Результат интеллектуальной деятельности: ЗАКАНЧИВАНИЕ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА С ФИКСАЦИЕЙ ПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройствам заканчивания скважин и, в частности, к устройствам, которые устанавливают определители положения проходных пакерных узлов выше пакера для уменьшения сужения, обусловленного определителями положения, традиционно устанавливаемыми ниже пакера для заканчивания.

Уровень техники

Системы гравийной набивки дают возможность выполнять многие скважинные операции за один проход. Системы гравийной набивки обычно содержат секции фильтра, выступающие от пакера. Внутренняя трубная колонна, включающая переходное устройство, выполняется подвижной относительно установленного пакера с выборочным уплотнением относительно гладкого канала в пакере. В этом случае флюиды могут циркулировать во время опускания устройства, и гравий может быть осажден вне фильтра, в то время как возвратные флюиды могут проходить через фильтры вверх по промывочной трубе. Эти возвратные флюиды могут затем проходить вверх через клапан и через переходное устройство обратно к поверхности через кольцевое пространство выше установленного пакера. Альтернативно переходное устройство может давать возможность осаждать гравий с использованием флюида, подаваемого под давлением в формацию, то есть в операции, называемой гидроразрывом с установкой фильтра. Переходное устройство просто помещается в определенном положении относительно пакеров и уплотняет каналы таким образом, чтобы ни один возвратный канал через промывочную трубу и обратно на поверхность не был открыт.

Вне зависимости от того, осажден ли гравий с возвращением флюида на поверхность, или флюид под давлением введен в пласт при осаждении гравия вне фильтров, избыточный гравий в колонне, ведущей вниз к переходному устройству, должен быть удален, как правило, с помощью операции, называемой обратным ходом. На этой стадии переходное устройство устанавливают в другое местоположение, так чтобы флюид, прокачиваемый с поверхности в кольцевое пространство выше пакера, имел возможность поступать в трубную колонну выше пакера, перенося избыточный гравий на поверхность. Именно определение этих местоположений в скважине совершенно необходимо для корректной работы устройства. Выполнение этой операции может привести к увеличению давления вблизи переходного устройства и возникновению риска утечки флюида в пласт при росте давления. Потеря флюида в пласт может снизить его продуктивность, а избыточная потеря флюида в пласт может уменьшить или прекратить обратную циркуляцию избыточного гравия из рабочей колонны. По этим причинам в промывочной трубе, проходящей в канал уплотнения пакера от переходного устройства, устанавливают клапан контроля потери флюида. Эти клапаны контроля потери флюида описаны в патентах, относящихся к операциям гравийной набивки, таким как патенты US 7290610, 7128151, 7032666 и 6983795.

В качестве введения к рассмотрению предпочтительного варианта выполнения будет приведено краткое обсуждение известных в предшествующем уровне техники конструкций и присущих им проблем. На фиг.1 изображено общеизвестное в предшествующем уровне техники устройство гравийной набивки. В скважине 20 проходит трубная колонна 22 с пакером 24, показанным в установленном положении. Переходное устройство 26 с промывочной трубой 28 проходит через узел 30 фильтра, должным образом установленный у пласта 31 с использованием трубчатого разделителя 29. Узел 30 фильтра снабжен профильными выступами 32, на которые может быть посажен элемент сцепления, такой как соединенная с промывочной трубой 28 муфта 34, чтобы создать конфигурации потока, требуемые для операции гравийной набивки. Для направления потока флюида необходимо, чтобы канал 38' уплотнения был совместим с переходным устройством 26, так чтобы переходное устройство герметично входило в канал уплотнения. В показанном на фиг.1 положении клапан 36 контроля потери флюида зафиксирован в открытом состоянии. Представленное на фиг.1 положение делает возможной циркуляцию потока, поступившего по трубной колонне 22 и проходящего через переходное устройство 26 с тем, чтобы возникнуть снаружи узла 30 фильтра. Затем поток проходит через узел 30 фильтра в промывочную трубу 28 и далее через клапан 36 регулирования потока обратно через переходной устройство 26 в кольцевое пространство выше пакера 24, вокруг трубной колонны 22 к поверхности.

Следует заметить, что на фиг.1 муфта 34 посажена на один из профильных выступов 32, так чтобы занять положение, обеспечивающее циркуляцию. На фиг.2 муфта 34 установлена с обратной стороны в то же положение, что на фиг.1, чтобы создать ситуацию для доставки гравия 27 или путем циркуляции, или за счет так называемой операции гидроразрыва с установкой фильтра, при которой обратные каналы поступления в кольцевое пространство 44 над пакером 24 перекрыты у поверхности. После этого дальнейшие манипуляции, показанные на фиг.3 и 4, делают возможной фиксацию муфты 34 в различных местоположениях и направлениях на профильных выступах 32, так чтобы устанавливать внутреннюю сборку в положение, при котором удаляется избыточный гравий из переходного устройства 26, как на фиг.3, и из трубной колонны выше пакера 24, как на фиг.4.

При такой известной в предшествующем уровне техники конфигурации и переходном устройстве 26, герметично входящем в канал уплотнения пакера 24, было необходимо выполнять профильные выступы 32 меньшими, чем канал 38' уплотнения пакера 24. В результате при пуске скважины в эксплуатацию профильные выступы создадут сопротивление промысловому протоку, проходящему через узел 30 фильтра.

Настоящее изобретение направлено на отыскание альтернативного местоположения для этих профильных выступов, и предпочтительное местоположение находится в области выше пакера, где профильные выступы могут быть выполнены большими, так как кольцевому пространству выше пакера не нужно быть таким большим, как ниже него, потому что через это кольцевое пространство проходят только отфильтрованные возвратные потоки. Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут более понятны из рассмотрения описания предпочтительного варианта выполнения и сопровождающих чертежей, хотя нужно сознавать, что точный и эквивалентный объем изобретения определяется его приложенной формулой.

Раскрытие изобретения

Устройство заканчивания включает пакер, предназначенный для изоляции продуктивной зоны, и фиксирующие буртики, введенные во втулку, установленную выше пакера. Размещение фиксирующих буртиков выше пакера дает возможность выполнить их большими, чем при размещении ниже пакера, где устройство в общем должно сузиться для создания участков уплотнения, а также дает возможность иметь значительно большее кольцевое пространство, что позволяет выполнять такие операции, как гравийная набивка. Размещение фиксирующих буртиков выше пакера делает их впоследствии меньшим препятствием прохождению потока продукта или введению различных устройств далее вниз по скважине.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение рассмотрено более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - сечение известного в предшествующем уровне техники устройства гравийной набивки, показанного в положении разрешения циркуляции;

на фиг.2 - вид с фиг.1 при устройстве, находящемся в режиме гидроразрыва;

на фиг.3 - вид с фиг.2 с устройством, находящимся в положении удаления избыточного гравия из переходного устройства;

на фиг.4 - вид с фиг.3 с устройством, находящимся в положении удаления избыточного гравия из трубной колонный выше переходного устройства;

на фиг.5 - сечение по настоящему изобретению с изображением фиксирующих буртиков выше пакера.

Осуществление изобретения

На фиг.5 представлен пакер с фиг.1-4, обозначенный теперь через 24', для наилучшего понимания разницы между предшествующим уровнем техники, описанным выше в связи с гравийной набивкой, и настоящим изобретением, примененным для той же технологии, чтобы показать одно из возможных приложений настоящего изобретения. Муфта 34' та же, но теперь она расположена выше пакера 24' и по-прежнему на трубной колонне 22', продолжающейся к поверхности (не показана). Посадочный инструмент 100 составляет часть трубной колонны 22' и включает втулку 102, на которой предпочтительно воедино с ней выполнены посадочные буртики 104, 106 и 108. Муфта 34' может опереться на верхнюю поверхность, такую как 110, или на нижнюю поверхность 112 посадочных буртиков. Рядом с пакером 24' показано переходное устройство 26'. В представленном на фиг.5 положении переходное устройство 26' посажено на пакер 24'. Хотя такое положение, определенное в предыдущем предложении, могло бы быть установлено в конструкции, представленной на фиг.1-4, существует несколько положений, необходимых для выполнения таких операций, как гидроразрыв или размещение гравийной набивки, и одного посадочного положения для переходного устройства 26' на пакере 24' недостаточно.

При желании для регулирования потока флюида в пласт во втулку 102 может быть установлен снабженный гильзой 200 перекрытия канала 202 клапан регулирования потока, такой как клапан типа RB, предлагаемый фирмой Baker Oil Tools. Установочная втулка 102 может известным образом устанавливать пакер за счет перемещения относительно трубной колонны 22'. После выполнения необходимой скважинной операции трубная колонна 22' может быть извлечена на поверхность вместе с посадочным инструментом 100. Затем в пакер 24' может быть введена эксплуатационная насосно-компрессорная колонна (не показана). Профильные выступы 32, показанные в представляющей предшествующий уровень техники конструкции с фиг.1-4, теперь стали больше, чем они были при проведении операции гравийной набивки традиционным образом. Поэтому они не сужают проход ниже пакера 24', как это обычно происходит.

В качестве иллюстрации втулка 102 может иметь наружный диаметр, равный 8,125 дюйма (206,4 мм), а в месте пика 118 внутренний диаметр может составлять 6,625 дюйма (168,3 мм), что больше, чем канал 38' уплотнения в пакере 24'. При расположении ниже пакера, как в предшествующем уровне техники, пики фиксирующих буртиков 32 должны быть меньше канала 38 уплотнения пакера, обусловливая то, что герметично относительно пакера может быть установлена меньшая трубная колонна, чем в настоящем изобретении, представленном на фиг.5, в котором может быть использован весь канал уплотнения в пакере без ограничения буртиками 104, 106 и 108, после того как будет поднята трубная колонна 22' и введена эксплуатационная насосно-компрессорная колонна (не показана).