СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЧАСТИ СКВАЖИННОЙ ТРУБЧАТОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ И СИСТЕМА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2023 года по МПК E21B29/00 

Настоящее изобретение относится к скважинному способу для удаления по меньшей мере части первой скважинной трубчатой металлической конструкции в стволе существующей скважины, имеющей устье, причем первая скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет продольную протяженность и первый конец, ближайший к устью.

Когда существующие скважины не работают, как предполагалось, и добыча углеводородсодержащей текучей среды снижается из конкретной скважины или скважина производит большое количество воды, оператору необходимо решить, оптимизировать ли скважину или скважину следует ликвидировать.

Чтобы оптимизировать более простые скважины, зоны, производящие слишком много воды, могут быть изолированы, например, путем вставления ремонтной накладки поверх перфорированной зоны или других типов эксплуатационных отверстий; однако вода из изолированной зоны может течь параллельно снаружи скважинной трубчатой металлической конструкции в другие продуктивные зоны, если цемента недостаточно для герметизации затрубного пространства, и с помощью известного решения может быть трудно оптимизировать такие скважины, и они, вероятнее всего, будут тампонированы и ликвидированы, даже если в некоторых зонах все еще может происходить добыча приемлемого количества углеводородсодержащей текучей среды в других областях залежи.

US 2018/0106124 А1 раскрывает эксплуатационную обсадную колонну с полированным проходным приемником. В данном документе описан скважинный трубчатый узел, выполненный с возможностью установки как часть скважинной трубчатой конструкции в стволе скважины, имеющей устье. Скважинный трубчатый узел содержит скважинный металлический трубчатый элемент, выполненный с возможностью установки как часть скважинной трубчатой конструкции. Скважинный трубчатый узел дополнительно содержит трубчатый металлический приемник. Длина трубчатого элемента больше длины приемника, и стенка скважинного металлического трубчатого элемента проходит внутри трубчатого металлического приемника по всей длине трубчатого металлического приемника, а вторая часть трубчатого металлического приемника крепится к наружной поверхности скважинного металлического трубчатого элемента, тем самым закрывая трубчатый металлический приемник на одном конце и образуя кольцевое пространство между трубчатым металлическим приемником и скважинным металлическим элементом. Таким образом, приемник готов к дальнейшему использованию. Данное решение позволяет оптимизировать скважину в случае необходимости, однако качество такой оптимизации может быть неудовлетворительным.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков и изъянов предшествующего уровня техники. Более конкретно, задача состоит в создании улучшенного скважинного способа, способного оптимизировать также более простые скважины удовлетворительным образом.

Вышеупомянутые задачи, вместе с многочисленными другими задачами, преимуществами и признаками, которые станут очевидными из нижеследующего описания, выполнены в решении согласно настоящему изобретению с помощью скважинного способа для удаления по меньшей мере части первой скважинной трубчатой металлической конструкции в стволе существующей скважины, имеющей устье, причем первая скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет продольную протяженность и первый конец, ближайший к устью, причем способ содержит:

- вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента, имеющего якорную секцию и устройство механической обработки, в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию,

- размещение скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив первой секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена выше устройства механической обработки,

- якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- отделение первой секции, имеющей длину 8-12 метров, от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- извлечение первой секции из скважины путем втягивания кабеля с созданием нового первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции в скважине,

- повторное вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию,

- размещение скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив новой первой секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от нового первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена выше устройства механической обработки,

- якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив новой первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- отделение новой первой секции, имеющей длину 8-12 метров, от остальной части первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции, и

- извлечение новой первой секции из скважины путем втягивания кабеля.

Вышеупомянутые задачи, вместе с многочисленными другими задачами, преимуществами и признаками, которые станут очевидными из нижеследующего описания, выполнены в решении согласно настоящему изобретению с помощью скважинного способа для удаления по меньшей мере части первой скважинной трубчатой металлической конструкции в стволе существующей скважины, имеющей устье, причем первая скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет продольную протяженность и первый конец, ближайший к устью, причем способ содержит:

- вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента, имеющего якорную секцию и устройство механической обработки, в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию,

- размещение скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив первой секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена выше устройства механической обработки,

- якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- отделение первой секции, имеющей длину 8-12 метров, от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- извлечение первой секции из скважины путем втягивания кабеля с созданием второго первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции в скважине,

- повторное вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию,

- размещение скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив второй первой секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от второго первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена выше устройства механической обработки,

- якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив второй первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- отделение второй первой секции, имеющей длину 8-12 метров, от остальной части первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции, и

- извлечение второй первой секции из скважины путем втягивания кабеля.

Таким образом, первая секция, сначала отделенная от второй секции, представляющей собой оставшуюся частью первой скважинной трубчатой металлической конструкции, является первой первой секцией, и при отделении и извлечении из скважины появляется новая первая секция, которая является второй первой секцией первой скважинной трубчатой металлической конструкции. Когда вторую первую секцию отделяют и извлекают из скважины, появляется новая первая секция, которая является третьей первой секцией, которая должна быть отделена и извлечена из скважины, и так далее.

Кроме того, скважинный способ может быть скважинным способом капитального ремонта скважины.

Дополнительно, первая скважинная трубчатая металлическая конструкция может быть разделена на несколько первых секций длиной 8-12 метров.

Кроме того, скважинный способ может дополнительно содержать механическую обработку в подвеске хвостовика для отсоединения части первой скважинной трубчатой металлической конструкции, подвешенной в подвеске хвостовика.

Также, первая скважинная трубчатая металлическая конструкция может быть разделена на несколько первых секций длиной 8-12 метров до заданного положения вдоль первой скважинной трубчатой металлической конструкции.

Дополнительно, скважинный способ может содержать установку пробки выше или ниже заданного положения.

Кроме того, скважинный способ может дополнительно содержать вставление каротажного инструмента для определения состояния цемента в стволе скважины, чтобы определить, где цемент находится в достаточно хорошем состоянии, чтобы получить достаточную эффективность операции по тампонированию и ликвидации скважины.

Дополнительно, скважинный способ может содержать вставление цементного инструмента в скважину и выброс цемента в ствол скважины выше заданного положения.

Скважинный спускаемый на кабеле инструмент может быть спускаемым на кабеле скважинным спускаемым на кабеле инструментом.

Также, скважинный спускаемый на кабеле инструмент может иметь приводной модуль.

Дополнительно, скважинный спускаемый на кабеле инструмент может содержать устройство механической обработки, причем устройство механической обработки имеет по меньшей мере один рычаг, который шарнирно соединен со скважинным спускаемым на кабеле инструментом и имеет режущую кромку на первом конце, причем рычаг выполнен с возможностью перемещения между втянутым положением и выдвинутым положением по отношению к скважинному спускаемому на кабеле инструменту.

Кроме того, часть механической обработки скважинной трубчатой металлической конструкции может быть выполнена путем фрезерования части скважинной трубчатой металлической конструкции в направлении продольной протяженности.

Скважинный способ может дополнительно содержать вставление второй скважинной трубчатой металлической конструкции в ствол скважины выше заданного положения.

Дополнительно, вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция может содержать по меньшей мере один затрубный барьер.

Кроме того, затрубный барьер может быть расположен выше заданного положения, а вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция может быть расположена выше затрубного барьера.

Дополнительно, неразжатый затрубный барьер может быть вставлен между первой скважинной трубчатой металлической конструкцией и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией.

Кроме того, затрубный барьер может быть разжат для обеспечения зональной изоляции в заданном положении.

Вставление неразжатого затрубного барьера может выполняться посредством скважинного спускаемого на кабеле инструмента.

Неразжатый затрубный барьер может быть вставлен через первую секцию.

Дополнительно, затрубный барьер может содержать трубчатую металлическую часть, разжимную металлическую муфту, окружающую трубчатую металлическую часть, кольцевое пространство между трубчатой металлической конструкцией и разжимной металлической муфтой, причем трубчатая металлическая часть имеет отверстие разжимания.

Дополнительно, трубчатая металлическая часть может быть установлена как часть скважинной трубчатой металлической конструкции.

Кроме того, затрубный барьер может содержать разжимную металлическую муфту.

Дополнительно, затрубный барьер может содержать трубчатую часть и окружающий разбухающий материал.

Дополнительно, разжимание затрубного барьера может быть выполнено путем осуществления процесса разбухания разбухающего материала затрубного барьера.

Также, разжимание затрубного барьера может быть выполнено путем повышения давления по меньшей мере в части второй скважинной трубчатой металлической конструкции.

Дополнительно, повышение давления может выполняться посредством скважинного инструментального снаряда, изолирующего часть второй скважинной трубчатой металлической конструкции.

Кроме того, повышение давления может выполняться путем повышения давления во второй скважинной трубчатой металлической конструкции с поверхности.

Кроме того, разжимание затрубного барьера может быть выполнено путем разжимания трубчатой металлической части и/или разжимной металлической муфты.

Дополнительно, разжимание затрубного барьера может быть выполнено посредством оправки и/или разжимного баллона.

Дополнительно, разжимание затрубного барьера может быть выполнено путем повышения давления в трубчатой металлической части напротив отверстия разжимания в трубчатой металлической части и впуска текучей среды в кольцевое пространство для разжимания разжимной металлической муфты.

Кроме того, разжимная металлическая муфта может быть разжата в радиальном направлении между первой скважинной трубчатой металлической конструкцией и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией, чтобы упираться в стенку ствола скважины.

Дополнительно, затрубный барьер может иметь первый барьерный конец и второй барьерный конец, причем первый барьерный конец выполнен с возможностью наложения на первую скважинную трубчатую металлическую конструкции, а второй барьерный конец выполнен с возможностью наложения на вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию.

Скважинный способ может дополнительно содержать обеспечение второй зональной изоляции во втором заданном положении в затрубном пространстве между стенкой ствола скважины и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией.

Изобретение также относится к скважинной системе для осуществления описанного выше скважинного способа.

Изобретение и его многочисленные преимущества описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых для целей иллюстрации показаны некоторые неограничивающие варианты осуществления, и на которых:

- на фиг. 1 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции, в которую вставлен скважинный спускаемый на кабеле инструмент для отделения первой секции скважинной трубчатой металлической конструкции от второй секции скважинной трубчатой металлической конструкции,

- на фиг. 2 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 1, где отделенная первая секция извлекается из скважины,

- на фиг. 3А показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 2, в которой новая первая секция первой скважинной трубчатой металлической конструкции отделяется от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции при механической обработке в подвеске хвостовика,

- на фиг. 3В показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 2, в которой новая первая секция первой скважинной трубчатой металлической конструкции отделяется от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- на фиг. 4 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 3, в которой еще одна новая первая секция первой скважинной трубчатой металлической конструкции отделяется от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- на фиг. 5 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 4, где скважинный спускаемый на кабеле инструмент удален, а инструмент для установки пробки устанавливает пробку в первой скважинной трубчато металлической конструкции,

- на фиг. 6 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 4, где цемент заливается в скважину для создания цементной пробки выше пробки и первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- на фиг. 7 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 4, в которой несколько первых секций вытянуты одна за другой из скважины и неразжатый затрубный барьер, установленный на конце второй скважинной трубчатой металлической конструкции, опускается в скважину,

- на фиг. 8 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 7, в которой затрубный барьер установлен в заданном положении,

- на фиг. 9 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 8, в которой затрубный барьер разжат,

- на фиг. 10 показан частичный вид скважинного спускаемого на кабеле инструмента, окруженного разжатой металлической муфтой (показана в поперечном сечении) затрубного барьера,

- на фиг. 11 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции, в которой инструмент с фиг.10 расположен напротив заданного положения, а концевые части разжимной металлической муфты разжаты,

- на фиг. 12 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 11, в которой также часть разжимной металлической муфты между концевыми частями разжата посредством текучей среды под давлением из инструмента,

- на фиг. 13 показан вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции с фиг. 12, где скважинный спускаемый на кабеле инструмент удален,

- на фиг. 14 показан вид в разрезе затрубного барьера, и

- на фиг. 15 показан вид в разрезе части скважинного спускаемого на кабеле инструмента, имеющего выдвижные рычаги с режущей кромкой для выполнения механической обработки в стенке скважинной трубчатой металлической конструкции.

Все чертежи являются очень схематичными и не обязательно выполнены в масштабе, причем они показывают только те детали, которые необходимы для пояснения изобретения, при этом другие детали не показаны или просто подразумеваются.

На фиг. 1 показана часть скважинного способа для удаления по меньшей мере части первой скважинной трубчатой металлической конструкции 5 в стволе 4 существующей скважины 1, имеющей устье 51. Первая скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет продольную протяженность L и первый конец 41А, ближайший к устью. Как показано на фиг. 1 скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 вводят в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, и скважинный спускаемый на кабеле инструмент имеет якорную секцию 22 и устройство 8 механической обработки. Скважинный спускаемый на кабеле инструмент размещают напротив первой секции 6 первой скважинной трубчатой металлической конструкции 5 так, что устройство 8 механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от первого конца 41А первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция 22 размещена выше устройства механической обработки. Как показано на фиг. 1, скважинный спускаемый на кабеле инструмент якорно закрепляют напротив первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность 42 первой скважинной трубчатой металлической конструкции. Устройство 8 механической обработки отделяет первую секцию 6 от второй секции 7 первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции. Первая секция имеет длину L2 (показана на фиг. 3В и 4) 8-12 метров. Затем, как показано на фиг. 2, первую секцию 6 извлекают из скважины путем втягивания кабеля и, таким образом, в инструмент, удерживающий первую секцию 6, с созданием в скважине нового первого конца 41В первой скважинной трубчатой металлической конструкции. Приведенная в действие якорная секция 22 создает радиальное усилие, так что первая секция длиной 8-12 метров, только что отделенная от остальной части первой скважинной трубчатой металлической конструкции, может быть вытянута путем втягивания кабеля с устья, выбрасывания отделенной первой секции у устья, с тем чтобы обеспечить повторный ввод инструмента в скважину для удаления новой первой секции 6В, как показано на фиг. 3А. Как показано на фиг. 3В, скважинный спускаемый на кабеле инструмент снова вставлен в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию и размещен напротив новой первой секции 6В первой скважинной трубчатой металлической конструкции, так что устройство 8 механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от нового первого конца 41В первой скважинной трубчатой металлической конструкции, и якорная секция 22 расположена выше устройства 8 механической обработки и обеспечивает якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив новой первой секции 6В путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а затем новую первую секцию 6В, имеющую длину 8-12 метров, отделяют от остальной части первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции, и новую первую секцию 6С (показана на фиг. 4) извлекают из скважины путем втягивания троса и, следовательно, инструмента. Таким образом, скважинный способ является скважинным способом капитального ремонта скважины.

В результате разделения скважинной трубчатой металлической конструкции на несколько секций 6, 6А, 6В, 6С и т.д. длиной 8-12 метров, эти секции могут быть вытянуты из скважины одна за другой с помощью того же инструмента, что и инструмент, разделяющий скважинную трубчатую металлическую конструкцию на секции. Кроме того, якорная секция 22 закрепляет отделенную секцию 6, 6А, 6В, 6С и т.д., так что секция легко вытягивается путем втягивания кабеля и, следовательно, инструмента. Вытягивание секции скважинной трубчатой металлической конструкции из скважины возможно, поскольку секции длиной 8-12 метров не весят больше, чем может выдержать и удерживать кабель с помощью якорной секции. Таким образом, получают очень простой метод удаления по меньшей мере части скважинной трубчатой металлической конструкции, так что эта часть может быть заменена затрубным барьером для изоляции ухудшенной продуктивной зоны или для тампонирования этой части и бурения бокового ствола в другую часть залежи. Скважинную трубчатую металлическую конструкцию разделяют на секции, которые вытягивают из ствола скважины одну за другой с устья скважины с помощью спускаемого на кабеле инструмента. При использовании этого способа не требуется наличия крупной буровой платформы для вытягивания верхней части скважинной трубчатой металлической конструкции.

Как показано на фиг. 4, скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 снова вставлен в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, чтобы отделить еще одну первую секцию 6С, и, таким образом, первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию разделяют на несколько первых секций длиной 8-12 метров. Первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию разделяют на несколько первых секций длиной 8-12 метров до тех пор, пока не достигают заданного положения 39 вдоль первой скважинной трубчатой металлической конструкции, как показано на фиг. 4 и 5.

Как показано на фиг. 3А, скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 выполняет механическую обработку в подвеску 43 хвостовика, чтобы освободить часть первой скважинной трубчатой металлической конструкции, подвешенной в подвеске хвостовика. В некоторых вариантах оборудования для заканчивания скважины необходимо отсоединить первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию от внешней обсадной колонны 38, а в других вариантах это не требуется, как показано на фиг.ЗВ.

Скважинный способ может использоваться для замены поврежденной части первой скважинной трубчатой металлической конструкции и для замены этой части новой скважинной трубчатой металлической конструкцией или для того, чтобы тампонировать скважину, чтобы ликвидировать скважину или пробурить новый ствол скважины выше тампонированной части. Чтобы тампонировать часть скважины, устанавливают пробку 78 ниже заданного положения 39 с помощью скважинного спускаемого на кабеле инструментального снаряда 47, имеющего установочный инструмент 46, как показано на фиг. 5.

Скважинный спускаемый на кабеле инструментальный снаряд 47 может содержать каротажный инструмент 48, вставляемый в скважину для определения состояния цемента 49 в стволе скважины, чтобы определить, где цемент находится в достаточно хорошем состоянии, чтобы получить достаточную эффективность операции по тампонированию и ликвидации скважины, как показано на фиг. 5.

После установки пробки в скважину вставляют цементный инструмент 79, и выбрасывают цемент в ствол скважины выше заданного положения, как показано на фиг.6, для получения полнопроходной цементной пробки 50, т.е. цементной пробки, имеющей контакт со стенкой ствола скважины. Цементный инструмент непрерывно вытягивают из скважины при выбрасывании цемента, чтобы выбросить цемент дальше вверх по стволу скважины, чем как показано на фиг. 6.

Как показано на фиг. 7, скважинный способ может также содержать вставление второй скважинной трубчатой металлической конструкции 5В в ствол скважины выше заданного положения, то есть замену части скважинной трубчатой металлической конструкции второй скважинной трубчатой металлической конструкцией. Вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция 5В содержит по меньшей мере один затрубный барьер 20. Неразжатый затрубный барьер располагают выше заданного положения 39, а вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию располагают выше затрубного барьера, причем затрубный барьер устанавливают как часть второй скважинной трубчатой металлической конструкции. Таким образом, неразжатый затрубный барьер 20 располагают между первой скважинной трубчатой металлической конструкцией и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией и как часть второй скважинной трубчатой металлической конструкции, как показано на фиг. 8. Вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция 5В может содержать несколько затрубных барьеров. Один или более затрубных барьеров разжаты для обеспечения зональной изоляции выше заданного положения, как показано на фиг. 9. Неразжатый затрубный барьер 20 также может быть расположен между первой скважинной трубчатой металлической конструкцией и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией, заполняя пространство между ними, как показано на фиг. 11 и 12.

На фиг. 1 показан частичный вид в разрезе скважинной трубчатой металлической конструкции, в которую вставлен скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 для отделения первой секции 6 скважинной трубчатой металлической конструкции 5 от второй секции 7. Скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 вставляют в скважинную трубчатую металлическую конструкцию и размещают напротив заданного положения, и начинают отделение первой секции 6 от второй секции 7 скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности скважинной трубчатой металлической конструкции.

После этого скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 удаляют из скважины. Как можно видеть, скважинный спускаемый на кабеле инструмент представляет собой спускаемый на кабеле скважинный инструмент. Скважинный спускаемый на кабеле инструмент может иметь приводной модуль (не показан) для обеспечения самостоятельного продвижения инструмента, например, в более горизонтальной части скважины.

Как показано на фиг. 1, скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 содержит электронную секцию 19 для управления подачей электроэнергии, прежде чем направлять ее в модуль вращения, такой как электрический двигатель 60, приводящий в действие гидравлический насос 21. Скважинный спускаемый на кабеле инструмент дополнительно содержит якорную секцию 22. Скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 погружают в скважинную трубчатую металлическую конструкцию, и приводят в действие гидравлическим образом якорную секцию 22 скважинного спускаемого на кабеле инструмента, чтобы обеспечить якорное крепление второй части корпуса инструмента по отношению к скважинной трубчатой металлической конструкции 5. Двигатель получает питание через кабель 24 и электронную секцию 19 и приводит в действие насос и вращает вращающийся вал для вращения режущего рычага 9 для отделения верхней и первой секции 6 от нижней второй секции 7 скважинной трубчатой металлической конструкции 5. Таким образом, скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 погружают в скважину или скважинную трубчатую металлическую конструкцию только с помощью кабеля, например, с помощью другого типа линии подачи питания, такой как оптическое волокно, а не с помощью трубчатых элементов, таких как колтюбинг, буровая труба или аналогичные трубные элементы.

Как показано на фиг. 2, отделение первой секции 6 от второй секции 7 содержит механическую обработку части скважинной трубчатой металлической конструкции, и тем самым измельчение очень небольшой части скважинной трубчатой металлической конструкции на незначительные маленькие части. Часть механической обработки скважинной трубчатой металлической конструкции выполняют путем резания или фрезерования части скважинной трубчатой металлической конструкции в направлении продольной протяженности.

Как показано на фиг. 7-9, отделение первой секции от второй секции 7 содержит вытягивание первой секции из ствола 4 скважины после механической обработки. Затем, как показано на фиг. 7, вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию 5В устанавливают с помощью затрубного барьера 20 и затем вставляют в ствол 4 скважины так, что вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция расположена на некотором расстоянии от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции, где расстояние соответствует длине затрубного барьера, так что затрубный барьер упирается во вторую секцию 7.

Затрубный барьер с фиг. 7-9 содержит трубчатую металлическую часть 52, разжимную металлическую муфту 53, окружающую трубчатую металлическую часть и соединенную с ней с созданием кольцевого пространства 54 между трубчатой металлической частью/скважинной трубчатой металлической конструкцией и разжимной металлической муфтой 53. Трубчатая металлическая часть имеет отверстие 55 разжимания для разжимания разжимной металлической муфты 53.

Как показано на фиг. 10-14, затрубный барьер 20 содержит разжимную металлическую муфту 53, но не окружает трубчатую металлическую часть, поскольку затрубный барьер 20 не имеет основания и имеет только разжимную металлическую муфту. Затрубный барьер вставляют в скважину с помощью инструмента после того, как вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию 5В вставят в ствол 4 скважины, так что вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция расположена на некотором расстоянии от второй секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции, где расстояние соответствует длине затрубного барьера, так что затрубный барьер упирается во вторую секцию 7. Затем затрубный барьер располагают напротив расстояния, как показано на фиг. 11, разжимают концы, и разжимают промежуточную часть между концами, как показано на фиг. 12.

Затрубный барьер 20 может быть разжат с помощью различных методов. Затрубный барьер может быть разжат путем повышения давления по меньшей мере в части скважинной трубчатой металлической конструкции напротив отверстия разжимания и впуска текучей среды в кольцевое пространство для разжимания разжимной металлической муфты, например, с помощью инструментального снаряда 47 или путем закупоривания (например, сброса шара в шаровое седло) скважинной трубчатой металлической конструкции ниже затрубного барьера и повышения давления в скважинной трубчатой металлической конструкции с поверхности, как показано на фиг. 9.

В другом варианте осуществления разжимание затрубного барьера 20 выполняют путем разжимания трубчатой металлической части и/или разжимной металлической муфты, например, путем протягивания разжимного конуса или оправки через трубчатую металлическую часть, или, если трубчатая металлическая часть отсутствует, путем непосредственного разжимания разжимной металлической муфты так, что она упирается во внутреннюю поверхность скважинной трубчатой металлической конструкции, с наложением на первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию и вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, как показано на фиг. 11. Затем разжимную металлическую муфту дополнительно разжимают путем повышения давления в разжимной металлическую муфте изнутри, например, путем изоляции промежуточной части 58 разжимной металлической муфты, как показано на фиг. 12.

Как показано на фиг. 11, каждый из концов 56, 57 разжимной металлической муфты разжимают в радиальном направлении с помощью разжимного баллона 61, так что один конец 56 накладывается на первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, а другой конец накладывается на секцию второй скважинной трубчатой металлической конструкции. Затем текучую среду откачивают через отверстия 63 в инструменте 47, разжимая разжимную металлическую муфту между первой скважинной трубчатой металлической конструкцией и второй скважинной трубчатой металлической конструкцией 5В так, что она упирается в стенку ствола скважины. Таким образом, затрубный барьер 20 имеет первый барьерный конец 66 и второй барьерный конец 67, причем первый барьерный конец выполнен с возможностью наложения на первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, а второй барьерный конец выполнен с возможностью наложения на вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию. Чтобы улучшить герметизирующую способность концов затрубного барьера, вокруг внешней поверхности концов затрубного барьера могут быть расположены уплотнительные элементы, как показано на фиг. 10-13.

Как показано на фиг. 14, разжимная металлическая муфта 53 содержит уплотнительные элементы 64 и элементы 65 в форме разрезного кольца для поддержки уплотнительного элемента 64. Между уплотнительным элементом 64 и элементами 65 в форме разрезного кольца предусмотрен промежуточный элемент 69. Уплотнительные элементы, элементы 65 в форме разрезного кольца и промежуточные элементы расположены между двумя выступами 71, образующими канавку 72.

Хотя это и не показано, скважинный способ может дополнительно содержать обеспечение второй зональной изоляции во втором заданном положении в затрубном пространстве между стенкой ствола скважины и скважинной трубчатой металлической конструкцией. Первый и второй затрубные барьеры, предусмотренные в первом и втором заданных положениях, могут быть разжаты за один проход или за два прохода. Скважинный спускаемый на кабеле инструмент может иметь средства для удержания секции скважинной трубчатой металлической конструкции по отношению ко второй секции скважинной трубчатой металлической конструкции за счет наличия двух якорных секций 22.

Скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10, обеспечивающий отделение первой секции от второй секции, может быть тем же самым инструментом, обеспечивающим наличие и разжимание затрубного барьера 20, так что операция может выполняться за один спуск вместо двух спусков.

Как показано на фиг. 15, скважинный спускаемый на кабеле инструмент 10 содержит корпус 6а инструмента, имеющий первую часть 7а корпуса и вторую часть 8а корпуса, а также режущий рычаг 9, шарнирно соединенный с первой частью корпуса и имеющий режущую кромку 10В в первом конце. Рычаг 9 выполнен с возможностью перемещения между втянутым положением и выдвинутым положением по отношению к корпусу инструмента. Рычаг показан в его выдвинутом положении на фиг. 15. Инструмент дополнительно содержит узел 11 активации рычага для перемещения режущего рычага 9 между втянутым положением и выдвинутым положением. Вращающийся вал 12 проходит во вторую часть 8а корпуса и соединен с первой частью корпуса и образует ее часть для вращения режущего рычага.

Узел 11 активации рычага содержит корпус 13 поршня, расположенный в первой части 7а корпуса, и содержит камеру 14 поршня. Внутри камеры поршня расположен поршневой элемент 15, который взаимодействует с режущим рычагом 9, тем самым перемещая режущий рычаг 9 между втянутым положением и выдвинутым положением. Поршневой элемент 15 выполнен с возможностью перемещения в продольном направлении скважинного инструмента для резки труб и имеет первую поверхность 16 поршня и вторую поверхность 17 поршня. Гидравлическую текучую среду из насоса закачивают в первую секцию 25 камеры 14 через первый канал 18 для текучей среды, прикладывая гидравлическое давление к первой поверхности 16 поршня, перемещая поршень в первом направлении, прикладывая выдвигающую силу к режущей кромке 9.

Когда режущий рычаг выдвигают для прижатия режущей кромки 10В к внутренней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции и когда режущий рычаг 9 одновременно вращают двигателем посредством вращающегося вала, режущая кромка 10В может прорезать скважинную трубчатую металлическую конструкцию. Таким образом получают, что первая секция скважинной трубчатой металлической конструкции может быть отделена от второй секции скважинной трубчатой металлической конструкции. Узел активации рычага может приводиться в действие насосом, как показано, или приводиться в движение двигателем.

Как показано на фиг. 15, вращающийся вал 12 подает текучую среду в первую секцию 25 камеры 14. Текучую среду от насоса подают к валу 12 через круговую канавку 27, соединенную по текучей среде со вторым каналом 28 для текучей среды во второй части 8а корпуса. Таким образом, текучая среда из второго канала 28 для текучей среды распределяется в круговой канавке 27, так что в первый канал 18 для текучей среды во вращающемся валу 12 всегда подается текучая среда под давлением из насоса во время вращения. Круговая канавка 27 герметизирована круговыми уплотнениями 29, такими как уплотнительные кольца, с обеих сторон круговой канавки 27.

Поршневой элемент 15 перемещается в продольном направлении инструмента 10 внутри поршневой камеры и разделяет камеру 14 на первую секцию 25 камеры и вторую секцию 26 камеры. Когда поршневой элемент перемещается в первом направлении, пружинный элемент 40, упирающийся во вторую поверхность 17 поршня напротив первой поверхности 16 поршня, сжимается. Когда пружинный элемент сжимается, сжимается и вторая секция камеры, и текучая среда в ней вытекает через четвертый канал 44, соединенный по текучей среде с первым каналом 18. Пружинный элемент, который представляет собой спиральную пружину, окружающую часть поршневого элемента, расположен во второй секции 26 камеры и, таким образом, сжимается между второй поверхностью 17 поршня и камерой 14 поршня. Поршневой элемент имеет первый конец 30, выступающий из корпуса 13 поршня и входящий в зацепление с режущим рычагом за счет наличия круговой канавки 31, в которую проходит второй конец 32 режущего рычага. Второй конец режущего рычага закруглен, чтобы иметь возможность вращаться в канавке. Режущий рычаг шарнирно соединен с первым корпусом с возможностью вращения вокруг точки 33 поворота. На другом и втором конце 34 поршневого элемента поршневой элемент проходит в вал 12. Когда поршневой элемент перемещается в первом направлении, между вторым концом 34 поршневого элемента и валом создается пространство 45. Это пространство 45 сообщается по текучей среде со скважинной текучей средой через третий канал 35, который показан пунктирной линией. Таким образом, поршню не нужно преодолевать давление, окружающее инструмент в скважине. Второй конец 34 поршневого элемента снабжен двумя круговыми уплотнениями 36, чтобы герметизировать камеру поршня от грязной скважинной текучей среды.

Когда операция резки завершена и скважинная трубчатая металлическая конструкция разделена на верхнюю и нижнюю части, гидравлическое давление от насоса больше не подается в первый канал, и пружинный элемент перемещает поршневой элемент 15 во втором направлении, противоположном первому направлению, вдоль продольного направления 37 инструмента, как показано на фиг.15.

Скважинный способ может дополнительно содержать обеспечение наличия цемента поверх затрубного барьера для создания пробки для ликвидации. Благодаря обеспечению наличия пробки, например, из цемента, внутри скважинной трубчатой металлической конструкции, скважину можно ликвидировать.

Скважинный спускаемый на кабеле инструмент может дополнительно содержать толкающий инструмент, обеспечивающий перемещение вдоль продольной протяженности скважинной трубчатой металлической конструкции 5. Толкающий инструмент представляет собой инструмент, обеспечивающий осевое усилие. Толкающий инструмент содержит электрический двигатель для приведения в действие насоса. Насос закачивает текучую среду в корпус поршня для перемещения действующего в нем поршня. Поршень расположен на ходовой штанге. Насос может закачивать текучую среду в корпус поршня с одной стороны и одновременно откачивать 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 подразумевается любой тип газовой смеси, присутствующей в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью подразумевается любой тип нефтяной смеси, например, сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и т.д. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.

Под обсадной колонной или скважинной трубчатой металлической конструкцией подразумевается любой вид трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и т.д., 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 приводной модуль, такой как скважинный трактор. Скважинный трактор может иметь выдвигаемые 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 в связи с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что возможны несколько модификаций без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к удалению трубчатых металлических конструкций в стволе скважины. Способ содержит вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента, имеющего якорную секцию и устройство механической обработки, в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, размещение инструмента напротив первой секции первой трубчатой конструкции так, что устройство механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от первого конца первой трубчатой конструкции, а якорная секция размещена над устройством механической обработки, якорное крепление инструмента напротив первой секции, отделение первой секции, имеющей длину 8-12 метров, от второй секции первой трубчатой конструкции путем механической обработки первой трубчатой конструкции, извлечение первой секции из скважины путем втягивания кабеля вместе с инструментом, имеющим первую секцию длиной 8-12 метров, с созданием нового первого конца первой трубчатой конструкции в скважине, повторное вставление инструмента в первую трубчатую конструкцию, размещение инструмента напротив новой первой секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от нового первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена над устройством механической обработки, якорное крепление инструмента напротив новой первой секции, отделение новой первой секции, имеющей длину 8-12 метров, от остальной части первой трубчатой конструкции и извлечение новой первой секции из скважины путем втягивания кабеля вместе с инструментом, имеющим новую первую секцию длиной 8-12 метров. Обеспечивается оптимизация скважины с возможностью ее дальнейшей эксплуатации. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Скважинный способ для удаления по меньшей мере части первой скважинной трубчатой металлической конструкции (5) в стволе (4) существующей скважины (1), имеющей устье, причем первая скважинная трубчатая металлическая конструкция имеет продольную протяженность (L) и первый конец (41А), ближайший к устью, причем способ содержит:

- вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента (10), имеющего якорную секцию (22) и устройство (8) механической обработки, в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию,

- размещение скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив первой секции первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство (8) механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от первого конца первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена над устройством механической обработки,

- якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность (42) первой скважинной трубчатой металлической конструкции и создает радиальное усилие, достаточное для закрепления первой секции длиной 8-12 метров относительно скважинного спускаемого на кабеле инструмента,

- отделение первой секции (6), имеющей длину (L2) 8-12 метров, от второй секции (7) первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции,

- извлечение первой секции из скважины путем втягивания кабеля вместе со скважинным спускаемым на кабеле инструментом, имеющим первую секцию длиной 8-12 метров, с созданием нового первого конца (41В) первой скважинной трубчатой металлической конструкции в скважине,

- повторное вставление скважинного спускаемого на кабеле инструмента в первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию,

- размещение скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив новой первой секции (6В) первой скважинной трубчатой металлической конструкции так, что устройство (8) механической обработки размещено на расстоянии 8-12 метров от нового первого конца (41В) первой скважинной трубчатой металлической конструкции, а якорная секция размещена над устройством механической обработки,

- якорное крепление скважинного спускаемого на кабеле инструмента напротив новой первой секции путем приведения в действие якорной секции так, что она упирается во внутреннюю поверхность первой скважинной трубчатой металлической конструкции и создает радиальное усилие, достаточное для закрепления новой первой секции длиной 8-12 метров относительно скважинного спускаемого на кабеле инструмента,

- отделение новой первой секции (6 В), имеющей длину (L2) 8-12 метров, от остальной части первой скважинной трубчатой металлической конструкции путем механической обработки внутрь и вдоль окружности первой скважинной трубчатой металлической конструкции, и

- извлечение новой первой секции из скважины путем втягивания кабеля (24) вместе со скважинным спускаемым на кабеле инструментом, имеющим новую первую секцию длиной 8-12 метров.

2. Скважинный способ по п. 1, в котором первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию разделяют на несколько первых секций длиной (L2) 8-12 метров.

3. Скважинный способ по п. 1, дополнительно содержащий механическую обработку подвески (43) хвостовика для высвобождения части первой скважинной трубчатой металлической конструкции, подвешенной в подвеске хвостовика.

4. Скважинный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию разделяют на несколько первых секций длиной (L2) 8-12 метров до заданного положения (39) вдоль первой скважинной металлической трубчатой конструкции.

5. Скважинный способ по п. 4, дополнительно содержащий установку пробки (78) выше или ниже заданного положения.

6. Скважинный способ по п. 4 или 5, дополнительно содержащий вставление цементного инструмента (79) в скважину и выброс цемента в ствол скважины выше заданного положения.

7. Скважинный способ по п. 4, дополнительно содержащий введение второй скважинной трубчатой металлической конструкции (5В) в ствол скважины выше заданного положения, причем вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция содержит по меньшей мере один затрубный барьер (20).

8. Скважинный способ по п. 6, в котором затрубный барьер (20) расположен выше заданного положения, а вторая скважинная трубчатая металлическая конструкция расположена выше затрубного барьера.

9. Скважинный способ по п. 8, в котором вставление неразжатого затрубного барьера выполняют посредством скважинного спускаемого на кабеле инструментального снаряда (47).

10. Скважинный способ по любому из предшествующих пунктов, в котором затрубный барьер содержит трубчатую металлическую часть (52), разжимную металлическую муфту (53), соединенную с трубчатой металлической частью и окружающую ее с созданием кольцевого пространства (54) между трубчатой металлической конструкцией и разжимной металлической муфтой, причем трубчатая металлическая часть имеет отверстие (55) разжимания.

11. Скважинный способ по любому из пп. 7-9, в котором затрубный барьер содержит разжимную металлическую муфту (53).

12. Скважинный способ по любому из пп. 7-11, в котором разжимание затрубного барьера выполняют путем повышения давления по меньшей мере в части второй скважинной трубчатой металлической конструкции.

13. Скважинный способ по п. 11, в котором разжимание затрубного барьера выполняют посредством оправки или разжимного баллона (61).

14. Скважинный способ по любому из пп. 7-13, в котором затрубный барьер имеет первый барьерный конец (66) и второй барьерный конец (67), причем первый барьерный конец выполнен с возможностью наложения на первую скважинную трубчатую металлическую конструкцию, а второй барьерный конец выполнен с возможностью наложения на вторую скважинную трубчатую металлическую конструкцию.

15. Скважинная система (100) для осуществления скважинного способа по любому из предшествующих пунктов.