EA029217B1 - Способ разрезания по меньшей мере одного элемента, проходящего снаружи и вдоль трубной колонны в скважине, осуществляемый без одновременного разделения трубной колонны - Google Patents

Abstract

Способ разрезания по меньшей мере одной линии (38, 40, 42, 44), проходящей вдоль трубной колонны (16) в скважине (2), содержащий (А) использование режущего инструмента (48) с выборочной активацией резания, снабженного по меньшей мере одним средством (54, 56, 58, 60) резания, для резания в радиальном направлении наружу от режущего инструмента (48) и (В) опускание режущего инструмента (48) на продольный участок (L1), где должно быть выполнено разрезание; отличительной особенностью является использование на этапе (А) режущего инструмента (48) для управляемого резания посредством указанного средства резания (54, 56, 58, 60) в периферическом направлении и с распределением в осевом направлении относительно режущего инструмента (48); и (С) активирование режущего инструмента (48) и резание в радиальном направлении в стенках трубной колонны (16) и за ними по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68), в совокупности занимающего полную окружность трубной колонны (16), а также распределение отверстия (62, 64, 66, 68) в осевом направлении.

Description

изобретение относится к способу внутрискважинного разрезания по меньшей мере одной линии, проходящей снаружи и вдоль трубной колонны в скважине, осуществляемому без одновременного разделения трубной колонны. Данный способ пригоден для использования в качестве предварительного действия при работах по временному или постоянному закупориванию одного или нескольких продольных участков скважины.

Скважина может представлять собой подземную скважину любого типа, например нефтяную скважину, нагнетательную скважину, разведочную скважину, геотермальную скважину или водяную скважину, и скважина может быть расположена на суше или в море.

Предпосылки создания изобретения

Как правило, подземные скважины содержат несколько более или менее концентрических трубных колонн различных размеров, проходящих отдельно и последовательно, и с уменьшением сечения труб по мере достижения больших глубин в скважине. Трубы в таких трубных колоннах, как правило, называются обсадными колоннами, потайными колоннами, эксплуатационными колоннами, нагнетательными колоннами и т.п. Основным назначением трубной колонны является обеспечение стойкости скважины к воздействиям внешних сил, способных вызвать аварийные ситуации на скважине, и предотвращение нежелательных и непреднамеренных потоков текучих сред в скважине и/или вне скважины. Как правило, самая глубокая трубная колонна проникает в один или несколько подземных пластов, содержащих, например, нефть, газ и/или воду, а противоположный конец трубной колонны, как правило, выходит на поверхность для извлечения таких пластовых текучих сред или в качестве альтернативы для нагнетания, например, воды и/или других инжекционных текучих сред.

Между такими последовательными трубными колоннами различных размеров и, возможно, между трубной колонной и окружающей стенкой ствола скважины могут существовать одно или несколько кольцевых пространств. В таком кольцевом пространстве могут быть расположены различные линии, проходящие вдоль трубной колонны и обычно прикрепленные с наружной стороны к трубной колонне. Такие линии могут представлять собой тонкие трубы или шланги, например гидравлические трубы или трубы для химикатов, а также электрические кабели, волоконно-оптические кабели и т.п., а также, возможно, связанные с ними вспомогательные кабели, содержащие, например, подходящие нити или проволоку, служащие для снятия различных нагрузок, действующих на линии вдоль трубной колонны, в том числе сил растяжения. Такие линии и возможные вспомогательные кабели могут быть распределены отдельно по окружности трубной колонны, и/или они могут быть собраны в один или несколько кабельных жгутов. В таком кабельном жгуте линии обычно заливают в оболочку, изготовленную из гибкого и защитного материала подходящего типа и подходящей формы, например из резинового материала или пластмассового материала. Как правило, такие линии используются для передачи различных сигналов, в том числе управляющих сигналов и различных данных, а также энергии и/или различных текучих сред между поверхностью и оборудованием, расположенным внутри и, как правило, глубоко в скважине. По этой причине, как правило, такое оборудование соединяют с эксплуатационной колонной или нагнетательной колонной, и обычно это происходит в контексте так называемых "интеллектуальных" скважин. Такое скважинное оборудование, однако, может также быть размещено в скважине на меньшей глубине. Это оборудование может представлять собой различные измерительные приборы и оборудование контроля, например оборудование для измерения и контроля давления и температуры в скважине. Такое оборудование может также включать в себя различные порты, клапаны, приводы, гидравлические поршни, двигатели, насосы, оборудование подачи различных химических веществ, нагнетательное оборудование, газлифтное оборудование и т.д., а также, возможно, оборудование для контроля, управления и/или приведения вышеуказанного оборудования. Такое оборудование известно из уровня техники.

При работах по временной или постоянной ликвидации скважин обычно герметизируют одно или несколько кольцевых пространств и трубных каналов вдоль определенных продольных интервалов в скважине, в частности, в одном или более пластовых участках скважины или вдоль них. Как правило, такую герметизацию осуществляют посредством введения цементного текучей среды в требуемое кольцевое пространство/кольцевые пространства или трубный канал (каналы) скважины, после чего цементный раствор затвердевает там.

Однако после такого цементирования непрерывные линии, проходящие в кольцевом пространстве вдоль трубной колонны, могут являться каналами утечки текучих сред, находящихся в скважине под давлением. Если такие каналы утечки не загерметизированы, текучие среды под давлением могут непреднамеренно протекать в другие области скважины и, возможно, наружу из скважины, что является нежелательным. По этой причине операторы скважины и/или государственные органы некоторых стран обычно требуют, чтобы такие линии были разрезаны и, по возможности, удалены перед началом указанного цементирования таким образом, чтобы указанный цементный раствор мог окружать разрезанные линии и, возможно, проникать в каналы утечки, которые могут в них находиться. Это считается адекватной мерой по обеспечению герметизации таких линий при цементировании и закупоривании. В Норвегии такие законодательные требования подробно описаны в официальном документе под названием ΝΘΚδΘΚ Ό-010, и такие требования хорошо известны в нефтяной промышленности Норвегии. Анало- 1 029217

гичные требования существуют также в других странах.

Однако в данной области промышленности существует необходимость в более экономически эффективном способе разрезания таких продольных линий в скважине, осуществляемом без существенного ослабления, с точки зрения прочности, целостности скважины. Настоящий способ в первую очередь нацелен на удовлетворение этой потребности.

Уровень техники и его недостатки

Обычно разрезание таких продольных линий осуществляют посредством разрезания как линий, так и соответствующей трубной колонны с последующим удалением их из скважины. После этого цементируют соответствующий (соответствующие) продольные интервалы скважины. Очевидно, что такая процедура требует нескольких спускоподъемных операций, например, для отделения и высвобождения одного или нескольких участков трубной колонны. Соответственно, выполнение этого известного процесса может оказаться очень трудоемким и дорогостоящим.

Цели изобретения

Основной целью настоящего изобретения является устранение или уменьшение по меньшей мере одного недостатка уровня техники или, по меньшей мере, предоставление полезной альтернативы уровню техники.

Другой целью изобретения является предложение способа, который обеспечивает возможность разрезания на продольном участке скважины одной или нескольких линий, проходящих снаружи и вдоль трубной колонны в скважине, осуществляемого без разделения трубной колонны. При таком способе отсутствует необходимость извлечения трубной колонны из скважины, в результате чего трубная колонна также сохраняет свою целостность, с точки зрения прочности, в пределах указанного продольного участка.

Кроме того, одной из целей является возможность использования настоящего способа для разрезания указанной по меньшей мере одной линии в качестве предварительного действия при временном или постоянном закупоривании указанного продольного участка скважины. За счет этого обеспечивается разрыв по меньшей мере одной линии, причем материал последующего закупоривания может окружать и, возможно, проникать в указанную линию и герметизировать ее, тем самым предотвращая несанкционированный поток скважинных текучих сред через указанную линию. Кроме того, таким образом указанный продольный участок может быть закупорен без извлечения соответствующей трубной колонны или ее частей, и при этом трубная колонна может также быть использована в качестве арматуры для материала последующего закупоривания, которым заполняют указанный продольный участок.

Также целью является предложение способа, обеспечивающего возможность осуществления разрезания по меньшей мере одной линии в пределах указанного продольного участка посредством режущих инструментов различных типов и/или посредством различных схем резания в трубной колонне.

Дополнительной целью является предложение способа, обеспечивающего возможность разрезания по меньшей мере одной продольный линии в пределах по меньшей мере одного продольного участка скважины и предпочтительно за одну спускоподъемную операцию.

Сущность изобретения

Цели настоящего изобретения достигаются благодаря признакам, раскрытым в нижеследующем описании и последующей формуле изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением предложен способ внутрискважинного разрезания по меньшей мере одной линии, проходящей снаружи и вдоль трубной колонны в скважине, осуществляемого без разделения трубной колонны, причем указанный способ содержит следующие этапы:

(A) в целях указанного разрезания используют режущий инструмент, выполненный с возможностью выборочной активации резания и снабженный по меньшей мере одним средством резания, выполненным с возможностью резания при указанной активации в радиальном направлении наружу от режущего инструмента;

(B) на соединительной линии опускают режущий инструмент в скважину до продольного участка скважины, где нужно выполнить разрезание указанной по меньшей мере одной линии.

Отличительной особенностью способа является использование на этапе (А) режущего инструмента, дополнительно выполненного с возможностью управляемого резания, посредством указанных средств резания, в периферическом направлении и с распределением в осевом направлении относительно режущего инструмента; и

(C) активация режущего инструмента в пределах указанного продольного участка и резание в радиальном направлении через стенки трубной колонны и за ними по меньшей мере одного периферически идущего отверстия, в совокупности занимающего, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны, а также распределение указанного по меньшей мере одного периферического отверстия в осевом направлении вдоль трубной колонны, обеспечивая, тем самым, разрезание в пределах продольного участка по меньшей мере одной линии, проходящей снаружи трубной колонны, без разделения трубной колонны.

Желательно, чтобы трубная колонна оставалась настолько нетронутой, насколько это возможно, и сохраняла свое положение в скважине, а также, чтобы нижняя часть трубной колонны не была отделена

- 2 029217

от ее верхней части. Такая ситуация является предпочтительной для предотвращения, в числе прочего, разделения, высвобождения и извлечения трубной колонны с соответствующими линиями из скважины (см. описание недостатков уровня техники выше).

Для обеспечения возможности разрезания одной или нескольких линий, расположенных в некотором месте снаружи и вдоль окружности трубной колонны, важно, чтобы было прорезано указанное по меньшей мере одно периферически идущее отверстие через стенки трубной колонны и за ними, и, по меньшей мере, по всей окружности трубной колонны. Следует подчеркнуть, что периферически идущее отверстие может также иметь осевую составляющую, т.е. отверстие может проходить через трубную колонну наклонно, т.е. под углом, вдоль окружности трубной колонны, и относительно продольной оси. Кроме того, такое периферически идущее отверстие может не быть непрерывным, в определенной степени, при условии, что линия (линии) на внешней стороне трубной колонны разрезана достаточно, например сделан частичный разрез трубопровода текучей среды. Это может быть реальной ситуацией, например, при использовании для такого резания зарядов взрывчатого вещества (см. описание перфорационных инструментов ниже). Тем не менее, точность резания в каждом из случаев зависит от типа режущего инструмента, используемого для выполнения описываемой операции резания. Во избежание повреждения во время операции резания самой трубной колонны важно также не образовывать непрерывное и бесконечное в периферическом направлении отверстие в стенке трубной колонны. По этой причине указанное по меньшей мере одно отверстие также должно быть распределено, в совокупности, в осевом направлении вдоль трубной колонны, т.е. в продольном направлении трубной колонны, в пределах указанного продольного участка скважины. Для достижения такого результата резания существуют различные операционные средства и схемы резания, которые будут описаны более подробно ниже и в последующем примере варианта осуществления.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит использование на этапе (А) режущего инструмента и средств резания, содержащих перфорационный инструмент, оснащенный по меньшей мере одним зарядом взрывчатого вещества, выполненным с возможностью прорезания указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия сквозь стенку трубной колонны и за ней и в пределах продольного участка, после активации детонации на этапе (С).

Перфорационные инструменты, снабженные средствами резания в виде зарядов взрывчатых веществ, сами по себе известны из уровня техники и, как правило, используются для перфорации трубных колонн в скважине, например эксплуатационной колонны или нагнетательной колонны, с целью создания специальных путей для потоков текучих сред в скважине. Обычно при такой перфорации используют так называемые направленные заряды ("кумулятивные заряды"), которые, как правило, собирают и распределяют в соответствии с определенной схемой на рассматриваемом перфорационном инструменте, причем такие заряды после детонации образуют в стенках скважинных труб сквозные и, по существу, круглые отверстия.

Такие перфорационные инструменты могут также быть использованы в заявленном способе. Для данного способа возможна модификация таких кумулятивных зарядов для обеспечения возможности формирования в рабочем положении более или менее продолговатых и периферически идущих отверстий в стенках труб и за ними. В качестве альтернативы могут быть использованы два или более кумулятивных заряда обычного типа, которые собирают вместе с образованием, при детонации, продолговатого и периферического отверстия в стенке трубы. Обычно такие перфорационные инструменты опускают в трубную колонну на линии, например на электрическом кабеле, безмуфтовых длинномерных трубах или бурильных трубных колоннах, а детонация зарядов может быть осуществлена с помощью электрических сигналов или с помощью повышения давления. Такое оборудование известно из уровня техники. Обычно перфорационные инструменты для перфорации эксплуатационной колонны и тому подобного не требуется закреплять и центрировать в трубной колонне перед активацией детонации.

Однако в настоящем способе крепление и, по возможности, центрирование перфорационного инструмента в трубной колонне перед выполнением указанной детонации на этапе (С) может оказаться предпочтительным или необходимым для обеспечения достаточно точного прорезания указанного по меньшей мере одного периферического отверстия. Это может быть предпочтительным или необходимым изза модификации зарядов перфорационного инструмента и/или из-за выполнения резания в сильно искривленной скважине.

По этой причине перфорационный инструмент также может содержать по меньшей мере одно крепежное устройство, выполненное с возможностью выборочной активации, которое активируют между этапом (В) и этапом (С) таким образом, чтобы закрепить перфорационный инструмент в трубной колонне перед началом этапа (С); и деактивации и отсоединения указанного крепежного устройства от трубной колонны после этапа (С).

Из уровня техники известны несколько типов крепежных устройств, которые могут быть использованы для этой цели. Таким образом, указанное по меньшей мере одно крепежное устройство перфорационного инструмента может представлять собой по меньшей мере одно зажимное устройство известного типа, выполненное с возможностью расширения в радиальном направлении, например рычажный упор, который, когда это необходимо, активируют и расширяют в радиальном направлении до взаимодействия

- 3 029217

со стенками трубной колонны и деактивируют и отсоединяют от трубной колонны после этапа (С). Из уровня техники также известен ряд механизмов и способов активации и деактивации таких крепежных устройств, и эти механизмы и способы также могут быть использованы в способе согласно настоящему изобретению. Кроме того, в способе согласно настоящему изобретению могут быть использованы различные известные центрирующие устройства. Этот уровень техники, однако, не будет раскрываться ниже более подробно.

В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит использование на этапе (А) режущего инструмента и средств резания, содержащих гидравлический режущий инструмент, который оснащен по меньшей мере одним радиально направленным выпускающим текучую среду элементом, предназначенным для абразивной текучей среды, причем указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент гидравлически сообщается с источником текучей среды для выборочной подачи абразивной текучей среды, и при этом указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка указанного по меньшей мере одного периферического отверстия, проходящего через стенки трубной колонны и за ними, при активации выпуска абразивной текучей среды на этапе (С); причем гидравлический режущий инструмент также содержит по меньшей мере одно крепежное устройство, выполненное с возможностью выборочной активации, которое активируют между этапом (В) и этапом (С) таким образом, чтобы закреплять гидравлический режущий инструмент в трубной колонне перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство от трубной колонны.

Гидравлический режущий инструмент, снабженный одной или несколькими форсунками, через которые так называемая абразивная текучая среда может протекать с высокой скоростью, сам по себе известен из уровня техники. Такие режущие инструменты используют в ряде технических задач, например, для выполнения профилированных разрезов в металлических пластинах, а также для резания обсадных колонн в скважинах. Такие гидравлические режущие инструменты могут также быть использованы в способе согласно настоящему изобретению.

Абразивная текучая среда может содержать подходящую жидкость, например воду, и, возможно, такую жидкость, в которую добавлен подходящий абразивный агент, например натуральные или синтетические частицы износостойкого материала. Кроме того, абразивная текучая среда может быть подана к режущему инструменту через линию от поверхности. В качестве альтернативы режущий инструмент может быть оснащен отдельной емкостью или с соединен с ней, причем эта емкость содержит абразивную текучую среду и соединена с соответствующими насосными средствами, обеспечивающими подачу текучей среды на указанный направленный радиально выпускающий текучую среду элемент в режущем инструменте. Указанный по меньшей мере один радиально направленный выпускающий текучую среду элемент режущего инструмента может дополнительно содержать форсунку подходящего типа.

Гидравлический режущий инструмент может содержать по меньшей мере одно крепежное устройство и возможное центрирующее устройство, аналогичное описанному в контексте вышеуказанного перфорационного инструмента.

Кроме того, указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент может быть выполнен с возможностью периферического перемещения относительно гидравлического режущего инструмента. Таким образом, указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью периферического перемещения во время резания. Направление этого периферического перемещения может содержать осевую составляющую, обеспечивающую возможность резания наклонно-направленных, относительно продольной оси трубной колонны, периферических отверстий в трубной колонне и вдоль ее окружности. Выпускающий текучую среду элемент также может быть выполнен с возможностью перемещения вперед и назад в периферическом направлении резания, за счет чего может быть обеспечено более точное и/или аккуратное резание отверстий в трубной колонне и указанных линий снаружи нее. Таким образом, выпускающий текучую среду элемент может быть функционально соединен с подходящим приводным устройством, например, приводом или двигателем, обеспечивающим указанное периферическое перемещение выпускающего текучую среду элемента.

В соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит использование на этапе (А) режущего инструмента и средств резания, содержащих механический режущий инструмент, который оснащен по меньшей мере одним режущим элементом, выполненным с возможностью радиального перемещения, причем указанный по меньшей мере один режущий элемент соединен с источником энергии, обеспечивающим селективную подачу энергии на указанный режущий элемент, и при этом указанный режущий элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка указанного по меньшей мере одного периферического отверстия, проходящего через стенки трубной колонны и за ними, при активации подачи энергии на этапе (С); причем механический режущий инструмент также содержит по меньшей мере одно крепежное устройство, выполненное с возможностью выборочной активации, которое активируют между этапом (В) и этапом (С) таким образом, чтобы закрепить механический режущий инструмент в трубной колонне перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство от трубной колонны.

- 4 029217

Механические режущие инструменты для резания труб, оснащенные несколькими вращающимися режущими дисками, сами по себе известны из уровня техники. Известно также использование режущих инструментов, оснащенных вращающимися режущими дисками, выполненными с возможностью радиального перемещения, для разрезания обсадных колонн при ликвидации скважин. Такие режущие диски устанавливают на радиально выдвигаемых держателях, которые при активации перемещают режущие диски наружу и создают на них усилие, воздействующее на внутреннюю часть обсадной колонны. Затем режущий инструмент поворачивают в обсадной колонне, в результате чего режущие диски поворачиваются и выполняют по окружности непрерывный и бесконечный разрез в стенке обсадной колонны.

Модифицированный вариант такого механического режущего инструмента, который содержит по меньшей мере один радиально выдвигаемый рычаг с соответствующим режущим элементом, также может быть использован в способе согласно настоящему изобретению. С другой стороны, нельзя допускать возможность резания таким модифицированным режущим инструментом непрерывного и бесконечного периферического отверстия в стенке трубной колонны.

Кроме того, рассматриваемый режущий элемент может представлять собой вращающийся режущий диск, такой как описан выше, или любое другое механическое режущее устройство подходящих формы и материала. Для активации и обеспечения функционирования режущий элемент может быть соединен с любым подходящим источником энергии, подающим ее на режущий элемент. Например, источник энергии может представлять собой подходящие приводы и/или двигатели, активирующие и приводящие в движение режущий элемент во время резания. Сама энергия может являться электрической, гидравлической и/или механической энергией и подаваться соответствующим образом, например, с поверхности и/или, при необходимости, из локального источника энергии. Таким образом, механическое режущее устройство может содержать по меньшей мере один вращающийся режущий диск, на который при активации подают радиальное усилие, выдвигающее его в сторону трубной колонны, после чего вращают до образования в трубной колонне периферического отверстия. Вращение диска может осуществляться посредством подходящего вращательного устройства, например вращательного двигателя, функционально соединенного с режущим диском, например, посредством зубчатых колес или чего-либо подобного.

Механический режущий инструмент может содержать по меньшей мере одно крепежное устройство и возможное центрирующее устройство, аналогичное описанному в контексте вышеуказанного перфорационного инструмента.

Указанный по меньшей мере один режущий элемент может быть выполнен с возможностью периферического перемещения относительно механического режущего инструмента. Таким образом, указанный режущий элемент выполнен с возможностью периферического перемещения во время резания. Направление этого периферического перемещения может содержать осевую составляющую, обеспечивающую возможность резания наклонно-направленных относительно продольной оси трубной колонны периферических отверстий в трубной колонне и вдоль ее окружности. Режущий элемент также может быть выполнен с возможностью перемещения вперед и назад в периферическом направлении резания, за счет чего может быть обеспечено более точное и/или аккуратное резание отверстий в трубной колонне и указанных линий снаружи нее. Таким образом, режущий элемент может быть функционально соединен с подходящим приводным устройством, например, приводом или двигателем, обеспечивающим указанное периферическое перемещение выпускающего текучую среду элемента.

В соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит использование на этапе (А) режущего инструмента и средств резания, содержащих химический режущий инструмент, который оснащен по меньшей мере одним радиально направленным выпускающим текучую среду элементом, предназначенным для химически агрессивной текучей среды, причем указанный по меньшей мер один выпускающий текучую среду элемент гидравлически сообщается с источником текучей среды для выборочной подачи химически агрессивной текучей среды, и при этом указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью резания в пределах продольного участка указанного по меньшей мере одного периферического отверстия, проходящего через стенки трубной колонны и за ними, при активации выпуска химически агрессивной текучей среды на этапе (С); причем химический режущий инструмент также содержит по меньшей мере одно крепежное устройство, выполненное с возможностью выборочной активации, которое активируют между этапом (В) и этапом (С) таким образом, чтобы закрепить химический режущий инструмент в трубной колонне перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство от трубной колонны.

Химические режущие инструменты, оснащенные радиально направленным выпускающим текучую среду элементом, предназначенным для химически агрессивной текучей среды, используемые для резания труб в скважине, сами по себе также известны из уровня техники и, в частности, из области технологий бурения. Обычно химически агрессивная текучая среда содержит подходящую кислоту, тогда как указанный выпускающий текучую среду элемент может содержать форсунку подходящих формы и материала.

Кроме того, химически агрессивная текучая среда может быть подана к режущему инструменту через линию от поверхности. В качестве альтернативы химический режущий инструмент может быть оснащен отдельной емкостью или соединен с ней, причем эта емкость содержит химически агрессивный

- 5 029217

раствор и соединена с соответствующими насосными средствами, обеспечивающими подачу текучей среды на указанный радиально направленный выпускающий текучую среду элемент в режущем инструменте.

Кроме того, химический режущий инструмент может содержать по меньшей мере одно крепежное устройство и возможное центрирующее устройство, аналогичное описанному в контексте вышеуказанного перфорационного инструмента.

Указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент может быть выполнен с возможностью периферического перемещения относительно химического режущего инструмента. Таким образом, указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью периферического перемещения во время резания. Направление этого периферического перемещения может содержать осевую составляющую, обеспечивающую возможность резания наклонно-направленных относительно продольной оси трубной колонны периферических отверстий в трубной колонне и вдоль ее окружности. Выпускающий текучую среду элемент также может быть выполнен с возможностью перемещения вперед и назад в периферическом направлении резания, за счет чего может быть обеспечено более точное и/или аккуратное резание отверстий в трубной колонне и указанных линий снаружи нее. Таким образом, выпускающий текучую среду элемент может быть функционально соединен с подходящим приводным устройством, например приводом или двигателем, обеспечивающим указанное периферическое перемещение выходного элемента текучей среды.

Кроме того, выпускающий текучую среду элемент также может содержать по меньшей мере два отдельных выхода для химикатов, направленные на общую объединенную область фокусировки, радиально удаленную от выходного элемента текучей среды, причем каждый выход для химикатов гидравлически сообщается с соответствующим источником текучей среды для выборочной подачи отдельных химических растворов, и указанные по меньшей мере два химических элемента текучей среды при смешивании образуют указанный химически агрессивный раствор, причем указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка скважины указанного по меньшей мере одного периферического отверстия в стенках трубной колонны и за ними, при активации на этапе (С) выпуска указанных химических растворов из их соответствующих выходов для химических растворов и последующем смешивании растворов в указанной области фокусировки.

В этом контексте каждый из указанных по меньшей мере двух химических растворов может быть подан к режущему инструменту посредством отдельного канала подачи текучей среды, проходящего от поверхности скважины, например, в виде отдельных каналов прохождения растворов в общей линии. В качестве альтернативы химический режущий инструмент может быть оснащен отдельными емкостями или с соединен с ними, причем каждая из этих емкостей содержит один из указанных по меньшей мере двух химически агрессивных растворов, при этом емкости соединены по меньшей мере с одним насосным средством, обеспечивающим подачу растворов на указанный радиально направленный выпускающий текучую среду элемент в режущем инструменте.

Такое смешение и фокусировка отдельных компонентов текучей среды с образованием химически агрессивной текучей среды сами по себе известны из уровня техники и, в частности, из области технологий бурения.

В соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит использование на этапе (А) режущего инструмента и средств резания, содержащих плазменный режущий инструмент, который оснащен по меньшей мере одним радиально направленным выпускающим плазму элементом для заряженной плазмы, причем указанный по меньшей мере один выпускающий плазму элемент функционально соединен с генератором плазмы и соответствующим источником энергии для выборочной подачи плазмы, и при этом указанный выпускающий плазму элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка указанного по меньшей мере одного периферического отверстия, проходящего через стенки трубной колонны и за ними, при активации выпуска плазмы на этапе (С); причем плазменный режущий инструмент также содержит по меньшей мере одно крепежное устройство, выполненное с возможностью выборочной активации, которое активируют между этапом (В) и этапом (С) таким образом, чтобы закрепить плазменный режущий инструмент в трубной колонне перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство от трубной колонны.

Настоящему заявителю не известны режущие инструменты, в которых для резания в скважине труб или отверстий в трубной колонне используется заряженная плазма. Создание такой плазмы требует подведения к месту использования плазмы достаточного напряжения и электрической энергии. Поэтому такая плазма должна создаваться внизу в скважине, в месте осуществления резания в трубной колонне или в непосредственной близости от него, причем в среде, наполненной жидкостью. В контексте настоящего способа это означает, что плазменный режущий инструмент для генерирования плазмы должен быть подключен к генератору плазмы, который, в свою очередь, должен быть функционально соединен с соответствующим источником энергии. Такой источник энергии может представлять собой электрический источник питания и, возможно, подходящий трансформатор напряжения, для подведения достаточного напряжения и достаточной электрической энергии, обеспечивающего возможность генерирования

- 6 029217

заряженной плазмы прямо на месте, внизу внутри трубной колонны. Эта электрическая энергия также должна быть передана на генератор плазмы.

Таким образом, генератор плазмы может быть расположен в плазменном режущем инструменте или на нем.

Кроме того, указанный источник энергии для генератора плазмы может быть расположен в плазменном режущем инструменте или на нем.

Альтернативно, указанный источник энергии для генератора плазмы может быть расположен на расстоянии от генератора плазмы, например в другом месте в скважине или на поверхности скважины. Источник энергии и генератор плазмы также должны быть функционально соединены посредством соответствующий линии передачи энергии, например, кабеля.

Указанный по меньшей мере один выпускающий плазму элемент может быть выполнен с возможностью периферического перемещения относительно плазменного режущего инструмента. Таким образом, указанный выпускающий плазму элемент выполнен с возможностью периферического перемещения во время резания. Направление этого периферического перемещения может содержать осевую составляющую, обеспечивающую возможность резания наклонно-направленных относительно продольной оси трубной колонны периферических отверстий в трубной колонне и вдоль ее окружности. Выпускающий плазму элемент также может быть выполнен с возможностью перемещения вперед и назад в периферическом направлении резания, за счет чего может быть обеспечено более точное и/или аккуратное резание отверстий в трубной колонне и указанных линий снаружи нее. Таким образом, выпускающий плазму элемент может быть функционально соединен с подходящим приводным устройством, например, приводом или двигателем, обеспечивающим указанное периферическое перемещение выходного элемента текучей среды.

Вышеприведенное описание относится к различным режущим инструментам, которые могут быть использованы на этапе (А) настоящего способа.

Последующее описание, напротив, относится в основном к этапу (С) способа, т.е. различным способам формирования указанного по меньшей мере одного периферического отверстия в стенках трубной колонны и за ними. Этот этап может быть осуществлен с использованием любого подходящего режущего инструмента, например, одного или нескольких режущих инструментов, описанных в предыдущих вариантах осуществления.

В соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит на этапе (С) прорезание в пределах продольного участка по меньшей мере одного спирального или, по существу, спирального отверстия в осевом направлении вдоль трубной колонны, причем спиральное отверстие в совокупности занимает, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны.

В соответствии с седьмым вариантом осуществления настоящего изобретения способ содержит на этапе (С) резание в пределах продольного участка по меньшей мере двух отдельных и периферически идущих отверстий на осевом расстоянии друг от друга, причем каждое из указанных по меньшей мере двух периферических отверстий занимает отдельный сектор полной окружности трубной колонны, при этом указанные секторы окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны.

В качестве примера седьмого варианта осуществления настоящего изобретения могут быть прорезаны два отдельных и периферически идущих отверстия на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка, причем каждое из указанных двух периферических отверстий занимает отдельный сектор полной окружности трубной колонны, а указанные два сектора окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны. Например, каждое из двух периферических отверстий может занимать отдельный сектор окружности, составляющий по меньшей мере 1/2 полной окружности трубной колонны.

В качестве дополнительного примера седьмого варианта осуществления настоящего изобретения могут быть прорезаны три отдельных и периферически идущих отверстия на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка, причем каждое из указанных трех периферических отверстий занимает отдельный сектор полной окружности трубной колонны, и указанные три сектора окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны. Например, каждое из трех периферических отверстий может занимать отдельный сектор окружности, составляющий по меньшей мере 1/3 полной окружности трубной колонны.

В качестве другого примера седьмого варианта осуществления настоящего изобретения могут быть прорезаны четыре отдельных и периферически идущих отверстия на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка, причем каждое из указанных четырех периферических отверстий занимает отдельный сектор полной окружности трубной колонны, и указанные четыре сектора окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны. Например, каждое из четырех периферических отверстий может занимать отдельный сектор окружности, составляющий по меньшей мере 1/4 полной окружности трубной колонны.

Аналогичным образом, может быть прорезано любое число отдельных и периферически идущих отверстий на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка, причем каждое из указанных окружных отверстий занимает отдельный сектор полной окружности трубной колонны, и ука- 7 029217

занные секторы окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны.

Указанные по меньшей мере два сектора окружности могут также перекрывать друг друга вдоль окружности трубной колонны. За счет этого гарантировано прорезание насквозь указанными отверстиями полной окружности трубной колонны.

В соответствии с восьмым вариантом осуществления, настоящий способ может также содержать, после резания в пределах указанного продольного участка, перемещение режущего инструмента к по меньшей мере одному дополнительному продольному участку скважины, а затем повторение операции резания в соответствии с этапом (С) в пределах указанного по меньшей мере одного дополнительного продольного участка скважины. Таким образом, такая операция резания может быть выполнена на нескольких продольных участках скважины за одну спускоподъемную операцию.

В соответствии с девятым вариантом осуществления, настоящий способ может также содержать последующий этап (Ό) заполнения трубной колонны, а также кольцевого пространства, расположенного непосредственно за трубной колонной и содержащего указанную по меньшей мере одну разрезаемую линию, ожиженным закупоривающим материалом, по меньшей мере, в пределах продольного участка скважины.

Подходящий способ комбинированной очистки и закупоривания такого продольного участка скважины описан в документах N0 20111641 и ШО 2012/096580 А1. Этот способ известен на рынке под названием НубгаШаШ™.

Кроме того, указанный закупоривающий материал может содержать цементный раствор для формирования цементной пробки. Это наиболее распространенный закупоривающий материал, используемый для закупоривания одного или нескольких участков в скважине.

В качестве несколько необычной альтернативы цементному раствору, ожиженный закупоривающий материал может содержать порошковую ожиженную массу для формирования пробки из порошковой массы. Несколько иное использование такой ожиженной порошковой массы в скважине описано в документах ШО 01/25594 А1 и ШО 02/081861 А.

Согласно десятому варианту осуществления настоящий способ, на этапе (Ό), может также содержать следующие подэтапы:

(Ό1) на продольном участке выполняют перфорации (или отверстия) сквозь стенки трубной колонны;

(Ό2) в трубную колонну опускают подающую колонну со сквозным протоком до занятия нижней частью подающей колонны продольного участка, в результате чего образуется внутреннее кольцевое пространство между подающей колонной и трубной колонной; и

(Ό3) закачивают ожиженный закупоривающий материал через подающую колонну вниз и затем вверх во внутреннее кольцевое пространство таким образом, чтобы он проходил через указанные перфорации (или отверстия) и далее наружу в указанное кольцевое пространство, расположенное вне трубной колонны.

Этап (Ό2) обеспечивает эффективное перемещение ожиженного закупоривающего материала вверх и наружу в указанные два кольцевых пространства во время последующего этапа (03), без загрязнения другими скважинными текучими средами, например разделительной жидкостью, которая может находиться в пределах продольного участка скважины или вблизи него.

В качестве примера этого десятого варианта осуществления способ может содержать после подэтапа (Ό3) подэтап (Ό4) извлечения подающей колонны из скважины.

В качестве другого примера этого десятого варианта осуществления, указанная нижняя часть подающей колонны может содержать трубу для цементирования, разъемно соединенную с остальной частью подающей колонны; и

при этом указанный способ может дополнительно содержать следующее: крепление, на подэтапе (02), трубы для цементирования к трубной колонне;

отсоединение трубы для цементирования от остальной части подающей трубы после подэтапа (03); подэтап (Ό4) извлечения подающей колонны из скважины.

Краткое описание чертежей

Ниже раскрыт не ограничивающий пример варианта осуществления настоящего способа.

На фиг. 1-4 представлена часть нефтяной скважины, содержащая продольный участок, который должен быть закупорен в соответствии с уровнем техники.

На фиг. 5-12 представлена та же часть и продольный участок скважины, что и на фиг. 1-4, в которой, однако, закупоривание будет осуществляться альтернативным способом, без извлечения каких-либо труб из скважины, и с применением настоящего способа в качестве предварительного этапа перед началом операции закупоривания.

На фиг. 1-12 подробно показаны:

на фиг. 1 представлен вид спереди, в разрезе, части нефтяной скважины, содержащей указанный продольный участок, подлежащий закупориванию в соответствии с уровнем техники, причем на фигуре показаны различные продольные линии, проходящие в кольцевом пространстве между внешней обсадной колонной и внутренней эксплуатационной трубной колонной в скважине, и на фиг. 1 также показана

- 8 029217

линия горизонтального разреза ΙΙ-ΙΙ;

на фиг. 2 представлен вид сверху, в разрезе по линии ΙΙ-ΙΙ, показанной на фиг. 1, причем на фиг. 2 показаны линии в указанном кольцевом пространстве;

на фиг. 3 представлен вид спереди, в разрезе, той же части скважины после разрезания эксплуатационной колонны и указанных линий в процессе извлечения из скважины;

на фиг. 4 представлен вид спереди, в разрезе, продольного участка скважины после заполнения известным способом цементным раствором с образованием цементной пробки в скважине;

на фиг. 5 представлен вид спереди, в разрезе, той же части нефтяной скважины, что представлена на фиг. 1, в которой в эксплуатационную колонну опущен режущий инструмент, и которая при этом находится в процессе резания указанных линий в кольцевом пространстве через отверстия в эксплуатационной колонне, причем на фигуре также показаны линии горизонтальных разрезов VI- VI, ΜΙ-ΜΙ, ΜΙΙ-ΜΙΙ и ΙΧ-ΙΧ на разных глубинах в пределах указанного продольного участка;

на фиг. 6-9 представлены четыре вида сверху, в разрезах по линиям М-М, ΜΙ-ΜΙ, ΜΙΙ-ΜΙΙ и IXIX, показанным на фиг. 5, причем на каждом виде сверху показан отдельный сектор резания, вдоль которого выполнено периферическое отверстие, проходящее в радиальном направлении через эксплуатационную колонну, за нее, и вдоль ее окружности, за счет чего также осуществляется резание линий, проходящих в данном секторе окружности;

на фиг. 10 показан составной вид сверху в разрезе, на котором указанные четыре отдельных сектора резания фиг. 6-9 показаны в виде проекций друг на друга в осевом направлении, чтобы было видно, каким образом секторы резания перекрывают друг друга, причем перекрывающиеся участки секторов показаны поперечной штриховкой;

на фиг. 11 представлен вид спереди, в разрезе, той же части нефтяной скважины, что и на фиг. 5, в которой дополнительно выполнена перфорация эксплуатационной колонны в пределах указанного продольного участка, причем в продольный участок эксплуатационной колонны введена короткая труба для цементирования, и происходит заполнение цементным раствором эксплуатационной колонны и кольцевого пространства, в пределах продольного участка, через указанную трубу для цементирования и перфорации в стенках трубной колонны; и

на фиг. 12 представлен вид спереди, в разрезе, указанного продольного участка после заполнения цементным раствором с образованием цементной пробки в скважине, без извлечения каких-либо труб из скважины.

Фигуры являются схематическими и лишь показывают этапы, детали и оборудование, которые имеют существенное значение для понимания изобретения. Кроме того, фигуры искажены с точки зрения относительных размеров изображенных на них элементов и деталей. Фигуры также несколько упрощены с точки зрения формы и подробности изображения таких элементов и деталей. Далее по тексту равные, эквивалентные или соответствующие элементы на фигурах имеют, по существу, одинаковые ссылочные позиции.

Описание примерного варианта осуществления

На фиг. 1 представлена часть типовой нефтяной скважины 2, содержащая продольный участок Ь1, который должен быть закупорен в соответствии с уровнем техники. Скважина 2 выполнена известным образом путем бурения первого ствола 4 скважины в подземном пласте 6, после чего в ствол 4 скважины была опущена обсадная колонна 8, которая закреплена в нем за счет закачивания цементного текучей среды в кольцевое пространство 10, расположенное между пластом 6 и обсадной колонной 8. После этого цементный раствор затвердевает в кольцевом пространстве 10 в цемент 12.

Затем пробуривают второй ствол 14 скважины, имеющий меньший диаметр, чем первый ствол 4 скважины, далее в подземный пласт 6 и через один или несколько нефтяных резервуаров (не показаны), после чего вводят в обсадную колонну 8 и далее вглубь во второй ствол 14 скважины эксплуатационную трубную колонну 16. Эксплуатационную трубную колонну 16 закрепляют в скважине 2 посредством закачивания цементного текучей среды в кольцевое пространство 18, расположенное между пластом 6 и эксплуатационной трубной колонной 16. Затем цементный раствор затвердевает в кольцевом пространстве 18 в цемент 12 аналогично цементированию в кольцевом пространстве 10 на предыдущем участке скважины. Затем скважину 2 заканчивают и вводят в эксплуатацию.

Эксплуатационная трубная колонна 16 содержит, как известно из уровня техники, нижний хвостовик 16а, проходящий во второй ствол 14 скважины, и верхнюю соединительную трубу 16Ь, проходящую вверх через обсадную колонну 8 и далее на поверхность скважины 2. Кроме того, известным способом нижний конец соединительной трубы 16Ь герметизировано введен в так называемое гнездо 20 со шлифованной поверхностью на верхнем конце хвостовика 16а. Это соединительное гнездо со шлифованной поверхностью расположено в нижней части первого ствола 4 скважины и в осевом направлении его положение определяется пакером 22 верхнего кольцевого пространства и пакером 24 нижнего кольцевого пространства, которые герметизировано размещены в кольцевом пространстве 26, расположенном между внешней обсадной колонной 8 и внутренней эксплуатационной трубной колонной 16 (см. фиг. 1). Кроме того, в верхней части нижнего хвостовика 16а установлена механическая пробка 28, образующая верхний барьер давления в хвостовике 16а и основание для цементной пробки, которую выполняют на после- 9 029217

дующей операции закупоривания.

Эксплуатационная колонна 16 также снабжена различным скважинным оборудованием 30, 32, 34, 36, например датчиками давления и температуры, различными приводами и двигателями, клапанами, форсунками для химикатов и т.д., которые функционально соединены с соответствующими линиями 38, 40, 42, 44, проходящими к поверхности скважины через кольцевое пространство 26 и вдоль трубной колонны 16. В этой конфигурации скважины, а также с целью иллюстрации линии 38, 42, 44 представляют собой передающие сигнал кабели, в то время как линия 40 является тонкой гидравлической трубой. Кабели 42 и 44 расположены выше пакера 22 верхнего кольцевого пространства и соединены с соответствующим скважинным оборудованием 34, 36. Тем не менее, посредством герметизирующих соединителей подходящего типа (не показаны) кабель 38 и гидравлическая трубка 40 проведены дополнительно вниз и далее за оба пакера 22, 24 кольцевых пространств и гнездо 20 со шлифованной поверхностью, где они соединены с соответствующим скважинным оборудованием 30, 32, расположенным под пакером 24 нижнего кольцевого пространства. Все линии 38, 40, 42, 44 закреплены на внешней стороне эксплуатационной колонны 16 и распределены по ее окружности, что наилучшим образом видно на фиг. 2. Такие линии могут представлять собой линии различных других типов, например трубы подачи химикатов, управляющие сигнальные кабели, кабели электропитания, линии передачи данных и т.д. Кроме того, линии 38, 40, 42, 44 могут быть распределены по трубной колонне 16 способом, отличным от распределения по окружности, показанного на разрезе скважины, который изображен на фиг. 2.

На фиг. 3 представлены эксплуатационная колонна 16 и линии 38, 40, 42, 44 после разрезания известным способом и в процессе извлечения из скважины 2, которая обозначена на фигуре стрелкой. В этом случае верхняя соединительная труба 16Ь разрезана непосредственно над гнездом 20 со шлифованной поверхностью и пакером 22 верхнего кольцевого пространства.

На фиг. 4 представлена скважина 2 после извлечения из скважины 2 разрезанной эксплуатационной колонны 16 с разрезанными линиями 38, 40, 42, 44 и после заполнения продольного участка Ь1 скважины и остальной верхней концевой части эксплуатационной колонны 16, концевая часть которой расположена над механической пробкой 28, цементным раствором, который затем затвердевает в скважине 2 в цементную пробку 46.

Обратимся теперь к фиг. 5-11, на которых представлен та же часть скважины 2, что и на фиг. 1-4, причем теперь тот же продольный участок Ь1 закупоривают иным способом, без удаления из скважины 2 каких-либо труб 8, 16. В этом контексте используют настоящий способ, в качестве предварительного этапа перед началом самой операции закупоривания.

На фиг. 5 представлена скважина той же конфигурации, что и на фиг. 1 и 2, однако здесь показан режущий инструмент 48, который опущен в определенное положение внутри указанного продольного участка Ь1 в эксплуатационной колонне 16 на подходящей соединительной линии 49. Соединительная линия 49 показана исключительно схематически и может представлять собой электрический кабель, безмуфтовые длинномерные трубы или бурильную трубную колонну, в зависимости от типа используемого режущего инструмента 48. Кроме того, режущий инструмент 48 показан прикрепленным к стенке трубной колонны 16 с помощью двух отсоединяемых крепежных устройств, т.е. соответствующих верхнего крепежного устройства 50 и нижнего крепежного устройства 52, которые расположены соответственно на верхнем конце и нижнем конце режущего инструмента 48. Каждое из крепежных устройств 50, 52 показано лишь схематически и может содержать одно или несколько зажимных устройств с возможностью радиального выдвижения (не показаны), например рычажных упоров, которые могут быть при необходимости активированы и выдвинуты наружу до контакта со стенкой трубной колонны 16 и деактивированы и отсоединены от трубной колонны 16 по завершению операции резания. Однако такие крепежные устройства не всегда необходимы, например, при использовании взрывчатых веществ в некоторых конфигурациях скважин.

Режущий инструмент 48 может представлять собой режущий инструмент любого подходящего типа, например перфорационный инструмент, снабженный зарядами взрывчатых веществ, гидравлический режущий инструмент, механический режущий инструмент, химический режущий инструмент или плазменный режущий инструмент (см. предыдущее описание таких режущих инструментов). В этом варианте осуществления режущий инструмент 48 содержит в общей сложности четыре средства 54, 56, 58, 60 резания, выполненные с возможностью управляемого резания, при активации, в радиальном направлении наружу от режущего инструмента 48 и в периферическом направлении относительно режущего инструмента 48. Как описано выше, тип используемых средств резания зависит от типа режущего инструмента, используемого в конкретном случае.

В этом варианте осуществления четыре средства 54, 56, 58, 60 резания распределены вдоль режущего инструмента 48 на одинаковом осевом расстоянии, как показано на фиг. 5. Кроме того, каждое средство 54, 56, 58, 60 резания направлено в сторону соответствующего отдельного сектора 31, 82, 83 и 84 окружности, принадлежащего окружности эксплуатационной колонны 16, как показано на фиг. 6-9. В этом варианте осуществления каждый сектор 81, 82, 83, 84 окружности занимает немного больше одной четверти полной окружности трубной колонны 16, например сектор окружности может иметь угол сектора, равный 100°, тогда как полная окружность составляет 360°. Проекции секторов 81, 82, 83, 84 ок- 10 029217

ружности в осевом направлении взаимно перекрываются по окружности трубной колонны 16, и соответствующие перекрывающиеся области секторов показаны на фиг. 10 поперечной штриховкой. В совокупности четыре сектора 81, 82, 83, 84 окружности перекрывают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны 16.

На фиг. 5-9 также показан режущий инструмент 48, при этом средства 54, 56, 58, 60 резания находятся в процессе резания соответствующих проходящих радиально и в периферическом направлении отверстий (или прорезей) 62, 64, 66, 68 в стенках трубной колонны 16 и за ними, каждое вдоль соответствующего сектора 81, 82, 83, 84 окружности трубной колонны 16. Это гарантирует резание во время операции резания всех линий 38, 40, 42, 44, даже если линии 38, 40, 42, 44 распределены по окружности трубной колонны 16 иным образом. На фиг. 5-9 также показана соответствующая траектория резания и секторы 81, 82, 83, 84 окружности, соответствующие каждому из средств 54, 56, 58, 60 резания. Отметим также в данном контексте, что каждое средство 54, 56, 58, 60 резания может быть выполнено статическим относительно режущего инструмента 48, в результате чего каждое соответствующее отверстие 62, 64, 66, 68 прорезается за одну операцию резания. В качестве альтернативы каждое средство 54, 56, 58, 60 резания может быть выполнено с возможностью периферического перемещения относительно режущего инструмента 48, и, возможно, назад и вперед в периферическом направлении резания, при этом каждое соответствующее отверстие 62, 64, 66, 68 прорезают за счет периферического движения каждого из средств 54, 56, 58, 60 резания (смотри описание выше). Для такого периферического движения режущий инструмент 48 может быть выполнен с возможностью синхронного перемещения средств 54, 56, 58, 60 резания или режущий инструмент 48 может быть выполнен с возможностью отдельного и независимого друг от друга перемещения средств 54, 56, 58, 60 резания. Указанная операция резания гарантирует, что линии 38, 40, 42, 44, проходящие снаружи трубной колонны 16, будут разделены в пределах продольного участка Ь1 без разделения при этом трубной колонны 16.

После прорезания указанных периферических отверстий 62, 64, 66, 68 в стенке трубной колонны 16 режущий инструмент 48 может быть перемещен в осевом направлении к следующему участку резания в пределах продольного участка Ь1, где указанная процедура резания повторяется (на фигурах не показано). За счет этого могут быть прорезаны дополнительные периферические отверстия в стенках трубной колонны 16 и за ними. Перед началом резания на новом участке резания режущий инструмент 48 и/или средства 54, 56, 58, 60 резания могут быть повернуты в периферическом направлении, при этом каждый соответствующий сектор 81, 82, 83, 84 окружности также поворачивается в периферическом направлении. За счет этого новые периферические отверстия (или прорези) на новых участках резания также будут несколько смещены в периферическом направлении относительно предыдущих отверстий 62, 64, 66, 68 в пределах продольного участка Ь1. Это обеспечивает дополнительную гарантию разрезания линий 38, 40, 42, 44 по меньшей мере в одном месте в пределах продольного участка Ь1.

На фиг. 11 представлена эксплуатационная колонна 16 после выполнения, известным образом, дополнительных перфораций 70 в стенках трубной колонны 16 в пределах продольного участка Ь1. Затем в трубную колонну 16 вводят короткую трубу 72 для цементирования до полного занятия продольного участка Ь1 указанной трубой 72 для цементирования, представляющей собой нижнюю часть подающей колонны 74 и разъемно соединенной с бурильной трубной колонной 74. Пакер 76 кольцевого пространства также с уплотнением размещен вокруг верхнего конца трубы 72 для цементирования и в пределах внутреннего кольцевого пространства 78, расположенного между эксплуатационной колонной 16 и трубой 72 для цементирования. За счет этого цементный раствор 80 может быть закачан вниз через бурильную трубную колонну 74 и трубу 72 для цементирования таким образом, чтобы постепенно заполнить эксплуатационную колонну 16 и внутреннее кольцевое пространство 78. Одновременно с заполнением цементный раствор 80 вытесняется через указанные перфорации 70 и вытекает далее наружу в окружающее внешнее кольцевое пространство 26 и вокруг проходящих в нем разрезанных линий 38, 40, 42, 44, как показано на фиг. 11. Этот путь протекания, который показан направленными вдоль направления потока стрелками на фиг. 11, продолжается до заполнения требуемым объемом указанного цементного текучей среды 80 эксплуатационной колонны 16 и указанных кольцевых пространств 78 и 26. Этот путь протекания также обеспечивает эффективное перемещение цементного текучей среды 80 вверх и наружу в указанные два кольцевых пространства 78, 26 во время закачивания цементного текучей среды 80, без загрязнения, например, разделительной жидкостью (не показана), которая может находиться в пределах продольного участка Ь1 или вблизи нее.

На фиг. 12 представлена указанная часть и продольный участок Ь1 в нефтяной скважине 2 после затвердевания в нем цементного текучей среды 80 в цементную пробку 82, и после отсоединения указанной бурильной трубной колонны 74 от трубы 72 для цементирования, и извлечения из скважины 2. Таким образом, может быть выполнено закупоривание продольного участка Ь1 скважины 2, содержащей разрезанные линии 38, 40, 42, 44 в кольцевом пространстве 26, без извлечения частей эксплуатационной трубной колонны 16. В то же время трубная колонна 16 используется в качестве арматуры для цементной пробки 82, в результате чего целостность скважины 2, с точки зрения прочности, не подвергается значительному ослаблению на продольном участке Ь1. Таким образом, также достигнуты цели настоящего изобретения.

- 11 029217

Claims (29)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ разрезания по меньшей мере одного элемента (38, 40, 42, 44) из группы, включающей в себя трубы, шланги и кабели, проходящего снаружи и вдоль трубной колонны (16) в скважине (2), осуществляемый без одновременного разделения трубной колонны (16), включающий следующие этапы:

   (A) для указанного разрезания используют режущий инструмент (48), выполненный с возможностью выборочной активации резания и снабженный по меньшей мере одним средством (54, 56, 58, 60) резания, выполненным с возможностью, при указанной активации, управляемого резания в радиальном и периферическом направлениях наружу от режущего инструмента (48);

   (B) режущий инструмент (48) опускают на соединительной линии (49) в трубную колонну (16) до продольного участка (Ь1) скважины (2), где требуется разрезать указанный по меньшей мере один элемент (38, 40, 42, 44),

   отличающийся тем, что данный способ также включает этап, на котором:

   (C) в пределах указанного продольного участка (Ь1) активируют режущий инструмент (48) и посредством указанных средств (54, 56, 58, 60) резания выполняют по меньшей мере одну из следующих операций:

   прорезают в пределах продольного участка (Ь1) по меньшей мере одно спиральное отверстие в осевом направлении вдоль трубной колонны (16), причем указанное по меньшей мере одно спиральное отверстие в совокупности занимает, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны (16);

   прорезают по меньшей мере два отдельных и периферически идущих отверстия (62, 64, 66, 68) на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка (Ь1), причем каждое из указанных по меньшей мере двух периферических отверстий (62, 64, 66, 68) занимает отдельный сектор (81, 82, 83, 84) полной окружности трубной колонны (16) и указанные секторы (81, 82, 83, 84) окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны (16),

   тем самым обеспечивая в пределах продольного участка (Ь1) разделение по меньшей мере одного элемента (38, 40, 42, 44), проходящего снаружи трубной колонны (16), без одновременного разделения трубной колонны (16).
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (А) используют режущий инструмент и средство резания (54, 56, 58, 60), содержащее перфорационный инструмент (48), оснащенный по меньшей мере одним взрывчатым зарядом, выполненным с возможностью прорезания в пределах продольного участка (Ь1) указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68) сквозь стенку трубной колонны (16) и за ней, при активации детонации на этапе (С).
3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перфорационный инструмент (48) дополнительно содержит по меньшей мере одно крепежное устройство (50, 52), выполненное с возможностью выборочной активации, которое между этапом (В) и этапом (С) активируют таким образом, чтобы закрепить перфорационный инструмент (48) в трубной колонне (16) перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство (50, 52) от трубной колонны (16).
4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (А) используют режущий инструмент и средство резания (54, 56, 58, 60), содержащее гидравлический режущий инструмент (48), оснащенный по меньшей мере одним радиально направленным выпускающим текучую среду элементом для абразивной текучей среды, причем указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент гидравлически сообщается с источником текучей среды для выборочной подачи абразивной текучей среды, при этом указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью прорезания, в пределах продольного участка (Ь1), указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68) сквозь стенку трубной колонны (16) и за ней, при активации выпуска абразивной текучей среды на этапе (С); причем гидравлический режущий инструмент (48) дополнительно содержит по меньшей мере одно крепежное устройство (50, 52), выполненное с возможностью выборочной активации, которое между этапом (В) и этапом (С) активируют таким образом, чтобы закрепить гидравлический режущий инструмент (48) в трубной колонне (16) перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство (50, 52) от трубной колонны (16).
5. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью периферического перемещения относительно гидравлического режущего инструмента (48), причем указанный выпускающий текучую среду элемент имеет возможность перемещения в периферическом направлении во время резания.
6. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (А) используют режущий инструмент и средство резания (54, 56, 58, 60), содержащее механический режущий инструмент (48), оснащенный по меньшей мере одним режущим элементом, выполненным с возможностью радиального перемещения, причем указанный по меньшей мере один режущий элемент соединен с источником энергии для выборочной подачи энергии на указанный режущий элемент, при этом указанный режущий элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка (Ь1) указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68) сквозь стенку трубной колонны (16) и за ней, при активации подачи энергии на этапе (С); причем механический режущий инструмент (48) дополнительно содержит по

   - 12 029217

   меньшей мере одно крепежное устройство (50, 52), выполненное с возможностью выборочной активации, которое активируют между этапом (В) и этапом (С) таким образом, чтобы закрепить механический режущий инструмент (48) в трубной колонне (16) перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство (50, 52) от трубной колонны (16).
7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один режущий элемент дополнительно выполнен с возможностью периферического перемещения относительно механического режущего инструмента (48), причем указанный режущий элемент имеет возможность перемещения в периферическом направлении во время резания.
8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (А) используют режущий инструмент и средство резания (54, 56, 58, 60), содержащее химический режущий инструмент (48), оснащенный по меньшей мере одним радиально направленным выпускающим текучую среду элементом для химически агрессивной текучей среды, причем указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент гидравлически сообщается с источником текучей среды для выборочной подачи химически агрессивной текучей среды, при этом указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка (Ь1) указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68) сквозь стенку трубной колонны (16) и за ней, при активации выпуска химически агрессивной текучей среды на этапе (С); причем химический режущий инструмент (48) дополнительно содержит по меньшей мере одно крепежное устройство (50, 52), выполненное с возможностью выборочной активации, которое между этапом (В) и этапом (С) активируют таким образом, чтобы закрепить химический режущий инструмент (48) в трубной колонне (16) перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство (50, 52) от трубной колонны (16).
9. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один выпускающий текучую среду элемент дополнительно выполнен с возможностью периферического перемещения относительно химического режущего инструмента (48), причем указанный выпускающий текучую среду элемент имеет возможность перемещения в периферическом направлении во время резания.
10. 10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что выпускающий текучую среду элемент содержит по меньшей мере два отдельных выхода для химикатов, направленных на общую область фокусировки, радиально удаленную от выпускающего текучую среду элемента, причем каждый выход для химикатов гидравлически сообщается с соответствующим источником текучей среды для выборочной подачи отдельных химических текучих сред, а указанные по меньшей мере две химические текучие среды при смешивании образуют указанную химически агрессивную текучую среду, причем указанный выпускающий текучую среду элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка (Ь1) скважины указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68) сквозь стенку трубной колонны (16) и за ней при активации на этапе (С) выпуска указанных химических текучих сред из их соответствующих выходов для химических текучих сред и последующем смешивании текучих сред в указанной области фокусировки.
11. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (А) используют режущий инструмент и средство резания (54, 56, 58, 60), содержащее плазменный режущий инструмент (48), оснащенный по меньшей мере одним радиально направленным выпускающим плазму элементом для заряженной плазмы, причем указанный по меньшей мере один выпускающий плазму элемент функционально соединен с генератором плазмы и соответствующим источником энергии для выборочной подачи плазмы, при этом указанный выпускающий плазму элемент выполнен с возможностью прорезания в пределах продольного участка (Ь1) указанного по меньшей мере одного периферически идущего отверстия (62, 64, 66, 68) сквозь стенку трубной колонны (16) и за ней, при активации выпуска плазмы на этапе (С); причем плазменный режущий инструмент (48) дополнительно содержит по меньшей мере одно крепежное устройство (50, 52), выполненное с возможностью выборочной активации, которое между этапом (В) и этапом (С) активируют таким образом, чтобы закрепить плазменный режущий инструмент (48) в трубной колонне (16) перед началом этапа (С); и после этапа (С) деактивируют и отсоединяют указанное крепежное устройство (50, 52) от трубной колонны (16).
12. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что генератор плазмы расположен в плазменном режущем инструменте (48) или на нем.
13. 13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что источник энергии для генератора плазмы расположен в плазменном режущем инструменте (48) или на нем.
14. 14. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что указанный источник энергии для генератора плазмы расположен на расстоянии от генератора плазмы.
15. 15. Способ по любому из пп.11-14, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один выпускающий плазму элемент дополнительно выполнен с возможностью периферического перемещения относительно плазменного режущего инструмента (48), причем указанный выпускающий плазму элемент имеет возможность перемещения в периферическом направлении во время резания.
16. 16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что прорезают два отдельных и периферически идущих отверстия на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка (Ь1), причем

    - 13 029217

    каждое из указанных двух периферических отверстий занимает отдельный сектор (81, 82) полной окружности трубной колонны (16) и указанные два сектора (81, 82) окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны (16).
17. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что каждое из двух периферических отверстий занимает отдельный сектор (81, 82) окружности, составляющий по меньшей мере 1/2 полной окружности трубной колонны (16).
18. 18. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что прорезают три отдельных и периферически идущих отверстия на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка (Ь1), причем каждое из указанных трех периферических отверстий занимает отдельный сектор (81, 82, 83) полной окружности трубной колонны (16), при этом указанные три сектора (81, 82, 83) окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны (16).
19. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что каждое из трех периферических отверстий занимает отдельный сектор (81, 82, 83) окружности, составляющий по меньшей мере 1/3 полной окружности трубной колонны (16).
20. 20. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что прорезают четыре отдельных и периферически идущих отверстия на осевом расстоянии друг от друга в пределах продольного участка (Ь1), причем каждое из указанных четырех периферических отверстий занимает отдельный сектор (81, 82, 83, 84) полной окружности трубной колонны (16), при этом указанные четыре сектора (81, 82, 83, 84) окружности в совокупности занимают, по меньшей мере, полную окружность трубной колонны (16).
21. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что каждое из четырех периферических отверстий занимает отдельный сектор (81, 82, 83, 84) окружности, составляющий по меньшей мере 1/4 полной окружности трубной колонны (16).
22. 22. Способ по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что при операции прорезания по меньшей мере двух отдельных и периферически идущих отверстия (62, 64, 66, 68) секторы окружности перекрывают друг друга в направлении окружности трубной колонны (16).
23. 23. Способ по любому из пп.1-22, отличающийся тем, что данный способ после резания в пределах продольного участка (Ь1) дополнительно содержит перемещение режущего инструмента (48) по меньшей мере на один дополнительный продольный участок скважины (2), а затем повторение операции резания в соответствии с этапом (С) на указанном по меньшей мере одном дополнительном продольном участке скважины (2).
24. 24. Способ по любому из пп.1-23, отличающийся тем, что дополнительно содержит последующий этап (Ό) заполнения трубной колонны (16), а также кольцевого пространства (26), расположенного непосредственно за трубной колонной (16) и содержащего указанный по меньшей мере один разделенный элемент (38, 40, 42, 44), ожиженным закупоривающим материалом (86), по меньшей мере, в пределах продольного участка (Ь1) скважины (2).
25. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что ожиженный закупоривающий материал содержит цементный раствор (80) для формирования цементной пробки (82).
26. 26. Способ по п.24, отличающийся тем, что ожиженный закупоривающий материал содержит ожиженную порошковую массу для формирования пробки из порошковой массы.
27. 27. Способ по любому из пп.24-26, отличающийся тем, что этап (Ό) способа содержит следующие подэтапы:

    (Ό1) на продольном участке (Ь1) выполняют перфорации (70) в стенках трубной колонны (16);

    (Ό2) в трубную колонну (16) опускают подающую колонну (74) со сквозным протоком до тех пор, пока нижняя часть (72) подающей колонны (74) не займет продольный участок (Ь1), в результате чего получают внутреннее кольцевое пространство (78) между подающей колонной (74) и трубной колонной (16);

    (Ό3) закачивают ожиженный закупоривающий материал (86) через подающую колонну (74) вниз и затем вверх во внутреннее кольцевое пространство (78) таким образом, чтобы он проходил через указанные перфорации (70) и далее наружу в указанное кольцевое пространство (26), расположенное снаружи трубной колонны (16).
28. 28. Способ по п.27, отличающийся тем, что данный способ после подэтапа (Ό3) содержит подэтап (Ό4) извлечения подающей колонны (74) из скважины (2).
29. 29. Способ по п.27, отличающийся тем, что указанная нижняя часть подающей колонны (74) содержит трубу (72) для цементирования, разъемно соединенную с остальной частью подающей колонны (74), причем указанный способ дополнительно включает следующее:

    на подэтапе (Ό2) прикрепляют трубу (72) для цементирования к трубной колонне (16);

    после подэтапа (Ό3) отсоединяют трубу (72) для цементирования от остальной части подающей

    трубы (74);

    на подэтапе (Ό4) извлекают подающую колонну (74) из скважины (2).

    - 14 029217

    26