RU2331754C2 - Система для расширения пустотелого элемента в стволе скважины - Google Patents

Система для расширения пустотелого элемента в стволе скважины Download PDF

Info

Publication number
RU2331754C2
RU2331754C2 RU2005135658/03A RU2005135658A RU2331754C2 RU 2331754 C2 RU2331754 C2 RU 2331754C2 RU 2005135658/03 A RU2005135658/03 A RU 2005135658/03A RU 2005135658 A RU2005135658 A RU 2005135658A RU 2331754 C2 RU2331754 C2 RU 2331754C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
designed
hollow element
acoustic signal
acoustic
Prior art date
Application number
RU2005135658/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005135658A (ru
Inventor
Скотт Энтони БЕНЗИ (NL)
Скотт Энтони Бензи
Андрей Грегори ФИЛИППОВ (US)
Андрей Грегори Филиппов
Неил Филип ТОМСОН (NL)
Неил Филип ТОМСОН
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
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 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2005135658A publication Critical patent/RU2005135658A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2331754C2 publication Critical patent/RU2331754C2/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02Subsoil filtering
    • E21B43/10Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
    • E21B43/105Expanding tools specially adapted therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе для расширения пустотелого элемента, расположенного в стволе скважины, сформированной в земле. Система содержит расширительное устройство, систему активирования для инициирования перемещения расширительного устройства через пустотелый элемент. Система активирования содержит несколько активирующих устройств. Система дополнительно содержит систему управления, предназначенную для управления системой активирования, блок дистанционного управления и соответствующее устройство управления для каждого активирующего устройства. Блок дистанционного управления смонтирован так, чтобы передавать акустический сигнал на акустический проводник, выбранный из указанного пустотелого элемента и другого вытянутого элемента, расположенного в стволе скважины. Каждое устройство управления приспособлено для получения указанного акустического сигнала от акустического проводника и для управления соответствующим активирующим устройством при получении указанного акустического сигнала. Каждое устройство управления снабжено соответствующим источником энергии, предназначенным для приведения в действие соответствующих активирующих устройств при различных частотах или громкостях акустических сигналов. Обеспечивает управление активирующими устройствами в выбранной последовательности. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение касается системы, предназначенной для расширения пустотелого элемента, расположенного в стволе скважины, сформированной в земле. Обычно подобные системы содержат расширительное устройство, предназначенное для расширения пустотелого элемента посредством движения расширительного устройства по направлению оси через пустотелый элемент, и систему активирования, предназначенную для того, чтобы инициировать перемещение расширительного устройства через пустотелый элемент, причем система активирования содержит, по крайней мере, одно активирующее устройство.
Диаметр обычных пустотелых элементов стволов скважин, таких как обсадные колонны стволов скважин, ступенчато уменьшается с ростом глубины ствола скважины. Это происходит из-за того, что нижний пустотелый элемент должен опускаться через ранее установленные более высокие пустотелые элементы и, таким образом, имеет меньший диаметр, чем более высокие пустотелые элементы.
Ранее пытались расширить более узкие колонны обсадных труб ствола скважины многими способами, причем обычная концепция состояла в том, чтобы тянуть или проталкивать расширительное устройство (также называемое оправкой) через более низкую обсадную колонну. Проблема такой технологии заключается в том, что трудно управлять скважинной системой активирования с поверхности, так как подобная система активирования обычно содержит различные активирующие устройства с такими компонентами, как клапаны или моторы, которыми надо управлять в конкретной последовательности.
Цель настоящего изобретения заключается в улучшении системы расширения пустотелых элементов, расположенных в стволе скважины.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается система, служащая для расширения пустотелого элемента, расположенного в стволе скважины, сформированном в земле, данная система содержит:
- расширительное устройство, предназначенное для расширения пустотелого элемента посредством движения расширительного устройства в направлении оси через пустотелый элемент;
- систему активирования, предназначенную для того, чтобы инициировать перемещение расширительного устройства через пустотелый элемент, причем система активирования содержит, по крайней мере, одно активирующее устройство; и
- систему управления, которая предназначена для управления системой активирования и содержит блок дистанционного управления и соответствующее устройство управления для каждого активирующего устройства, блок дистанционного управления смонтирован так, чтобы передавать акустический сигнал на акустический проводник, выбранный из указанного пустотелого элемента и другого удлиненного элемента, расположенного в стволе скважины, каждое устройство управления приспособлено для получения акустического сигнала от акустического проводника и для управления соответствующим активирующим устройством при получении указанного акустического сигнала.
С помощью передачи конкретного акустического сигнала через пустотелый элемент или через другой удлиненный элемент добиваются того, чтобы только конкретное устройство управления реагировало на конкретный сигнал, в то время как остальные устройства управления реагировали на другие конкретные сигналы. Таким образом добиваются того, что активирующими устройствами можно оперировать в выбранной последовательности, выдавая в пустотелый или удлиненный элемент конкретные акустические сигналы в соответствующей последовательности.
Соответственно указанным другим удлиненным элементом может быть основная часть жидкости, содержащейся в пустотелом элементе.
Предпочтительно каждое устройство управления снабжается соответствующим источником энергии, предназначенным для того, чтобы приводить в действие соответствующее активирующее устройство при получении устройством управления упомянутого акустического сигнала. Например, таким источником энергии может служить либо гидравлический источник энергии, либо электрический источник энергии, либо механический источник энергии.
Далее настоящее изобретение будет подробно описываться на примере со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематически изображен вариант реализации системы, служащей для расширения колонны обсадных труб в стволе скважины.
На фиг.2-7 схематически показаны детали реализации с фиг.1 на различных стадиях процесса расширения, как более подробно будет описываться ниже.
На данных фигурах одинаковыми числами обозначены одинаковые компоненты.
На фиг.1 показан ствол 1 скважины, сформированный в земле 2. Ствол 1 скважины снабжен верхней колонной 4 обсадных труб, которая выступает из оборудования 5 устья скважины на поверхность, и нижней колонной 6 обсадных труб, тянущейся от оборудования 5 устья скважины через верхнюю обсадную колонну 4 до глубины рядом с дном ствола 1 скважины. Спусковая колонна 8 тянется от буровой установки (не показана) на поверхности через нижнюю обсадную колонну 6 и присоединена к расширительному устройству 10, предназначенному для расширения нижней обсадной колонны 6 в радиальном направлении. Расширительное устройство 10 располагается сразу за нижней конечной частью нижней обсадной колонны 6. Спусковая колонна 8 снабжена каналом для жидкости, который сообщается со сквозным отверстием, выполненным в расширительном устройстве 10, и служит для закачивания рабочей жидкости в пространство, расположенное ниже расширительного устройства 10.
Система 12 активирования обеспечивает подъем и проталкивание расширительного устройства 10 через нижнюю обсадную колонну 6 с целью ее расширения. Система 12 активирования содержит три активирующих устройства, то есть гидравлическое подъемное устройство 14 (называемое в дальнейшем "усилитель"), расширяющееся закрепляющее приспособление 16, служащее для закрепления верхней концевой части усилителя 14 на внутренней поверхности нижней обсадной колонны 6 и расширяемый трубный пакер 18, предназначенный для уплотнения внутренней части нижней обсадной колонны 6. Трубный пакер 18 крепится к расширительному устройству 10 с помощью разъемного соединительного устройства 20. Усилитель 14 содержит два раздвижных элемента 22, 24, которые способны двигаться относительно друг друга по направлению оси внутри друг друга при приложении гидравлической энергии к усилителю через спусковую колонну 8.
Система управления предназначена для управления усилителем 14, расширяющимся закрепляющим приспособлением 16 и расширяемым трубным пакером 18. Система управления содержит блок 26 дистанционного управления, расположенный на поверхности, и соответствующее устройство управления (не показано) для каждого активирующего устройства 14, 16, 18, каждое устройство управления расположено на том устройстве, которому оно принадлежит. Блок 26 дистанционного управления соединен с помощью линии 28 управления с акустическим передающим устройством 30, предназначенным для передачи акустических сигналов в нижнюю обсадную колонну 6. Каждое устройство управления содержит акустическое приемное устройство, которое дает возможность устройству управления получать акустические сигналы от нижней обсадной колонны 6. Более того, каждое устройство управления снабжено соответствующим источником энергии, который служит для запуска соответствующего активирующего устройства при получении устройством управления акустического сигнала. Каждый источник энергии может быть либо гидравлическим источником энергии, либо электрическим источником энергии, либо механическим источником энергии. Источники энергии установлены с целью приведения в действие соответствующих активирующих устройств при различных акустических сигналах. Например, акустические сигналы могут различаться по частоте или громкости.
Подходящая система управления с акустическими приемным и передающим устройствами, которую можно использовать при реализации изобретения, описана в WO 92/06278.
На фиг.2 показана нижняя часть нижней обсадной колонны 6 до ее расширения, где расширяющееся закрепляющее приспособление 16 расширяется относительно внутренней поверхности обсадной колонны 6 так, чтобы закрепить верхнюю концевую часть усилителя 14 на обсадной колонне 6.
На фиг.3 показана система 12 активирования после того, как расширительное устройство 10 было поднято на небольшое расстояние в нижнюю часть нижней обсадной колонны 6 с помощью усилителя 14.
На фиг.4 изображена система 12 активирования во время дальнейшего расширения нижней обсадной колонны 6 при помощи закачивания жидкости ниже расширительного устройства 10.
На фиг.5 показано система 12 активирования после расширения перекрывающихся частей первой и нижней обсадных колонн 4, 6.
На фиг.6 изображена система 12 активирования после повторного присоединения расширяемого трубного пакера 18 к расширительному устройству 10.
На фиг.7 показана система 12 активирования во время возникновения нештатной ситуации.
При нормальном использовании верхняя обсадная колонна 4 устанавливается и цементируется в стволе скважины, где ствол 1 скважины далее бурится и в ствол скважины спускается нижняя обсадная колонна 6. Нижняя обсадная колонна спускается в ствол 1 скважины одновременно со спускаемой колонной 8, на которой подвешены гидравлическое подъемное устройство, усилитель 14 и расширяемый трубный пакер 18. Возможно, чтобы обсадная колонна 6 во время спуска подвешивалась с помощью расширительного устройства 10, усилителя 14 и спусковой колонны 8.
Блок 26 дистанционного управления далее отправляет первый акустический сигнал в нижнюю обсадную колонну 6 с помощью передающего устройства 30. Первый акустический сигнал выбирается таким образом, чтобы источник энергии расширяющегося, закрепляющего приспособления 16 прореагировал на данный сигнал. Сигнал улавливается устройством управления расширяющегося, закрепляющего приспособления 16 посредством акустического приемного устройства и в результате расширяющееся закрепляющее приспособление 16 расширяется относительно обсадной колонны 6, где верхняя часть увеличителя сил становится прикрепленной к обсадной колонне 6, как показано на фиг.2.
На следующем шаге блок 26 дистанционного управления посылает второй акустический сигнал в нижнюю обсадную колонну 6 посредством передающего устройства 30, причем второй акустический сигнал выбирается таким, что усилитель 14 приводится в действие своим соответствующим источником энергии. В связи с этим усилитель 14 тянет расширительное устройство 10 (с присоединенным к нему трубным пакером 18) на небольшое расстояние в нижнюю часть нижней обсадной колонны 6 и таким образом расширяет указанную нижнюю часть, как показано на фиг.3.
Далее блок 26 дистанционного управления посылает третий акустический сигнал в нижнюю обсадную колонну 6 посредством передающего устройства 30. Третий акустический сигнал выбирается таким, чтобы источник энергии расширяющегося, закрепляющего приспособления 16 делал так, чтобы расширяющееся, закрепляющее приспособление 16 перемещалось назад от внутренней поверхности обсадной колонны 6.
Четвертый акустический сигнал далее передается нижней обсадной колонне 6 с целью того, чтобы источник энергии расширяемого трубного пакера 18 воздействовал на трубный пакер 18 так, чтобы он расширялся относительно внутренней поверхности расширенной части нижней обсадной колонны 6, что приводит к уплотнению нижней обсадной колонны 6, и чтобы трубный пакер 18 отцеплялся от расширительного устройства 10 посредством рассоединения соединительного устройства 20. После этого рабочая жидкость закачивается через спусковую колонну 8 и сквозное отверстие в расширительном устройстве 10 в пространство между расширительным устройством 10 и трубным пакером 18. Данное закачивание приводит к тому, что расширительное устройство 10 перемещается вверх по нижней обсадной колонне 6 и таким образом расширяет ее, как показано на фиг.4.
Когда расширительное устройство 10 доходит до перекрывающихся частей верхней обсадной колонны 4 и нижней обсадной колонны 6, то данные перекрывающиеся части расширяются одновременно, как показано на фиг.5. Понятно, что сила, необходимая для того, чтобы продвигать расширительное устройство 10 через перекрывающиеся части, должна быть больше, чем раньше. Ввиду этого может быть полезно, чтобы перекрывающаяся часть верхней обсадной колонны 4 имела меньшую прочность.
На следующем шаге расширительное устройство 10 спускается через вторую обсадную колонну 6 на спусковой колонне 8 до тех пор, пока расширительное устройство 10 не зацепится снова за трубный пакер 18 с помощью соединительного устройства 20. В связи с этим надо заметить, что внутренний диаметр расширенной обсадной колонны 6 естественно немного больше, чем внешний диаметр расширительного устройства 10, так что спуск расширительного устройства 10 должен проходить без затруднений. Далее система 12 активирования поднимается на поверхность с помощью спусковой колонны 8, как показано на фиг.6.
При повреждении нижней обсадной колонны 6 проталкивание расширительного устройства 10 через нижнюю обсадную колонну 6 может не всегда быть возможным при трубном пакере 18, расположенном в нижней части обсадной колонны 6. Это происходит потому, что поврежденный участок может не выдерживать высокого внутреннего давления жидкости. В таких случаях трубный пакер 18 может устанавливаться на расстоянии от нижней концевой части нижней обсадной колонны 6, то есть выше поврежденного участка обсадной колонны 6. Данная ситуация показана на фиг.7.

Claims (6)

1. Система, служащая для расширения пустотелого элемента, расположенного в стволе скважины, сформированной в земле, данная система содержит расширительное устройство, предназначенное для расширения пустотелого элемента посредством движения расширительного устройства в осевом направлении через пустотелый элемент, систему активирования, предназначенную для того, чтобы инициировать перемещение расширительного устройства через пустотелый элемент, причем система активирования содержит несколько активирующих устройств, отличающаяся тем, что данная система дополнительно содержит систему управления, которая предназначена для управления системой активирования и содержит блок дистанционного управления и соответствующее устройство управления для каждого активирующего устройства, блок дистанционного управления смонтирован так, чтобы передавать акустический сигнал на акустический проводник, выбранный из указанного пустотелого элемента и другого вытянутого элемента, расположенного в стволе скважины, каждое устройство управления приспособлено для получения указанного акустического сигнала от акустического проводника и для управления соответствующим активирующим устройством при получении указанного акустического сигнала, где каждое устройство управления снабжено соответствующим источником энергии, данные источники энергии предназначены для того, чтобы приводить в действие соответствующие активирующие устройства при различных частотах или громкостях акустических сигналов.
2. Система по п.1, где указанный пустотелый элемент является колонной обсадных труб ствола скважины.
3. Система по любому из пп.1 и 2, где указанный другой удлиненный элемент является основной частью жидкости, содержащейся в пустотелом элементе.
4. Система по любому из пп.1 и 2, где каждое устройство управления снабжается соответствующим источником энергии, предназначенным для того, чтобы приводить в действие соответствующее активирующее устройство при получении устройством управления упомянутого акустического сигнала.
5. Система по п.3, где каждое устройство управления снабжается соответствующим источником энергии, предназначенным для того, чтобы приводить в действие соответствующее активирующее устройство при получении устройством управления упомянутого акустического сигнала.
Приоритет по пунктам:
17.04.2003 по пп.1-5.
RU2005135658/03A 2003-04-17 2004-04-13 Система для расширения пустотелого элемента в стволе скважины RU2331754C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03252486 2003-04-17
EP03252486.0 2003-04-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005135658A RU2005135658A (ru) 2006-03-27
RU2331754C2 true RU2331754C2 (ru) 2008-08-20

Family

ID=33185971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005135658/03A RU2331754C2 (ru) 2003-04-17 2004-04-13 Система для расширения пустотелого элемента в стволе скважины

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7377310B2 (ru)
CN (1) CN1922384A (ru)
BR (1) BRPI0409288A (ru)
CA (1) CA2521528A1 (ru)
GB (1) GB2415220B (ru)
NO (1) NO20055433D0 (ru)
RU (1) RU2331754C2 (ru)
WO (1) WO2004092536A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2663723C (en) * 2008-04-23 2011-10-25 Weatherford/Lamb, Inc. Monobore construction with dual expanders
US7980302B2 (en) * 2008-10-13 2011-07-19 Weatherford/Lamb, Inc. Compliant expansion swage
US8443881B2 (en) * 2008-10-13 2013-05-21 Weatherford/Lamb, Inc. Expandable liner hanger and method of use
US20170328184A1 (en) * 2014-12-12 2017-11-16 Shell Oil Company Method and system for installing a tubular element in a borehole
US10450845B2 (en) 2014-12-12 2019-10-22 Shell Oil Company Expanding a tubular element in a wellbore

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9021253D0 (en) 1990-09-29 1990-11-14 Metrol Tech Ltd Method of and apparatus for the transmission of data via a sonic signal
GB2302607B (en) 1995-02-10 2000-06-28 Baker Hughes Inc Method and apparatus for remote control of wellbore end devices
US6172614B1 (en) 1998-07-13 2001-01-09 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for remote actuation of a downhole device using a resonant chamber
MY120832A (en) * 1999-02-01 2005-11-30 Shell Int Research Multilateral well and electrical transmission system
US6343649B1 (en) 1999-09-07 2002-02-05 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and associated apparatus for downhole data retrieval, monitoring and tool actuation
US6578630B2 (en) * 1999-12-22 2003-06-17 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for expanding tubulars in a wellbore
AU2002246492A1 (en) 2000-06-29 2002-07-30 Paulo S. Tubel Method and system for monitoring smart structures utilizing distributed optical sensors
US6789621B2 (en) * 2000-08-03 2004-09-14 Schlumberger Technology Corporation Intelligent well system and method
US6799637B2 (en) * 2000-10-20 2004-10-05 Schlumberger Technology Corporation Expandable tubing and method
GB0119977D0 (en) * 2001-08-16 2001-10-10 E2 Tech Ltd Apparatus and method
US7182141B2 (en) * 2002-10-08 2007-02-27 Weatherford/Lamb, Inc. Expander tool for downhole use
CA2518453A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-30 Enventure Global Technology Apparatus and method for radially expanding a wellbore casing using an adaptive expansion system

Also Published As

Publication number Publication date
GB0520262D0 (en) 2005-11-16
WO2004092536A1 (en) 2004-10-28
US7377310B2 (en) 2008-05-27
BRPI0409288A (pt) 2006-04-11
CN1922384A (zh) 2007-02-28
US20060196654A1 (en) 2006-09-07
CA2521528A1 (en) 2004-10-28
GB2415220A (en) 2005-12-21
NO20055433L (no) 2005-11-16
GB2415220B (en) 2007-04-04
RU2005135658A (ru) 2006-03-27
NO20055433D0 (no) 2005-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8258975B2 (en) Communication system for communication with and remote activation of downhole tools and devices used in association with wells for production of hydrocarbons
CA2375808C (en) Method of deploying an electrically driven fluid transducer system in a well
EP2205820B1 (en) Inflatable packer with energy and triggering section
US20010013415A1 (en) Apparatus and method for hydraulically actuating a downhole from a remote location
US7699112B2 (en) Sidetrack option for monobore casing string
RU2412325C2 (ru) Способ, узел и система для бурения и завершения скважины за половину спускоподъемной операции
US20100088879A1 (en) Apparatus and methods for expanding tubular elements
US6575250B1 (en) Expanding a tubular element in a wellbore
EP2245260B1 (en) Device and method for isolating a section of a wellbore
RU2748567C1 (ru) Механизм передачи энергии для соединительного узла ствола скважины
US11530586B2 (en) Casing patch system
RU2752579C1 (ru) Механизм передачи энергии для соединительного узла ствола скважины
EA027949B1 (ru) Система и способ улучшенной изоляции скважинных трубчатых элементов
RU2331754C2 (ru) Система для расширения пустотелого элемента в стволе скважины
US11788388B2 (en) Casing patch system
CA2433363A1 (en) Progressive cavity wellbore pump for use in artificial lift systems
WO2016018427A1 (en) Downhole tool with multi-stage anchoring
WO2022081017A1 (en) Retrofit b annulus monitoring device and method
EA027612B1 (ru) Вдавливающая поршневая система типа труба в трубе
US20090084540A1 (en) Method of expanding a tubular element in a wellbore
CN215169881U (zh) 一种连续油管电潜泵完井系统
WO2024017312A1 (zh) 侧钻工具
CN112392474A (zh) 井下地震波压力控制的完井生产管柱结构及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090414