Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и евразийские патенты)"
Бюллетень 01´2017

  

(11) 

025810 (13) B1       Разделы: A B C D E F G H    

(21) 

201390897

(22) 

2011.11.17

(51) 

E21B 33/12 (2006.01)

(31) 

61/424,427

(32) 

2010.12.17

(33) 

US

(43) 

2014.04.30

(86) 

PCT/US2011/061223

(87) 

WO 2012/082303 2012.06.21

(71) 

(73) ЭКСОНМОБИЛ АПСТРИМ РИСЕРЧ КОМПАНИ (US)

(72) 

Йех Чарльз С., Бэрри Майкл Д., Хекер Майкл Т., Моффетт Трейси Дж., Блэклок Джон, Хэберл Дэвид К., Хайд Патрик К. (US), Маклеод Ян М., Мерсер Ли, Рейд Стефен, Элрик Эндрю Дж. (GB)

(74) 

Медведев В.Н. (RU)

(54) 

СКВАЖИННАЯ ПАКЕРНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ В ПОДЗЕМНОМ ПЛАСТЕ

(57) 1. Скважинная пакерная система для изоляции кольцевой зоны между трубным изделием и окружающим стволом скважины, содержащая

внутренний шпиндель;

альтернативный канал потока вдоль внутреннего шпинделя;

уплотняющий элемент снаружи внутреннего шпинделя и расположенный по периметру вокруг внутреннего шпинделя;

перемещаемый корпус поршня, удерживаемый вокруг внутреннего шпинделя, причем перемещаемый корпус поршня выполнен с воспринимающей давление поверхностью на первом конце и функционально соединен с уплотняющим элементом, при этом корпус поршня действует на уплотняющий элемент под действием гидростатического давления;

одно или несколько окон потока, создающих гидравлическое сообщение между альтернативными каналами потока и воспринимающей давление поверхностью корпуса поршня, таким образом перемещая высвобожденный корпус поршня и приводя в действие уплотняющий элемент, упирающийся в окружающий ствол скважины;

установочный инструмент, спускаемый во внутренний шпиндель пакера и выполненный с возможностью его манипулирования для механического высвобождения перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения.

2. Система по п.1, дополнительно содержащая

одно или несколько окон потока, создающих гидравлическое сообщение между альтернативными каналами потока и воспринимающей давление поверхностью корпуса поршня;

высвобождающую муфту вдоль внутренней поверхности внутреннего шпинделя;

высвобождающую шпонку, соединенную с высвобождающей муфтой, причем высвобождающая шпонка выполнена с возможностью перемещения между положением удержания, где высвобождающая шпонка входит в контакт с перемещаемым корпусом поршня и удерживает его на месте, и положением высвобождения, где высвобождающая шпонка отсоединяется от корпуса поршня, при этом обеспечивается действие гидростатического давления на воспринимающую давление поверхность корпуса поршня и перемещение корпуса поршня вдоль внутреннего шпинделя для приведения в действие уплотняющего элемента.

3. Система по п.2, дополнительно содержащая по меньшей мере один срезной штифт, соединяющий с возможностью высвобождения высвобождающую муфту с высвобождающей шпонкой.

4. Система по п.1, в которой уплотняющий элемент является эластомерным элементом манжетного типа.

5. Система по п.4, дополнительно содержащая центратор с выдвижными пальцами, причем пальцы выдвигаются в ответ на перемещение корпуса поршня.

6. Система по п.5, в которой

центратор расположен вокруг внутреннего шпинделя между корпусом поршня и уплотняющим элементом;

скважинный пакер выполнен в такой конфигурации, что сила, приложенная корпусом поршня к центратору, приводит в действие уплотняющий элемент, прижимающийся к окружающему стволу скважины.

7. Система по п.2, дополнительно содержащая

шпиндель поршня, расположенный по периметру вокруг внутреннего шпинделя;

кольцевое пространство, образованное между внутренним шпинделем и окружающим шпинделем поршня, при этом кольцевое пространство образует альтернативный канал потока;

при этом одно или несколько окон потока расположены в шпинделе поршня.

8. Система по п.7, в которой корпус поршня и уплотняющий элемент расположены по периметру вокруг шпинделя поршня.

9. Система по п.7, дополнительно содержащая измерительный дроссель, выполненный с возможностью регулирования скорости линейного перемещения корпуса поршня вдоль шпинделя поршня, таким образом замедляя перемещение корпуса поршня и регулируя скорость установки пакера.

10. Система по п.7, дополнительно содержащая несущий нагрузку упор, расположенный вокруг шпинделя поршня на верхнем конце и выполненный с возможностью несения пакера во время скрепления с рабочей колонной.

11. Система по п.7, дополнительно содержащая соединительную муфту, соединенную со шпинделем поршня на верхнем конце, причем соединительная муфта образует трубное изделие, выполненное с возможностью приема внутреннего шпинделя и образования части альтернативного канала потока между внутренним шпинделем и окружающей соединительной муфтой.

12. Способ заканчивания ствола скважины в подземном пласте, включающий использование пакерной системы по п.1, в котором

соединяют пакер с трубным изделием;

осуществляют спуск пакера и соединенного с ним трубного изделия в ствол скважины;

устанавливают пакер с приведением в действие уплотняющего элемента, входящего в контакт с окружающим подземным пластом;

осуществляют спуск установочного инструмента во внутренний шпиндель пакера;

осуществляют манипулирование установочным инструментом для механического высвобождения перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения;

передают гидростатическое давление на корпус поршня через одно или несколько окон потока, таким образом перемещая высвобожденный корпус поршня и приводя в действие уплотняющий элемент, упирающийся в окружающий ствол скважины;

нагнетают гравийную суспензию в кольцевую зону, образованную между трубным изделием и окружающим пластом;

нагнетают гравийную суспензию через альтернативные каналы потока для обеспечения, по меньшей мере, частичного обхода гравийной суспензией уплотняющего элемента, при этом ствол скважины заполняется гравием в кольцевой зоне под пакером.

13. Способ по п.12, в котором

ствол скважины имеет нижний конец, образующий необсаженный участок;

пакер и трубное изделие спускают в ствол скважины вдоль необсаженного участка;

пакер устанавливают в необсаженном участке ствола скважины;

трубное изделие является (I) песчаным фильтром, содержащим основную трубу, альтернативные каналы потока и окружающее фильтрующее средство, или (II) неперфорированной трубой, имеющей альтернативные каналы потока;

основная труба или неперфорированная труба состоит из множества скрепленных звеньев.

14. Способ по п.12, в котором этап нагнетания гравийной суспензии через альтернативные каналы потока содержит обход уплотняющего элемента, при котором необсаженный участок ствола скважины заполняется гравием выше и ниже пакера после установки пакера в стволе скважины.

15. Способ по п.12, в котором

пакер дополнительно содержит высвобождающую муфту вдоль внутренней поверхности внутреннего шпинделя;

при этом манипулирование установочным инструментом включает вытягивание установочного инструмента через внутренний шпиндель для сдвига высвобождающей муфты.

16. Способ по п.15, в котором сдвиг высвобождающей муфты срезает по меньшей мере один срезной штифт.

17. Способ по п.16, в котором

спуск установочного инструмента включает спуск промывочной трубы в канал во внутреннем шпинделе пакера, причем промывочная труба оснащена установочным инструментом;

высвобождение перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения содержит вытягивание промывочной трубы с установочным инструментом вдоль внутреннего шпинделя, таким образом осуществляя сдвиг высвобождающей муфты и срез по меньшей мере одного срезного штифта.

18. Способ по п.17, в котором

пакер дополнительно содержит центратор;

при этом высвобождение корпуса поршня дополнительно приводит в действие центратор, входящий в контакт с окружающим необсаженным участком ствола скважины.

19. Способ по п.18, в котором при воздействии гидростатического давления на корпус поршня корпус поршня перемещается, приводя в действие центратор, который, в свою очередь, приводит в действие уплотняющий элемент, прижимающийся к окружающему стволу скважины.

20. Способ по п.14, в котором пакерная система содержит

первый механически устанавливаемый пакер;

второй механически устанавливаемый пакер, разнесенный с первым механически устанавливаемым пакером, причем второй механически устанавливаемый пакер является, по существу, зеркальным отражением или, по существу, идентичным первому механически устанавливаемому пакеру.

21. Способ по п.20, в котором каждый из первого и второго пакеров дополнительно содержит

перемещаемый корпус поршня, удерживаемый вокруг внутреннего шпинделя;

одно или несколько окон потока, создающих гидравлическое сообщение между альтернативными каналами потока и воспринимающей давление поверхностью корпуса поршня.

22. Способ по п.21, в котором дополнительно осуществляют

спуск установочного инструмента во внутренний шпиндель каждого из пакеров;

манипулирование установочным инструментом для механического высвобождения перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения вдоль каждого из соответствующих первого и второго пакеров;

передачу гидростатического давления на корпуса поршней через одно или несколько окон потока, таким образом перемещая высвобожденные корпуса поршней и приводя в действие уплотняющие элементы, прижимающиеся к окружающему стволу скважины, каждого из первого и второго пакеров.

23. Способ по п.22, в котором

спуск установочного инструмента содержит спуск промывочной трубы в каналы во внутренних шпинделях соответствующих первого и второго пакеров, причем промывочная труба оснащена установочным инструментом;

высвобождение перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения содержит вытягивание промывочной трубы с установочным инструментом вдоль внутренних шпинделей соответствующих первого и второго пакеров, таким образом осуществляя сдвиг высвобождающих муфт в каждом из первого и второго пакеров, и срез соответствующих срезных штифтов.

24. Способ по п.14, в котором дополнительно осуществляют добычу углеводородных текучих сред по меньшей мере из одного интервала вдоль необсаженного участка ствола скважины.

25. Способ установки пакерной системы по п.1 в стволе скважины, в котором

соединяют пакер с трубным изделием;

осуществляют спуск пакера и соединенного с ним трубного изделия в ствол скважины;

осуществляют спуск установочного инструмента во внутренний шпиндель пакера;

осуществляют манипулирование установочным инструментом для механического высвобождения перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения;

вытягивают установочный инструмент для механического сдвига высвобождающей муфты из застопоренного положения вдоль внутреннего шпинделя пакера, таким образом высвобождая корпус поршня для аксиального перемещения;

осуществляют передачу гидростатического давления на корпус поршня через одно или несколько окон потока, таким образом обеспечивая аксиальное перемещение высвобожденного корпуса поршня и приводя в действие уплотняющий элемент, прижимающийся к окружающему стволу скважины.

26. Способ по п.25, в котором

ствол скважины имеет нижний конец, образующий необсаженный участок;

спуск пакера в ствол скважины включает спуск пакера в необсаженный участок ствола скважины;

трубное изделие является (I) песчаным фильтром, содержащим основную трубу, альтернативные каналы потока и окружающее фильтрующее средство, или (II) неперфорированную трубу, содержащую альтернативные каналы потока;

при этом дополнительно осуществляют

нагнетание гравийной суспензии в кольцевую зону, образованную между трубным изделием и окружающим необсаженным участком ствола скважины;

нагнетание гравийной суспензии через альтернативные каналы потока для обеспечения обхода гравийной суспензией уплотняющего элемента, при котором необсаженный участок ствола скважины заполняется гравием под пакером после установки пакера в стволе скважины.

27. Способ по п.25, в котором этап дополнительного нагнетания гравийной суспензии через альтернативные каналы потока содержит обход уплотняющего элемента, при котором необсаженный участок ствола скважины заполняется гравием выше и ниже пакера после установки пакера в стволе скважины.

28. Способ по п.25, в котором

при сдвиге высвобождающей муфты срезается по меньшей мере один срезной штифт;

спуск установочного инструмента включает спуск промывочной трубы в канал во внутреннем шпинделе пакера, причем промывочная труба оснащена установочным инструментом;

высвобождение перемещаемого корпуса поршня из его застопоренного положения включает вытягивание промывочной трубы с установочным инструментом вдоль внутреннего шпинделя, вызывающее сдвиг высвобождающей муфты и срезание по меньшей мере одного срезного штифта.

29. Способ по п.25, в котором этап дополнительного нагнетания гравийной суспензии через альтернативные каналы потока включает обход уплотняющего элемента, при этом необсаженный участок ствола скважины заполняется гравием выше и ниже пакера после установки пакера в стволе скважины.

Увеличить масштаб


наверх