СКВАЖИННОЕ БАРЬЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ОПЕРАЦИЯХ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СКВАЖИННОГО БАРЬЕРНОГО УСТРОЙСТВА И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ СКВАЖИННОГО БАРЬЕРНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ АКТИВАЦИИ СКВАЖИННОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2023 года по МПК E21B34/06 E21B33/127 B22F3/105 B33Y30/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Скважинные барьерные устройства (см. например, US 2019032451, B22F 3/105, 31.01.2019) широко используются в нефтяной промышленности. Они могут быть использованы для разделения секций ствола скважины для выполнения скважинных операций. После выполнения операций давление может быть приложено к секции барьерного устройства, называемой разрывной диск, чтобы можно было активировать прикрепленный инструмент, например пакер или сменную втулку. Традиционно скважинные барьерные устройства, используемые при внутрискважинных операциях по профилактическому ремонту ствола скважины, содержат барьерный корпус и разрывную мембрану, в которых они физически соединены, например с помощью прокладок и навинчивания одна на другую в какой-то момент во время операции по профилактическому ремонту. Поскольку барьерное устройство состоит из отдельно изготовленных частей с использованием конструкции типа резьбовая гайка/болт и прокладки, они по своей природе негерметичны или могут иметь негерметичность, особенно в скважинных средах в скважине. Соединение отдельных частей таким образом может быть очень трудным, особенно при выполнении в скважине, и может создать опасные скважинные условия и быть потенциально фатальными для тех, кто выполняет операции на буровой площадке. Кроме того, раздельное изготовление барьерного корпуса и разрывного диска часто приводит к использованию различных материалов для изготовления. Использование различных комбинаций в скважинных операциях может вызвать гальванические реакции с другими скважинными частями, потенциально создавая проблемы с обслуживанием и другие проблемы безопасности.

[0002] Кроме того, разрывные диски обычно изготавливают путем прокатки металла и вырезания разрывных дисков из листов штамповкой или лазерной сваркой. Проблема с этими методами заключается в том, что прокатанный металл не всегда гарантированно разрушается при заданном давлении, поскольку как штамповка, так и сварка изменяют композиционные характеристики металла. Другая проблема заключается в том, что из-за ограниченных вариантов конструкции или конфигураций прокатанного металла диск часто разрывается таким образом, что могут образоваться куски, которые могут повлиять на работу скважинных инструментов, таких как клапан, или просто создать препятствие в проходе. По сути, отдельное изготовление разрывных дисков связано с дополнительными затратами, сложностью, проблемами качества/надежности и ограниченными вариантами конструкции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0004] Для более полного понимания признаков и преимуществ настоящего раскрытия теперь сделана ссылка на подробное описание вместе с сопровождающими фигурами, на которых соответствующие цифры на разных фигурах относятся к соответствующим частям и на которых:

[0005] фиг. 1 представляет собой изображение схемы буровой площадки, на которой барьерное устройство используется при операциях в стволе скважины, в соответствии с некоторыми представленными в качестве примера вариантами осуществления;

[000б] фиг. 2A-2L представляют собой изображения различных конструкций разрывного слоя для барьерного устройства, в соответствии с некоторыми представленными в качестве примера вариантами осуществления;

[0007] фиг. 3 представляет собой блок-схему алгоритма управления 3D-принтером для создания корпуса и разрывного слоя, сформированных как единое целое, в соответствии с некоторыми представленными в качестве примера вариантами осуществления; и

[0008] фиг. 4 представляет собой изображение вычислительной машины и модуля системных приложений, в соответствии с представленными в качестве примера вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0009] Хотя создание и использование различных вариантов осуществления настоящего раскрытия подробно обсуждается ниже, следует принимать во внимание, что настоящее раскрытие предоставляет множество применимых концепций изобретения, которые могут быть воплощены в широком разнообразии конкретных контекстов. Обсуждаемые в настоящем документе конкретные варианты осуществления являются просто иллюстративными и не ограничивают объем настоящего раскрытия. В интересах ясности не все признаки фактической реализации могут быть описаны в настоящем раскрытии. Конечно, будет принято во внимание, что при разработке любого такого фактического варианта осуществления необходимо принять множество решений, связанных с реализацией, для достижения конкретных целей разработчика, таких как соответствие системным и бизнес-ограничениям, которые будут отличаться от одной реализации к другой. Кроме того, следует понимать, что такая разработка может быть сложной и трудоемкой, но будет рутинной задачей для специалистов в данной области техники, извлекающих выгоду из этого раскрытия.

[0010] В настоящем документе представлено раскрытие скважинного барьерного устройства или изолирующего устройства, которое содержит секцию корпуса и разрывной слой, сформированные как единое целое. Указанные секция и слой сформированы как единое целое с использованием процесса селективного лазерного плавления. Разрывной слой может сформирован во множестве различных конструктивных конфигураций и иметь различные концентрации напряжений вдоль его поверхности. Разрывной слой может быть сформирован таким образом, чтобы он имел гарантированное растягивающее напряжение, например, гарантированно разрывался между минимальным и максимальным давлением. Кроме того, барьерное устройство может быть сформировано таким образом, чтобы иметь пористостью менее чем 2 процента, и эффективно и экономично сформировано с использованием обычного металла, выбранного из множества металлов, например металл, совместимый с другими скважинными инструментами. Кроме того, процесс лазерного плавления может быть выполнен с использованием надежного и экономичного процесса 3D-печати.

[0011] Обратимся к фиг. 1, на которой изображена схема буровой площадки, обозначенной в целом как 10, на которой барьерное устройство используется при операциях в стволе скважины, в соответствии с некоторыми представленными в качестве примера вариантами осуществления. Буровая площадка 10 содержит системный контроллер и насос 12, соединительную муфту или тягово-несущий канат 14, оголовок 16 скважины, обсадную колонну 18 скважины, секцию 20, 22 насосно-компрессорной трубы, перфорационные отверстия 24, сформированные в обсадной колонне 18 скважины, барьерное устройство 26 и скважинный инструмент 28, такой как пакер. Барьерное устройство 26 функционирует для временного разделения секций таким образом, что работа может быть выполнена в одной секции безопасно, не повреждая скважинный инструмент 28 или его составные части, и предотвращает скважинный инструмент от негативного взаимодействия с секцией, над которой ведется работа. После завершения необходимых операций сила давления, например от закачки флюида во внутренний диаметр (ID) обсадной колонны 18 скважины или спуска инструмента в скважину, приложенная к разрывному слою барьерного устройства 26, разрушает путем разрыва разрывной слой. Как только разрывной слой разрушен, скважинный инструмент 28 может быть активирован, например, в случае пакера, для создания постоянного уплотнения.

[0012] Обратимся теперь к фиг. 2A-2L, на которых изображены различные конструкции разрывного слоя и барьерного корпуса барьерного устройства 26, в соответствии с некоторыми представленными в качестве примера вариантами осуществления, обозначенные в целом как 30 и 32, соответственно, и, в частности, как буквенно-цифровая комбинация в соответствии с фигурой. Указанные конструкции основаны на множестве факторов, которые могут включать в себя требования к эксплуатации ствола скважины, такие как внутренний диаметр (ID) обсадной трубы ствола скважины, доступная сила, конкретная операция в стволе скважины и металл, используемый для конструирования барьерного устройства 26. Может возникнуть необходимость в том, чтобы разрывной слой разломался на несколько мелких частей, что значительно снижает вероятность воздействия на работу других скважинных инструментов, таких как клапан, или блокирование прохода. В качестве альтернативы может возникнуть необходимость только в том, чтобы разрывной слой был разорван на части в некоторых местах вдоль поверхности, чтобы части продавленного разрывного слоя оставались прикрепленными к конструкции барьерного корпуса.

[0013] На фиг. 2А-2Е конструкции 32 корпуса и конструкции 30 разрывного слоя основаны на изменении толщины вдоль радиальной и диаметральной секций барьерного устройства 26. Разрывной слой 30а и корпус 32b на фиг. 2А содержат тонкую среднюю секцию и толстую внешнюю секцию соответственно. По сути, барьерное устройство 26 содержит внутреннюю круговую поверхность, т.е. разрывной слой 30а, и внешнее кольцо, при этом внутренняя круговая поверхность имеет толщину меньше, чем внешнее кольцо, корпус 32b, и выполнена с возможностью разрушаться при предварительно заданном значении давления или диапазона давления. Разрывной слой 30а предназначен для продавливания и разрывания не части при предварительно заданном значении давления или диапазона давления.

[0014] Фиг. 2В содержит пережатую конструкцию, в которой в барьерном устройстве 26 сформировано кольцо меньшей толщины, чем у корпуса 32b, что позволяет разрывному слою 30b отрываться от корпуса 32b. На фиг. 2С в барьерном устройстве 26 сформирован диск, аналогичный тому, что показан на фиг. 2А, но содержит ямку, которая позволяет разрывному слою 30с разрываться при меньшем давлении, чем для разрывного слоя 30а. На фиг. 2D инструмент в форме штифта используется для создания точки давления или концентрации давления на разрывном слое 30d, испытывающего давление с противоположного направления, вызывающего разрыв разрывного слоя 30d. По сути, давление, прикладываемое к разрывному слою 30d, например, используя поток флюида под высоким давлением, вынуждает разрывной слой 30 входить в инструмент в форме штифта, что вызывает концентрацию давления. Устройство в форме ручки может быть прикреплено к барьерному корпусу или некоторому другому скважинному инструменту. На фиг. 2Е в барьерном устройстве 26 сформирован диск с ямками. Форма этой ямки создает концентрацию напряжений, что позволяет разрывному слою 30е разрываться при меньшем давлении.

[0015] На фиг.2F барьерное устройство 26 сконструировано для разрыва при различных давлениях или диапазонах давлений в зависимости от направления давления, приложенного к корпусу 32f. Разрывной слой 30f сформирован в форме полого диска, сформированного внутри корпуса 32f. Барьерное устройство 26 содержит проточное отверстие, объединенное с корпусом 32f и разрывным слоем 30f, что позволяет приложенной силе, имеющей определенное давление или диапазон давлений, концентрироваться на разрывном слое 30f и, следовательно, вызывать разрыв корпуса 32f и разрывного слоя 30f при давлении намного ниже, чем сила, приложенная в противоположном направлении. В противоположном направлении давление от приложенной силы не является концентрацией, и, следовательно, значение силы, необходимое для разрыва корпуса 32f и разрывного слоя 30f является выше.

[0016] На фиг. 2G и 2Н, разрывные слои 30g и 30h определяются вариантами деформаций по сравнению с корпусами 32g и 32h, которые создают концентрации напряжений. Указанные варианты деформаций определяются как множество по меньшей мере одного из различных уровней толщин и форм. Например, разрывной слой 30g может иметь уровень толщины, меньший, чем толщина корпуса 32д, или он может иметь различные уровни толщины, которые меньше толщины корпуса 32g. Кроме того, вариант разрывного слоя 30g может иметь формы, аналогичные формам на фиг. 2С и 2Е. На фиг. 2I конструкция аналогична конструкции на фиг. 2С за исключением того, что разрывной слой 30i сформирован с другим типом концентрации напряжений, которую может вызвать разрывной слой 30i для разрыва в ответ на силу, приложенную при другом давлении или диапазоне давления. На фиг. 2J в корпусе 32J сформирован клин, вызывающий разрыв разрывного слоя 30j определенным образом. На фиг. 2K разрывной слой 30k сформирован таким образом, что содержит коробчатую или прямоугольную форму ямки, где секции ямки сформированы так, чтобы иметь разные уровни толщины по отношению друг к другу и к корпусу 32K. Опять же, это необходимо для обеспечения разрыва барьерного устройства 26 определенным образом или в определенной конфигурации. На фиг. 2L барьерное устройство 26 содержит корпус 32l и разрывной слой 30l, которые сконструированы и сформированы в форме внешней оболочки и внутренней трубки. Корпус 32l имеет выбранную толщину, а разрывной слой 30l, также выбранной толщины, сформирован вдоль стенки с ID, как изображено. Разрывной слой 30l может разорваться внутрь или наружу и открыть новые пути потока. Например, внутри толщины стенки может быть образован путь потока, который не сообщается по текучей среде с ID указанной насосно-компрессорной трубой до разрыва этой разрывной секции. Эта одна разрывная секция может питать один или несколько объединенных путей потока.

[0017] В любом из вышеупомянутых вариантов осуществления состав материала, т.е. металлургия, для разрывной поверхности, например 30а, может быть последовательным и непрерывным, а металлургия для связанного корпуса 32b, однако, может изменяться. Например, энергия сваривания, используемая в этом процессе аддитивного изготовления, может изменяться таким образом, чтобы разрывная поверхность 30а имела более низкую деформацию для разрушения, чем корпус 30b. Энергия сваривания может быть изменена путем регулирования скорости лазера, энергии лазера, размера пятна лазера, количества проходов лазера, а также других параметров процесса печати. Регулирование указанных параметров изготовления представляет собой процесс, который легко выполняется в рамках процесса аддитивного изготовления, но его будет чрезвычайно трудно достичь с помощью других процессов изготовления. В одном случае параметры изготовления изменяются таким образом, что пористость поверхности разрыва увеличивается, а повышенная пористость коррелирует со снижением деформации для разрушения в некоторых металлах. В другом примере параметры изготовления изменены таким образом, что зерна порошка плохо связаны друг с другом, так что прочность на растяжение указанной части снижается. В другом примере параметры изготовления изменены таким образом, что зерна порошка плохо связаны друг с другом, так что размер зерна металла регулируется. Изменения в металлургии могут происходить по всей поверхности для поверхности разрыва (например, 30а) или вдоль секций поверхности разрыва, например, круговых или радиальных вариантов (например, вариантов на фиг. 2G и 2Н).

[0018] Обратимся теперь к фиг. 3, на которой изображена блок-схема компьютерного алгоритма для управления 3D-принтером в соответствии с некоторыми представленными в качестве примера вариантами осуществления, обозначенная в целом как 50. Конструкция корпуса и разрывного слоя, а также параметры изготовления могут быть выбраны и определены для создания конкретного процесса изготовления, блок 52. Например, пользователь может выбрать и/или определить множество конструкций и выбрать и/или определить параметры изготовления для конкретного процесса изготовления. Конструкции/характеристики могут включать конфигурации, формы, размеры, материалы, состав таких материалов и лазерные операции, используемые при формировании барьерного устройства 26. После создания конструкции алгоритм 50 предписывает 3D-принтеру сформировать как единое целое корпус и разрывной слой в соответствии с конструкцией корпуса и разрывного слоя.

[0019] Обратимся теперь к фиг. 4, на которой изображена вычислительная машина 100 и модуль 200 системных приложений в соответствии с представленными в качестве примера вариантами осуществления. Вычислительная машина 100 может соответствовать любому из различных компьютеров, мобильных устройств, портативных компьютеров, серверов, встроенных систем или вычислительных систем, представленных в настоящем документе. Указанный модуль 200 может содержать один или большее количество аппаратных или программных элементов, например другое приложение ОС и приложения пользователя и пространства ядра, разработанные для облегчения вычислительной машине 100 выполнения различных способов и функций обработки, представленных в настоящем документе. Вычислительная машина 100 может содержать различные внутренние или присоединенные компоненты, такие как процессор 110, системная шина 120, системная память 130, носитель 140 данных, интерфейс 150 ввода/вывода и сетевой интерфейс 160 для связи с сетью 170, например кольцевая проверка, локальная сеть, глобальная сеть, сотовая связь/GPS, Bluetooth, WIFI и WIMAX. Вычислительная машина 100 дополнительно содержит 3D-принтер для обработки команд для создания барьерных устройств 2 6 с использованием процесса лазерного плавления.

[0020] Вычислительная машина 100 может быть реализована как обычная компьютерная система, встроенный контроллер, портативный компьютер, сервер, мобильное устройство, смартфон, носимый компьютер, специализированная машина, любая другая аппаратная платформа или любая их комбинация или множество. Вычислительная машина 100 и связанная с ней логика и модули могут быть распределенной системой, выполненной с возможностью работы с использованием множества вычислительных машин, соединенных между собой посредством сети передачи данных и/или системной шины.

[0021] Процессор 110 может быть сконструирован для выполнения кодовых инструкций для выполнения описанных в настоящем документе операций и функциональных возможностей, организации потока запросов и сопоставления адресов, а также для выполнения вычислений и генерирования команд. Процессор 110 может быть выполнен с возможностью мониторинга и управления работой компонентов в вычислительных машинах. Процессор 110 может быть процессором общего назначения, ядром процессора, мультипроцессором, реконфигурируемым процессором, микроконтроллером, процессором цифровых сигналов («DSP, digital signal processor»), специализированной интегральной схемой («ASIC, application specific integrated circuit»), контроллером, машиной состояний, стробируемой логикой, дискретными аппаратными компонентами, любым другим процессорным устройством или любой их комбинацией или множеством. Процессор 110 может быть одним процессорным устройством, несколькими процессорными устройствами, одним процессорным ядром, несколькими процессорными ядрами, процессорными ядрами специального назначения, сопроцессорами или любой их комбинацией. Согласно некоторым вариантам осуществления, процессор 110 вместе с другими компонентами вычислительной машины 100 может быть виртуализированной вычислительной машиной на основе программного или аппаратного обеспечения, выполняющейся в рамках одной или большего количества других вычислительных машин.

[0022] Системная память 130 может содержать энергонезависимые запоминающие устройства, такие как постоянное запоминающее устройство («ROM, read-only memory»), программируемое постоянное запоминающее устройство («PROM, programmable read-only memory»), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство («EPROM, erasable programmable read-only memory»), флэш-память или любое другое устройство, способное хранить программные инструкции или данные как с включенным питанием, так и без него. Системная память 130 может также содержать энергозависимые запоминающие устройства, такие как оперативная память («RAM, random access memory»), статическая оперативная память («SRAM, static random access memory»), динамическая оперативная память («DRAM, dynamic random access memory») и синхронная динамическая оперативная память («SDRAM, synchronous dynamic random access memory»). Другие типы RAM также могут использоваться для реализации системной памяти 130. Системная память 130 может быть реализована с использованием одного модуля памяти или нескольких модулей памяти. Хотя системная память 130 изображена как часть вычислительной машины, специалист в данной области техники поймет, что системная память 130 может быть отделена от вычислительной машины 100, не выходя за рамки предметной технологии. Также следует понимать, что системная память 130 может содержать энергонезависимое устройство хранения данных, такое как носитель 140 данных, или работать вместе с ним.

[0023] Носитель 140 данных может включать жесткий диск, гибкий диск, постоянное запоминающее устройство компакт-диска («CD-ROM, compact disc read-only memory»), универсальный цифровой диск («DVD, digital versatile disc»), диск Blu-ray, магнитную ленту, флэш-память, другое энергонезависимое запоминающее устройство, твердотельный накопитель («SSD, solid state drive»), любое магнитное устройство хранения данных, любое оптическое устройство хранения данных, любое электрическое устройство хранения данных, любое полупроводниковое устройство хранения данных, любое физическое устройство хранения данных, любое другое устройство хранения данных или любое их сочетание или множество. Носитель 140 данных может хранить одну или большее количество операционных систем, прикладных программ и программных модулей, данные или любую другую информацию. Носитель 140 данных может быть частью вычислительной машины или подключенный к ней. Носитель 140 данных также может быть частью одной или большего количества других вычислительных машин, которые связаны с вычислительной машиной, таких как серверы, серверы баз данных, облачное хранилище, сетевое хранилище и так далее.

[0024] Модуль 200 приложений, который содержит алгоритм 50, может содержать один или большее количество элементов аппаратного или программного обеспечения, выполненных с возможностью облегчения вычислительной машине выполнения различных способов и функций обработки, представленных в настоящем документе. Модуль 200 приложений и другие модули приложений ОС могут содержать один или большее количество алгоритмов или последовательностей инструкций, сохраненных в виде программного обеспечения или встроенного программного обеспечения в сочетании с системной памятью 130, носителем 140 данных или обоими. Таким образом, носитель 140 данных может представлять примеры машиночитаемых или компьютерно-читаемых носителей, на которых могут храниться инструкции или код для выполнения процессором 110. Машиночитаемый или компьютерно-читаемый носитель обычно может относиться к любой среде или носителю, используемому для предоставления инструкций процессору 110. Такой машиночитаемый или компьютерно-читаемый носитель, связанный с модулем 200 приложений и другими модулями приложений ОС, может содержать компьютерный программный продукт. Следует понимать, что компьютерный программный продукт, содержащий модуль 200 приложений и другие модули приложений ОС, также может быть связан с одним или большим количеством процессов или способов доставки модуля 200 приложений и других модулей приложений ОС на вычислительную машину посредством сети, любых сред передачи сигналов или любой другой технологии связи или доставки. Модуль 200 приложений и другие модули приложений ОС могут также содержать аппаратные схемы или информацию для конфигурирования аппаратных схем, такую как микрокод или информация о конфигурации для FPGA или другого PLD. В одном представленном в качестве примера варианте осуществления модуль 2 00 приложений и другие модули приложений ОС могут содержать алгоритмы, способные выполнять функциональные операции, описанные блок-схемами и компьютерными системами, представленными в настоящем документе.

[0025] Интерфейс 150 ввода/вывода («I/O, input/output») может быть выполнен с возможностью подключения к одному или большему количеству внешних устройств для приема данных от одного или большего количества внешних устройств и для отправки данных на одно или большее количество внешних устройств. Такие внешние устройства вместе с различными внутренними устройствами также могут называться периферийными устройствами. Интерфейс 150 I/O может содержать как электрические, так и физические соединения для подключения различных периферийных устройств к вычислительной машине или процессору 110. Интерфейс 150 I/O может быть выполнен с возможностью передачи данных, адресов и сигналов управления между периферийными устройствами, вычислительной машиной или процессором 110. Интерфейс 150 I/O может быть выполнен с возможностью реализации любого стандартного интерфейса, такого как интерфейс небольшой компьютерной системы («SCSI, small computer system interface»), SCSI с последовательным подключением («SAS, serial-attached SCSI»), оптоволоконный канал, соединение периферийных компонентов («РС1, peripheral component interconnects, PCI экспресс (PCIe, PCI express), последовательная шина, параллельная шина, интерфейс периферийных устройств для АТ-совместимых компьютеров («АТА, advanced technology attached»), последовательный ATA («SATA, serial АТА»), универсальная последовательная шина («USB, universal serial bus»), Thunderbolt, FireWire, различные видеошины и т.п. Интерфейс 150 I/O может быть выполнен с возможностью реализации только одного интерфейса или технологии шины. В качестве альтернативы интерфейс 150 I/O может быть выполнен с возможностью реализации нескольких интерфейсов или технологий шины. Интерфейс 150 I/O может быть выполнен как часть системной шины 12 0, как вся она или работать совместно с ней. Интерфейс 150 I/O может содержать один или большее количество буферов для буферизации передач между одним или большим количеством внешних устройств, внутренними устройствами, вычислительной машиной или процессором 120.

[0026] Интерфейс 120 I/O может соединять вычислительную машину с различными устройствами ввода, включая мыши, сенсорные экраны, сканеры, электронные дигитайзеры, датчики, приемники, сенсорные панели, трекболы, камеры, микрофоны, клавиатуры, любые другие указывающие устройства или любые их комбинации. Интерфейс 120 I/O может соединять вычислительную машину с различными устройствами вывода, включая видеодисплеи, динамики, принтеры, проекторы, устройства тактильной обратной связи, автоматическое управление, роботизированные компоненты, приводы, двигатели, вентиляторы, электромагниты, клапаны, насосы, передатчики, сигнальные излучатели, лампы и т.д.

[0027] Вычислительная машина 100 может работать в сетевой среде, используя логические соединения через NIC 160 с одной или большим количеством других систем или вычислительных машин в сети. Указанная сеть может включать глобальные сети (WAN, wide area network), локальные сети (LAN, local area network), интрасети, Интернет, сети беспроводного доступа, проводные сети, мобильные сети, телефонные сети, оптические сети или их комбинации. Сеть может быть с коммутацией пакетов, с коммутацией каналов, любой топологии и может использовать любой протокол связи. Каналы связи внутри сети могут включать различные цифровые или аналоговые средства связи, такие как оптоволоконные кабели, оптика для свободного пространства, волноводы, электрические проводники, беспроводные каналы, антенны, радиочастотная связь и так далее.

[0028] Процессор 110 может быть подключен к другим элементам вычислительной машины или различным периферийным устройствам, обсуждаемым в настоящем документе, через системную шину 120. Следует понимать, что системная шина 120 может находиться внутри процессора 110, вне процессора 110 или и там, и там. Согласно некоторым вариантам осуществления, любой из процессоров 110, другие элементы вычислительной машины или различные периферийные устройства, обсуждаемые в настоящем документе, могут быть интегрированы в одно устройство, такое как система на кристалле («SOC, system on chip»), система в упаковке («SOP, system on package») или устройство ASIC.

[0029] Варианты осуществления могут содержать компьютерную программу, которая осуществляет функции, описанные и проиллюстрированные в настоящем документе, при этом компьютерная программа реализована в компьютерной системе, которая содержит инструкции, хранящиеся на машиночитаемом носителе, и процессор, который выполняет указанные инструкции. Однако должно быть очевидно, что может существовать много различных способов реализации вариантов осуществления в компьютерном программировании, и варианты осуществления не следует истолковывать как ограниченные каким-либо одним набором инструкций компьютерной программы, если иное не раскрыто для представленного в качестве примера варианта осуществления. Кроме того, опытный программист сможет написать такую компьютерную программу для реализации варианта осуществления раскрытых вариантов осуществления на основе прилагаемых блок-схем, алгоритмов и связанного описания в тексте приложения. Следовательно, раскрытие конкретного набора инструкций программного кода не считается необходимым для адекватного понимания того, как создавать и использовать варианты осуществления. Кроме того, специалисты в данной области техники оценят, что один или большее количество аспектов вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, могут выполняться аппаратным обеспечением, программным обеспечением или их комбинацией, которые могут быть осуществлены в одной или большем количестве вычислительных систем. Кроме того, любая ссылка на действие, выполняемое компьютером, не должно толковаться как выполняемое одним компьютером, поскольку действие может выполняться более чем одним компьютером.

[0030] Описанные в настоящем документе представленные в качестве примера варианты осуществления могут использоваться с компьютерным аппаратным обеспечением и программным обеспечением, которые выполняют способы и функции обработки, описанные ранее. Описанные в настоящем документе системы, способы и процедуры могут быть воплощены в программируемом компьютере, программном обеспечении, исполняемом компьютером, или цифровой схеме. Указанное программное обеспечение может храниться на компьютерно-читаемом носителе. Например, компьютерно-читаемый носитель может включать гибкий диск, RAM, ROM, жесткий диск, съемный носитель, флэш-память, карту памяти, оптический носитель, магнитооптический носитель, CD-ROM и т.д. Цифровые схемы могут включать интегральные схемы, вентильные матрицы, логику строительных блоков, программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA, field programmable gate arrays) и т.д.

[0031] Представленные в качестве примера системы, способы и действия, описанные в вариантах осуществления, представленных ранее, являются иллюстративными, и в альтернативных вариантах осуществления определенные действия могут выполняться в другом порядке, параллельно друг другу, полностью опускаться и/или объединяться между различными представленными в качестве примера вариантами осуществления, и/или могут быть выполнены определенные дополнительные действия, не выходя за рамки объема и сущности различных вариантов осуществления. Соответственно, такие альтернативные варианты осуществления включены в описание в настоящем документе.

[0032] Используемые в настоящем документе формы единственного числа «а», «an» и «the» предназначены для включения и форм множественного числа, если контекст явно не указывает иное. Кроме того, будет понятно, что термины «содержит» и/или «содержащий», когда они используются в этой спецификации, определяют наличие заявленных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличие или добавление одной или большего количества других функций, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп. Используемый в настоящем документе термин «и/или» включает любые и все комбинации одного или большего количества связанных перечисленных элементов. Используемые в настоящем документе фразы, такие как «в диапазоне от X до Y» и «в диапазоне от около X до Y», следует интерпретировать как включающие X и Y. Используемые в настоящем документе фразы, такие как «в диапазоне от около X до Y» означают «в диапазоне от около X до около Y». Используемые в настоящем документе фразы, такие как «от около X до Y», означают «от около X до около Y».

[0033] Используемый в настоящем документе термин «аппаратное обеспечение» может включать в себя комбинацию дискретных компонентов, интегральную схему, специализированную интегральную схему, программируемую пользователем вентильную матрицу или другое подходящее оборудование. Используемый в настоящем документе термин «программное обеспечение» может включать в себя один или большее количество объектов, агентов, потоков, строк кода, подпрограмм, отдельных программных приложений, две или большее количество строк кода или других подходящих программных структур, работающих в двух или большем количестве программных приложений, на одном или большем количестве процессоров (причем процессор содержит один или большее количество микрокомпьютеров или других подходящих блоков обработки данных, устройства памяти, устройства ввода-вывода, дисплеи, устройства ввода данных, такие как клавиатура или мышь, периферийные устройства, такие как принтеры и динамики, связанные драйверы, управляющие карты, источники питания, сетевые устройства, док-станции или другие подходящие устройства, работающие под управлением программных систем в сочетании с процессором или другими устройствами), или другие подходящие программные структуры. В одном представленном в качестве примера варианте осуществления программное обеспечение может включать в себя одну или большее количество строк кода или другие подходящие программные структуры, работающие в программном приложении общего назначения, таком как операционная система, и одну или большее количество строк кода или других подходящих программных структур, работающих в программном приложении специального назначения. Используемый в настоящем документе термин «соединять» и родственные ему термины, такие как «соединяет» и «соединенный», могут включать в себя физическое соединение (например, медный проводник), виртуальное соединение (например, через случайно назначенные ячейки памяти устройства памяти данных), логическое соединение (например, через логические вентили полупроводникового устройства), другие подходящие соединения или подходящую комбинацию таких соединений. Термин «данные» может относиться к подходящей структуре для использования, передачи или хранения данных, такой как поле данных, буфер данных, сообщение данных, имеющее значение данных и данные адреса отправителя/получателя, управляющее сообщение, имеющее значение данных и один или большее количество операторов, которые заставляют принимающую систему или компонент выполнять функцию с использованием этих данных, или других подходящих аппаратных или программных компонентов для электронной обработки данных.

[0034] В целом, программная система представляет собой систему, которая работает на процессоре для выполнения заранее определенных функций в ответ на заранее определенные поля данных. Например, система может быть определена функцией, которую она выполняет, и полями данных, для которых она выполняет функцию. Как используется в настоящем документе, система NAME, где NAME обычно представляет собой имя общей функции, которая выполняется системой, относится к системе программного обеспечения, которая выполнена с возможностью работы на процессоре и для выполнения раскрытой функции в раскрытых полях данных. Если не раскрыт конкретный алгоритм, то любой подходящий алгоритм, который был бы известен специалисту в данной области техники для выполнения функции с использованием связанных полей данных, рассматривается как подпадающий под объем настоящего раскрытия. Например, система сообщений, которая генерирует сообщение, которое включает в себя поле адреса отправителя, поле адреса получателя и поле сообщения, будет включать в себя программное обеспечение, работающее на процессоре, который может получить поле адреса отправителя, поле адреса получателя и поле сообщения из подходящей системы или устройства процессора, такое как буферное устройство или буферная система, может собрать поле адреса отправителя, поле адреса получателя и поле сообщения в подходящий формат электронного сообщения (например, сообщение электронной почты, сообщение TCP/IP или любой другой подходящий формат сообщения, который имеет поле адреса отправителя, поле адреса получателя и поле сообщения) и может передавать электронное сообщение с использованием систем обмена электронными сообщениями и устройств процессора через среду связи, такую как сеть. Специалист в данной области техники сможет предоставить конкретное кодирование для конкретного приложения на основе вышеизложенного раскрытия, которое предназначено для изложения представленных в качестве примера вариантов осуществления настоящего раскрытия, а не для предоставления учебного пособия для кого-то, у кого меньше обычного навыки в данной области техники, например, кто-то, кто не знаком с программированием или процессорами на подходящем языке программирования. Конкретный алгоритм для выполнения функции может быть предоставлен в виде блок-схемы или в других подходящих форматах, где поля данных и связанные функции могут быть изложены в представленном в качестве примера порядке операций, где порядок может быть изменен как подходящий и не предназначен для ограничения, если это явно не указано как ограничение.

[0035] Раскрытые выше варианты осуществления были представлены в целях иллюстрации и для того, чтобы дать возможность рядовому специалисту в данной области техники применить раскрытие на практике, но раскрытие не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограниченным раскрытыми формами. Специалистам в данной области техники будут очевидны многие несущественные модификации и вариации, не выходящие за рамки объема и сущности раскрытия. Объем формулы изобретения предназначен для широкого охвата раскрытых вариантов осуществления и любых таких модификаций. Кроме того, следующие пункты представляют дополнительные варианты осуществления настоящего раскрытия и должны рассматриваться в рамках объема настоящего раскрытия:

[0036] Пункт 1, скважинное барьерное устройство для применения в операциях в стволе скважины, причем указанное устройство содержит: корпус, имеющий конструкцию; и разрывной слой, сформированный с корпусом и имеющий другую конструкцию;

[0037] Пункт 2, скважинное барьерное устройство по пункту 1, отличающееся тем, что корпус и разрывной слой сформированы как единое целое с применением процесса лазерного плавления;

[0038] Пункт 3, скважинное барьерное устройство по пункту 2, отличающееся тем, что корпус и разрывной слой сформированы, имея плотность более чем 98 процентов;

[0039] Пункт 4, скважинное барьерное устройство по пункту 2, отличающееся тем, что процесс лазерного плавления выполняют с применением процесса 3D-печати;

[0040] Пункт 5, скважинное барьерное устройство по пункту 2, отличающееся тем, что другие конструкции выбирают из совокупности конструкций;

[0041] Пункт 6, скважинное барьерное устройство по пункту 5, отличающееся тем, что совокупность конструкций включает в себя по меньшей мере два из следующего: по меньшей мере одну изготовленную концентрацию напряжений; по меньшей мере один вариант толщины, меньшей чем толщина конструкции; уплотнительный слой, опорный слой и проточное отверстие; и по меньшей мере одну форму, выбираемую из формы диска, пережатой формы, складчатой формы и изогнутой формы;

[0042] Пункт 7, скважинное барьерное устройство по пункту 1, отличающееся тем, что сформировано с применением металла, выбранного из совокупности металлов;

[0043] Пункт 8, скважинное барьерное устройство по пункту 7, отличающееся тем, что металл выбран на основе операционного применения скважинного барьерного устройства;

[0044] Пункт 9, способ изготовления скважинного барьерного устройства для применения в операциях в стволе скважины, причем способ включает в себя: создание конструкции корпуса; создание конструкции разрывного слоя; и создание отливки скважинного барьерного устройства, в которой разрывной слой сформирован с корпусом с применением конструкции корпуса и конструкции разрывного слоя;

[0045] Пункт 10, способ по пункту 9, отличающийся тем, что корпус и разрывной слой сформированы как единое целое с применением процесса лазерного плавления;

[0046] Пункт 11, способ по пункту 10, отличающийся тем, что корпус и разрывной слой сконструированы и сформированы, имея плотность более чем 98 процентов;

[0047] Пункт 12, способ по пункту 10, отличающийся тем, что процесс лазерного плавления выполняют с применением процесса 3D-печати;

[0048] Пункт 13, способ по пункту 9, отличающийся тем, что создание отливки с применением конструкции корпуса и конструкции разрывного слоя включает в себя создание по меньшей мере двух из следующего: по меньшей мере одной концентрации напряжений; по меньшей мере одного варианта толщины для разрывного слоя, при этом по меньшей мере один вариант толщины является меньше чем толщина корпуса; уплотнительного слоя, опорного слоя и проточного отверстия; и по меньшей мере одной формы, выбираемой из формы диска, пережатой формы, складчатой формы и изогнутой формы;

[0049] Пункт 14, способ по пункту 9, отличающийся тем, что скважинное барьерное устройство сформировано с применением металла, выбранного из совокупности металлов;

[0050] Пункт 15, способ по пункту 14, отличающийся тем, что металл выбран на основе операционного применения скважинного барьерного устройства;

[0051] Пункт 16, способ применения скважинного барьерного устройства для активации скважинного инструмента, включающий в себя: установку сформированных как единое целое барьерного корпуса и разрывного слоя в стволе скважины; создание разрыва разрывного слоя в ответ на приложение силы к разрывному слою;

[0052] Пункт 17, способ по пункту 16, отличающийся тем, что барьерный корпус и разрывной слой сформированы как единое целое с применением процесса лазерного плавления;

[0053] Пункт 18, способ по пункту 16, отличающийся тем, что процесс лазерного плавления выполняют с применением процесса 3D-печати;

[0054] Пункт 19, способ по пункту 16, отличающийся тем, что скважинное барьерное устройство сформировано с применением металла, выбранного из совокупности металлов, и выбрано на основе операционного применения скважинного барьерного устройства; и

[0055] Пункт 20, способ по пункту 16, отличающееся тем, что скважинный инструмент представляет собой одно из пакера и сменной втулки.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, в частности к барьерным устройствам для разделения ствола скважины. Скважинное барьерное устройство для применения в операциях в стволе скважины содержит корпус, имеющий конструкцию, разрывной слой, сформированный с корпусом и имеющий другую конструкцию. Корпус имеет первую сторону, содержащую отверстие смежно с разрывным слоем. Первая сторона корпуса и смежный разрывной слой выполнены с возможностью разрыва при более низком давлении, чем противоположная сторона корпуса. Корпус и разрывной слой сформированы как единое целое. Для осуществления способа изготовления скважинного барьерного устройства создают конструкцию корпуса, создают конструкцию разрывного слоя, создают отливку скважинного барьерного устройства, в которой разрывной слой сформирован с корпусом с применением конструкции корпуса и конструкции разрывного слоя. Корпус имеет первую сторону, содержащую отверстие смежно с разрывным слоем. Первая сторона корпуса и смежный разрывной слой выполнены с возможностью разрыва при более низком давлении, чем противоположная сторона корпуса. Корпус и разрывной слой сформированы как единое целое. Для осуществления способа применения скважинного барьерного устройства устанавливают сформированные как единое целое барьерный корпус и разрывной слой в стволе скважины. Корпус имеет первую сторону, содержащую отверстие смежно с разрывным слоем. Первая сторона барьерного корпуса и смежный разрывной слой разрываются при более низком давлении, чем противоположная сторона корпуса. Создают разрыв разрывного слоя в ответ на приложение силы к разрывному слою. Достигается технический результат – обеспечение разрыва разрывного слоя при давлении, зависящем от направления приложения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Скважинное барьерное устройство для применения в операциях в стволе скважины, содержащее:

корпус, имеющий конструкцию; и

разрывной слой, сформированный с корпусом и имеющий другую конструкцию, при этом корпус имеет первую сторону, содержащую отверстие смежно с разрывным слоем, причем первая сторона корпуса и смежный разрывной слой выполнены с возможностью разрыва при более низком давлении, чем противоположная сторона корпуса, при этом корпус и разрывной слой сформированы как единое целое.

2. Скважинное барьерное устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус и разрывной слой сформированы как единое целое с применением процесса лазерного плавления; и, необязательно,

отличающееся тем, что корпус и разрывной слой сформированы, имея пористость менее чем 2 процента; и, необязательно,

отличающееся тем, что процесс лазерного плавления выполняют с применением процесса 3D-печати; и, необязательно,

отличающееся тем, что другие конструкции выбирают из совокупности конструкций.

3. Скважинное барьерное устройство по п. 2, отличающееся тем, что совокупность конструкций включает в себя по меньшей мере два из следующего:

по меньшей мере одну изготовленную концентрацию напряжений;

по меньшей мере один вариант толщины, меньшей чем толщина конструкции;

уплотнительный слой, опорный слой и проточное отверстие; и

по меньшей мере одну форму, выбираемую из формы диска, пережатой формы, складчатой формы и изогнутой формы.

4. Скважинное барьерное устройство по п. 1, отличающееся тем, что сформировано с применением металла, выбранного из совокупности металлов; и, необязательно,

отличающееся тем, что металл выбран на основе операционного применения скважинного барьерного устройства.

5. Способ изготовления скважинного барьерного устройства для применения в операциях в стволе скважины, включающий в себя:

создание конструкции корпуса;

создание конструкции разрывного слоя; и

создание отливки скважинного барьерного устройства, в которой разрывной слой сформирован с корпусом с применением конструкции корпуса и конструкции разрывного слоя, при этом корпус имеет первую сторону, содержащую отверстие смежно с разрывным слоем,

причем первая сторона корпуса и смежный разрывной слой выполнены с возможностью разрыва при более низком давлении, чем противоположная сторона корпуса, при этом корпус и разрывной слой сформированы как единое целое.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что корпус и разрывной слой сформированы как единое целое с применением процесса лазерного плавления.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что корпус и разрывной слой сконструированы и сформированы, имея пористость менее чем 2 процента.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что процесс лазерного плавления выполняют с применением процесса 3D-печати.

9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что создание отливки с применением конструкции корпуса и конструкции разрывного слоя включает в себя создание по меньшей мере двух из следующего:

концентрации напряжений;

по меньшей мере одного варианта толщины для разрывного слоя, при этом по меньшей мере один вариант толщины является меньше чем толщина корпуса;

уплотнительного слоя, опорного слоя и проточного отверстия; и

по меньшей мере одной формы, выбираемой из формы диска, пережатой формы, складчатой формы и изогнутой формы.

10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что скважинное барьерное устройство сформировано с применением металла, выбранного из совокупности металлов; и, необязательно, отличающееся тем, что металл выбран на основе операционного применения скважинного барьерного устройства.

11. Способ применения скважинного барьерного устройства для активации скважинного инструмента, включающий в себя:

установку сформированных как единое целое барьерного корпуса и разрывного слоя в стволе скважины, при этом корпус имеет первую сторону, содержащую отверстие смежно с разрывным слоем,

причем первая сторона барьерного корпуса и смежный разрывной слой разрываются при более низком давлении, чем противоположная сторона корпуса;

создание разрыва разрывного слоя в ответ на приложение силы к разрывному слою.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что барьерный корпус и разрывной слой сформированы как единое целое с применением процесса лазерного плавления.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что процесс лазерного плавления выполняют с применением процесса 3D-печати.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что скважинное барьерное устройство сформировано с применением металла, выбранного из совокупности металлов, и выбрано на основе операционного применения скважинного барьерного устройства.

15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что скважинный инструмент представляет собой одно из пакера и сменной втулки.