EA014072B1 - Скважинное устройство и способ завершения скважины, добычи и нагнетания - Google Patents

Скважинное устройство и способ завершения скважины, добычи и нагнетания Download PDF

Info

Publication number
EA014072B1
EA014072B1 EA200801002A EA200801002A EA014072B1 EA 014072 B1 EA014072 B1 EA 014072B1 EA 200801002 A EA200801002 A EA 200801002A EA 200801002 A EA200801002 A EA 200801002A EA 014072 B1 EA014072 B1 EA 014072B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
wire segments
sand
wire
central channel
segments
Prior art date
Application number
EA200801002A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200801002A1 (ru
Inventor
Брюс А. Дэйл
Чарльз Йех
Original Assignee
Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани filed Critical Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Publication of EA200801002A1 publication Critical patent/EA200801002A1/ru
Publication of EA014072B1 publication Critical patent/EA014072B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/08Screens or liners
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/08Screens or liners
    • E21B43/088Wire screens
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13Supported filter elements
    • B01D29/15Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining

Landscapes

  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Раскрыты способ и устройство, связанные с добычей углеводородов. В одном из вариантов его осуществления устройство включает в себя трубный элемент, имеющий центральный канал во внутренней части трубного элемента для протекания углеводородов через трубный элемент. Кроме того, трубный элемент включает в себя отверстия между центральным каналом и зоной, наружной к трубному элементу. В дополнение к трубному элементу по меньшей мере два смежных проволочных отрезка расположены вокруг трубного элемента. По меньшей мере два смежных проволочных отрезка создают по меньшей мере два пути прохождения потока к центральному каналу и формируют по меньшей мере два отверстия, которым придают конфигурацию для предотвращения прохождения в отверстия в трубном элементе частиц, превышающих определенный размер.

Description

Область применения изобретения
Настоящее изобретение, в общем, относится к устройству и способу, предназначенным для использования в скважинах. Точнее, настоящее изобретение относится к устройству и способу, предназначенным для добычи текучей среды и гравийной набивки посредством контроля содержания песка при выполнении процесса одиночной намотки.
Предпосылки к созданию изобретения
Данный раздел предполагает ознакомление читателя с различными аспектами данной области техники, которые могут быть связаны с представленными в качестве примера вариантами осуществления настоящего изобретения, описанными или заявленными ниже. Это обсуждение следует считать полезным для обеспечения читателя информацией, способствующей лучшему пониманию конкретных технологий согласно настоящему изобретению. Соответственно, следует иметь в виду, что приведенные формулировки должны быть прочитаны в этом свете, а не обязательно как признание известных технических решений.
Добычу углеводородов, таких как нефть и газ, осуществляют на протяжении многих лет. Для добычи углеводородов в системе, служащей для их добычи, могут быть использованы различные устройства, такие как песочные фильтры и другие инструменты, для решения конкретных задач внутри скважины. Обычно эти устройства располагают в скважине, завершаемой в виде законченной скважины с обсаженным стволом, либо со стволом, не закрепленным обсадными трубами. В случае завершений с обсаженным стволом обсадную трубу располагают в скважине и выполняют перфорации через обсадную трубу в подземные формации для создания пути прохождения потока текучих сред формации, таких как углеводороды, в скважину. Как вариант, в случае завершений со стволом, не закрепленным обсадными трубами, внутри скважины без обсадных труб располагают эксплуатационную колонну. Текучие среды формации проходят по кольцу между подземной формацией и эксплуатационной колонной для прохождения в эксплуатационную колонну.
Однако когда происходит добыча углеводородов из подземных формаций, такая добыча становится все более напряженной вследствие места расположения определенных подземных формаций. Например, некоторые подземные формации расположены под сверхглубокими водами, на глубинах, которые находятся на пределе их досягаемости при буровых операциях, в пластовых резервуарах с высокой температурой и высоким давлением, через большие интервалы, с высоким дебетом отдачи и в удаленных местах. Место нахождения подземной формации, как таковое, может создавать проблему, которая сильно повышает затраты на отдельную скважину. То есть затраты на доступ к подземной формации могут привести к тому, что меньшее количество скважин будет закончено для экономичной разработки месторождения. Соответственно, надежность и срок службы скважины становятся принимаемыми во внимание факторами, чтобы избежать нежелательных потерь при добыче и дорогостоящего вмешательства или операций по увеличению дебета этих скважин.
Например, когда добывают текучие среды из подземных формаций, расположенных глубоко под водой, возможно получение твердых материалов, например песка, совместно с текучими средами формаций, поскольку формации слабо уплотнены или ослаблены напряжением вследствие выемки грунта из скважины и отвода текучей среды формации. Устройства для контроля содержания песка обычно устанавливают в скважине поперек этих формаций для удерживания твердого материала, но с обеспечением при этом возможности добычи текучих сред. Потеря контроля содержания песка может привести к подаче песка на поверхность, повреждению скважинного оборудования, пониженной производительности скважины и/или потере скважины. При ухудшении условий окружающей среды устройства для контроля содержания песка более восприимчивы к повреждению вследствие высокого напряжения, эрозии, закупоривания, уплотнения/оседания и т.д. Такое повреждение устройств для контроля содержания песка может произойти в течение транспортирования, монтажа, завершения, нагнетания, ведения добычи или возбуждения скважины. Фактически, повреждение устройств для контроля содержания песка трудно предсказать или предотвратить. В результате устройства для контроля содержания песка обычно используют совместно с другими способами управления подачей песка из подземной скважины.
Один из самых обычных способов, используемых для контроля содержания песка, представляет собой гравийную набивку. Гравийная набивка скважины предполагает размещение гравия или других твердых частиц вокруг устройства для контроля содержания песка, которое соединяют с эксплуатационной колонной. Устройство для контроля содержания песка может иметь отверстия или может быть обмотано сетчатым фильтром. Например, в случае завершения скважины без закрепления обсадными трубами гравийную набивку обычно устанавливают между стенкой скважины и сетчатым фильтром, который окружает перфорированную опорную трубу. Как вариант, в случае завершения скважины с закреплением обсадными трубами гравийную набивку располагают между обсадной колонной, имеющей перфорации, и сетчатым фильтром скважины, который окружает перфорированную опорную трубу. Независимо от типа завершения скважины текучая среда формации проходит из подземной формации в эксплуатационную колонну через гравийную набивку и устройство для контроля содержания песка.
Другие применяемые способы контроля содержания песка могут включать в себя самостоятельные фильтры и набивки, предназначенные для жидкости, используемой для разрыва пласта, и служащие для
- 1 014072 решения проблемы подачи песка. Современная технология, содействующая контролю содержания песка, основана на контроле условий в скважине, улучшает удерживание песка, повышает характеристики потока и снижает потенциальную вероятность эрозии. Например, фильтры могут быть сконструированы таким образом, чтобы повысить эффективность удерживания песка и характеристики потока. Подобным же образом, отверстия в фильтре могут быть отрегулированы для уменьшения эрозии. Кроме того, в полой проволоке или в полых стержнях фильтра для песка могут быть установлены датчики для контролирования давления, температуры, плотности и т.д., чтобы обеспечить информацию в отношении характеристик, касающихся контроля содержания песка.
В настоящее время оборудование для контроля содержания песка включает в себя незначительное резервирование, если таковое вообще имеется, которое направлено на решение проблем, связанных с нарушениями работы, приводящими к ухудшению потока. Во многих случаях способность скважины обеспечивать добычу, составляющую ее проектную производительность, либо находящуюся вблизи нее, поддержана лишь единственным препятствием механизму повреждения. То есть фильтр для песка может представлять собой единственное устройство, которое используют для контроля содержания песка в неуплотненных формациях. В результате любое повреждение установленного фильтра для песка может привести к подаче песка совместно с углеводородами. Если установлена гравийная набивка, то повреждение фильтра может привести к подаче как гравия, так и песка. Подача твердых частиц может привести к эрозии оборудования в скважине, ухудшению добычи, необходимости решения проблем транспортирования песка на поверхности и/или частичной, либо полной потере производительности скважины. В результате этого со временем потребуется выполнение работ по увеличению дебета скважины или забуривание из скважины нового ствола. Таким образом, общая надежность системы для завершений скважины имеет значительную неопределенность.
Соответственно, имеется необходимость в более надежных устройствах для завершения скважин и в способах обеспечения резервирования, касающегося фильтров, альтернативных путей прохождения потока с внутренней стороны фильтров и выполнения функции самоустранения, которая включает в себя пространственное разделение для решения проблемы неопределенности в отношении механического повреждения фильтра для контроля содержания песка.
Другие материалы, касающиеся этого вопроса, можно найти, по меньшей мере, в патентах США № 4945991, 5095990, 5113935, 5293935, 5476588, 5515915, 5642781, 5938925, 6125932, 6227303, 6554064, 6684951, 6715544, 6745843 и в заявке на патент в США № 2005/0034860.
Краткое изложение изобретения
Согласно изобретению создано устройство, связанное с добычей углеводородов, содержащее трубный элемент, включающий центральный канал во внутренней части трубного элемента для протекания углеводородов через трубный элемент, множество отверстий между центральным каналом и зоной, внешней к трубному элементу, по меньшей мере два смежных проволочных отрезка, расположенных вокруг трубного элемента и создающих по меньшей мере два пути прохождения потока к центральному каналу, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два ограничительных отверстия, предназначенных для предотвращения прохождения в множество отверстий трубного элемента частиц, превышающих определенный размер.
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка могут образовать дефлекторы внутри по меньшей мере одного по меньшей мере из двух путей прохождения потока.
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка могут образовать отделение вдоль по меньшей мере одного по меньшей мере из двух путей прохождения потока. Отделение может препятствовать прохождению к центральному каналу частиц, превышающих определенный размер.
Трубный элемент может содержать перфорированную опорную трубу.
По меньшей мере один проволочный отрезок может иметь геометрию, отличную от геометрии смежного проволочного отрезка для создания разных уровней лабиринта для прохождения потока и разную геометрию отверстий вдоль трубного элемента.
Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере одну шунтирующую трубу, расположенную между трубным элементом и по меньшей мере двумя проволочными отрезками или по меньшей мере между двумя проволочными отрезками и стволом скважины.
Устройство может быть приспособлено для выполнения операций добычи углеводородов или нагнетания либо для гравийной набивки скважины.
Устройство может содержать множество стержней, расположенных между трубным элементом и по меньшей мере двумя смежными проволочными отрезками.
Каждый по меньшей мере из двух смежных проволочных отрезков может иметь разные геометрические конфигурации.
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка могут формировать отделение и по меньшей мере один дефлектор вдоль по меньшей мере одного по меньшей мере из двух путей прохождения потока.
Каждый по меньшей мере из двух смежных проволочных отрезков может иметь трапецеидальную уложенную в штабель конфигурацию.
- 2 014072
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка могут содержать первый проволочный отрезок, имеющий первую конфигурацию, второй проволочный отрезок, имеющий вторую конфигурацию, и третий проволочный отрезок, имеющий третью геометрическую конфигурацию.
Первый проволочный отрезок, второй проволочный отрезок и третий проволочный отрезок могут быть расположены чередующимся образом вокруг трубного элемента.
По меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков может образовать между ними проектное отверстие.
Согласно изобретению создано устройство для контроля содержания песка, содержащее множество проволочных отрезков, расположенных вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере два смежных проволочных отрезка из множества проволочных отрезков создают по меньшей мере один окружной канал между по меньшей мере двумя смежными проволочными отрезками и вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере одна пара по меньшей мере двух смежных проволочных отрезков формируют между ними по меньшей мере два ограничительных отверстия, предназначенных для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер.
Множество проволочных отрезков могут формировать дефлекторы внутри по меньшей мере одного окружного канала.
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка могут формировать отделение по меньшей мере в одном окружном канале.
По меньшей мере одна пара проволочных отрезков может образовать разные сочетания проектных отверстий и ограничительных отверстий для отклонения текучей среды, проходящей по меньшей мере к одному окружному каналу.
Устройство может содержать перфорированную опорную трубу внутри множества проволочных отрезков, имеющую множество отверстий между центральным каналом и зоной, внешней к перфорированной опорной трубе.
Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере одну шунтирующую трубу между перфорированной опорной трубой и множеством проволочных отрезков или между множеством проволочных отрезков и скважиной.
Устройство может содержать множество стержней, расположенных между перфорированной опорной трубой и множеством проволочных отрезков.
Устройство может быть предназначено для добычи углеводородов.
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка из множества проволочных отрезков могут иметь разные геометрические конфигурации.
По меньшей мере два смежных проволочных отрезка могут содержать первый проволочный отрезок, имеющий первую конфигурацию, второй проволочный отрезок, имеющий вторую конфигурацию, и третий проволочный отрезок, имеющий третью геометрическую конфигурацию.
Первый проволочный отрезок, второй проволочный отрезок и третий проволочный отрезок могут быть расположены чередующимся образом вокруг центрального канала.
По меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков может дополнительно образовать между ними по меньшей мере одно проектное отверстие.
Согласно изобретению создана также система, связанная с добычей углеводородов, содержащая скважину, используемую для добычи углеводородов из подземного месторождения, эксплуатационную колонну труб, расположенную внутри скважины, по меньшей мере одно устройство для контроля содержания песка, подсоединенное к эксплуатационной колонне труб, расположенное в скважине и включающее в себя множество проволочных отрезков, расположенных вокруг центрального канала, причем по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков из множества проволочных отрезков создает окружной канал между по меньшей мере одной парой смежных проволочных отрезков и вокруг центрального канала и формирует по меньшей мере два избыточных ограничительных отверстия между парой смежных проволочных отрезков для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер.
Множество проволочных отрезков могут формировать дефлекторы внутри по меньшей мере одного окружного канала.
Множество проволочных отрезков могут формировать отделение по меньшей мере в одном окружном канале.
Система может содержать перфорированную опорную трубу, расположенную внутри множества проволочных отрезков, имеющую множество отверстий между центральным каналом и зоной, наружной к перфорированной опорной трубе, и соединенную с эксплуатационной колонной труб.
Система может дополнительно содержать по меньшей мере одну шунтирующую трубу, расположенную между перфорированной опорной трубой и множеством проволочных отрезков или между множеством проволочных отрезков и стволом скважины.
Система может дополнительно содержать фонтанную арматуру, соединенную с эксплуатационной колонной труб и расположенную над скважиной.
Система может дополнительно содержать плавучее средство для ведения добычи, подсоединенное
- 3 014072 к фонтанной арматуре и используемое для добычи углеводородов из подземного месторождения.
Согласно изобретению создан также способ, связанный с добычей углеводородов, содержащий обеспечение устройства для контроля содержания песка, имеющего множество проволочных отрезков, расположенных вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков из множества проволочных отрезков создает окружной канал по меньшей мере между одной парой смежных проволочных отрезков и вокруг центрального канала, при этом пара смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два избыточных ограничительных отверстия для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер, и расположение устройства для контроля содержания песка в скважине.
Способ может содержать расположение перфорированной опорной трубы внутри множества проволочных отрезков, при этом перфорированная опорная труба имеет множество отверстий между центральным каналом и зоной, наружной к перфорированной опорной трубе.
Способ может содержать расположение по меньшей мере одной шунтирующей трубы между множеством проволочных отрезков и перфорированной опорной трубой или между множеством проволочных отрезков и скважиной.
Способ может содержать гравийную набивку вокруг устройства для контроля содержания песка в скважине.
Способ может содержать добычу углеводородов из подземной формации с использованием устройства для контроля содержания песка.
По меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков может иметь разные геометрические конфигурации.
Способ может содержать нагнетание текучих сред в скважину через устройство для контроля содержания песка.
Согласно изобретению создан также способ изготовления устройства для контроля содержания песка, содержащий формирование проволочных отрезков, обертывание проволочных отрезков вокруг центрального канала в процессе одиночного обертывания, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков создает окружной канал между по меньшей мере одной парой смежных проволочных отрезков и вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два избыточных ограничительных отверстия, предназначенные для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер.
Способ может содержать обертывание проволочных отрезков вокруг множества стержней, расположенных вокруг центрального канала.
Способ может содержать приваривание проволочных отрезков к множеству стержней.
Способ может содержать расположение проволочных отрезков вокруг перфорированной опорной трубы, имеющей множество отверстий между центральным каналом и зоной, наружной к перфорированной опорной трубе.
Способ может содержать надевание проволочных отрезков, приваренных к множеству стержней, на перфорированную опорную трубу.
Способ может содержать приваривание металлических колец к противоположным концам по меньшей мере одного из перфорированной опорной трубы, проволочных отрезков, множества стержней или их комбинации.
Краткое описание фигур
Вышеупомянутые и другие преимущества предлагаемой технологии будут понятны при прочтении приведенного далее подробного описания со ссылками на фигуры, на которых изображено следующее:
фиг. 1 представляет примерную систему для добычи согласно настоящему изобретению;
фиг. 2А и 2В представляют варианты части устройства для контроля содержания песка, используемого в системе, показанной на фиг. 1, согласно настоящему изобретению;
фиг. 3 представляет вариант осуществления проволочных отрезков, подсоединенных к осевому стержню в устройстве для контроля содержания песка;
фиг. 4А-4Э представляют варианты осуществления проволочных отрезков в устройстве для контроля содержания песка, показанном на фиг. 1, согласно настоящему изобретению;
фиг. 5А-5С представляют варианты осуществления каналов, формируемых посредством проволочных отрезков в устройстве для контроля содержания песка, показанном на фиг. 1, согласно настоящему изобретению;
фиг. 6А-6Э представляют еще один вариант осуществления каналов, формируемых в проволочных отрезках устройства для контроля содержания песка, показанного на фиг. 1, согласно настоящему изобретению.
Подробное описание
В следующем далее подробном описании рассмотрены определенные варианты осуществления настоящего изобретения совместно с его предпочтительными вариантами. Однако, исходя из той степени, в которой последующее описание характеризует конкретный вариант или конкретное использование пред
- 4 014072 лагаемой технологии, следует полагать, что оно носит лишь иллюстративный характер и обеспечивает только сжатое изложение приведенных в качестве возможных вариантов осуществления изобретения. Соответственно, изобретение не ограничено описанными ниже определенными вариантами его осуществления, а включает в себя все альтернативные варианты, модификации и эквиваленты, попадающие в фактический объем прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Предлагаемая технология включает в себя устройство для контроля содержания песка, которое может быть использовано в системе для завершения, добычи или нагнетания, чтобы улучшить завершение скважины, например гравийную набивку, и/или повысить добычу углеводородов из скважины, и/или усилить нагнетание текучих сред или газов в скважину. В случае предлагаемой технологии, которая может быть названа системой с проволочным лабиринтом, проволочные отрезки имеют определенные геометрические конфигурации для обеспечения избыточности и добавочных путей прохождения потока через проволочные отрезки устройства для контроля содержания песка. Помимо определенных геометрических конфигураций проволочных отрезков различные типы проволочных отрезков могут быть использованы совместно для формирования каналов, имеющих разделительные стенки, отделения и дефлекторы, которые управляют потоком текучих сред через проволочные отрезки. То есть проволочные отрезки могут быть использованы для обеспечения избыточности, отклонения потока (расположения в шахматном порядке) и пространственного разделения в отношении устройства для контроля содержания песка посредством проволочных отрезков фильтров с намотанной проволокой. Соответственно, проволочные отрезки, которые могут представлять собой непрерывную проволоку или отдельные отрезки проволоки, соединенные друг с другом, могут формировать каналы с сочетаниями разных геометрических форм. Посредством наматывания вокруг осевых стержней на трубном элементе с центральным каналом отверстия между двумя смежными проволочными отрезками можно обеспечивать множество каналов или путей прохождения потока в радиальном, окружном, осевом, спиральном или смешанном направлениях. Предлагаемая технология, как таковая, может быть использована при завершении скважин с гравийной набивкой или без нее для управления потоком, добычи углеводородов и/или нагнетания текучей среды.
Кроме того, следует заметить, что в международной заявке на патент № РСТ/И804/01599 описано скважинное устройство, которое сочетает контроль содержания песка, предполагающий избыточность, отклонение (расположение в шахматном порядке) и пространственное разделение, с самоустранением повреждения фильтра вследствие эрозии, уплотнения и других механических причин. Однако в случае предлагаемой здесь технологии в устройстве для контроля содержания песка с целью контроля содержания песка используют проволочные отрезки, имеющие разные геометрические конфигурации, чтобы обеспечить избыточность, отклонение (расположение в шахматном порядке) и пространственное разделение. Соответственно, эти проволочные отрезки, которые могут представлять собой непрерывную проволоку или отдельные участки, могут самостоятельно уменьшать повреждение фильтра вследствие эрозии, уплотнения и других механических причин. Проволочные отрезки, как таковые, могут повысить надежность и долговечность при все более и более напряженных условиях в скважине.
На фиг. 1 в качестве примера представлена система 100 для добычи согласно некоторым аспектам настоящего изобретения. В системе 100 плавучее средство 102 соединяют с фонтанной арматурой 104, расположенной на морском дне 106. Через эту арматуру 104 плавучее средство 102 для добычи имеет доступ к подземной формации 108, которая включает в себя углеводороды, такие как нефть и газ. Полезно, чтобы такие устройства, как устройства 138а-138п для контроля содержания песка, могли быть использованы для предотвращения подачи песка и повышения добычи углеводородов из формации 108. Понятно, что число п может включать в себя любое целое число. Однако следует иметь в виду, что система 100 для добычи представлена в иллюстративных целях и предлагаемая технология может быть использована при добыче или нагнетании текучих сред с морского дна, с платформы или с берега.
Плавучее средство 102 конструируют таким образом, чтобы осуществлять контроль и добывать углеводороды из подземной формации 108. Плавучее средство 102 может представлять собой плавучее судно, способное контролировать добычу текучих сред, например углеводородов, из скважин на морском дне. Эти текучие среды можно хранить на плавучем средстве 102 для добычи и/или подавать к танкерам (не показаны). Для доступа к подземной формации 108 плавучее средство 102 соединяют с морской донной фонтанной арматурой 104 и с управляющим клапаном 110 через управляющий шлангокабель 112. Управляющий шлангокабель 112 может включать в себя эксплуатационный трубопровод для подачи углеводородов от морской донной фонтанной арматуры 104 к плавучему средству 102, управляющий трубопровод для гидравлических или электрических устройств и управляющий кабель для сообщения с другими устройствами внутри скважины 114.
Для доступа к подземной формации 108 скважина 114 проходит через морское дно 106 на глубину, которая граничит с подповерхностной формацией 108. Понятно, что формация 108 может включать в себя различные слои породы, которые могут содержать или не содержать углеводороды и могут быть названы зонами. Морская донная фонтанная арматура 104, которая расположена над скважиной 114 у морского дна 106, создает границу между устройствами внутри скважины 114 и плавучим средством 102. Соответственно, арматура 104 может быть соединена с эксплуатационной колонной труб 128 для созда
- 5 014072 ния путей прохождения потока текучей среды и управляющего кабеля (не показан), чтобы обеспечить коммуникационные пути, которые могут граничить с управляющим шлангокабелем 112 у арматуры 104.
В скважине 114 система 100 добычи также может включать в себя различное оборудование, чтобы обеспечить доступ к подземной формации 108. Например, обсадная колонна труб 124 у поверхности может быть установлена со стороны морского дна 106 до места на определенной глубине под морским дном 106. Внутри обсадной колонны труб 124 у поверхности промежуточная или служащая для ведения добычи обсадная колонна труб 126, которая может проходить вниз на глубину вблизи от формации 108, может быть использована для создания опоры для стенок ствола скважины 114. Находящаяся у поверхности обсадная колонна труб 124 и служащая для ведения добычи обсадная колонна труб 126 могут быть посажены на цемент в фиксированном положении внутри скважины 114, чтобы дополнительно стабилизировать скважину 114. Внутри находящейся у поверхности обсадной колонны труб 124 и служащей для ведения добычи обсадной колонны труб 126 эксплуатационная колонна труб 128 может быть использована для обеспечения пути прохождения через скважину 114 потока углеводородов и других текучих сред. Вдоль этого пути прохождения потока подповерхностный предохранительный клапан 132 может быть использован для блокирования потока текучих сред из эксплуатационной колонны труб 128 в случае разрыва или повреждения, происходящего выше подповерхностного предохранительного клапана 132. Кроме того, для изолирования определенных зон внутри кольца скважины друг от друга могут быть использованы пакеры 134 и 136.
Дополнительно к указанному выше оборудованию могут быть использованы другие устройства или инструменты, например, устройства 138а-138п для контроля содержания песка и гравийная набивка, чтобы осуществлять контроль за потоком текучих сред и частиц к эксплуатационной колонне труб 128. Устройства 138а-138п для контроля содержания песка, которые здесь можно именовать устройство (устройствами) 138 для контроля содержания песка, могут включать в себя фильтры из намотанной проволоки, мембранные фильтры, расширяемые фильтры и/или фильтры с проволочной сеткой. В качестве примера устройства 138 для контроля содержания песка описаны здесь как фильтры из намотанной проволоки, которые включают в себя разные проволочные отрезки. Кроме того, вокруг устройств 138 для контроля содержания песка может быть расположена гравийная набивка или набивка 140 из натурального песка, чтобы обеспечить дополнительный механизм управления потоком текучих сред и частиц к эксплуатационной колонне труб 128. Устройства 138 для контроля содержания песка могут осуществлять контроль потока углеводородов из подземной формации 108 к эксплуатационной колонне труб 128.
Обычно фильтр из намотанной проволоки включает в себя непрерывную проволоку, намотанную по спирали на группу стержней, отстоящих друг от друга по окружности и проходящих в осевом направлении. Проволоку крепят к осевым стержням посредством сварки в каждой точке контакта. Процесс намотки разрабатывают и контролируют таким образом, чтобы добиться желаемого размера отверстий между двумя смежными проволоками. Фильтр из намотанной проволоки может быть легко надет на перфорированный трубный элемент или на опорную трубу для получения надеваемого фильтра из намотанной проволоки, либо может быть намотан непосредственно на опорную трубу для получения непосредственного фильтра из намотанной проволоки, что известно в этой области. Проволочные отрезки формируют фильтр, который препятствует захождению в эксплуатационную колонну труб 128 частиц, например песка, песчаных зерен или других твердых частиц, превышающих определенный размер. Соответственно, взятые в качестве примера проволочные отрезки, используемые в устройстве 138 для контроля содержания песка, более подробно показаны на фиг. 2А и 2В.
На фиг. 2А и 2В показан вариант осуществления устройства для контроля содержания песка, например, одного из устройств 138а-138п, используемых в системе 100 для ведения добычи, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми аспектами предлагаемого изобретения. Соответственно, фиг. 2А и 2В можно лучше понять при их одновременном рассмотрении с фиг. 1. Согласно фиг. 2 А устройство 138 для контроля содержания песка включает в себя различные компоненты, которые используют для управления потоком текучих сред и частиц к эксплуатационной колонне труб 128 и от нее. Например, устройство 138 для контроля содержания песка может включать в себя трубный элемент или опорную трубу 202, имеющую одно или несколько отверстий 204, которые обеспечивают путь прохождения потока снаружи от опорной трубы 202 к центральному каналу 205 внутри опорной трубы 202.
Для обеспечения контроля за содержанием песка может быть использован фильтр из проволочных отрезков 208а-208п, которые располагают вокруг одного или нескольких осевых стержней 206. Осевые стержни 206 могут быть прикреплены к опорной трубе 202 посредством сварных швов или других подобных средств. Осевые стержни 206 обеспечивают опору для одного или более проволочных отрезков 208а-208п, которые можно называть проволочными отрезками 208. Эти проволочные отрезки 208 предотвращают или ограничивают поток частиц, например песка, в центральный канал 205 опорной трубы 202, что более подробно обсуждено ниже. Проволочные отрезки могут быть непрерывно намотаны на осевые стержни 206 и приварены к ним. Получаемый полый, цилиндрический вариант конструкции из проволоки и стержней надевают на опорную трубу 202 и крепят к этой трубе 202 посредством приваривания металлических колец в двух противоположных концах. Металлические кольца также уплотняют открытые концы между проволочными отрезками 208, осевыми стержнями 206 и опорной трубой 202.
- 6 014072
Как вариант, проволочные отрезки 208 могут быть непосредственно намотаны на осевые стержни 206, которые расположены вдоль наружной поверхности опорной трубы 202. Непосредственная намотка обеспечивает крепление проволочных отрезков 208 и осевых стержней 206 к опорной трубе 202. Металлические кольца приваривают в двух противоположных концах для уплотнения открытых концов между проволочными отрезками 208, осевыми стержнями 206 и опорной трубой 202. Соответственно, эти проволочные отрезки 208 могут представлять собой надеваемые или непосредственно наматываемые проволочные отрезки, которые крепят к осевым стержням 206, обеспечивая известные способы крепления проволочных отрезков в устройстве для контроля содержания песка. Кроме того, проволочные отрезки 208 и осевые стержни 206 могут быть частично или полностью покрыты стойким к эрозии материалом (например, термическим напылением на основе никеля или защитными средствами из металла), чтобы дополнительно препятствовать повреждению.
Далее, применительно к осевым стержням 206 и проволочным отрезкам 208 также может быть использована технология чередующихся путей. Такая технология чередующихся путей может включать в себя шунтирующую трубу 210, располагаемую снаружи проволочных отрезков 208, что описано в патентах США № 4945991 и 5113935, либо между опорной трубой 202 и проволочными отрезками 208, что описано в патентах США № 5515915 и 6227303. Шунтирующая труба 210 может включать в себя одно или более сопла 212, расположенные по длине этой трубы 210. Если шунтирующая труба 210 расположена между опорной трубой 202 и проволочными отрезками 208 (фиг. 2А и 2В), то сопла 212 могут проходить за проволочные отрезки 208 для обеспечения пути прохождения потока от шунтирующей трубы 210 к месту, находящемуся снаружи по отношению к проволочным отрезкам 208, например, к кольцевому пространству скважины. В качестве альтернативы частичному виду в перспективе устройства 138 для контроля содержания песка на фиг. 2В представлен вид в поперечном сечении различных компонентов по линии 2В.
С целью улучшения устройства для контроля содержания песка проволочные отрезки 208 могут быть намотаны вокруг опорной трубы 202 в разных направлениях и с разным шагом. Например, фильтр из намотанной проволоки может включать в себя проволочные отрезки, намотанные вокруг опорной трубы 202 с постоянным шагом или с разными шагами. Постоянный шаг может быть использован для предотвращения прохождения в эксплуатационную колонну труб 128 частиц определенного размера, в то время как проволочные отрезки 208 с переменным шагом могут быть использованы для контролирования величины потока текучей среды через разные части проволочных отрезков 208. Кроме того, направление проволочных отрезков можно регулировать для создания каналов или путей прохождения потока внутри проволочных отрезков 208, что более подробно обсуждено ниже. Это изменение направления может формировать пути прохождения потока, которые перпендикулярны потоку текучей среды через опорную трубу 202, параллельны путям прохождения потока через опорную трубу 202, или проходят под другими углами по отношению к пути прохождения потока через опорную трубу 202.
Кроме того, варианты геометрии проволочных отрезков 208 могут формировать уникальные отверстия и каналы внутри проволочных отрезков 208. Отверстия могут быть описаны как расчетные отверстия и ограничительные отверстия. Расчетные отверстия могут быть использованы в целях контроля содержания песка и характеристик скважины, чтобы удерживать песчаные частицы и обеспечивать возможность прохождения через отверстия текучей среды и мелких частиц (ила и глины). Ограничительные отверстия могут быть использованы для удерживания песчаных частиц и ограничения потока текучих сред и мелких частиц. В зависимости от степени ограничения ограничительные отверстия могут обеспечивать прекращение потока, минимальный поток и/или убывающий поток вследствие закупорки мелкими частицами, что отмечено выше. Ограничение может быть обеспечено посредством наматывания проволочных отрезков 208, чтобы иметь более узкое отверстие, протяженное отверстие, извилистое отверстие, отверстие в форме замкового камня свода и/или какое-либо их сочетание.
Посредством использования различных геометрических конфигураций и сочетаний расчетных и ограничительных отверстий проволочные отрезки 208 могут быть использованы для конструирования извилистых путей прохождения потока или каналов через смежные пары проволочных отрезков 208. Например, поскольку ограничительные отверстия прочнее и более стойки к эрозии, чем расчетные отверстия, ограничительные отверстия могут быть предназначены для ограничения потока вдоль канала, что можно назвать перегораживанием. В частности, отверстия в каждом канале проволочных отрезков могут отличаться наличием по меньшей мере одного ограничительного отверстия и по меньшей мере одного расчетного отверстия. Как вариант, какие-либо два смежных отверстия могут включать в себя различные сочетания расчетных и ограничительных отверстий, чтобы располагать в шахматном порядке или отклонять текучие среды, проходящие в каналы. Соответственно, использование различных отверстий и геометрий в отношении проволочных отрезков 208 может обеспечить получение дополнительных путей прохождения потока и избыточности применительно к устройствам для контроля содержания песка.
Например, текучие среды проходят из подземной формации 108 к скважине 114 и через отверстия, формируемые проволочными отрезками 208. В случае каналов, формируемых в проволочных отрезках 208, текучие среды могут проходить через каналы, формируемые в проволочных отрезках 208, и/или могут проходить непосредственно в центральный канал 205 через отверстия 204 в опорной трубе 202. Из
- 7 014072 центрального канала 205 текучие среды свободно проходят к плавучему средству 102 по эксплуатационной колонне труб 128. Обычно в поврежденном устройстве для контроля содержания песка песок может вызвать образование песчаной пробки в эксплуатационной колонне труб 128 и/или в скважине 114, повреждение скважинного оборудования или значительную подачу песка на поверхность.
Однако вследствие конфигурации и геометрических построений проволочных отрезков 208 частицы, например песок, могут быть задержаны посредством каналов, отверстий или отделений, сформированных проволочными отрезками 208.
Соответственно, если одна пара проволочных отрезков 208 подвергнута эрозии или повреждена, текучая среда совместно с песком может проходить к одному из каналов, связанных с этой парой проволочных отрезков 208. Внутри канала количество движения поступающих частиц песка будет уменьшено вследствие столкновений со стенками, образуемыми проволочными отрезками 208. В зависимости от величины и направления количества движения песка/текучей среды частицы песка могут быть захвачены ограничительными отверстиями, либо захвачены соседними, расположенными в шахматном порядке расчетными отверстиями, теряя кинетическую энергию, когда они проходят далее вдоль канала, либо останавливаются и будут задержаны в месте преграждения, образованного проволочными отрезками 208. Когда дополнительные песчаные частицы скапливаются позади места вдоль канала, которое было подвержено эрозии, сопротивление потоку возрастает и поток песка/текучей среды будет отклонен в другую, не подвергнутую эрозии часть проволочных отрезков 208. То есть поток текучих сред в подвергнутой эрозии части проволочных отрезков 208 будет уменьшен или прекращен, но при этом добыча из скважины будет продолжена через другие пути прохождения потока или каналы внутри проволочных отрезков 208. Проволочные отрезки 208, как таковые, могут обеспечивать самостоятельное устранение повреждения устройства для контроля содержания песка в различных местах без вмешательства в работу скважины.
В качестве характерного примера на фиг. 3 представлен вариант 300 осуществления проволочных отрезков, соединенных с осевым стержнем в устройстве для контроля содержания песка. В этом варианте опорная труба 310, имеющая центральный канал 312, соединена с осевым стержнем 308 и с проволочными отрезками 302-306. Проволочные отрезки 302-306 могут иметь форму замкового камня свода с отверстиями или зазорами 307а и 307Ь для текучей среды, находящимися между проволочными отрезками 302-306. Текучая среда или частицы могут течь по пути 314 прохождения потока через отверстия 307а и 307Ь между проволочными отрезками 302-306. Затем текучая среда или частицы могут проходить через отверстия (не показаны) в опорной трубе 310 для прохождения в центральный канал 312. Как таковые, частицы, несомые текучей средой, могут блокировать проволочные отрезки 302-306 или совершать удары по ним, что может привести к механическому повреждению проволочных отрезков 302-306. Другой случай механического повреждения проволочных отрезков 302-306 может быть вызван уплотнением и оседанием пород подземной формации. К механическому повреждению также может привести чрезмерная нагрузка на фильтр в течение транспортирования или монтажа.
В варианте согласно фиг. 3 отверстия 307а и 307Ь проволочных отрезков 302-306 представляют собой лишь механизм для предотвращения прохождения частиц в центральный канал 312 опорной трубы 310. Если одно из отверстий 307а и 307Ь для текучей среды между проволоками 302-306 подвергнуто эрозии или повреждено, проволочные отрезки 302-306 не смогут предотвратить захождение частиц в центральный канал 312 опорной трубы 310 и в эксплуатационную колонну труб 128. То есть устройство для контроля содержания песка, в котором используют эти проволочные отрезки 302-306, может привести к получению избыточного количества твердых частиц, например песка, если одно из отверстий 307а и 307Ь повреждено.
Однако в случае предлагаемой технологии проволочные отрезки согласно фиг. 4Ά-4Ό могут обеспечить избыточность проволочных отрезков и дополнительных путей прохождения потока внутри проволочных отрезков. На фиг. 4Ά показан вариант осуществления проволочных отрезков, подсоединенных к одному из осевых стержней 206 в устройстве 138 для контроля содержания песка, представленном на фиг. 1. В варианте 400 опорная труба 202, имеющая центральный канал 205, соединена с осевым стержнем 206 и проволочными отрезками 402-406, которые могут представлять собой примеры проволочных отрезков 208а-208п. Проволочные отрезки 402-406 могут иметь конфигурацию в виде двойных, уложенных в штабель замковых камней свода с отверстиями или зазорами 408а, 408Ь, 410а и 410Ь для текучей среды, находящимися между проволочными отрезками 402-406. Выступающая часть на нижней части формы в виде замкового камня свода каждого из проволочных отрезков 402-406 может быть использована для крепления проволочных отрезков 402-406 к осевому стержню 206. Эти части в виде замкового камня свода могут быть закреплены посредством приваривания проволочных отрезков 402-406 к осевому стержню 206 или посредством других подобных способов.
При такой конфигурации избыточность и добавочные пути прохождения потока будут обеспечены посредством проволочных отрезков 402-406. Как показано вдоль пути 412 прохождения потока, избыточность обеспечена посредством конфигурации в виде сдвоенных, уложенных в штабель замковых камней свода, которая обеспечивает два ограничительных отверстия 408а и 410а или 408Ь и 410Ь между каждой парой проволочных отрезков 402-406. Фактически отверстия 408а, 408Ь, 410а и 410Ь в проволоч
- 8 014072 ных отрезках 402-406 имеют геометрию в виде перевернутого замкового камня свода, который может свести закупоривание до минимума. Отверстия 408а, 408Ь, 410а, 410Ь обеспечивают возможность свободного прохождения текучей среды, но препятствуют свободному прохождению частиц определенного размера. Кроме того, если проволочные отрезки 402-406 расположены в угловом направлении по отношению к потоку текучей среды через опорную трубу 202, то пути 414 и 416 прохождения текучей среды могут быть использованы для создания извилистых путей прохождения потока текучей среды через проволочные отрезки 402-406. Как таковые, два пути прохождения потока обеспечивают посредством проволочных отрезков 402-406 совместно с путем 412 прохождения потока к центральному каналу 205.
На фиг. 4В показан альтернативный вариант 420 проволочных отрезков, подсоединенных к осевому стержню 206 в устройстве 138 для контроля содержания песка, показанном на фиг. 1. В этом варианте опорная труба 202, имеющая центральный канал 205, подсоединена к осевому стержню 206 и проволочным отрезкам 422-426, которые могут представлять собой еще один пример проволочных отрезков 208а208п. Проволочные отрезки 422-426 могут иметь конфигурации в виде трех уложенных в штабель замковых камней свода с отверстиями или зазорами 428а, 428Ь, 430а, 430Ь, 432а и 432Ь между проволочными отрезками 422-426, чтобы обеспечить множество путей прохождения потока, чем в варианте, согласно фиг. 4А. Подобно тому, что было обсуждено выше, выступ на донной части конфигураций в виде замковых камней свода может обеспечивать крепление проволочных отрезков 422-426 к осевому стержню 206.
В случае такой конфигурации избыточность и дополнительные пути прохождения потока вновь будут созданы посредством проволочных отрезков 422-426. Как показано вдоль пути 434 прохождения потока текучей среды, избыточность обеспечена посредством построения в виде тройных, уложенных в штабель замковых камней свода, которые создают три ограничительных отверстия 428а, 430а и 432а, а также 428Ь, 430Ь и 432Ь между каждой парой проволочных отрезков 422-426. Вновь, геометрия в виде перевернутых замковых камней свода может довести до минимума закупоривание проволочных отрезков 422-426. Помимо этого, если проволочные отрезки 422-426 расположены в угловом направлении по отношению к потоку текучей среды через опорную трубу 202, то пути 436, 437 и 438 прохождения потока текучей среды могут быть использованы для создания извилистых путей через проволочные отрезки 422426. Как таковые, три пути 436-438 прохождения потока созданы посредством проволочных отрезков 422-426 совместно с путем 434 прохождения потока к центральному каналу 205.
На фиг. 4С показан второй альтернативный вариант 440 проволочных отрезков, подсоединенных к осевому стержню 206 в устройстве 138 для контроля содержания песка, показанном на фиг. 1. В этом варианте опорная труба 202, имеющая центральный канал 205, соединена с осевым стержнем 206 и проволочными отрезками 442-446, которые могут представлять собой другой пример проволочных отрезков 208а-208п. Проволочные отрезки 442-446 могут иметь конфигурацию в виде гиперболоида с отверстиями или зазорами 448а, 448Ь, 450а и 450Ь между проволочными отрезками 442-446 для обеспечения двойного избыточного контроля содержания песка с отверстиями в форме перевернутого замкового камня свода в направлении нагнетания. Донный выступ каждого из проволочных отрезков 442-446 может быть использован для крепления проволочных отрезков 442-446 к осевому стержню 206, которое может включать в себя приваривание проволочных отрезков 442-446 к осевому стержню 206.
В случае такой конфигурации избыточные или дополнительные пути прохождения потока будут обеспечены посредством проволочных отрезков 442-446. Как показано вдоль пути 452 прохождения потока, избыточность обеспечивают посредством гиперболической формы, которая создает два ограничительных отверстия 448а, 448Ь, 450а и 450Ь между каждой парой проволочных отрезков 442-446. Поскольку конфигурация в виде замкового камня свода восприимчива к закупорке, гиперболическая конфигурация обеспечивает двойную избыточность при контроле содержания песка, с отверстиями, обеспечиваемыми конфигурацией в виде перевернутых замковых камней свода, в направлении нагнетания вдоль пути 452 прохождения потока. Кроме того, если проволочные отрезки 442-446 расположены в угловом направлении относительно потока текучей среды через опорную трубу 202, путь 454 прохождения потока текучей среды может быть использован для создания извилистого пути через проволочные отрезки 442-446. Как таковой, дополнительный путь прохождения потока создан посредством проволочных отрезков 442-446 совместно с путем 452 прохождения потока к центральному каналу 205.
На фиг. 4Ό показан третий альтернативный вариант 460 осуществления проволочных отрезков, подсоединенных к осевому стержню 206 в устройстве 138 для контроля содержания песка, показанном на фиг. 1. В этом варианте опорная труба 202, имеющая центральный канал 205, соединена с осевым стержнем 206 и с проволочными отрезками 462 и 464, которые могут представлять собой еще один пример проволочных отрезков 208а-208п. Проволочные отрезки 462 и 464 могут иметь нижнюю или выполненную в виде замкового камня свода часть, частично гиперболическую налагаемую или среднюю часть и верхнюю или прямоугольную часть для формирования уникальной геометрической конфигурации. Такая геометрическая конфигурация формирует отверстия или зазоры 468 и 470 для прохождения текучей среды между проволочными отрезками 462 и 464. Верхняя часть формирует ограничительный путь, который выполнен плоским, в то время как средняя и нижняя части обеспечивают пути прохождения потока через проволочные отрезки 462 и 464. Поскольку донная часть имеет конфигурацию в виде замкового камня свода у каждого из проволочных отрезков 462 и 464, она может быть использована для
- 9 014072 крепления проволочных отрезков 462 и 464 к осевому стержню 206. Как указано выше, крепление может быть осуществлено посредством приваривания проволочных отрезков 462 и 464 к осевому стержню 206 или посредством других подобных способов.
В случае указанной геометрической конфигурации посредством проволочных отрезков 462 и 464 обеспечивают избыточность и дополнительные пути прохождения потока. Как показано вдоль пути 472 прохождения потока текучей среды, избыточность обеспечивают посредством геометрической конфигурации, которая позволяет создать первое ограничительное отверстие 468 и второе расчетное отверстие 470 между каждой парой проволочных отрезков 462 и 464. Кроме того, если проволочные отрезки 462 и 464 расположены в угловом направлении относительно пути прохождения потока через опорную трубу 202, то путь 476 прохождения потока может быть использован для создания дополнительного пути прохождения потока через проволочные отрезки 462 и 464. Таким образом, внутри проволочных отрезков 462 и 464 может быть образован окружной канал. Как таковой, дополнительный путь 476 прохождения потока создают посредством проволочных отрезков 462 и 464 совместно с путем 472 прохождения потока к центральному каналу 205.
Для обеспечения определенных ограничений потока и извилистых путей через проволочные отрезки 462 и 464 ширина каждого из проволочных отрезков 462 и 464 может быть изменена. Например, верхняя часть проволочного отрезка 462 может иметь ширину х, превышающую ширину у нижней части. В случае таких величин ширины прямое отверстие 468 может быть более стойким к эрозии от воздействия частиц, но с обеспечением при этом пути прохождения потока. То есть отверстие 468, формируемое между прямоугольными частями проволочных отрезков 462 и 464, уже, чем отверстие 470 между сечениями проволочных отрезков 462 и 464. В качестве характерного примера можно указать, что ширина х может быть больше ширины у на величину примерно от 0,005 до 1 мм.
Далее, высота каждого из проволочных отрезков 462 и 464 также может быть изменена для создания определенных ограничений потока и извилистых путей потока через пару проволочных отрезков 462 и 464. Например, верхней части может быть придана такая конфигурация, чтобы она имела высоту ζ, средней части может быть придана такая конфигурация, чтобы она имела высоту д, и нижней части может быть придана такая конфигурация, чтобы она имела высоту \ν. Для создания более ограничивающего пути прохождения потока через проволочные отрезки 462 и 464, высота ζ верхней части может быть длиннее, чем высоты с.| и ν нижней и средней частей. Как вариант, для создания более объемных путей прохождения потока высоты с.| и ν нижней и средней частей могут быть увеличены для формирования больших каналов между проволочными отрезками 462 и 464.
Предпочтительно, чтобы в каждом из этих вариантов проволочные отрезки обеспечивали избыточность в отношении контроля содержания песка совместно с дополнительными путями прохождения потока через проволочные отрезки. Фактически, для отверстий в проволочных отрезках, согласно фиг. 4А, 4В и 4Ό используют геометрию в виде перевернутого замкового камня свода или частичную геометрию перевернутого замкового камня свода для доведения до минимума возможности закупоривания, в то время как гиперболическая конфигурация согласно фиг. 4С уменьшает возможность закупоривания в нагнетательных путях прохождения потока. Кроме того, поскольку каждый вариант включает в себя проволочные отрезки с уникальной конфигурацией, сформированные из непрерывных отрезков проволоки, может быть использован процесс одиночного наматывания проволоки для крепления этих проволочных отрезков к осевому стержню. Такой процесс одиночного наматывания проволоки может снизить расходы посредством уменьшения стадий, выполняемых в процессе многократного наматывания, при формировании, например, дублирующего устройства для контроля содержания песка.
Понятно, что характерные геометрические конфигурации проволочных отрезков могут включать в себя различные варианты, которые, тем не менее, обеспечивают избыточность в отношении контроля содержания песка и дополнительные пути прохождения потока через проволочные отрезки. Эти геометрические конфигурации могут включать в себя разные формы, которые предназначены для улучшения работы в определенном направлении, например, в нагнетательной скважине или в эксплуатационной скважине. Как вариант, геометрические конфигурации также могут включать в себя такие конфигурации для работы в нагнетательных и эксплуатационных скважинах, которые приведены на фиг. 4С.
Наряду с характерными геометрическими конфигурациями проволочных отрезков различные типы проволочных отрезков могут быть использованы совместно для формирования перегородок, отделений или дефлекторов, которые управляют потоком текучих сред внутри фильтра с проволочной намоткой. Как отмечено выше, в случае предлагаемой технологии проволочные отрезки разных типов также могут быть использованы для обеспечения избыточности, отклонения (расположения в шахматном порядке) и пространственного разделения для контроля содержания песка фильтром с проволочной намоткой, например, в случае устройства 138 для контроля содержания песка. Таким образом, проволочные отрезки 208, которые могут представлять собой непрерывную проволоку или соединенные отдельные проволочные отрезки, могут быть использованы для формирования каналов, имеющих разные сочетания криволинейной, волновой или плоской геометрии. Соответственно, каналы, формируемые посредством проволочных отрезков, более подробно обсуждены со ссылкой на фиг. 5А-5С и 6Α-6Ό.
На фиг. 5А-5С показаны варианты осуществления каналов, формируемых посредством проволоч
- 10 014072 ных отрезков в устройстве для контроля содержания песка, показанном на фиг. 1. В варианте 500 опорная труба 202 соединена с осевым стержнем 206 и с проволочными отрезками 502-514, которые могут представлять собой пример проволочных отрезков 208а-208п. Каждый из проволочных отрезков 502-514 может включать в себя часть, которую используют для крепления проволочных отрезков 206 к осевому стержню 206, что было обсуждено выше. Проволочные отрезки 502-514 также могут включать в себя разные геометрические конфигурации и разные сочетания отверстий 520-540 для создания каналов через проволочные отрезки 502-514. Например, отверстия 520, 524, 530, 534 и 538 могут представлять собой расчетные отверстия, в то время как отверстия 522, 526, 528, 532, 536 и 540 могут представлять собой ограничительные отверстия.
В этом варианте осуществления конструкции проволочные отрезки 502-514 включают в себя три чередующихся конфигурации или формы вдоль одиночной проволоки. В частности, проволочные отрезки 502 и 504 имеют первую конфигурацию, которая включает в себя частичную гиперболоидную часть, установленную на прямоугольную часть. Проволочные отрезки 506, 512 и 514 имеют вторую конфигурацию, которая включает в себя прямоугольную часть, в то время как проволочные отрезки 508 и 510 имеют третью конфигурацию, которая включает в себя прямоугольную часть, частичную гиперболоидную часть и часть в виде уложенных друг на друга замковых камней свода. Длина каждой конфигурации проволочных отрезков может изменяться, но в случае этого примера каждый проволочный отрезок представляет собой по меньшей мере две намотки (обертки) вокруг опорной трубы 202, которая не превышает одной тысячи футов для любого проволочного отрезка.
Соответственно, в случае этой конфигурации проволочные отрезки 502-514 формируют первый или наружный экранирующий слой, образуемый отверстиями 520, 524, 528, 532, 536 и 540, и второй или внутренний экранирующий слой, образуемый отверстиями 522, 526, 530, 534 и 538. Наружный и внутренний экранирующие слои обеспечивают путь 541 прохождения потока к центральному каналу 205 либо обеспечивают путь 542 прохождения потока вдоль канала, образуемого проволочными отрезками 502514. По пути 542 текучая среда проходит непосредственно к центральному каналу 205 через пару проволочных отрезков 502-514. Однако вдоль этого пути 542 различные проволочные отрезки 502-514 создают спиральный или окружной канал, формирующий лабиринт для потока текучих сред. Получить более ясное представление о канале, формируемом этими проволочными отрезками 502-514, можно при рассмотрении фиг. 5В-5О.
На фиг. 5В-5О показан канал, формируемый проволочными отрезками 502-514. Согласно фиг. 5В и 5Е каналы 544 и 550 в виде перевернутого замкового камня свода сформированы между проволочными отрезками 502 и 504, и проволочными отрезками соответственно 508 и 510. Согласно фиг. 5С, 5Ό и 5Р каналы 546, 548 и 552 в виде половинчатого перевернутого замкового камня свода сформированы соответственно между проволочными отрезками 504 и 506, проволочными отрезками 506 и 508 и проволочными отрезками 510 и 512. Плоские части каналов 544, 546, 548, 550, 552 используют для расположения в шахматном порядке пути прохождения потока, который может закупорить или ограничить поток с частицами в текучей среде. Показанный на фиг. 50 канал 554 прямоугольной формы образован между проволочными отрезками 512 и 514. Этот прямоугольный канал 554 формирует перегородку, которая блокирует путь прохождения потока в канале между наружным и внутренним экранирующими слоями. Прямоугольный канал 554 также формирует перегородку, которая блокирует спиральный путь 542 прохождения потока, согласно фиг. 5А.
В процессе добычи из скважины текучая среда, проходящая через одно из отверстий 520, 524, 528, 532, 536, 540 в наружном экранирующем слое, течет по каналу между проволочными отрезками 502-514, пока она не выйдет через одно из отверстий 522, 526, 530, 534 и 538 во внутреннем экранирующем слое. Однако, когда отверстие в наружном экранирующем слое, например отверстие 520, повреждено, текучая среда и песок проходят в канал и следуют по пути 542. В то время как текучая среда может входить в центральный канал 205 через отверстия 522, 526, 530, 534 и 538 во внутреннем экранирующем слое, песок может продолжать движение по пути 542 для его блокирования у перегородки, формируемой проволочными отрезками 512 и 514. Когда песок течет по пути 542, он продолжает дегидратировать вследствие потери текучей среды или потери количества движения (кинетической энергии) из-за столкновения с проволочными отрезками, которые формируют стенки канала. В результате может происходить накапливание песка, и он закупоривает канал на пути 542 потока к подвергнутой эрозии части проволочного отрезка. То есть зерна и частицы песка могут закупорить канал, так что уменьшат или отсекут поток текучей среды из подвергнутого эрозии отверстия путем его самоустранения. Следовательно, песок и текучая среда в скважине могут быть отклонены к другим отверстиям в проволочных отрезках, которые не повреждены и действуют как предназначенные для продолжения добычи углеводородов без ее прерывания.
На фиг. 6А-6Э показаны другие варианты осуществления каналов, формируемых в проволочных отрезках устройства 138 для контроля содержания песка, показанного на фиг. 1. В варианте 600 опорная труба 202 соединена с осевым стержнем 206 и с проволочными отрезками 602-608, которые могут представлять собой другие примеры проволочных отрезков 208а-208п. Каждый из проволочных отрезков 602608 может включать в себя часть, которую используют для крепления проволочных отрезков к осевому
- 11 014072 стержню 206, а также может содержать разные геометрические формы, что обсуждено выше. Однако в случае этой конфигурации отверстия 612-622 проволочных отрезков 602-608 могут иметь более сложные геометрические формы, и могут быть сконструированы таким образом, чтобы они представляли собой вытянутые ограничительные отверстия. Эти вытянутые ограничительные отверстия, например отверстия 614, 616, 620 и 622, обеспечивают дополнительную механическую прочность и сопротивление потоку для усиления контраста между ограничительными отверстиями 614, 616, 620 и 622, и расчетными отверстиями 612 и 618. Соответственно, ограничительные отверстия, формируемые посредством этих геометрических конфигураций, в большей степени стойки к эрозии.
В этом варианте осуществления конструкции проволочные отрезки 602-608 включают в себя три чередующихся геометрических конфигурации с одиночной проволокой. В частности, проволочные отрезки 602 и 604 имеют первую конфигурацию, проволочный отрезок 606 имеет вторую конфигурацию и проволочный отрезок 608 имеет третью конфигурацию. Каждая из этих конфигураций представляет собой уникальную геометрическую конфигурацию, которую используют со смежной конфигурацией для формирования вытянутого ограничительного отверстия 614, 616, 620 или 622. Длина каждого проволочного отрезка может быть изменена, но в случае данного варианта каждый проволочный отрезок 602-608 может представлять собой две намотки (обертки) вокруг опорной трубы 202.
Соответственно, подобно тому, что было обсуждено выше, проволочные отрезки 602-608 формируют первый или наружный экранирующий слой, который образован отверстиями 612, 616 и 620, и второй или внутренний экранирующий слой, который образован отверстиями 614, 618 и 622. Наружный и внутренний экранирующие слои обеспечивают путь 623 прохождения потока к центральному каналу 205 или обеспечивают путь 624 прохождения потока вдоль спирального канала, формируемого проволочными отрезками 602-608. По пути 623 текучая среда проходит непосредственно к центральному каналу 205 через проволочные отрезки. Однако вследствие ограничения в отверстии 614 текучая среда, проходящая через отверстие 612, предпочтительно может следовать по пути 624. Вдоль пути 624 прохождения потока различные проволочные отрезки 602-608 создают спиральный канал, формирующий лабиринт для прохождения потока текучей среды. Более ясное представление о канале, образованном этими проволочными отрезками 602-608, можно получить при рассмотрении фиг. 6Β-6Ό.
На фиг. 6В-6Э показан канал, образованный проволочными отрезками 602-608. Показанный на фиг. 6В трапецеидальный канал 626 образован между проволочными отрезками 602 и 604. Понятно, что трапецеидальный канал воспроизводит отверстия в виде перевернутого замкового камня свода, показанные на фиг. 4Ά-4Ό и 5А, для сведения до минимума закупоривания частицами, равными определенному размеру или меньшими него. Показанный на фиг. 6С частично прямоугольный канал 628 образован между проволочными отрезками 604 и 606. Показанный на фиг. 6Ό узкий прямоугольный канал 630 образован между проволочными отрезками 606 и 608.
Этот прямоугольный канал 630 формирует перегородку, которая блокирует путь прохождения потока между наружным и внутренним экранирующими слоями. Прямоугольный канал 630 также формирует перегородку, которая блокирует спиральный путь 624 прохождения потока.
В процессе ведения добычи из скважины текучая среда, проходящая через одно из отверстий 612 и 616, но предпочтительно через отверстие 612, в наружном экранирующем слое течет по спиральному каналу между проволочными отрезками 602-608, пока не выйдет через одно из отверстий 614, 618 или 622 во внутреннем экранирующем слое. Однако когда отверстие в наружном экранирующем слое, например отверстие 612, повреждено, текучая среда и песок проходят к каналу и следуют по пути 624. В то время как текучая среда может заходить в центральный канал 205 через отверстия 614, 618 и 622 во внутреннем экранирующем слое, песок может продолжать движение по пути 624 для его блокирования у перегородки, формируемой проволочными отрезками 606 и 608. Когда песок проходит по пути 624, продолжается его обезвоживание вследствие потерь текучей среды или потерь момента движения (кинетической энергии) из-за столкновения с проволочными отрезками 602-608, которые формируют стенки канала. В результате может происходить накапливание песка и закупоривание канала вдоль пути 624 прохождения потока к подвергнутой эрозии части проволочных отрезков 602 и 604. То есть зерна и частицы песка могут закупоривать канал с уменьшением или отсечением при этом потока текучей среды из подвергнутых эрозии отверстий 612 путем самоустранения. Следовательно, песок и текучая среда в скважине могут быть отклонены к другим отверстиям, которые не повреждены и действуют как предназначенные для продолжения добычи углеводородов без ее прерывания.
Полезный результат заключается в том, что различные сочетания проволочных отрезков согласно фиг. 5Ά-6Ό могут формировать каналы, которые самоустраняют повреждение фильтра в каком-либо отверстии без прерывания работы скважины. Соответственно, разные конфигурации обеспечивают избыточный контроль содержания песка с помощью наружного и внутреннего экранирующих слоев, отклонения потока внутри спиральных каналов и лабиринта для прохождения потока посредством различных проволочных отрезков, и пространственного разделения с помощью перегородок, которые изолируют различные спиральные пути прохождения потока в проволочных отрезках. Как таковые, определенные сочетания этих и других проволочных отрезков с разной геометрией могут быть использованы для создания отделений, дефлекторов и избыточности в отношении устройств, служащих для контроля содер
- 12 014072 жания песка.
Следует заметить, что могут быть использованы и другие сочетания проволочных отрезков. Такие другие сочетания могут быть основаны на желаемой надежности определенной конструкции, производительности, графике добычи, доступности и других функциональных требованиях, предъявляемых к скважине. Например, конструкция отделений и дефлекторов, формируемых проволочными отрезками, может зависеть от таких факторов, как изготовление, материалы и/или место монтажа. Функциональные требования могут включать в себя, но без ограничения указанным: исключение добычи твердых частиц (контроль содержания песка), повышенную механическую прочность или гибкость, исключение или введение определенных текучих сред (отвод из скважины и охват текучей средой), подачу обрабатывающих химических веществ (например, замедлителей образования окисной пленки, замедлителей коррозии и т.д.), изоляцию определенных типов формации, управление скоростью и давлением при ведении добычи и/или измерение свойств текучих сред. Кроме того, может быть объединено любое количество проволочных отрезков для формирования каналов или лабиринтов для прохождения потока.
Далее, количество отделений или дефлекторов, формируемых проволочными отрезками, может быть основано, исходя из других конструктивных соображениях. Например, меньшее количество отделений может обеспечивать получение большего размера отделений и приводит к меньшему количеству избыточных путей прохождения потока через проволочные отрезки. С другой стороны, чрезмерное количество отделений может привести к уменьшению размера отделений с увеличением при этом количества избыточных путей прохождения потока и увеличением сложностей при изготовлении. Подобным же образом, изменение отделений также может быть использовано с целью выполнения характерных функций для определенных интервалов скважины. Для получения дефлекторов проволочные отрезки могут включать в себя стенки, полностью или частично изменяющие направление потока текучей среды или изменяющие скорость потока текучей среды. Как таковые, отделения или дефлекторы могут быть образованы внутри проволочных отрезков, чтобы выполнять определенные функции, касающиеся скважины.
Далее, следует заметить, что предлагаемые способы также могут быть использованы для гравийной набивки. В течение гравийной набивки направление потока подобно ведению добычи из скважины, но при этом гравийную набивку непрерывно располагают вокруг фильтра. Соответственно, проволочным отрезкам может быть придана такая конфигурация, обеспечивающая выполнение определенных функций в отношении гравийной набивки, или они могут быть сконструированы как для гравийной набивки, так и для добычи из скважины.
Кроме того, следует заметить, что предлагаемая технология также может быть использована для нагнетательной скважины. В течение нагнетания направление потока будет обратным, но проволочные отрезки могут функционировать подобно тому, как это происходит при ведении добычи из скважины. Соответственно, проволочные отрезки могут быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать выполнение определенных функций для нагнетательных скважин, либо могут быть сконструированы так, чтобы действовать как в случае нагнетательных, так и добывающих скважин.
Хотя предлагаемые способы согласно изобретению могут допускать осуществление различных модификаций и альтернативных форм, обсужденные выше варианты показаны в качестве примера. Однако вновь следует иметь в виду, что изобретение не предназначено для его ограничениями раскрытыми здесь конкретными вариантами его осуществления. Фактически предлагаемые способы согласно изобретению должны охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативные варианты, находящиеся в пределах объема и существа изобретения, которое определено следующими далее прилагаемыми пунктами формулы изобретения.

Claims (48)

1. Устройство, связанное с добычей углеводородов, содержащее трубный элемент, включающий центральный канал во внутренней части трубного элемента для протекания углеводородов через трубный элемент, множество отверстий между центральным каналом и зоной, внешней к трубному элементу, по меньшей мере два смежных проволочных отрезка, расположенных вокруг трубного элемента и создающих по меньшей мере два пути прохождения потока к центральному каналу, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два ограничительных отверстия, предназначенных для предотвращения прохождения в множество отверстий трубного элемента частиц, превышающих определенный размер.
2. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка образуют дефлекторы внутри по меньшей мере одного по меньшей мере из двух путей прохождения потока.
3. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка образуют отделение вдоль по меньшей мере одного по меньшей мере из двух путей прохождения потока.
4. Устройство по п.3, в котором отделение способно препятствовать прохождению к центральному каналу частиц, превышающих определенный размер.
5. Устройство по п.1, в котором трубный элемент содержит перфорированную опорную трубу.
6. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере один проволочный отрезок имеет геометрию, от- 13 014072 личную от геометрии смежного проволочного отрезка, для создания разных уровней лабиринта для прохождения потока и разную геометрию отверстий вдоль трубного элемента.
7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере одну шунтирующую трубу, расположенную между трубным элементом и по меньшей мере двумя проволочными отрезками или по меньшей мере между двумя проволочными отрезками и стволом скважины.
8. Устройство по п.1, приспособленное для выполнения операций добычи углеводородов или нагнетания.
9. Устройство по п.1, приспособленное для гравийной набивки скважины.
10. Устройство по п.1, содержащее множество стержней, расположенных между трубным элементом и по меньшей мере двумя смежными проволочными отрезками.
11. Устройство по п.1, в котором каждый по меньшей мере из двух смежных проволочных отрезков имеет разные геометрические конфигурации.
12. Устройство по п.11, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка формируют отделение и по меньшей мере один дефлектор вдоль по меньшей мере одного по меньшей мере из двух путей прохождения потока.
13. Устройство по п.1, в котором каждый по меньшей мере из двух смежных проволочных отрезков содержит трапецеидальную уложенную в штабель конфигурацию.
14. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка содержат первый проволочный отрезок, имеющий первую конфигурацию, второй проволочный отрезок, имеющий вторую конфигурацию, и третий проволочный отрезок, имеющий третью геометрическую конфигурацию.
15. Устройство по п.14, в котором первый проволочный отрезок, второй проволочный отрезок и третий проволочный отрезок расположены чередующимся образом вокруг трубного элемента.
16. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков образует между ними проектное отверстие.
17. Устройство для контроля содержания песка, содержащее множество проволочных отрезков, расположенных вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере два смежных проволочных отрезка из множества проволочных отрезков создают по меньшей мере один окружной канал между по меньшей мере двумя смежными проволочными отрезками и вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере одна пара по меньшей мере двух смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два ограничительных отверстия, предназначенных для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер.
18. Устройство для контроля содержания песка по п.17, в котором множество проволочных отрезков формируют дефлекторы внутри по меньшей мере одного окружного канала.
19. Устройство для контроля содержания песка по п.17, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка формируют отделение по меньшей мере в одном окружном канале.
20. Устройство для контроля содержания песка по п.17, в котором по меньшей мере одна пара проволочных отрезков образует разные сочетания проектных отверстий и ограничительных отверстий для отклонения текучей среды, проходящей по меньшей мере к одному окружному каналу.
21. Устройство для контроля содержания песка по п.17, содержащее перфорированную опорную трубу внутри множества проволочных отрезков, имеющую множество отверстий между центральным каналом и зоной, внешней к перфорированной опорной трубе.
22. Устройство для контроля содержания песка по п.21, дополнительно содержащее по меньшей мере одну шунтирующую трубу между перфорированной опорной трубой и множеством проволочных отрезков или между множеством проволочных отрезков и скважиной.
23. Устройство для контроля содержания песка по п.21, содержащее множество стержней, расположенных между перфорированной опорной трубой и множеством проволочных отрезков.
24. Устройство для контроля содержания песка по п.17, предназначенное для добычи углеводородов.
25. Устройство для контроля содержания песка по п.17, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка из множества проволочных отрезков имеют разные геометрические конфигурации.
26. Устройство для контроля содержания песка по п.17, в котором по меньшей мере два смежных проволочных отрезка содержат первый проволочный отрезок, имеющий первую конфигурацию, второй проволочный отрезок, имеющий вторую конфигурацию, и третий проволочный отрезок, имеющий третью геометрическую конфигурацию.
27. Устройство для контроля содержания песка по п.26, в котором первый проволочный отрезок, второй проволочный отрезок и третий проволочный отрезок расположены чередующимся образом вокруг центрального канала.
28. Устройство для контроля содержания песка по п.17, в котором по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков дополнительно образует между ними по меньшей мере одно проектное отверстие.
29. Система, связанная с добычей углеводородов, содержащая скважину, используемую для добычи
- 14 014072 углеводородов из подземного месторождения, эксплуатационную колонну труб, расположенную внутри скважины, по меньшей мере одно устройство для контроля содержания песка, подсоединенное к эксплуатационной колонне труб, расположенное в скважине и включающее в себя множество проволочных отрезков, расположенных вокруг центрального канала, причем по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков из множества проволочных отрезков создает окружной канал между по меньшей мере одной парой смежных проволочных отрезков и вокруг центрального канала и формирует по меньшей мере два избыточных ограничительных отверстия между парой смежных проволочных отрезков для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер.
30. Система по п.29, в которой множество проволочных отрезков формируют дефлекторы внутри по меньшей мере одного окружного канала.
31. Система по п.29, в которой множество проволочных отрезков формируют отделение по меньшей мере в одном окружном канале.
32. Система по п.29, содержащая перфорированную опорную трубу, расположенную внутри множества проволочных отрезков, имеющую множество отверстий между центральным каналом и зоной, наружной к перфорированной опорной трубе, и соединенную с эксплуатационной колонной труб.
33. Система по п.32, дополнительно содержащая по меньшей мере одну шунтирующую трубу, расположенную между перфорированной опорной трубой и множеством проволочных отрезков или между множеством проволочных отрезков и стволом скважины.
34. Система по п.32, дополнительно содержащая фонтанную арматуру, соединенную с эксплуатационной колонной труб и расположенную над скважиной.
35. Система по п.32, дополнительно содержащая плавучее средство для ведения добычи, подсоединенное к фонтанной арматуре и используемое для добычи углеводородов из подземного месторождения.
36. Способ, связанный с добычей углеводородов, содержащий обеспечение устройства для контроля содержания песка, имеющего множество проволочных отрезков, расположенных вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков из множества проволочных отрезков создает окружной канал между по меньшей мере одной парой смежных проволочных отрезков и вокруг центрального канала, при этом пара смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два избыточных ограничительных отверстия для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер, и расположение устройства для контроля содержания песка в скважине.
37. Способ по п.36, содержащий расположение перфорированной опорной трубы внутри множества проволочных отрезков, при этом перфорированная опорная труба имеет множество отверстий между центральным каналом и зоной, наружной к перфорированной опорной трубе.
38. Способ по п.37, содержащий расположение по меньшей мере одной шунтирующей трубы между множеством проволочных отрезков и перфорированной опорной трубой или между множеством проволочных отрезков и скважиной.
39. Способ по п.36, содержащий гравийную набивку вокруг устройства для контроля содержания песка в скважине.
40. Способ по п.36, содержащий добычу углеводородов из подземной формации с использованием устройства для контроля содержания песка.
41. Способ по п.36, в котором по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков имеет разные геометрические конфигурации.
42. Способ по п.36, содержащий нагнетание текучих сред в скважину через устройство для контроля содержания песка.
43. Способ изготовления устройства для контроля содержания песка, содержащий формирование проволочных отрезков, обертывание проволочных отрезков вокруг центрального канала в процессе одиночного обертывания, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков создает окружной канал между по меньшей мере одной парой смежных проволочных отрезков и вокруг центрального канала, при этом по меньшей мере одна пара смежных проволочных отрезков формирует между ними по меньшей мере два избыточных ограничительных отверстия, предназначенные для предотвращения прохождения в центральный канал частиц, превышающих определенный размер.
44. Способ по п.43, содержащий обертывание проволочных отрезков вокруг множества стержней, расположенных вокруг центрального канала.
45. Способ по п.44, содержащий приваривание проволочных отрезков к множеству стержней.
46. Способ по п.45, содержащий расположение проволочных отрезков вокруг перфорированной опорной трубы, имеющей множество отверстий между центральным каналом и зоной, наружной к перфорированной опорной трубе.
47. Способ по п.46, содержащий надевание проволочных отрезков, приваренных к множеству стержней, на перфорированную опорную трубу.
48. Способ по п.46, содержащий приваривание металлических колец к противоположным концам по меньшей мере одного из перфорированной опорной трубы, проволочных отрезков, множества стержней или их комбинации.
EA200801002A 2005-09-30 2006-07-26 Скважинное устройство и способ завершения скважины, добычи и нагнетания EA014072B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72280105P 2005-09-30 2005-09-30
PCT/US2006/028884 WO2007040737A2 (en) 2005-09-30 2006-07-26 Wellbore apparatus and method for completion, production and injection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200801002A1 EA200801002A1 (ru) 2009-02-27
EA014072B1 true EA014072B1 (ru) 2010-08-30

Family

ID=35929929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200801002A EA014072B1 (ru) 2005-09-30 2006-07-26 Скважинное устройство и способ завершения скважины, добычи и нагнетания

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7891420B2 (ru)
EP (2) EP2520761B1 (ru)
CN (1) CN101542069B (ru)
AU (1) AU2006297760B2 (ru)
BR (1) BRPI0616258B1 (ru)
CA (1) CA2624180C (ru)
EA (1) EA014072B1 (ru)
NO (1) NO343344B1 (ru)
WO (1) WO2007040737A2 (ru)

Families Citing this family (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101421486B (zh) * 2006-04-03 2013-09-18 埃克森美孚上游研究公司 在井作业期间用于防砂和流入控制的井筒方法和装置
BRPI0718772B1 (pt) * 2006-11-15 2018-05-22 Exxonmobil Upstream Research Company " conjunto de junta, e, método para montar um conjunto de junta "
US7775284B2 (en) * 2007-09-28 2010-08-17 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus for adjustably controlling the inflow of production fluids from a subterranean well
US8312931B2 (en) * 2007-10-12 2012-11-20 Baker Hughes Incorporated Flow restriction device
US7942206B2 (en) * 2007-10-12 2011-05-17 Baker Hughes Incorporated In-flow control device utilizing a water sensitive media
US8096351B2 (en) 2007-10-19 2012-01-17 Baker Hughes Incorporated Water sensing adaptable in-flow control device and method of use
US20090101336A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US7913755B2 (en) 2007-10-19 2011-03-29 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US8069921B2 (en) 2007-10-19 2011-12-06 Baker Hughes Incorporated Adjustable flow control devices for use in hydrocarbon production
US7775271B2 (en) * 2007-10-19 2010-08-17 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US7913765B2 (en) * 2007-10-19 2011-03-29 Baker Hughes Incorporated Water absorbing or dissolving materials used as an in-flow control device and method of use
US7891430B2 (en) 2007-10-19 2011-02-22 Baker Hughes Incorporated Water control device using electromagnetics
US7784543B2 (en) * 2007-10-19 2010-08-31 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US7793714B2 (en) 2007-10-19 2010-09-14 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US8544548B2 (en) 2007-10-19 2013-10-01 Baker Hughes Incorporated Water dissolvable materials for activating inflow control devices that control flow of subsurface fluids
US7775277B2 (en) * 2007-10-19 2010-08-17 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US7789139B2 (en) * 2007-10-19 2010-09-07 Baker Hughes Incorporated Device and system for well completion and control and method for completing and controlling a well
US7918272B2 (en) * 2007-10-19 2011-04-05 Baker Hughes Incorporated Permeable medium flow control devices for use in hydrocarbon production
US20090101344A1 (en) * 2007-10-22 2009-04-23 Baker Hughes Incorporated Water Dissolvable Released Material Used as Inflow Control Device
US7918275B2 (en) 2007-11-27 2011-04-05 Baker Hughes Incorporated Water sensitive adaptive inflow control using couette flow to actuate a valve
US8839849B2 (en) 2008-03-18 2014-09-23 Baker Hughes Incorporated Water sensitive variable counterweight device driven by osmosis
US7992637B2 (en) * 2008-04-02 2011-08-09 Baker Hughes Incorporated Reverse flow in-flow control device
US8931570B2 (en) * 2008-05-08 2015-01-13 Baker Hughes Incorporated Reactive in-flow control device for subterranean wellbores
US8555958B2 (en) 2008-05-13 2013-10-15 Baker Hughes Incorporated Pipeless steam assisted gravity drainage system and method
US8171999B2 (en) 2008-05-13 2012-05-08 Baker Huges Incorporated Downhole flow control device and method
US8113292B2 (en) 2008-05-13 2012-02-14 Baker Hughes Incorporated Strokable liner hanger and method
US7857061B2 (en) * 2008-05-20 2010-12-28 Halliburton Energy Services, Inc. Flow control in a well bore
US8146662B2 (en) * 2009-04-08 2012-04-03 Halliburton Energy Services, Inc. Well screen assembly with multi-gage wire wrapped layer
HU3614U (en) * 2009-04-14 2009-07-28 Lajos Simon Water filter
US8151881B2 (en) 2009-06-02 2012-04-10 Baker Hughes Incorporated Permeability flow balancing within integral screen joints
US8056627B2 (en) 2009-06-02 2011-11-15 Baker Hughes Incorporated Permeability flow balancing within integral screen joints and method
US8132624B2 (en) 2009-06-02 2012-03-13 Baker Hughes Incorporated Permeability flow balancing within integral screen joints and method
US8893809B2 (en) * 2009-07-02 2014-11-25 Baker Hughes Incorporated Flow control device with one or more retrievable elements and related methods
US8550157B2 (en) 2009-07-15 2013-10-08 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for controlling flow of solids into wellbores using filter media containing an array of three dimensional elements
US8550166B2 (en) * 2009-07-21 2013-10-08 Baker Hughes Incorporated Self-adjusting in-flow control device
US9016371B2 (en) * 2009-09-04 2015-04-28 Baker Hughes Incorporated Flow rate dependent flow control device and methods for using same in a wellbore
US8403061B2 (en) * 2009-10-02 2013-03-26 Baker Hughes Incorporated Method of making a flow control device that reduces flow of the fluid when a selected property of the fluid is in selected range
US8230935B2 (en) * 2009-10-09 2012-07-31 Halliburton Energy Services, Inc. Sand control screen assembly with flow control capability
US8424609B2 (en) * 2010-03-16 2013-04-23 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for controlling fluid flow between formations and wellbores
US8316952B2 (en) 2010-04-13 2012-11-27 Schlumberger Technology Corporation System and method for controlling flow through a sand screen
US8256522B2 (en) 2010-04-15 2012-09-04 Halliburton Energy Services, Inc. Sand control screen assembly having remotely disabled reverse flow control capability
CA2704896C (en) 2010-05-25 2013-04-16 Imperial Oil Resources Limited Well completion for viscous oil recovery
US9422793B2 (en) 2010-10-19 2016-08-23 Schlumberger Technology Corporation Erosion tracer and monitoring system and methodology
US8403052B2 (en) 2011-03-11 2013-03-26 Halliburton Energy Services, Inc. Flow control screen assembly having remotely disabled reverse flow control capability
US8485225B2 (en) 2011-06-29 2013-07-16 Halliburton Energy Services, Inc. Flow control screen assembly having remotely disabled reverse flow control capability
US9163739B2 (en) 2011-07-22 2015-10-20 Vetco Gray Inc. High temperature coating resistant to damage from decompression
US9436173B2 (en) 2011-09-07 2016-09-06 Exxonmobil Upstream Research Company Drilling advisory systems and methods with combined global search and local search methods
BR112014006520B1 (pt) 2011-10-12 2021-05-25 Exxonmobil Upstream Research Company dispositivo de filtragem de fluido para um furo de poço e método para completação de um furo de poço
US9187987B2 (en) 2011-10-12 2015-11-17 Schlumberger Technology Corporation System and method for controlling flow through a sand screen
US9010417B2 (en) 2012-02-09 2015-04-21 Baker Hughes Incorporated Downhole screen with exterior bypass tubes and fluid interconnections at tubular joints therefore
US9719331B2 (en) * 2012-05-13 2017-08-01 Alexander H. Slocum Method and apparatus for bringing under control an uncontrolled flow through a flow device
US9988883B2 (en) 2012-07-04 2018-06-05 Absolute Completion Technologies Ltd. Wellbore screen
CN103573226B (zh) * 2012-07-24 2016-03-02 思达斯易能源技术(集团)有限公司 一种完井防砂工艺及其防砂管柱
US9482084B2 (en) 2012-09-06 2016-11-01 Exxonmobil Upstream Research Company Drilling advisory systems and methods to filter data
WO2014066071A1 (en) 2012-10-26 2014-05-01 Exxonmobil Upstream Research Company Downhole flow control, joint assembly and method
CA2901982C (en) 2013-03-15 2017-07-18 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and methods for well control
CA2899792C (en) 2013-03-15 2018-01-23 Exxonmobil Upstream Research Company Sand control screen having improved reliability
US9512701B2 (en) * 2013-07-12 2016-12-06 Baker Hughes Incorporated Flow control devices including a sand screen and an inflow control device for use in wellbores
US9828837B2 (en) * 2013-07-12 2017-11-28 Baker Hughes Flow control devices including a sand screen having integral standoffs and methods of using the same
US10465461B2 (en) 2013-09-16 2019-11-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Apparatus and methods setting a string at particular locations in a wellbore for performing a wellbore operation
US9816361B2 (en) 2013-09-16 2017-11-14 Exxonmobil Upstream Research Company Downhole sand control assembly with flow control, and method for completing a wellbore
US9926772B2 (en) 2013-09-16 2018-03-27 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Apparatus and methods for selectively treating production zones
BR112016005279B1 (pt) 2013-09-16 2022-04-19 Baker Hughes Incorporated Aparelho para o uso em um furo de poço e método para realizar uma operação de furo de poço
US9574408B2 (en) 2014-03-07 2017-02-21 Baker Hughes Incorporated Wellbore strings containing expansion tools
CN103541695B (zh) * 2013-10-24 2016-04-20 西安陆海油田设备有限公司 一种动态自洁式筛管
CA2908009C (en) 2014-10-09 2018-05-15 Weatherford Technology Holdings, Llc Enhanced erosion resistant wire shapes
US10376947B2 (en) * 2014-12-30 2019-08-13 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Multiple wire wrap screen fabrication method
US10000993B2 (en) * 2015-04-29 2018-06-19 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Multi-gauge wrap wire for subterranean sand screen
US20170051584A1 (en) * 2015-08-17 2017-02-23 Baker Hughes Incorporated Sand screen
US10502030B2 (en) * 2016-01-20 2019-12-10 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Gravel pack system with alternate flow path and method
BR112018013961B1 (pt) 2016-03-11 2022-11-29 Halliburton Energy Services Inc Sistema e método de completação multizona de viagem única
GB2549732A (en) * 2016-04-26 2017-11-01 Apacor Ltd Filter apparatus and filter device for biological samples
US11525340B2 (en) 2018-01-29 2022-12-13 Schlumberger Technology Corporation System and methodology for high pressure alternate path
CN110630076B (zh) * 2018-06-28 2020-11-24 北京金风科创风电设备有限公司 阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构
CN112709553B (zh) * 2020-12-25 2021-10-26 中国石油大学(北京) 水平井趾端筛管

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3709293A (en) * 1971-02-22 1973-01-09 Layne & Bowler Co Wire wrapped well screen
US5046892A (en) * 1988-06-07 1991-09-10 Kothmann Antonius B Apertured pipe segment
US5095990A (en) * 1990-10-26 1992-03-17 Mobil Oil Corporation Method and device for sand control
US5476143A (en) * 1994-04-28 1995-12-19 Nagaoka International Corporation Well screen having slurry flow paths
US5476588A (en) * 1993-01-18 1995-12-19 Nagaoka International Corporation Multi-layer composite screen
US6125932A (en) * 1998-11-04 2000-10-03 Halliburton Energy Services, Inc. Tortuous path sand control screen and method for use of same

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1620412A (en) * 1925-07-30 1927-03-08 Tweeddale John Liner for oil wells
NO178083C (no) * 1988-10-14 1996-01-17 Inst Francais Du Petrole Fremgangsmåte og anordning for logging i en produksjonsbrönn
US4945991A (en) 1989-08-23 1990-08-07 Mobile Oil Corporation Method for gravel packing wells
US5293935A (en) 1990-10-22 1994-03-15 Halliburton Company Sintered metal substitute for prepack screen aggregate
US5113935A (en) * 1991-05-01 1992-05-19 Mobil Oil Corporation Gravel packing of wells
US5664628A (en) * 1993-05-25 1997-09-09 Pall Corporation Filter for subterranean wells
US5642781A (en) * 1994-10-07 1997-07-01 Baker Hughes Incorporated Multi-passage sand control screen
US5515915A (en) * 1995-04-10 1996-05-14 Mobil Oil Corporation Well screen having internal shunt tubes
US5803179A (en) * 1996-12-31 1998-09-08 Halliburton Energy Services, Inc. Screened well drainage pipe structure with sealed, variable length labyrinth inlet flow control apparatus
US5938925A (en) * 1997-01-23 1999-08-17 Halliburton Energy Services, Inc. Progressive gap sand control screen and process for manufacturing the same
US6089316A (en) * 1997-08-01 2000-07-18 Spray; Jeffery A. Wire-wrapped well screen
US5881809A (en) * 1997-09-05 1999-03-16 United States Filter Corporation Well casing assembly with erosion protection for inner screen
EP1003108A1 (en) * 1998-11-17 2000-05-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Apparatus and method for providing round-robin arbitration
US6405800B1 (en) * 1999-01-21 2002-06-18 Osca, Inc. Method and apparatus for controlling fluid flow in a well
US6227303B1 (en) * 1999-04-13 2001-05-08 Mobil Oil Corporation Well screen having an internal alternate flowpath
US6554064B1 (en) 2000-07-13 2003-04-29 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for a sand screen with integrated sensors
US6848510B2 (en) * 2001-01-16 2005-02-01 Schlumberger Technology Corporation Screen and method having a partial screen wrap
US6752206B2 (en) * 2000-08-04 2004-06-22 Schlumberger Technology Corporation Sand control method and apparatus
GB2399845B (en) * 2000-08-17 2005-01-12 Abb Offshore Systems Ltd Flow control device
US6715544B2 (en) 2000-09-29 2004-04-06 Weatherford/Lamb, Inc. Well screen
GB2371319B (en) 2001-01-23 2003-08-13 Schlumberger Holdings Completion Assemblies
US6557634B2 (en) * 2001-03-06 2003-05-06 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for gravel packing an interval of a wellbore
US6837308B2 (en) * 2001-08-10 2005-01-04 Bj Services Company Apparatus and method for gravel packing
US7234518B2 (en) * 2001-09-07 2007-06-26 Shell Oil Company Adjustable well screen assembly
US20050034860A1 (en) 2003-08-15 2005-02-17 Lauritzen J. Eric Screen for sand control in a wellbore
US20070114020A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Kristian Brekke Robust sand screen for oil and gas wells

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3709293A (en) * 1971-02-22 1973-01-09 Layne & Bowler Co Wire wrapped well screen
US5046892A (en) * 1988-06-07 1991-09-10 Kothmann Antonius B Apertured pipe segment
US5095990A (en) * 1990-10-26 1992-03-17 Mobil Oil Corporation Method and device for sand control
US5476588A (en) * 1993-01-18 1995-12-19 Nagaoka International Corporation Multi-layer composite screen
US5476143A (en) * 1994-04-28 1995-12-19 Nagaoka International Corporation Well screen having slurry flow paths
US6125932A (en) * 1998-11-04 2000-10-03 Halliburton Energy Services, Inc. Tortuous path sand control screen and method for use of same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007040737A3 (en) 2009-04-23
CA2624180A1 (en) 2007-04-12
AU2006297760B2 (en) 2011-06-16
EP1929097A4 (en) 2011-03-09
NO20082019L (no) 2008-06-30
CN101542069A (zh) 2009-09-23
EP2520761B1 (en) 2014-07-16
CN101542069B (zh) 2013-05-08
EP1929097A2 (en) 2008-06-11
US20090133874A1 (en) 2009-05-28
AU2006297760A1 (en) 2007-04-12
US7891420B2 (en) 2011-02-22
EA200801002A1 (ru) 2009-02-27
CA2624180C (en) 2012-03-13
EP1929097B1 (en) 2012-08-15
NO343344B1 (no) 2019-02-04
EP2520761A2 (en) 2012-11-07
BRPI0616258B1 (pt) 2017-06-13
BRPI0616258A2 (pt) 2012-12-25
EP2520761A3 (en) 2013-07-10
WO2007040737A2 (en) 2007-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA014072B1 (ru) Скважинное устройство и способ завершения скважины, добычи и нагнетания
EP1608845B1 (en) A wellbore apparatus and method for completion, production and injection
US6516881B2 (en) Apparatus and method for gravel packing an interval of a wellbore
US6557634B2 (en) Apparatus and method for gravel packing an interval of a wellbore
US5082052A (en) Apparatus for gravel packing wells
US8522867B2 (en) Well flow control systems and methods
US7870898B2 (en) Well flow control systems and methods
US10907451B2 (en) Alternate flow paths for single trip multi-zone systems
US6715545B2 (en) Transition member for maintaining for fluid slurry velocity therethrough and method for use of same
US20140014357A1 (en) System and method for sand and inflow control
US9752417B2 (en) Gravel packing apparatus having optimized fluid handling
US20170298711A1 (en) Flow distribution assemblies with shunt tubes and erosion-resistant shunt nozzles
AU2013405210B2 (en) Gravel packing apparatus having optimized fluid handling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ KZ RU