УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ЗАКАЧКИ МАТЕРИАЛОВ В СКВАЖИНУ Российский патент 2023 года по МПК E21B34/14 E21B43/12 E21B43/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к управлению углеводородными скважинами в целом и, в частности, к способам и устройствам для селективного открытия и закрытия отдельных зон в углеводородной скважине во время завершения скважины, гидравлического разрыва пласта или добычи.

Уровень техники

При добыче углеводородов стало обычным использование направленного или горизонтального бурения для достижения нефтесодержащих пород или пластов, которые находятся на горизонтальном расстоянии от места бурения. Горизонтальное бурение также обычно используется для расширения ствола скважины вдоль горизонтального или наклонного пласта или для охвата нескольких пластов одним стволом скважины.

В горизонтальных углеводородных скважинах часто требуется выбирать зону ствола скважины, которая должна быть открыта для добычи, или время от времени стимулировать одну или несколько зон скважины для увеличения добычи в этой зоне. Одним из современных методов стимулирования части скважины является использование гидроразрыва пласта (ГРП). Одна из трудностей, которую создают обычные системы ГРП, заключается в необходимости изоляции зоны, подлежащей стимуляции, как на верхнем, так и на нижнем концах, чтобы ограничить стимуляцию требуемой зоной. Такая изоляция обычно осуществляется с помощью уплотнительных элементов, известных как эксплуатационные пакеры и устанавливаемых по обе стороны от изолируемой зоны. Для получения доступа к зонам, расположенным внутри скважины за пределами пакеров, необходимо удалять эксплуатационные пакеры.

Помимо ГРП, требуется стимулировать добычу в углеводородных скважинах путем закачки текучей среды в нефтяное месторождение с целью повышения давления в продуктивной зоне. При этом желательно обеспечивать возможность использования различных профилей или расходов закачки в многочисленных зонах ствола скважины для оптимизации добычи по всей скважине. Эта стимуляция может потребоваться в любое время в течение срока службы скважины. Следует понимать, что такая стимуляция или другие операции, выполняемые в скважине, могут требовать использования различных расходов текучей среды.

Золотниковые клапаны (клапаны с гильзовым затвором) были разработаны для устранения необходимости использования эксплуатационных пакеров, как описано в публикации патентной заявки США №2014/0174746 А1, авторов Джордж и др. (George et. al). Хотя использование таких золотниковых клапанов устраняет необходимость в эксплуатационных пакерах, они не допускают применения различных профилей закачки.

Раскрытие сущности изобретения

Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения раскрыто устройство для селективной закачки материалов в скважину, содержащее продолговатый внутренний корпус с расположенными в нем первым и вторым золотниковыми клапанами и наружный корпус, окружающий внутренний корпус и проходящий между первым и вторым золотниковыми клапанами таким образом, чтобы образовать общую полость между первым и вторым золотниковыми клапанами. Устройство дополнительно содержит по меньшей мере один выступ, выходящий из внутренней кольцевой поверхности внутреннего корпуса между первым и вторым золотниковыми клапанами и выполненный с возможностью зацепления ключом-толкателем, перемещающимся между первым и вторым золотниковыми клапанами в положении зацепления.

Устройство может также содержать по меньшей мере одно сопло, расположенное в полости таким образом, чтобы отделять первую и вторую части, расположенные рядом с ее первой и второй частями. Указанное по меньшей мере одно сопло может включать в себя множество сопел. Эти сопла могут быть расположены в сопловом корпусе. Сопловый корпус может быть закреплен на кольцевой стенке, проходящей в полости между внутренним и наружным корпусами. Сопла могут быть установлены в резьбовых отверстиях, предусмотренных в кольцевой стенке.

Выступы могут проходить по периферии внутреннего корпуса. Указанный по меньшей мере один выступ может включать в себя два выступа. Два выступа могут быть расположены на расстоянии друг от друга вдоль длины внутреннего корпуса. Выступы могут иметь, по существу, поперечную поверхность, обращенную к соответствующему золотниковому клапану и расположенную под углом поверхность на задней стороне.

Полость может иметь, по существу, кольцеобразную форму. При этом полость может содержать первую часть, ближнюю к первому золотниковому клапану, и вторую часть, ближнюю ко второму золотниковому клапану. Во второй части полости может быть предусмотрено выходное отверстие.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения раскрыто устройство для селективной закачки материалов в скважину, содержащее продолговатый внутренний корпус, имеющий первую и вторую группы селективно закрываемых каналов, проходящих через него, и наружный корпус, проходящий между первым и вторым концами и окружающий внутренний корпус, образуя, таким образом, кольцевую полость между ними. Первый конец наружного корпуса герметично соединен с внутренним корпусом, а второй конец наружного корпуса имеет свободную кромку вблизи ко второй группе каналов. Первая группа каналов проходит через внутренний корпус в кольцевую полость таким образом, чтобы текучая среда, проходящая через первую или вторую группу каналов, выходила наружу из устройства в одном и том же месте.

Первый и второй каналы могут обеспечивать первый и второй пути изнутри внутреннего корпуса наружу устройства. Расход текучей среды на первом и втором пути может иметь разные значения. Первый путь может обеспечивать более низкий расход, чем второй путь.

Первый путь может содержать по меньшей мере одно сопло, выбранное для снижения расхода до требуемой величины по сравнению со вторым путем. Указанное по меньшей мере одно сопло может быть расположено в кольцевой полости. Указанное по меньшей мере одно сопло может быть расположено в первой группе каналов. Это по меньшей мере одно сопло может быть образовано множеством сопел. Сопла могут быть расположены в сопловом корпусе. Сопловый корпус может быть закреплен в кольцевой стенке, расположенной в полости между внутренним и наружным корпусами. Сопла могут быть установлены в резьбовых отверстиях, предусмотренных в кольцевой стенке.

Первое и второе отверстия могут селективно открываться и закрываться гильзой, продольно перемещаемой внутри корпуса, чтобы селективно закрывать или открывать первое и второе отверстия. Внутренний корпус может содержать часть с увеличенным размером, расположенную вокруг второй группы каналов, чтобы радиально поддерживать второй конец наружного корпуса. Часть с увеличенным размером может содержать множество продольных пазов, выполненных на ее наружной поверхности. Радиальные пазы могут быть расположены на расстоянии друг от друга в местах, соответствующих каждому каналу второй группы каналов. Радиальные пазы могут входить в кольцевой канал и находиться в сообщении с ним по текучей среде. Устройство может также содержать хрупкую полосу, закрепленную вокруг части с увеличенным размером, чтобы покрывать вторую группу каналов и пазы в исходном положении.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения раскрыт способ селективной закачки материалов в скважину, содержащий соединение продолговатого внутреннего корпуса, имеющего первую и вторую группы селективно закрываемых каналов, проходящих через него, с соответствующим наружным корпусом, окружающим внутренний корпус, таким образом, чтобы образовать кольцевую полость между колонной ствола скважины, размещение внутренней оболочки в требуемом положении в стволе скважины и селективное открытие или закрытие первых или вторых каналов для обеспечения первого или второго пути изнутри внутреннего корпуса наружу от внутреннего и наружного корпусов, при этом первый путь проходит через кольцевую полость, а второй путь - через вторую группу каналов, и при этом первые и вторые каналы заканчиваются в одном и том же месте.

Способ может также содержать разрыв хрупкой полосы, покрывающей концы первого и второго путей, когда первую или вторую группу открывают для прохождения текучей среды изнутри корпуса. Способ содержит также обеспечение по меньшей мере одного сопла для уменьшения расхода (дросселирования потока) по первому пути.

Другие аспекты и особенности настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники после рассмотрения следующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

На чертежах, которые иллюстрируют варианты осуществления изобретения, и на которых аналогичными ссылочными номерами обозначены соответствующие части, показаны:

ФИГ. 1 - вид в разрезе ствола скважины, содержащего множество золотниковых клапанов согласно первому варианту осуществления изобретения;

ФИГ. 2 - вид в аксонометрии одного из золотниковых клапанов с ФИГ. 1;

ФИГ. 3 - вид в аксонометрии золотникового клапана с ФИГ. 2 с удаленным наружным корпусом;

ФИГ. 4 - вид в продольном разрезе золотникового клапана по линии 4-4 с ФИГ. 2 в первом убранном положении с закрытыми первой и второй концевыми гильзами;

ФИГ. 5 - вид сбоку второго концевого корпуса золотникового клапана с ФИГ. 3;

ФИГ. 6 - вид в продольном разрезе второго конца золотникового клапана с ФИГ. 2 по линии 4-4 во втором выдвинутом положении с открытой второй концевой гильзой;

ФИГ. 7 - вид в продольном разрезе первого конца золотникового клапана с ФИГ. 2 по линии 4-4 в третьем выдвинутом положении с открытой первой концевой гильзой.

Осуществление изобретения

Как показано на ФИГ. 1, ствол 10 скважины пробурен известными способами в грунте 8 до продуктивной зоны 6. Продуктивная зона 6 может содержать горизонтально расположенный углеводородоносный пласт или может охватывать множество углеводородоносных пластов, при этом ствол 10 скважины имеет траекторию, пересекающую или перерезающую каждый пласт. Как показано на ФИГ. 1, ствол скважины включает в себя вертикальную секцию 12, содержащую на верхнем конце клапанный узел или фонтанную арматуру 14, и нижнюю или эксплуатационную секцию 16, которая может быть горизонтальной или ориентированной под углом относительно горизонтали, и которая расположена в пределах продуктивной зоны 6. После бурения ствола 10 скважины устанавливается эксплуатационная насосно-компрессорная колонна 20 углеводородной скважины, образованная из множества чередующихся хвостовых или обсадных секций 22 и последовательно установленных клапанных корпусов 24, окруженных слоем цемента 23, расположенным между обсадной колонной и стволом скважины. Клапанные корпуса 24 выполнены с возможностью управления потоком текучей среды из окружающего пласта вблизи к соответствующему клапанному корпусу, и могут быть расположены в заранее определенных местах ствола скважины, соответствующих требуемой продуктивной зоне. В процессе эксплуатации в стволе скважины может применяться от 8 до 100 клапанных корпусов, однако, следует понимать, что могут быть использованы и другие количества.

На ФИГ. 2 показан вид в аксонометрии клапанного корпуса 24. По существу продолговатый цилиндрический клапанный корпус 24 проходит между первым и вторым концами26, 28, соответственно, и имеет сквозной центральный канал 30. Первый конец 26 клапанного корпуса соединен с соседней хвостовой или обсадной секцией 22 при помощи внутренней резьбы, предусмотренной на первом конце 26.

Второй конец 28 клапанного корпуса соединен с соседней обсадной секцией при помощи наружной резьбы, проходящей вокруг второго конца 28.

На ФИГ. 3 и 4 показан клапанный корпус 24, проходящий между первым и вторым концами 26 и 28, соответственно, и последовательно содержащий первый концевой соединитель 32 вблизи к первому концу 26, первый концевой клапанный корпус 34, гильзу 36 с отверстием для закачки, второй концевой клапанный корпус 38 и второй концевой соединитель 40, расположенный вблизи второго конца 28. Как наиболее наглядно показано на ФИГ. 2 и 4, часть первого концевого соединителя 32, первый концевой клапанный корпус 34, гильза 36 с отверстием для закачки и часть второго концевого клапанного корпуса 38, по существу, заключены в наружный корпус 42, закрытый первой концевой удерживающей гильзой 44, и образующий кольцевую полость 46 между ними. Как показано на ФИГ. 2, вторая концевая удерживающая гильза 45 покрывает часть второго концевого клапанного корпуса 38. Как показано на ФИГ. 4, первый и второй концевые клапанные корпуса являются частью образуемых ими первого и второго путей 120 и 122 потока, соответственно, для прохождения текучей среды из центрального канала 30, назначение которого более подробно описано ниже, наружу от клапанного корпуса.

Как видно на ФИГ. 4 и 7, первый концевой соединитель 32 соединен с соседней хвостовой или обсадной секцией 22 при помощи внутренней резьбы, предусмотренной на первом конце 26. Второй конец первого концевого соединителя 32 соединен с первым концевым клапанным корпусом 34 множеством зажимных винтов 48, установленных радиально вокруг него, при этом следует понимать, что другие способы соединения также могут быть использованы. Первый конец первого концевого клапанного корпуса 34 примыкает к кольцевому заплечику 56, выполненному на наружной стороне первого концевого соединителя 32, при этом второй конец первого концевого соединителя 32 имеет такой размер, чтобы он помещался в первом конце первого концевого клапанного корпуса 34.

Как видно на ФИГ. 4 и 6, второй концевой соединитель 40 соединен с соседней хвостовой или обсадной секцией 22 при помощи наружной резьбы, проходящей вокруг второго конца 28. Первый конец второго концевого соединителя 40 соединен со вторым концевым клапанным корпусом 38 множеством зажимных винтов 58, установленных радиально вокруг него, при этом следует понимать, что другие способы соединения также могут быть использованы. Второй конец второго концевого клапанного корпуса 38 примыкает к кольцевому заплечику 66, выполненному на наружной стороне второго концевого соединителя 40, при этом первый конец второго концевого соединителя 40 имеет такой размер, чтобы он помещался во втором конце второго концевого клапанного корпуса 38.

Первый концевой клапанный корпус 34, как показано на ФИГ. 3, 4 и 7, может иметь, по существу, постоянный наружный диаметр по всей длине. Зажимные винты 48 установлены радиально на первом конце для соединения со вторым концом первого концевого соединителя 32, как описано выше. Множество зажимных винтов 60 соединяет второй конец первого концевого клапанного корпуса 34 с первым концом гильзы 36, содержащей отверстие для закачки, и расположены радиально вокруг него, при этом следует понимать, что другие способы соединения также могут быть использованы. Множество отверстий 62 проходит изнутри наружу первого концевого клапанного корпуса 34. Размер отверстий 62 выбран таким размером, чтобы обеспечить прохождение текучей среды между центральным каналом 30, расположенным внутри первого концевого клапанного корпуса 34, и кольцевой полостью 46, образованной между наружной частью первого концевого клапанного корпуса 34 и наружным корпусом 42.

На ФИГ. 4 и 7 показан вид в разрезе первого концевого клапанного корпуса 34 в первом убранном положении и в третьем выдвинутом положении, соответственно. Центральный канал 30 первого концевого клапанного корпуса 34 имеет, по существу, цилиндрическую форму и содержит первую концевую скользящую гильзу 64, надежно прикрепленную к первому концевому клапанному корпусу 34 с помощью срезных штифтов 65 известным образом. Первая концевая скользящая гильза 64 установлена с возможностью продольного смещения при срезании срезных штифтов 65. В первом убранном положении, показанном на ФИГ. 4, первая концевая скользящая гильза 64 герметично закрывает отверстия 62 таким образом, чтобы изолировать внутреннюю часть от наружного пространства первого концевого клапанного корпуса 34. В третьем выдвинутом положении, показанном на ФИГ. 7, первая концевая скользящая гильза 64 открывает отверстия 62, обеспечивая тем самым соединение центрального канала 30 и кольцевой полости 46 по текучей среде, как более подробно описано ниже. Срезные штифты 65 срезаются, и первая концевая скользящая гильза 64 перемещается при помощи ключа-толкателя (не показан) известным образом.

Второй концевой клапанный корпус 38, как показано на ФИГ. 3, 4, 5 и 6, включает в себя центральную часть 70, которая выступает снаружи в круговом направлении, как более подробно описано ниже. Зажимные винты 58 радиально установлены на втором конце для обеспечения соединения с первым концом второго концевого соединителя 40, как описано выше. Множество зажимных винтов 68, расположенных радиально, соединяют первый конец второго концевого клапанного корпуса 38 со вторым концом гильзы 36 с отверстием для закачки, при этом следует понимать, что другие способы соединения также могут быть использованы. Множество отверстий 72 проходят снаружи вовнутрь второго концевого клапанного корпуса 38. Размер отверстий 72 выбран таким образом, чтобы обеспечить проход текучей среды между центральным каналом 30 внутри второго концевого клапанного корпуса 38 и эксплуатационной секцией 16. Наружный профиль отверстий 72 сужен для обеспечения прохода текучей среды между кольцевой полостью 46 и эксплуатационной секцией 16, как будет более подробно описано ниже.

На ФИГ. 4 и 6 показан вид в разрезе второго концевого клапанного корпуса 38 в первом убранном положении и во втором выдвинутом положении, соответственно. Центральный канал 30 второго концевого клапанного корпуса 38 имеет, по существу, цилиндрическую форму и содержит вторую концевую скользящую гильзу 74, прикрепленную с возможностью отсоединения ко второму концевому клапанному корпусу 38 известным способом с помощью срезных штифтов 75. Вторая концевая скользящая гильза 74 выполнена с возможностью перемещения в продольном направлении при срезании срезных штифтов 75. В первом убранном положении, показанном на ФИГ. 4, вторая концевая скользящая гильза 74 герметично закрывает отверстия 72 таким образом, чтобы изолировать внутреннюю часть от наружного пространства второго концевого клапанного корпуса 38. Во втором выдвинутом положении, показанном на ФИГ. 6, вторая концевая скользящая гильза 74 открывает отверстия 72, тем самым обеспечивая соединение по текучей среде между центральным каналом 30 и эксплуатационной секцией 16, как более подробно описано ниже. Срезные штифты 75 срезаются, при этом вторая концевая скользящая гильза 74 перемещается при помощи ключа-толкателя (не показан) известным образом.

На ФИГ. 5 показан второй концевой клапанный корпус 38, который содержит по существу продолговатый цилиндрический наружный корпус 76, проходящий между первым и вторым концами 78 и 80, соответственно, и имеющий сквозной центральный канал 30. Первый конец 78 соединяется с гильзой 36 с отверстием для закачки, как описано выше, а второй конец 80 соединяется со вторым концом соединителя 40, как описано выше. Второй концевой клапанный корпус 38 включает в себя центральную часть 70, которая выступает снаружи в круговом направлении. Центральная часть 70 включает в себя первый конусный наружный заплечик 82 и второй конусный участок 84. Как показано на чертеже, в выступающей части способом фрезерования получено множество пазов 86, которые соединены с отверстиями 72, проходящими снаружи вовнутрь второго клапанного корпуса 38. Как наиболее наглядно показано на ФИГ. 4 и 6, наружный корпус 42 имеет такой размер, чтобы его внутренний диаметр помещался на наружном диаметре выступающей центральной части 70 на втором конусном участке 84. Между ними образуется кольцевая полость 46 с соединением по текучей среде между кольцевой полостью 46 и эксплуатационной секцией 16, проходящим через множество пазов 86.

На ФИГ. 4 показан вид в разрезе гильзы 36 с отверстием для закачки. Гильза 36 с отверстием для закачки имеет, по существу, цилиндрическую форму, внутреннюю и наружную поверхности 94 и 96, соответственно, проходящие между первым и вторым концами 90 и 92, и сквозной канал 30. Первый конец 90 соединен с первым концевым клапанным корпусом 34, как описано выше, а второй конец 92 - со вторым концевым клапанным корпусом 38, как описано выше. Внутренняя часть гильзы 36 с отверстием для закачки состоит из входной и выходной частей 100 и 102, соответственно, и центральной части 104, расположенной между ними. Внутренние диаметры входной и выходной частей 100 и 102 имеют одинаковые размеры, в то время как внутренний диаметр центральной части имеет больший размер для удобства использования ключа-толкателя (не показан), как это широко известно. Кольцевые выступы 106 и 108 определяют первый и второй концы центральной части 104 и имеют размеры, обеспечивающие удобство использования ключа-толкателя. Выступы 106 и 108 могут быть выполнены, по существу, поперечными или могут иметь другую ориентацию при необходимости.

ФИГ. 3 и 4 иллюстрируют наружную поверхность 96 гильзы 36 с отверстием для закачки. Наружный диаметр гильзы 36 с отверстием для закачки, по существу, равен наружному диаметру первого и второго концевых клапанных корпусов 34 и 38 и меньше внутреннего диаметра наружного корпуса 42, чтобы обеспечить образование кольцевой полости 46 между ними. На наружной стороне гильзы 36 с отверстием для закачки образована кольцевая стенка 110 с наружным диаметром, по существу равным внутреннему диаметру наружного корпуса 42, поэтому текучая среда не может проходить между стенкой 110 и наружным корпусом 42. Множество сопловых каналов 112 проходят в осевом направлении через стенку 110, поэтому текучая среда может проходить через нее из кольцевой полости 46. Каждый сопловый канал 112 согласован по размеру с соплом 114, которое рассчитано и отрегулировано в соответствии с требуемым расходом закачки. Сопла 114 описаны и показаны на ФИГ. 3 и 4 в кольцевой стенке 110, однако, следует понимать, что такие сопла 114 могут быть расположены в любом месте вдоль первого пути потока, чтобы уменьшить расход по нему. Следует также понимать, что для снижения расхода по первому пути 120 могут быть использованы другие устройства, в частности, в качестве неограничительных примеров можно указать суженные отверстия, пазы, клапаны и т.п.

На ФИГ. 4 наиболее наглядно показана кольцевая полость 46. В непосредственной близости к первому концу 26 клапанного корпуса 24, внутренний диаметр первой концевой удерживающей гильзы 44 выбран таким образом, чтобы он соответствовал наружному диаметру первого концевого соединителя 32, а наружный диаметр удерживающей гильзы 44 выбран таким образом, чтобы он подходил и соответствовал наружному диаметру наружного корпуса 42, таким образом, чтобы первый конец кольцевой полости 46 был герметизирован изнутри клапанного корпуса 24. В непосредственной области от второго конца 28 клапанного корпуса 24 наружный диаметр центральной части 70 второго концевого клапанного корпуса 38 выбран таким образом, чтобы он соответствовал внутреннему диаметру наружного корпуса 42, как описано выше. При этом кольцевая полость 46 может содержать текучую среду, которая должна быть подана в эксплуатационную секцию 16 после открытия одного из клапанных корпусов.

Во время установки клапанного корпуса 24 в ствол 10 скважины вторая концевая удерживающая гильза 45 герметично закрывает отверстия 72 второго концевого клапанного корпуса 38, как показано на ФИГ. 2, чтобы предотвратить попадание в него загрязнений. Для работы после установки в клапанном корпусе 24 может быть создано избыточное давление с целью разрушения второй концевой удерживающей гильзы 45 известным образом, при этом указанная вторая концевая удерживающая гильза 45 перфорируется или разрушается и больше не закрывает отверстия 72. Следует понимать, что химические вещества или химические растворители также могут быть использованы для перфорирования второй концевой удерживающей гильзы известным образом. Клапанный корпус 24 может затем использоваться в трех различных положениях. Первое убранное положение показано на чертеже 4. В этом положении, как первый, так и второй концевые клапанные корпуса 34 и 38 закрыты, при этом первая и вторая гильзы 64 и 74 клапанных корпусов герметично закрывают отверстия 62 и 72. В этом положении текучая среда проходит через центральный канал 30 клапанного корпуса 24 и не поступает в кольцевую полость 46 или эксплуатационную секцию 16.

Второе выдвинутое положение клапанного корпуса 24 показано на ФИГ. 6. В этом положении первый концевой клапанный корпус 34 находится в первом убранном положении, как показано на ФИГ. 4, в то время как второй концевой клапанный корпус 38 находится во втором выдвинутом положении, при этом вторая концевая гильза 74 выдвинута для открытия отверстий 72, образуя соединение по текучей среде между центральным каналом 30 и эксплуатационной секцией 16 по второму пути 122 потока. Ключ-толкатель, как известно, используется для выдвижения второй концевой гильзы 74. Когда отверстия 72 открываются, как показано на ФИГ. 6, большой объем текучей среды может проходить через них в эксплуатационную секцию 16. Это положение может быть использовано для гидравлического разрыва пласта или для стимуляции с высокообъемным расходом потока.

Третье выдвинутое положение клапанного корпуса 24 показано на ФИГ. 7. В этом положении первая концевая гильза 64 выдвинута для открытия отверстий 62, в то время как второй концевой клапанный корпус 24 находится в первом убранном положении, как показано на ФИГ. 4, при этом вторая гильза 74 герметично закрывает отверстия 72. Ключ-толкатель используется, как известно, для выдвижения первой концевой гильзы 64.

Когда отверстия 62 открыты, как показано на ФИГ. 7, объем текучей среды, регулируемый соплами 114, может проходить по первому пути 120 потока через отверстия 62 от центрального канала 30 до кольцевой полости 46, через сопла 114 и пазы 86 к эксплуатационной секции 16. Эта положение может быть использовано для стимуляции с низкообъемным расходом потока или для добычи.

Как указано выше, пользователь может выбрать первый или второй путь 120 или 122 потока, соответственно, для подачи потока текучей среды и захваченных материалов в эксплуатационную секцию 16. Предпочтительно, чтобы первый и второй пути потока заканчивались и входили в эксплуатационную секцию в одном и том же месте. Такое общее место позволит осуществлять как цементирование, так и завершение скважины с использованием одного и того же местоположения отверстия, тем самым предотвращая закрытие цементом или иные засорения сопловых каналов.

Конкретные варианты осуществления изобретения описаны и проиллюстрированы чертежами, однако, их следует рассматривать только в качестве иллюстративных примеров реализации, а не как ограничения изобретения, которое определяется прилагаемой формулой изобретения.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобычи. Устройство для селективной закачки материалов в скважину содержит продолговатый внутренний корпус, имеющий первую группу проходящих через него каналов, селективно закрываемых посредством первой гильзы. Через внутренний корпус проходит вторая группа каналов, селективно закрываемых посредством второй гильзы. Наружный корпус проходит между первым и вторым концами и окружает внутренний корпус с образованием между ними кольцевой полости. Первый конец наружного корпуса герметично соединен с внутренним корпусом. Второй конец наружного корпуса имеет свободную кромку напротив второй группы каналов. Первая группа каналов проходит через указанный внутренний корпус в указанную кольцевую полость таким образом, чтобы текучая среда, проходящая через указанную первую или вторую группу каналов, выходила наружу из указанного устройства в одном и том же месте. Первая и вторая гильзы расположены в центральном канале с обеспечением возможности свободного воздействия на них ключом-толкателем. Заявлен способ селективной закачки материалов в скважину. Достигается технический результат – осуществление цементирования и завершения скважины с использованием одного и того же местоположения отверстия, обеспечивающего предотвращение закрытия цементом или иными засорениями сопловых каналов. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для селективной закачки материалов в скважину, содержащее:

продолговатый внутренний корпус, имеющий первую группу проходящих через него каналов, селективно закрываемых посредством первой гильзы, и вторую группу проходящих через него каналов, селективно закрываемых посредством второй гильзы; и

наружный корпус, проходящий между первым и вторым концами и окружающий внутренний корпус таким образом, чтобы между ними образовалась кольцевая полость, при этом указанный первый конец указанного наружного корпуса герметично соединен с указанным внутренним корпусом, а указанный второй конец указанного наружного корпуса имеет свободную кромку напротив указанной второй группы каналов;

при этом указанная первая группа каналов проходит через указанный внутренний корпус в указанную кольцевую полость таким образом, чтобы текучая среда, проходящая через указанную первую или вторую группу каналов, выходила наружу из указанного устройства в одном и том же месте, а

первая и вторая гильзы расположены в центральном канале с обеспечением возможности свободного воздействия на них ключом-толкателем.

2. Устройство по п. 1, в котором указанные первая и вторая группы каналов образуют первый и второй пути изнутри указанного внутреннего корпуса наружу указанного устройства.

3. Устройство по п. 2, в котором указанные первый и второй пути имеют разные расходы потоков, проходящих по ним.

4. Устройство по п. 3, в котором указанный первый путь имеет более низкий расход, чем указанный второй путь.

5. Устройство по п. 4, в котором указанный первый путь содержит по меньшей мере одно сопло, выбранное для уменьшения расхода потока, проходящего по указанному первому пути, до требуемой величины.

6. Устройство по п. 5, в котором указанное по меньшей мере одно сопло расположено в указанной кольцевой полости.

7. Устройство по п. 5, в котором указанное по меньшей мере одно сопло расположено в указанной первой группе каналов.

8. Устройство по п. 6, в котором указанные сопла расположены внутри соплового корпуса.

9. Устройство по п. 8, в котором указанный сопловый корпус прикреплен к кольцевой стенке, проходящей между внутренним и наружным корпусами внутри полости.

10. Устройство по п. 9, в котором указанные сопла установлены в резьбовых отверстиях кольцевой стенки.

11. Устройство по п. 2, в котором указанные первая и вторая гильзы установлены с возможностью продольного перемещения внутри указанного корпуса, чтобы селективно закрывать или открывать указанные первый и второй пути.

12. Устройство по п. 1, в котором указанный внутренний корпус содержит часть с увеличенным размером вокруг указанной второй группы каналов такую, чтобы радиально поддерживать указанный второй конец указанного наружного корпуса.

13. Устройство по п. 12, в котором указанная часть с увеличенным размером содержит множество продольных пазов, образованных на ее наружной поверхности.

14. Устройство по п. 13, в котором указанные продольные пазы расположены на расстоянии друг от друга в местах, соответствующих каждому каналу указанной второй группы каналов.

15. Устройство по п. 13, в котором указанные продольные пазы проходят в указанный кольцевой канал и имеют сообщение по текучей среде с указанным кольцевым каналом.

16. Устройство по п. 15, дополнительно содержащее хрупкую полосу, закрепленную вокруг указанной части с увеличенным размером, чтобы закрывать указанную вторую группу каналов и указанные пазы в исходном положении.

17. Способ селективной закачки материалов в скважину, содержащий:

прикрепление продолговатого внутреннего корпуса, имеющего первую и вторую группы селективно закрываемых каналов, проходящих через него, с соответствующим наружным корпусом, окружающим указанный внутренний корпус, таким образом, чтобы образовать кольцевую полость между ними, к колонне ствола скважины;

расположение указанного внутреннего корпуса внутри ствола скважины; и

селективное открытие или закрытие одной из указанных первой или второй группы каналов посредством соответствующей первой или второй гильзы с использованием ключа-толкателя, выполненного с возможностью воздействия на первую или вторую гильзы, расположенные в центральном канале, для обеспечения первого или второго пути изнутри указанного внутреннего корпуса наружу указанных внутреннего и наружного корпусов;

при этом указанный первый путь проходит через указанную кольцевую полость, а указанный второй путь проходит через указанную вторую группу каналов, и при этом указанные первые и вторые каналы заканчиваются в одном и том же месте.

18. Способ по п. 17, дополнительно содержащий разрыв хрупкой полосы, покрывающей окончание указанных первого и второго путей, когда одну из указанных первой или второй групп каналов открывают для прохода текучей среды внутри указанного внутреннего корпуса.

19. Способ по п. 17, дополнительно содержащий обеспечение по меньшей мере одного сопла для уменьшения расхода потока, проходящего по указанному первому пути.