СКВАЖИННЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УСТАНОВКИ ЗАПЛАТЫ Российский патент 2022 года по МПК E21B29/10 

Настоящее изобретение относится к скважинному инструменту для установки заплаты, предназначенному для разжимания заплаты в скважине в интервале более 10 метров. Кроме того, данное изобретение относится к системе заканчивания скважины и способу установки заплаты.

При наличии скважины, производящей слишком много воды, для герметизации части скважинной трубчатой металлической конструкции в скважине разжимают заплаты, что приводит к уменьшению поступления воды. Таким образом, если в скважинной трубчатой конструкции обнаруживают протечку, отверстие, клапан или перфорацию, то вводят заплату и разжимают ее напротив части, из которой поступает вода. Однако в случае, когда часть скважинной трубчатой конструкции, из которой поступает вода, представляет собой перфорированную зону протяженностью более 10 метров, заплат и систем установки заплат, имеющих достаточную длину, не существует, и последовательно друг за другом необходимо устанавливать несколько заплат. Однако установка нескольких заплат последовательно друг за другом занимает много времени, поскольку требуется несколько спусков в скважину, и заплаты редко способны должным образом уплотнять все перфорации.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы полностью или частично устранить вышеупомянутые недостатки уровня техники. Более конкретно, задача изобретения состоит в том, чтобы предложить усовершенствованный скважинный инструмент для установки заплаты, способный надлежащим образом накладывать заплаты в зоне длиной более 12 метров.

Вышеуказанные задачи, наряду со многими другими задачами, преимуществами и признаками, очевидными из нижеследующего описания, выполнены благодаря решению в соответствии с настоящим изобретением при помощи скважинного инструмента для установки заплаты, предназначенного для разжимания в скважине заплаты протяженностью более 10 метров, причем скважинный инструмент для установки заплаты имеет верхнюю часть и содержит:

- корпус инструмента, имеющий канал, наружную поверхность, первый конец и второй конец, причем второй конец расположен ближе к верхней части, чем первый конец;

- первый баллонный узел, расположенный на первом конце на наружной поверхности, и второй баллонный узел, расположенный на втором конце на наружной поверхности, причем канал проходит по меньшей мере от первого баллонного узла до второго баллонного узла; и

- разжимную металлическую заплату, окружающую корпус инструмента, первый баллонный узел и второй баллонный узел и создающую между собой и ними кольцевое пространство, причем разжимная металлическая заплата имеет внутренний диаметр в неразжатом состоянии, корпус инструмента имеет первое отверстие напротив первого баллонного узла и второе отверстие напротив второго баллонного узла, обеспечивающие соединение с возможностью передачи текучей среды между каналом и первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, чтобы обеспечить возможность прохождения текучей среды под давлением в баллонные узлы для разжимания баллонных узлов;

причем корпус инструмента имеет третье отверстие, расположенное между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, и клапан, расположенный в третьем отверстии, для управления прохождением текучей среды под давлением из канала и кольцевое пространство.

Клапан может представлять собой управляемый давлением клапан или клапан сброса давления.

Дополнительно, клапан может представлять собой активируемый давлением клапан.

Также, заплата может иметь длину более 10 метров.

Кроме того, клапан может иметь первое положение, в котором текучая среда не может проходить в кольцевое пространство, и второе положение, в котором текучая среда может проходить в кольцевое пространство.

Кроме того, клапан может быть активирован давлением для его открытия, для обеспечения возможности прохождения текучей среды в кольцевое пространство.

Помимо этого, клапан может открываться при определенном давлении.

Клапан может перемещаться из первого положения во второе положение при определенном давлении.

Дополнительно, с каналом может быть соединен с возможностью передачи текучей среды насос.

Также, насос может приводиться в действие двигателем в инструменте.

Дополнительно, насос может быть расположен в инструменте или на поверхности/в устье скважины.

Кроме того, первый баллонный узел и второй баллонный узел могут быть расположены так, что расстояние между ними составляет по меньшей мере 15 метров, предпочтительно по меньшей мере 25 метров, более предпочтительно по меньшей мере 50 метров.

Дополнительно, разжимная металлическая заплата может представлять собой одну трубу круглого сечения.

Разжимная металлическая заплата может представлять собой непрерывную металлическую трубу круглого сечения.

Дополнительно, корпус инструмента может быть смонтирован из бурильных труб.

Также, корпус инструмента может иметь множество бурильных труб между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом.

Дополнительно, второй конец корпуса инструмента может быть соединен с бурильной трубой для подачи текучей среды под давлением в канал.

Кроме того, второй конец корпуса инструмента может быть соединен с кабелем.

Кроме того, второй конец корпуса инструмента может быть соединен с насосом, приводимым в действие двигателем, соединенным с кабелем.

Первое отверстие может иметь клапан.

Второе отверстие также может иметь клапан.

Кроме того, разжимная металлическая заплата может быть прикреплена к корпусу инструмента посредством первого баллонного узла и второго баллонного узла, разжатых с прилеганием к внутреннему диаметру разжимной металлической заплаты в неразжатом состоянии.

Скважинный инструмент для установки заплаты согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать блокирующий элемент для блокировки разжимной металлической заплаты в неразжатом состоянии вдоль продольной протяженности корпуса инструмента.

Указанный скважинный инструмент для установки заплаты согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать третий баллонный узел, расположенный на наружной поверхности между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, и четвертое отверстие в корпусе инструмента напротив третьего баллонного узла для обеспечения возможности соединения с возможностью передачи текучей среды между каналом и четвертым баллонным узлом, и инструмент может содержать второе третье отверстие, и два третьих отверстия могут быть расположены с обеих сторон третьего баллонного узла, так что одно из третьих отверстий расположено между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, а другое из третьих отверстий расположено между третьим баллонным узлом и вторым баллонным узлом.

Дополнительно, первый конец корпуса инструмента может быть закрыт или выполнен с возможностью закрытия посредством сбрасывания шара в канал или обратный клапан, что позволяет текучей среде из скважины поступать в канал, но предотвращает выход текучей среды в канале через обратный клапан.

Благодаря наличию обратного клапана в закрытом конце может быть повышено давление в канале, чтобы разжать баллонные узлы, при этом их легко развернуть, поскольку текучая среда в скважине может поступать в канал.

Кроме того, баллонный узел может иметь баллон и баллонные соединения, причем баллон изготовлен из эластомерного материала.

Дополнительно, баллонные соединения могут быть изготовлены из металла.

Указанные баллонные соединения могут быть навинчены на наружную поверхность.

Дополнительно, баллонные соединения могут содержать усиливающие элементы, выполненные с возможностью усиления баллона во время разжимания.

Также, разжимная металлическая заплата на своей наружной поверхности может содержать уплотняющие элементы.

Скважинный инструмент для установки заплаты может содержать вторую разжимную металлическую заплату.

Настоящее изобретение также относится к системе заканчивания скважины, содержащей:

- скважинную трубчатую металлическую конструкцию, расположенную в стволе скважины; и

- разжимную металлическую заплату, установленную при помощи скважинного инструмента для установки заплаты согласно настоящему изобретению, причем разжимная металлическая заплата прилегает и крепится посредством трения к внутренней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции.

Дополнительно, настоящее изобретение относится к способу установки заплаты для разжимания уплотнения посредством заплаты очень большой длины с целью герметизации зоны более 12 метров, содержащему:

- расположение скважинного инструмента для установки заплаты согласно настоящему изобретению в стволе скважины или в скважинной трубчатой металлической конструкции в стволе скважины;

- повышение давления в канале;

- ввод текучей среды под давлением в первый баллонный узел и во второй баллонный узел для обеспечения разжимания первого баллонного узла и второго баллонного узла, с тем чтобы разжать разжимную металлическую заплату напротив первого баллонного узла и второго баллонного узла;

- открытие клапана в третьем отверстии посредством текучей среды и ввод текучей среды под давлением в кольцевое пространство для обеспечения разжимания разжимной металлической заплаты между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом; и

- понижение давления в канале и выпуск текучей среды из первого баллонного узла и второго баллонного узла.

Настоящее изобретение также относится к способу установки заплаты согласно настоящему изобретению, в котором клапан в третьем отверстии открывают, когда давление текучей среды под давлением достигает заранее определенного давления.

Наконец, указанный способ может содержать повышение давления в баллонах одновременно или последовательно.

Ниже изобретение и многие его преимущества описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых в качестве примера показаны некоторые не ограничивающие варианты осуществления изобретения, и на которых:

- на фиг. 1 показан вид в частичном поперечном разрезе скважинной системы для установки заплаты, имеющей инструмент для установки заплаты в скважинной трубчатой металлической конструкции;

- на фиг. 2 показан вид в частичном поперечном разрезе другого скважинного инструмента для установки заплаты и разжимной металлической заплаты в ее исходном и неразжатом состоянии;

- на фиг. 3A показан вид в частичном поперечном разрезе еще одного скважинного инструмента для установки заплаты, имеющего неразжатую разжимную металлическую заплату;

- на фиг. 3B показан вид в частичном поперечном разрезе скважинного инструмента для установки заплаты с фиг. 3A, в котором разжимная металлическая заплата частично разжата, а частично не разжата;

- на фиг. 3C показан вид в частичном поперечном разрезе скважинного инструмента для установки заплаты с фиг. 3A, в котором оба из двух концов и средняя часть разжимной металлической заплаты немного разжаты;

- на фиг. 3D показан вид в частичном поперечном разрезе скважинного инструмента для установки заплаты с фиг. 3C, в котором оба из двух концов и средняя часть разжимной металлической заплаты разжаты больше, чем на фиг. 3C, и почти прилегают к стенке скважинной трубчатой металлической конструкции, в то время как текучая среда все еще может проходить через указанные концы;

- на фиг. 3E показан вид в частичном поперечном разрезе скважинного инструмента для установки заплаты с фиг. 3A, в котором разжимная металлическая заплата разжата полностью;

- на фиг. 4 показан вид в частичном поперечном разрезе другого скважинного инструмента для установки заплаты; и

- на фиг. 5 показан вид в частичном поперечном разрезе еще одного скважинного инструмента для установки заплаты, имеющего третий баллонный узел.

Все чертежи весьма схематичны и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те детали, которые необходимы для пояснения изобретения, другие же детали не показаны или показаны без объяснения.

На фиг. 1 показан скважинный инструмент 1 для установки заплаты, предназначенный для разжимания разжимной металлической заплаты 14 в интервале более 50 метров в скважине 50, чтобы можно было изолировать всю продуктивную зону 101, 102, например, если продуктивная зона дает слишком большое количество воды, или если отверстия в скважинной трубчатой металлической конструкции изношены, так что они стали слишком большими, или если в скважинной трубчатой металлической конструкции 52 имеются протечки 57, показанные на фиг. 2. Скважинный инструмент 1 для установки заплаты содержит корпус 2 инструмента, имеющий канал 3 (показан на фиг. 2), наружную поверхность 4, первый конец 5 и второй конец 6. Второй конец расположен ближе к устью 51 скважины, чем первый конец. Кроме того, скважинный инструмент 1 для установки заплаты содержит первый баллонный узел 11, расположенный на первом конце на наружной поверхности, и второй баллонный узел 12, расположенный на втором конце на наружной поверхности, причем канал проходит по меньшей мере от первого баллонного узла до второго баллонного узла. Разжимная металлическая заплата 14 окружает корпус 2 инструмента, первый баллонный узел и второй баллонный узел, тем самым создавая между собой и ними кольцевое пространство 15. В неразжатом состоянии, показанном на фиг. 1, разжимная металлическая заплата 14 имеет внутренний диаметр ID_E. Кроме того, корпус 2 инструмента имеет первое отверстие 16 напротив первого баллонного узла 11 и второе отверстие 17 напротив второго баллонного узла 12, обеспечивающие соединение с возможностью передачи текучей среды между каналом и первым баллонным узлом, и между каналом и вторым баллонным узлом, чтобы текучая среда под давлением могла войти в баллонные узлы, чтобы разжать баллонные узлы. Корпус 2 инструмента имеет третье отверстие 18, расположенное между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, и клапан 19, расположенный в третьем отверстии, для управления прохождением текучей среды под давлением из канала в кольцевое пространство.

Благодаря наличию третьего отверстия и расположенного в нем клапана скважинный инструмент для установки заплаты способен сначала повысить давление в частях 14A разжимной металлической заплаты напротив первого баллонного узла и второго баллонного узла и сразу же после этого в остальной части 14B разжимной металлической заплаты, расположенной между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, так что на этапе повышения давления заплата разжимается. Клапан обеспечивает небольшое ограничение и, таким образом, баллоны немного разжимаются до того, как текучая среда поступит в указанное пространство. Однако клапан обеспечивает только небольшую разницу, так что средняя часть 14B разжимной металлической заплаты разжимается в радиальном направлении немного меньше, чем концевые части 14A разжимной металлической заплаты. Таким образом, на одном этапе повышения давления разжимается вся металлическая заплата, а средняя часть 14B разжимается в радиальном направлении немного меньше, чем концевые части, результатом чего является лишь небольшой зазор между стенкой, к которой прилегают концевые части 14A разжимной металлической заплаты. Благодаря тому факту, что средняя часть разжимается одновременно с концевыми частями, текучая среда во внешнем пространстве 31 (см. фиг. 3E) между средней частью разжимной металлической заплаты и стенкой трубчатой металлической конструкции скважины при разжимании выдавливается наружу посредством средней части разжимной металлической заплаты. Затем текучая среда проходит концевые части и, таким образом, большое количество текучей среды не задерживается во внешнем пространстве 31 между разжатыми концевыми частями. Внутренний диаметр скважинной трубчатой конструкции уменьшается только на толщину разжимной металлической заплаты и дополнительно приблизительно на 0,5 мм в зависимости от толщины и материала разжимной металлической заплаты. Кроме того, разжимная металлическая заплата может иметь очень большую длину, намного большую, чем известные заплаты, поскольку кольцевое пространство разжимается посредством текучей среды под давлением и может иметь требуемую длину. Таким образом, длина разжимной металлической заплаты зависит от длины трубчатого тела.

Клапан 19, расположенный в третьем отверстии 18, представляет собой управляемый давлением клапан или клапан сброса давления, как показано на фиг. 3A, так что, если первый и второй баллонные узлы 11, 12 немного разжались, как показано на фиг. 3B, то текучая среда впускается в кольцевое пространство, и средняя часть разжимной металлической накладки начинает разжиматься, как показано на фиг. 3C. Одновременное разжимание концевых частей и средней части разжимной металлической заплаты продолжается, как показано на фиг. 3D, до тех пор, пока концевые части 14A разжимной металлической заплаты 14 не упрутся в трубчатую металлическую конструкцию 52 скважины, как показано на фиг. 3E. После небольшого разжимания первого баллонного узла 11 и второго баллонного узла 12 давление внутри канала 3 увеличивается, и клапан открывается. Внешнее пространство 31, показное на фиг. 3E, из-за этого одновременного разжимания очень мало, и в указанном внешнем пространстве захватывается лишь небольшое количество скважинной текучей среды, окружающей разжимную металлическую заплату. Таким образом, когда давление достигает заранее установленного давления, клапан 19 открывается, так что текучая среда под давлением поступает в кольцевое пространство 15, а остальная и средняя часть 14B разжимной металлической заплаты 14 разжимается, как показано на фиг. 3C, и, таким образом, разжимается вся разжимная металлическая заплата. Таким образом, первый баллонный узел и второй баллонный узел расположены так, что расстояние между ними составляет по меньшей мере 15 метров, предпочтительно по меньшей мере 25 метров, более предпочтительно по меньшей мере 50 метров. Разжимная металлическая заплата 14 представляет собой одну трубу круглого сечения и непрерывную металлическую трубу круглого сечения. Первый конец корпуса инструмента закрыт.

Благодаря наличию управляемого давлением клапана он приводится в действие определенным давлением, и для открытия клапана не требуется никакого инструмента или шара. Таким образом, разжимание разжимной металлической заплаты может быть осуществлено на одном этапе повышения давления, так что любое деформационное упрочнение исключено. В случае нескольких этапов повышения давления разжимная металлическая заплата будет упрочняться в течение времени между этапами повышения давления и, таким образом, после такого упрочнения для нового разжимания заплаты потребуется более высокое давление.

Чтобы разжать первый баллонный узел 11 и второй баллонный узел 12, требуется определенное усилие, и требуется дополнительное усилие, чтобы также разжать разжимную металлическую заплату. Поэтому, прежде чем концевые части разжимной металлической заплаты начнут разжиматься, давление повышается до уровня, превышающего давление, необходимое для разжимания только концевых частей. Клапан рассчитан так, чтобы он открывался, когда давление достигает давления, необходимого для разжимания как баллонных узлов, так и концевых частей, чтобы разжимание средней части начиналось почти одновременно и сразу же после начала разжимания концевых частей.

На фиг. 1 скважинный инструмент для установки заплаты имеет корпус инструмента, собранный из бурильных труб 7, и корпус инструмента имеет множество бурильных труб 7 между первым баллонным узлом 11 и вторым баллонным узлом 12. Таким образом, бурильные трубы образуют распорку между первым и вторым баллонным узлом 11, 12, а расстояние между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом может изменяться в зависимости от длины разжимной металлической заплаты 14, необходимой для наложения заплаты на герметизируемое место протечки, перфорации или аналогичное отверстие (отверстия). Второй конец 6 скважинного инструмента 1 для установки заплаты соединен с колонной бурильных труб 7, так что давление в канале скважинного инструмента 1 для установки заплаты повышается в результате повышения давления в бурильных трубах, установленных в одной колонне. В устье 51 скважины 50 расположен насос 21, соединенный с возможностью передачи текучей среды с каналом.

На фиг. 2 насос 21 расположен в скважине, в скважинном инструменте для установки заплаты, и приводится в действие двигателем 22, также расположенным в инструменте. Второй конец 6 корпуса 2 инструмента соединен с кабелем 8 для подачи питания в двигатель. Как видно из чертежей, в первом отверстии 16 имеется клапан 19A, а во втором отверстии имеется клапан 19B, чтобы текучая среда под давлением могла поступать в баллонные узлы, но не могла снова войти в канал 3. Во время развертывания инструмента разжимная металлическая заплата 14 прикрепляется к корпусу инструмента посредством разжимания первого баллонного узла и второго баллонного узла, чтобы они уперлись во внутренний диаметр разжимной металлической заплаты, находящейся в неразжатом состоянии, как показано на фиг. 2. Каждый баллонный узел 11, 12 имеет баллон 24 и баллонные соединения 25, соединяющие баллон с наружной поверхностью корпуса инструмента. Баллонные соединения могут быть изготовлены из металла и привинчены к наружной поверхности корпуса инструмента, чтобы прикрепить баллон 24. Баллон предпочтительно изготовлен из эластомерного материала.

На фиг. 4 скважинный инструмент 1 для установки заплаты содержит блокирующий элемент 9 для блокировки разжимной металлической заплаты в неразжатом состоянии вдоль продольной протяженности корпуса инструмента во время развертывания инструмента в скважине. По мере разжимания разжимной металлической заплаты внутренний диаметр разжимной металлической заплаты увеличивается, и заплата освобождается от блокирующего элемента 9. Блокирующий элемент может представлять собой разрезное кольцо или аналогичное стопорное кольцо, расположенное в канавке в наружной поверхности 4 корпуса 2 инструмента.

На фиг. 3A-E и фиг. 2 первый конец 5 корпуса 2 инструмента закрыт, первый конец 5 корпуса 2 инструмента может закрываться посредством сбрасывания шара 35 в канал. На фиг. 4 показан обратный клапан 23, который позволяет текучей среде из скважины поступать в канал, но предотвращает выход текучей среды из канала через обратный клапан. Благодаря наличию обратного клапана в закрытом конце 5 может быть повышено давление в канале 3 для разжимания баллонных узлов 11, 12, при этом инструмент легко развернуть, поскольку текучая среда в скважине может поступать в канал. Давление в стволе скважины увеличивается по мере перемещения инструмента вниз и, таким образом, когда инструмент перемещается вниз, давление в канале выравнивается посредством обратного клапана.

Чтобы во время разжимания усилить баллон, баллонные соединения 25 содержат усиливающие элементы 26, как показано на фиг. 4. Усиливающие элементы выполнены с возможностью усиления баллона во время разжимания, чтобы баллон намеренно не выпучивался наружу. Разжимная металлическая заплата 14 содержит уплотняющие элементы 27 на наружной поверхности 28 заплаты. Благодаря наличию уплотняющих элементов заплата обеспечивает лучшую герметизацию трубчатой металлической конструкции 52 скважины.

На фиг. 5 скважинный инструмент 1 для установки заплаты дополнительно содержит третий баллонный узел 33, расположенный на наружной поверхности между первым баллонным узлом 11 и вторым баллонным узлом 12, и четвертое отверстие 34 в корпусе инструмента напротив третьего баллонного узла 33, чтобы обеспечить соединение с возможностью передачи текучей среды между каналом и четвертым баллонным узлом. Скважинный инструмент 1 для установки заплаты содержит второе третье отверстие 18, и два третьих отверстия 18 расположены с обеих сторон третьего баллонного узла 33, так что одно из третьих отверстий расположено между первым баллонным узлом 11 и третьим баллонным узлом 33, а другое из третьих отверстий 18 расположено между третьим баллонным узлом 33 и вторым баллонным узлом 12.

Изобретение также относится к системе 100 заканчивания скважины, как показано на фиг 1, причем указанная система содержит скважинную трубчатую металлическую конструкцию 52, расположенную в стволе 55 скважины, и разжимную металлическую заплату 14, установленную посредством одного из вышеупомянутых скважинных инструментов 1 для установки заплаты. Разжимная металлическая заплата 14 прилегает и крепится посредством трения к внутренней поверхности 56 скважинной трубчатой металлической конструкции 52 после разжимания баллонов и повышения давления в кольцевом пространстве 15 между ними.

Таким образом, разжимную металлическую заплату устанавливают благодаря следующему способу установки заплаты, содержащему этапы расположения скважинного инструмента для установки заплаты в стволе 55 скважины или в скважинной трубчатой металлической конструкции 52 в стволе 55 скважины 50, повышения давления в канале 3 и ввода текучей среды под давлением в первый баллонный узел и во второй баллонный узел 11, 12 для обеспечения разжимания баллона 24 первого баллонного узла и второго баллонного узла, с тем чтобы разжать части 14A разжимной металлической заплаты 14 напротив первого баллонного узла и второго баллонного узла. Сразу же после начала разжимания баллонных узлов открывают клапан в третьем отверстии, вводя текучую среду под давлением в кольцевое пространство 15 с обеспечением разжимания разжимной металлической заплаты между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, а затем понижают давление в канале, выпуская текучую среду из первого баллонного узла и второго баллонного узла. Клапан 19 в третьем отверстии открывают, когда давление текучей среды, находящейся под давлением, достигает заранее определенного давления. Баллонные узлы могут разжимать одновременно или последовательно.

Толкающий инструмент может быть использован в качестве насоса и, таким образом, в качестве части инструмента для установки заплаты. Толкающий инструмент содержит электрический двигатель для приведения в действие насоса. Насос подает текучую среду в корпус поршня, чтобы переместить действующий в нем поршень. Поршень установлен на штоке толкающего инструмента. Насос может подавать текучую среду в корпус поршня с одной стороны и одновременно высасывать текучую среду с другой стороны 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.

Как показано на фиг. 1, скважинная трубчатая металлическая конструкция может содержать затрубные барьеры 60 для обеспечения зональной изоляции. Под затрубным барьером понимается затрубный барьер 60, содержащий трубчатую металлическую часть 61, смонтированную в качестве части скважинной трубчатой металлической конструкции, и разжимную металлическую муфту 62, окружающую указанную трубчатую часть, соединенную с указанной трубчатой деталью с образованием пространства 63 затрубного барьера.

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 нефтегазодобывающей отрасли, в частности к скважинным инструментам для установки заплаты в интервале более 10 метров. Устройство имеет верхнюю часть, корпус инструмента, имеющий канал, наружную поверхность, первый конец и второй конец, причем второй конец расположен ближе к верхней части, чем первый конец, первый баллонный узел, расположенный на первом конце на наружной поверхности, второй баллонный узел, расположенный на втором конце на наружной поверхности, причем канал проходит по меньшей мере от первого баллонного узла до второго баллонного узла, разжимную металлическую заплату, окружающую корпус, первый баллонный узел и второй баллонный узел и создающую между собой и ними кольцевое пространство. Разжимная заплата имеет внутренний диаметр в неразжатом состоянии, корпус имеет первое отверстие напротив первого баллонного узла и второе отверстие напротив второго баллонного узла, обеспечивающие соединение с возможностью передачи текучей среды между каналом и первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, чтобы обеспечить возможность протекания текучей среды под давлением в баллонные узлы для их разжимания. Корпус имеет третье отверстие, расположенное между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, и клапан, расположенный в третьем отверстии, для управления прохождением текучей среды под давлением из канала в кольцевое пространство. Повышается надежность заплаты, снижаются временные затраты. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Скважинный инструмент (1) для установки заплаты, предназначенный для разжимания заплаты в скважине (50) в интервале более 10 метров, имеющий верхнюю часть (51) и содержащий:

- корпус (2) инструмента, имеющий канал (3), наружную поверхность (4), первый конец (5) и второй конец (6), причем второй конец расположен ближе к верхней части, чем первый конец;

- первый баллонный узел (11), расположенный на первом конце на наружной поверхности, и второй баллонный узел (12), расположенный на втором конце на наружной поверхности, причем канал проходит по меньшей мере от первого баллонного узла до второго баллонного узла; и

- разжимную металлическую заплату (14), окружающую корпус инструмента, первый баллонный узел и второй баллонный узел и создающую между собой и ними кольцевое пространство (15), причем разжимная металлическая заплата имеет внутренний диаметр (ID_E) в неразжатом состоянии, корпус инструмента имеет первое отверстие (16) напротив первого баллонного узла и второе отверстие (17) напротив второго баллонного узла, обеспечивающие соединение с возможностью передачи текучей среды между каналом и первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, чтобы обеспечить возможность прохождения текучей среды под заданным давлением в баллонные узлы для разжимания баллонных узлов и концевых частей разжимной металлической заплаты;

причем корпус инструмента имеет третье отверстие (18), расположенное между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, и клапан (19), расположенный в третьем отверстии, для управления прохождением текучей среды под давлением из канала в кольцевое пространство,

причем клапан представляет собой управляемый давлением клапан или клапан сброса давления,

причем клапан выполнен с возможностью открытия при заданном давлении текучей среды под давлением так, что один шаг повышения давления при заданном давлении обеспечивает разжимание средней части разжимной металлической заплаты почти одновременно и сразу же после начала разжимания концевых частей.

2. Скважинный инструмент для установки заплаты по п. 1, в котором с каналом соединен с возможностью передачи текучей среды насос.

3. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1, 2, в котором корпус инструмента собран из бурильных труб (7).

4. Скважинный инструмент для установки заплаты по п. 3, в котором корпус инструмента имеет множество бурильных труб между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом.

5. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-4, в котором разжимная металлическая заплата прикреплена к корпусу инструмента посредством первого баллонного узла и второго баллонного узла, разжатых с прилеганием к внутреннему диаметру разжимной металлической заплаты в неразжатом состоянии.

6. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащий блокирующий элемент (9) для блокировки разжимной металлической заплаты в неразжатом состоянии вдоль продольной протяженности корпуса инструмента.

7. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащий третий баллонный узел (33), расположенный на наружной поверхности между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, и четвертое отверстие (34) в корпусе инструмента напротив третьего баллонного узла для обеспечения соединения с возможностью передачи текучей среды между каналом и четвертым баллонным узлом, причем инструмент содержит второе третье отверстие (18), и два третьих отверстия расположены с обеих сторон третьего баллонного узла, так что одно из третьих отверстий расположено между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом, а другое из третьих отверстий расположено между третьим баллонным узлом и вторым баллонным узлом.

8. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-7, в котором первый конец корпуса инструмента закрыт или выполнен с возможностью закрытия посредством сбрасывания шара (35) в канал или обратный клапан (23), что позволяет текучей среде из скважины поступать в канал, но предотвращает выход текучей среды в канале через обратный клапан.

9. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-8, в котором баллонный узел имеет баллон (24) и баллонные соединения (25), причем баллон изготовлен из эластомерного материала.

10. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-9, в котором баллонные соединения содержат усиливающие элементы (26), выполненные с возможностью усиления баллона во время разжимания.

11. Скважинный инструмент для установки заплаты по любому из пп. 1-10, в котором разжимная металлическая заплата содержит уплотняющие элементы (27) на наружной поверхности (28) заплаты.

12. Скважинный инструмент для установки заплаты по п. 1, дополнительно содержащий клапан сброса давления, причем клапан сброса давления выполнен с возможностью перемещения между первым и вторым положениями.

13. Система (100) заканчивания скважины, содержащая:

- скважинную трубчатую металлическую конструкцию (52), расположенную в стволе (55) скважины; и

- разжимную металлическую заплату (14), установленную при помощи скважинного инструмента (1) для установки заплаты по любому из пп. 1-12, причем разжимная металлическая заплата прилегает и крепится посредством трения к внутренней поверхности (56) скважинной трубчатой металлической конструкции.

14. Способ установки заплаты для разжимания уплотнения посредством заплаты очень большой длины с целью герметизации зоны (101) более 12 метров, содержащий:

- расположение скважинного инструмента (1) для установки заплаты по любому из пп. 1-12 в стволе (55) скважины или в скважинной трубчатой металлической конструкции (52) в стволе скважины (50);

- повышение давления в канале (3);

- ввод текучей среды под давлением в первый баллонный узел (11) и во второй баллонный узел (12) для обеспечения разжимания первого баллонного узла и второго баллонного узла, с тем чтобы разжать разжимную металлическую заплату (14) напротив первого баллонного узла и второго баллонного узла;

- открытие клапана (19) в третьем отверстии (18) посредством текучей среды и ввод текучей среды под давлением в кольцевое пространство (15) для обеспечения разжимания разжимной металлической заплаты между первым баллонным узлом и вторым баллонным узлом; и

- понижение давления в канале и выпуск текучей среды из первого баллонного узла и второго баллонного узла.

15. Способ установки заплаты по п. 14, в котором клапан (19) в третьем отверстии (18) открывают, когда давление текучей среды под давлением достигает заранее определенного давления.