ПРОБКА ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ СКВАЖИНЫ И СИСТЕМА ТАМПОНИРОВАНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ СКВАЖИНЫ Российский патент 2023 года по МПК E21B23/02 E21B33/12 

Настоящее изобретение относится к пробке для ликвидации скважины для тампонирования и ликвидации скважины, и к системе тампонирования и ликвидации скважины.

Когда скважина становится менее продуктивной, а все попытки улучшить производительность углеводородов из пласта терпят неудачу, непродуктивную часть скважины, или всю скважину, тампонируют и ликвидируют. Тампонирование и ликвидация является важной частью срока эксплуатации скважины. Это также является дорогим процессом, поскольку административные органы предъявляют высокие требования для операций тампонирования, чтобы гарантировать, что скважина не будет загрязнять окружающую среду. Большинство контролирующих организаций требуют размещения и испытаний пробок в любом содержащем углеводороды пласте, во всех башмаках обсадной колонны, в водоносных пластах и, возможно, в нескольких других областях у поверхности, включая верхние 6-15 метров ствола скважины. Проектировщик скважины часто выбирает установить мостовые пробки в сочетании с цементным раствором, чтобы гарантировать, что цемент, имеющий более высокую плотность, не провалится слишком глубоко в ствол скважины. В этом случае, устанавливают мостовую пробку и закачивают цемент сверху пробки через буровую трубную колонну, после чего извлекают буровую трубную колонну до того, как раствор затвердеет. В других ситуациях устанавливают пробку и закачивают цемент вниз через пробку, в результате чего цемент размещают под пробкой до того, как окончательно перекрыть поток через пробку. Большинство пробок имеет сложную конструкцию для обеспечения возможности прохождения потока в процессе установки пробки, для чего пробки снабжают срезными штифтами, поршнями, уплотнительными узлами и т.д.

При планировании скважины необходимо гарантировать стоимость тампонирования и ликвидации, так чтобы административным органам не пришлось оплачивать большие счета за тампонирование и ликвидацию скважины, следовательно, оператор скважины всегда ищет менее затратное решение для тампонирования и ликвидации, чтобы можно было гарантировать меньшее количество денег. Однако известные пробки являются дорогостоящими, а некоторые выходят из строя из-за своей сложности для обеспечения протекания через них потока, вследствие чего пробка не может обеспечить необходимое перекрытие, и необходимо вставлять новую пробку.

Например, из US 2014158371 A1 известна пробка для ликвидации скважины в виде барьеров текучей среды, содержащая первую концевую часть, вторую концевую часть, разжимную металлическую муфту и модуль, соединенный с возможностью отсоединения со второй концевой частью. Указанная пробка также является дорогостоящей и сложной в реализации.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение указанных выше недостатков уровня техники. Более конкретно, задачей является создание улучшенной системы тампонирования и ликвидации скважины, являющейся менее сложной и менее дорогой по сравнению с известными решениями.

Указанные выше задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеследующего описания, реализованы в решении согласно настоящему изобретению посредством пробки для ликвидации скважины для тампонирования и ликвидации скважины, причем указанная пробка для ликвидации скважины содержит:

- первую концевую часть, выполненную с возможностью закрывания или закрытую;

- вторую концевую часть, являющуюся трубчатой и имеющую канавку на внутренней поверхности;

- разжимную металлическую муфту, расположенную между концевыми частями, причем концевые части являются более жесткими, чем разжимная металлическая муфта; и

- модуль, соединенный с возможностью отсоединения со второй трубчатой концевой частью, причем модуль содержит:

- по меньшей мере один радиально выдвигаемый крепежный элемент;

- муфту модуля; и

- поршень, выполненный с возможностью перемещения в муфте модуля так, чтобы в первом положении перемещать радиально выдвигаемый крепежный элемент, а во втором положении иметь смещение относительно радиально выдвигаемого крепежного элемента, обеспечивая возможность перемещения радиально выдвигаемого крепежного элемента внутрь в радиальном направлении.

Пробка согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать первый разрушаемый элемент для удержания поршня в первом положении относительно муфты модуля до тех пор, пока разрушаемый элемент не разрушится под воздействием предварительно заданного усилия.

Кроме того, разжимная металлическая муфта может быть установлена встык с первой и второй концевыми частями.

Также, разжимная металлическая муфта может быть единственным элементом, соединяющим первую концевую часть и вторую концевую часть.

Дополнительно, разжимная металлическая муфта может иметь окружные выступы.

Кроме того, разжимная металлическая муфта может иметь уплотнительный элемент, расположенный между двумя выступами.

Дополнительно, поршень может быть трубчатым.

Кроме того, поршень может иметь первую часть поршня и вторую часть поршня, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга.

Кроме того, первая часть поршня может являться трубчатой, а вторая часть не содержать отверстия.

Дополнительно, модуль, соединенный с возможностью отсоединения со второй трубчатой концевой частью, может являться разжимным модулем, способствующим разжиманию разжимной металлической муфты.

Пробка для ликвидации скважины согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать второй разрушаемый элемент между муфтой модуля и второй концевой частью для удержания муфты модуля в первом положении относительно второй концевой части до тех пор, пока разрушаемый элемент не разрушится под воздействием предварительно заданного усилия.

Также, муфта модуля может иметь канавку модуля, в которой расположен радиально выдвигаемый элемент.

Муфта модуля может содержать уплотнительные элементы, расположенные между муфтой модуля и второй концевой частью.

Дополнительно, поршень может иметь шаровое седло для размещения шара, сбрасываемого в скважину. Дополнительно, вторая концевая часть может иметь отверстие для размещения скребка или шара для закрытия второй концевой части.

Кроме того, вторая концевая часть может иметь закрывающий модуль для закрывания отверстия. Закрывающий модуль может содержать трубчатую часть модуля, имеющую первый конец модуля, являющийся открытым, и второй конец модуля, являющийся закрытым, скользящую муфту, расположенную на наружной поверхности трубчатой части модуля с образованием камеры, по меньшей мере одно первое отверстие в трубчатой части модуля, по меньшей мере одно второе отверстие в трубчатой части модуля напротив камеры, причем по меньшей мере одно второе отверстие расположено ближе к первому концу модуля, чем по меньшей мере одно первое отверстие, и шаровое седло, расположенное в трубчатом модуле между по меньшей мере одним первым отверстием и по меньшей мере одним вторым отверстием.

Скользящая муфта в первом положении может открывать по меньшей мере одно первое отверстие, а во втором положении скользящая муфта может закрывать по меньшей мере одно первое отверстие.

Дополнительно, скользящая муфта может быть выполнена с возможностью перемещения из первого положения во второе положение посредством текучей среды, поступающей в камеру, которая увеличивается по мере того, как скользящая муфта перемещается от первого конца модуля.

Также, скользящая муфта может функционировать как поршень.

Кроме того, закрывающий модуль может содержать по меньшей мере один срезной штифт для удержания муфты в первом положении до достижения предварительно заданного давления.

Дополнительно, наружная поверхность у второго конца модуля может содержать окружные канавки, входящие в зацепление с лапкой концевой части скользящей муфты в виде храпового механизма.

Кроме того, скользящая муфта может содержать отверстие, которое в первом положении совпадает с по меньшей мере одним первым отверстием в трубчатой части модуля.

Закрывающий модуль может дополнительно содержать первое уплотнительное средство и второе уплотнительное средство, расположенные между скользящей муфтой и трубчатой частью модуля на каждой стороне по меньшей мере первого отверстия, и третье уплотнительное средство, расположенное между скользящей муфтой и трубчатой частью модуля между первым концом модуля и по меньшей мере вторым отверстием.

Пробка для ликвидации скважины согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать корпус модуля, окружающий трубчатую часть модуля и скользящую муфту, для того, чтобы обеспечить возможность скольжения скользящей муфты между корпусом модуля и трубчатой частью модуля.

Пробка для ликвидации скважины может дополнительно содержать концевую крышку, имеющую отверстия и соединенную с корпусом модуля.

Кроме того, корпус модуля может содержать выступ на внутренней поверхности для размещения фланца трубчатой части модуля, с тем, чтобы предотвратить перемещение трубчатой части модуля за выступ.

Также, трубчатая часть модуля может иметь третью секцию модуля, имеющую третий наружный диаметр, который больше второго наружного диаметра.

Дополнительно, третий наружный диаметр может быть больше, чем наружный диаметр второй части муфты, с образованием пространства для обеспечения возможности скольжения второйчасти муфты.

Дополнительно, может быть обеспечена возможность скольжения второй части муфты до достижения выступа.

Кроме того, наружный диаметр первой части муфты может быть меньше, чем внутренний диаметр выступа, так, что обеспечена возможность свободного скольжения первой части муфты за выступ.

Дополнительно, по меньшей мере одно второе отверстие может иметь диаметр, который меньше диаметра по меньшей мере одного отверстия.

Дополнительно, скользящая муфта может иметь первую часть муфты, имеющую первый внутренний диаметр муфты, и вторую часть муфты, имеющую второй внутренний диаметр муфты, причем трубчатая часть модуля имеет первую секцию модуля, имеющую первый наружный диаметр, соответствующий первому внутреннему диаметру муфты, и вторую секцию модуля трубчатой части модуля, имеющую второй наружный диаметр, соответствующий второму внутреннему диаметру муфты.

Дополнительно, трубчатая часть модуля может иметь уменьшающийся внутренний диаметр на первом конце модуля для направления шара к шаровому седлу.

Также, трубчатая часть модуля может быть установлена внутри корпуса модуля.

Дополнительно, пробка может быть соединена с ремонтной трубой, буровой трубой, гибкими насосно-компрессорными трубами или подобными отсоединяемыми трубами.

Кроме того, муфта модуля может иметь сквозное отверстие, в котором скользит поршень.

Дополнительно, пробка для ликвидации скважины может содержать вентиляционное отверстие во второй трубчатой концевой части для выравнивания давления в скважине при спуске пробки.

Дополнительно, пробка для ликвидации скважины может содержать основную часть, соединяющую первую концевую часть и вторую концевую часть.

Дополнительно, основная часть может быть окружена разжимной металлической муфтой.

Кроме того, основная часть может иметь отверстие. Настоящее изобретение также относится к системе тампонирования и ликвидации скважины, содержащей пробку для ликвидации скважины согласно настоящему изобретению и устройство подачи цемента для подачи цемента в пространство над пробкой, под пробкой и/или в пробку.

Дополнительно, пробка может быть соединена с возможностью отсоединения с ремонтной трубой, буровой трубой, гибкими насосно-компрессорными трубами или подобными отсоединяемыми трубами.

Система тампонирования и ликвидации скважины согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать толкающий инструмент, соединенный с модулем для создания осевого усилия для разжимания разжимной металлической муфты.

Указанная система тампонирования и ликвидации скважины согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать отсоединяемую трубу, соединяющую устройство подачи цемента с пробкой.

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

- на фиг. 1а-1е показан вид в поперечном сечении пробки для ликвидации скважины до, в процессе и после установки пробки;

- на фиг. 2а-2е показан вид в поперечном сечении другой пробки для ликвидации скважины до, в процессе и после установки пробки;

- на фиг. 3а-3е показан вид в поперечном сечении другой пробки для ликвидации скважины до, в процессе и после установки пробки;

- на фиг. 4а-4с показана система тампонирования и ликвидации скважины в процессе цементирования через буровую трубу, разжимания пробки и после установки пробки и цемента;

- на фиг. 5а и 5b показана система тампонирования и ликвидации скважины, имеющая толкающий инструмент, в процессе разжимания пробки и установки цемента;

- на фиг. 6А и 6В показан вид в поперечном сечении другой пробки для ликвидации скважины до и в процессе установки пробки; и

- на фиг. 7а и 7b показан вид в поперечном сечении другой пробки для ликвидации скважины до и в процессе установки пробки.

Все чертежи являются схематическими и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те части, которые необходимы для пояснения 35 изобретения, а другие части не показаны или показаны без объяснения.

На фиг. 1а показана пробка 1 для ликвидации скважины для тампонирования и ликвидации скважины. Пробка 1 для ликвидации скважины содержит первую концевую часть 3, являющуюся закрытой и формирующую дно пробки, и вторую концевую часть 4, являющуюся трубчатой и имеющую канавку на ее внутренней поверхности 6. Вторая концевая часть расположена ближе всего к устью скважины. Пробка 1 для ликвидации скважины дополнительно содержит разжимную металлическую муфту 7, расположенную между концевыми частями, так что разжимная металлическая муфта является единственным элементом, соединяющим первую концевую часть и вторую концевую часть. Концевые части 3, 4 являются более жесткими, чем разжимная металлическая муфта 7, так что при использовании текучей среды под давлением разжимная металлическая муфта разжимается в радиальном направлении, чтобы необратимым образом деформироваться и соответствовать по форме стенке ствола скважины или скважинной трубчатой металлической конструкции, тем самым формируя там пробку.

Пробка 1 для ликвидации скважины дополнительно содержит модуль 8, который подсоединен с возможностью отсоединения во второй трубчатой концевой части. Модуль содержит по меньшей мере один радиально выдвигаемый крепежный элемент 9, модуль муфты и поршень 11, выполненный с возможностью перемещения в муфте модуля.

Поршень 11 перемещается между первым положением, показанным на фиг. 1а и 1b, в котором поршень 11 перемещает радиально выдвигаемый крепежный элемент 9 наружу в радиальном направлении в зацепление с канавкой 5, и вторым положением, показанным на фиг. 1с-1е, в котором поршень имеет смещение относительно радиально выдвигаемого элемента 9, обеспечивая возможность перемещения радиально выдвигаемого крепежного элемента внутрь в радиальном направлении.

Пробка 1 для ликвидации скважины имеет длину менее 5 метров, предпочтительно менее 3 метров. Пробка 1 для ликвидации скважины обычно расположена в скважинной трубчатой металлической конструкции для предотвращения протекания цемента в скважину, чтобы создать цементную пробку длиной 50-100 метров.

Как показано на фиг. 1а, поршень 11 имеет первую часть 16 поршня и вторую часть 17 поршня. Первая часть 16 поршня и вторая часть 17 поршня являются отдельными поршнями, выполненными с возможностью перемещения относительно друг друга. После того, как шар сброшен, как показано на фиг. 1b, вторая часть 17 поршня может перемещаться вниз, и текучая среда под шаром разжимает разжимную металлическую муфту 7, как показано на фиг. 1с. Пробка 1 для ликвидации скважины дополнительно содержит первый разрушаемый элемент 12 для удержания первой части 16 поршня 11 в 35 первом положении, показанном на фиг. 1а-1b, относительно муфты 10 модуля, до тех пор, пока разрушаемый элемент 12 не разрушится под воздействием предварительно заданного усилия, обеспечиваемого разницей давления между давлением затрубного пространства, действующего на первую часть 16 поршня у канавки 19 модуля, и разжимного давления внутри первой части поршня, действующего на фланец 44 поршня под уплотнительным элементом 37В, как показано на фиг. 1с. При дальнейшем увеличении давления поршень 11 и муфта 10 модуля перемещаются вниз, освобождая муфту модуля путем разрушения второго разрушаемого элемента 18, как показано на фиг. 1d, и затем модуль 8 извлекают из скважины, как показано на фиг. 1е.

Как показано на фиг. 1е, разжимная металлическая муфта 7 установлена встык с первой и второй концевыми частями 3, 4, так что разжимная металлическая муфта 7 является единственным элементом, соединяющим первую концевую часть 3 и вторую концевую часть 4. Модуль был отсоединен и вытянут, а пробка готова для заполнения цементом для размещения цемента над пробкой 1. Разжимная металлическая муфта 7 имеет окружные выступы 14 и уплотнительный элемент 15, расположенный между двумя выступами для лучшего уплотнения относительно ствола скважины или внутри скважинной трубчатой металлической конструкции.

Полагаясь лишь на простые механические функции, такие как разрушение срезного штифта для разжимания пробки 1 для ликвидации скважины и последующее вытягивание модуля 8, исключается риск застревания сложной конструкции и нарушения тампонирования и ликвидации. Пробка, оставляемая в скважине, является очень простой, но достаточной для удержания цемента до его отвердевания. При спуске пробки текучая среда может легко проходить через пробку, и не требуется сложной системы прохождения потока, так как цемент размещается на верхнюю часть установленной пробки. Если по какой-то причине пробка разжалась, но модуль не отсоединился, то модуль можно просто оставить в скважине как часть пробки, заполняемую цементом.

Пробка 1 для ликвидации скважины обычно соединена с ремонтной трубой, буровой трубой (колонной буровых труб), гибкими насосно-компрессорными трубами или подобными отсоединяемыми трубами для подачи текучей среды под давлением с поверхности с целью разжимания пробки 1 для ликвидации скважины и отсоединения, когда пробка установлена. В другом варианте осуществления изобретения пробка 1 для ликвидации скважины соединена с кабельным инструментом, имеющим насос для подачи текучей среды под давлением.

Поршень 11 выполнен трубчатым, с выполненным в нем сквозным отверстием 36 и, таким образом, имеет очень простую конструкцию. Поршень, показанный на фиг. 1а-1d, имеет первую часть 16 поршня и вторую часть 17 поршня, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга. Первая часть 16 поршня выполнена трубчатой, так что через нее может пройти шар, а вторая часть 17 поршня не содержит отверстия, так что шар 22 может разместиться в шаровом седле 21 во второй части 17 поршня и вторая часть поршня функционирует как поршень 11, обеспечивая разжимание разжимной металлической муфты 7.

Пробка 1 для ликвидации скважины дополнительно содержит второй разрушаемый элемент 18 между муфтой 10 модуля и второй концевой частью 4 в качестве меры безопасности для удержания муфты модуля в первом положении относительно второй концевой части при разжимании разжимной металлической муфты до тех пор, пока второй разрушаемый элемент 18 не разрушится под воздействием предварительно заданного усилия. Однако второй разрушаемый элемент легко разрушить путем приложения направленного вниз усилия на муфту 10 модуля, например путем увеличения давления, таким образом, модуль 8 всегда может быть легко извлечен. Муфта 10 модуля, показанная на фиг. 1а, имеет канавку 19 модуля, в которой расположен радиально выдвигаемый крепежный элемент 9. Муфта 10 модуля дополнительно содержит уплотнительные элементы 37, расположенные между муфтой 10 модуля и второй концевой частью 4.

Пробка 1 для ликвидации скважины, показанная на фиг. 2а-2е, имеет отверстие 23 в первой концевой части 3 для размещения скребка 24 (или шара) для закрытия первой концевой части. Благодаря наличию отверстия 23 в первой концевой части цемент может быть введен под пробку 1 до разжимания разжимной металлической муфты 7 и установки пробки. После подачи цемента через отверстие 23 сбрасывают скребок 24, который размещается в первой концевой части 3, как показано на фиг. 2b, закрывая первую концевую часть 3. После этого цемент может быть подан через колонну буровых труб буровой трубы, соединенной с пробкой, а разжимная металлическая муфта 7 разжата, как показано на фиг. 2с. На данном этапе первый разрушаемый элемент 12 разрушается в результате незначительного перемещения поршня 11 вниз, так что радиально выдвигаемый крепежный элемент 9 освобождается для перемещения внутрь в радиальном направлении. Это происходит благодаря такой же разнице давления на первой части 16 поршня, которая была описана в отношении фиг. 1а-1е. При дальнейшем повышении давления поршень 11 и муфта 10 модуля перемещаются вниз, разрушая также второй разрушаемый элемент 18, и буровая труба/колонна буровых труб может быть извлечена вместе с модулем 8, как показано на фиг. 2е, при закачивании цемента вниз по буровой трубе и модулю, который затем размещается над пробкой, если это необходимо оператору. Таким образом, пробка 1 может быть установлена в середине зацементированной зоны, чтобы вносить вклад в процесс отверждения в требуемом положении, так как данная пробка 1 может быть использована с цементом под, внутри и над пробкой. Как показано на фиг. 2а-2d, поршень 11 является единственной частью, перемещающейся из первого положения во второе положение.

Как показано на фиг. 6А и 6В, отверстие 23 в первой концевой части 3 пробки 1 для ликвидации скважины с фиг. 2а-2е закрыто закрывающим модулем 20 вместо скребка.

Закрывающий модуль 20 имеет первое положение, показанное на фиг. 6А, и второе положение, показанное на фиг. 6В. В первом положении закрывающий модуль выполнен с возможностью обеспечения протекания текучей среды через первую концевую часть 3, а во втором положении закрывающий модуль выполнен с возможностью закрытия первой концевой части 3. Закрывающий модуль 20 содержит трубчатую часть 121 модуля, имеющую первый конец 122 модуля, являющийся открытым и соединенный с возможностью передачи текучей среды с внутренним объемом пробки 1 для ликвидации скважины.

Как показано на фиг. 6А и 6В, трубчатая часть модуля имеет второй конец 123 модуля, который закрыт. Закрывающий модуль дополнительно содержит скользящую муфту 124, расположенную на наружной поверхности 135 трубчатой части модуля с образованием между ними камеры 126. Трубчатая часть 121 модуля дополнительно содержит по меньшей мере одно первое отверстие 27 и по меньшей мере одно второе отверстие 28, расположенное напротив камеры 126. По меньшей мере одно второе отверстие расположено ближе к первому концу модуля, чем по меньшей мере одно первое отверстие. Закрывающий модуль дополнительно содержит шаровое седло 29, расположенное в трубчатой части модуля между первыми отверстиями и вторыми отверстиями для размещения шара. Когда пробку 1 для ликвидации скважины опускают в ствол, закрывающий модуль в своем первом положении обеспечивает прохождение потока, что означает, что скважинная текучая среда, окружающая пробку 1 для ликвидации скважины, может проходить в первую концевую часть 3 пробки 1 для ликвидации скважины через отверстия 23 в концевой крышке 136, как показано на фиг. 6А.

Таким образом, в первом положении скользящая муфта 124 открывает первые отверстия, а во втором положении скользящая муфта закрывает первые отверстия и, тем самым, закрывает конец пробки 1 для ликвидации скважины. Скользящая муфта 124 перемещается из первого положения во второе положение путем сброса шара и посредством текучей среды, проходящей в камеру 126 через второе отверстие 28 и оказывающей давление на скользящую муфту, увеличивая камеру 126, при этом скользящая муфта перемещается от первого конца 122 модуля ко второму концу 123 модуля. Таким образом, скользящая муфта функционирует как поршень. Шар перекрывает второе отверстие, так что текучая среда направляется в камеру 126.

Как показано на фиг. 6А, закрывающий модуль содержит срезной штифт 131 для удержания скользящей муфты в первом положении до тех пор, пока во внутреннем объеме 55 пробки 1 для ликвидации скважины не будет достигнуто предварительно заданное давление, воздействующее на скользящую муфту, разрушая срезной штифт и, в результате, скользящая муфта начнет перемещаться во второе положение, как показано на фиг. 6В.

Для предотвращения того, что закрывающий модуль вернется в первое положение, но останется закрытым, наружная поверхность у второго конца модуля содержит окружные канавки 47, входящие в зацепление с лапкой 132 концевой части 48 скользящей муфты 124 в виде храпового механизма. В другом варианте осуществления изобретения при перемещении муфты могут отсоединяться втулки, падающие в пространство, созданное за скользящей муфтой в процессе ее перемещения во второе положение, и таким образом препятствующие возврату скользящей муфты в первое положение.

Как показано на фиг. 6А, скользящая муфта может содержать отверстие 33, которое в первом положении совпадает с первым отверстием 27 в трубчатой части 121 модуля и, таким образом, открывает первое отверстие. В другом варианте осуществления изобретения скользящая муфта не перекрывает первое отверстие 27 в первом положении, но закрывает первое отверстие во втором положении.

Для надлежащего уплотнения первого отверстия закрывающий модуль 20 дополнительно содержит первое уплотнительное средство 34А и второе уплотнительное средство 34В, расположенные между скользящей муфтой 124 и трубчатой частью 121 модуля на каждой стороне первого отверстия. Как показано на фиг. 6А, первое уплотнительное средство 34А и второе уплотнительное средство 34В расположены в окружных канавках 49 в трубчатой части модуля 121. Для обеспечения надлежащего скольжения скользящей муфты 124 закрывающий модуль 20 дополнительно содержит третье уплотнительное средство 34С, расположенное между скользящей муфтой 124 и трубчатой частью 121 модуля между первым концом 122 модуля и вторым отверстием 28.

Как показано на фиг. 6А-6В, закрывающий модуль 20 дополнительно содержит корпус 135 модуля, окружающий трубчатую часть 121 модуля и скользящую муфту 124, так что скользящая муфта скользит между корпусом 135 модуля и трубчатой частью 121 модуля.

Корпус 135 модуля может содержать выступ 138 на внутренней поверхности 139 для размещения фланца 141 трубчатой части модуля, так чтобы препятствовать перемещению трубчатой части 121 модуля мимо выступа 138 и мимо первого отверстия 27. Таким образом, гарантируется, что скользящая муфта не переместится скольжением слишком далеко, и таким образом гарантируется, что она снова откроет первое отверстие 27. Как показано на фиг. 6А-6В, второе отверстие имеет диаметр, который меньше диаметра по меньшей мере одного первого отверстия.

Скользящая муфта имеет первую часть 142 муфты, имеющую первый внутренний диаметр ID1 муфты, и вторую часть 143 муфты, имеющую второй внутренний диаметр ID2 муфты, а трубчатая часть 121 модуля имеет первую секцию 144 модуля, имеющую первый наружный диаметр OD1, соответствующий первому внутреннему диаметру ID1 муфты, и вторую секцию 145 модуля трубчатой части 121 модуля, имеющую второй наружный диаметр OD2, соответствующий второму внутреннему диаметру ID2 муфты.

Первый внутренний диаметр муфты меньше второго внутреннего диаметра муфты, что позволяет создать камеру 126.

Трубчатая часть 121 модуля имеет третью секцию 152 модуля, имеющую третий наружный диаметр OD3, который больше второго наружного диаметра OD2. Третий наружный диаметр OD3 больше наружного диаметра второй части 143 муфты, в результате чего создается пространство, в котором обеспечена возможность скольжения второй части муфты до достижения выступа 138. Наружный диаметр первой части 142 муфты меньше внутреннего диаметра выступа, так что обеспечена возможность свободного скольжения первой части 142 муфты за выступ.

Трубчатая часть модуля может иметь уменьшающийся внутренний диаметр от открытого конца у первого конца модуля до шарового седла для направления седла 146 к шаровому седлу.

Трубчатая часть модуля может быть установлена внутри корпуса модуля, как показано на фиг. 6А-6В, однако в другом варианте осуществления изобретения корпус модуля и трубчатая часть модуля объединены в одну часть, имеющую продолговатую канавку, в которой скользит скользящая муфта. Закрывающий модуль может функционировать без корпуса модуля или без наружной части, окружающей скользящую муфту 124, так как муфта просто отталкивает любые элементы от наружной поверхности трубчатой части 121 модуля, когда муфта скользит во второе положение.

Как показано на фиг. 3а, муфта 10 модуля имеет сквозное отверстие 25, в котором скользит поршень 11, как показано на фиг. 1а-1d и фиг. 2а-2d. Муфта 10 модуля пробки 1 для ликвидации скважины, показанной на фиг. 3а-3d, соединена с корпусом толкающего инструмента 32 (показан на фиг. 5а). Толкающий инструмент имеет толкающий стержень, который при первом нисходящем толчке толкает вторую часть 17 поршня вниз для разжимания разжимной металлической муфты 7 посредством текучей среды, изолированной под второй частью 17 поршня. При втором толчке толкающий инструмент взаимодействует с канавками 38 (показаны на фиг. 3а) в трубчатом поршне 11 и перемещает первую часть 16 поршня вниз, разрушая разрушаемый элемент 12. В другом варианте осуществления изобретения толкающий инструмент может подавать текучую среду под давлением для перемещения второй части 17 поршня, как показано на фиг. 3b, для разжимания разжимной металлической муфты 7. Затем толкающий инструмент 10 обеспечивает дополнительный нисходящий толчок для смещения поршня 11 и муфты модуля вниз, разрушая второй разрушаемый элемент, а именно срезной штифт 18, и отсоединяя модуль 8 от второй концевой части 4, как показано на фиг. 3с, с последующим извлечением инструмента, как показано на фиг. 3d.

Уплотнительные средства 37 расположены в разных местах, как показано на фиг. 1а-3d, для того, чтобы гарантировать достаточное уплотнение между подвижными частями пробки 1 для ликвидации скважины. Как показано на фиг. 3d, разжимная металлическая муфта 7 прикреплена посредством соединительных частей 41 к концу 42 первой концевой части 3 и к концу 43 второй концевой части 4. Таким образом, соединительные части перекрывают концы 42, 43, присоединяющие разжимную металлическую муфту 7 встык к первой и второй концевой части 3, 4.

На фиг. 4а-4с показана система 100 тампонирования и ликвидации скважины, расположенная в скважине 2 и содержащая пробку для ликвидации скважины и устройство 31 подачи цемента для подачи цемента в пространство над пробкой, под пробкой и/или в пробку, в зависимости от того, какой вид пробки выбран. Систему 100 тампонирования и ликвидации скважины размещают в стволе 102 скважины посредством буровой трубы 25 или подобных отсоединяемых труб с устья 103 скважины.

На фиг. 5а-5b показана система 100 тампонирования и ликвидации скважины, расположенная в скважине 2 и содержащая толкающий инструмент 32, соединенный с модулем для обеспечения осевого усилия для разжимания разжимной металлической муфты 7, как показано на фиг. 5b, где модуль 8 был извлечен из скважины, а цемент 35 размещен над пробкой 1. Первая концевая часть 3 и вторая концевая часть 4 могут быть также соединены, как показано на фиг. 7а и 7b, так что под разжимной металлической муфтой 7 расположена основная часть 51. Благодаря наличию такой основной части 51, соединяющей первую концевую часть 3 и вторую концевую часть 4, пробка 1 для ликвидации скважины становится значительно прочнее в продольном направлении пробки. Основная часть 51 имеет отверстие 52 для пропускания текучей среды в затрубное пространство между основной частью и разжимной металлической муфтой 7. Толкающий инструмент 32 представляет 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 затрубным барьером понимается затрубный барьер, содержащий трубчатую металлическую часть, установленную как часть скважинной трубчатой металлической конструкции, и разжимную металлическую муфту, окружающую трубчатую часть и соединенную с ней с образованием пространства затрубного барьера.

Под обсадной колонной или скважинной трубчатой металлической конструкцией 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 выдвигающиеся рычаги, имеющие колеса, причем колеса входят в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны для продвижения трактора и инструмента вперед в обсадной колонне.

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 нижеследующей формулой изобретения.

Заявлена группа изобретений, включающая пробку для ликвидации скважины и систему тампонирования и ликвидации скважины. Техническим результатом является создание улучшенной и упрощенной системы тампонирования и ликвидации скважины. Пробка для ликвидации скважины для тампонирования и ликвидации скважины содержит первую концевую часть, выполненную с возможностью закрывания или закрытую. Также содержит вторую концевую часть, выполненную трубчатой и имеющую канавку на внутренней поверхности. Также содержит разжимную металлическую муфту, расположенную между концевыми частями. Концевые части являются более жесткими, чем разжимная металлическая муфта. Также содержит модуль, соединенный с возможностью отсоединения со второй трубчатой концевой частью. Модуль содержит по меньшей мере один радиально выдвигаемый крепежный элемент. Также пробка содержит муфту модуля. Также содержит поршень, выполненный с возможностью перемещения в муфте модуля так, чтобы в первом положении перемещать радиально выдвигаемый крепежный элемент наружу в радиальном направлении в зацепление с канавкой, а во втором положении иметь смещение относительно радиально выдвигаемого крепежного элемента, обеспечивая возможность перемещения радиально выдвигаемого крепежного элемента внутрь в радиальном направлении. Пробка также содержит первый разрушаемый элемент для удержания поршня в первом положении относительно муфты модуля до тех пор, пока разрушаемый элемент не разрушится под воздействием предварительно заданного усилия. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Пробка (1) для ликвидации скважины для тампонирования и ликвидации скважины (2), причем указанная пробка для ликвидации скважины содержит:

- первую концевую часть (3), выполненную с возможностью закрывания или закрытую;

- вторую концевую часть (4), выполненную трубчатой и имеющую канавку (5) на внутренней поверхности (6);

- разжимную металлическую муфту (7), расположенную между концевыми частями, причем концевые части являются более жесткими, чем разжимная металлическая муфта; и

- модуль (8), соединенный с возможностью отсоединения со второй трубчатой концевой частью, причем модуль содержит:

- по меньшей мере один радиально выдвигаемый крепежный элемент (9);

- муфту (10) модуля; и

- поршень (11), выполненный с возможностью перемещения в муфте модуля так, чтобы в первом положении перемещать радиально выдвигаемый крепежный элемент наружу в радиальном направлении в зацепление с канавкой, а во втором положении иметь смещение относительно радиально выдвигаемого крепежного элемента, обеспечивая возможность перемещения радиально выдвигаемого крепежного элемента внутрь в радиальном направлении, отличающаяся тем, что содержит первый разрушаемый элемент (12) для удержания поршня в первом положении относительно муфты модуля до тех пор, пока разрушаемый элемент не разрушится под воздействием предварительно заданного усилия.

2. Пробка по п. 1, в которой разжимная металлическая муфта установлена встык с первой и второй концевыми частями.

3. Пробка по любому из пп. 1, 2, в которой поршень выполнен трубчатым.

4. Пробка по любому из пп. 1-3, в которой поршень имеет первую часть (16) поршня и вторую часть (17) поршня, выполненные с возможностью перемещения относительно друг друга.

5. Пробка по п. 4, в которой первая часть поршня выполнена трубчатой, а вторая часть не содержит отверстия.

6. Пробка по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащая второй разрушаемый элемент (18) между муфтой модуля и второй концевой частью.

7. Пробка по любому из пп. 1-6, в которой муфта модуля имеет канавку (19) модуля, в которой расположен радиально выдвигаемый элемент.

8. Пробка по любому из пп. 1-7, в которой поршень имеет шаровое седло (21) для размещения шара (22), сбрасываемого в скважину.

9. Пробка по любому из пп. 1-8, в которой первая концевая часть имеет отверстие (23) для размещения скребка (24) или шара для закрытия первой концевой части.

10. Пробка по любому из пп. 1-9, причем пробка выполнена с возможностью соединения с ремонтной трубой, буровой трубой (25), гибкими насосно-компрессорными трубами или подобными отсоединяемыми трубами.

11. Пробка по любому из пп. 1-10, в которой муфта модуля имеет сквозное отверстие (26), в котором скользит поршень.

12. Система тампонирования и ликвидации скважины, содержащая пробку по любому из пп. 1-11 и устройство (31) подачи цемента для подачи цемента в пространство над пробкой, под пробкой и/или в пробку.

13. Система по п. 12, дополнительно содержащая толкающий инструмент (32), соединенный с модулем для создания осевого усилия для разжимания разжимной металлической муфты.

14. Система по п. 12, дополнительно содержащая отсоединяемую трубу (25), соединяющую устройство подачи цемента с пробкой.