RU2729087C1 - Measurement of stress in working string during well completion operations - Google Patents

Measurement of stress in working string during well completion operations Download PDF

Info

Publication number
RU2729087C1
RU2729087C1 RU2019123996A RU2019123996A RU2729087C1 RU 2729087 C1 RU2729087 C1 RU 2729087C1 RU 2019123996 A RU2019123996 A RU 2019123996A RU 2019123996 A RU2019123996 A RU 2019123996A RU 2729087 C1 RU2729087 C1 RU 2729087C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
casing
wellbore
completion
working string
Prior art date
Application number
RU2019123996A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Уильям Браун-Керр
Брюс Германн Форсит Макгариан
Original Assignee
Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
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 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. filed Critical Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2729087C1 publication Critical patent/RU2729087C1/en

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
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • 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
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • 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
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/06Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
    • 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
    • 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/007Measuring stresses in a pipe string or casing
    • 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • E21B47/22Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by negative mud pulses using a pressure relieve valve between drill pipe and annulus
    • 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
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/01Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for anchoring the tools 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
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • 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
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Escalators And Moving Walkways (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: group of inventions relates to a measuring device for measuring stress in a working string during completion operations when fastening a shell for completing a well in a wellbore, methods of installing a shell for completing a well in a wellbore, a method of assessing the integrity of a suspended device for a blind casing string. Measuring device for measuring stress in a working string during completion operations when fastening a shell for completing a well in a wellbore comprises: housing with multiple recesses on housing outer surface; strain gauges, which detect compression, voltage and torque of the housing, applied to the shell for completion of the well during manipulations with the working string during descent; a hydraulic pulse generator which is configured to transmit data received from the strain gauges to the surface controller by telemetry over the hydraulic pulse communication channel; and through hole, which passes through housing and has constant inner diameter. Strain gauges are located in at least two of multiple recesses and said at least two recesses are located in circumferential direction at equal distance from each other along circumference of housing. Hydraulic pulse generator is located in the other one of the plurality of recesses.EFFECT: technical result consists in improvement of efficiency of measurement of torque and load applied by working string during well completion operations.11 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

[0001] Данное изобретение в целом относится к нефтепромысловому оборудованию и, в частности, к скважинным инструментам, системам заканчивания скважины и методам измерения напряжения (например, крутящего момента, нагрузки и т. д.) в рабочей колонне.[0001] This invention relates generally to oilfield equipment and, in particular, to downhole tools, well completion systems, and methods for measuring stress (eg, torque, load, etc.) in a work string.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

[0002] Для того чтобы добывать пластовые флюиды из земного пласта, стволы скважин могут быть пробурены вглубь земного пласт до требуемой глубины для добычи пластовых флюидов. После бурения ствола скважины в стволе скважины могут быть установлены обсадные колонны, обеспечивающие стабилизацию ствола скважины и не позволяющие стенкам ствола скважины обваливаться в скважине. Множество колонн обсадных труб можно использовать для заканчивания глубокого ствола скважины. Небольшое пространство между обсадной колонной и необработанными стенками ствола скважины (обычно называемыми кольцевым пространством) может быть заполнено цементом. После цементирования обсадной колонны на месте могут быть использованы компоновки скважинных перфораторов для образования перфораций через обсадную колонну и связанный с ней цемент в земной пласт.[0002] In order to produce formation fluids from the earth formation, wellbores can be drilled deep into the earth formation to the required depth to produce formation fluids. After the wellbore is drilled, casing strings may be installed in the wellbore to stabilize the wellbore and prevent the wellbore from collapsing in the well. A variety of casing strings can be used to complete a deep wellbore. The small space between the casing and the untreated walls of the wellbore (commonly referred to as the annulus) can be filled with cement. After the casing is cemented in place, perforating gun assemblies can be used to perforate the casing and associated cement into the earth formation.

[0003] Некоторые обсадные колонны называются «потайными обсадными колоннами», которые подвешены на имеющейся колонне обсадных труб в требуемом месте в забое скважины. Установка «потайной обсадной колонны» в имеющейся колонне обсадных труб может включать передачу крутящего момента на рабочую колонну и приложение нагрузки со стороны рабочей колонны для установки потайной обсадной колонны. Величина крутящего момента и/или нагрузки, прилагаемых к потайной обсадной колонне, может быть ценной информацией при установке потайной обсадной колонны в имеющейся колонне обсадных труб.[0003] Some casing strings are referred to as "blind casing strings", which are suspended from an existing casing string at a desired location downhole. Installing a "blind casing" in an existing casing string may involve transferring torque to the working string and applying a load from the working string to install the blind casing. The amount of torque and / or load applied to the liner casing can be valuable information when installing the liner casing in an existing casing string.

[0004] Следовательно, будет понятно, что постоянно необходимы усовершенствования в областях измерения крутящего момента и/или нагрузки, прилагаемых рабочей колонной во время операций заканчивания скважины.[0004] Therefore, it will be understood that improvements are continually needed in the areas of torque and / or load measurement applied by the workstring during well completion operations.

краткое описание графических материаловbrief description of graphic materials

[0005] Различные варианты реализации данного изобретения можно лучше понять благодаря подробному описанию, приведенному ниже, и прилагаемым графическим материалам для различных вариантов реализации изобретения. В графических материалах одинаковые ссылочные позиции могут обозначать идентичные или функционально схожие элементы. Варианты реализации изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые фигуры, при этом:[0005] Various embodiments of the present invention may be better understood from the detailed description below and accompanying drawings for various embodiments of the invention. In the drawings, like reference numbers may indicate identical or functionally similar elements. Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying figures, with:

[0006] на фиг. 1 проиллюстрирован типичный частичный вид в поперечном сечении системы для установки потайной обсадной колонны в стволе скважины в соответствии с одним или более приведенными в качестве примера вариантами реализации изобретения;[0006] in FIG. 1 illustrates an exemplary partial cross-sectional view of a system for installing a countersunk casing in a wellbore, in accordance with one or more exemplary embodiments of the invention;

[0007] на фиг. 2 проиллюстрирован типичный частичный вид в поперечном сечении части системы в соответствии с фиг. 1 с измерительным устройством и спускным инструментом, используемым для установки пробки;[0007] in FIG. 2 illustrates a typical partial cross-sectional view of a portion of the system of FIG. 1 with a measuring device and a bleed tool used to install the plug;

[0008] на фиг. 3 проиллюстрирован типичный частичный вид в поперечном сечении части системы в соответствии с фиг. 1 с измерительным устройством и спускным инструментом, используемым для установки потайной обсадной колонны;[0008] in FIG. 3 illustrates a typical partial cross-sectional view of a portion of the system of FIG. 1 with a measuring device and a running tool used to set the countersunk casing;

[0009] на фиг. 4 проиллюстрирован вид в перспективе измерительного инструмента, проиллюстрированного на фиг. 3.[0009] in FIG. 4 is a perspective view of the measuring tool illustrated in FIG. 3.

подробное описание сущности изобретенияdetailed description of the invention

[0010] В данном изобретении могут повторяться ссылочные позиции в виде цифр и/или букв в различных примерах или на различных фигурах. Такое повторение предназначено для простоты и ясности изложения и само по себе не диктует отношения между различными вариантами реализации изобретения и/или конфигурациями, которые обсуждались. Кроме того, пространственно относительные термины, такие как под, ниже, нижний, выше, верхний, вверх по стволу скважины, в скважине, вверх по потоку, вниз по потоку и тому подобное, могут использоваться в данном документе для простоты описания, чтобы описать отношение одного элемента или признака к другому элементу(ам) или признаку(ам), как показано, направление вверх направлено к верхней части соответствующей фигуры, а направление вниз направлено к нижней части соответствующей фигуры, направление вверх - к поверхности ствола скважины, направление вниз - к призабойному участку ствола скважины. Если не указано иное, пространственно относительные термины предназначены для охвата различных ориентаций устройства при использовании или работе в дополнение к ориентации, изображенной в графических материалах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, элементы, описанные как находящиеся «ниже» или «под» другими элементами или признаками, будут тогда ориентированы «над» другими элементами или признаками. Таким образом, приведенный в качестве примера термин «ниже» может охватывать как ориентацию выше, так и ориентацию ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или в других ориентациях), и пространственно относительные описательные термины, используемые в данном документе, также могут истолковываться соответствующим образом.[0010] In the present invention, reference numerals and / or letters may be repeated in various examples or in various figures. Such repetition is intended for simplicity and clarity, and does not in itself dictate the relationship between the various embodiments and / or configurations that have been discussed. In addition, spatially relative terms such as below, below, below, above, upper, uphole, downhole, upstream, downstream, and the like may be used herein for ease of description to describe the relationship one element or feature to another element (s) or feature (s), as shown, the upward direction is directed to the top of the corresponding figure, and the downward direction is directed to the bottom of the corresponding figure, the upward direction is towards the wellbore surface, the downward direction is toward bottomhole section of the wellbore. Unless otherwise indicated, spatially relative terms are intended to encompass various orientations of the device in use or operation in addition to the orientation depicted in the graphics. For example, if the device in the figures is inverted, elements described as being “below” or “below” other elements or features will then be oriented “above” other elements or features. Thus, the exemplary term "below" can encompass both the above orientation and the below orientation. The device may be oriented differently (rotated 90 degrees or in other orientations), and spatially relative descriptive terms used herein may also be construed accordingly.

[0011] Кроме того, даже если фигура может изображать горизонтальный ствол скважины или вертикальный ствол скважины, если не указано иное, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что устройство в соответствии с настоящим изобретением одинаково хорошо подходит для использования в стволах скважин, имеющих другие ориентации, включая вертикальные стволы скважин, наклонные стволы скважин, многосторонние стволы скважин или тому подобное. Аналогичным образом, если не указано иное, даже если фигура может изображать шельфовую операцию, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способ и/или система в соответствии с данным изобретением одинаково хорошо подходят для использования в операциях на суше, и наоборот.[0011] In addition, even if the figure may depict a horizontal wellbore or a vertical wellbore, unless otherwise indicated, those skilled in the art would appreciate that the apparatus of the present invention is equally well suited for use in wellbores having other orientations including vertical wellbores, deviated wellbores, multilateral wellbores, or the like. Likewise, unless otherwise indicated, even if the figure may depict an offshore operation, those skilled in the art will appreciate that the method and / or system of the present invention is equally well suited for use in onshore operations and vice versa.

[0012] Используемые в данном документе слова «содержать», «иметь», «включать», и все их грамматические варианты имеют открытое, не ограничивающее значение, которое не исключает дополнительные элементы или этапы. Хотя композиции и способы описаны с помощью таких терминов, как «содержащий», «включающий в себя» или «включающий» различные компоненты или этапы, композиции, и способы также могут «состоять, по существу, из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Следует также понимать, что используемые в данном документе термины «первый», «второй» и «третий» назначаются произвольно и предназначены просто для того, чтобы различать два или более объектов и т. д., в зависимости от обстоятельств, и не указывают на какую-либо последовательность. Кроме того, следует понимать, что простое использование слова «первый» не требует наличия какого-либо «второго» элемента, а простое использование слова «второй» не требует наличия какого-либо «первого» или «третьего» элемента и т. д.[0012] Used in this document, the words "contain", "have", "include", and all grammatical variations thereof have an open, non-limiting meaning that does not exclude additional elements or steps. Although compositions and methods are described using terms such as "comprising", "comprising" or "comprising" various components or steps, compositions and methods can also "consist essentially of" or "consist of" various components and stages. It should also be understood that as used herein, the terms "first", "second" and "third" are arbitrarily assigned and are intended merely to distinguish two or more objects, etc., as the case may be, and are not intended to indicate any sequence. In addition, it should be understood that the simple use of the word “first” does not require any “second” element, and the simple use of the word “second” does not require any “first” or “third” element, etc.

[0013] Термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Кроме того, термины, приведенные в формуле изобретения в единственном числе, определены в данном документе как означающие один или более элементов, которые он вводит. Если есть какое-либо противоречие в использовании слова или термина в данном описании и одном или более патентах или других документах, которые могут быть включены в данный документ посредством ссылки, должны быть приняты определения, которые согласуются с данным описанием.[0013] The terms in the claims have their simple, ordinary meaning, unless otherwise explicitly and clearly defined by the patentee. In addition, the terms in the claims in the singular are defined herein as meaning one or more elements that it introduces. If there is any conflict in the use of a word or term in this description and one or more patents or other documents that may be incorporated herein by reference, definitions should be adopted that are consistent with this description.

[0014] В основном, данное изобретение предусматривает измерительное устройство и способ измерения напряжения (такой как сжатие или растягивающее напряжение и/или крутящий момент) в рабочей колонне во время операций заканчивания при креплении снаряда для заканчивания скважины к обсадной колонне в стволе скважины. Снаряд для заканчивания скважины может представлять собой по меньшей мере одно из потайной обсадной колонны, подвесного устройства для потайной обсадной колонны, мостовой пробки, пробки для гидроразрыва пласта, скважинного отклонителя, пакера, песчаного сетчатого фильтра, фрезерного инструмента, ловильного инструмента, отклоняющего устройства, устройства для заканчивания скважины, анкерного устройства и т. д. Прикрепление снаряда для заканчивания скважины к обсадной колонне (или другим колоннам труб в стволе скважины) может включать в себя манипуляции с рабочей колонной для передачи напряжения на снаряд для заканчивания скважины через измерительный инструмент, причем измерительный инструмент измеряет напряжение, прилагаемое к снаряду для заканчивания скважины. Измерительное устройство может содержать пустотелый корпус с множеством углублений на наружной поверхности, причем в некоторых углублениях расположены тензодатчики. Измерительное устройство может содержать телеметрическое устройство (такое как гидравлический импульсный генератор, акустическое телеметрическое устройство, электромагнитное телеметрическое устройство, телеметрическое устройство с использованием электрического сигнала и оптическое телеметрическое устройство), выполненное с возможностью передачи данных, полученных от тензодатчиков, на поверхностный контроллер с помощью телеметрии, причем телеметрическое устройство расположено в одном из множества углублений. Тензодатчики могут измерять сжатие или напряжение и/или вращающий момент в рабочей колонне и передавать с помощью телеметрии полученные данные на поверхность для оценки. Измерительное устройство может содержать сквозное отверстие, которое проходит через корпус и имеет, по существу, постоянный внутренний диаметр, который позволяет сбрасываемому шару проходить через измерительное устройство и приводить в действие другие скважинные инструменты в скважине, которые расположены глубже в стволе скважины, чем измерительное устройство. Используемый в данном документе термин «сбрасываемый шар» или «шар» относится к любому объекту, который может перемещаться через обсадную колонну для приведения в действие скважинного инструмента (например, спускного инструмента 24), причем объектом может быть шар, дротик, пробка и т. п.[0014] Basically, the present invention provides a measuring device and method for measuring stress (such as compression or tensile stress and / or torque) in a work string during completion operations while attaching a completion to a casing in a wellbore. The completion tool can be at least one of a countersunk casing, a liner hanger, a bridge plug, a fracturing plug, a whipstock, a packer, a sand screen, a milling tool, a fishing tool, a diverter, a device for well completion, anchor device, etc. Attaching the completion tool to the casing (or other tubing strings in the wellbore) may involve manipulating the work string to transfer voltage to the completion tool through a measuring tool, the measuring tool the tool measures the stress applied to the completion tool. The measuring device may comprise a hollow body with a plurality of recesses on the outer surface, with strain gauges located in some of the recesses. The measuring device may comprise a telemetry device (such as a hydraulic pulse generator, an acoustic telemetry device, an electromagnetic telemetry device, an electrical signal telemetry device, and an optical telemetry device) configured to transmit data received from the strain gauges to a surface controller using telemetry, moreover, the telemetry device is located in one of the plurality of recesses. Load cells can measure compression or stress and / or torque in the working string and telemetry the data back to the surface for evaluation. The measurement device may include a through hole that extends through the body and has a substantially constant bore that allows the drop ball to pass through the measurement device and actuate other downhole tools in the borehole that are located deeper in the wellbore than the measurement device. As used herein, the term "drop ball" or "ball" refers to any object that can be moved through the casing to actuate a downhole tool (e.g. running tool 24), and the object can be a ball, dart, plug, etc. P.

[0015] Обсадная колонна представляет собой насосно-компрессорную колонну, которая установлена внутри пробуренного ствола скважины для защиты и поддержки добычи флюидов с доставкой на поверхность. В дополнение к обеспечению стабилизации и удерживания стенок ствола скважины от обвалов обсадная колонна может защитить добычу флюидов от внешних загрязнений, например, путем отделения любых пластов пресной воды от флюидов, добываемых через обсадную колонну. Известное также как цементирование колонны, обсаживание ствола скважины, включает в себя спуск трубы (такой как стальная труба) вниз по внутренней части недавно пробуренного участка ствола скважины. Кольцевое пространство между обсадной колонной и необработанными стенками ствола скважины может быть заполнено цементом для несъемной установки колонны обсадной колонны на месте. Обсадная труба может быть спущена с площадки буровой установки, соединена поочерёдно в каждом соединении, и заведена нижним концом в обсадную колонну, которая ранее была введена в ствол скважины. Обсадная колонна спускается, когда нагрузка обсадной колонны передается на подвесные устройства для обсадных колонн, которые расположены вблизи верхней части новой обсадной колонны, и может использовать клиновые захваты или резьбы для подвешивания новой обсадной колонны в стволе скважины. Рабочая колонна может использоваться для установки обсадной колонны вблизи нижнего конца ранее установленной обсадной колонны. Затем цементный раствор можно закачать в ствол скважины и дать ему затвердеть, чтобы окончательно закрепить обсадную колонну на месте. После того как цемент затвердеет, может быть пробурена нижняя часть ствола скважины и продолжен процесс заканчивания скважины.[0015] A casing is a tubing that is installed within a drilled wellbore to protect and support production of fluids to the surface. In addition to providing stabilization and containment of the wellbore walls from collapses, the casing can protect the production of fluids from external contaminants, for example, by separating any fresh water reservoirs from the fluids produced through the casing. Also known as casing, casing a wellbore involves running a pipe (such as steel pipe) down the interior of a newly drilled section of a wellbore. The annular space between the casing and the untreated walls of the wellbore can be filled with cement to permanently set the casing in place. The casing can be run from the rig site, connected one at a time at each joint, and driven with the lower end into the casing that was previously inserted into the wellbore. The casing is lowered when the casing load is transferred to casing hangers that are located near the top of the new casing and may use wedges or threads to suspend the new casing in the wellbore. The working string can be used to set the casing near the lower end of a previously installed casing. The slurry can then be pumped into the wellbore and allowed to harden to permanently hold the casing in place. After the cement has solidified, the lower part of the wellbore can be drilled and the completion process continued.

[0016] Иногда ствол скважины бурят поэтапно. Ствол скважины может быть пробурен на определенную глубину, обсажен и зацементирован, а затем пробурен на большую глубину, обсажен и зацементирован снова и так далее. Каждый раз, когда ствол скважины обсаживают, используют обсадную колонну меньшего диаметра. Самый широкий тип обсадной колонны может называться направляющей обсадной колонной, и обычно составляет от 0,8 до 1 м (от 30 до 42 дюймов) в диаметре для шельфовых стволов скважин и от 0,3 м до 0,4 м (от 12 до 16 дюймов) в диаметре для наземных стволов скважин. Кольцевое пространство в радиальном направлении за пределами направляющей обсадной колонны может быть заполнено цементом для предотвращения циркуляции буровых растворов за пределами направляющей обсадной колонны и возникновения эрозии. Обсадные колонны следующего размера можно назвать кондукторной обсадной колонной, длина которой может достигать нескольких сотен метров (тысяч футов). Кольцевое пространство в радиальном направлении за пределами кондукторной обсадной колонны может быть заполнено цементом, чтобы предотвратить проникновение углеводородных флюидов в зоны пресной воды. В некоторых стволах скважин промежуточная обсадная колонна может быть спущена для разделения сложных зон или проблемных зон, таких как зоны высокого давления или зоны поглощения бурового раствора. Кольцевое пространство в радиальном направлении за пределами промежуточной осадной колонны может быть по меньшей мере частично заполнено цементом для изолирования пластов, которые могут разрушаться и приводить к поглощению бурового раствора в стволе скважины.[0016] Sometimes the wellbore is drilled in stages. The wellbore can be drilled to a specific depth, cased and cemented, and then drilled to a greater depth, cased and cemented again, and so on. Each time the wellbore is cased, a smaller diameter casing is used. The widest type of casing can be referred to as guide casing, and is typically 0.8 to 1 m (30 to 42 inches) in diameter for offshore wellbores and 0.3 m to 0.4 m (12 to 16 inches) in diameter for surface wellbores. The annulus radially outside of the casing guide can be filled with cement to prevent circulation of drilling fluids outside the casing guide and erosion. The following casing sizes can be referred to as surface casing , which can be up to several hundred meters (thousands of feet) in length. The annulus in the radial direction outside the surface of the surface casing can be filled with cement to prevent hydrocarbon fluids from entering fresh water zones. In some wellbores, an intermediate casing may be run to separate difficult zones or problem zones, such as high pressure zones or lost circulation zones. The annular space in the radial direction outside the intermediate siege string may be at least partially filled with cement to isolate formations that may collapse and result in lost circulation in the wellbore.

[0017] Как правило, последний тип обсадной колонны, спускаемой в ствол скважины, представляет собой эксплуатационную обсадную колонну и, следовательно, является обсадной колонной наименьшего диаметра. Эксплуатационная обсадная колонна может быть спущена непосредственно в продуктивный пласт. Кольцевое пространство в радиальном направлении за пределами эксплуатационной обсадной колонны может быть по меньшей мере частично заполнено цементом, чтобы предотвратить миграцию углеводородов в зоны поглощения и предотвратить обрушение пород пластов в скважину, что может привести к поглощению бурового раствора стволом скважины. Кроме того, в ствол скважины вместо обсадной колонны может быть спущена потайная обсадная колонна. Хотя потайная обсадная колонна очень похожа на другие обсадные колонны тем, что она может состоять из отдельных секций труб, потайная обсадная колонна не проходит по всей длине ствола скважины. Потайная обсадная колонна может быть подвешена в стволе скважины с помощью подвесного устройства для потайной обсадной колонны, а затем кольцевое пространство в радиальном направлении за пределами потайной обсадной колонны может быть по меньшей мере частично заполнено цементом. Затем в ствол скважины может быть спущена эксплуатационная колонна для добычи флюидов с их доставкой на поверхность и буровую установку.[0017] Typically, the last type of casing to be run into the wellbore is production casing and is therefore the smallest diameter casing. The production casing can be run directly into the reservoir. The annular space in the radial direction outside the production casing may be at least partially filled with cement to prevent hydrocarbons from migrating into lost zones and to prevent formation rocks from collapsing into the wellbore, which can lead to mud losses in the wellbore. In addition, a countersunk casing can be run into the wellbore instead of the casing. While the liner casing is very similar to other casing strings in that it can be made up of separate pipe sections, the liner does not run the entire length of the wellbore. The liner casing can be suspended in the wellbore with a liner casing hanger, and then the annulus radially outside the liner casing can be at least partially filled with cement. A production string can then be run down the wellbore to produce fluids and deliver them to the surface and rig.

[0018] На фиг. 1 проиллюстрирована вертикальная проекция в частичном поперечном сечении системы 10 ствола скважины, которую можно использовать для операций заканчивания в стволе 12 скважины. Ствол 12 скважины может проходить через различные слои геологической среды в нефтегазоносном пласте 14, расположенном под поверхностью 16 геологической среды. Система 10 ствола скважины может содержать буровую установку (или буровую вышку) 18 и устье 40 скважины. Транспортировочное устройство 30 (например, сегментированная колонна насосно-компрессорных труб, гибкие насосно-компрессорные трубы и т. д.) может использоваться для транспортировки инструментов для заканчивания скважины и/или обсадных колонн вглубь скважины. В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, транспортировочное устройство 30 в общем может называться рабочей колонной 30. Рабочая колонна 30 может иметь измерительное устройство 50, прикрепленное к ее нижнему концу с помощью спускного инструмента 24, прикрепленного между измерительным устройством 50 и потайной обсадной колонной 28. Спускной инструмент 24 может быть прикреплен к потайной обсадной колонне 28 на буровой установке 18 и использован для спуска потайной обсадной колонны 28 в ствол 12 скважины посредством рабочей колонны 30. Как проиллюстрировано на фиг. 1, спускной инструмент 24 прикреплен к верхнему концу потайной обсадной колонны 28, а рабочую колонну 30 используют для размещения верхнего конца потайной обсадной колонны 28 выше, но вблизи, нижнего конца обсадной колонны 34.[0018] FIG. 1 illustrates a partial cross-sectional elevation view of a wellbore system 10 that may be used for completion operations in wellbore 12. The wellbore 12 may pass through various layers of the subsurface in an oil and gas bearing formation 14 located below the surface 16 of the subsurface. The wellbore system 10 may include a drilling rig (or derrick) 18 and a wellhead 40. A transport device 30 (eg, segmented tubing, coiled tubing, etc.) can be used to transport completion tools and / or casing downhole. In the example illustrated in FIG. 1, the transport device 30 may generally be referred to as workstring 30. Workstring 30 may have a measurement device 50 attached to its lower end by a runner 24 attached between the measurement device 50 and a flush casing 28. Running tool 24 may be attached to the liner 28 on the rig 18 and is used to run the liner 28 into the wellbore 12 via the workstring 30. As illustrated in FIG. 1, a running tool 24 is attached to the upper end of the liner 28 and the workstring 30 is used to position the upper end of the liner 28 above but near the lower end of the casing 34.

[0019] Как только потайная обсадная колонна 28 надлежащим образом размещена в стволе 12 скважины, спускной инструмент 24 могут использовать для установки подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны (которая может содержать пакеры и/или клиновые захваты 20, 22), которое будет удерживать потайную обсадную колонну 28 в требуемом положении в стволе 12 скважины. Как только установлено подвесное устройство 21 для потайной обсадной колонны, спускной инструмент 24 может быть высвобожден из потайной обсадной колонны 28, и рабочая колонна 30 вместе с измерительным устройством 50 и спускным инструментом 24 может быть удалена из ствола 12 скважины, причем потайная обсадная колонна 28 остается в стволе 12 скважины. Однако до удаления рабочей колонны 30 из ствола 12 скважины цемент могут закачивать через рабочую колонну 30, измерительный инструмент 50 и спускной инструмент 24 для заполнения кольцевого пространства между потайной обсадной колонной 28 и стволом скважины 12. Пакеры и/или клиновые захваты 20, 22 могут представлять собой пакер или клиновой захват любого подходящего типа, который может надежно закрепить верхний конец потайной обсадной колонны 28 на обсадной колонне 34. Например, надувные, набухающие, сжимаемые, и/или механические пакеры могут быть включены в подвесное устройство 21 для потайной обсадной колонны. Механически расширяемые клиновые захваты, гидравлически расширяемые клиновые захваты, вращающиеся активированные клиновые захваты и т. д. также могут быть включены в подвесное устройство 21 для потайной обсадной колонны. Пакеры и клиновые захваты хорошо известны в данной области техники и не будут далее обсуждаться.[0019] Once the liner 28 is properly positioned in the wellbore 12, the running tool 24 can be used to install a liner hanger 21 (which may contain packers and / or wedges 20, 22) that will hold the liner. the casing 28 in the desired position in the wellbore 12. Once the liner hanger 21 has been installed, the running tool 24 can be released from the liner 28 and the workstring 30, together with the measuring device 50 and the running tool 24, can be removed from the borehole 12, with the liner 28 remaining in the wellbore 12. However, prior to removal of workstring 30 from wellbore 12, cement may be pumped through workstring 30, measurement tool 50, and running tool 24 to fill the annulus between liner 28 and wellbore 12. Packers and / or wedges 20, 22 may represent any suitable type of packer or wedge that can securely anchor the top end of the liner 28 to the casing 34. For example, inflatable, swellable, compressible, and / or mechanical packers may be included in the liner hanger 21. Mechanically expandable wedge grips, hydraulically expandable wedge grips, rotating activated wedge grips, etc. can also be included in the hanger 21 for the countersunk casing. Packers and grips are well known in the art and will not be discussed further.

[0020] На фиг. 2 проиллюстрирован вариант реализации данного изобретения для установки пробки 90 в стволе 12 скважины. Операция гидроразрыва изображена на фиг. 2, причем гидроразрыв 94 выполнен на участке 98 через перфорации 86. Для участка 96 гидроразрыва предыдущую трещину 94 гидроразрыва обычно изолируют от новой трещины 92 гидроразрыва, которая может быть образована через дополнительные перфорации 86 на участке 96. В этой операции заканчивания с обработкой и/или гидроразрывом ствола 12 скважины может быть установлена мостовая пробка или пробка 90 гидроразрыва в стволе 12 скважины между участками 96 и 98 для отвода состава для обработки приствольной зоны или жидкости для гидроразрыва в перфорации 86 на участке 96. Рабочая колонна 30 может содержать измерительное устройство 50 и спускной инструмент 24, прикрепленный к концу рабочей колонны 30, с пробкой 90, прикрепленной к спускному инструменту. Центратор 82 может использоваться для центрирования рабочей колонны 30 в стволе 12 скважины. Пробка 90 может доставляться в ствол 12 скважины посредством рабочей колонны 30 и устанавливаться между участками 96 и 98 с помощью спускного инструмента 24. Измерительное устройство 50 может измерять сжатие, напряжение и вращающий момент, прикладываемые к пробке 90 рабочей колонной 30 во время установки пробки и, возможно, после установки пробки для проверки целостности уплотнения пробки на обсадной колонне 34 в стволе 12 скважины. Используемый в данном документе термин «пробка» относится к мостовой пробке, пробке гидроразрыва пласта, скважинному отклонителю или любому другому устройству, которое может быть спущено в ствол скважины и установлено с помощью спускного инструмента 24.[0020] FIG. 2 illustrates an embodiment of the present invention for installing a plug 90 in a wellbore 12. The fracturing operation is depicted in FIG. 2, where fracture 94 is fractured in section 98 through perforations 86. For fracture section 96, the previous fracture 94 is typically isolated from a new fracture 92 that may be generated through additional perforations 86 in section 96. In this completion operation with treatment and / or fracturing the wellbore 12 can be used to install a bridge plug or fracture plug 90 in the wellbore 12 between sections 96 and 98 to withdraw the near-wellbore treatment compound or fracturing fluid in the perforation 86 in section 96. The working string 30 may contain a measuring device 50 and a run a tool 24 attached to the end of the work string 30 with a plug 90 attached to the running tool. Centralizer 82 can be used to center the workstring 30 in the wellbore 12. The plug 90 can be delivered to the wellbore 12 via the workstring 30 and installed between the sections 96 and 98 using the running tool 24. The measuring device 50 can measure the compression, stress and torque applied to the plug 90 by the workstring 30 during the installation of the plug and, possibly after installing the plug to check the seal integrity of the plug on the casing 34 in the wellbore 12. As used herein, the term "plug" refers to a bridge plug, fracture plug, whipstock, or any other device that can be run into a wellbore and installed with a running tool 24.

[0021] На фиг. 3 проиллюстрирован вариант реализации данного изобретения для установки потайной обсадной колонны 28 в стволе 12 скважины, аналогично конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 1. Измерительное устройство 50 может быть соединено со спускным инструментом 24 через резьбовые соединения 54 и 56, причем резьбовое соединение 53 используется для соединения измерительного устройства 50 с рабочей колонной 30. Следует понимать, что резьбовые соединения 53, 54, 56 могут реализовать другие соединения, например, дополнительные секции трубы могут быть соединены между измерительным устройством 50 и спускным инструментом 24, а также между измерительным устройством 50 и рабочей колонной 30.[0021] FIG. 3 illustrates an embodiment of the present invention for installing a countersunk casing 28 in a wellbore 12, similar to the configuration illustrated in FIG. 1. Measuring device 50 may be connected to flush 24 through threaded connections 54 and 56, with threaded connection 53 being used to connect measuring device 50 to workstring 30. It will be appreciated that threaded connections 53, 54, 56 may implement other connections, for example, additional pipe sections may be connected between measuring device 50 and venting tool 24, and also between measuring device 50 and workstring 30.

[0022] Как было указано ранее, спускной инструмент 24 может быть прикреплен к верхнему концу потайной обсадной колонны 28. Потайная обсадная колонна 28 может быть спущена в ствол 12 скважины и размещена вблизи нижнего конца обсадной колонны 34 (или в любом другом требуемом месте вдоль обсадной колонны 34). Измерительное устройство 50 может содержать множество датчиков для измерения и контроля параметров, таких как давление, температура в скважине и т. д., а также азимутальная ориентация измерительного устройства 50, крутящий момент, прилагаемый к спускному инструменту 24, и нагрузка, прилагаемая к подвесному устройству для потайной обсадной колонны спускным инструментом 24. Измеренные данные могут быть переданы на поверхность посредством телеметрии по гидроимпульсному каналу связи с помощью импульсного генератора 70 (см. фиг. 4), включенного в измерительное устройство 50. Этот импульсный генератор 70 могут использовать для создания импульсов отрицательного давления в флюиде в рабочей колонне 30, которая передает импульсы на поверхность. Однако импульсный генератор 70 не ограничивает поток флюидов в сквозном отверстии 52 измерительного устройства 50 для создания телеметрии по гидроимпульсному каналу связи. Импульсный генератор 70 может избирательно выпускать флюид из рабочей колонны 30 в кольцевое пространство 32, чтобы генерировать отрицательные гидроимпульсы. Импульсный генератор 70 может содержать приемник 104 и передатчик 106 соответственно для приема и передачи данных телеметрии. Передатчик 106 может быть отключен в требуемые периоды времени (например, когда рабочую колонну спускают в ствол 12 скважины и/или извлекают из ствола скважины) для снижения мощности, потребляемой измерительным устройством 50. Также следует понимать, что могут использовать различные другие телеметрические устройства 102 для передачи данных на поверхностный контроллер, такой как акустическое телеметрическое устройство, электромагнитное телеметрическое устройство, телеметрическое устройство с использованием электрического сигнала, оптическое телеметрическое устройство и т. д. Эти типы телеметрических устройств хорошо известны в данной области техники и не будут дальше обсуждаться. Однако следует понимать, что ни одно из этих телеметрических устройств не закрывает сквозное отверстие 52 и иным образом не уменьшает внутренний диаметр ID1 сквозного отверстия 52 в измерительном устройстве 50.[0022] As previously indicated, the running tool 24 can be attached to the upper end of the liner 28. The liner 28 can be run into the wellbore 12 and positioned near the lower end of the casing 34 (or any other desired location along the casing columns 34). Meter 50 may include a plurality of sensors for measuring and monitoring parameters such as pressure, borehole temperature, etc., as well as the azimuthal orientation of the meter 50, the torque applied to the runner 24, and the load applied to the hanger. for a hidden casing string running tool 24. The measured data can be transmitted to the surface by telemetry via a mud pulse communication channel using a pulse generator 70 (see Fig. 4) included in the measuring device 50. This pulse generator 70 can be used to generate negative pulses pressure in the fluid in the working string 30, which transmits impulses to the surface. However, the pulse generator 70 does not restrict the flow of fluids in the through-hole 52 of the meter 50 for generating mud pulse telemetry. Pulse generator 70 may selectively discharge fluid from workstring 30 into annulus 32 to generate negative pulses. Pulse generator 70 may include a receiver 104 and a transmitter 106, respectively, for receiving and transmitting telemetry data. Transmitter 106 may be disabled at desired times (e.g., when the workstring is lowered into and / or pulled out of the wellbore) to reduce the power consumed by meter 50. It should also be understood that various other telemetry devices 102 may be used to transmitting data to a surface controller such as an acoustic telemetry device, an electromagnetic telemetry device, an electrical signal telemetry device, an optical telemetry device, etc. These types of telemetry devices are well known in the art and will not be discussed further. However, it should be understood that none of these telemetry devices obstructs the through hole 52 and otherwise reduces the inner diameter ID1 of the through hole 52 in the meter 50.

[0023] После того как потайная обсадная колонна 28 размещена в стволе 12 скважины, подвесное устройство 21 для потайной обсадной колонны может быть установлено путем расширения одного или более пакеров 20 для приведения их в контакт с внутренней поверхностью обсадной колонны 34 и/или расширения клиновых захватов 22 для их зацепления с внутренней поверхностью. Существует много способов установки подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны и/или высвобождения спускного инструмента 24 из потайной обсадной колонны 28 после установки потайной обсадной колонны 28. Некоторыми примерами установки подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны могут быть вращение спускного инструмента 24 с помощью рабочей колонны 30, гидравлическая активация спускного инструмента 24 линиями управления и/или сброс шара 48. Одно из преимуществ используемого в настоящее время измерительного устройства 50 состоит в том, что сквозное отверстие 52 устройства позволяет активировать гидравлику спускного инструмента 24 путем сброса шара 48 через рабочую колонну 30, через измерительное устройство 50 для его контакта с седлом 42 шара в спускном инструменте 24. Гидравлика спускного инструмента 24 может работать, когда шар 48 попадает в седло 42 шара, что позволяет манипулировать падением давления на спускном инструменте 24. Это манипулирование давлением можно использовать для активирования подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны, настраивая работу спускного инструмента 24. Кроме того, манипулирование(я) давлением, применяемое(ые) к спускному инструменту 24 (а также манипуляции с рабочей колонной 30, применяемые к спускному инструменту 24), могут использовать для получения последовательности, которая приводит к высвобождению спускного инструмента 24 из потайной обсадной колонны 28. Манипуляции с рабочей колонной 30 могут включать сжатие (приложенную нагрузку), напряжение (снятую нагрузку) и/или вращающий момент для создания последовательности, которая задействует спускной инструмент 24.[0023] After the liner 28 is placed in the wellbore 12, the liner hanger 21 can be installed by expanding one or more packers 20 to bring them into contact with the inner surface of the casing 34 and / or expanding the wedges. 22 to engage the inner surface. There are many ways to install the liner hanger 21 and / or release the running tool 24 from the liner casing 28 after the liner casing 28 has been set. Some examples of installing the liner hanger 21 can be by rotating the running tool 24 with the working string. 30, hydraulically activating the runner 24 by control lines and / or dropping the ball 48. One of the advantages of the currently used gauge 50 is that the through hole 52 of the device allows the hydraulics of the runner 24 to be activated by dropping the ball 48 through the work string 30. through the measuring device 50 to contact the ball seat 42 in the trigger 24. The hydraulics of the trigger 24 can be operated when the ball 48 enters the ball seat 42 to manipulate the pressure drop across the trigger 24. This pressure manipulation can be used to activate the liner casing hanger 21 by adjusting the operation of the running tool 24. In addition, the pressure manipulation (s) applied to the running tool 24 (as well as the workstring manipulation 30 applied to the running tool 24), can be used to generate a sequence that releases the running tool 24 from the liner casing 28. Manipulations with the workstring 30 can include compression (applied load), stress (removed load) and / or torque to create a sequence that activates the running tool 24.

[0024] Когда установлено подвесное устройство 21 для потайной обсадной колонны, может быть желательным проверить целостность подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны путем приложения нагрузки к потайной обсадной колонне 28. Нагрузку на потайную обсадную колонну 28 можно приложить путем приложения сжатия к рабочей колонне 30, которое может быть передано через спускной инструмент 24 на потайную обсадную колонну 28. Если к потайной обсадной колонне 28 можно приложить нагрузку заранее определенной величины без нарушения функций потайной обсадной колонны, то подвесное устройство 21 для потайной обсадной колонны может считаться установленным надлежащим образом. Величина нагрузки, прилагаемой к потайной обсадной колонне 28, может быть определена тензодатчиками 58, которые могут быть расположены в углублениях 61 на наружной поверхности 67 измерительного устройства 50. Когда применяется сжатие рабочей колонны 30, измерительное устройство 50 может измерять сжатие, испытываемое устройством 50, и определять величину нагрузки (или силы), прикладываемой к потайной обсадной колонне 28 и, таким образом, к подвесному устройству 21 для потайной обсадной колонны. Затем измеренные данные могут быть переданы на поверхностный контроллер 80 для оценки.[0024] When the liner hanger 21 is installed, it may be desirable to verify the integrity of the liner hanger 21 by applying a load to the liner casing 28. A load on the liner casing 28 can be applied by applying compression to the work string 30, which can be transferred via running tool 24 to the liner 28. If a predetermined load can be applied to the liner 28 without disrupting the function of the liner, then the liner 21 can be considered properly installed. The amount of load applied to the liner casing 28 can be determined by strain gauges 58, which can be located in recesses 61 on the outer surface 67 of the measuring device 50. When compression of the working string 30 is applied, the measuring device 50 can measure the compression experienced by the device 50, and determine the amount of load (or force) applied to the liner 28 and thus to the hanger 21 for the liner. The measured data can then be transmitted to surface controller 80 for evaluation.

[0025] Тензодатчики 58 могут быть расположены по окружности вокруг наружной поверхности измерительного устройства 50 в двух или более положениях, которые находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Например, на фиг. 2 и 3 показаны три датчика 58, расположенные под углами «0», «120» и «240» градусов по окружности корпуса 66 (однако показан только один из датчиков 58). Тензодатчики 58 могут обеспечивать измерения сжатия, напряжения и/или крутящего момента, тем самым определяя нагрузку, напряжение и/или крутящий момент, прилагаемые к инструменту 24. Тензодатчики 58 могут быть 3-осевыми тензодатчиками, которые могут обнаруживать напряжение в трехосной ортогональной системе координат измерительного устройства 50.[0025] Load cells 58 may be disposed circumferentially around the outer surface of meter 50 at two or more positions that are equidistant from each other. For example, in FIG. 2 and 3, three sensors 58 are shown positioned at angles "0", "120" and "240" degrees around the circumference of housing 66 (however, only one of the sensors 58 is shown). Strain gages 58 may provide compression, stress and / or torque measurements, thereby detecting the load, stress, and / or torque applied to tool 24. Strain gages 58 may be 3-axis strain gauges that can detect stress in a triaxial orthogonal coordinate system devices 50.

[0026] Измеренные данные могут быть переданы на поверхностный контроллер 80 посредством телеметрии по гидроимпульсному каналу связи. Когда измеренные данные принимаются на поверхности, могут быть приняты решения, такие как высвобождение спускного инструмента 24 и удаление рабочей колонны 30 из ствола 12 скважины вместе с измерительным устройством 50. Кроме того, если измеренные данные показывают, что подвесное устройство 21 потайной обсадной колонны не установлено должным образом, тогда могут быть предприняты корректирующие действия для его ремонта и/или восстановления. Тензодатчики 58 могут обеспечивать видимость операций заканчивания при закреплении снаряда 100 для заканчивания скважины на обсадной колонне в стволе 12 скважины. Снаряд 100 для заканчивания скважины может представлять собой по меньшей мере одно из потайной обсадной колонны 28, подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны, мостовой пробки 90, пробки 90 гидроразрыва, скважинного отклонителя 90, пакера 20, песчаного сетчатого фильтра, фрезерного инструмента, ловильного инструмента, отклоняющего устройства (например, для отклонения колонны насосно-компрессорных труб, скважинного инструмента и т. д. в боковой ствол скважины), устройства для заканчивания скважины (например, для гидроразрыва, отвода и т. д.), анкерного устройства и т. д. Крепление снаряда 100 для заканчивания скважины на обсадной колонне 34 (или других колоннах насосно-компрессорных труб в стволе скважины) может включать манипуляции с рабочей колонной 30 для создания нагрузки на снаряд 100 для заканчивания скважины через измерительный инструмент 50, причем измерительный инструмент измеряет напряжение, прилагаемое к снаряду 100 для заканчивания скважины.[0026] The measured data can be transmitted to the surface controller 80 via mud pulse telemetry. When measured data is received at the surface, decisions can be made such as releasing the running tool 24 and removing the workstring 30 from the wellbore 12 along with the measuring device 50. In addition, if the measured data indicates that the liner 21 is not installed properly, then corrective action can be taken to repair and / or rebuild it. The strain gauges 58 can provide visibility of completion operations while securing the completion string 100 to the casing in the wellbore 12. Completion tool 100 may be at least one of a countersunk casing 28, a liner 21, a bridge plug 90, a fracture plug 90, a whipstock 90, a packer 20, a sand screen, a milling tool, a fishing tool , a diverter (for example, to deflect a tubing string, downhole tool, etc. into a lateral wellbore), a completion device (for example, for hydraulic fracturing, diversion, etc.), an anchor device, etc. Securing the completion tool 100 to the casing 34 (or other tubing in the wellbore) may involve manipulating the workstring 30 to load the completion tool 100 through the measuring tool 50, the measuring tool measuring voltage supplied with the completion tool 100.

[0027] Измерительное устройство 50 может содержать пустотелый корпус 66, присоединительные головки 53, 54, углубления 60, 61, 62 на наружной поверхности 67 корпуса 66 с множеством датчиков 64, 68, установленных в углублениях 60, 62 и тензодатчиками 58, установленными в углублениях 61. Внутренний проточный канал для потока может быть выполнен в виде единого сквозного отверстия 52, имеющего, по существу, постоянный внутренний диаметр ID1. Используемый в данном документе термин «по существу, постоянный диаметр» относится к диаметру, который может иметь небольшие отклонения по длине сквозного отверстия, но сквозное отверстие сохраняет указанный диаметр на протяжении большей части длины.[0027] The measuring device 50 may include a hollow body 66, connection heads 53, 54, recesses 60, 61, 62 on the outer surface 67 of the body 66 with a plurality of sensors 64, 68 installed in the recesses 60, 62 and strain gauges 58 installed in the recesses 61. The internal flow passage may be a single through-hole 52 having a substantially constant inner diameter ID1. As used herein, the term “substantially constant diameter” refers to a diameter that can vary slightly along the length of the through hole, but the through hole maintains the specified diameter over most of the length.

[0028] Шар 48 показан в трех возможных положениях, когда он проходит через измерительное устройство 50 в спускной инструмент 24. В положении 48а показан шар 48, проходящий через отверстие 52 в измерительном устройстве 50. Шар 48 имеет наружный диаметр OD1, который меньше внутреннего диаметра ID1 сквозного отверстия 52. Поскольку нет препятствий для прохождения шара 48 через устройство 50, шар 48 может свободно перемещаться к спускному инструменту 24. В положении 48b показан шар 48, вошедший в спускной инструмент 24, но до зацепления с седлом 42 шара. Проточный канал 38 может проходить через спускной инструмент 24 и может иметь внутренний диаметр ID2, который также больше, чем наружный диаметр OD1 шара 48. Шар 48 может перемещаться до тех пор, пока не приземлится в седле 42 шара, внутренний диаметр ID3 которого меньше наружного диаметра OD1 шара 48. Наличие шара 48 в седле 42 шара значительно ограничивает поток флюидов через спускной инструмент 24, и позволяет контроллеру манипулировать давлением на инструменте 24, что можно использовать для установки подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны (например, установки пакера 20 и клиновых захватов 22). Манипуляции давлением на инструменте 24 также можно использовать для высвобождения инструмента 24 из потайной обсадной колонны 28.[0028] Ball 48 is shown in three possible positions as it passes through gauge 50 into flush 24. Position 48a shows ball 48 passing through hole 52 in gauge 50. Ball 48 has an outer diameter OD1 that is less than the inner diameter ID1 through hole 52. Since there is no obstacle to the passage of the ball 48 through the device 50, the ball 48 is free to move towards the trigger 24. Position 48b shows the ball 48, which has entered the trigger 24, but before engaging with the seat 42 of the ball. The flow passage 38 may pass through the bleed tool 24 and may have an inner diameter ID2 that is also larger than the outer diameter OD1 of the ball 48. The ball 48 can move until it lands in the seat 42 of a ball whose inner diameter ID3 is less than the outer diameter OD1 of ball 48. The presence of ball 48 in ball seat 42 significantly restricts fluid flow through the run tool 24, and allows the controller to manipulate the pressure on tool 24, which can be used to set up a hanger 21 for a casing string (for example, setting a packer 20 and wedges 22). Pressure manipulation on tool 24 can also be used to release tool 24 from the liner casing 28.

[0029] На фиг. 4 проиллюстрирован вид в перспективе устройства 50 с различными элементами, закрепленными в углублениях 60, 61, 62 в корпусе 66 устройства 50. Гидравлический импульсный генератор 70, электрические соединения 72, блоки 74 связи, электронное оборудование 76, датчики 64, 68, а также тензодатчики 58 могут быть расположены, как показано, в углублениях на наружной поверхности 67 корпуса 66. Увеличенная часть корпуса 66 устройства 50 позволяет устанавливать эти компоненты в устройстве 50, не преграждая сквозное отверстие 52, которое проходит через устройство 50.[0029] FIG. 4 illustrates a perspective view of device 50 with various elements secured in recesses 60, 61, 62 in housing 66 of device 50. Hydraulic pulse generator 70, electrical connections 72, communication units 74, electronic equipment 76, sensors 64, 68, and strain gauges 58 may be located, as shown, in recesses on the outer surface 67 of housing 66. An enlarged portion of housing 66 of device 50 allows these components to be installed in device 50 without obstructing a through hole 52 that extends through device 50.

[0030] Таким образом, предусмотрено измерительное устройство 50 для измерения напряжения в рабочей колонне 30 во время операций заканчивания скважины. Измерительное устройство 50 может содержать корпус 66 с множеством углублений 60, 61, 62 на наружной поверхности 67 корпуса 66 и тензодатчики 58, которые могут обнаруживать сжатие, напряжение и/или вращающий момент корпуса 66, когда тензодатчики могут быть расположены по меньшей мере в двух из множества углублений 61 и когда эти углубления 61 расположены по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности корпуса 66. Измерительное устройство 50 может содержать гидравлический импульсный генератор 70 (или другие телеметрические устройства, такие как акустическое телеметрическое устройство, электромагнитное телеметрическое устройство, телеметрическое устройство с использованием электрического сигнала и оптическое телеметрическое устройство), которые могут быть выполнены с возможностью передачи данных, полученных от тензодатчиков 58, на поверхностный контроллер 80 посредством телеметрии по гидроимпульсному каналу связи (или других телеметрических каналов), при этом гидравлический импульсный генератор 70 расположен в другом одном из множества углублений 60, 62. Как указано выше, импульсный генератор 70 может содержать приемник 104 и передатчик 106 соответственно для приема и передачи телеметрических данных. Передатчик 106 может быть отключен в требуемые периоды времени (например, когда рабочую колонну спускают в ствол 12 скважины и/или извлекают из него, во время длительных периодов простоя и т. д.), чтобы уменьшить мощность, потребляемую измерительным устройством 50. Импульсный генератор 70 также может представлять собой другие телеметрические устройства 102, которые были указаны выше. Сквозное отверстие 52, имеющее по существу постоянный внутренний диаметр ID1, может проходить через корпус 66 измерительного устройства 50.[0030] Thus, a measuring device 50 is provided for measuring the stress in the workstring 30 during well completion operations. Meter 50 may include a housing 66 with a plurality of recesses 60, 61, 62 on the outer surface 67 of housing 66, and strain gauges 58 that can detect compression, stress, and / or torque of housing 66 when strain gauges can be located in at least two of a plurality of recesses 61 and when these recesses 61 are circumferentially spaced equidistant from each other around the circumference of the housing 66. The measuring device 50 may comprise a hydraulic pulse generator 70 (or other telemetry devices such as an acoustic telemetry device, an electromagnetic telemetry device, a telemetry device with using an electrical signal and an optical telemetry device), which can be configured to transmit data received from the strain gauges 58 to the surface controller 80 by telemetry via the hydraulic impulse communication channel (or other telemetry channels), while the hydraulics A single pulse generator 70 is located in another one of a plurality of recesses 60, 62. As indicated above, the pulse generator 70 may include a receiver 104 and a transmitter 106, respectively, for receiving and transmitting telemetry data. Transmitter 106 may be disabled at required times (eg, when the workstring is run into and / or removed from wellbore 12, during extended periods of inactivity, etc.) to reduce the power consumed by meter 50. Pulse generator 70 may also represent other telemetry devices 102 as discussed above. A through hole 52 having a substantially constant inner diameter ID1 may extend through the housing 66 of the meter 50.

[0031] В любом из вышеупомянутых вариантов реализации изобретения способ может включать любой из приведенных ниже элементов, отдельно или в комбинации друг с другом.[0031] In any of the foregoing embodiments, the method may include any of the following elements, alone or in combination with one another.

[0032] Корпус 66 может иметь резьбовое соединение 53, 54 на каждом конце устройства 50. Тензодатчики 58 могут быть расположены по меньшей мере в трех из множества углублений 61, причем по меньшей мере три углубления 61 расположены по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности корпуса 66. Датчики 64, 68 давления и температуры могут быть расположены в других углублениях 60, 62 из множества углублений 60, 61, 62 и подавать измеренные ими данные в гидравлический импульсный генератор 70 (или другое телеметрическое устройство), которое выполнено с возможностью передачи измеренных данных давления и температуры на поверхностный контроллер 80. Сквозное отверстие 52 может быть выполнено так, чтобы пропускать шар 48 через измерительное устройство 50 и доставлять шар 48 к скважинным инструментам 24, расположенным глубже в стволе 12 скважины, чем измерительное устройство 50, для управления этими скважинными инструментами 24.[0032] The body 66 may have a threaded connection 53, 54 at each end of the device 50. The load cells 58 may be located in at least three of a plurality of recesses 61, with at least three recesses 61 being spaced circumferentially at an equal distance from each other along the circumference of the housing 66. Pressure and temperature sensors 64, 68 may be located in other recesses 60, 62 of the plurality of recesses 60, 61, 62 and feed the measured data to a hydraulic pulse generator 70 (or other telemetry device) that is configured to transmit measured pressure and temperature data to surface controller 80. Bore 52 may be configured to pass ball 48 through measuring device 50 and deliver ball 48 to downhole tools 24 located deeper in wellbore 12 than measuring device 50 to control these downhole tools 24.

[0033] Предусмотрен способ установки снаряда 100 для заканчивания скважины в стволе 12 скважины, который может включать операции по соединению снаряда 100 для заканчивания скважины со спускным инструментом 24, соединению спускного инструмента 24 с измерительным устройством 50, соединению измерительного устройства 50 с рабочей колонной 30 и смещению рабочей колонны 30, тем самым размещая снаряд 100 для заканчивания скважины в требуемом месте в стволе 12 скважины.[0033] A method is provided for installing a completion tool 100 in a wellbore 12, which may include the steps of connecting the completion tool 100 to a running tool 24, connecting a running tool 24 to a measuring device 50, connecting a measuring device 50 to a work string 30, and displacement of the working string 30, thereby placing the completion tool 100 at the desired location in the wellbore 12.

[0034] Операции также могут включать подачу команды на спускной инструмент 24 для установки снаряда 100 для заканчивания скважины, тем самым закрепляя снаряд 100 для заканчивания скважины на обсадной колонне 34 в стволе 12 скважины, манипулирование рабочей колонной 30, тем самым вызывая сжатие или напряжение и/или вращение в рабочей колонне 30 и создание напряжения, прилагаемого к спускному инструменту 24, измерение посредством измерительного устройства 50 силы, приложенной к спускному инструменту 24, и определение того, что сила, приложенная к снаряду 100 для заканчивания скважины, превышает заранее определенную величину, тем самым указывая, что снаряд 100 для заканчивания скважины установлен надлежащим образом.[0034] The operations may also include commanding the running tool 24 to set the completion tool 100, thereby securing the completion tool 100 to the casing 34 in the wellbore 12, manipulating the work string 30 thereby causing compression or stress, and / or rotating in the workstring 30 and applying stress to the running tool 24, measuring, by the measuring device 50, the force applied to the running tool 24, and determining that the force applied to the completion tool 100 exceeds a predetermined value, thereby indicating that the completion tool 100 is properly installed.

[0035] В любом из вышеупомянутых вариантов реализации изобретения способ может включать любой из приведенных ниже элементов, отдельно или в комбинации друг с другом.[0035] In any of the foregoing embodiments, the method may include any of the following elements, alone or in combination with each other.

[0036] Операции также могут включать измерение с помощью датчиков 64, 68 давления и/или температуры в скважине и передачу измеренных данных давления и/или температуры на поверхностный контроллер 80 с помощью гидравлического импульсного генератора 70 (или другого телеметрического устройства) в измерительном устройстве 50. Снаряд 100 для заканчивания скважины может быть по меньшей мере одним из потайной обсадной колонны 28, подвесного устройства 21 для потайной обсадной колонны, мостовой пробки 90, пробки 90 гидроразрыва, скважинного отклонителя 90, пакера 20, песчаного сетчатого фильтра, фрезерного инструмента, ловильного инструмента, отклоняющего устройства, устройства для заканчивания скважины, анкерного устройства и т. д.[0036] Operations may also include measuring with sensors 64, 68 pressure and / or temperature downhole and transmitting the measured pressure and / or temperature data to surface controller 80 using hydraulic pulse generator 70 (or other telemetry device) in measuring device 50 The completion tool 100 may be at least one of a liner 28, a liner 21, a bridge plug 90, a fracture plug 90, a whipstock 90, a packer 20, a sand screen, a milling tool, a fishing tool , diverter, well completion device, anchor device, etc.

[0037] Операции также могут включать измерение с помощью датчиков 58 сжатия или напряжения и/или вращающего момента в измерительном устройстве 50 и передачу измеренных данных сжатия или напряжения и/или вращательного момента на поверхностный контроллер 80 через телеметрическое устройство 70, включенное в измерительное устройство 50, при этом телеметрическое устройство 70 может быть гидравлическим импульсным генератором 70, акустическим телеметрическим устройством, электромагнитным телеметрическим устройством, телеметрическим устройством с использованием электрического сигнала или оптическим телеметрическим устройством.[0037] Operations may also include sensors 58 measuring compression or stress and / or torque in measuring device 50 and transmitting measured compression or stress and / or torque data to surface controller 80 via telemetry device 70 included in measuring device 50 and the telemetry device 70 may be a hydraulic pulse generator 70, an acoustic telemetry device, an electromagnetic telemetry device, an electrical signal telemetry device, or an optical telemetry device.

[0038] Операции могут также включать перемещение шара 48 через рабочую колонну 30 для зацепления с седлом 42 шара в спускном инструменте 24, при этом зацепление шара 48 с седлом 42 шара может подать спускному инструменту 24 команду на установку снаряда 100 для заканчивания скважины и/или дальнейшую команду спускному инструменту 24 на высвобождение снаряда 100 для заканчивания скважины из спускного инструмента 24. Зацепление шара 48 во взаимодействии с манипуляциями с рабочей колонной 30 можно использовать для подачи на спускной инструмент 24 команды на высвобождение снаряда 100 для заканчивания скважины из спускного инструмента 24. Манипуляции с рабочей колонной 30 могут включать приложение сжатия или напряжения к рабочей колонне 30, а также вращение рабочей колонны 30.[0038] The operations may also include moving the ball 48 through the workstring 30 to engage the ball seat 42 in the running tool 24, whereby engaging the ball 48 with the ball seat 42 can instruct the running tool 24 to set the completion tool 100 and / or further command the running tool 24 to release the completion tool 100 from the running tool 24. The engagement of the ball 48 in conjunction with manipulation of the work string 30 can be used to command the running tool 24 to release the completion tool 100 from the running tool 24. Manipulation with the working string 30 can include the application of compression or stress to the working string 30, as well as the rotation of the working string 30.

[0039] Операции также могут включать перемещение шара 48 через сквозное отверстие 52 измерительного устройства 50 до зацепления с седлом 42 шара в спускном инструменте 24.[0039] The operations may also include moving the ball 48 through the through hole 52 of the meter 50 until it engages with the ball seat 42 in the trigger 24.

[0040] Предусмотрен другой способ установки снаряда 100 для заканчивания скважины в стволе 12 скважины, который может включать операции соединения снаряда для заканчивания скважины со спускным инструментом, соединения спускного инструмента с измерительным устройством, соединения измерительного устройства с рабочей колонной, смещения рабочей колонны, тем самым размещая снаряд для заканчивания скважины в требуемом месте в стволе скважины, во время смещения, причем импульсный генератор измерительного устройства выполнен с возможностью конфигурации с пониженной мощностью, которая потребляет меньше энергии, чем конфигурация с полной мощностью импульсного генератора, и повторное конфигурирование импульсного генератора для достижения конфигурации с полной мощностью, когда возникает заранее определенное условие.[0040] Another method is provided for installing a completion tool 100 in a wellbore 12, which may include the steps of connecting the completion tool to a running tool, connecting a running tool to a measuring device, connecting a measuring device to a working string, displacing a working string, thereby positioning a completion tool at a desired location in the wellbore during displacement, the meter pulse generator being configured with a reduced power configuration that consumes less power than a full pulse generator configuration, and reconfiguring the pulse generator to achieve the configuration full power when a predetermined condition occurs.

[0041] В любом из вышеупомянутых вариантов реализации изобретения способ может включать любой из приведенных ниже элементов, отдельно или в комбинации друг с другом.[0041] In any of the foregoing embodiments, the method may include any of the following elements, alone or in combination with each other.

[0042] Операции также могут включать в себя подачу команды на спускной инструмент для установки снаряда для заканчивания скважины, тем самым закрепляя снаряд для заканчивания скважины на обсадной колонне 34 (или другой колонне насосно-компрессорных труб) в стволе 12 скважины, манипуляции рабочей колонны 30, создавая тем самым напряжение в рабочей колонне 30 и создавая силу, прилагаемую к спускному инструменту 24, измерения через измерительное устройство 50 силы, приложенной к спускному инструменту 24; и определения того, что сила, приложенная к снаряду 100 для заканчивания скважины, превышает заранее определенную величину, тем самым указывая на то, что снаряд 100 для заканчивания скважины установлен надлежащим образом.[0042] The operations may also include commanding the running tool to set the completion tool, thereby securing the completion tool to the casing 34 (or other tubing) in the wellbore 12, manipulating the work string 30 thereby creating a stress in the working string 30 and creating a force applied to the running tool 24, measuring through the measuring device 50 the force applied to the running tool 24; and determining that the force applied to the completion tool 100 exceeds a predetermined amount, thereby indicating that the completion tool 100 is properly installed.

[0043] Импульсный генератор 70 может содержать приемник 104 и передатчик 106 с конфигурацией пониженной мощности, в которой приемник 104 включен для приема данных телеметрии, а передатчик 106 отключен для предотвращения передачи данных телеметрии. Это может сохранять энергию, поскольку часть измерительного устройства 50 может быть отключена или по меньшей мере переведена в «спящий» режим, который сводит к минимуму энергопотребление. Это может быть полезно в том случае, когда батарея является источником питания для измерительного инструмента 50, а ствол 12 скважины имеет глубину несколько сотен метров (тысяч футов). Время перемещения измерительного устройства 50 в требуемое положение в стволе 12 скважины может составлять несколько часов и/или дней. Следовательно, конфигурация с пониженной мощностью может продлить срок службы батареи.[0043] The pulse generator 70 may include a receiver 104 and a transmitter 106 in a reduced power configuration in which the receiver 104 is turned on to receive telemetry data and the transmitter 106 is turned off to prevent transmission of telemetry data. This can save energy since a portion of meter 50 can be turned off or at least put into a "sleep" mode that minimizes power consumption. This can be useful when the battery is the power source for the measuring tool 50 and the wellbore 12 is several hundred meters (thousand feet) deep. The time taken to move the measuring device 50 to the desired position in the wellbore 12 can be several hours and / or days. Therefore, the reduced power configuration can extend the battery life.

[0044] Импульсный генератор 70 может содержать приемник 104 и передатчик 106, и конфигурация полной мощности может быть в том случае, когда приемник 104 включен для приема данных телеметрии, а передатчик 106 включен для передачи данных телеметрии.[0044] The pulse generator 70 may include a receiver 104 and a transmitter 106, and the full power configuration may be when receiver 104 is turned on to receive telemetry data and transmitter 106 is turned on to transmit telemetry data.

[0045] Заранее определенное условие может включать условие, когда снаряд 100 для заканчивания скважины расположен в требуемом месте или когда измерительный инструмент обнаруживает заранее определенное пороговое значение напряжения, давления и/или температуры во время перемещения снаряда 100 для заканчивания скважины в требуемое место в стволе 12 скважины.[0045] The predetermined condition may include a condition when completion tool 100 is located at a desired location or when a measurement tool detects a predetermined voltage, pressure, and / or temperature threshold during movement of completion tool 100 to a desired location in wellbore 12 wells.

[0046] Операции также могут включать повторное конфигурирование импульсного генератора 70 для достижения конфигурации пониженной мощности посредством подачи команд с поверхности на измерительное устройство 50. Оно может быть, например, в том случае, когда измерительный инструмент 50 удаляют из ствола 12 скважины, требуется длительный период времени между измерениями или по любой другой причине для сохранения энергопотребления измерительного инструмента 50.[0046] The operations may also include reconfiguring the pulse generator 70 to achieve a reduced power configuration by issuing commands from the surface to the measurement device 50. This may be, for example, when the measurement tool 50 is removed from the wellbore 12, a long period is required. time between measurements or for any other reason to conserve the energy consumption of the measuring tool 50.

[0047] Хотя были показаны и описаны различные варианты реализации изобретения, изобретение не ограничено такими вариантами реализации изобретения, и будет понятно, что оно включает все модификации и вариации, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники. Следовательно, необходимо понимать, что данное раскрытие не предназначено для ограничения конкретными раскрытыми формами; скорее, цель состоит в том, чтобы охватить все модификации, эквиваленты и альтернативы, соответствующие сущности и объему изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.[0047] While various embodiments of the invention have been shown and described, the invention is not limited to such embodiments, and it will be understood that it includes all modifications and variations that would be obvious to one skilled in the art. Therefore, it should be understood that this disclosure is not intended to be limited to the specific forms disclosed; rather, the object is to cover all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (46)

1. Измерительное устройство для измерения напряжения в рабочей колонне во время операций заканчивания при креплении снаряда для заканчивания скважины в стволе скважины, содержащее:1. A measuring device for measuring stress in a working string during completion operations when attaching a completion tool in a wellbore, comprising: корпус с множеством углублений на наружной поверхности корпуса;a body with a plurality of recesses on the outer surface of the body; тензодатчики, которые обнаруживают сжатие, напряжение и вращающий момент корпуса, прилагаемые к снаряду для заканчивания скважины во время манипуляций с рабочей колонной при спуске, при этом тензодатчики расположены по меньшей мере в двух из множества углублений и указанные по меньшей мере два углубления расположены по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности корпуса;strain gauges that detect casing compression, stress and torque applied to the completion tool during running string manipulation, wherein the strain gauges are located in at least two of the plurality of recesses and the at least two recesses are located circumferentially on equal distance from each other around the circumference of the body; гидравлический импульсный генератор, который выполнен с возможностью передачи данных, полученных от тензодатчиков, на поверхностный контроллер с помощью телеметрии по гидроимпульсному каналу связи, при этом гидравлический импульсный генератор расположен в другом одном из множества углублений; иa hydraulic pulse generator, which is configured to transmit data received from the strain gauges to the surface controller using telemetry via a hydraulic pulse communication channel, while the hydraulic pulse generator is located in another one of the plurality of recesses; and сквозное отверстие, которое проходит через корпус и имеет, по существу, постоянный внутренний диаметр.a through hole that extends through the body and has a substantially constant inner diameter. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тензодатчики расположены по меньшей мере в трех из множества углублений, причем указанные по меньшей мере три углубления расположены по окружности на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности корпуса.2. The device according to claim. 1, characterized in that the strain gauges are located in at least three of the plurality of recesses, and the said at least three recesses are located circumferentially at the same distance from each other around the circumference of the housing. 3. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее датчики давления и температуры, расположенные в других углублениях из множества углублений,3. The device according to claim 1, further comprising pressure and temperature sensors located in other recesses of the plurality of recesses, при этом датчики давления и температуры подают измеренные ими данные на гидравлический импульсный генератор, который выполнен с возможностью передачи данных измерения давления и температуры на поверхностный контроллер.the pressure and temperature sensors supply the measured data to a hydraulic pulse generator, which is configured to transmit pressure and temperature measurement data to the surface controller. 4. Способ установки снаряда для заканчивания скважины в стволе скважины, включающий:4. A method for installing a completion tool in a wellbore, including: соединение снаряда для заканчивания скважины со спускным инструментом;connecting the completion tool to the running tool; соединение спускного инструмента с измерительным устройством, выполненным по п. 1;connection of the running tool with the measuring device made according to claim 1; соединение измерительного устройства с рабочей колонной;connecting the measuring device to the working string; перемещение рабочей колонны, тем самым размещая снаряд для заканчивания скважины в требуемом месте в стволе скважины;moving the working string, thereby placing the completion tool at the desired location in the wellbore; подачу спускному инструменту команды на установку снаряда для заканчивания скважины, тем самым закрепляя снаряд для заканчивания скважины на обсадной колонне в стволе скважины;commanding the running tool to install the completion tool, thereby securing the completion tool to the casing in the wellbore; манипулирование рабочей колонной, включающее приложения сжатия, напряжения и вращающего момента к рабочей колонне при спуске, тем самым создавая напряжение в рабочей колонне и создавая силу, прилагаемую к спускному инструменту;manipulating the working string, which includes applying compression, stress and torque to the working string during running, thereby creating stress in the working string and creating a force applied to the running tool; измерение с помощью датчиков сжатия, напряжения и вращающего момента в измерительном устройстве для последующего определения на их основе силы, приложенной к спускному инструменту;measurement with sensors of compression, stress and torque in the measuring device for subsequent determination on their basis of the force applied to the trigger; передачу измеренных данных о сжатии, напряжении и вращающем моменте на поверхностный контроллер через телеметрическое устройство, включенное в измерительное устройство;transmitting the measured compression, stress and torque data to the surface controller via a telemetry device included in the measuring device; и определение того, что сила, приложенная к снаряду для заканчивания скважины, превышает заранее определенную величину, тем самым указывая на то, что снаряд для заканчивания скважины установлен надлежащим образом.and determining that the force applied to the completion tool exceeds a predetermined amount, thereby indicating that the completion tool has been properly installed. 5. Способ по п. 4, дополнительно включающий измерение с помощью датчиков давления и/или температуры в скважине и передачу измеренных данных давления и/или температуры на поверхностный контроллер с помощью гидравлического импульсного генератора в измерительном устройстве.5. The method of claim 4, further comprising measuring downhole pressure and / or temperature with sensors and transmitting the measured pressure and / or temperature data to a surface controller using a hydraulic pulse generator in the meter. 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что снаряд для заканчивания скважины выбран из группы, включающей в себя потайную обсадную колонну, подвесное устройство для потайной обсадной колонны, мостовую пробку, пробку гидроразрыва, скважинный отклонитель, пакер, песчаный сетчатый фильтр, фрезерный инструмент, ловильный инструмент, отклоняющее устройство, устройство для заканчивания скважины и анкерное устройство.6. The method according to claim 4, characterized in that the tool for completing the well is selected from the group consisting of a countersunk casing, a hanger for a countersunk casing, a bridge plug, a hydraulic fracturing plug, a whipstock, a packer, a sand screen, a milling cutter tool, fishing tool, diverter, completion device and anchor device. 7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что телеметрическое устройство выбирают из группы, состоящей из: гидравлического импульсного генератора, акустического телеметрического устройства, электромагнитного телеметрического устройства, телеметрического устройства с использованием электрического сигнала и оптического телеметрического устройства.7. The method according to claim 4, characterized in that the telemetry device is selected from the group consisting of: a hydraulic pulse generator, an acoustic telemetry device, an electromagnetic telemetry device, a telemetry device using an electrical signal and an optical telemetry device. 8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что подача команды дополнительно включает перемещение шара через рабочую колонну для зацепления с седлом шара в спускном инструменте, при этом зацепление шара с седлом шара подает на спускной инструмент команду на установку снаряда для заканчивания скважины,8. The method according to claim 4, wherein the command additionally comprises moving the ball through the working string to engage with the ball seat in the running tool, whereby engaging the ball with the ball seat instructs the running tool to install a completion tool, при этом зацепление шара дополнительно дает спускному инструменту команду на высвобождение снаряда для заканчивания скважины из спускного инструмента,in this case, the ball engagement additionally instructs the running tool to release the completion tool from the running tool, при этом зацепление шара во взаимодействии с манипуляциями с рабочей колонной дает спускному инструменту команду на высвобождение снаряда для заканчивания скважины из спускного инструмента.wherein the ball engagement in interaction with the manipulation with the working string gives the command to the running tool to release the completion tool from the running tool. 9. Способ оценки целостности подвесного устройства для потайной обсадной колонны, установленной в обсадной колонне в стволе скважины, включающий:9. A method for assessing the integrity of a hanger for a blind casing installed in a casing in a wellbore, including: соединение потайной обсадной колонны со спускным инструментом, причем потайная обсадная колонна содержит подвесное устройство для потайной обсадной колонны;connecting the countersunk casing to the running tool, the countersunk casing comprising a hanger for the countersunk casing; соединение спускного инструмента с измерительным устройством, выполненным по п. 1;connection of the running tool with the measuring device made according to claim 1; соединение измерительного устройства с рабочей колонной;connecting the measuring device to the working string; перемещение рабочей колонны, тем самым размещая подвесное устройство для потайной обсадной колонны в требуемом месте в обсадной колонне;moving the working string, thereby placing the liner hanger at the desired location in the casing; подачу спускному инструменту команды на установку подвесного устройства для потайной обсадной колонны, тем самым закрепляя потайную обсадную колонну на обсадной колонне;commanding the running tool to install the liner casing hanger, thereby securing the liner casing to the casing; увеличение нагрузки, прилагаемой к спускному инструменту, путем спуска рабочей колонны, которая сжимает рабочую колонну и создает нагрузку, прилагаемую к спускному инструменту;increasing the load applied to the running tool by running the working string, which compresses the working string and creates a load applied to the running tool; измерение с помощью датчиков сжатия, напряжения и вращающего момента в измерительном устройстве для последующего определения на их основе нагрузки, приложенной к спускному инструменту;measurement using sensors of compression, stress and torque in the measuring device for subsequent determination on their basis of the load applied to the running tool; передачу измеренных данных о сжатии, напряжении и вращающем моменте на поверхностный контроллер через телеметрическое устройство, включенное в измерительное устройство;transmitting the measured compression, stress and torque data to the surface controller via a telemetry device included in the measuring device; и определение того, что нагрузка, приложенная к спускному инструменту, превышает заранее определенную величину, тем самым указывая на то, что подвесное устройство для потайной обсадной колонны установлено надлежащим образом.and determining that the load applied to the running tool exceeds a predetermined amount, thereby indicating that the liner hanger is properly installed. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что телеметрическое устройство выбирают из группы, состоящей из: гидравлического импульсного генератора, акустического телеметрического устройства, электромагнитного телеметрического устройства, телеметрического устройства с использованием электрического сигнала и оптического телеметрического устройства.10. The method according to claim 9, characterized in that the telemetry device is selected from the group consisting of: a hydraulic pulse generator, an acoustic telemetry device, an electromagnetic telemetry device, a telemetry device using an electrical signal and an optical telemetry device. 11. Способ установки снаряда для заканчивания скважины в стволе скважины, включающий:11. A method of installing a tool for completing a well in a wellbore, including: соединение снаряда для заканчивания скважины со спускным инструментом;connecting the completion tool to the running tool; соединение спускного инструмента с измерительным устройством, выполненным по п. 1;connection of the running tool with the measuring device made according to claim 1; соединение измерительного устройства с рабочей колонной;connecting the measuring device to the working string; перемещение рабочей колонны, тем самым размещая снаряд для заканчивания скважины в требуемом месте в стволе скважины;moving the working string, thereby placing the completion tool at the desired location in the wellbore; во время перемещения импульсный генератор измерительного устройства конфигурируют под конфигурацию с пониженной мощностью, которая потребляет меньше мощности, чем конфигурация с полной мощностью импульсного генератора; иduring travel, the meter pulse generator is configured to a reduced power configuration that consumes less power than a full pulse generator configuration; and повторное конфигурирование импульсного генератора для достижения конфигурации с полной мощностью, когда возникает заранее определенное условие;reconfiguring the pulse generator to achieve full power configuration when a predetermined condition occurs; подачу спускному инструменту команды на установку снаряда для заканчивания скважины, тем самым закрепляя снаряд для заканчивания скважины на обсадной колонне в стволе скважины;commanding the running tool to install the completion tool, thereby securing the completion tool to the casing in the wellbore; манипулирование рабочей колонной, включающее приложения сжатия, напряжения и вращающего момента к рабочей колонне при спуске, тем самым создавая напряжение в рабочей колонне и создавая силу, прилагаемую к спускному инструменту;manipulating the working string, which includes applying compression, stress and torque to the working string during running, thereby creating stress in the working string and creating a force applied to the running tool; измерение с помощью датчиков сжатия, напряжения и вращающего момента в измерительном устройстве для последующего определения на их основе силы, приложенной к спускному инструменту;measurement with sensors of compression, stress and torque in the measuring device for subsequent determination on their basis of the force applied to the trigger; и определение того, что сила, приложенная к снаряду для заканчивания скважины, превышает заранее определенную величину, тем самым указывая на то, что снаряд для заканчивания скважины установлен надлежащим образом.and determining that the force applied to the completion tool exceeds a predetermined amount, thereby indicating that the completion tool has been properly installed.
RU2019123996A 2017-03-28 2017-03-28 Measurement of stress in working string during well completion operations RU2729087C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2017/024519 WO2018182578A1 (en) 2017-03-28 2017-03-28 Measuring strain in a work string during completion operations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729087C1 true RU2729087C1 (en) 2020-08-04

Family

ID=63678022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123996A RU2729087C1 (en) 2017-03-28 2017-03-28 Measurement of stress in working string during well completion operations

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200232306A1 (en)
AU (1) AU2017407339A1 (en)
GB (1) GB2574148A (en)
NO (1) NO20191029A1 (en)
RU (1) RU2729087C1 (en)
WO (1) WO2018182578A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014059086A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Schlumberger Canada Limited Non-threaded tubular connection
US11021946B2 (en) * 2017-07-28 2021-06-01 Eog Resources, Inc. Systems and methods for measuring loads applied to downhole structures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190097C2 (en) * 2000-12-04 2002-09-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная организация "Новые Технологии Нефтедобычи" Telemetering system for logging in process of drilling
US20140008083A1 (en) * 2010-11-12 2014-01-09 Lev Ring Remote Operation of Setting Tools for Liner Hangers
WO2014184587A2 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Halliburton Manufacturing And Services Limited Determining stuck point of tubing in a wellbore
US20160003035A1 (en) * 2013-02-25 2016-01-07 Evolution Engineering Inc. Integrated downhole system with plural telemetry subsystems
WO2016077239A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and apparatus for monitoring wellbore tortuosity

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7849934B2 (en) * 2005-06-07 2010-12-14 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for collecting drill bit performance data
GB0911844D0 (en) * 2009-07-08 2009-08-19 Fraser Simon B Downhole apparatus, device, assembly and method
US8851175B2 (en) * 2009-10-20 2014-10-07 Schlumberger Technology Corporation Instrumented disconnecting tubular joint

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190097C2 (en) * 2000-12-04 2002-09-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная организация "Новые Технологии Нефтедобычи" Telemetering system for logging in process of drilling
US20140008083A1 (en) * 2010-11-12 2014-01-09 Lev Ring Remote Operation of Setting Tools for Liner Hangers
US20160003035A1 (en) * 2013-02-25 2016-01-07 Evolution Engineering Inc. Integrated downhole system with plural telemetry subsystems
WO2014184587A2 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 Halliburton Manufacturing And Services Limited Determining stuck point of tubing in a wellbore
WO2016077239A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and apparatus for monitoring wellbore tortuosity

Also Published As

Publication number Publication date
NO20191029A1 (en) 2019-08-27
US20200232306A1 (en) 2020-07-23
GB201912284D0 (en) 2019-10-09
AU2017407339A1 (en) 2019-08-15
GB2574148A (en) 2019-11-27
WO2018182578A1 (en) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2888431B1 (en) Apparatus and method for drillng a wellbore, setting a liner and cementing the wellbore during a single trip
US9243492B2 (en) Downhole apparatus, device, assembly and method
US9896926B2 (en) Intelligent cement wiper plugs and casing collars
EP2756158B1 (en) Automated diversion valve control for pump down operations
US9771793B2 (en) Downhole apparatus, device, assembly and method
RU2584704C2 (en) Method and system for control of torque transmission from the rotating equipment
CN111133169B (en) Internal and external downhole architecture with downlink activation
GB2336864A (en) Spooled coiled tubing strings for use in wellbores
CA2902406C (en) Methods and assembly for monitoring and transmitting wellbore data to surface
CA3089466C (en) Determining in-situ rock stress
RU2751610C2 (en) Unit for preventing backflow for downhole operations
RU2729087C1 (en) Measurement of stress in working string during well completion operations
WO2015047262A1 (en) Wiper plug for determining the orientation of a casing string in a wellbore
US20210404324A1 (en) Tagging assembly including a sacrificial stop component
US9605533B2 (en) Liner drilling bottom hole assembly locator system and method
US10400532B2 (en) Downhole tool anchoring device
BR112020005790B1 (en) METHOD FOR PERFORMING A DOWNWELL OPERATION AND DOWNLINK ACTIVATED SYSTEM FOR PERFORMING A DOWNWELL OPERATION

Legal Events

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

Effective date: 20210329