ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ СНАРЯД ДЛЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИНЫ, СКВАЖИННАЯ СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ СНАРЯД ДЛЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА СКВАЖИНЫ, И СПОСОБ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ Российский патент 2023 года по МПК E21B29/00 

Настоящее изобретение относится к инструментальному снаряду для капитального ремонта скважины, предназначенному для врезания в насосно-компрессорную трубу оборудования для заканчивания скважины, имеющего вершину, причем оборудование для заканчивания скважины содержит обсадную трубу, в которой расположена насосно-компрессорная труба, и эксплуатационный пакер, расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства над эксплуатационным пакером. Изобретение также относится к скважинной системе и способу ремонта.

При истощении залежи в производящей углеводороды скважине выполняются попытки оптимизации оборудования для заканчивания скважины для извлечения из залежи большего количества остающейся углеводородсодержащей текучей среды.

Один метод заключается во введении в верхнюю часть оборудования для заканчивания скважины газлифтных клапанов путем замены насосно-компрессорной трубы новой насосно-компрессорной трубой, имеющей газлифтные клапаны в верхней части трубы. Другой метод заключается во введении в насосно-компрессорную трубу скоростной подъемной колонны. Оба метода выполняют с использованием тяжелого, дорогого оборудования, такого как буровая установка, однако после падения цен на нефть возникла необходимость в менее дорогостоящем методе оптимизации скважин.

US 2018087352 раскрывает скомбинированные режущий инструмент и пробивающий инструмент, которые одновременно спускают в скважину, например в ствол скважины.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное преодоление вышеуказанных недостатков и недочетов уровня техники. Более конкретно, задачей является создание улучшенной скважинной системы для увеличения добычи углеводородов, которая будет менее дорогостоящей, чем известные системы, но без ухудшения безопасности скважины.

Вышеуказанные задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и отличительные признаки, очевидные из прочтения нижеследующего описания, реализованы в решении согласно настоящему изобретению посредством инструментального снаряда для капитального ремонта скважины, предназначенного для врезания в насосно-компрессорную трубу оборудования для заканчивания скважины, имеющего вершину, причем оборудование для заканчивания скважины содержит обсадную трубу, в которой расположена насосно-компрессорная труба, и эксплуатационный пакер, расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства над эксплуатационным пакером, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит:

- продольную ось;

- первый конец инструментального снаряда и второй конец инструментального снаряда, причем первый конец инструментального снаряда расположен ближе к вершине при погружении в оборудование для заканчивания скважины;

- труборезный модуль, содержащий корпус и режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку насосно-компрессорной трубы для отделения первой части насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части насосно-компрессорной трубы;

причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины дополнительно содержит модуль пробивания трубы, содержащий выдвигаемый пробивающий элемент, выполненный с возможностью создания по меньшей мере одного отверстия в стенке первой части для создания сообщения по текучей среде между затрубным пространством и внутренним объемом насосно-компрессорной трубы с получением управления скважиной путем циркуляции между ними текучей среды, причем модуль пробивания расположен ближе к первому концу инструментального снаряда, чем к труборезному модулю.

Благодаря наличию модуля пробивания трубы, содержащего выдвигаемый пробивающий элемент, и труборезного модуля в одном инструментальном снаряде для капитального ремонта скважины, отрезание насосно-компрессорной трубы и выполнение выравнивающего отверстия может быть осуществлено за один спуск. А благодаря наличию отверстия текучая среда, такая как тяжелая текучая среда, может циркулировать через отверстие между затрубным пространством и внутренним объемом насосно-компрессорной трубы, и будет обеспечено управление скважиной в процессе замены, а основная часть операции по замене может быть выполнена посредством инструментального снаряда для выполнения работ в скважине или для капитального ремонта скважины, в результате чего экономится значительное количество времени буровой установки, что значительно снижает стоимость без ухудшения безопасности скважины. Таким образом, первая часть насосно-компрессорной трубы может быть заменена заменяющей насосно-компрессорной трубой, имеющей газлифтные клапаны, и может быть запущен процесс газлифта для добычи большего количества нефти из залежи.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может быть беззарядовым инструментальным снарядом для капитального ремонта скважины, т.е. инструментальным снарядом для капитального ремонта скважины без зарядов.

Дополнительно, благодаря наличию беззарядового инструментального снаряда для капитального ремонта скважины обеспечивается более безопасный метод замены первой части насосно-компрессорной колонны. В нефтяной промышленности безопасность становится все более важным фактором как для обеспечения безопасности персонала, так и для предотвращения утечек нефти.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, описанный выше, может дополнительно содержать инструмент размещения для установки пробки внутри второй части насосно-компрессорной трубы, причем инструмент размещения расположен в соединении с труборезным модулем для того, чтобы труборезный модуль располагался между модулем пробивания трубы и инструментом размещения.

При ликвидации скважины ее необходимо тампонировать и извлечь максимально возможное количество оборудования для заканчивания для создания безопасного тампонирования и ликвидации (Р&А). Благодаря наличию инструмента размещения, расположенного как часть инструментального снаряда для капитального ремонта скважины в его передней части, все операции по установке пробки, бурению отверстия для циркуляции текучей среды для поддержания контроля скважины и отрезанию насосно-компрессорной трубы для извлечения первой части из скважины могут быть выполнены за один спуск. Таким образом, основная часть операции R&A может быть выполнена посредством инструментального снаряда для выполнения работ в скважине или для капитального ремонта скважины, в результате чего экономится значительное количество времени буровой установки, что значительно снижает стоимость без ухудшения безопасности скважины.

Дополнительно, инструмент размещения может быть выполнен с возможностью установки и отсоединения пробки в скважине.

Также инструмент размещения может функционировать как анкерный инструмент посредством пробки.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, описанный выше, может дополнительно содержать пробку, формирующую второй конец инструментального снаряда при спуске инструмента в насосно-компрессорную трубу.

Кроме того, труборезный модуль может содержать режущую лапу, имеющую первый конец лапы, соединенный с корпусом с возможностью поворота, и второй конец лапы, имеющий режущую кромку.

Дополнительно труборезный модуль может содержать первую часть модуля и вторую часть модуля, расположенную ближе всего к устью скважины, причем вторая часть модуля имеет режущую лапу, и вторая часть модуля соединена с первой частью модуля с возможностью вращения.

Также инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может содержать поворотное соединение между второй частью модуля труборезного модуля и инструментом размещения.

Выдвигаемый пробивающий элемент может содержать буровую головку или пробивающую часть.

Кроме того, модуль пробивания трубы может обеспечивать вращение выдвигаемого пробивающего элемента для создания по меньшей мере одного отверстия.

Дополнительно выдвигаемый пробивающий элемент может содержать буровую головку, и модуль пробивания трубы может обеспечивать вращение буровой головки.

Модуль пробивания трубы может быть расположен над труборезным модулем так, что модуль пробивания трубы расположен ближе к устью скважины.

Кроме того, модуль пробивания трубы может быть расположен над труборезным модулем на предварительно заданном расстоянии.

Дополнительно модуль пробивания трубы может содержать двигатель и зубчатую передачу для вращения выдвигаемого пробивающего элемента.

Дополнительно, выдвигаемый пробивающий элемент может иметь выдвинутое положение и втянутое положение.

Кроме того, модуль пробивания трубы может содержать гидравлический цилиндр с поршнем для выдвигания выдвигаемого пробивающего элемента и пружину для втягивания выдвигаемого пробивающего элемента, причем пружина сжимается поршнем при выдвижении выдвигаемого пробивающего элемента. Выдвигаемый пробивающий элемент может формировать часть поршня.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, описанный выше, может дополнительно содержать кабель, так что инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины представляет собой спускаемый на кабеле инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, описанный выше, не является частью постоянной конструкции в скважине, т.е. не является частью оборудования для заканчивания скважины и, следовательно, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, описанный выше, представляет собой инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, предназначенный для выполнения работ в скважине.

Кроме того, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины, описанный выше, может дополнительно содержать каротажный модуль для определения положения инструментального снаряда.

Настоящее изобретение также относится к скважинной системе, содержащей:

- ствол скважины;

- обсадную трубу, расположенную в стволе скважины;

- насосно-компрессорную трубу, расположенную по меньшей мере частично внутри обсадной трубы;

- эксплуатационный пакер, расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства над эксплуатационным пакером; и

- инструмент для капитального ремонта скважины, описанный выше, выполненный с возможностью расположения внутри насосно-компрессорной трубы.

Также, режущая кромка труборезного модуля может быть расположена напротив или выше эксплуатационного пакера.

Дополнительно, инструментальный снаряд может содержать приводной модуль/скважинный трактор.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может дополнительно содержать инструмент размещения для установки пробки внутри второй части насосно-компрессорной трубы, причем инструмент размещения расположен в соединении с труборезным модулем так, что труборезный модуль расположен между модулем пробивания трубы и инструментом размещения.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может дополнительно содержать пробку.

Скважинная система, описанная выше, может дополнительно содержать насосный модуль, обеспечивающий циркуляцию тяжелой текучей среды вниз по затрубному пространству через по меньшей мере одно отверстие в насосно-компрессорную трубу.

Скважинная система, описанная выше, может дополнительно содержать оборудование, выполненное с возможностью вытягивания первой части насосно-компрессорной трубы из ствола скважины и/или выполненное с возможностью введения заменяющей насосно-компрессорной трубы для замены первой части.

Также оборудование может быть выполнено с возможностью вытягивания эксплуатационного пакера.

Кроме того, заменяющая насосно-компрессорная труба может содержать пакер насосно-компрессорной трубы.

Дополнительно пакер насосно-компрессорной трубы может содержать разжимную

муфту.

Также скважинная система может быть использована для тампонирования и ликвидации так, что после извлечения первой части насосно-компрессорной трубы сверху пробки размещают цемент.

Настоящее изобретение также относится к способу ремонта для ремонта оборудования для заканчивания скважины, имеющего вершину, причем оборудование для заканчивания скважины содержит обсадную трубу, в которой расположена насосно-компрессорная труба, и эксплуатационный пакер, расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства над эксплуатационным пакером, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси в процессе выдвижения относительно корпуса для врезания изнутри в стенку насосно-компрессорной трубы для отделения первой части насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части насосно-компрессорной трубы;

- размещают инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины в насосно-компрессорной трубе, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку насосно-компрессорной трубы для отделения первой части насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части насосно-компрессорной трубы;

- выполняют по меньшей мере одно отверстие над эксплуатационным пакером в первой части посредством модуля пробивания трубы;

- обеспечивают циркуляцию тяжелой текучей среды через по меньшей мере одно отверстие;

- режут стенку насосно-компрессорной трубы над пробкой, расположенной внутри второй части насосно-компрессорной трубы, разделяя первую часть и вторую часть насосно-компрессорной трубы;

- вытягивают инструментальный снаряд из насосно-компрессорной трубы; и

- вытягивают первую часть насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы.

Дополнительно пробка может быть установлена внутри второй части насосно-компрессорной трубы посредством модуля размещения, причем инструмент размещения расположен в соединении с труборезным модулем так, что труборезный модуль расположен между модулем пробивания трубы и инструментом размещения.

Настоящее изобретение также относится к способу ликвидации, предназначенному для ликвидации оборудования для заканчивания скважины, имеющего вершину, причем оборудование для заканчивания скважины содержит обсадную трубу, в которой расположена насосно-компрессорная труба, и эксплуатационный пакер, расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства над эксплуатационным пакером, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси в процессе выдвижения относительно корпуса для врезания изнутри в стенку насосно-компрессорной трубы для отделения первой части насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части насосно-компрессорной трубы;

- размещают инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины в насосно-компрессорной трубе, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку насосно-компрессорной трубы для отделения первой части насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части насосно-компрессорной трубы;

- выполняют по меньшей мере одно отверстие над эксплуатационным пакером в первой части посредством модуля пробивания;

- обеспечивают циркуляцию тяжелой текучей среды через по меньшей мере одно отверстие;

- режут стенку насосно-компрессорной трубы над пробкой, расположенной внутри второй части насосно-компрессорной трубы, разделяя первую часть и вторую часть насосно-компрессорной трубы;

- вытягивают инструментальный снаряд из насосно-компрессорной трубы;

- вытягивают первую часть насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы; и

- размещают цемент над пробкой.

Наконец, вытягивание первой части насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы и размещение цемента над пробкой могут выполнять одновременно.

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

- на фиг. 1 показан вид в частичном поперечном разрезе инструментального снаряда для капитального ремонта скважины в оборудовании для заканчивания скважины;

- на фиг. 2 показан вид в частичном поперечном разрезе оборудования для заканчивания скважины с фиг. 1, в котором насосно-компрессорная труба частично разделена на первую часть и вторую часть, а инструментальный снаряд извлечен;

- на фиг. 3 показан вид в частичном поперечном разрезе оборудования для заканчивания скважины с фиг. 2, в которое введена заменяющая насосно-компрессорная труба для замены первой части;

- на фиг. 4 показан вид в частичном поперечном разрезе другого оборудования для заканчивания скважины, в котором инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины имеет инструмент размещения и пробку;

- на фиг. 5 показан вид другого инструментального снаряда для капитального ремонта скважины, имеющего инструмент размещения и пробку; и

- на фиг. 6 показан вид другого инструментального снаряда для капитального ремонта скважины, имеющего приводной модуль, такой как скважинный трактор, и каротажный модуль.

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

На фиг. 1 показан инструментальный снаряд 1 для капитального ремонта скважины, выполненный с возможностью врезания в насосно-компрессорную трубу 2 оборудования 100 для заканчивания скважины. Оборудование 100 для заканчивания скважины содержит обсадную трубу 4, в которой расположена насосно-компрессорная труба так, что насосно-компрессорная труба проходит частично под обсадной трубой. Между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой расположен эксплуатационный пакер 5 с образованием затрубного пространства 6 над эксплуатационным пакером и, таким образом, проходящий в направлении вершины 3 оборудования для заканчивания скважины. Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины выполнен с возможностью врезаться в насосно-компрессорную трубу 2 для разделения насосно-компрессорной трубы 2 на первую часть 15, ближайшую к вершине, и вторую часть 16, с тем, чтобы первая часть могла быть извлечена из скважины и могла быть введена заменяющая насосно-компрессорная труба для замены первой части. Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит первый конец 8 инструментального снаряда и второй конец 9 инструментального снаряда. Первый конец инструментального снаряда расположен ближе к вершине при подвешивании с вершины на кабеле и погружении в оборудование для заканчивания скважины. Инструментальный снаряд 1 для капитального ремонта скважины дополнительно содержит труборезный модуль 10, содержащий корпус 11 и режущую кромку 12, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси 7 инструментального снаряда при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку 14 насосно-компрессорной трубы для отделения первой части 15 от второй части 16 насосно-компрессорной трубы. Инструментальный снаряд 1 для капитального ремонта скважины дополнительно содержит модуль 20 пробивания трубы, содержащий выдвигаемый пробивающий элемент 21, выполненный с возможностью создания по меньшей мере одного отверстия 22 в стенке первой части для создания сообщения по текучей среде между затрубным пространством и внутренним объемом 23 насосно-компрессорной трубы с получением управления скважиной путем циркуляции между ними текучей среды. Модуль 20 пробивания расположен ближе к первому концу 8 инструментального снаряда, чем к труборезному модулю 10, и модуль 20 пробивания расположен смежно с труборезным модулем так, что отверстия выполняются в первой части 15, а не во второй части 16, которая остается в скважине, так что тяжелая текучая среда может циркулировать для замены текучей среды непосредственно над эксплуатационным пакером для обеспечения управления скважиной перед врезанием в насосно-компрессорную трубу.

Благодаря возможности циркуляции текучей среды, такой как тяжелая текучая среда, между затрубным пространством и внутренним объемом насосно-компрессорной трубы основная часть операции по замене может быть выполнена посредством инструментального снаряда для выполнения работ в скважине, в результате чего экономится значительное количество времени буровой установки, что значительно снижает стоимость без ухудшения безопасности скважины. Таким образом, первая часть насосно-компрессорной трубы может быть заменена заменяющей насосно-компрессорной трубой, имеющей газлифтные клапаны 85 (как показано на фиг. 3), и газлифтные клапаны могут быть активированы для извлечения большего количества нефти из залежи.

Пробка 18, показанная на фиг. 4, может быть установлена посредством инструментального снаряда для капитального ремонта скважины, поскольку снаряд может содержать инструмент 17 размещения для установки пробки 18 внутри второй части насосно-компрессорной трубы. Инструмент 17 размещения расположен в соединении с труборезным модулем так, что труборезный модуль расположен между модулем пробивания трубы и инструментом размещения. Таким образом, пробка формирует второй конец инструментального снаряда при спуске инструмента в насосно-компрессорную трубу. Пробка 18 с фиг. 1 также может быть предусмотрена во второй части насосно-компрессорной трубы во время предыдущей операции.

Как показано на фиг. 1, выдвигаемый пробивающий элемент 21 модуля 20 пробивания трубы выполняет отверстие 22 в стенке насосно-компрессорной трубы, вследствие чего текучая среда может циркулировать для сохранения управления скважиной перед тем, как режущая кромка 12 труборезного модуля 10 врежется в насосно-компрессорную трубу. Как показано на фиг. 2, труборезный модуль врезался в насосно-компрессорную трубу, отделяя первую часть от второй части, после чего инструментальный снаряд был извлечен для того, чтобы первая часть могла быть вытянута из скважины и могла быть введена заменяющая насосно-компрессорная труба 60, имеющая пакер 61 насосно-компрессорной трубы, как показано на фиг. 3. Как показано на фиг. 3, пакер 61 насосно-компрессорной трубы имеет разжимную металлическую муфту 62, окружающую трубчатую металлическую часть 63, установленную как часть заменяющей насосно-компрессорной трубы 60. Разжимная металлическая муфта 62 деформируется необратимым образом путем пропускания текучей среды в кольцевое пространство между разжимной металлической муфтой и трубчатой металлической частью 63 через отверстие в трубчатой металлической части. Затрубный барьер может иметь клапанную систему в сообщении по текучей среде с отверстием и кольцевым пространством, например, чтобы в первом положении обеспечивать прохождение текучей среды в кольцевое пространство, а во втором положении перекрывать отверстие или сообщение по текучей среде между отверстием и кольцевым пространством. Клапанная система во втором положении может обеспечивать сообщение по текучей среде между кольцевым пространством и затрубным пространством для выравнивания давления между ними.

Хотя это не показано, заменяющая насосно-компрессорная труба может иметь внутренний диаметр, который меньше диаметра первой части насосно-компрессорной трубы. Благодаря наличию меньшего диаметра заменяющая насосно-компрессорная труба уменьшает площадь сечения потока и увеличивает скорость потока для обеспечения извлечения жидкостей из ствола скважины/залежи.

Как показано на фиг. 4, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины дополнительно содержит инструмент 17 размещения, выполненный с возможностью установки и отсоединения пробки 18 в скважине. Отсоединение пробки может быть выполнено перед тем, как инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины перемещается вверх для выполнения отверстия и после этого разрезает насосно-компрессорную трубу на первую часть и вторую часть. Таким образом, пробка может быть размещена на удалении ниже насосно-компрессорной трубы от эксплуатационного пакера, даже, например, непосредственно над подвеской 81 хвостовика. Отсоединение пробки также может быть выполнено в процессе второй операции, также называемой вторым спуском, если инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины соединен с устьем скважины посредством кабеля 40, поскольку вытягивание первой части насосно-компрессорной трубы мешает тому, чтобы оставить инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины в скважине и выполнить отсоединение пробки после вытягивания первой части. Если инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины не является кабельным, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может оставаться в скважине при замене первой части насосно-компрессорной трубы заменяющей насосно-компрессорной трубой и, следовательно, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может отсоединять пробку перед извлечением инструментального снаряда для капитального ремонта скважины из скважины и, следовательно, также выполнять отсоединение пробки во время того же первого спуска.

Инструмент размещения может функционировать как анкерный инструмент посредством пробки так, что инструмент размещения не отсоединяется от пробки при выполнении модулем пробивания трубы по меньшей мере одного отверстия и при врезании труборезного модуля в насосно-компрессорную трубу.

Труборезный модуль с фиг. 5 содержит режущую лапу 24, имеющую первый конец 25 лапы, соединенный с корпусом 11 с возможностью поворота, и второй конец 26 лапы, содержащий режущую кромку, которая контактирует со стенкой, когда режущая лапа выдвинута в радиальном направлении. Труборезный модуль содержит первую часть 31 модули и вторую часть 32 модуля. Вторая часть 32 модуля содержит режущую лапу 24 и соединена с первой частью модуля с возможностью поворота так, что вторая часть модуля вращает режущую лапу и режущую кромку относительно остальной части корпуса 11. Таким образом, труборезный модуль содержит двигатель для вращения первой части модуля относительно второй части модуля, и труборезный модуль содержит гидравлический цилиндр для перемещения режущей лапы между втянутым и выдвинутым положением вокруг точки поворота в корпусе.

Как показано на фиг. 5, инструментальный снаряд 1 для капитального ремонта скважины может содержать поворотное соединение 33 между второй частью 32 модуля труборезного модуля 10 и инструментом 17 размещения так, что вторая часть модуля может вращаться при установке пробки инструментом размещения, когда он еще соединен с пробкой.

Как показано на фиг. 5, выдвигаемый пробивающий элемент содержит буровую головку 34, которая выполняет отверстия путем вращения головки и выполнения бурения через стенку насосно-компрессорной трубы. Дополнительно, модуль 20 пробивания трубы содержит двигатель 38 и зубчатую передачу 41 для вращения выдвигаемого пробивающего элемента 21. Кроме того, выдвигаемый пробивающий элемент имеет выдвинутое положение и втянутое положение. Модуль пробивания трубы содержит гидравлический цилиндр 37 с поршнем 39 для выдвижения выдвигаемого пробивающего элемента, и пружину 42 для втягивания выдвигаемого пробивающего элемента. Пружина сжимается поршнем, когда поршень перемещается и выдвигает выдвигаемый пробивающий элемент. Выдвигаемый пробивающий элемент формирует первую часть поршня так, что первая часть поршня выдвигается из гидравлического цилиндра, а вторая часть поршня остается в гидравлическом цилиндре. Таким образом, отверстие выполняется без использования взрывчатки, следовательно, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины является инструментальным снарядом для капитального ремонта скважины без взрывчатки или инструментальным снарядом для капитального ремонта скважины без заряда.

Как показано на фиг. 6, выдвигаемый пробивающий элемент содержит пробивающую часть 35, которая выполняет отверстия путем ее перемещения через стенку насосно-компрессорной трубы. Пробивающая часть имеет выдвинутое положение и втянутое положение, а гидравлический цилиндр перемещает пробивающую часть между выдвинутым и втянутым положением. Таким образом, насосно-компрессорная труба отделяется без использования взрывчатки, следовательно, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины является инструментальным снарядом для капитального ремонта скважины без взрывчатки или инструментальным снарядом для капитального ремонта скважины без заряда.

Благодаря наличию режущего модуля и пробивающего модуля в одном инструментальном снаряде для капитального ремонта скважины и пробивающего модуля, расположенного на определенном расстоянии d (показано на фиг. 1) над режущим модулем, отверстие выполняют безопасным образом над линией разреза/отделения, т.е. разрезом/линией, где первая часть отделяется от второй части насосно-компрессорной трубы. Инструментальный снаряд может быть смонтирован так, что отверстие выполняется на определенном расстоянии от линии отделения.

Инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины дополнительно содержит каротажный модуль 36 для определения положения инструментального снаряда, как показано на фиг. 5. Таким образом, инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины может определять положение эксплуатационного пакера и т.д. более точно до выполнения операций, чтобы инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины не разрезал случайно эксплуатационный пакер.

В некоторых вариантах выполнения оборудования для заканчивания скважины также возможно отрезать эксплуатационный пакер и извлечь эксплуатационный пакер при вытягивании первой части насосно-компрессорной трубы. В этом случае режущую кромку труборезного модуля располагают напротив эксплуатационного пакера или над ним.

Каротажный модуль 36 может представлять собой инструмент, использующий магниты и/или магнитометры с тем, чтобы обнаружить отдельные элементы в оборудовании для заканчивания скважины для определения конкретного положения.

Скважинная система 200, показанная на фиг. 1, содержит ствол 28 скважины, обсадную трубу 4, расположенную в стволе скважины, насосно-компрессорную трубу 2, расположенную по меньшей мере частично внутри обсадной трубы, и эксплуатационный пакер 5, расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства 6 над эксплуатационным пакером, как описано выше. Скважинная система дополнительно содержит инструментальный снаряд 1 для капитального ремонта скважины, выполненный с возможностью расположения внутри насосно-компрессорной трубы для разделения насосно-компрессорной трубы на первую часть 15 и вторую часть 16 для того, чтобы извлечь первую часть и заменить ее. Перед врезанием в насосно-компрессорную трубу 2 модуль 20 пробивания трубы выполняет по меньшей мере одно отверстие 22. Скважинная система 200 дополнительно содержит насосный модуль 52, обеспечивающий циркуляцию тяжелой текучей среды вниз по затрубному пространству 6 через по меньшей мере одно отверстие 22 в насосно-компрессорную трубу 2 перед извлечением первой части. Насос расположен в устье на поверхности или морском дне.

Скважинная система дополнительно содержит оборудование 53, выполненное с возможностью вытягивания по меньшей мере первой части насосно-компрессорной трубы из ствола 28 скважины и/или введения заменяющей насосно-компрессорной трубы для замены первой части. Оборудование 53 также выполнено с возможностью вытягивания эксплуатационного пакера, если необходимо и если эксплуатационный пакер подходит для его отсоединения путем врезания в пакер.

Скважинная система также может быть использована для тампонирования и ликвидации так, что после извлечения первой части насосно-компрессорной трубы сверху пробки размещают цемент.

Как показано на фиг. 3, оборудование для заканчивания скважины может содержать хвостовик 82, подвешенный на подвеске 81 хвостовика. Хвостовик содержит затрубный барьер 70, который имеет разжимную металлическую муфту 71, окружающую трубчатую металлическую часть 73, установленную как часть хвостовика 82. Разжимная металлическая муфта 71 деформируется необратимым образом путем пропускания текучей среды в кольцевое пространство 72 между разжимной металлической муфтой 71 и трубчатой металлической частью 73, например, через отверстие 75 в трубчатой металлической части 73.

Таким образом, ремонт оборудования для заканчивания скважины выполняют путем размещения инструментального снаряда для капитального ремонта скважины в насосно-компрессорной трубе, выполнения по меньшей мере одного отверстия над эксплуатационным пакером в первой части посредством модуля пробивания трубы, обеспечения циркуляции тяжелой текучей среды через по меньшей мере одно отверстие, врезания в стенку насосно-компрессорной колонны над пробкой, расположенной внутри второй части насосно-компрессорной трубы, вытягивания инструментального снаряда из насосно-компрессорной трубы и вытягивания первой части насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы.

Таким образом, благодаря размещению инструментального снаряда для капитального ремонта скважины в насосно-компрессорной трубе, скважинная система выполняет по меньшей мере одно отверстие над эксплуатационным пакером в первой части посредством модуля пробивания, обеспечивают циркуляцию тяжелой текучей среды через по меньшей мере одно отверстие, врезаются в стенку насосно-компрессорной колонны над пробкой, расположенной внутри второй части насосно-компрессорной трубы, вытягивают инструментальный снаряд из насосно-компрессорной трубы, вытягивают первую часть насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы и размещают цемент сверху пробки. Вытягивание первой части насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы и размещение цемента сверху пробки могут выполнять одновременно.

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 обсадной трубой, насосно-компрессорной трубой, заменяющей насосно-компрессорной трубой, хвостовиком 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 инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины в насосно-компрессорную трубу/обсадную трубу, для проталкивания инструмента до нужного положения в скважине может быть использован приводной модуль 51, такой как скважинный трактор. Скважинный трактор может иметь выдвигающиеся рычаги 54, имеющие колеса 55, 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.

Группа изобретений относится к капитальному ремонту нефтегазодобывающих скважин. Инструментальный снаряд предназначен для врезания в насосно-компрессорную трубу (НКТ) оборудования для заканчивания скважины, имеющего вершину, обсадную трубу, в которой расположена НКТ, и пакер. Инструментальный снаряд содержит продольную ось, первый и второй конец, причем первый конец расположен ближе к вершине при погружении в оборудование для заканчивания скважины, труборезный модуль, содержащий корпус, первую часть модуля, вторую часть модуля и режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку НКТ для отделения первой части НКТ, ближайшей к вершине, от второй части. Снаряд содержит модуль пробивания трубы, содержащий выдвигаемый пробивающий элемент, выполненный с возможностью создания отверстия в стенке первой части для сообщения по текучей среде между затрубным пространством и внутренним объемом НКТ с получением управления скважиной путем циркуляции между ними текучей среды. Модуль пробивания расположен ближе к первому концу снаряда, чем к труборезному модулю. Снаряд содержит инструмент размещения для установки пробки внутри второй части НКТ, расположенный в соединении с труборезным модулем для того, чтобы труборезный модуль располагался между модулем пробивания трубы и инструментом размещения, при этом снаряд содержит также поворотное соединение между второй частью труборезного модуля и инструментом размещения. Повышается безопасность ремонта, снижаются временные затраты, увеличивается добыча углеводородов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Инструментальный снаряд (1) для капитального ремонта скважины, предназначенный для врезания в насосно-компрессорную трубу (2) оборудования (100) для заканчивания скважины, имеющего вершину (3), причем оборудование для заканчивания скважины содержит обсадную трубу (4), в которой расположена насосно-компрессорная труба, и эксплуатационный пакер (5), расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства (6) над эксплуатационным пакером, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит:

- продольную ось (7);

- первый конец (8) инструментального снаряда и второй конец (9) инструментального снаряда, причем первый конец инструментального снаряда расположен ближе к вершине при погружении в оборудование для заканчивания скважины;

- труборезный модуль (10), содержащий корпус (11), первую часть (31) модуля, вторую часть (32) модуля и режущую кромку (12), выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку (14) насосно-компрессорной трубы для отделения первой части (15) насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части (16) насосно-компрессорной трубы;

причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины дополнительно содержит модуль (20) пробивания трубы, содержащий выдвигаемый пробивающий элемент (21), выполненный с возможностью создания по меньшей мере одного отверстия (22) в стенке первой части для создания сообщения по текучей среде между затрубным пространством и внутренним объемом (23) насосно-компрессорной трубы с получением управления скважиной путем циркуляции между ними текучей среды, причем модуль пробивания расположен ближе к первому концу инструментального снаряда, чем к труборезному модулю, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины дополнительно содержит инструмент (17) размещения для установки пробки (18) внутри второй части насосно-компрессорной трубы, причем инструмент размещения расположен в соединении с труборезным модулем для того, чтобы труборезный модуль располагался между модулем пробивания трубы и инструментом размещения, при этом инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит поворотное соединение (33) между второй частью (32) труборезного модуля (10) и инструментом (17) размещения.

2. Снаряд по п. 1, дополнительно содержащий пробку, формирующую второй конец инструментального снаряда при спуске инструмента в насосно-компрессорную трубу.

3. Снаряд по п. 1 или 2, в котором труборезный модуль содержит режущую лапу (24), имеющую первый конец (25) лапы, соединенный с корпусом с возможностью поворота, и второй конец (26) лапы, имеющий режущую кромку.

4. Снаряд по любому из пп. 1-3, в котором труборезный модуль содержит первую часть (31) модуля и вторую часть (32) модуля, причем вторая часть модуля имеет режущую лапу, и вторая часть модуля соединена с первой частью модуля с возможностью вращения.

5. Снаряд по любому из пп. 1-4, в котором выдвигаемый пробивающий элемент содержит буровую головку (34) или пробивающую часть (35).

6. Снаряд по любому из пп. 1-5, в котором модуль пробивания трубы обеспечивает вращение выдвигаемого пробивающего элемента для создания по меньшей мере одного отверстия.

7. Снаряд по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащий кабель (40), так что снаряд представляет собой спускаемый на кабеле инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины.

8. Снаряд по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащий каротажный модуль (36) для определения положения инструментального снаряда.

9. Скважинная система (200), содержащая:

- ствол (28) скважины;

- обсадную трубу (4), расположенную в стволе скважины;

- насосно-компрессорную трубу (2), расположенную по меньшей мере частично внутри обсадной трубы;

- эксплуатационный пакер (5), расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства (6) над эксплуатационным пакером; и

- инструментальный снаряд (1) для капитального ремонта скважины по любому из пп. 1-8, выполненный с возможностью расположения внутри насосно-компрессорной трубы.

10. Система по п. 9, дополнительно содержащая насосный модуль (52), обеспечивающий циркуляцию тяжелой текучей среды вниз по затрубному пространству через по меньшей мере одно отверстие в насосно-компрессорную трубу.

11. Система по любому из пп. 9-10, дополнительно содержащая оборудование (53), выполненное с возможностью вытягивания первой части насосно-компрессорной трубы из ствола скважины и/или выполненное с возможностью введения заменяющей насосно-компрессорной трубы для замены первой части.

12. Система по п. 11, в которой заменяющая насосно-компрессорная труба (60) содержит пакер (61) насосно-компрессорной трубы.

13. Система по любому из пп. 12, в которой пакер насосно-компрессорной трубы содержит разжимную муфту (62).

14. Способ ремонта для ремонта оборудования (100) для заканчивания скважины, имеющего вершину (3), причем оборудование для заканчивания скважины содержит обсадную трубу (4), в которой расположена насосно-компрессорная труба (2), и эксплуатационный пакер (5), расположенный между обсадной трубой и насосно-компрессорной трубой с образованием затрубного пространства (6) над эксплуатационным пакером, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит режущую кромку (12), выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси в процессе выдвижения относительно корпуса для врезания изнутри в стенку (14) насосно-компрессорной трубы для отделения первой части (15) насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части (16) насосно-компрессорной трубы;

- размещают инструментальный снаряд (1) для капитального ремонта скважины по любому из пп. 1-8 в насосно-компрессорной трубе, причем инструментальный снаряд для капитального ремонта скважины содержит режущую кромку (12), выполненную с возможностью вращения вокруг продольной оси при выдвижении относительно корпуса для врезания изнутри в стенку (14) насосно-компрессорной трубы для отделения первой части (15) насосно-компрессорной трубы, ближайшей к вершине, от второй части (16) насосно-компрессорной трубы;

- выполняют по меньшей мере одно отверстие над эксплуатационным пакером в первой части посредством модуля пробивания трубы;

- обеспечивают циркуляцию тяжелой текучей среды через по меньшей мере одно отверстие;

- режут стенку насосно-компрессорной трубы над пробкой, расположенной внутри второй части насосно-компрессорной трубы, разделяя первую часть и вторую часть насосно-компрессорной трубы;

- вытягивают инструментальный снаряд из насосно-компрессорной трубы; и

- вытягивают первую часть насосно-компрессорной трубы из обсадной трубы.