СИСТЕМА И СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2024 года по МПК E21B23/06 E21B33/1295 E21B43/10 

Описание патента на изобретение RU2819314C2

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка основана на предварительной заявке США № 62/875 849, поданной 18 июля 2019 г., и испрашивает приоритет по указанной заявке, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В многочисленных скважинных применениях обсадная колонна размещена в глубине скважины в стволе скважины и зацементирована на месте внутри ствола скважины. Внутри обсадной колонны с помощью подвески для насосно-компрессорных труб могут быть развернуты и закреплены различные обсадные колонны-хвостовики или другие типы насосно-компрессорных труб. Подвеска насосно-компрессорных труб может быть объединена с пакером для обеспечения уплотнения между насосно-компрессорной трубой и окружающей обсадной колонной. Кроме того, подвеска для насосно-компрессорных труб может содержать клинья, которые приводятся в контакт с окружающей обсадной трубой для обеспечения поддержки обсадной колонны-хвостовика или другой насосно-компрессорной трубы. Клинья подвески насосно-компрессорных труб приводят в действие с помощью поршневой системы привода, но существующие системы привода могут быть подвержены возникновению путей утечки.

Например, в документе US 4296806 раскрыт пакер, в котором два опорных кольца перемещаются навстречу друг другу, сжимая уплотнительный элемент для создания радиального расширения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В целом, система и методология предназначены для облегчения применения подвесного устройства обсадной колонны-хвостовика в буровой скважине. Согласно варианту осуществления беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система сконструирована таким образом, чтобы исключить образование путей утечки. Беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система может содержать наружную конструкцию, имеющую участок подвески насосно-компрессорной трубы и участок пакера, установленный на оправке. Между оправкой и окружающей наружной конструкцией может быть расположена уплотнительная система для обеспечения герметичного прилегания между ними. Оправка имеет беспортовую секцию по меньшей мере на глубинной стороне уплотнительной системы, и эта беспортовая секция удерживается на глубинной стороне уплотнительной системы во время, например, приведения в действие участка подвески насосно-компрессорной трубы так, чтобы предотвратить образование путей утечки. Исполнительное устройство может быть расположено вдоль оправки и может быть выполнено с возможностью инициирования приведения в действие клиньев подвески, установленных вдоль участка подвески насосно-компрессорной трубы. Кроме того, вдоль оправки может быть расположен механизм защиты от преждевременной установки, который действует совместно с исполнительным устройством и предотвращает преждевременное приведение в действие клиньев подвески. Пакер имеет уплотнительный элемент пакера и конус пакера, расположенный с возможностью расширения уплотнительного элемента пакера, причем уплотнительный элемент пакера и конус пакера расположены на оправке. Для обеспечения возможности расширения конус пакера проталкивают через уплотнительный элемент пакера, вызывая перемещение уплотнительного элемента пакера в радиальном направлении наружу.

[0004] Тем не менее, многочисленные модификации могут быть осуществлены без существенного отступления от идей настоящего изобретения. Соответственно, такие модификации предназначены для включения в объем настоящего изобретения, определенный в формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0005] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения далее в настоящем документе будут описаны со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы. Однако следует понимать, что прилагаемые графические материалы показывают различные варианты реализации, описанные в настоящем документе, и не предназначены для ограничения объема различных технологий, описанных в настоящем документе, и при этом:

[0006] на Фиг. 1 показан вид с частичным разрезом примера беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы, расположенной в окружающем трубном элементе, например в обсадной трубе, согласно варианту осуществления изобретения;

[0007] на Фиг. 2 показан вид, аналогичный показанному на Фиг. 1, при этом имеющий увеличенный выносной элемент, на котором показан пример приводной системы и механизма защиты от преждевременной установки для предотвращения преждевременного срабатывания беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы, согласно варианту осуществления изобретения;

[0008] на Фиг. 3 показан вид с частичным разрезом беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы на стадии, когда инициирована установка клиньев подвески насосно-компрессорной трубы, согласно варианту осуществления изобретения;

[0009] на Фиг. 4 показан вид с частичным разрезом беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы на стадии, когда масса разгружена, чтобы полностью установить подвеску насосно-компрессорной трубы, согласно варианту осуществления изобретения; и

[0010] на Фиг. 5 показан вид с частичным разрезом беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы на стадии, когда установлены и клинья подвески насосно-компрессорной трубы, и пакер, согласно варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В последующем описании изложены многочисленные подробности, чтобы обеспечить понимание некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что указанная система и/или методология могут быть реализованы на практике без этих подробностей и что возможны многочисленные вариации или модификации описанных вариантов осуществления.

[0012] В настоящем документе в целом раскрыты система и методология, облегчающие применение подвески обсадной колонны-хвостовика в буровой скважине. Согласно варианту осуществления беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система сконструирована таким образом, чтобы исключить образование путей утечки. Беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система может включать в себя имеющую гидравлический привод подвеску обсадной колонны-хвостовика, объединенную с верхним пакером. В различных применениях подвеска обсадной колонны-хвостовика может быть выборочно приведена в действие путем приложения соответствующего давления, действующего вниз через рабочую колонну. Например, можно выборочно управлять потоком через внутренний канал рабочей колонны и беспортовую цельнокорпусную гидравлическую систему, чтобы подать гидравлическое давление на соответствующее исполнительное устройство. В некоторых вариантах осуществления поток через внутренний канал может быть заблокирован с помощью, например, шарового или уплотнительного механизма, чтобы обеспечить желаемое увеличение давления.

[0013] В целом, беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система может содержать наружную конструкцию, имеющую участок подвески насосно-компрессорной трубы и участок пакера, установленный на оправке. Между оправкой и окружающей наружной конструкцией может быть расположена уплотнительная конструкция, обеспечивающая герметичное прилегание между ними. В качестве примера, уплотнительная конструкция может быть выполнена в виде пакета уплотнений, применяемого в сочетании с приемной частью надставки. Оправка имеет беспортовую секцию по меньшей мере на глубинной стороне уплотнительной системы, и указанная беспортовая секция удерживается на глубинной стороне уплотнительной системы во время, например, приведения в действие участка подвески насосно-компрессорной трубы. Указанная цельнокорпусная конструкция представляет собой конструкцию, в которой пакер и подвеска объединены в едином корпусе таким образом, что предотвращается образование путей утечки. В различных вариантах осуществления оправка может не иметь портов по всей своей длине. Другими словами, оправка может в целом представлять собой трубчатую оправку с продольным внутренним проходом, но без боковых портов в стенке трубчатой оправки.

[0014] Кроме того, исполнительное устройство может быть расположено вдоль оправки и может быть выполнено с возможностью инициирования приведения в действие клиньев подвески, установленных вдоль участка подвески насосно-компрессорной трубы. В некоторых вариантах осуществления исполнительное устройство может быть выполнено в виде поршня, например, кольцевого поршня, по существу окружающего оправку. Тем не менее, для инициирования установки клиньев подвески могут быть применены и другие типы исполнительных устройств. Вдоль оправки также может быть расположен механизм защиты от преждевременной установки. Указанный механизм защиты от преждевременной установки работает во взаимодействии с исполнительным устройством, чтобы предотвратить преждевременное срабатывание клиньев подвески во время, например, спуска в скважину. Компоновка компонентов и применение оправки без боковых портов (по меньшей мере, ниже уплотнительной конструкции) обеспечивает эффективную беспортовую цельнокорпусную гидравлическую систему, которая позволяет исключить потенциальные пути утечки, присутствующие в обычных подвесных системах.

[0015] Рассмотрим в общем Фиг. 1, где изображен пример скважинной системы 30. В этом варианте осуществления скважинная система 30 содержит беспортовую цельнокорпусную гидравлическую систему 32, расположенную в буровой скважине 34, например в стволе скважины, который может быть обсажен обсадной трубой 36. Беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система 32 может содержать наружную конструкцию 38, прилегающую с возможностью скольжения к внутренней оправке 40 через уплотнительную конструкцию 42. Внутренняя оправка 40 показана как трубчатая оправка со стенкой 44, образующей продольный канал 46, проходящий через нее. Однако оправка 40 не имеет боковых портов, проходящих через стенку 44, по меньшей мере на глубинной стороне уплотнительной конструкции 42. В показанном варианте осуществления оправка 40 содержит по меньшей мере один порт 48, расположенный на верхней стороне уплотнительной конструкции 42, хотя другие варианты осуществления оправки 40 по всей длине оправки 40 не имеют боковых портов, проходящих через стенку 44 оправки.

[0016] Продольный канал 46 может быть частью общего канала 50, проходящего, например, вверх через рабочую колонну 52. Рабочая колонна 52 может быть соединена с оправкой 40 на соединительном конце 54, например на резьбовом соединительном конце. В качестве примера, рабочая колонна 52 может продолжаться до поверхности и может содержать спускной инструмент 56, применяемый для спуска беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы 32 до желаемого положения в глубине скважины.

[0017] Снова ссылаясь на пример, показанный на Фиг. 1, наружная конструкция 38 содержит подвеску 58 насосно-компрессорной трубы/обсадной колонны-хвостовика, расположенную по существу вдоль рабочей колонны 52. Подвеска 58 обсадной колонны-хвостовика показана как имеющая множество клиньев 60 подвески, находящихся в рабочем взаимодействии с конусом 62 подвески. Множество клиньев 60 подвески и конус 62 подвески расположены на оправке 40. В качестве примера, клинья 60 подвески могут быть установлены с возможностью высвобождения на калибровочном кольце 64, которое закреплено на оправке 40. Как показано, глубинные концы клиньев 60 подвески могут входить в контакт с возможностью высвобождения с буртиком или другой подходящей конструкцией, расположенной на калибровочном кольце 64.

[0018] Наружная конструкция 38 беспортовой цельнокорпусной гидравлической системы 32 также может содержать пакер 66, имеющий уплотнительный элемент 68 пакера, например эластомерный уплотнительный элемент, и конус 70 пакера. Конус пакера 70 расположен так, чтобы обеспечить расширение уплотнительного элемента 68 пакера. В некоторых вариантах осуществления пакер 66 также может содержать прижимные клинья 72. Уплотнительный элемент 68 пакера, конус 70 пакера и дополнительные прижимные клинья 72 могут быть расположены на оправке 40. В показанном примере конус 70 пакера может быть прикреплен к приемной части 74 надставки (TBR - англ.: tie back receptacle) с помощью подходящих крепежных элементов 76, например упоров. Крепежные элементы/упоры 76 могут проходить в соответствующие пазы 78, выполненные в оправке 40 для того, чтобы предотвратить относительное вращение по меньшей мере участков наружной конструкции 38 относительно внутренней оправки 40.

[0019] С дополнительной ссылкой на Фиг. 2, беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система 32 также содержит приводную систему 80, имеющую исполнительное устройство 82. Приводная система 80 может быть расположена вдоль оправки 40 и может быть смещена в ответ на гидравлическое давление, например гидравлическое давление, подаваемое вниз по рабочей колонне 52. Гидравлическое давление срабатывания может быть приложено для смещения исполнительного устройства 82 и, таким образом, инициирования установки множества клиньев 60 подвески.

[0020] В некоторых вариантах осуществления приводная система 80 может дополнительно объединять уплотнительную конструкцию 42. Например, уплотнительная конструкция 42 может содержать по меньшей мере одно внутреннее уплотнение 84, расположенное с возможностью герметизации между исполнительным устройством 82 и оправкой 40, в сочетании по меньшей мере с одним наружным уплотнением 86, которое расположено между исполнительным устройством 82 и окружающей трубчатой конструкцией, например приемной частью 74 надставки. Когда окружающая трубчатая конструкция содержит приемную часть 74 надставки, уплотнительная конструкция 42 может быть выполнена в виде пакета уплотнений приемной части надставки, обеспечивающего герметизацию между внутренней оправкой 40 и приемной частью 74 надставки. В качестве примера, исполнительное устройство 82 может быть выполнено в виде поршня 88, например, кольцевого поршня, окружающего оправку 40.

[0021] Согласно показанному варианту осуществления беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система 32 дополнительно содержит механизм 90 защиты от преждевременной установки, который может быть расположен вдоль оправки 40. Механизм 90 защиты от преждевременной установки предназначен для предотвращения преждевременного смещения исполнительного устройства 82, например поршня 88, и, таким образом, для предотвращения преждевременной установки множества клиньев 60 подвески. Например, механизм 90 защиты от преждевременной установки выполнен с возможностью предотвращения преждевременной установки, которая в противном случае могла бы иметь место из-за усилий, воздействующих на наружные компоненты во время спуска системы 32 в скважину.

[0022] Хотя указанный механизм 90 защиты от преждевременной установки может иметь различные конфигурации и компоненты, его пример показан в увеличенном выносном элементе на Фиг. 2. В этом примере механизм 90 защиты от преждевременной установки содержит срезной элемент 92, расположенный между исполнительным устройством 82 и оправкой 40. В качестве примера, срезной элемент 92 может представлять собой срезную чеку 94, захватываемую соответствующими кольцевыми пазами в исполнительном устройстве 82 и оправке 40. Однако срезной элемент 92 может иметь вид срезного винта(-ов), срезного кольца(-ец) или другого подходящего устройства.

[0023] Механизм 90 защиты от преждевременной установки также может содержать запирающий элемент 96, который удерживает исполнительное устройство 82, например поршень 88, на своем месте вдоль оправки 40 до тех пор, пока клинья 60 подвески не будут готовы к приведению в действие. В качестве примера, запирающий элемент 96 может иметь вид пружинного стопорного кольца 98, например C-образного стопорного кольца, захватываемого соответствующим пазом 100 оправки и канавкой 102 исполнительного устройства. В некоторых вариантах осуществления механизм 90 защиты от преждевременной установки также может содержать запорное кольцо 104, например, запорное кольцо приемной части надставки, которое фиксируется в приемной части 74 надставки и которое может упираться нижней частью в запирающий элемент 96 во время, например, спуска в скважину.

[0024] Для гидравлической установки подвески 58 обсадной колонны-хвостовика гидравлическое давление может быть подано вниз по рабочей колонне 52 и направлено в кольцевое пространство между оправкой 40 и приемной частью 74 надставки, например с помощью спускного инструмента 56. Поток по внутреннему продольному каналу 46 оправки 40 может быть заблокирован путем спуска шара 106 вниз через общий внутренний канал 50 до тех пор, пока шар 106 не сядет в соответствующее гнездо для шара, расположенное на нижнем конце оправки 40 или в другом подходящем месте. Однако для временного блокирования потока жидкости по внутренним каналам 46, 50 могут быть применены и другие устройства, например уплотнительные механизмы. Независимо от конкретного применяемого устройства временное блокирование потока по внутренним каналам 46, 50 позволяет приложить с поверхности давление, достаточное для гидравлического приведения в действие, например смещения, исполнительного устройства 82.

[0025] Когда гидравлическое давление срабатывания повышено, это давление принуждает исполнительное устройство 82, например поршень 88, срезать срезной элемент 92 и смещает исполнительное устройство 82 до тех пор, пока запирающий элемент 96, например пружинное стопорное кольцо 98, не будет высвобождено из паза 100 оправки. После высвобождения запирающего элемента 96 приложенное гидравлическое давление вынуждает исполнительное устройство 82 и приемную часть 74 надставки перемещаться вниз вдоль оправки 40, в то время как оправка 40 удерживается в своем положении рабочей колонной 52.

[0026] По мере того, как приемная часть 74 надставки и исполнительное устройство 82 скользят по наружной стороне оправки 40, присоединенный конус 70 пакера, соответствующая трубчатая конструкция 108 и присоединенный конус 62 подвески также принудительно скользят вниз по оправке 40. Однако клинья 60 подвески удерживаются на месте относительно оправки 40 с помощью калибровочного кольца 64. В результате конус 62 подвески скользит относительно закрепленных в осевом направлении клиньев 60 подвески и толкает клинья 60 подвески в радиальном направлении наружу до входа в контакт с обсадной трубой 36, например с внутренней поверхностью обсадной трубы 36. В некоторых вариантах осуществления это перемещение в радиальном направлении наружу вызывает высвобождение клиньев 60 подвески из калибровочного кольца 64. Это перемещение инициирует установку подвески 58 обсадной колонны-хвостовика, как показано, например на Фиг. 3.

[0027] После того, как клинья 60 подвески входят в контакт с обсадной колонной 36, подвеска 58 обсадной колонны-хвостовика может быть полностью установлена за счет разгрузки веса по отношению к рабочей колонне 52, как показано на Фиг. 4. Поскольку рабочая колонна 52 разгружена от веса, это позволяет оправке 40 опускаться вниз и переносить вес на соответствующий участок наружной конструкции 38, что, в свою очередь, обеспечивает врезание захватных поверхностей 109 клиньев 60 подвески в обсадную трубу 36.

[0028] На показанном примере оправка 40 содержит сечение с увеличенным наружным диаметром 110, которое взаимодействует с соответствующим упором 112 соответствующей трубчатой конструкции 108, когда рабочая колонна 52 разгружена от массы. Увеличенный наружный диаметр 110 и упор 112 совместно передают массу на наружную конструкцию 38, которая дополнительно вызывает перемещение конуса 62 подвески относительно клиньев 60 подвески в направлении забоя скважины. В результате клинья 60 подвески приводятся в движение с большим усилием, действующим в радиальном направлении, что обеспечивает более надежное сцепление с обсадной трубой 36.

[0029] Однако установленная масса может быть передана с оправки 40 на соответствующий участок наружной конструкции 38 в различных местоположениях и с помощью различных механизмов, например, храповых механизмов или других подходящих механизмов. В некоторых вариантах осуществления клинья 60 подвески также могут быть подпружинены, что дополнительно помогает инициировать установку подвески 58 обсадной колонны-хвостовика.

[0030] Со ссылкой в целом на Фиг. 5, пакер 66 может быть установлен с помощью подходящих технологий. Например, пакер 66 может быть установлен с помощью посадочного инструмента, например посадочного инструмента, в котором для приложения нагрузки, а значит, и для установки пакера 66, применяют поршень. Для приложения нагрузки через приемную часть 74 надставки с целью установки пакера 66 могут быть применены различные технологии. В некоторых вариантах осуществления пакер 66 может быть установлен за счет разгрузки от массы. Например, установка пакера 66 может включать в себя разгрузку от массы на приемной части 74 надставки с помощью подходящего узла, такого как узел с поворотным кулачком. В варианте осуществления этого типа указанный узел или другой подходящий инструмент можно применять для установки массы на приемную часть 74 надставки так, чтобы протолкнуть конус 70 пакера в направлении вглубь скважины и через соответствующий уплотнительный элемент 68 пакера и необязательные прижимные клинья 72 пакера. Это обеспечивает перемещение уплотнительного элемента 68 пакера и прижимных клиньев 72 в радиальном направлении наружу до прилегания к окружающей обсадной колонне 36. Прилегание к окружающей обсадной колонне 36 обеспечивает уплотнение вдоль кольцевого пространства между обсадной колонной 36 и беспортовой цельнокорпусной гидравлической системой 32. Независимо от применяемой технологии установки пакера пакер 66 может быть установлен после завершения требуемых операций, например операций установки подвески и цементирования.

[0031] Следует отметить, что указанная беспортовая цельнокорпусная гидравлическая система 32 может быть сконструирована в различных размерах и конфигурациях. Например, подвеска 58 обсадной колонны-хвостовика и пакер 66 могут быть сконструированы с применением различных типов соответствующих компонентов. Например, в подвеске 58 обсадной колонны-хвостовика могут применяться разнообразные клинья подвески и конусы подвески. Аналогично, в пакере 66 могут быть применены различные типы уплотнительных элементов, прижимных клиньев, конусов и/или других компонентов. В приводной системе 80 могут быть применены различные исполнительные устройства 82, которые могут содержать различные типы поршней 88. Однако в приводной системе 80 также могут быть применены исполнительные устройства 82 в виде, например, участков приемной части 74 надставки, конуса 70 пакера или других компонентов, выполненных и расположенных с возможностью инициирования установки подвески 58 обсадной колонны-хвостовика. Аналогично, механизм 90 защиты от преждевременной установки может содержать различные типы срезных элементов, стопорных элементов и/или других компонентов для предотвращения преждевременного смещения исполнительного устройства 82 и, таким образом, для предотвращения преждевременной установки подвески 58 обсадной колонны-хвостовика.

[0032] Несмотря на то, что выше подробно описаны несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники легко поймут, что возможно множество модификаций без существенного отступления от идей настоящего изобретения. Соответственно, такие модификации предназначены для включения в объем настоящего изобретения, определенный в формуле изобретения.

Похожие патенты RU2819314C2

название год авторы номер документа
ОСНАСТКА И ОПЕРАЦИИ ПЕРЕМЕЩАЕМОГО УЗЛА СОПРЯЖЕНИЯ 2014
  • Стил Дэвид Дж.
  • Стоукс Мэттью Б.
RU2645044C1
МНОГОКРАТНО УСТАНАВЛИВАЕМЫЙ ПРЕДУСТАНОВЛЕННЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ СКВАЖИННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ 2015
  • Доквейлер Дэвид Аллен
RU2679197C1
СПОСОБ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИТОКА МНОГОСТВОЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ 2010
  • Скитс Крейг
  • Джилл Гари Е.
  • Махди Аббас
RU2553705C2
УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СТВОЛА ПОДЗЕМНОЙ СКВАЖИНЫ И ВЫПОЛНЕНИЯ НА ТРОСЕ ДРУГИХ СКВАЖИННЫХ ОПЕРАЦИЙ ВРАЩЕНИЯ 2010
  • Танджет Брюс Эрнольд
RU2559255C2
Уплотнительный узел пакера 2019
  • Антипин Евгений Валерьевич
  • Долгов Александр Владимирович
  • Долгов Сергей Владимирович
  • Комарницкий Михаил Михайлович
  • Попов Андрей Васильевич
RU2698348C1
ПАКЕР-ПОДВЕСКА ХВОСТОВИКА ЦЕМЕНТИРУЕМАЯ 2021
  • Мирошкин Михаил Алексеевич
RU2763156C1
НЕФТЯНАЯ СКВАЖИНА, СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПАКЕР ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СКВАЖИНЕ 2001
  • Вайнгар Харолд Дж.
  • Бернетт Роберт Рекс
  • Севедж Вилльям Маунтджой
  • Карл Фредерик Гордон Мл.
  • Херш Джон Мишель
RU2262597C2
ПАКЕР УСТЬЕВОЙ-УНИВЕРСАЛЬНЫЙ 2013
  • Хасаншин Ильдар Анварович
RU2534690C1
КОМПОНОВКА СО СБРОСОМ ШАРА И СПОСОБ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СКВАЖИНЕ 2008
  • Фу Жереми С.
  • О'Рурк Тимоти М.
  • Ри Майкл В.
  • Линн Брайан С.
RU2491410C2
СИСТЕМА И СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ ПАКЕРА В ПОЛОЖЕНИЕ УПЛОТНЕНИЯ И ЗАХВАТА ВДОЛЬ СТВОЛА СКВАЖИНЫ 2020
  • Омер, Фархан, Ахмед
  • Ву, Сьюзан
  • Дадли, Томас Эрик
  • Фан, Имин
  • Лан, Вэймин
  • Верроджу, Нитин
RU2825300C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 819 314 C2

Реферат патента 2024 года СИСТЕМА И СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Группа изобретений относится к системе для подвески обсадной колонны-хвостовика в скважине, к системе для подвески колонны труб в скважине и к способу закрепления колонны труб в скважине. Система для подвески обсадной колонны-хвостовика в скважине содержит: подвеску обсадной колонны-хвостовика, расположенную вдоль рабочей колонны, причем указанная подвеска обсадной колонны-хвостовика имеет множество клиньев подвески, находящихся в рабочем взаимодействии с конусом подвески, причем указанное множество клиньев подвески и конус подвески расположены на оправке; пакер, имеющий уплотнительный элемент пакера и конус пакера, расположенный с возможностью расширения уплотнительного элемента пакера, причем уплотнительный элемент пакера и конус пакера расположены на оправке. Для обеспечения возможности расширения конус пакера проталкивают через уплотнительный элемент пакера, вызывая перемещение уплотнительного элемента пакера в радиальном направлении наружу. Также система для подвески обсадной колонны-хвостовика в скважине содержит: приводную систему, имеющую исполнительное устройство, расположенное вдоль оправки, причем исполнительное устройство выполнено с возможностью реагирования на гидравлическое давление, чтобы инициировать установку множества клиньев подвески, причем приводная система дополнительно содержит уплотнения, расположенные так, чтобы обеспечивать герметизацию между оправкой и окружающей трубой, причем указанная оправка является беспортовой на глубинной стороне уплотнений для предотвращения путей утечки; и механизм защиты от преждевременной установки, расположенный вдоль оправки, для предотвращения преждевременного смещения исполнительного устройства и, таким образом, для предотвращения преждевременной установки множества клиньев подвески. Технический результат заключается в облегчении применения подвесного устройства колонны труб в скважине, в исключении образования путей утечки. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 819 314 C2

1. Система для подвески обсадной колонны-хвостовика в скважине, содержащая:

подвеску обсадной колонны-хвостовика, расположенную вдоль рабочей колонны, причем указанная подвеска обсадной колонны-хвостовика имеет множество клиньев подвески, находящихся в рабочем взаимодействии с конусом подвески, причем указанное множество клиньев подвески и конус подвески расположены на оправке;

пакер, имеющий уплотнительный элемент пакера и конус пакера, расположенный с возможностью расширения уплотнительного элемента пакера, причем уплотнительный элемент пакера и конус пакера расположены на оправке;

причем для обеспечения возможности расширения конус пакера проталкивают через уплотнительный элемент пакера, вызывая перемещение уплотнительного элемента пакера в радиальном направлении наружу;

приводную систему, имеющую исполнительное устройство, расположенное вдоль оправки, причем исполнительное устройство выполнено с возможностью реагирования на гидравлическое давление, чтобы инициировать установку множества клиньев подвески, причем приводная система дополнительно содержит уплотнения, расположенные так, чтобы обеспечивать герметизацию между оправкой и окружающей трубой, причем указанная оправка является беспортовой на глубинной стороне уплотнений для предотвращения путей утечки; и

механизм защиты от преждевременной установки, расположенный вдоль оправки, для предотвращения преждевременного смещения исполнительного устройства и, таким образом, для предотвращения преждевременной установки множества клиньев подвески.

2. Система по п. 1, в которой пакер дополнительно содержит прижимные клинья, расположенные на конусе пакера.

3. Система по п. 1, в которой исполнительное устройство содержит поршень.

4. Система по п. 3, в которой уплотнения содержат по меньшей мере одно наружное уплотнение, расположенное между поршнем и окружающей трубой, и по меньшей мере одно внутреннее уплотнение, расположенное между поршнем и оправкой.

5. Система по п. 1, в которой окружающая труба содержит приемную часть надставки.

6. Система по п. 5, в которой исполнительное устройство сдвигают, а механизм защиты от преждевременной установки освобождают путем приложения гидравлического давления вниз через рабочую колонну и вдоль кольцевого пространства между оправкой и приемной частью надставки.

7. Система по п. 6, в которой внутренний канал рабочей колонны выборочно перекрывают так, что давление может быть увеличено в степени, достаточной для смещения исполнительного устройства, тем самым инициируя установку множества клиньев подвески.

8. Система для подвески колонны труб в скважине, содержащая:

гидравлическую цельнокорпусную систему подвески, имеющую:

наружную конструкцию, взаимодействующую с возможностью скольжения с внутренней оправкой в пределах уплотнительной конструкции, причем внутренняя оправка не имеет боковых портов на глубинной стороне уплотнительной конструкции, причем наружная конструкция содержит пакер и клинья подвески, причем указанные клинья подвески выполнены с возможностью избирательного приведения в действие исполнительным устройством посредством гидравлического давления; и

механизм защиты от преждевременной установки, расположенный вдоль оправки, для предотвращения преждевременного смещения исполнительного устройства и, таким образом, для предотвращения преждевременной установки клиньев подвески;

причем пакер содержит уплотнительный элемент пакера, который во время установки пакера взаимодействует с конусом пакера;

при этом конус пакера проталкивают через уплотнительный элемент пакера, вызывая перемещение уплотнительного элемента пакера в радиальном направлении наружу.

9. Система по п. 8, в которой оправка не имеет боковых портов по всей своей длине.

10. Система по п. 8, в которой исполнительное устройство содержит поршень, который окружает оправку.

11. Система по п. 10, в которой уплотнительная конструкция содержит по меньшей мере одно уплотнение, расположенное вдоль внутренней стороны исполнительного устройства, и по меньшей мере одно уплотнение, расположенное снаружи исполнительного устройства.

12. Система по п. 8, в которой механизм защиты от преждевременной установки содержит срезную чеку, расположенную между исполнительным устройством и оправкой; пружинное стопорное кольцо, расположенное между исполнительным устройством и оправкой; и запорное кольцо, расположенное между исполнительным устройством и окружающим трубчатым элементом.

13. Система по п. 8, в которой пакер содержит прижимные клинья пакера, которые во время установки пакера взаимодействуют с конусом пакера.

14. Система по п. 8, в которой смещение исполнительного устройства вызывает относительное перемещение между конусом подвески и клиньями подвески так, чтобы смещать клинья подвески наружу в радиальном направлении для сцепления с окружающей обсадной трубой.

15. Способ закрепления колонны труб в скважине, включающий:

предоставление беспортовой гидравлической цельнокорпусной системы, имеющей участок подвески насосно-компрессорной трубы и участок пакера, установленный на оправке с герметичным прилеганием к оправке, обеспечиваемым посредством уплотнительной конструкции;

причем участок пакера содержит уплотнительный элемент пакера, который во время установки пакера взаимодействует с конусом пакера;

при этом конус пакера проталкивают через уплотнительный элемент пакера, вызывая перемещение уплотнительного элемента пакера в радиальном направлении наружу;

поддержание беспортовой секции оправки на глубинной стороне уплотнительной конструкции для предотвращения путей утечки;

применение исполнительного устройства, расположенного вдоль оправки, для инициирования приведения в действие клиньев подвески участка подвески насосно-компрессорной трубы; и

предотвращение преждевременного срабатывания клиньев подвески с помощью механизма защиты от преждевременной установки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2819314C2

US 4296806 A1, 27.10.1981
Станок для придания концам круглых радиаторных трубок шестигранного сечения 1924
  • Гаркин В.А.
SU2019A1
Пакер-подвеска хвостовика, гидравлический привод якоря пакера-подвески хвостовика, поршень пакера-подвески хвостовика, узел гидравлического привода якоря пакера-подвески хвостовика 2017
  • Мирошкин Михаил Алексеевич
RU2674781C1
ПАКЕР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ 2017
  • Аминев Марат Хуснуллович
  • Лукин Александр Владимирович
  • Хуснутдинов Рафаиль Сахабутдинович
RU2656276C1
Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор 1923
  • Петров Г.С.
SU2005A1
US 4044826 A, 30.08.1977
US 4311194 A, 19.01.1982
Способ получения цианистых соединений 1924
  • Климов Б.К.
SU2018A1
CN 106988695 A, 28.07.2017.

RU 2 819 314 C2

Авторы

Андербринк, Майкл

Омер, Фархан Ахмед

Ву, Сьюзан

Даты

2024-05-17Публикация

2020-07-17Подача