МЕХАНИЗМ, СИСТЕМА И СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ СКВАЖИННОГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 2024 года по МПК E21B23/06 E21B33/12 E21B34/06 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[1] Настоящий документ основан на предварительной заявке на патент США №62/978154, поданной 18 февраля 2020 г., и испрашивает приоритет по указанной заявке, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] В различных областях применения, связанных со скважинами, скважинные инструменты приводятся в действие для выполнения необходимых функций. Например, пакеры, клапаны и другие скважинные инструменты могут быть выборочно приведены в действие в определенное время во время скважинной процедуры и/или в определенных местах в стволе скважины. Для приведения инструмента в действие в желаемое время и/или в желаемом месте применяется несколько типов механизмов.

[3] Например, для управления приведением в действие одного или более скважинных инструментов применяются разрывные мембраны. Разрывные мембраны предотвращают преждевременное приведение в действие скважинного инструмента до приложения заданного уровня давления. После приложения достаточного давления мембрана разрывается, что позволяет давлению текучей среды облегчить приведение в действие скважинного инструмента. Существует потребность в том, чтобы такие разрывные мембраны были включены в исполнительную систему, имеющую портативную и модульную конструкцию, позволяющую устанавливать исполнительную систему в несколько корпусов различных скважинных инструментов.

Такая исполнительная система известна, например, из US 2011/0265987 A1.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[4] Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения электронная система запуска содержит: продольный корпус, содержащий: секцию обнаружения; секцию электроники; и исполнительную секцию, расположенные в нем; датчик давления, расположенный в секции обнаружения, причем датчик давления выполнен с возможностью приема заданного сигнала давления; и электронную плату управления, содержащую по меньшей мере один аккумулятор, расположенный в секции электроники, причем исполнительная секция содержит: камеру предварительного заполнения, установочный поршень, расположенный в камере предварительного заполнения, исполнительное устройство, причем заданное количество текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением удерживается между установочным поршнем и исполнительным устройством в камере предварительного заполнения, по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением, причем исполнительное устройство изолирует текучую среду предварительного заполнения под гидростатическим давлением в камере предварительного заполнения от по меньшей мере одной камеры с атмосферным давлением; и напорный порт, причем приведение в действие происходит, когда после приема заданного сигнала давления датчиком давления электронная плата управления подает питание в исполнительное устройство, заставляя текучую среду предварительного заполнения протекать через исполнительное устройство и в по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением через напорный порт.

[5] Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения система для применения в стволе скважины содержит: по меньшей мере один скважинный инструмент, содержащий: камеру предварительного заполнения, содержащую заданное количество текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением; и установочный поршень, расположенный в камере предварительного заполнения таким образом, что заданное количество текучей среды предварительного заполнения смещает установочный поршень в исходное положение; и электронную систему запуска, содержащую: продольный корпус, содержащий: секцию обнаружения; секцию электроники; и исполнительную секцию, расположенные в нем; датчик давления, расположенный в секции обнаружения, причем датчик давления выполнен с возможностью приема заданного сигнала давления; и электронную плату управления, содержащую по меньшей мере один аккумулятор, расположенный в секции электроники, причем исполнительная секция содержит: исполнительное устройство; по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением; и напорный порт, который способствует передаче давления на исполнительное устройство, причем продольный корпус электронной системы запуска соединен с по меньшей мере одним скважинным инструментом, и причем после приема заданного сигнала давления датчиком давления электронная плата управления подает питание в исполнительное устройство, заставляя текучую среду предварительного заполнения в камере предварительного заполнения по меньшей мере одного скважинного инструмента протекать через исполнительное устройство электронной системы запуска и в по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением через порт питания, тем самым приводя в действие по меньшей мере один скважинный инструмент.

[6] Тем не менее, возможны многие модификации 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

[7] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения далее в данном документе будут описаны со ссылкой на сопровождающие графические материалы, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы. Однако следует понимать, что сопровождающие фигуры иллюстрируют различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, и не предназначены для ограничения объема различных описанных технологий. На графических материалах представлено следующее:

[8] на фиг. 1A представлен вид в перспективе электронной системы запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[9] на фиг. 1B представлен вид в поперечном сечении электронной системы запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[10] на фиг. 2A-2C показана структура электронной системы запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[11] на фиг. 3 показан подузел электронной системы запуска в спущенной в скважину конфигурации в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[12] на фиг. 4 показан подузел электронной системы запуска после приведения в действие в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[13] на фиг. 5 показана электронная система запуска, соединенная с гидростатическим пакером, в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[14] на фиг. 6 показана электронная система запуска, соединенная с циркуляционным клапаном, приводимым в действие давлением, в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения;

[15] на фиг. 7 показано однорейсовое оборудование для заканчивания, содержащее по меньшей мере один скважинный инструмент и электронную систему запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения; и

[16] на фиг. 8 показана схема установки пакера с помощью электронной системы запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[17] В последующем описании изложены многочисленные подробности, чтобы обеспечить понимание некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы на практике без этих подробностей и что возможны многочисленные вариации или модификации описанных вариантов осуществления.

[18] В контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения: термины «соединять», «соединение», «соединенный», «в соединении с» и «соединяющий» означают «в непосредственном соединении с» или «в соединении через один или более элементов». Термины «сцеплять», «сцепленный», «сцепленный с», «сцепленные между собой» и «сцепление» означают «непосредственно сцепленные между собой» или «сцепленные между собой через один или более элементов». Термин «устанавливать» означает устанавливать «один элемент» или «более одного элемента». В контексте настоящего документа термины «вверх» и «вниз», «верхний» и «нижний», «вверху» и внизу», «вверх по потоку» и «вниз по потоку», «вверх по стволу скважины» и «вниз по стволу скважины», «над» и «под», «выше» и «ниже» и другие подобные термины, указывающие на относительные положения выше или ниже данной точки или элемента, применяются в настоящем документе для более четкого описания некоторых вариантов осуществления изобретения. Обычно эти термины относятся к опорной точке на поверхности, от которой начинают осуществлять буровые работы, при этом она является верхней точкой, а общая глубина является нижней точкой, причем скважина (например, ствол скважины, буровая скважина) является вертикальной, горизонтальной или наклонной относительно поверхности.

[19] Один или более вариантов осуществления настоящего изобретения включают системы и способы для электронного запуска приведения в действие по меньшей мере одного скважинного устройства. Электронная система запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может представлять собой универсальную электронную систему запуска, которая облегчает электронное приведение в действие любого компонента на нефтяном месторождении. В процессе работы сигнал может быть отправлен с поверхности или от скважинного излучателя сигнала в электронную систему запуска согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения, чтобы создать направленное вниз по стволу скважины движение, необходимое для установки, приведения в действие или высвобождения по меньшей мере одного скважинного инструмента. Кроме того, электронная система запуска согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения может иметь модульную конструкцию для облегчения сборки электронной системы запуска в нескольких корпусах на различных нефтепромысловых инструментах. Эти нефтепромысловые инструменты могут представлять собой оборудование, такое как, например, спускные инструменты, применяемые для развертывания подвесного устройства хвостовика, которые предназначены для возвращения на поверхность между работами. Электронная система запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может содержать изделия для системы одноразового применения. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения большая часть электроники и корпус электронной системы запуска могут быть повторно применены для будущих работ для экономии затрат. Например, согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения только исполнительное устройство, например, электронная разрывная мембрана, и бортовой аккумулятор могут быть заменены между работами. То есть, когда оборудование возвращается на поверхность между работами, как описано ранее, электронная система запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может быть модернизирована и переустановлена на возвращенное оборудование после замены бортового аккумулятора и исполнительного устройства по мере необходимости.

[20] Обратимся к фиг. 1A, на которой показан вид в перспективе электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано, электронная система 10 запуска может иметь трубчатую форму и может иметь продольный корпус 12 в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения.

[21] Обратимся теперь к фиг. 1B, на которой показан вид в поперечном сечении электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано, продольный корпус 12 электронной системы 10 запуска может содержать секцию 14 обнаружения, секцию 16 электроники и исполнительную секцию 18, расположенные в нем, в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения.

[22] Обратимся теперь к фиг. 2A-2C, на которых показана схема электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Например, на фиг. 2A показано, как вид в поперечном сечении электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может быть совмещен с соответствующим видом в перспективе электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2B показан увеличенный вид секции 14 обнаружения электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2B, секция 14 обнаружения электронной системы 10 запуска может содержать преобразователь 20 давления или датчик давления, в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения датчик 20 давления выполнен с возможностью приема заданного сигнала 22 давления. Преимущественно датчик 20 давления электронной системы 10 запуска выполнен с возможностью регистрации любого логического давления, даже такого низкого, как, например, 100 фунтов/кв. дюйм. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения заданный сигнал давления может содержать, например, множество импульсов давления. В соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения датчик 20 давления электронной системы 10 запуска может принимать заданный сигнал 22 давления с места на поверхности. В других вариантах осуществления настоящего изобретения датчик 20 давления электронной системы 10 запуска может принимать заданный сигнал 22 давления от скважинного излучателя сигнала. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения скважинный излучатель сигнала может быть расположен, например, на соседнем скважинном устройстве. Хотя на фиг. 2B показан датчик 20 давления, который выполнен с возможностью приема заданного сигнала 22 давления, электронная система 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может содержать различные датчики или детекторы для регистрации других типов сигналов, например, акустических сигналов или электромагнитных телеметрических сигналов. В других вариантах осуществления настоящего изобретения такие датчики или детекторы могут быть подключены, например, к постоянной системе скважинных манометров.

[23] Возвращаясь к фиг. 1B и фиг. 2A, электронная система 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения содержит секцию 16 электроники. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения секция 16 электроники содержит электронную плату 24 управления с по меньшей мере одним аккумулятором, расположенным на ней для обеспечения бортового питания электронной системы 16 запуска. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения электронная плата 24 управления может также содержать процессор для декодирования принятых сигналов давления, включая заданный сигнал 22 давления, запоминающее устройство и батарею конденсаторов для обеспечения питания исполнительного устройства электронной системы 10 запуска, как более подробно описано ниже.

[24] Снова обратимся к фиг. 1B и фиг. 2A, электронная система 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения содержит исполнительную секцию 18. Обратимся теперь к фиг. 2C, в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения исполнительная секция 18 содержит камеру 26 предварительного заполнения, установочный поршень 28, расположенный в камере 26 предварительного заполнения, камеру 30 с атмосферным давлением и исполнительное устройство 32. Хотя на фиг. 2C показано, что исполнительное устройство 32 может быть электронной разрывной мембраной в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, исполнительное устройство 32 также может представлять собой, например, двигатель или соленоид. Кроме того, хотя на фиг. 2C показана только одна камера 30 с атмосферным давлением, электронная система 10 запуска может содержать две или более камер 30 с атмосферным давлением для облегчения чередования направления движения одного или более компонентов системы без отступления от объема настоящего изобретения.

[25] Обратимся теперь к фиг. 3, на которой показан подузел электронной системы 10 запуска в спущенной в скважину конфигурации в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг. 3 показана исполнительная секция 18 электронной системы 10 запуска в спущенной в скважину конфигурации. Как показано на фиг. 3, камера 26 предварительного заполнения исполнительной секции 18 может быть заполнена заданным количеством текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением 27. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения заданное количество текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением 27 может удерживаться между установочным поршнем 28 и исполнительным устройством 32 в камере 26 предварительного заполнения. Более того, согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения исполнительное устройство 32 изолирует текучую среду предварительного заполнения под гидростатическим давлением 27 в камере 26 предварительного заполнения от камеры 30 с атмосферным давлением. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения исполнительная секция 18 электронной системы 10 запуска может также содержать напорный порт. Например, на фиг. 3 показан путь активного давления через напорный порт электронной системы 10 запуска по стрелке 33 согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения напорный порт и установочный поршень 28 могут иметь общее уплотнительное отверстие. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения в напорном порте может быть установлено устройство регулирования притока, например, для ограничения потока текучей среды через напорный порт. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения исполнительная секция 18 электронной системы 10 запуска может также содержать множество уплотнений 34, расположенных перед камерой 30 с атмосферным давлением.

[26] Обратимся к фиг. 2A, 2B, 2C и 3, приведение в действие происходит, когда после получения заданного сигнала 22 давления датчиком 20 давления электронная плата 24 управления подает питание в исполнительное устройство 32, заставляя текучую среду предварительного заполнения 27 протекать через исполнительное устройство 32 и в по меньшей мере одну камеру 30 с атмосферным давлением через напорный порт, как описано ранее. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения протекание текучей среды предварительного заполнения 27 из камеры 26 предварительного заполнения в по меньшей мере одну камеру 30 с атмосферным давлением вызывает линейное перемещение установочного поршня 28 внутри камеры 26 предварительного заполнения в направлении исполнительного устройства 32. То есть, толчок для перемещения установочного поршня 28 внутри камеры 26 предварительного заполнения исходит от текучей среды под гидростатическим давлением 27 вдоль пути активного давления по стрелке 33. Например, на фиг. 4 показан подузел электронной системы 10 запуска после приведения в действие в соответствии с одним или более вариантам осуществления настоящего изобретения. Действительно, как показано на фиг. 4, благодаря тому, что электронная плата 24 управления подает питание в исполнительное устройство 32, исполнительное устройство 32 больше не изолирует текучую среду предварительного заполнения под гидростатическим давлением 27 в камере 26 предварительного заполнения от камеры 30 с атмосферным давлением. В результате текучая среда предварительного заполнения под гидростатическим давлением 27 внутри камеры 26 предварительного заполнения входит в камеру 30 с атмосферным давлением. Перемещение текучей среды 27 предварительного заполнения из камеры 26 предварительного заполнения в камеру 30 с атмосферным давлением тянет установочный поршень 28 влево, создавая необходимое движение, например, для приведения в действие сопутствующего скважинного инструмента. Как было описано ранее, электронная система 10 запуска может содержать две или более камер 30 с атмосферным давлением для облегчения чередования направления движения установочного поршня 28 без отступления от объема настоящего изобретения.

[27] Система для применения в стволе скважины в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения содержит оборудование для заканчивания, имеющее по меньшей мере один скважинный инструмент и электронную систему 10 запуска, как описано ранее. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения продольный корпус 12 электронной системы 10 запуска может быть соединен с по меньшей мере одним скважинным инструментом оборудования для заканчивания для приведения в действие по меньшей мере одного скважинного инструмента. Обратимся теперь к фиг. 5, электронная система 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может быть соединена, например, с гидростатическим пакером 36 в качестве скважинного инструмента. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения электронная система 10 запуска, соединенная с гидростатическим пакером 36, может применять электронную разрывную мембрану в качестве исполнительного устройства 32 для дистанционной активации, например, гидростатического пакера 36. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения продольный корпус 12 электронной системы 10 запуска соединен с гидростатическим пакером 36, например, посредством дополнительного устройства сопряжения линии давления. Преимущественно датчик 20 давления электронной системы 10 запуска, соединенный с гидростатическим пакером 36, выполнен с возможностью приема заданного сигнала 22 давления, который является характерным для установки гидростатического пакера 36. Таким образом, система, содержащая электронную систему 10 запуска, соединенную с гидростатическим пакером 26, позволяет осуществлять работы под высоким давлением, например, обмен текучими средами со значительным трением, без случайной активации гидростатического пакера 36. Более того, система, содержащая электронную систему 10 запуска, соединенную с гидростатическим пакером 26, может представлять собой систему с тройным резервированием согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения. Например, как описано ранее, логический импульс давления или заданный сигнал 22 давления может быть применен для активации электронной системы 10 запуска для установки гидростатического пакера 36 согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения. В качестве альтернативы определенное значение давления может быть применено для разрыва разрывной мембраны, чтобы установить гидростатический пакер 36, или спуск плунжера и приложение дополнительного давления может позволить текучей среде под гидравлическим давлением установить гидростатический пакер 36 согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения.

[28] Обратимся теперь к фиг. 6, электронная система 10 запуска согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения может быть соединена, например, с циркуляционным клапаном 38, приводимым в действие давлением, в качестве скважинного инструмента. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения система, содержащая электронную систему 10 запуска, соединенную с циркуляционным клапаном 38, приводимым в действие давлением, может содержать резервную электронную систему запуска в качестве второго механизма активации для электронной системы запуска.

[29] Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения в системе, содержащей электронную систему 10 запуска, соединенную с по меньшей мере одним скважинным инструментом, по меньшей мере один скважинный инструмент может содержать, например, управляющий клапан. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения часть штока установочного поршня 28 может быть соединена с управляющим клапаном, и движение установочного поршня 28 может запустить альтернативный путь для давления через управляющий клапан, чтобы привести в действие по меньшей мере один скважинный инструмент. Согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один скважинный инструмент может представлять собой, например, запорный клапан, содержащий управляющий клапан.

[30] Обратимся теперь к фиг. 7, система для применения в стволе скважины в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может содержать однорейсовое оборудование 40 для заканчивания, содержащее по меньшей мере один скважинный инструмент, включающий в себя, например, одно или более из пакера, скользящей муфты и запорного клапана, и электронную систему 10 запуска, соединенную с по меньшей мере одним скважинным инструментом в однорейсовом оборудовании 40 для заканчивания. Один или более скважинных инструментов однорейсового оборудования 40 для заканчивания могут быть оснащены электронной системой 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения для упрощения развертывания и планирования работы.

[31] В системе для применения в стволе скважины в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения система может содержать электронную систему 10 запуска, соединенную по меньшей мере с одним скважинным инструментом. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения камера 26 предварительного заполнения и установочный поршень 28 могут быть расположены, например, на по меньшей мере одном скважинном инструменте вместо того, чтобы быть расположенными в электронной системе 10 запуска. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения камера 26 предварительного заполнения содержит заданное количество текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением 27, а установочный поршень 28 размещен в камере 26 предварительного заполнения таким образом, что заданное количество текучей среды предварительного заполнения 27 смещает установочный поршень 28 в исходное положение перед приведением в действие. Кроме того, в таких вариантах осуществления настоящего изобретения, после получения заданного сигнала 22 давления датчиком 20 давления, электронная плата 24 управления электронной системы 10 запуска подает питание в исполнительное устройство 32, заставляя текучую среду предварительного заполнения 27 в камере 26 предварительного заполнения по меньшей мере одного скважинного инструмента протекать через исполнительное устройство электронной системы 10 запуска и в по меньшей мере одну камеру 30 с атмосферным давлением, тем самым приводя в действие по меньшей мере один скважинный инструмент.

[32] Обратимся теперь к фиг. 8, на которой показана схема установки пакера с помощью электронной системы 10 запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано, в одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения сигнал, отправленный с поверхности, может быть обнаружен датчиком 20 давления, декодирован на электронной плате 24 управления, и питание от электронной платы 24 управления может быть передано в исполнительное устройство 32, чтобы способствовать установке пакера. Как показано на фиг. 8, в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения между сигналом с поверхности, датчиком 20 давления, электронной платой 24 управления, исполнительным устройством 32 и скважинным инструментом может быть создан канал связи. В дополнение к установке скважинного инструмента способ согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения может быть реализован, например, для приведения в действие или высвобождения скважинного инструмента.

[33] Электронная система запуска согласно одному или более вариантам осуществления настоящего изобретения может быть разделена на несколько продольных корпусов, или трубок, для обеспечения простоты технического обслуживания или уменьшения требуемой длины для установки. Электронная система запуска в соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения может быть сопряжена с удлинителем для обеспечения дополнительного приведения в действие без необходимости удваивать количество электроники в стволе скважины. Такая конфигурация может быть применена для обеспечения закрытия и открытия скважинного устройства или для приведения в действие двух или более устройств. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения система может содержать дополнительную электронную систему запуска, загруженную в тот же корпус скважинного устройства, или позволяющую электронике напрямую соединяться с несколькими исполнительными устройствами, например, электронными разрывными мембранами, для приведения в действие. В одном или более вариантах осуществления настоящего изобретения продольный корпус электронной системы запуска может быть упрощен или может представлять собой корпус, изготовленный посредством 3D-печати, для снижения стоимости и размера компонентов.

Несмотря на то, что несколько вариантов осуществления настоящего изобретения подробно описаны выше, 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.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности. Электронная система запуска для приведения в действие скважинного инструмента содержит продольный корпус, содержащий: секцию обнаружения, секцию электроники и исполнительную секцию. Датчик давления расположен в секции обнаружения и выполнен с возможностью приема заданного сигнала давления. Электронная плата управления содержит аккумулятор, расположенный в секции электроники. Исполнительная секция содержит: камеру предварительного заполнения; установочный поршень, расположенный в камере предварительного заполнения; исполнительное устройство. Заданное количество текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением удерживается между установочным поршнем и исполнительным устройством в камере предварительного заполнения. Камера с атмосферным давлением частично окружает камеру предварительного заполнения. Исполнительное устройство изолирует текучую среду предварительного заполнения под гидростатическим давлением в камере предварительного заполнения от камеры с атмосферным давлением. Устройство содержит напорный порт. Приведение в действие происходит, когда после получения заданного сигнала давления датчиком давления электронная плата управления подает питание в исполнительное устройство, заставляя текучую среду предварительного заполнения протекать через исполнительное устройство в камеру с атмосферным давлением через напорный порт. Заявлены система и способ приведения в действие скважинного инструмента. Достигается технический результат – повышение эффективности приведения в действие скважинного инструмента. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Электронная система запуска для приведения в действие скважинного инструмента, содержащая:

продольный корпус, содержащий: секцию обнаружения, секцию электроники и исполнительную секцию, расположенные в нем;

датчик давления, расположенный в секции обнаружения, при этом датчик давления выполнен с возможностью приема заданного сигнала давления; и

электронную плату управления, содержащую по меньшей мере один аккумулятор, расположенный в секции электроники,

причем исполнительная секция содержит:

камеру предварительного заполнения;

установочный поршень, расположенный в камере предварительного заполнения;

исполнительное устройство,

причем заданное количество текучей среды предварительного заполнения под гидростатическим давлением удерживается между установочным поршнем и исполнительным устройством в камере предварительного заполнения;

по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением,

причем камера с атмосферным давлением частично окружает камеру предварительного заполнения,

причем исполнительное устройство изолирует текучую среду предварительного заполнения под гидростатическим давлением в камере предварительного заполнения от по меньшей мере одной камеры с атмосферным давлением; и

напорный порт,

причем приведение в действие происходит, когда после получения заданного сигнала давления датчиком давления электронная плата управления подает питание в исполнительное устройство, заставляя текучую среду предварительного заполнения протекать через исполнительное устройство и в по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением через напорный порт.

2. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что датчик давления выполнен с возможностью приема заданного сигнала давления с места на поверхности.

3. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что датчик давления выполнен с возможностью приема сигнала заданного давления от скважинного излучателя сигнала.

4. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что заданный сигнал давления содержит множество импульсов давления.

5. Электронная система запуска по п. 1, дополнительно содержащая множество уплотнений, расположенных перед камерой с атмосферным давлением исполнительной секции.

6. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что напорный порт и установочный поршень имеют общее уплотнительное отверстие.

7. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что исполнительное устройство представляет собой разрывную мембрану.

8. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что протекание текучей среды предварительного заполнения из камеры предварительного заполнения в по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением вызывает линейное перемещение установочного поршня в камере предварительного заполнения в направлении исполнительного устройства.

9. Электронная система запуска по п. 1, отличающаяся тем, что устройство регулирования притока установлено в напорном порту.

10. Система приведения в действие скважинного инструмента, содержащая:

оборудование для заканчивания, содержащее по меньшей мере один скважинный инструмент; и

электронную систему запуска по п. 1,

причем продольный корпус электронной системы запуска соединен с по меньшей мере одним скважинным инструментом для приведения в действие по меньшей мере одного скважинного инструмента.

11. Способ приведения в действие скважинного инструмента, включающий:

развертывание оборудования для заканчивания в стволе скважины, причем оборудование для заканчивания содержит: по меньшей мере один скважинный инструмент и электронную систему запуска по п. 1, соединенную с по меньшей мере одним скважинным инструментом;

обнаружение заданного сигнала давления датчиком давления;

декодирование заданного сигнала давления на электронной плате управления;

передачу питания с электронной платы управления в исполнительное устройство; и

приведение в действие по меньшей мере одного скважинного инструмента путем пропускания текучей среды предварительного заполнения через исполнительное устройство и в по меньшей мере одну камеру с атмосферным давлением через напорный порт;

причем камера с атмосферным давлением частично окружает камеру предварительного заполнения.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что датчик давления выполнен с возможностью приема заданного сигнала давления с места на поверхности.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что датчик давления выполнен с возможностью приема сигнала заданного давления от скважинного излучателя сигнала.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что заданный сигнал давления содержит множество импульсов давления.

15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что исполнительное устройство представляет собой разрывную мембрану.