Затрубный барьер и скважинная система для зоны низкого давления - RU2018128732A
Код документа: RU2018128732A
Формула
1. Затрубный барьер (1) для разжимания в затрубном пространстве (2) между трубчатой конструкцией (3) скважины и стенкой (4) ствола (5) скважины в скважине для изоляции первой зоны (101) от второй зоны (102) в затрубном пространстве между трубчатой конструкцией скважины и стенкой ствола скважины, при этом затрубное пространство имеет давление в затрубном пространстве, содержащий:
- трубчатую часть (6) для установки в виде части трубчатой конструкции скважины, причем трубчатая часть содержит отверстие (7) и внутреннюю часть (8), имеющую внутреннее давление;
- разжимную металлическую муфту (9), окружающую трубчатую часть и имеющую внутреннюю поверхность (10), обращенную к трубчатой части, и внешнюю поверхность (11), обращенную к стенке ствола скважины;
- при этом каждый конец (12) разжимной металлической муфты соединен с трубчатой частью;
- кольцевое пространство (14) между внутренней поверхностью разжимной металлической муфты и трубчатой частью, причем кольцевое пространство имеет давление пространства; и
- систему (15) клапанов, содержащую первый клапан (16) и второй клапан (17), при этом второй клапан выполнен с возможностью пропуска текучей среды под давлением вовнутрь кольцевого пространства для разжимания разжимной металлической муфты и с возможностью предотвращения течения текучей среды из кольцевого пространства во внутреннюю часть трубчатой части;
причем первый клапан имеет первое положение, обеспечивающее соединение с возможностью передачи текучей среды между внутренней частью трубчатой части и вторым клапаном для разжимания разжимной металлической муфты при увеличении внутреннего давления, и второе положение, обеспечивающее соединение с возможностью передачи текучей среды между кольцевым пространством и затрубным пространством, при этом первый клапан выполнен с возможностью смещения из первого положения во второе положение, когда давление пространства выше внутреннего давления.
2. Затрубный барьер по п. 1, в котором второй клапан расположен в канале (43), соединяющем с возможностью передачи текучей среды отверстие разжимания с кольцевым пространством.
3. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором первый клапан содержит камеру (24) и поршень (25), разделяющий камеру на первую секцию (26) камеры и вторую секцию (27) камеры, при этом поршень выполнен с возможностью перемещения внутри камеры для смещения положения.
4. Затрубный барьер по любому из пп. 1-3, в котором первый клапан имеет первое отверстие (31), соединенное с возможностью передачи текучей среды с внутренней частью, второе отверстие (32), соединенное с возможностью передачи текучей среды со вторым клапаном, третье отверстие (33), соединенное с возможностью передачи текучей среды с кольцевым пространством, и четвертое отверстие (34), соединенное с возможностью передачи текучей среды с затрубным пространством, причем в первом положении первое отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды со вторым отверстием, при этом во втором положении третье отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с четвертым отверстием.
5. Затрубный барьер по любому из пп. 1-4, в котором поршень содержит канал (35) для текучей среды, обеспечивающий соединение с возможностью передачи текучей среды между третьим отверстием и второй секцией камеры в первом положении.
6. Затрубный барьер по любому из пп. 1-5, в котором поршень имеет углубление (28), обеспечивающее соединение с возможностью передачи текучей среды между третьим отверстием и четвертым отверстием во втором положении.
7. Затрубный барьер по любому из пп. 1-6, дополнительно содержащий блок (51) предотвращения смятия, содержащий элемент (52), выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере между первым положением и вторым положением, причем блок предотвращения смятия имеет первый канал (53), соединенный с возможностью передачи текучей среды с первой зоной затрубного пространства, и второй канал (54), соединенный с возможностью передачи текучей среды со второй зоной затрубного пространства, при этом блок предотвращения смятия имеет третий канал (55), соединенный с возможностью передачи текучей среды с кольцевым пространством, причем в первом положении первый канал соединен с возможностью передачи текучей среды с третьим каналом с обеспечением выравнивания давления первой зоны с давлением пространства, при этом во втором положении второй канал соединен с возможностью передачи текучей среды с третьим каналом с обеспечением выравнивания давления второй зоны с давлением пространства.
8. Затрубный барьер по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащий блокирующий элемент (56), выполненный с возможностью механической блокировки поршня, когда поршень находится в закрытом положении, с обеспечением блокировки первого отверстия.
9. Скважинная система (100) для заканчивания скважины в пласте, имеющем слои различных давлений, содержащая:
- трубчатую конструкцию (3) скважины; и
- по меньшей мере один затрубный барьер (1) по любому из пп. 1-8.
10. Скважинная система по п. 9, в которой трубчатая конструкция скважины представляет собой буровой хвостовик (3а), соединенный с бурильной головкой (45) на первом конце (44).
11. Скважинная система по п. 9, в которой затрубный барьер расположен ближе к первому концу, чем ко второму концу трубчатой конструкции скважины.
12. Скважинная система по п. 9 или 10, в которой трубчатая конструкция скважины представляет собой эксплуатационную обсадную колонну.
13. Способ бурения для бурения за пределы зоны низкого давления в пласте, содержащий следующие этапы:
- бурение ствола скважины в пласте;
- определение зоны низкого давления в пласте;
- опускание закрывающего элемента вовнутрь трубчатой конструкции скважины;
- увеличение внутреннего давления трубчатой конструкции скважины и разжимание затрубного барьера по любому из пп. 1-8 в зоне низкого давления; и
- уменьшение внутреннего давления до давления ниже давления пространства и смещение положения первого клапана из первого положения во второе положение.
14. Способ бурения по п. 13, дополнительно содержащий этап выравнивания давления между затрубным пространством и кольцевым пространством.
15. Способ бурения по п. 13 или 14, дополнительно содержащий этап обеспечения наличия цементного раствора над затрубным барьером в затрубном пространстве между обсадной колонной и стенкой ствола скважины.
