуса растворилась, шар освобождается для протекания с текучей средой в скважинной трубчатой металлической конструкцией 3.

При наличии растворимого в рассоле элемента 6, клапан 7 может в значительной степени выступать во внутренний объем скважинной трубчатой металлической конструкции, поскольку при растворении растворимого в рассоле элемента 6 в скважинной трубчатой металлической конструкции внутренний доступен полный объем ее отверстия, без каких-либо частей клапана, выступающих во внутренний объем скважинной трубчатой металлической конструкции. Как показано на фиг. 2, основная часть растворимого в рассоле элемента 6 выступает в скважинную трубчатую металлическую конструкцию из отверстия в скважинной трубчатой металлической конструкции, но после того, как растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворился, основная часть больше не выступает в скважинную трубчатую металлическую конструкцию, поскольку указанная часть растворилась или отсоединилась от остальной части скважинного приточного устройства 1 ограничения добычи.

Как показано на фиг. 3, клапан 7 содержит стержневую часть 14, первый выступающий фланец 15 и второй выступающий фланец 17. Первый выступающий фланец 15 обращен внутрь скважинной трубчатой металлической конструкции 3, а второй выступающий фланец 17 имеет отверстие 19 фланца, обеспечивающее протекание текучей среды снаружи скважинной трубчатой металлической конструкции внутрь скважинной трубчатой металлической конструкции, когда клапан 7 находится в первом положении. На фиг. 3 клапан 7 находится в его закрытом, втором положении. На фиг. 4 клапан находится в его открытом, первом положении, котором обеспечена возможность протекания текучей среды снаружи скважинной трубчатой металлической конструкции через отверстие 19 фланца вдоль части стержневой части 14, имеющей уменьшенный наружный диаметр, и во внутренний объем скважинной трубчатой металлической конструкции.

В другом варианте осуществления изобретения растворимый в рассоле элемент 6 может являться пробкой, размещенной в отверстии устройства. Таким образом, растворимый в рассоле элемент 6 может быть неподвижно установлен в отверстии устройства. Пробка может иметь углубление 20, как показано на фиг. 1, с образованием слабого места 21, таким образом, пробка не обязательно должна быть полностью растворена перед удалением, так как рассол может растворить пробку в достаточной степени для того, чтобы разрушить фланец, имеющий слабое место. Таким образом, комбинация растворимой в рассоле пробки и по меньшей мере одного углубления может обеспечить надежное закрытие отверстия устройства, которое может быть также открыто при последующем выполнении операции в скважине посредством инструмента.

В другом варианте осуществления изобретения растворимый в рассоле элемент может содержать пружинный элемент, такой как спиральную пружину, тарельчатую пружину/шайбу или подобный пружинный элемент.

Как можно видеть на фиг. 1-4, скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи дополнительно содержит вкладыш 33, образующий отверстие 5 устройства. Вкладыш может быть выполнен из формоустойчивого материала, такого как керамический материал, который имеет сниженную износостойкость. Таким образом, вкладыш может быть изготовлен с очень точными размерами отверстия, способного противостоять износу из-за текучей среды, проходящей в скважинную трубчатую металлическую конструкцию, в течение многих лет.

Скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи дополнительно содержит какое-либо крепежное средство, например пружинное кольцо 22, для крепления скважинного приточного устройства ограничения добычи в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции 3.

Как показано на фиг. 5, скважинная система 100 заканчивания скважины содержит скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 и скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи, вставленное в отверстие в ней. Скважинная трубчатая металлическая конструкция дополнительно содержит один сетчатый фильтр 23, установленный на наружной поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции с формированием затрубного пространства 36, причем сетчатый фильтр установлен напротив скважинного приточного устройства 1 ограничения добычи.

Как показано на фиг. 6, скважинная трубчатая металлическая конструкция 3 скважинной системы 100 заканчивания скважины содержит два затрубных барьера 24 для обеспечения зональной изоляции. Скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи расположено между затрубными барьерами, так, что текучая среда для разжимания затрубных барьеров не может вытекать из скважинной трубчатой металлической конструкции через скважинное приточное устройство 1 ограничения добычи до того, как растворится растворимый в рассоле элемент.Таким образом может быть обеспечено разжимание затрубных барьеров без необходимости выполнения операции в скважине для открывания скважинного приточного устройства 1 ограничения добычи. Каждый из затрубных барьеров имеет разжимную металлическую муфту 25, окружающую скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3, образуя между ними затрубное пространство 26. Скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет отверстие 27 разжимания, через которое проходит текучая среда для разжимания разжимной металлической муфты. Затрубный барьер может дополнительно иметь клапанную систему 28, имеющую первое положение, в котором обеспечена возможность протекания текучей среды из скважинной трубчатой металлической конструкции в затрубное пространство, и второе положение, в котором обеспечено соединение с возможностью передачи текучей среды между стволом скважины и затрубным пространством для выравнивания давления между ними - то есть через разжимную металлическую муфту 25.

Вместо затрубного барьера, являющегося металлическим пакером, затрубный барьер может являться разбухающим пакером, механическим пакером или эластомерным пакером.

Скважинная система 100 заканчивания скважины может дополнительно содержать скользящую муфту 31, имеющую кромку 32 муфты для разрушения части клапана 7, как показано на фиг. 1. Таким образом, скользящая муфта может использоваться для срезания первого выступающего фланца путем вытягивания муфты, например посредством инструмента, и может, таким образом, служить запасным решением в случае, если растворимый в рассоле элемент по какой-либо причине не растворится в достаточной степени для того, чтобы освободить отверстие устройства.

Таким образом, скважину подготавливают для оптимальной добычи путем спуска скважинной трубчатой металлической конструкции в ствол скважины с циркуляцией при этом бурового раствора, обеспечения циркуляции рассола с его прохождением изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции наружу через дно скважинной трубчатой металлической конструкции и вверх вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции, и последующего понижения давления в скважинной трубчатой металлической конструкции для обеспечения начала добычи текучей среды в скважинную трубчатую металлическую конструкцию через, например, сетчатый фильтр и затем в отверстие устройства, с обеспечением переноса бурового раствора с текучей средой вверх по скважине и очищения сетчатого фильтра от бурового раствора.

Скважина также может быть подготовлена для оптимальной добычи путем спуска скважинной трубчатой металлической конструкции в ствол скважины с циркуляцией бурового раствора, обеспечения циркуляции рассола изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции наружу через дно скважинной трубчатой металлической конструкции и вверх вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции, и затем сброса шара для расположения вблизи дна скважинной трубчатой металлической конструкции для повышения давления в скважинной трубчатой металлической конструкции изнутри. Когда давление повысится в значительной степени, произойдет разжимание разжимной металлической муфты затрубного барьера в результате прохождения текучей среды повышенного давления из скважинной трубчатой металлической конструкции в затрубное пространство между разжимной металлической муфтой и скважинной трубчатой металлической конструкцией через отверстие разжимания в скважинной трубчатой металлической конструкции. В результате произойдет сброс давления и начало добычи.

Инструмент для протягивания скользящей муфты может представлять собой инструмент, обеспечивающий осевое усилие. Толкающий инструмент содержит электрический двигатель для приведения в действие насоса. Насос перекачивает текучую среду в корпус поршня для перемещения действующего в нем поршня. Поршень расположен на толкающем валу. Насос может перекачивать текучую среду в корпус поршня на одной стороне поршня и одновременно откачивать текучую среду на другой стороне поршня.

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

В том случае, когда невозможно полностью погрузить инструмент в обсадную колонну, для проталкивания инструмента до нужного положения в скважине может быть использован скважинный трактор. Скважинный трактор может иметь выдвижные рычаги, имеющие колеса, причем колеса входят в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны для продвижения трактора и инструмента вперед в скважине. Скважинный трактор представляет собой любой вид приводного инструмента, способного толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.

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 прилагаемой формулой изобретения.

Группа изобретений относится к скважинному приточному устройству ограничения добычи, предназначенному для установки в отверстии в скважинной трубчатой металлической конструкции, расположенной в стволе скважины, а также к скважинной системе заканчивания скважины и способу заканчивания скважины для подготовки скважины к оптимальной добыче. Технический результат заключается в упрощении установки скважинной системы заканчивания скважины без необходимости последующего выполнения операций в скважине, в том числе промывания или замены сетчатого фильтра, и без значительного повреждения пласта и/или компонентов для заканчивания скважины. Скважинное приточное устройство ограничения добычи содержит отверстие устройства и растворимый в рассоле элемент, выполненный с возможностью предотвращения потока изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции через отверстие устройства наружу скважинной трубчатой металлической конструкции до того, как растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворится в рассоле. Растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично выполнен из магниевого сплава. Растворимый в рассоле элемент является частью клапана, имеющего первое положение и второе положение, причем клапан содержит корпус клапана и подвижную часть. Указанный клапан является функционирующим клапаном до того, как растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворится в рассоле. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Скважинное приточное устройство (1) ограничения добычи, предназначенное для установки в отверстии (2) в скважинной трубчатой металлической конструкции (3), расположенной в стволе (4) скважины, причем скважинное приточное устройство ограничения добычи содержит:

- отверстие (5) устройства и

- растворимый в рассоле элемент (6), выполненный с возможностью предотвращения потока изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции через отверстие устройства наружу скважинной трубчатой металлической конструкции до того, как растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворится в рассоле,

причем растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично выполнен из магниевого сплава, растворимый в рассоле элемент является частью клапана (7), имеющего первое положение и второе положение, причем клапан содержит корпус (8) клапана и подвижную часть (9), и указанный клапан является функционирующим клапаном до того, как растворимый в рассоле элемент по меньшей мере частично растворится в рассоле.

2. Устройство (1) по п. 1, в котором растворимый в рассоле элемент является подвижной частью клапана, причем растворимый в рассоле элемент выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением.

3. Устройство (1) по п. 1 или 2, в котором клапан выполнен с возможностью в первом положении обеспечивать протекание текучей среды в скважинную трубчатую металлическую конструкцию, а во втором положении препятствовать вытеканию текучей среды из скважинной трубчатой металлической конструкции.

4. Устройство (1) по п. 1, в котором растворимый в рассоле элемент содержит как по меньшей мере часть корпуса клапана, так и подвижную часть.

5. Устройство (1) по п. 2, в котором подвижная часть по меньшей мере частично расположена в отверстии устройства.

6. Устройство (1) по любому из пп. 1-5, в котором корпус клапана содержит первую часть (11) корпуса и вторую часть (12) корпуса, причем первая часть корпуса неподвижно установлена в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции, а вторая часть корпуса является частью растворимого в рассоле элемента.

7. Устройство (1) по п. 1, в котором основная часть растворимого в рассоле элемента и/или основная часть клапана выступает (выступают) в скважинную трубчатую металлическую конструкцию из отверстия в скважинной трубчатой металлической конструкции.

8. Устройство (1) по п. 1, в котором растворимый в рассоле элемент содержит стержневую часть (14), первый выступающий фланец (15), расположенный на первом конце (16) стержневой части, и второй выступающий фланец (17), расположенный на втором конце (18) стержневой части, причем стержневая часть проходит через отверстие устройства так, что первый выступающий фланец расположен снаружи отверстия устройства на одной стороне устройства ограничения и имеет наружный диаметр (OD₁), который больше внутреннего диаметра (ID_D) отверстия устройства, и так, что второй выступающий фланец расположен снаружи отверстия устройства на другой стороне устройства ограничения и имеет наружный диаметр (OD₂), который больше внутреннего диаметра отверстия устройства.

9. Устройство (1) по п. 8, в котором второй выступающий фланец обращен внутрь скважинной трубчатой металлической конструкции, а первый выступающий фланец имеет отверстие (19) фланца, обеспечивающее протекание текучей среды снаружи скважинной трубчатой металлической конструкции внутрь скважинной трубчатой металлической конструкции, когда клапан находится в первом положении.

10. Устройство (1) по любому из пп. 1-9, в котором растворимый в рассоле элемент содержит углубление (20), образующее слабое место (21) так, что обеспечена возможность разрушения растворимого в рассоле элемента в данном слабом месте при повышении давления в скважинной трубчатой металлической конструкции.

11. Устройство (1) по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащее пружинное кольцо (22) для фиксации устройства в отверстии скважинной трубчатой металлической конструкции.

12. Скважинная система (100) заканчивания скважины, содержащая скважинную трубчатую металлическую конструкцию и скважинное приточное устройство (1) ограничения добычи по любому из пп. 1-11.

13. Система (100) по п. 12, в которой скважинная трубчатая металлическая конструкция содержит по меньшей мере один сетчатый фильтр (23), установленный на наружной поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции напротив скважинного приточного устройства (1) ограничения добычи.

14. Система (100) по п. 12 или 13, в которой скважинная трубчатая металлическая конструкция содержит по меньшей мере один затрубный барьер (24) для обеспечения зональной изоляции.

15. Способ заканчивания скважины для подготовки скважины (102) к оптимальной добыче, причем способ заканчивания содержит этапы, на которых:

- вводят скважинную трубчатую металлическую конструкцию в ствол скважины с циркуляцией при этом бурового раствора, причем скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет отверстие (2), в котором установлено скважинное приточное устройство (1) ограничения добычи по любому из пп. 1-11,

- обеспечивают циркуляцию рассола с его прохождением изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции наружу через дно скважинной трубчатой металлической конструкции и вверх вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции,

- понижают давление в скважинной трубчатой металлической конструкции и

- начинают добычу текучей среды, протекающей в скважинную трубчатую металлическую конструкцию через отверстие устройства путем растворения растворимого в рассоле элемента в отверстии устройства, с обеспечением переноса бурового раствора с текучей средой вверх по скважине.

16. Способ по п. 15, дополнительно содержащий этапы, на которых:

- сбрасывают шар, предназначенный для расположения вблизи дна скважинной трубчатой металлической конструкции для повышения давления в скважинной трубчатой металлической конструкции изнутри, и

- разжимают разжимную металлическую муфту (25) затрубного барьера (24) путем обеспечения возможности прохождения текучей среды повышенного давления в скважинной трубчатой металлической конструкции в затрубное пространство (26) между разжимной металлической муфтой и скважинной трубчатой металлической конструкцией через отверстие (27) разжимания в скважинной трубчатой металлической конструкции.