EA013495B1

EA013495B1 - Система для осуществления гидроразрыва без дополнительного вмешательства

Info

Publication number: EA013495B1
Application number: EA200801941A
Authority: EA
Inventors: Дуглас Дж. Марри
Original assignee: Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2010-04-30
Also published as: US7552779B2; CN101443529A; US7325617B2; AU2007230749A1; MX2008012179A; CA2646705C; US20070221373A1; EA200801941A1; US7395856B2; US20070261862A1; EP1999337B1; CN101443529B; DE602007002700D1; AU2007230749B2; US20070221384A1; EP1999337A1; DK1999337T3; CA2646705A1; WO2007112211A1; NO20084051L

Abstract

В изобретении описана система, позволяющая осуществлять последовательную обработку секций зоны ствола скважины. Доступ к каждой части может осуществляться при помощи перемещаемой втулки (30), которая имеет специфический внутренний профиль. При этом могут использоваться продавливаемые внутрь ствола скважины пробки (10), имеющие специфический профиль, позволяющий закреплять пробку к специфической втулке. Давление, оказываемое на закрепленную на втулке пробку, позволяет осуществлять последовательное открытие втулок, в то время как уже обработанные и находящиеся снизу зоны являются изолированными. Продавливаемые внутрь ствола скважины пробки имеют проход, первоначально заблокированный материалом (44), который постепенно удаляется под воздействием ожидаемых внутрискважинных условий. В результате после того, как будут обработаны все части зоны ствола скважины, вновь образуется проход для протекания флюидов через различные закрепленные на втулках пробки. Пробки также могут быть убраны с перемещающейся втулки после использования и могут содержать элемент, соответственно предотвращающий проворачивание пробки вдоль ее оси в случае необходимости ее последующего высверливания.

Description

Настоящее изобретение относится к технологии заканчивания скважин, а более точно, к технологии, включающей последовательные действия в зоне ствола скважины, которые требуют периодического закупоривания прохода скважинных флюидов для проведения технологических операций, а также последующей прочистки этого канала для осуществления добычи.

Уровень техники

Некоторые из способов заканчивания скважин требуют последовательного изолирования смежных зон в определенной области скважины для проведения таких работ, как гидроразрыв пласта. Зоны обычно изолируются при помощи пакеров, а между ними используются перемещаемые втулки, которые могут открываться выборочным образом для обеспечения доступа к определенной части зоны. Обычно такая сборная конструкция сначала помещается в скважину, после чего в ее нижнюю часть продавливается шаровой клапан или разделительная пробка, которая закупоривает канал для прохода текучего раствора через нижний край хвостовика обсадной колонны. Благодаря нагнетанию давления внутри буровой скважины пакеры закрепляются, что создает множественные изолированные зоны. Колонна труб герметизируется, а нижняя перемещаемая втулка открывается. После обработки самой нижней зоны буровой скважины в самое нижнее седло для шарового клапана в обсадной колонне помещается шаровой клапан, чтобы изолировать только что обработанную зону скважины, и на поверхность этого первого шарового клапана начинает воздействовать увеличивающееся давление, что приводит к поднятию вверх следующей перемещаемой втулки. После подобной обработки в еще большее седло для шарового клапана обсадной колонны помещается еще больший шаровой клапан, чтобы изолировать только что обработанную вторую зону буровой скважины. Такой процесс повторяется до того момента, как будут обработаны все зоны буровой скважины, при этом по мере приближения к поверхности будут использоваться увеличивающиеся в размерах седла шаровых клапанов. В конце процесса шаровые клапаны, размещенные на всех седлах для шаровых клапанов, либо всплывают на поверхность при поступлении потока флюида из обрабатываемого пласта, либо сборный узел из всех седел шаровых клапанов и самих шаровых клапанов, соответственно посаженных на них, измельчается, чтобы не мешать последующему поступлению флюида из обработанной зоны. Эта технология показана в публикации υδΡ 6907936. Проблемой этой технологии является тот факт, что для обеспечения работы системы изоляции требуется применение седел шаровых клапанов разных размеров, которые располагаются в специфических местах внутри ствола скважины, в результате чего в конце будут использоваться несколько относительно узких проходов в наименьших по размерах седлах для шаровых клапанов, по причине чего даже при вымывании шаровых клапанов требуется дискретный шаг по измельчению седла для шарового клапана и шарового клапана, находящихся поблизости всех за исключением одной перемещаемой втулки.

Были разработаны технологии для временного блокирования буровых скважин при помощи растворяющихся или удаляющихся каким-либо иным способом разделительных пробок. Такие устройства показаны в публикациях υδΡ 6220350, 6712153 и 6896063. Некоторые пакеры изготавливаются в виде одноразовых устройств, что включает использование разлагающихся полимерных материалов, как это описывается в публикациях υδ № 2005/0205264, 2005/0205265 и 2005/0205266. Некоторые сборные конструкции включают применение муфт с упором для задерживания цементирующих пробок, которые могут перемещаться из рабочего в нерабочее положение при помощи переключающего инструмента, который также используется как инструмент для воздействия на перемещаемые втулки. Подобное иллюстрируется в публикации υδ № 2004/0238173. Иные конструкции, которые создают выборочный доступ к подземному пласту благодаря применению зарядов для перфорации, которые выбивают пробки из обсадной трубы, или которые используют приводимые в действие давлением поршни с внутренними режущими дисками, описываются в публикациях υδΡ 5660232 и 5425424. Публикация υδΡ 6769491 описывает типичное анкерное приспособление для скважинного инструмента.

Настоящее изобретение направленно на усовершенствование определенных операций, осуществляемых внутри скважины, посредством использования сопрягаемых профилей пробок и профилей перемещаемых втулок или соединительных трубок. Это позволяет установить конкретную пробку в определенном месте внутри ствола скважины и миновать другие потенциально возможные места для расположения данной пробки. Путь для прохода скважинных флюидов может быть одинаковым по размеру на всем протяжении зоны, а также отдельные части могут задействоваться в определенном порядке. Помимо этого, после использования по своему прямому назначению пробки вновь открывают канал для прохода скважинных флюидов для последующих операций. Эти и иные преимущества настоящего изобретения будут более очевидны специалистам из описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, которое приводится ниже, равно как и из анализа чертежей и пунктов формулы изобретения, которые определяют полный объем данного изобретения.

Сущность изобретения

Предлагается система, позволяющая осуществлять последовательную обработку секций зоны буровой скважины. Доступ к каждой части может осуществляться при помощи перемещаемой втулки, которая имеет специфический (уникальный) внутренний профиль. При этом могут применяться продавливаемые внутрь ствола скважины пробки, которые имеют специфический профиль, позволяющий крепить

- 1 013495 пробку к определенной втулке. Давление на закрепленную пробку позволяет осуществлять последовательное открытие втулок по мере изолирования находящихся ниже и уже обработанных зон. Продавливаемые внутрь ствола скважины пробки содержат проходы, которые изначально запечатаны (исчезающим) материалом, удаляющимся по мере воздействия на него ожидаемых условий нахождения внутри ствола скважины. В результате этого после обработки всех частей зоны буровой скважины вновь восстанавливается канал для прохода скважинных флюидов пролегающий через разные пробки, закрепленные на соответствующих перемещаемых втулках конструкции. При этом пробки могут также быть отсоединены от перемещаемой втулки после перемещения ее в необходимое положение, а также могут содержать приспособление, которое соответственным образом препятствует проворачиванию пробки вокруг ее оси в случае, если впоследствии потребуется провести ее высверливание.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой местный разрез продавливаемой внутрь ствола скважины пробки перед продавливанием;

фиг. 2 - пробку фиг. 1 с внутренним проходом, который стал открытым после исчезновения передней заглушки;

фиг. 3 - местный разрез типичной перемещаемой втулки в закрытом положении;

фиг. 4 - местный разрез продавливаемой внутрь ствола скважины пробки, размещенной на перемещаемой втулке;

фиг. 5 - изображение фиг. 4 после приложения давления по отношению к пробке и перемещения втулки в открытое положение;

фиг. 6 - местный разрез узла конструкции по альтернативному варианту осуществления изобретения, изображающий перемещаемую втулку в закрытом положении, где профиль узла конструкции соответствует профилю продавливаемой внутрь ствола скважины пробки;

фиг. 7 - изображение фиг. 6 с продавленной внутрь ствола скважины пробкой, размещенной на перемещаемой втулке, что создает поршень вокруг перемещаемой втулки;

фиг. 8 - изображение фиг. 7 после приложения давления по отношению к пробке, что привело к передвижению перемещаемой втулки;

фиг. 9 - секцию продавливаемой внутрь ствола скважины пробки, изображающую удаляющуюся часть в передней области пробки;

фиг. 10 - более крупное изображение фиг. 9, изображающее, каким образом удаляющаяся часть прикреплена к продавливаемой внутрь ствола скважины пробке;

фиг. 11 - секцию альтернативной конструкции удаляющегося компонента пробки;

фиг. 12а-в - местные разрезы альтернативной конструкции продавливаемой внутрь ствола скважины пробки, изображающие пробку, размещенную на перемещаемой втулке;

фиг. 13а-в - изображения 12а-в при передвинутой перемещаемой втулке;

фиг. 14а-в - изображения 13а-в при отсоединенной от перемещаемой втулки пробке, задержанной на муфте с упором;

фиг. 15 - вид в перспективе с частичным разрезом перемещаемой втулки с углублением, которое удерживает продавливаемую внутрь ствола скважины пробку от вращения в случае высверливания;

фиг. 16 - изображение продавливаемой внутрь ствола скважины пробки в перспективе, изображающее выступ, который препятствует ее проворачиванию в случае высверливания.

Детальное описание изобретения

Фиг. 1 изображает типичную продавливаемую внутрь ствола скважины пробку 10, которая имеет грязесъемные манжеты 12 и 14 для контакта с окружающей трубой, размещенные таким образом, чтобы позволить осуществить продавливание пробки внутрь ствола скважины. Хотя в данном случае грязесъемные манжеты изображены в виде манжетного уплотнения, могут быть использованы и другие виды и количества уплотнений. Пробка 10 имеет трубообразный корпус 16 со сквозным проходом 18. Ближний край 20 представляет собой шейку для захвата ловильным инструментом применяющуюся в случае, если пробку 10 по какой бы то ни было причине необходимо захватить ловильным инструментом. Серии продольных выемок 22 определяют границы гибких пальцев 24 зажимного патрона, другие концы которых прикреплены к корпусу 16. Альтернативным образом могут использоваться консольные пальцы или любая иная конструкция, которая может удерживать цилиндрическую деталь с достаточной силой и при этом сохранять гибкость. Свойство гибкости позволяет выступам 26 и 28 перемещаться в радиальном направлении, в то время как пробка 10 продавливается внутрь ствола скважины. Хотя предпочтительная конструкция пробки 10 имеет уплотнения 12 и 14, изобретение предусматривает возможность наличия пробки 10, которая просто бросается внутрь ствола скважины, что делает использование уплотнений 12 и 14 необязательным. На фиг. 3 можно видеть перемещаемую втулку 30, имеющую углубления 32 и 34 (первые части уникальной конфигурации), которые выполнены соответствующими форме выступов 26 и 28 на пробке 10. По мере того как пробка 10 приближается к перемещаемой втулке 30, пальцы 24 изгибаются, чтобы позволить выступам 26 и 28 (вторые части уникальной конфигурации) задвинуться во втулку 30 и после этого подпружинено войти в углубления 32 и 34, в то время как радиальная поверх

- 2 013495 ность 36 на выступе 28 совмещается с радиальной поверхностью 38 на углублении 32.

Специалистам будет понятно, что в то время как на пробке 10 изображены два выступа 26 и 28, которые должны совпадать с имеющими аналогичную форму углублениями на перемещаемой втулке 30, существует множество иных способов претворить в жизнь идею изобретения. Идея состоит в создании уникального сочленения между определенной пробкой 10 и заданным местом расположения этой пробки в стволе буровой скважины, которое обычно представлено перемещающейся втулкой, такой как обозначенная ссылкой под номером 30. Например, при обработке продолжительной зоны ствола скважины будет задействовано множество перемещаемых втулок, таких как втулка, обозначенная ссылкой под номером 30, которые имеют пакеры, такие как обозначенные ссылками под номерами 40 и 42, которые используются для изолирования окружающего кольцевого пространства (не показано). Идея состоит в том, чтобы последовательно изолировать части зоны ствола скважины перемещаясь вверх к поверхности, так чтобы следующая перемещаемая втулка, располагающаяся между парой пакеров, могла бы быть открыта для обработки подземного пласта между этими двумя пакерами, в то время как находящиеся снизу уже обработанные участки пласта (ствола скважины) оставались бы изолированными.

Для лучшего понимания использования данного изобретения следует вновь обратиться к фиг. 1, на которой изображенный проход 18 показан, будучи заблокированным веществом, которое, в общем, будет обозначаться термином удаляющийся (исчезающий) материал 44. В данной заявке термин удаляющийся материал охватывает широкий выбор материалов, которые используются как отдельно, так и в комбинации и которые могут сохранять структурную целостность во время процедуры продавливания пробки внутрь ствола скважины, но со временем будут подвержены воздействию внутрискважиных условий , как существующих, так и искусственно созданных, и по причине этого утратят эту целостность и более не будут блокировать проход 18, как это изображено на фиг. 2. На фиг. 2 видна резьба 46, которая обнажается после исчезновения материала 44. Она используется для того, чтобы в начале процесса удержать материал 44 в должном месте конструкции, как это изображено на фиг. 1. Предпочтительным видом материала 44 является биополимер, который подвержен воздействию температур внутри ствола скважины. Обычно при продавливании пробки используется текучая среда, поток которой удерживает материал 44 в пробке 10 достаточно прочным образом, что позволяет противодействовать прилагаемым давлениям в ходе процесса продавливания. После того, как определенная зона ствола скважины будет обработана через открытую втулку, такую как изображена ссылкой под номером 30, другая пробка входит в следующую втулку. Это отсекает все нижние пробки от потока скважинных флюидов и позволят им нагреваться до уровня температуры среды внутри ствола скважины. Со временем материал 44 в нижних пробках исчезает, открывая проход 18 через нижние пробки, в то время как другие пробки над ними входят в другую перемещаемую втулку.

На фиг. 4 и 5 изображено, каким образом пробка 10 с вошедшими в соответствующие углубления 34 и 32 выступами 26 и 28 может использоваться для перевода втулки 30 из закрытого положения, в котором, как это указано на фиг. 4, отверстия 48 являются закрытыми, в положение, изображенное на фиг. 5, в котором они являются открытыми. Согласно данной конструкции материал 44 продолжает блокировать проход 18 при открытых отверстиях 48, так что операция по гидроразрыву пласта, к примеру, может быть произведена через отверстия 48 в зоне, изолированной двумя внешними пакерами 40 и 42.

Одной из особенностей изобретения является тот факт, что используемая пробка имеет профиль с пальцами 24, который соответствует профилю определенной перемещаемой втулки в случае предпочтительного варианта осуществления изобретения изображенного на фиг. 1-5. Данная идея относится к использованию определенного ключа в цилиндре замка. С этой целью может применяться комбинация выступов и углублений либо на пробке, либо на втулке, а также совпадающий профиль других элементов конструкции. Соответствие и должное расположение деталей конструкции может определяться благодаря наличию выступов и соответствующих углублений, имеющих одинаковую продольную протяженность. При этом может существовать более чем одна пара выступов и соответствующих им углублений, а их расположение относительно друг друга может быть уникальным (не повторяющимся в данной операции) и соответствующим лишь совпадающей определенной перемещаемой втулке и пробке.

Если же гидроразрыв должен быть произведен, к примеру, при помощи использования втулок А, В, С, где втулка А является наиболее далеко расположенной от поверхности, то процесс гидроразрыва будет осуществляться посредством помещения сборной конструкции в должное место внутри ствола скважины, а также посредством установки пакеров между втулками А, В и С, и еще одного пакера над втулкой С. Все втулки будут помещаться внутрь ствола скважины, находясь в закрытом положении. Для осуществления гидроразрыва зоны, наиболее близко располагающейся относительно перемещаемой втулки А, колонна труб будет просто подвергнута воздействию повышенного давления с целью открытия втулки А, чтобы обработать зону пласта, располагающуюся наиболее далеко от поверхности земли. Конструкция втулки А может позволить применить давление для ее открытия. После обработки данной зоны пробка продавливается в ствол скважины, входя в контакт с втулкой В, что эффективным образом изолирует зону, только что обработанную через перемещаемую втулку А. Конфигурация пальцев данной пробки совпадает лишь с втулкой В. Вновь нагнетается давление, и втулка В открывается, благодаря чему происходит обработка зоны пласта через втулку В. После завершения данного процесса обработки

- 3 013495 другая пробка, специально сконфигурированная для совпадения лишь с втулкой С, продавливается внутрь ствола скважины. Вновь нагнетается давление, и другая зона обрабатывается через открытую перемещаемую втулку С. В то время как происходит данный процесс, пробка во втулке В остается изолированной благодаря наличию другой пробки над ней, что приводит к началу нагревания данной пробки до достижению ею уровня температуры внутри ствола скважины, в результате чего материал 44 из этой пробки удаляется. Когда перестает оказываться давление на пробку в перемещаемой втулке С, она также нагревается, а материал 44 из нее удаляется. В результате этого в двух пробках остается открытый проход 18, все втулки остаются открытыми и не нужно осуществлять их высверливание. Благодаря этому становится возможным добывать флюиды из обработанного пласта. При этом в случае необходимости пробки могут быть удалены из ствола скважины при помощи шеек 20 для захвата ловильным инструментом.

В то время как выше был описан процесс с применением трех втулок А, В и С, специалисты в данной области техники поймут, что в данном случае может быть использовано любое количество втулок, имеющих внешние устройства для изолирования участков буровой скважины. Единственной разницей между втулками является их профиль, который является уникальным для каждой из них, а также то, что продавливаемые внутрь скважины пробки имеют соответствующие профили, позволяющие пробкам должным образом закрепляться во втулках в желаемой последовательности. В случае предпочтительной направленной снизу вверх последовательности каждая последующая втулка изолирует уже обработанную зону, в то время как материал 44 в уже изолированной втулке начинает исчезать. В результате остается лишь полностью обработанный интервал и полностью открытый проход к целому обработанному интервалу при отсутствии необходимости осуществлять высверливание или вырезание седел шаровых клапанов, как это осуществлялось в прошлом. В случае предпочтительного варианта осуществления изобретения все втулки, которые перекрывают зону обработки, могут обладать одинаковыми внутренними диаметрами и уникальными (неповторяющимися для данного случая) конфигурациями, которые обеспечивают тот факт, что лишь соответственным образом подогнанные пробки будут закреплены на соответствующей втулке. После подобного закрепления каждая пробка с удалившимся материалом 44 представляет собой непрерывный проход 18 для протекания текучей среды ко всему обработанному интервалу.

В частном варианте изобретения вместо материала 44 может использоваться легко вырезаемый диск. При этом, хотя в данном случае требуется последующее вмешательство после установки всех пробок, процесс вырезания может быть произведен быстро, если вырезаются лишь сами диски, а не удерживающие их пробки. После этого, когда проход каждой пробки будет открыт, через него может поступать добываемый из пласта флюид. При этом любые остатки вырезанных частей могут быть вынесены на поверхность этим флюидом.

В то время как предпочтительный вариант осуществления изобретения, изображенный на фиг. 1-5, используется лишь в случае взаимодействия лишь с определенной втулкой, предпочтительный вариант осуществления изобретения, изображенный на фиг. 6-8, задействует выемки 50 и 52 в корпусе 54. Перемещаемая втулка 56 первоначально закрывает отверстия 58, в то время как уплотнения 60 и 62 герметизируют отверстия 58 с двух сторон. Выступ 68 первоначально входит в углубление 64, что служит для удержания втулки 56 в закрытом положении, как это изображено на фиг. 6. По мере того как нижний край 70 втулки 56 налегает на заплечик 72, выступ 68 начинает входить в углубление 66, как это изображено на фиг. 8. Фиг. 7 изображает пробку 74, имеющую выступы 76 и 78, полностью соответствующие углублениям 50 и 52 в сопряженном положении. Поскольку материал 80 является незатронутым и закрывает проход 82, а уплотнение 84 контактирует с втулкой 56, любое давление, приложенное по отношению к пробке 74, в данном случае приводит к перемещению втулки 56, поскольку втулка 56 теперь превратилась в поршень. Конечное положение втулки 56 изображено на фиг. 8 с открытыми отверстиями 58.

В случае этого предпочтительного варианта осуществления изобретения данная пробка имеет уникальный профиль или конфигурацию, которая соответствует прилегающему к втулке корпусу, подобное фактически присутствует в случае профиля втулки в примере, изображенном на фиг. 1-5, что необходимо для того, чтобы пробка расположилась бы рядом с желаемой втулкой для превращения ее в поршень, чтобы прилагаемое сверху давление могло бы передвинуть ее в положение, открывающее соответствующие отверстия. И вновь пробка использует удаляющийся материал 80, который исчезает после изолирования при помощи зафиксированной выше пробки. Как и в случае с процедурой описанной выше на примере фиг. 1-5, процедура в случае фиг. 6-8 является похожей, а основным отличием является тот факт, что в случае фиг. 1-5 пробка фактически перемещает втулку, а на фиг. 6-8 зафиксированная пробка позволяет прилагаемому сверху давлению перевести втулку в открытое положение, действуя в качестве поршня. В остальных аспектах эта процедура аналогична вышеописанной.

Фиг. 9 и 10 иллюстрируют предпочтительный вариант удаляющегося материала 44 или 80 изображенного в рабочем состоянии на фиг. 1-8. Поскольку этот материал требует определенной конструкционной прочности, чтобы иметь возможность противодействовать дифференциальному давлению во время таких процедур, как операция по гидроразрыву, особенности конструкции предусматривают наличие чередующихся слоев биополимера 86 и растворимых в воде металлических дисков 88. В случае такой сборной конструкции все диски 88 являются внутренними. Биополимер 86 обладает относительно мед

- 4 013495 ленной скоростью растворения, которая сочетается с низким уровнем сопротивления ползучести. Диски 88 являются быстро растворимыми, но при этом имеют повышенный уровень прочности и более высокий уровень сопротивления ползучести. Удерживающая втулка 90 входит в соприкосновение с резьбой 92 на корпусе 94, чтобы сжать сборную конструкцию внутри прохода 96. Продольное сжатие создает более лучший уровень периферического уплотнения в корпусе 94.

Фиг. 11 представляет собой другую конструкцию такой пробки, являющейся альтернативой пробки изображенной на фиг. 9 и 10. В данном случае крайние элементы 98 и 100 конструкции предпочтительно изготовлены из биополимера, характеризующегося относительно медленной скоростью растворения, а также низким уровнем сопротивления ползучести. Между этими элементами конструкции располагается зернистое вещество, такое как, к примеру, расклинивающий наполнитель или микроскопические шарики 102 из стекла. Когда к одному из крайних элементов 98 или 100 конструкции прилагается направленная нагрузка, то приложенное давление передается к слою 102 и благодаря перемещению зернистого вещества оно передается наружу через кольцо 104, которое закреплено в корпусе 106 при помощи резьбы 108, прежде чем оно будет перенаправлено к противоположно расположенному крайнему элементу конструкции. Это помогает сохранить целостность уплотнения сборной конструкции. Как и ранее в случае фиг. 9 и 10 кольцо 104 используется, чтобы предварительно сжать сборную конструкцию в продольном направлении для осуществления более лучшего уплотнения. После воздействия на конструкцию скважинных температур в течение достаточно длительного времени крайние элементы конструкции растворяются, а добываемая из пласта субстанция может быть использована для доставки зернистого вещества на поверхность.

В то время как два частных предпочтительных варианта осуществления изобретения были описаны в качестве способа блокирования прохода в пробке, которая (блокировка) впоследствии исчезает, специалисты оценят тот факт, что вне зависимости от специфического варианта действия удаляющегося элемента конструкции данное изобретение предусматривает возможность применения других сборных узлов, которые исчезают под воздействием разных механизмов, что осуществляется помимо использования растворения, описанного в контексте данного случая применения.

Далее на фиг. 16 представлена иллюстрация другой опциональной особенности пробки 110 по настоящему изобретению. В данном случае ведущая секция 112 имеет более чем один выступ 114, который выполнен с возможностью ввода в соответствующее ему углубление 116, изображенное в разрезе на фиг.

15. Несмотря на отсутствие изображения, специалисты поймут, что выравнивание осуществляется с наклоном для осуществления взаимодействия между пробкой 110 и окружающим корпусом 118, чтобы выступ 114 должным образом совпал бы с углублением 116. Однако, поскольку выступ располагается на гибком пальце 120, а целью взаимодействия частей является предотвращение вращения в случае необходимости по какой либо причине высверливания пробки, в данном случае достижение выравнивания не будет являться необходимым, поскольку вызываемое измельчением определенное вращение приведет к сочленению элементов 114 и 116, пока они располагаются на одном уровне с уровнем сочленения расположенных выше выступов 122 и 124.

Фиг. 12-14 изображают пробку, показанную на фиг. 12 (где в проходе 126 не изображен удаляющийся материал), которая применяется для перемещения втулки и последующего отсоединения от втулки для прикрепления к корпусу точно позади втулки. На фиг. 12б выступ 128 находится как раз под нижней частью втулки 130, в то время как выступ 132 вошел в контакт с радиальной поверхностью 134 на втулке 130. Фиг. 12в изображает происходящий в этот момент сдвиг между препятствующим вращающему моменту выступом 114' и принимающим углублением 116'. На фиг. 12 втулка 130 изображена в несдвинутом состоянии. Переходя к фиг. 13б мы видим, что теперь втулка 130 передвинута к ограничителю перемещения 136, а пробка 138 все еще контактирует с радиальной поверхностью 134 втулки 130. На фиг. 14б полностью передвинутая втулка 130 более не контактирует с продавленной пробкой 138. Вместо этого выступы 128 и 132в данном случае сопряжены с углублениями 140 и 142, в то время как препятствующий вращающему моменту выступ 114' сопряжен с углублением 116'. Специалисты поймут, что функция противодействия вращающему моменту является необязательной, и что она может быть использована вне зависимости от того остается ли продавленная пробка 138 присоединенной к втулке 130 после перемещения, или, как это изображено на фиг. 12-14, она отсоединяется от втулки 130 для сопряжения с корпусом 144.

Следует снова отметить, что все варианты получения уникального места сопряжения между заданной пробкой и заданной втулкой или заданным местом расположения внутри буровой скважины являются частью данного изобретения.

В то время как в данном случае выступы и углубления были использованы в качестве примера с любым элементом конструкции, способным иметь любую из данных конструктивных особенностей, другие комбинации конструктивных особенностей элементов конструкции, которые ведут к сопряжению заданных продавливаемых пробок с другими местами расположения внутри ствола скважины, находятся в пределах объема данного изобретения. Втулки или места посадки могут иметь один и тот же диаметр, но уникальными их делает возможность сопряжения со специфической пробкой, профиль которой сопрягается с их профилем.

- 5 013495

Еще одной конструктивной особенностью настоящего изобретения является использование последовательно увеличивающихся в размерах седел, как это описывается в публикации И8Р 6907936, за исключением изготовления блокирующих элементов из удаляющегося материала, благодаря чему после обработки всех зон все седла вновь становятся открытыми. В то время как этот предпочтительный вариант осуществления изобретения имеет недостаток, выражающийся в том, что без измельчения в скважине присутствуют различающиеся по размерам препятствия, этот вариант сохраняет преимущество перед способом, рассмотренным в вышеупомянутом патенте, заключающемся в том, что добыча может начаться без измельчения шаровых клапанов, располагающихся на соответствующих седлах внутри ствола скважины.

В случае другого варианта в обсадной колонне может располагаться множество уникальных профилей соединительных трубок. Продавливаемая внутрь буровой скважины пробка, поддерживающая скважинный перфоратор, может быть доставлена в должное место внутри ствола скважины и может войти в сопряжение с определенным профилем находящейся внутри ствола скважины соединительной трубки, после чего эта поддерживающая пробка может перенаправить прилагаемое сверху давление для обеспечения функционирования скважинного перфоратора. Подобным образом определенный интервал ствола скважины может быть подвергнут перфорированию в определенном порядке, а обработанные подобным образом интервалы могут быть изолированы, в то время как другие части интервала подвергаются перфорированию.

В случае другого предпочтительного варианта осуществления изобретения перемещаемые втулки, которые содержат заряды взрывчатого вещества для открытия доступа к пласту, как это описывается в публикации И8Р 5660232, могут выборочно задействоваться при помощи описанных выше продавливаемых пробок, которые входят в соответствующее сопряжение с отдельными втулками для того, чтобы открыть доступ к земельному пласту в желаемом порядке. Этот метод также может быть использован в отношении перемещаемых втулок применяемых в комбинации с телескопическими поршнями, как это описано в публикации И8Р 5425424, чтобы выборочно передвигать их в желаемом порядке, используя описанные выше способы.

Вышеприведенное описание является иллюстрацией предпочтительных вариантов осуществления изобретения, и специалистами могут быть осуществлены множественные модификации без отхода от данного изобретения, чей объем должен определяться буквальным и эквивалентным объемом нижеприведенной формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ заканчивания скважины, включающий подготовку внутри колонны труб множества посадочных мест, каждое из которых обладает первой частью уникальной конфигурации, не относящейся к величине ее диаметра, размещение колонны труб в стволе буровой скважины, подготовку множества пробок, обладающих второй частью уникальной конфигурации, не относящейся к диаметру, обеспечивающей сопряжение с первой частью уникальной конфигурации, посадку указанных пробок в специфическом порядке на основе сопряжения уникальной конфигурации каждой пробки и дополняющей конфигурации в трубе.
2. Способ по п.1, в котором осуществляют временную блокировку трубы при посадке пробки.
3. Способ по п.2, в котором для временной блокировки указанной трубы используют удаляющийся материал, размещаемый в проходе в указанной пробке.
4. Способ по п.3, в котором прикладывают давление к указанной пробке после ее посадки для выполнения технологических операций внутри скважины.
5. Способ по п.4, в котором используют воздействие внутрискважинных условий для удаления указанного удаляющегося материала после выполнения указанных операций внутри скважины.
6. Способ по п.5, в котором выполняют технологические операции внутри буровой скважины над посаженной пробкой, в то время как расположенная ниже ее труба изолирована от данных операций, и повторяют процесс, пока не будут посажены все пробки.
7. Способ по п.6, в котором выводят флюиды через проходы внутри всех пробок, которые уже не содержат удаляющийся материал.
8. Способ по п.4, в котором первыми частями уникальных конфигураций снабжают множество перемещаемых втулок.
9. Способ по п.8, в котором используют указанные перемещающиеся втулки в заранее заданном порядке посредством посадки пробок с заранее заданным порядком вторых частей уникальных конфигураций.
10. Способ по п.4, в котором первыми частями уникальных конфигураций снабжают стенку трубы, причем осуществляют посадку пробки с сопрягающейся второй частью конфигурации внутри трубы, обеспечивая плотный контакт пробки с втулкой и придавая втулке чувствительность по отношению к приложенному давлению.

- 6 013495
11. Способ по п.8, в котором вводят пробки в контакт с указанными втулками, перемещают втулки посредством оказания давления на пробки, контактирующие с соответствующим им втулками, причем стенке трубы дополнительно придают уникальные конфигурации первых частей и придают форму первой части указанной уникальной конфигурации указанной втулке с возможностью освобождения пробки от втулки после ее перемещения и вводят указанную пробку в контакт с частью уникальной конфигурации в стенке трубы после перемещения втулки.
12. Способ по п.11, в котором фиксируют указанную пробку от проворачивания отдельно от поддерживающей позиции в указанной части уникальной конфигурации стенки трубы.
13. Способ по п.1, в котором фиксируют указанные пробки от проворачивания после их посадки.
14. Способ по п.1, в котором в качестве указанных уникальных конфигураций используют продольный промежуток между множеством выступов и сопрягающийся промежуток для углублений.
15. Способ по п.1, в котором в качестве указанных уникальных конфигураций используют продольное расширение по меньшей мере одного выступа и сопрягающееся расширение по меньшей мере для одного углубления.
16. Способ по п.1, в котором осуществляют упругую установку по меньшей мере одной из указанных частей уникальной конфигурации с возможностью деформации конструкции в радиальном направлении.
17. Способ по п.3, в котором в качестве указанного удаляющегося материала используют биополимер, из которого, по меньшей мере, частично формируют препятствие в проходе в пробке.
18. Способ по п.17, в котором между концами конструкции, изготовленными из биополимера, изолируют по меньшей мере один диск из растворяемого в воде материала.
19. Способ по п.17, в котором между концами конструкции, изготовленными из биополимера, изолируют гранулированный материал и обеспечивают радиальное распределение давления, направленного на один из указанных концов из биополимера, для минимизации передачи давления к противоположному концу из биополимера.
20. Способ по п.19, в котором указанные концы конструкции первоначально сжимают вместе, растворяют эти концы посредством скважинных флюидов и удаляют гранулированный материал посредством протекающего добываемого флюида, проходящего через указанный проход в пробке, открытый за счет указанного растворения.
21. Способ по п.20, в котором в качестве указанного гранулированного материала используют по меньшей мере один из материалов из группы, включающей песок, расклинивающий наполнитель, микроскопические шарики из стекла.
22. Способ по п.2, в котором осуществляют установку барьера в указанных проходах в пробках, прикладывают давление к пробке после ее посадки для выполнения технологической операции внутри скважины, измельчают указанный барьер в указанном проходе через пробки после установки последней пробки по месту, выводят добываемый флюид через указанные проходы.