EA043565B1 - ANNUAL BARRIER - Google Patents

ANNUAL BARRIER Download PDF

Info

Publication number
EA043565B1
EA043565B1 EA202191039 EA043565B1 EA 043565 B1 EA043565 B1 EA 043565B1 EA 202191039 EA202191039 EA 202191039 EA 043565 B1 EA043565 B1 EA 043565B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
annular
metal structure
metal coupling
annular barrier
tubular metal
Prior art date
Application number
EA202191039
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рикарду Ревис ВАСКИС
Сатиш КУМАР
Original Assignee
Веллтек Ойлфилд Солюшнс АГ
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 Веллтек Ойлфилд Солюшнс АГ filed Critical Веллтек Ойлфилд Солюшнс АГ
Publication of EA043565B1 publication Critical patent/EA043565B1/en

Links

Description

Изобретение относится к затрубному барьеру, выполненному с возможностью размещения на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве в скважине. Изобретение также относится к скважинной системе и способу размещения затрубного барьера на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, смонтированной из трубчатых частей или соединения для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве в скважине.The invention relates to an annular barrier configured to be placed on the outer surface of a well tubular metal structure to provide zonal isolation in the annular space of a well. The invention also relates to a downhole system and method of placing an annular barrier on the outer surface of a downhole tubular metal structure assembled from tubular parts or connections to provide zonal isolation in the annulus in a well.

Затрубные барьеры расположены в скважине как часть скважинной трубчатой металлической конструкции для обеспечения зональной изоляции между скважинной трубчатой металлической конструкцией и стволом скважины или другой скважинной трубчатой металлической конструкцией. Металлический затрубный барьер содержит разжимную металлическую муфту, которая установлена на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции путем приваривания концов разжимной металлической муфты непосредственно к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции или путем приваривания кольца к скважинной трубчатой металлической конструкции и обжатия разжимной металлической муфты на кольце. Однако при сварке существует риск изменения свойств материала скважинной трубчатой металлической конструкции или свойств материала разжимной металлической муфты, так что процесс сварки вызывает протекание при разжимании затрубного барьера за счет повышения давления в затрубном барьере изнутри.Annulus barriers are located in the well as part of the downhole tubular metal structure to provide zonal isolation between the downhole tubular metal structure and the wellbore or other downhole tubular metal structure. The metal annular barrier contains an expandable metal coupling, which is installed on the outer surface of the downhole tubular metal structure by welding the ends of the expandable metal coupling directly to the outer surface of the downhole tubular metal structure or by welding a ring to the downhole tubular metal structure and compressing the expandable metal coupling onto the ring. However, when welding, there is a risk of changing the material properties of the downhole tubular metal structure or the material properties of the expanding metal coupling, so that the welding process causes the annular barrier to expand by increasing the pressure in the annular barrier from the inside.

Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков и изъянов предшествующего уровня техники. Более конкретно, задачей является создание улучшенного затрубного барьера, который исключает риск того, что процесс сварки повредит герметизирующую способность затрубного барьера.The objective of the present invention is to completely or partially eliminate the above-mentioned disadvantages and shortcomings of the prior art. More specifically, the object is to provide an improved annulus barrier that eliminates the risk that the welding process will damage the sealing ability of the annulus barrier.

Вышеупомянутые задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеследующего описания, выполнены в решении согласно настоящему изобретению с помощью затрубного барьера, выполненного с возможностью размещения на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве в скважине, содержащего:The above-mentioned objects, as well as numerous other objects, advantages and features apparent from the following description, are achieved in the solution according to the present invention by means of an annular barrier configured to be placed on the outer surface of a downhole tubular metal structure to provide zonal isolation in the annulus of a well, containing:

кольцевое пространство, образованное первой разжимной металлической муфтовой частью и второй разжимной металлической муфтовой частью, причем первая разжимная металлическая муфтовая часть имеет внешнюю поверхность, выполненную с возможностью обращения в другую сторону от внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть имеет внешнюю поверхность, выполненную с возможностью обращения к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, при размещении вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, причем затрубный барьер дополнительно содержит первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент, расположенный на внешней поверхности второй разжимной металлической муфтовой части и выполненный с возможностью создания уплотнения между второй разжимной металлической муфтовой частью и скважинной трубчатой металлической конструкцией.an annular space formed by a first expandable metal coupling portion and a second expandable metal coupling portion, wherein the first expandable metal coupling portion has an outer surface configured to face away from the outer surface of the downhole tubular metal structure, and the second expandable metal coupling portion has an outer surface , configured to address the outer surface of the downhole tubular metal structure when placed around the downhole tubular metal structure, wherein the annular barrier further comprises a first internal annular sealing element located on the outer surface of the second expandable metal coupling portion and configured to create a seal between the second expandable metal coupling part and downhole tubular metal structure.

Вышеупомянутые задачи, а также многочисленные другие задачи, преимущества и признаки, очевидные из нижеследующего описания, выполнены в решении согласно настоящему изобретению с помощью затрубного барьера, выполненного с возможностью размещения на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве в скважине, содержащего:The above-mentioned objects, as well as numerous other objects, advantages and features apparent from the following description, are achieved in the solution according to the present invention by means of an annular barrier configured to be placed on the outer surface of a downhole tubular metal structure to provide zonal isolation in the annulus of a well, containing:

кольцевое пространство, окруженное кожухом, причем кожух имеет первую внешнюю поверхность, выполненную с возможностью обращения в другую сторону от внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, и вторую внешнюю поверхность, выполненную с возможностью обращения к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, при размещении затрубного барьера вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, причем затрубный барьер дополнительно содержит первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент, расположенный на второй внешней поверхности и выполненный с возможностью создания уплотнения между кожухом и скважинной трубчатой металлической конструкцией.an annular space surrounded by a casing, wherein the casing has a first outer surface configured to face away from the outer surface of the downhole tubular metal structure, and a second outer surface configured to face the outer surface of the downhole tubular metal structure when placing an annular barrier around downhole tubular metal structure, wherein the annular barrier further comprises a first internal annular sealing element located on the second outer surface and configured to create a seal between the casing and the downhole tubular metal structure.

Кожух может содержать первую разжимную металлическую муфтовую часть и вторую разжимную металлическую муфтовую часть, причем первая внешняя поверхность кожуха является внешней поверхностью первой разжимной металлической муфтовой части, а вторая внешняя поверхность кожуха является внешней поверхностью второй разжимной металлической муфтовой части.The housing may include a first expandable metal coupling portion and a second expandable metal coupling portion, the first outer surface of the housing being an outer surface of the first expanding metal coupling portion and the second outer surface of the housing being an outer surface of the second expanding metal coupling portion.

Кроме того, кожух может иметь форму тороида.In addition, the casing may be in the shape of a toroid.

Также, кожух может быть выполнен как одна деталь.Also, the casing can be made as one piece.

Таким образом, кожух может быть выполнен как единое целое.In this way, the housing can be constructed as a single unit.

Затрубный барьер может быть гидравлически разжатым затрубным барьером.The annular barrier may be a hydraulically compressed annular barrier.

Гидравлически разжатый затрубный барьер может быть разжат гидравлической текучей средой изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции.The hydraulically decompressed annular barrier may be decompressed by hydraulic fluid from within the downhole tubular metal structure.

Таким образом, затрубный барьер может не быть механически разжатым затрубным барьером, например, с использованием храпового механизма.Thus, the annular barrier may not be a mechanically compressed annular barrier, for example, using a ratchet mechanism.

- 1 043565- 1 043565

Кроме того, каждая из первой разжимной металлической муфтовой части и второй разжимной металлической муфтовой части может иметь первую концевую часть, промежуточную часть и вторую концевую часть.In addition, each of the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may have a first end portion, an intermediate portion, and a second end portion.

Кроме того, кожух может иметь первую концевую часть, промежуточную часть и вторую концевую часть.In addition, the housing may have a first end portion, an intermediate portion, and a second end portion.

Промежуточная часть, обращенная к скважинной трубчатой металлической конструкции, может упираться во внешнюю поверхность скважинной трубчатой металлической конструкции, а концевые части могут иметь расстояние до внешней поверхности по меньшей мере в разжатом положении затрубного барьера.The intermediate portion facing the downhole tubular metal structure may abut the outer surface of the downhole tubular metal structure, and the end portions may have a distance from the outer surface at least in the decompressed position of the annular barrier.

Кроме того, первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент может быть расположен на промежуточной части.In addition, the first inner annular sealing member may be located on the intermediate portion.

Дополнительно первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент может быть расположен между промежуточной частью и внешней поверхностью скважинной трубчатой металлической конструкции.Additionally, the first inner annular sealing element may be located between the intermediate portion and the outer surface of the downhole tubular metal structure.

В одном варианте осуществления затрубный барьер может иметь первое положение, когда затрубный барьер расположен в неразжатом состоянии на скважинной трубчатой металлической конструкции, второе положение, когда кольцевое пространство разжато, чтобы активизировать герметизирующую способность первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента, третье положение, в котором затрубный барьер расположен в стволе скважины, и четвертое положение, в котором затрубный барьер разжат пластически деформируемым образом, чтобы упираться в стенку скважины или другую трубчатую конструкцию с обеспечением зональной изоляции.In one embodiment, the annular barrier may have a first position when the annular barrier is located in an uncompressed state on the wellbore tubular metal structure, a second position when the annular space is expanded to activate the sealing ability of the first inner annular sealing element, a third position in which the annular barrier is located in the wellbore, and a fourth position in which the annular barrier is expanded in a plastically deformable manner to abut the wellbore wall or other tubular structure to provide zonal isolation.

В другом варианте осуществления затрубный барьер может иметь первое положение, когда затрубный барьер расположен в неразжатом состоянии на скважинной трубчатой металлической конструкции, второе положение, когда кольцевое пространство упруго разжато, чтобы активизировать герметизирующую способность первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента, третье положение, в котором затрубный барьер расположен в скважине, и четвертое положение, в котором затрубный барьер разжат пластически деформируемым образом с обеспечением зональной изоляции.In another embodiment, the annular barrier may have a first position where the annular barrier is located in an uncompressed state on the wellbore tubular metal structure, a second position when the annular space is elastically compressed to activate the sealing ability of the first inner annular sealing element, a third position in which the annular barrier located in the well, and a fourth position in which the annular barrier is decompressed in a plastically deformable manner to ensure zonal isolation.

Таким образом, в кольцевом пространстве может быть повышено давление до первого давления во втором положении, и в кольцевом пространстве может быть повышено давление до второго давления, превышающего первое давление во втором положении.Thus, the annular space may be pressurized to a first pressure in the second position, and the annular space may be pressurized to a second pressure greater than the first pressure in the second position.

Дополнительно, затрубный барьер согласно настоящему изобретению может содержать второй внутренний кольцевой уплотнительный элемент, расположенный на внешней поверхности второй разжимной металлической муфтовой части и выполненный с возможностью создания уплотнения между второй разжимной металлической муфтовой частью и скважинной трубчатой металлической конструкцией.Additionally, the annular barrier of the present invention may include a second internal annular sealing member located on an outer surface of the second expandable metal sleeve portion and configured to form a seal between the second expandable metal sleeve portion and the downhole tubular metal structure.

Кроме того, первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент может быть расположен на расстоянии от второго внутреннего кольцевого уплотнительного элемента, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть может иметь отверстие между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом.In addition, the first inner annular sealing element may be spaced from the second inner annular sealing element, and the second expandable metal sleeve portion may have an opening between the first inner annular sealing element and the second inner annular sealing element.

Дополнительно кожух может иметь отверстие между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом.Additionally, the housing may have an opening between the first inner annular sealing element and the second inner annular sealing element.

Кроме того, в отверстии может быть расположен разрывной элемент, такой как разрывной диск.In addition, a rupture element, such as a rupture disc, may be located in the hole.

Также, разрывной элемент может разрываться при давлении разрыва.Also, the burst element may rupture under burst pressure.

Дополнительно вторая разжимная металлическая муфтовая часть может деформироваться при первом давлении.Additionally, the second expandable metal coupling portion may be deformed under the first pressure.

Кроме того, давление разрыва может быть выше первого давления.In addition, the burst pressure may be higher than the first pressure.

Дополнительно первая разжимная металлическая муфтовая часть может деформироваться при втором давлении.Additionally, the first expandable metal coupling portion may be deformed under the second pressure.

Кроме того, давление разрыва может быть ниже, чем второе давление.In addition, the burst pressure may be lower than the second pressure.

Дополнительно первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут быть выполнены в виде одной детали как единое целое.Additionally, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may be formed as one piece as a whole.

Кроме того, затрубный барьер может быть выполнен с помощью трехмерной печати в виде одной детали.Additionally, the annular barrier can be 3D printed in one piece.

Также одна деталь, содержащая первую разжимную металлическую муфтовую часть и вторую разжимную металлическую муфтовую часть, может быть изготовлена путем трехмерной печати в виде одной детали.Also, one piece comprising a first expandable metal coupling portion and a second expandable metal coupling portion can be manufactured by three-dimensional printing as a single piece.

Кроме того, затрубный барьер может иметь форму тороида.In addition, the annular barrier may be in the shape of a toroid.

Дополнительно затрубный барьер может иметь форму тороида с удлиненным поперечным сечением.Additionally, the annular barrier may have the shape of a toroid with an elongated cross section.

Кроме того, затрубный барьер может иметь удлиненную форму поперечного сечения в неразжатом состоянии, при рассмотрении в поперечном сечении вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции.In addition, the annular barrier may have an elongated cross-sectional shape in the uncompressed state when viewed in cross-section along the wellbore tubular metal structure.

- 2 043565- 2 043565

Дополнительно первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут быть двумя сваренными вместе муфтами, ограничивающими кольцевое пространство.Additionally, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may be two welded together couplings defining the annular space.

Также первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут иметь концы и могут быть двумя муфтами, сваренными вместе на концах.Also, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may have ends and may be two couplings welded together at the ends.

Кроме того, первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут быть соединены на концах, например, сваркой.In addition, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may be joined at the ends, for example, by welding.

Дополнительно вторая разжимная металлическая муфтовая часть может иметь меньшую толщину, чем толщина первой разжимной металлической муфтовой части.Additionally, the second expandable metal coupling portion may have a thickness smaller than the thickness of the first expandable metal coupling portion.

Кроме того, первая разжимная металлическая муфтовая часть может иметь первую толщину, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть может иметь вторую толщину, причем вторая толщина меньше первой толщины.In addition, the first expandable metal coupling portion may have a first thickness, and the second expandable metal coupling portion may have a second thickness, the second thickness being less than the first thickness.

Кроме того, вторая разжимная металлическая муфтовая часть может быть выполнена из материала, имеющего более высокую ковкость, чем материал первой разжимной металлической муфтовой части.In addition, the second expandable metal coupling portion may be made of a material having higher malleability than the material of the first expandable metal coupling portion.

Также каждая из первой разжимной металлической муфтовой части и второй разжимной металлической муфтовой части может иметь первую концевую часть, промежуточную часть и вторую концевую часть, и концевые части могут иметь большую толщину, чем толщина промежуточных частей.Also, each of the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may have a first end portion, an intermediate portion, and a second end portion, and the end portions may have a thickness greater than the thickness of the intermediate portions.

Дополнительно концевые части каждой муфтовой части могут быть разжаты меньше, чем промежуточная часть, во время разжимания затрубного барьера.Additionally, the end portions of each sleeve portion may be expanded less than the intermediate portion during expansion of the annular barrier.

Кроме того, концевые части могут иметь третью толщину.In addition, the end portions may have a third thickness.

Дополнительно затрубный барьер согласно настоящему изобретению может содержать проход для приведения в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию.Additionally, the annular barrier of the present invention may include a passage for actuating internal annular sealing elements when installing the annular barrier on the wellbore tubular metal structure.

Кроме того, проход может быть расположен в одной из концевых частей.In addition, the passage may be located in one of the end portions.

Дополнительно проход может иметь промежуточное положение, позволяющее текучей среде протекать в кольцевое пространство для приведения в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов при первом давлении при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию.Additionally, the passage may have an intermediate position to allow fluid to flow into the annulus to actuate the internal annular sealing elements at a first pressure when the annular barrier is installed on the downhole tubular metal structure.

Кроме того, проход может иметь промежуточное положение, позволяющее текучей среде протекать в кольцевое пространство для разжимания по меньшей мере части второй разжимной металлической муфтовой части при первом давлении при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию.In addition, the passage may have an intermediate position allowing fluid to flow into the annulus to expand at least a portion of the second expandable metal coupling portion at a first pressure when installing the annular barrier on the wellbore tubular metal structure.

Дополнительно проход может иметь конечное положение, разъединяющее сообщение по текучей среде с кольцевым пространством.Additionally, the passage may have an end position that disconnects fluid communication with the annulus.

Кроме того, проход может сообщаться по текучей среде с кольцевым пространством.In addition, the passage may be in fluid communication with the annular space.

Дополнительно проход может быть расположен рядом с первым концом разжимных металлических муфтовых частей.Additionally, the passage may be located adjacent to the first end of the expandable metal coupling parts.

Также, проход может быть выполнен с помощью трубы, приваренной к сварному соединению концов разжимных металлических муфтовых частей.Also, the passage can be made using a pipe welded to the welded joint of the ends of the expanding metal coupling parts.

Кроме того, затрубный барьер согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать фланец для крепления затрубного барьера к скважинной трубчатой металлической конструкции.In addition, the annular barrier of the present invention may further comprise a flange for attaching the annular barrier to the downhole tubular metal structure.

Дополнительно одна из разжимных металлических муфтовых частей может иметь фланец.Additionally, one of the expandable metal coupling parts may have a flange.

Дополнительно в результате того, что одна из разжимных металлических муфтовых частей длиннее другой, может быть образован выступ.Additionally, as a result of one of the expandable metal coupling portions being longer than the other, a protrusion may be formed.

Кроме того, затрубный барьер согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать по меньшей мере один внешний кольцевой уплотнительный элемент, расположенный на внешней поверхности первой разжимной металлической муфтовой части.In addition, the annular barrier according to the present invention may further comprise at least one outer annular sealing element located on the outer surface of the first expandable metal sleeve portion.

Кроме того, затрубный барьер согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать один внешний кольцевой уплотнительный элемент, расположенный на внешней поверхности кожуха.In addition, the annular barrier of the present invention may further comprise one outer annular sealing element located on the outer surface of the casing.

Дополнительно разжимные металлические муфтовые части могут иметь по меньшей мере два выступа на внешней поверхности, образующие канавку, в которой расположен кольцевой уплотнительный элемент.Additionally, the expandable metal coupling parts may have at least two projections on the outer surface forming a groove in which the annular sealing element is located.

Также первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут не быть приваренными или обжатыми на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции.Also, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may not be welded or crimped onto the outer surface of the downhole tubular metal structure.

Дополнительно первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут быть выполнены с возможностью скольжения вдоль осевой протяженности скважинной трубчатой металлической конструкции.Additionally, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may be configured to slide along the axial extent of the downhole tubular metal structure.

Кроме того, первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть могут не быть непосредственно прикрепленными к скважинной трубчатой металлической конструкции.In addition, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may not be directly attached to the downhole tubular metal structure.

Кроме того, кольцевой уплотнительный элемент и удерживающий элемент в форме разрезногоIn addition, the ring sealing element and the split-shaped holding element

- 3 043565 кольца могут быть расположены в канавке для образования опоры для кольцевого уплотнительного элемента, и удерживающий элемент в форме разрезного кольца может иметь более одного витка так, что при разжимании разжимной металлической муфтовой части удерживающий элемент в форме разрезного кольца частично раскручивается.- 3 043565 the rings may be located in the groove to form a support for the annular sealing element, and the split ring shaped retaining element may have more than one turn so that when the expandable metal sleeve portion is opened, the split ring shaped retaining element is partially unscrewed.

Дополнительно удерживающий элемент в форме разрезного кольца может гарантировать, что кольцевой уплотнительный элемент удерживается в направлении продольной протяженности скважинного разжимного трубчатого элемента даже при его разжимании так, что кольцевой уплотнительный элемент сохраняет свое предполагаемое положение, а герметизирующие свойства скважинного разжимного трубчатого элемента усиливаются. Уплотнительный элемент может выдерживать более высокое давление на стороне, где расположен удерживающий элемент в форме разрезного кольца, поскольку удерживающий элемент в форме разрезного кольца функционирует как система опоры и поддержки для уплотнительного элемента.Additionally, the split ring-shaped retaining element can ensure that the annular sealing element is retained in the longitudinal direction of the downhole expansion tubular member even when it is expanded, so that the annular sealing element maintains its intended position and the sealing properties of the downhole expansion tubular element are enhanced. The sealing element can withstand higher pressure on the side where the split ring retaining element is located because the split ring retaining element functions as a support system for the sealing element.

Кроме того, удерживающий элемент в форме разрезного кольца может быть разрезным кольцом.In addition, the split ring shaped retaining element may be a split ring.

Также промежуточный элемент может быть расположен между удерживающим элементом в форме разрезного кольца и уплотнительным элементом.Also, the intermediate element can be located between the split ring-shaped retaining element and the sealing element.

Кроме того, указанный удерживающий элемент в форме разрезного кольца может частично перекрывать промежуточный элемент.In addition, said split ring-shaped retaining element may partially overlap the intermediate element.

Кроме того, удерживающий элемент в форме разрезного кольца и промежуточный элемент могут быть расположены с примыканием к уплотнительному элементу так, что по меньшей мере один из удерживающих элементов в форме разрезного кольца и промежуточный элемент могут примыкать к уплотнительному элементу.In addition, the split ring retaining element and the intermediate element may be positioned adjacent to the sealing element such that at least one of the split ring retaining elements and the intermediate element may be adjacent to the sealing element.

Дополнительно уплотнительный элемент может быть выполнен из эластомера, резины, политетрафторэтилена (ПТФЭ) или другого полимера.Additionally, the sealing element can be made of elastomer, rubber, polytetrafluoroethylene (PTFE) or other polymer.

Также промежуточный элемент может быть выполнен из политетрафторэтилена (ПТФЭ) в качестве основного материала, с содержанием в нем, например, латуни, углерода и/или нержавеющей стали.Also, the intermediate element can be made of polytetrafluoroethylene (PTFE) as a base material, containing, for example, brass, carbon and/or stainless steel.

Кроме того, разжимные металлические муфтовые части могут быть выполнены из одной трубчатой металлической заготовки.In addition, the expanding metal coupling parts can be made from a single tubular metal blank.

Таким образом, разжимные металлические муфтовые части могут быть выполнены как единое целое.In this way, the expandable metal coupling parts can be formed as a single unit.

Дополнительно заготовка может быть изготовлена методом центробежного литья или вращательного литья.Additionally, the workpiece can be manufactured using centrifugal casting or rotational casting.

Кроме того, выступы могут быть получены путем механической обработки заготовки.In addition, the projections can be obtained by machining the workpiece.

Кроме того, разжимные металлические муфтовые части могут быть изготовлены из заготовки путем шлифовки, фрезерования, резки или вспенивания или аналогичным способом.In addition, the expandable metal coupling parts can be manufactured from a blank by grinding, milling, cutting or foaming or the like.

Дополнительно уплотнительный элемент, когда он расположен в канавке, может обеспечивать наличие пространства, в котором может быть расположен круговой упругий элемент.Additionally, the sealing element, when located in the groove, can provide a space in which the circular elastic element can be located.

Кроме того, круговой упругий элемент может быть спиральной пружиной.In addition, the circular elastic element may be a helical spring.

Также уплотнительный элемент может быть выполнен из металла.Also, the sealing element can be made of metal.

Кроме того, круговой упругий элемент может быть выполнен из металла.In addition, the circular elastic element can be made of metal.

Дополнительно настоящее изобретение относится к скважинной системе, содержащей: скважинную трубчатую металлическую конструкцию, имеющую прорезь, и по меньшей мере один затрубный барьер, упомянутый выше, причем по меньшей мере один затрубный барьер расположен так, что прорезь расположена между первым внутренним уплотнительным элементом и вторым внутренним уплотнительным элементом.Additionally, the present invention relates to a downhole system comprising: a downhole tubular metal structure having a slot, and at least one annular barrier mentioned above, wherein the at least one annular barrier is located such that the slot is located between the first internal sealing element and the second internal sealing element.

Кроме того, скважинная система согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать множество затрубных барьеров.In addition, the well system of the present invention may further comprise a plurality of annular barriers.

Дополнительно затрубные барьеры могут быть расположены с примыканием друг к другу. Таким образом, затрубные барьеры могут быть расположены встык.Additionally, the annular barriers can be located adjacent to each other. Thus, the annular barriers can be arranged end-to-end.

Кроме того, несколько затрубных барьеров могут быть расположены на одном соединении, то есть размещены на одной и той же трубчатой части, причем трубчатые части при установке вместе образуют скважинную трубчатую металлическую конструкцию.In addition, multiple annular barriers may be located at the same connection, that is, placed on the same tubular portion, the tubular portions when installed together forming a downhole tubular metal structure.

Также по меньшей мере два затрубных барьера могут быть соединены посредством трубы или гидравлической линии управления.Also, at least two annular barriers may be connected via a pipe or hydraulic control line.

Дополнительно по меньшей мере один из затрубных барьеров может быть соединен по текучей среде с поверхностью или морским дном через гидравлическую линию управления.Additionally, at least one of the annular barriers may be fluidly connected to the surface or seabed via a hydraulic control line.

Кроме того, скважинная система согласно настоящему изобретению может содержать по меньшей мере один центратор для крепления затрубного барьера вдоль внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции.In addition, the downhole system of the present invention may include at least one centralizer for securing the annular barrier along the outer surface of the downhole tubular metal structure.

Кроме того, затрубный барьер может содержать отверстие напротив прорези в скважинной трубчатой металлической конструкции, так что может быть образован кольцевой объем между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом.In addition, the annular barrier may include an opening opposite a slot in the downhole tubular metal structure such that an annular volume can be formed between the first inner annular sealing element and the second inner annular sealing element.

- 4 043565- 4 043565

Также затрубный барьер может содержать проход, позволяющий текучей среде протекать в кольцевое пространство для разжимания по меньшей мере части второй разжимной металлической муфтовой части при первом давлении при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию.The annular barrier may also include a passage allowing fluid to flow into the annulus to expand at least a portion of the second expandable metal coupling portion at a first pressure when the annular barrier is installed on the downhole tubular metal structure.

Дополнительно проход может иметь конечное положение, разъединяющее сообщение по текучей среде с кольцевым пространством.Additionally, the passage may have an end position that disconnects fluid communication with the annulus.

Дополнительно настоящее изобретение относится к способу размещения затрубного барьера, упомянутого выше, на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, смонтированной из трубчатых частей или соединения для обеспечения зональной изоляции в кольцевом пространстве в скважине, содержащему следующие этапы:Additionally, the present invention relates to a method of placing the annular barrier mentioned above on the outer surface of a downhole tubular metal structure assembled from tubular parts or connections to provide zonal isolation in an annulus in a well, comprising the following steps:

обеспечивают скольжение затрубного барьера на и вдоль одной из трубчатых частей или соединений скважинной трубчатой металлической конструкции, приводят в действие внутренний кольцевой уплотнительный элемент(ы) путем повышения давления в кольцевом пространстве, так что вторая разжимная металлическая муфтовая часть прижимается к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, устанавливают трубчатую часть, имеющую затрубный барьер, как часть скважинной трубчатой металлической конструкции, вставляют скважинную трубчатую металлическую конструкцию в ствол скважины с созданием затрубного пространства вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, разжимают затрубный барьер путем разжимания по меньшей мере первой разжимной металлической муфтовой части до упора в стенку ствола скважины или другой скважинной трубчатой металлической конструкции с изоляцией одной части затрубного пространства от другой части.cause the annular barrier to slide on and along one of the tubular portions or joints of the downhole tubular metal structure, actuate the internal annular sealing element(s) by increasing the pressure in the annular space so that the second expandable metal coupling portion is pressed against the outer surface of the downhole tubular metal structure , install a tubular part having an annular barrier as part of a well tubular metal structure, insert a well tubular metal structure into the wellbore to create an annular space around the well tubular metal structure, expand the annular barrier by expanding at least the first expanding metal coupling part until it stops at the wall of a wellbore or other downhole tubular metal structure with isolation of one part of the annulus from the other part.

Кроме того, этап обеспечения скольжения согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать размещение отверстия в затрубном барьере напротив прорези в скважинной трубчатой металлической конструкции так, что может быть образован кольцевой объем между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом.In addition, the sliding step of the present invention may further comprise placing an opening in the annular barrier opposite a slot in the downhole tubular metal structure so that an annular volume can be formed between the first inner annular sealing element and the second inner annular sealing element.

Также этап приведения в действие согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать разрыв разрывного элемента после того, как были приведены в действие внутренние кольцевые уплотнительные элементы.Also, the actuation step of the present invention may further comprise rupturing the rupture element after the inner annular sealing elements have been actuated.

Кроме того, способ перед этапом приведения в действие внутреннего уплотнительного элемента(ов) согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать обеспечение соединения по текучей среде кольцевого пространства с насосом через проход.In addition, the method, prior to the step of activating the internal sealing element(s) of the present invention, may further comprise providing a fluid connection of the annulus to the pump via a passage.

Дополнительно способ после этапа приведения в действие внутреннего уплотнительного элемента(ов) согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать отсоединение насоса.Additionally, the method after the step of actuating the internal sealing element(s) according to the present invention may further comprise disconnecting the pump.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать закрытие прохода, например, пробкой или сваркой.In addition, the method according to the present invention may further comprise closing the passage, for example by plugging or welding.

Кроме того, этап разжимания затрубного барьера может быть выполнен путем повышения давления по меньшей мере в части скважинной трубчатой металлической конструкции, введения текучей среды под давлением через прорезь в кольцевой объем и далее в кольцевое пространство через отверстие.In addition, the step of expanding the annular barrier may be performed by pressurizing at least a portion of the downhole tubular metal structure, introducing pressurized fluid through the slot into the annular volume and then into the annulus through the opening.

Дополнительно приведение в действие первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента и второго внутреннего кольцевого уплотнительного элемента обеспечивает наличие кольцевого объема, который затем используется в качестве канала для текучей среды для соединения по текучей среде прорези с отверстием.Additionally, actuating the first inner annular sealing element and the second inner annular sealing element provides an annular volume, which is then used as a fluid path for fluid connection of the slot to the hole.

Также способ согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать перфорирование затрубного барьера.Also, the method according to the present invention may further comprise perforating the annular barrier.

Наконец, способ согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать перфорирование затрубного барьера и скважинной трубчатой металлической конструкции с помощью перфорирующего инструмента изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции.Finally, the method of the present invention may further comprise perforating the annular barrier and the downhole tubular metal structure with a perforating tool from within the downhole tubular metal structure.

Изобретение и его многочисленные преимущества описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых для целей иллюстрации показаны некоторые неограничивающие варианты осуществления, и на которых:The invention and its many advantages are described in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings, in which, for purposes of illustration, certain non-limiting embodiments are shown, and in which:

на фиг. 1А показан вид в разрезе неразжатого и не приведенного в действие затрубного барьера, расположенного вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, на фиг. 1В показан вид в разрезе затрубного барьера с фиг. 1А в приведенном в действие положении, на фиг. 1С показан вид в разрезе затрубного барьера с фиг. 1А в приведенном в действие положении, в котором разрывной элемент был разорван, на фиг. 1D показан вид в разрезе затрубного барьера с фиг. 1А в разжатом положении, обеспечивающем зональную изоляцию между стенкой ствола скважины и скважинной трубчатой металлической конструкцией, на фиг. 2 показан вид в разрезе части скважинной системы, имеющей центратор, на фиг. 3 показан вид в разрезе другого затрубного барьера, имеющего фланец,in fig. 1A is a cross-sectional view of an uncompressed and unactuated annular barrier located around a wellbore tubular metal structure; FIG. 1B is a cross-sectional view of the annular barrier of FIG. 1A in the actuated position, in FIG. 1C is a cross-sectional view of the annular barrier of FIG. 1A in the actuated position in which the breaking element has been torn, in FIG. 1D is a cross-sectional view of the annular barrier of FIG. 1A in an expanded position, providing zonal isolation between the wellbore wall and the downhole tubular metal structure, in FIG. 2 shows a sectional view of a part of the well system having a centralizer; FIG. 3 shows a sectional view of another annular barrier having a flange,

- 5 043565 на фиг. 4 показан вид в разрезе части затрубного барьера, имеющего кольцевой уплотнительный элемент, на фиг. 5 показан вид в разрезе затрубного барьера в виде одной детали, имеющего уплотнительные элементы, на фиг. 6 показан вид в разрезе другой скважинной системы, имеющей два затрубных барьера на одном соединении, на фиг. 7 показан вид в перспективе затрубного барьера в виде одной детали, имеющего форму тороида, и на фиг. 8 показан вид в разрезе затрубного барьера, имеющего форму тороида и кольцевые уплотнительные элементы.- 5 043565 in Fig. 4 shows a sectional view of a portion of an annular barrier having an annular sealing element; FIG. 5 shows a cross-sectional view of an annular barrier in the form of one piece having sealing elements; FIG. 6 is a cross-sectional view of another well system having two annular barriers at one connection; FIG. 7 is a perspective view of a one-piece annular barrier having a toroidal shape, and FIG. Figure 8 shows a cross-sectional view of an annular barrier having the shape of a toroid and annular sealing elements.

Все фигуры являются очень схематичными и не обязательно выполнены в масштабе, причем они показывают только те детали, которые необходимы для пояснения изобретения, при этом другие детали не показаны или просто подразумеваются.All figures are very schematic and not necessarily drawn to scale, and they show only those details necessary to explain the invention, with other details not shown or simply implied.

На фиг. 1А показан затрубный барьер 1, который расположен на внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3 для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве 4 (показанном на фиг. 1D) в скважине. Затрубный барьер 1 содержит кольцевое пространство 5, ограниченное первой разжимной металлической муфтовой частью 6 и второй разжимной металлической муфтовой частью 7. Первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 имеет внешнюю поверхность 8, обращенную в другую сторону от внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, когда затрубный барьер 1 расположен вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 имеет внешнюю поверхность 9, обращенную к внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, когда затрубный барьер 1 расположен вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции. Затрубный барьер 1 дополнительно содержит первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент 10, 10А, расположенный на внешней поверхности 9 второй разжимной металлической муфтовой части 7 для создания уплотнения между второй разжимной металлической муфтовой частью 7 и скважинной трубчатой металлической конструкцией 3.In fig. 1A shows an annular barrier 1 that is located on the outer surface 2 of a downhole tubular metal structure 3 to provide zonal isolation in an annular space 4 (shown in FIG. 1D) in a well. The annular barrier 1 contains an annular space 5, limited by the first expandable metal coupling part 6 and the second expandable metal coupling part 7. The first expandable metal coupling part 6 has an outer surface 8 facing in the other direction from the outer surface 2 of the well tubular metal structure 3, when the annular the barrier 1 is located around the downhole tubular metal structure, and the second expandable metal coupling portion 7 has an outer surface 9 facing the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure 3 when the annular barrier 1 is located around the downhole tubular metal structure. The annular barrier 1 further comprises a first internal annular sealing element 10, 10A located on the outer surface 9 of the second expandable metal coupling portion 7 to create a seal between the second expandable metal coupling portion 7 and the downhole tubular metal structure 3.

Затрубный барьер 1 дополнительно содержит второй внутренний кольцевой уплотнительный элемент 10, 10В, расположенный на внешней поверхности 9 второй разжимной металлической муфтовой части 7 для создания уплотнения между второй разжимной металлической муфтовой частью 7 и скважинной трубчатой металлической конструкцией 3. Первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент 10, 10А расположен на расстоянии d от второго внутреннего кольцевого уплотнительного элемента 10, 10В, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 имеет отверстие 14, расположенное между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом 10, 10А и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом 10, 10В. Затрубный барьер 1 дополнительно содержит разрывной элемент 15, такой как разрывной диск, расположенный в отверстии 14.The annular barrier 1 further includes a second internal annular sealing element 10, 10B located on the outer surface 9 of the second expandable metal coupling portion 7 to create a seal between the second expandable metal coupling portion 7 and the downhole tubular metal structure 3. The first internal annular sealing element 10, 10A is located at a distance d from the second inner annular sealing element 10, 10B, and the second expandable metal coupling part 7 has an opening 14 located between the first inner annular sealing element 10, 10A and the second inner annular sealing element 10, 10B. The annular barrier 1 further includes a rupture element 15, such as a rupture disk located in the hole 14.

Как показано на фиг. 1С, первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 и вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 представляют собой две сваренные вместе муфты, ограничивающие кольцевое пространство 5. Первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 и вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 имеют концы (на концевых частях 17 и 19), и две муфты сварены вместе на концах 17, 19. Первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 имеет первую толщину t1, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 имеет вторую толщину t2, причем вторая толщина t2 меньше первой толщины t1, так что вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 может быть разжата в радиальном направлении внутрь по направлению к внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, как показано на фиг. 1В, при более низком давлении, чем давление, необходимое для разжимания первой разжимной металлической муфтовой части 6 в радиальном направлении наружу.As shown in FIG. 1C, the first expandable metal coupling portion 6 and the second expandable metal coupling portion 7 are two welded together couplings defining the annular space 5. The first expandable metal coupling portion 6 and the second expandable metal coupling portion 7 have ends (at the end portions 17 and 19) , and the two couplings are welded together at the ends 17, 19. The first expanding metal coupling part 6 has a first thickness t1, and the second expanding metal coupling part 7 has a second thickness t2 , and the second thickness t2 is less than the first thickness t1, so that the second expanding the metal coupling portion 7 can be expanded radially inward toward the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure 3, as shown in FIG. 1B, at a lower pressure than the pressure required to expand the first expandable metal coupling portion 6 in a radial outward direction.

Как показано на фиг. 1В, каждая из первой разжимной металлической муфтовой части и второй разжимной металлической муфтовой части может иметь первую концевую часть 36, промежуточную часть 37 и вторую концевую часть 38. Таким образом, кожух имеет первую концевую часть 36, промежуточную часть 37 и вторую концевую часть 38. Как показано на фиг. 1В, промежуточная часть, обращенная к скважинной трубчатой металлической конструкции, упирается во внешнюю поверхность скважинной трубчатой металлической конструкции и немного разжимается под действием первого давления, чтобы активизировать герметизирующую способность первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента. Концевые части остаются неразжатыми или имеют расстояние до внешней поверхности по меньшей мере в разжатом положении затрубного барьера. Первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент расположен на внешней поверхности промежуточной части 37 между промежуточной частью и внешней поверхностью скважинной трубчатой металлической конструкции.As shown in FIG. 1B, each of the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion may have a first end portion 36, an intermediate portion 37, and a second end portion 38. Thus, the housing has a first end portion 36, an intermediate portion 37, and a second end portion 38. As shown in FIG. 1B, the intermediate portion facing the downhole tubular metal structure abuts the outer surface of the downhole tubular metal structure and is slightly expanded by the first pressure to activate the sealing ability of the first inner annular sealing member. The end parts remain uncompressed or have a distance to the outer surface at least in the expanded position of the annular barrier. The first inner annular sealing element is located on the outer surface of the intermediate portion 37 between the intermediate portion and the outer surface of the downhole tubular metal structure.

Как показано на фиг. 1А, затрубный барьер имеет первое положение, когда затрубный барьер расположен в неразжатом состоянии на скважинной трубчатой металлической конструкции, а как показано на фиг. 1В, затрубный барьер имеет второе положение, при котором кольцевое пространство разжато, чтобы активизировать герметизирующую способность первого внутреннего кольцевого уплотнительногоAs shown in FIG. 1A, the annular barrier has a first position when the annular barrier is located in an uncompressed state on the downhole tubular metal structure, and as shown in FIG. 1B, the annular barrier has a second position in which the annular space is compressed to activate the sealing ability of the first inner annular seal

- 6 043565 элемента, и третье положение, в котором затрубный барьер расположен в скважине, и как показано на фиг. 1D, четвертое положение, в котором затрубный барьер разжат пластически деформируемым образом, чтобы упираться в стенку ствола скважины с обеспечением зональной изоляции. Хотя это не показано, затрубный барьер также может упираться в стенку другой трубчатой конструкции.- 6 043565 element, and a third position in which the annular barrier is located in the well, and as shown in FIG. 1D, a fourth position in which the annular barrier is compressed in a plastically deformable manner to abut the wellbore wall to provide zonal isolation. Although not shown, the annular barrier may also abut the wall of another tubular structure.

Таким образом, затрубный барьер имеет первое положение, когда затрубный барьер расположен в неразжатом состоянии на скважинной трубчатой металлической конструкции, второе положение, когда кольцевое пространство упруго или пластично разжато при первом давлении, чтобы активизировать герметизирующую способность первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента, и конечное положение, в котором затрубный барьер разжат пластически деформируемым образом, обеспечивая зональную изоляцию. Таким образом, в кольцевом пространстве давление повышается до первого давления во втором положении, и в кольцевом пространстве давление повышается до второго давления, превышающего первое давление во втором положении.Thus, the annular barrier has a first position when the annular barrier is located in an uncompressed state on the downhole tubular metal structure, a second position when the annular space is elastically or plastically expanded at a first pressure to activate the sealing ability of the first inner annular sealing element, and a final position when in which the annular barrier is compressed in a plastically deformable manner, providing zonal isolation. Thus, in the annular space the pressure is increased to a first pressure in the second position, and in the annular space the pressure is increased to a second pressure greater than the first pressure in the second position.

В другом варианте осуществления вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 выполнена из материала, имеющего более высокую ковкость, чем материал первой разжимной металлической муфтовой части 6, так что вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 может быть разжата в радиальном направлении внутрь по направлению к внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, как показано на фиг. 1В, при более низком давлении, чем давление, необходимое для разжимания первой разжимной металлической муфтовой части 6 в радиальном направлении наружу.In another embodiment, the second expandable metal coupling portion 7 is made of a material having higher malleability than the material of the first expandable metal coupling portion 6 such that the second expandable metal coupling portion 7 can be expanded radially inward toward the outer surface 2 of the wellbore tubular metal structure 3, as shown in FIG. 1B, at a lower pressure than the pressure required to expand the first expandable metal coupling portion 6 in a radial outward direction.

Как показано на фиг. 1А, затрубный барьер 1 дополнительно содержит проход 20 для приведения в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов 10, 10А, 10В при установке затрубного барьера 1 на скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3. Проход 20 сообщается по текучей среде с кольцевым пространством 5 и расположен рядом с первым концом разжимных металлических муфтовых частей. Проход 20 соединен по текучей среде с насосом 110 через трубу 21, которая может быть приварена к сварке концов разжимных металлических муфтовых частей 6, 7. Внутренние кольцевые уплотнительные элементы 10, 10А, 10В приводятся в действие насосом 110, повышающим давление внутри затрубного барьера 1 до первого давления, при котором вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 деформируется и тем самым оказывает давление на внешнюю поверхность 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3 и сжимает внутренние кольцевые уплотнительные элементы 10, 10А, 10В и тем самым приводит в действие внутренние кольцевые уплотнительные элементы для обеспечения достаточного уплотнения относительно внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, как показано на фиг. 1В. Разрывной элемент 15 настроен на разрыв при давлении разрыва, которое выше, чем первое давление, и при небольшом увеличении давления в кольцевом пространстве 5 разрывной элемент разрывается, как показано на фиг. 1С, а затем насос отсоединяется и проход 20 закрывается пробкой 41 или сваркой. Затрубный барьер 1 теперь установлен на скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 и готов к погружению в ствол 4 скважины. При размещении в стволе 29 скважины в заданном положении затрубный барьер разжимается за счет повышения давления по меньшей мере в части скважинной трубчатой металлической конструкции 3 изнутри, как показано на фиг. 1D, а затем первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 также деформируется радиально наружу, пока не упрется в стенку ствола скважины, как показано на фиг. 1D, или пока не упрется в стенку другой скважинной трубчатой металлической конструкции (не показана). Первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 деформируется при втором давлении. Давление разрыва ниже, чем второе давление. Текучая среда, используемая для повышения давления по меньшей мере в части скважинной трубчатой металлической конструкции 3, может быть скважинной текучей средой, морской водой и т. д.As shown in FIG. 1A, the annular barrier 1 further includes a passage 20 for actuating the internal annular sealing elements 10, 10A, 10B when the annular barrier 1 is installed on the well tubular metal structure 3. The passage 20 is in fluid communication with the annulus 5 and is located adjacent the first end expanding metal coupling parts. The passage 20 is fluidly connected to the pump 110 through a pipe 21, which can be welded to the ends of the expandable metal coupling parts 6, 7. The internal annular sealing elements 10, 10A, 10B are driven by the pump 110, increasing the pressure inside the annular barrier 1 to first pressure at which the second expansion metal coupling portion 7 is deformed and thereby exerts pressure on the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure 3 and compresses the inner ring sealing elements 10, 10A, 10B and thereby actuates the inner ring sealing elements to ensure sufficient seal relative to the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure 3, as shown in FIG. 1B. The burst element 15 is set to burst at a burst pressure that is higher than the first pressure, and with a slight increase in pressure in the annulus 5, the burst element bursts, as shown in FIG. 1C, and then the pump is disconnected and passage 20 is closed with plug 41 or welding. The annular barrier 1 is now installed on the downhole tubular metal structure 3 and is ready to be inserted into the wellbore 4. When placed in a predetermined position in the wellbore 29, the annular barrier is expanded by increasing pressure on at least a portion of the downhole tubular metal structure 3 from the inside, as shown in FIG. 1D, and then the first expandable metal coupling portion 6 is also deformed radially outward until it abuts the wellbore wall, as shown in FIG. 1D, or until it rests against the wall of another downhole tubular metal structure (not shown). The first expanding metal coupling part 6 is deformed under the second pressure. The burst pressure is lower than the second pressure. The fluid used to pressurize at least a portion of the wellbore tubular metal structure 3 may be wellbore fluid, seawater, etc.

Как показано на фиг. 1А и В, проход имеет промежуточное положение, позволяющее текучей среде протекать в кольцевое пространство для приведения в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов при первом давлении при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию.As shown in FIG. 1A and B, the passage has an intermediate position allowing fluid to flow into the annulus to actuate the internal annular sealing elements at a first pressure when the annular barrier is installed on the downhole tubular metal structure.

Таким образом, в промежуточном положении обеспечена возможность протекания текучей среды в кольцевое пространство для разжимания по меньшей мере промежуточной части второй разжимной металлической муфтовой части при первом давлении при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию. Проход имеет конечное положение, разъединяющее сообщение по текучей среде с кольцевым пространством, как показано на фиг. 1С.Thus, in the intermediate position, it is possible for fluid to flow into the annular space to expand at least the intermediate portion of the second expandable metal coupling portion at a first pressure when installing the annular barrier on the well tubular metal structure. The passage has an end position separating fluid communication with the annulus, as shown in FIG. 1C.

Как показано на фиг. 1A-D, каждая из первой разжимной металлической муфтовой части 6 и второй разжимной металлической муфтовой части 7 имеет первую концевую часть 17, промежуточную часть 18 и вторую концевую часть 19, и концевые части имеют большую толщину, чем толщина промежуточных частей. Концевые части 17, 19 каждой муфтовой части разжимаются меньше, чем промежуточная часть, во время разжимания затрубного барьера, как показано на фиг. 1D. Как показано на фиг. 1А, концевые части имеют третью толщину t3, которая больше, чем первая толщина t1 и вторая толщина t2.As shown in FIG. 1A-D, each of the first expandable metal coupling portion 6 and the second expandable metal coupling portion 7 has a first end portion 17, an intermediate portion 18, and a second end portion 19, and the end portions are thicker than the thickness of the intermediate portions. The end portions 17, 19 of each sleeve portion are expanded less than the intermediate portion during expansion of the annular barrier, as shown in FIG. 1D. As shown in FIG. 1A, the end portions have a third thickness t 3 that is larger than the first thickness t1 and the second thickness t 2 .

Как показано на фиг. 1A-D, затрубный барьер 1 дополнительно содержит по меньшей мере один внешний кольцевой уплотнительный элемент 23, расположенный на внешней поверхности 8 первой разжимной металлической муфтовой части 6, чтобы обеспечить надлежащее уплотнение относительно стенки ствола скважины или другой скважинной трубчатой металлической конструкции (не показана).As shown in FIG. 1A-D, the annular barrier 1 further includes at least one outer annular sealing element 23 located on the outer surface 8 of the first expandable metal coupling portion 6 to provide a proper seal against the wall of the wellbore or other downhole tubular metal structure (not shown).

- 7 043565- 7 043565

Разжимные металлические муфтовые части 6, 7 имеют множество из двух выступов 24 на внешней поверхности, образующих канавку 25, в которой расположен внутренний кольцевой уплотнительный элемент 10 и/или внешний кольцевой уплотнительный элемент 23.The expanding metal coupling parts 6, 7 have a plurality of two projections 24 on the outer surface forming a groove 25 in which the inner annular sealing element 10 and/or the outer annular sealing element 23 is located.

За счет того, что внутренние кольцевые уплотнительные элементы 10 на внешней поверхности 9 обращены к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, вокруг которой расположен затрубный барьер, можно избежать приваривания затрубного барьера к скважинной трубчатой металлической конструкции. Таким образом, первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 и вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 могут не быть приваренными или обжатыми на внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Затрубный барьер 1 просто скользит на соединение или трубчатую часть, образующую скважинную трубчатую металлическую конструкцию. Таким образом, первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть выполнены с возможностью скольжения вдоль осевой протяженности скважинной трубчатой металлической конструкции и не прикреплены непосредственно к скважинной трубчатой металлической конструкции. Таким образом, герметизирующая способность затрубного барьера не зависит от сварки, и обеспечивается улучшенный затрубный барьер, который позволяет избежать риска нарушения герметизирующей способности затрубного барьера в процессе сварки.Due to the fact that the inner annular sealing elements 10 on the outer surface 9 face the outer surface of the downhole tubular metal structure around which the annular barrier is located, welding of the annular barrier to the downhole tubular metal structure can be avoided. Thus, the first expandable metal coupling portion 6 and the second expandable metal coupling portion 7 may not be welded or crimped onto the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure 3. The annular barrier 1 simply slides onto the joint or tubular portion forming the downhole tubular metal structure. Thus, the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion are configured to slide along the axial extent of the downhole tubular metal structure and are not directly attached to the downhole tubular metal structure. Thus, the sealing ability of the annular barrier is independent of welding, and an improved annular barrier is provided that avoids the risk of compromising the sealing ability of the annular barrier during the welding process.

Как показано на фиг. 2, скважинная система 100, имеющая скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 и затрубный барьер 1, дополнительно содержит центратор 51, который упирается в муфту обсадной колонны и, таким образом, удерживает затрубный барьер в заданном положении даже при спуске скважинной трубчатой металлической конструкции в скважину. Скважинная система может содержать несколько центраторов 51 для удержания затрубного барьера 1 в требуемом положении.As shown in FIG. 2, the well system 100, having a downhole tubular metal structure 3 and an annular barrier 1, further includes a centralizer 51, which abuts against the casing sleeve and, thus, holds the annular barrier in a predetermined position even when the downhole tubular metal structure is lowered into the well. The well system may contain several centralizers 51 to hold the annular barrier 1 in the required position.

Как показано на фиг. 5, затрубный барьер 1, выполненный с возможностью размещения на внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве в скважине, содержит кольцевое пространство, ограниченное кожухом 11, причем кожух имеет первую внешнюю поверхность 12А, выполненную с возможностью обращения в другую сторону от внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, и вторую наружную поверхность 9, 12В, выполненную с возможностью обращения к внешней стороне 2 скважинной трубчатой металлической конструкции, когда затрубный барьер расположен вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, причем затрубный барьер дополнительно содержит первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент 10, расположенный на второй внешней поверхности 9, 12В и выполненный с возможностью создания уплотнения между кожухом 11 и скважинной трубчатой металлической конструкцией 3. Кожух 11 выполнен в виде одной детали 16 и поэтому имеет форму тороида. Кожух имеет второй внутренний кольцевой уплотнительный элемент 10, 10В на расстоянии от первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента 10, 10А с образованием кольцевого объема 34 между внутренними кольцевыми уплотнительными элементами, второй разжимной металлической муфтовой частью 7 и внешней поверхностью 2 скважинной трубчатой металлической конструкции. В части кожуха 11, обращенной к скважинной трубчатой металлической конструкции 3, между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом 10, 10А и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом 10, 10В и напротив кольцевого объема 34 расположено отверстие 14. Отверстие 14 расположено напротив прорези 30 в скважинной трубчатой металлической конструкции, так что прорезь 30 сообщается по текучей среде с кольцевым объемом 34. В отверстии 14 расположен разрывной элемент 15, как объяснено со ссылкой на фиг. 1А, который функционирует аналогичным образом.As shown in FIG. 5, the annular barrier 1, configured to be placed on the outer surface 2 of a well tubular metal structure to provide zonal isolation in the annulus in the well, contains an annular space delimited by a casing 11, and the casing has a first outer surface 12A configured to face another side from the outer surface 2 of the well tubular metal structure 3, and a second outer surface 9, 12B configured to face the outer side 2 of the well tubular metal structure when the annular barrier is located around the well tubular metal structure, the annular barrier further comprising a first internal annular a sealing element 10 located on the second outer surface 9, 12B and configured to create a seal between the casing 11 and the downhole tubular metal structure 3. The casing 11 is made in one piece 16 and therefore has the shape of a toroid. The casing has a second inner annular sealing element 10, 10B at a distance from the first inner annular sealing element 10, 10A to form an annular volume 34 between the inner annular sealing elements, the second expandable metal coupling part 7 and the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure. In the part of the casing 11 facing the downhole tubular metal structure 3, a hole 14 is located between the first internal annular sealing element 10, 10A and the second inner annular sealing element 10, 10B and opposite the annular volume 34. The hole 14 is located opposite the slot 30 in the downhole tubular metal structure such that the slot 30 is in fluid communication with the annular volume 34. The opening 14 houses a burst member 15, as explained with reference to FIG. 1A, which functions in a similar way.

Таким образом, первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 и вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 могут быть выполнены в виде одной детали 16, как показано на фиг. 5, в том смысле, что кожух 11 содержит первую разжимную металлическую муфтовую часть 6 и вторую разжимную металлическую муфтовую часть 7, и первая внешняя поверхность 12А кожуха 11 является внешней поверхностью 8 первой разжимной металлической муфтовой части 6, а вторая внешняя поверхность 12В кожуха 11 является внешней поверхностью 9 второй разжимной металлической муфтовой части 7. Кожух содержит первую разжимную металлическую муфтовую часть 6 и вторую разжимную металлическую муфтовую часть 7, но эти части не являются отдельными частями, а только частями на одной детали.Thus, the first expandable metal coupling portion 6 and the second expandable metal coupling portion 7 can be formed as one piece 16, as shown in FIG. 5, in the sense that the casing 11 includes a first expandable metal coupling portion 6 and a second expandable metal coupling portion 7, and the first outer surface 12A of the casing 11 is the outer surface 8 of the first expandable metal coupling portion 6, and the second outer surface 12B of the casing 11 is the outer surface 9 of the second expandable metal coupling portion 7. The casing includes a first expandable metal coupling portion 6 and a second expandable metal coupling portion 7, but these parts are not separate parts, but only parts on one piece.

Затрубный барьер 1 с фиг. 5 выполнен трехмерной печатью в виде одной детали, как показано на фиг. 7, имеющей форму 35 тороида. Затрубный барьер имеет форму тороида, имеющую удлиненную форму в поперечном сечении в неразжатом состоянии, если смотреть в поперечном сечении вдоль скважинной трубчатой металлической конструкции, как показано на виде в поперечном разрезе на фиг. 8. Затрубный барьер с фиг. 7 показан в виде заготовки перед обработкой разжимных металлических муфтовых частей посредством шлифовки, фрезерования, резки или вспенивания или с помощью аналогичного метода формирования выступов и канавок, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы, как показано на фиг. 8.Annular barrier 1 from Fig. 5 is 3D printed in one piece, as shown in FIG. 7, having the shape of a 35 toroid. The annular barrier has a toroidal shape having an elongated cross-sectional shape in the uncompressed state when viewed in cross-section along the wellbore tubular metal structure, as shown in the cross-sectional view in FIG. 8. Annular barrier from Fig. 7 is shown as a blank before machining the expandable metal coupling parts by grinding, milling, cutting or foaming or similar method of forming ridges and grooves in which the ring sealing elements are located, as shown in FIG. 8.

Как показано на фиг. 3, вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 дополнительно содержит фланец 22 для крепления затрубного барьера 1 к скважинной трубчатой металлической конструкции 3, например, с помощью винта. Фланец образован второй разжимной металлической муфтовой частью 7,As shown in FIG. 3, the second expandable metal coupling part 7 additionally contains a flange 22 for attaching the annular barrier 1 to the downhole tubular metal structure 3, for example, using a screw. The flange is formed by the second expanding metal coupling part 7,

- 8 043565 которая длиннее первой разжимной металлической муфтовой части 6.- 8 043565 which is longer than the first expanding metal coupling part 6.

Кольцевые уплотнительные элементы 10, 23 могут иметь различные формы; одна из них показана на фиг. 4, где кольцевой уплотнительный элемент и удерживающий элемент 26 в форме разрезного кольца расположены в канавке для образования опоры для кольцевого уплотнительного элемента. Удерживающий элемент в форме разрезного кольца имеет более одного витка 27, так что, когда разжимные металлические муфтовые части 6, 7 разжимаются, удерживающий элемент в форме разрезного кольца частично раскручивается. Благодаря этому, удерживающий элемент в форме разрезного кольца гарантирует, что кольцевой уплотнительный элемент удерживается в направлении продольной протяженности скважинного разжимного трубчатого элемента даже при его разжимании так, что уплотнительный элемент сохраняет свое предполагаемое положение, а герметизирующие свойства скважинного разжимного трубчатого элемента усиливаются. Уплотнительный элемент 10, 23 может выдерживать более высокое давление на стороне, где расположен удерживающий элемент в форме разрезного кольца, поскольку удерживающий элемент в форме разрезного кольца функционирует как система опоры и поддержки для уплотнительного элемента. Таким образом, удерживающий элемент в форме разрезного кольца может быть разрезным кольцом. Затрубный барьер может дополнительно содержать промежуточный элемент 28, расположенный между удерживающим элементом в форме разрезного кольца и уплотнительным элементом. Удерживающий элемент в форме разрезного кольца может частично перекрывать промежуточный элемент. Кроме того, удерживающий элемент в форме разрезного кольца и промежуточный элемент могут быть расположены с примыканием к уплотнительному элементу так, что по меньшей мере один из удерживающих элементов в форме разрезного кольца и промежуточный элемент могут примыкать к уплотнительному элементу. Уплотнительный элемент может быть выполнен из эластомера, резины, политетрафторэтилена (ПТФЭ) или другого полимера. Также, промежуточный элемент может быть выполнен из политетрафторэтилена (ПТФЭ) в качестве основного материала, с содержанием в нем, например, латуни, углерода и/или нержавеющей стали.The ring sealing elements 10, 23 can have various shapes; one of them is shown in Fig. 4, wherein the annular sealing element and the split ring shaped retaining element 26 are disposed in the groove to form a support for the annular sealing element. The split ring retaining element has more than one turn 27 so that when the expanding metal coupling parts 6, 7 are expanded, the split ring retaining element is partially untwisted. Due to this, the split ring-shaped retaining element ensures that the annular sealing element is retained in the longitudinal direction of the downhole expansion tubular element even when it is expanded so that the sealing element maintains its intended position and the sealing properties of the downhole expansion tubular element are enhanced. The sealing member 10, 23 can withstand higher pressure on the side where the split ring retaining member is located because the split ring holding member functions as a support system for the sealing member. Thus, the split ring shaped retaining element may be a split ring. The annular barrier may further comprise an intermediate element 28 positioned between the split ring retaining element and the sealing element. The holding element in the form of a split ring can partially overlap the intermediate element. In addition, the split ring retaining element and the intermediate element may be positioned adjacent to the sealing element such that at least one of the split ring retaining elements and the intermediate element may be adjacent to the sealing element. The sealing element may be made of elastomer, rubber, polytetrafluoroethylene (PTFE) or other polymer. Also, the intermediate element can be made of polytetrafluoroethylene (PTFE) as a base material, containing, for example, brass, carbon and/or stainless steel.

На фиг. 6 показана скважинная система 100, содержащая два затрубных барьера 1, которые расположены с примыканием друг к другу. Таким образом, несколько затрубных барьеров расположены на одном соединении, то есть размещены на одной и той же трубчатой части, причем трубчатые части при установке вместе образуют скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3. Затрубные барьеры расположены «встык» без каких-либо промежуточных соединительных частей. Два затрубных барьера соединены по текучей среде через трубу или гидравлическую линию 52 управления, и линия управления проходит через муфту 55 обсадной колонны, обеспечивая сборку друг с другом двух соединений. Затрубный барьер, ближайший к поверхности, может быть соединен по текучей среде с поверхностью или морским дном через гидравлическую линию 52 управления, так что затрубные барьеры могут быть разжаты с поверхности/морского дна через линию управления к первому затрубному барьеру и далее через линии управления между затрубными барьерами. Таким образом, затрубные барьеры не имеют отверстий, и скважинная трубчатая металлическая конструкция не имеет прорезей напротив этих отверстий, поскольку разжимание происходит через линии управления, расположенные вне скважинной трубчатой металлической конструкции. В другом варианте осуществления скважинная система содержит более двух затрубных барьеров.In fig. 6 shows a well system 100 containing two annular barriers 1, which are located adjacent to each other. Thus, several annular barriers are located at one connection, that is, placed on the same tubular part, and the tubular parts, when installed together, form a downhole tubular metal structure 3. The annular barriers are located end-to-end without any intermediate connecting parts. The two annular barriers are fluidly connected through a pipe or hydraulic control line 52, and the control line passes through the casing sleeve 55 to assemble the two connections together. The annular barrier closest to the surface may be fluidly coupled to the surface or seabed via a hydraulic control line 52 such that the annular barriers can be released from the surface/seabed through the control line to the first annular barrier and then through control lines between the annular barriers. barriers. Thus, the annular barriers do not have openings, and the downhole tubular metal structure does not have slots opposite these openings, since release occurs through control lines located outside the downhole tubular metal structure. In another embodiment, the well system includes more than two annular barriers.

Зональная изоляция вниз по скважине обеспечивается за счет установки затрубного барьера 1 на внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3, смонтированной из трубчатых частей или соединений, путем скольжения затрубного барьера 1 вдоль одной из трубчатых частей или соединений скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Затем внутренний кольцевой уплотнительный элемент(ы) 10, 10А, 10В приводится в действие путем повышения давления в кольцевом пространстве, так что вторая разжимная металлическая муфтовая часть 7 прижимается к внешней поверхности 2 скважинной трубчатой металлической конструкции 3 до или после установки трубчатой части, имеющей затрубный барьер 1, как часть скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Затем скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 вставляют в ствол 29 скважины, обеспечивая наличие затрубного пространства 4 вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции 3. Скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 опускают в скважину до тех пор, пока затрубные барьеры 1 не будут расположены в предполагаемых положениях, а затем затрубные барьеры 1 разжимают путем повышения давления в кольцевом пространстве 5 и, таким образом, разжимания по меньшей мере первой разжимной металлической муфтовой части 6 до упора в стенку 33 ствола скважины или другой скважинной трубчатой металлической конструкции, обеспечивая изоляцию одной части затрубного пространства от другой части.Zonal isolation down the well is ensured by installing an annular barrier 1 on the outer surface 2 of a well tubular metal structure 3, assembled from tubular parts or connections, by sliding the annular barrier 1 along one of the tubular parts or connections of the well tubular metal structure 3. Then the inner annular the sealing element(s) 10, 10A, 10B are actuated by increasing the pressure in the annular space so that the second expandable metal sleeve portion 7 is pressed against the outer surface 2 of the downhole tubular metal structure 3 before or after installing the tubular portion having the annular barrier 1, as part of the downhole tubular metal structure 3. The downhole tubular metal structure 3 is then inserted into the wellbore 29, providing an annular space 4 around the downhole tubular metal structure 3. The downhole tubular metal structure 3 is lowered into the well until the annular barriers 1 are located in the intended positions, and then the annular barriers 1 are expanded by increasing the pressure in the annular space 5 and, thus, expanding at least the first expansion metal coupling part 6 against the wall 33 of the wellbore or other downhole tubular metal structure, providing isolation of one part of the annulus from another part.

При скольжении затрубного барьера 1 на скважинную трубчатую металлическую конструкцию отверстие 14 в затрубном барьере располагается напротив прорези 30 в скважинной трубчатой металлической конструкции 3, так что между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом 10А и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом 10В образуется кольцевой объем 34. Когда внутренние кольцевые уплотнительные элементы 10, 10А, 10В приведены в действие, кольцевой объем 34 герметизируется, за исключением прорези 30 в скважинной трубчатой металлической конструкции 3, и, таким образом, кольцевой объем 34 может использоваться для кольцевого канала для текучей среды,As the annular barrier 1 slides onto the downhole tubular metal structure, the hole 14 in the annular barrier is positioned opposite the slot 30 in the downhole tubular metal structure 3 so that an annular volume 34 is formed between the first inner annular sealing element 10A and the second inner annular sealing element 10B. The sealing members 10, 10A, 10B are activated, the annular volume 34 is sealed except for the slot 30 in the downhole tubular metal structure 3, and thus the annular volume 34 can be used for an annular fluid channel,

--

Claims (15)

соединяющего по текучей среде отверстие 14 и прорезь 30, и, таким образом, отверстие и прорезь не обязательно должны быть полностью совмещены, поскольку кольцевой объем будет соединять их.fluidically connecting the hole 14 and the slot 30, and thus the hole and the slot do not have to be completely aligned since the annular volume will connect them. При приведении в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов 10 давление немного увеличивается, разрывая разрывной элемент после приведения в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов. Приведение в действие внутреннего уплотнительного элемента(ов) дополнительно содержит соединение по текучей среде кольцевого пространства 5 с насосом 110 через проход 20 или через линии 52 управления. Таким образом, насос может быть установлен на морском дне или на поверхности. После приведения в действие внутреннего уплотнительного элемента(ов) насос может быть отсоединен, и разжимание затрубного барьера в скважине выполняется путем повышения давления по меньшей мере в части скважинной трубчатой металлической конструкции. Если затрубные барьеры соединены через линии управления, насос используется для разжимания затрубных барьеров в скважине.When the inner ring sealing members 10 are activated, the pressure increases slightly, causing the burst member to rupture after the inner ring sealing members are actuated. Actuation of the internal sealing element(s) further comprises fluid connection of the annular space 5 to the pump 110 via passage 20 or control lines 52. Thus, the pump can be installed on the seabed or on the surface. Once the internal sealing member(s) have been activated, the pump may be disconnected and release of the annular barrier in the well is accomplished by pressurizing at least a portion of the downhole tubular metal structure. If the annular barriers are connected via control lines, the pump is used to decompress the annular barriers in the well. Перед погружением затрубных барьеров 1 отверстие 20 закрывается, например, пробкой 41 или сваркой, так что кольцевое пространство 5 затрубных барьеров 1 может находиться под давлением. Затрубные барьеры разжимают путем повышения давления по меньшей мере в части скважинной трубчатой металлической конструкции 3, введения текучей среды под давлением через прорезь 30 в кольцевой объем 34 и далее в кольцевое пространство 5 через отверстие 14. Таким образом, приведение в действие первого внутреннего кольцевого уплотнительного элемента 10А и второго внутреннего кольцевого уплотнительного элемента 10В обеспечивает наличие кольцевого объема 34, который затем используется в качестве канала для текучей среды для соединения по текучей среде прорези 30 с отверстием 14.Before immersing the annular barriers 1, the hole 20 is closed, for example, by a plug 41 or by welding, so that the annular space 5 of the annular barriers 1 can be under pressure. The annular barriers are decompressed by pressurizing at least a portion of the downhole tubular metal structure 3, introducing pressurized fluid through slot 30 into annular volume 34 and then into annular space 5 through opening 14. Thus, actuating the first inner annular sealing element 10A and the second inner annular sealing element 10B provides an annular volume 34, which is then used as a fluid passage for fluid connection of the slot 30 to the hole 14. После разжимания затрубных барьеров 1 так, чтобы первая разжимная металлическая муфтовая часть 6 или внешняя поверхность 12А кожуха 11 упиралась в стенку 33 ствола 29 скважины или другую скважинную трубчатую металлическую конструкцию (не показана), один или более затрубных барьеров могут быть перфорированы. Таким образом, перфорация затрубного барьера и скважинной трубчатой металлической конструкции может быть выполнена с помощью перфорирующего инструмента изнутри скважинной трубчатой металлической конструкции.After the annular barriers 1 are expanded so that the first expandable metal coupling portion 6 or the outer surface 12A of the casing 11 abuts the wall 33 of the wellbore 29 or other downhole tubular metal structure (not shown), one or more annular barriers can be perforated. Thus, perforation of the annular barrier and the downhole tubular metal structure can be performed using a perforating tool from inside the downhole tubular metal structure. Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, которая может присутствовать в нефтяной или газовой скважине, например, природный газ, нефть, буровой раствор, сырая нефть, вода и так далее. Под газом подразумевается любой тип газовой смеси, присутствующей в скважине, законченной или не закрепленной обсадными трубами, а под нефтью подразумевается любой тип нефтяной смеси, например, сырая нефть, нефтесодержащая текучая среда и т. д. Таким образом, в состав газа, нефти и воды могут входить другие элементы или вещества, которые не являются газом, нефтью и/или водой, соответственно.By fluid or wellbore fluid is meant any type of fluid that may be present in an oil or gas well, such as natural gas, oil, drilling fluid, crude oil, water, and so on. Gas refers to any type of gas mixture present in a well, whether completed or uncased, and oil refers to any type of petroleum mixture, such as crude oil, oily fluid, etc. Thus, the composition of gas, oil and water may include other elements or substances that are not gas, oil and/or water, respectively. Под обсадной колонной или скважинной трубчатой металлической конструкцией подразумевается любой вид трубы, трубчатого элемента, трубопровода, хвостовика, колонны труб и т. д., используемых в скважине при добыче нефти или природного газа. Соединение - это трубчатые детали, смонтированные вместе с образованием обсадной колонны или скважинной трубчатой металлической конструкции. Соединения обычно монтируются вместе с помощью муфт обсадной колонны или аналогичных соединительных элементов.Casing or downhole tubular metal structure refers to any type of pipe, tubular member, conduit, liner, pipe string, etc. used in a well in the production of oil or natural gas. A connection is tubular parts mounted together to form a casing or downhole tubular metal structure. The connections are usually mounted together using casing couplings or similar connecting elements. В том случае, когда невозможно полностью погрузить скважинную трубчатую металлическую конструкцию 3 в другую скважинную трубчатую металлическую конструкцию или ствол скважины, может быть использован скважинный трактор для проталкивания скважинной трубчатой металлической конструкции до нужного положения в скважине. Скважинный трактор может иметь выдвигаемые рычаги, имеющие колеса, причем колеса входят в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны для продвижения трактора и инструмента вперед в скважине. Скважинный трактор представляет собой любой вид приводного инструмента, способного толкать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.In the event that it is not possible to completely immerse the downhole tubular metal structure 3 into another downhole tubular metal structure or wellbore, a downhole tractor may be used to push the downhole tubular metal structure to the desired position in the well. The downhole tractor may have extendable arms having wheels, the wheels engaging an internal surface of the casing to propel the tractor and tool forward in the well. A downhole tractor is any type of driven tool capable of pushing or pulling tools in a downhole, such as a Well Tractor®. Хотя изобретение описано выше в связи с предпочтительными вариантами осуществления изобретения, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что возможны несколько модификаций без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.Although the invention has been described above in connection with preferred embodiments of the invention, it will be apparent to one skilled in the art that several modifications are possible without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Затрубный барьер (1), выполненный с возможностью размещения на внешней поверхности (2) скважинной трубчатой металлической конструкции (3) для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве (4) в скважине, содержащий:1. An annular barrier (1), configured to be placed on the outer surface (2) of a well tubular metal structure (3) to provide zonal isolation in the annular space (4) in a well, containing: первую разжимную металлическую муфтовую часть (6) и вторую разжимную металлическую муфтовую часть (7), образующие между собой кольцевое пространство (5), причем первая разжимная металлическая муфтовая часть имеет внешнюю поверхность (8), выполненную с возможностью обращения в другую сторону от внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть имеет внешнюю поверхность (9), выполненную с возможностью обращения к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, при разме- 10 043565 щении вокруг скважинной трубчатой металлической конструкции, причем по меньшей мере часть второй разжимной металлической муфтовой части выполнена с возможностью гидравлического разжимания из неразжатого положения в разжатое положение в радиальном направлении внутрь относительно неразжатого положения посредством введения текучей среды в кольцевое пространство, когда затрубный барьер расположен на скважинной трубчатой металлической конструкции, при этом затрубный барьер дополнительно содержит первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент (10, 10А), расположенный на внешней поверхности второй разжимной металлической муфтовой части и выполненный с возможностью создания уплотнения между второй разжимной металлической муфтовой частью и скважинной трубчатой металлической конструкцией.the first expandable metal coupling part (6) and the second expandable metal coupling part (7), forming an annular space (5) between them, and the first expandable metal coupling part has an outer surface (8) configured to face in the other direction from the outer surface downhole tubular metal structure, and the second expandable metal coupling part has an outer surface (9) configured to face the outer surface of the downhole tubular metal structure when placed around the downhole tubular metal structure, wherein at least part of the second expandable metal structure the coupling part is configured to be hydraulically expanded from the unexpanded position to the expanded position in the radial direction inward relative to the unexpanded position by introducing fluid into the annular space when the annular barrier is located on the well tubular metal structure, wherein the annular barrier additionally contains a first internal annular sealing element ( 10, 10A), located on the outer surface of the second expandable metal coupling part and configured to create a seal between the second expandable metal coupling part and the downhole tubular metal structure. 2. Затрубный барьер по п.1, дополнительно содержащий второй внутренний кольцевой уплотнительный элемент (10, 10В), расположенный на внешней поверхности второй разжимной металлической муфтовой части и выполненный с возможностью создания уплотнения между второй разжимной металлической муфтовой частью и скважинной трубчатой металлической конструкцией.2. The annular barrier according to claim 1, further comprising a second internal annular sealing element (10, 10B) located on the outer surface of the second expandable metal coupling part and configured to create a seal between the second expandable metal coupling part and the downhole tubular metal structure. 3. Затрубный барьер по п.2, в котором первый внутренний кольцевой уплотнительный элемент расположен на расстоянии (d) от второго внутреннего кольцевого уплотнительного элемента, а вторая разжимная металлическая муфтовая часть имеет отверстие (14) между первым внутренним кольцевым уплотнительным элементом и вторым внутренним кольцевым уплотнительным элементом.3. An annular barrier according to claim 2, in which the first internal annular sealing element is located at a distance (d) from the second internal annular sealing element, and the second expanding metal coupling part has an opening (14) between the first internal annular sealing element and the second internal annular sealing element sealing element. 4. Затрубный барьер по п.3, в котором в отверстии расположен разрывной элемент (15), такой как разрывной диск.4. An annular barrier according to claim 3, in which a rupture element (15), such as a rupture disk, is located in the hole. 5. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, в котором первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть выполнены как одна деталь (16).5. An annular barrier according to any one of the preceding claims, wherein the first expandable metal coupling part and the second expandable metal coupling part are formed as one piece (16). 6. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, в котором первая разжимная металлическая муфтовая часть и вторая разжимная металлическая муфтовая часть представляют собой две сваренные вместе муфты, ограничивающие кольцевое пространство.6. The annular barrier as claimed in any one of the preceding claims, wherein the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion are two couplings welded together defining an annulus. 7. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, в котором вторая разжимная металлическая муфтовая часть имеет меньшую толщину, чем толщина первой разжимной металлической муфтовой части.7. An annular barrier according to any one of the preceding claims, wherein the second expandable metal coupling portion has a thickness less than that of the first expandable metal coupling portion. 8. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, в котором вторая разжимная металлическая муфтовая часть выполнена из материала, имеющего более высокую ковкость, чем материал первой разжимной металлической муфтовой части.8. The annular barrier according to any one of the preceding claims, wherein the second expandable metal coupling portion is made of a material having higher malleability than the material of the first expandable metal coupling portion. 9. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, в котором каждая из первой разжимной металлической муфтовой части и второй разжимной металлической муфтовой части имеет первую концевую часть (17), промежуточную часть (18) и вторую концевую часть (19), и концевые части имеют большую толщину, чем толщина промежуточных частей.9. The annular barrier as claimed in any one of the preceding claims, wherein each of the first expandable metal coupling portion and the second expandable metal coupling portion has a first end portion (17), an intermediate portion (18), and a second end portion (19), and the end portions have greater thickness than the thickness of the intermediate parts. 10. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий проход (20) для приведения в действие внутренних кольцевых уплотнительных элементов при установке затрубного барьера на скважинную трубчатую металлическую конструкцию.10. An annular barrier according to any of the preceding paragraphs, further comprising a passage (20) for actuating the internal annular sealing elements when installing the annular barrier on a well tubular metal structure. 11. Затрубный барьер по п.10, в котором проход сообщается по текучей среде с кольцевым пространством.11. An annular barrier according to claim 10, in which the passage is in fluid communication with the annular space. 12. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий по меньшей мере один внешний кольцевой уплотнительный элемент (23), расположенный на внешней поверхности первой разжимной металлической муфтовой части.12. An annular barrier according to any of the preceding paragraphs, further comprising at least one outer annular sealing element (23) located on the outer surface of the first expandable metal coupling part. 13. Затрубный барьер по любому из предшествующих пунктов, в котором разжимные металлические муфтовые части имеют по меньшей мере два выступа (24) на внешней поверхности, образующие канавку (25), в которой расположен кольцевой уплотнительный элемент.13. An annular barrier according to any one of the preceding paragraphs, in which the expandable metal coupling parts have at least two projections (24) on the outer surface forming a groove (25) in which the annular sealing element is located. 14. Скважинная система (100), содержащая:14. Well system (100), containing: скважинную трубчатую металлическую конструкцию (3), имеющую прорезь (30), и по меньшей мере один затрубный барьер по любому из пп.1-13, причем по меньшей мере один затрубный барьер расположен так, что прорезь расположена между первым внутренним уплотнительным элементом и вторым внутренним уплотнительным элементом.a downhole tubular metal structure (3) having a slot (30), and at least one annular barrier according to any one of claims 1 to 13, wherein at least one annular barrier is located such that the slot is located between the first internal sealing element and the second internal sealing element. 15. Способ размещения затрубного барьера по любому из пп.1-13 на внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, смонтированной из трубчатых частей или соединения для обеспечения зональной изоляции в затрубном пространстве в скважине, содержащий следующие этапы:15. A method for placing an annular barrier according to any one of claims 1-13 on the outer surface of a downhole tubular metal structure assembled from tubular parts or connections to provide zonal isolation in the annulus in a well, comprising the following steps: обеспечивают скольжение затрубного барьера на и вдоль одной из трубчатых частей или соединений скважинной трубчатой металлической конструкции, приводят в действие по меньшей мере один внутренний кольцевой уплотнительный элемент путем повышения давления в кольцевом пространстве, так что вторая разжимная металлическая муфтовая часть прижимается к внешней поверхности скважинной трубчатой металлической конструкции, устанавливают трубчатую часть, имеющую затрубный барьер, как часть скважинной трубчатой ме-allow the annular barrier to slide on and along one of the tubular portions or connections of the downhole tubular metal structure, actuate at least one internal annular sealing element by increasing the pressure in the annular space, so that the second expandable metal coupling portion is pressed against the outer surface of the downhole tubular metal structure, install a tubular part having an annular barrier as part of the well tubular
EA202191039 2018-10-30 2019-10-29 ANNUAL BARRIER EA043565B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18203278.9 2018-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043565B1 true EA043565B1 (en) 2023-06-01

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7306033B2 (en) Apparatus for isolating zones in a well
AU2020204498B2 (en) Downhole straddle assembly
EP3584403A1 (en) An annular barrier
NO20170191A1 (en) Connector Apparatus
AU2019373350B2 (en) Annular barrier
AU2020306680B2 (en) Annular barrier with press connections
EA043565B1 (en) ANNUAL BARRIER
NO970489L (en) Well perforator insulation device and method
WO2022129523A1 (en) Downhole completion system
EP3987150B1 (en) Annular barrier with bite connection
GB2531123A (en) Improvements in or relating to morphing tubulars
EP3140501B1 (en) Expansion system
EA045085B1 (en) ANNUAL BARRIER WITH PRESSURE CONNECTIONS
EA042787B1 (en) PIPE BARRIER WITH FITTING CONNECTION
EA046500B1 (en) ANNUAL BARRIER SYSTEM
GB2526355A (en) Improved isolation barrier