Опорная плита для бурения и обустройства скважин (варианты) и способ ее использования - RU2186190C2
Код документа: RU2186190C2
Чертежи
Описание
Область техники
Настоящее изобретение относится к опорной плите для
множества скважин и к способу бурения множества подземных скважин с помощью этой опорной плиты, а конкретнее к деформируемой опорной плите, размещаемой внутри ствола подземной скважины и расширяющейся
при бурении множества подземных скважин.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время скважинные каналы все в большей степени бурятся в подземных формациях с ориентацией,
намеренно отличающейся от ориентируемой точно вертикально, с помощью обычной уипстоковой техники или турбобура, т.е. двигателя бурового раствора, установленного в буровой колонне рядом с буровой
коронкой. В трещиноватых подземных формациях наклонные скважины используются для увеличения области откачки, определяемой скважиной в подземной формации, и, таким образом, для увеличения выработки
углеводородов из подземной формации. Насущной проблемой при использовании обычного уипстока для бурения наклонной скважины является то, что как глубинная, так и радиальная ориентации уипстока
устанавливаются, когда уипсток размещен в скважинном канале, и они не могут быть изменены без изъятия уипстока из скважинного канала и изменения его глубинной и/или радиальной ориентации.
Кроме того, скважины, пробуренные с буровых платформ в открытом море, обычно наклонены для увеличения числа скважин, которые могут быть пробурены и обустроены с одной платформы. Буровые платформы в открытом море, которые используются для бурения и обустройства скважин в подземных формациях под большим слоем воды, различаются по размеру, структуре и стоимости в зависимости от глубины воды и несущих, на которых будет установлена платформа. Например, платформа может быть сконструирована так, чтобы поддерживаться частично одной опорой или кессоном, который протянут до океанского дна, или восемью такими опорами или кессонами. Стоимость таких буровых платформ в открытом море составляет от 5 до 500 миллионов долларов. Каждая буровая платформа в открытом море снабжена ограниченным числом отверстий, через которые наклонные скважины могут быть пробурены или обустроены через обсадные трубы, которые крепятся к середине обычными методами.
Из-за значительного расхода средств, требующихся для создания и обустройства таких платформ в открытом море, были разработаны опорные плиты и способы для бурения и обустройства куста обсаженных скважин через единственную направляющую, поверхностную или промежуточную обсадную трубу. Хотя известные опорные плиты, которые были разработаны, могут использоваться для бурения и обустройства скважин в подземные формации или зоны одинаковой или разной глубины, эти опорные плиты не приспособлены для бурения и обустройства стволов общепринятого размера, например 7 дюймов, из ствола скважины подобного общепринятого размера для того, чтобы максимизировать производительность добычи жидкости из подземной формации (формаций) и/или зоны (зон) и обеспечить механическую целостность и гидравлическое уплотнение у опорной плиты. Таким образом, существует потребность в устройстве и способах для бурения и обустройства множества подземных скважин общепринятого размера из ствола скважины подобного общепринятого размера во множество подземных формаций или зон. Существует дополнительная потребность в устройстве и способе для бурения и обустройства множества подземных стволов скважин с большей степенью их удаленности друг от друга, чтобы тем самым существенно увеличить бассейн сбора и таким образом улучшить добычу углеводородов из скважины.
Наиболее близким к настоящему изобретению, в части устройства, по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату является система для бурения и обустройства скважин, включающая опорную плиту для бурения, содержащую связанный с первой обсадной трубой корпус, имеющий, по крайней мере, два полых элемента, а также средство для крепления корпуса к упомянутой первой обсадной трубе. В другом варианте исполнения упомянутая система для бурения и обустройства скважин включает опорную плиту для бурения скважин из первой обсадной трубы, содержащую корпус, имеющий первый торец и несколько проходящих через него в осевом направлении стволов, пересекающих упомянутый первый торец, средство для крепления упомянутого корпуса к упомянутой первой обсадной трубе (патент США 5330007 А, кл. Е 21 В 15/04, 1994).
Известное техническое решение, хотя и позволило устранить ряд проблем, присущих известному уровню техники, тем не менее, оно не обеспечивает возможности обустройства скважин из стволов скважин общепринятого размера, с одновременным обеспечением увеличения производительности добычи жидкости из подземных формаций и повышения надежности функционирования скважины в части гидравлического уплотнения у опорной плиты.
Наиболее близким к настоящему изобретению, в части способа бурения, по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату является способ бурения скважин через первую обсадную трубу, проходящую от поверхности земли в первый подземный ствол скважины, включающий прикрепление к упомянутой первой обсадной трубе опорной плиты, имеющей, по меньшей мере, два полых элемента, бурение второго подземного ствола скважины в первой подземной формации через один из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов, получение углеводородов из упомянутой первой подземной формации, пройденной посредством упомянутого второго ствола скважины к упомянутой поверхности земли через упомянутый первый отрезок эксплуатационной обсадной трубы и упомянутый первый подземный ствол скважины, бурение третьего подземного ствола скважины через второй из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов, получение углеводородов из упомянутой второй подземной формации, пройденной посредством упомянутого третьего ствола скважины к упомянутой поверхности земли через упомянутый второй отрезок эксплуатационной обсадной трубы и упомянутый первый подземный ствол скважины (патент США 5330007 А, кл. Е 21 В 15/04, 1994).
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в создании системы для бурения и обустройства множества скважин и способа ее использования, которые позволят исключить недостатки существующих и используемых в практике известных систем.
Технический результат, обусловленный использованием заявленного изобретения, позволит обеспечить бурение и обустройство множества скважин из ствола скважин общепринятого размера, при этом увеличивается производительность добычи углеводородов и повышается надежность гидравлического уплотнения у упомянутой опорной плиты.
Технический результат, указанный выше, достигается в части устройства за счет того, что в опорной плите для бурения и
обустройства скважин, содержащей связанный с первой обсадной трубой корпус, имеющий, по крайней мере, два полых элемента, а также средство для крепления корпуса к упомянутой первой обсадной трубе, в
упомянутой опорной плите, по меньшей мере, каждый из двух упомянутых полых элемента корпуса выполнен с возможностью деформирования и способности расширяться;
- а также тем, что в ней
упомянутые, по меньшей мере, два полых элемента выполнены расходящимися, деформированы симметрично и обладают осевой симметрией в расширенном состоянии;
- а также тем, что в ней упомянутые,
по меньшей мере, два полых элемента выполнены расходящимися, деформированы асимметрично и не обладают осевой симметрией в расширенном состоянии;
- а также тем, что в ней один из упомянутых,
по меньшей мере, двух полых элементов выполнен длиннее другого полого элемента, а в качестве средства для крепления корпуса к упомянутой первой обсадной трубе используется сварка;
- а также
тем, что в ней в качестве средства для крепления корпуса к упомянутой первой обсадной трубе используют пакерный узел, расположенный по периферии упомянутого корпуса;
- а также тем, что
связанная с ней упомянутая первая обсадная труба является или забивной трубой, или направляющей обсадной трубой, или поверхностной обсадной трубой, или промежуточной обсадной трубой, или
эксплуатационной колонной-хвостовиком, или промежуточной колонной-хвостовиком;
- а также тем, что в ней упомянутые, по меньшей мере, два полых элемента скреплены между собой сваркой, а
упомянутая первая обсадная труба отклонена;
- а также тем, что она содержит удлиненную раму, расположенную между упомянутыми, по меньшей мере, двумя полыми элементами и прикрепленную к ним;
- а также тем, что в ней упомянутый корпус выполнен цилиндрическим и имеет один общий вход, сообщающийся с каждым из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов.
В
отношении другого варианта выполнения устройства, технический результат достигается за счет того, что в опорной плите для бурения и обустройства скважин из первой обсадной трубы, содержащей корпус,
имеющий первый торец и несколько проходящих через него в осевом направлении стволов, пересекающих упомянутый первый торец, средство для крепления упомянутого корпуса к упомянутой первой обсадной трубе,
в упомянутой плите, по меньшей мере, один из упомянутых проходящих в осевом направлении стволов выполнен с возможностью деформирования для размещения в упомянутой первой обсадной трубе и с
возможностью расширения;
- а также тем, что в ней, по крайней мере, два проходящих через корпус в осевом направлении ствола выполнены расходящимися и деформированы, а один из упомянутых двух
стволов выполнен длиннее другого ствола;
- а также тем, что в ней в качестве средства крепления корпуса к упомянутой первой обсадной трубе используется сварка;
- а также тем, что в
ней в качестве средства крепления корпуса к упомянутой первой обсадной трубе используют пакерный узел, расположенный по периферии упомянутого корпуса;
- а также тем, что в ней упомянутая
первая обсадная труба отклонена и является или забивной трубой, или направляющей обсадной трубой, или поверхностной обсадной трубой, или промежуточной обсадной трубой, или эксплуатационной
колонной-хвостовиком, или промежуточной колонной-хвостовиком;
- а также тем, что в ней упомянутый корпус имеет, по меньшей мере, три проходящих через него в осевом направлении ствола, при
этом корпус состоит из множества компонент, включающих первую секцию, имеющую проходящий через нее ствол, корпусную секцию, прикрепленную к упомянутой первой секции и имеющую два проходящих через нее
ствола, по меньшей мере, один первый полый элемент прикреплен к упомянутой корпусной секции и, по меньшей мере, один второй полый элемент прикреплен к упомянутой корпусной секции, удлиненную раму,
расположенную и закрепленную между упомянутыми первым и вторым полыми элементами;
- а также тем, что в ней упомянутый корпус выполнен цилиндрической формы, а упомянутый первый торец является
плоским, при этом упомянутое множество проходящих через него в осевом направлении стволов выполнены разной длины.
Технический результат, указанный выше, достигается в части способа бурения за счет того, что в известном способе бурения скважин через первую обсадную трубу, проходящую от поверхности земли в первый подземный ствол скважины, включающий прикрепление к упомянутой первой обсадной трубе опорной плиты, имеющей, по меньшей мере, два полых элемента, бурение второго подземного ствола скважины в первой подземной формации через один из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов, получение углеводородов из упомянутой первой подземной формации, пройденной посредством упомянутого второго ствола скважины, к упомянутой поверхности земли через упомянутый первый отрезок эксплуатационной обсадной трубы и упомянутый первый подземный ствол скважины, бурение третьего подземного ствола скважины через второй из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов, получение углеводородов из упомянутой второй подземной формации, пройденной посредством упомянутого третьего ствола скважины к упомянутой поверхности земли через упомянутый второй отрезок эксплуатационной обсадной трубы и упомянутый первый подземный ствол скважины, в соответствии с настоящим изобретением, перед прикреплением к упомянутой обсадной трубе опорной плиты производят увеличение диаметра упомянутого первого ствола скважины для обеспечения подземного пространства, в котором могут быть размещены упомянутые, по меньшей мере, два полых элемента, а после прикрепления опорной плиты к первой обсадной трубе производят прикрепление первого отрезка эксплуатационной обсадной трубы к упомянутой опорной трубе, причем упомянутый первый отрезок эксплуатационной обсадной трубы проходит в упомянутом втором стволе скважины, после чего производят расширение каждого из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов, выполненных с возможностью деформирования, прикрепление второго отрезка эксплуатационной обсадной трубы к упомянутой опорной плите, причем упомянутый второй отрезок эксплуатационной обсадной трубы проходит в упомянутом третьем стволе скважины, прикрепление второй опорной плиты к упомянутому первому отрезку эксплуатационной обсадной трубы и к одному из упомянутых, по меньшей мере, двух полых элементов, при этом упомянутая первая обсадная труба отклонена и является или забивной трубой, или направляющей обсадной трубой, или поверхностной обсадной трубой, или промежуточной обсадной трубой, или эксплуатационной колонной-хвостовиком, или промежуточной колонной-хвостовиком, а упомянутые первый, второй и третий подземные стволы скважины выполнены одинакового диаметра.
Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, его объектами являются опорная плита и способ бурения и обустройства множества подземных скважин с размерами стволов, практически соответствующими размеру ствола, из которого при помощи такой опорной плиты пробуривается это множество скважин, при этом предварительно деформированная опорная плита может расширяться, обеспечивая бурение множественной скважины на месте. Это повышает не только экономическую эффективность, но и повышает надежность гидравлического уплотнения заявляемого изобретения.
Раскрытие изобретения
Для достижения перечисленных выше и
других объектов и в соответствии с целями настоящего изобретения, как оно воплощено и в общих чертах описано ниже, одна характеристика настоящего изобретения может содержать деформируемую опорную
плиту для бурения и обустройства множества подземных скважин из первой обсадной трубы. Эта опорная плита содержит корпус, имеющий по меньшей мере два полых тела, каждое из которых деформировано, но
способно расширяться при приложении подходящей силы, и средство прикрепления корпуса к первой обсадной трубе.
В другом представлении настоящего изобретения обеспечивается опорная плита для бурения и обустройства множества подземных скважин из первой обсадной трубы. Опорная плита содержит корпус и средство для прикрепления корпуса к первой обсадной трубе. Корпус имеет первый торец и несколько проходящих через него в осевом направлении стволов, которые пересекают этот первый торец. По меньшей мере один из проходящих в осевом направлении стволов деформируется для расположения в первой обсадной трубе и способен расширяться.
В еще одном представлении настоящего изобретения обеспечивается способ бурения скважин через первую обсадную трубу, которая проходит от поверхности земли в первый подземный ствол скважины. Этот способ содержит прикрепление деформируемой опорной плиты, имеющей по меньшей мере два полых тела, которые деформированы, к первой обсадной трубе, расширение каждого из этих по меньшей мере двух полых тел и бурение второго подземного ствола скважины через одно из этих по меньшей мере двух полых тел в первую подземную формацию.
Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи, которые включены и составляют часть описания, иллюстрируют выполнения настоящего изобретения и совместно с описанием служат для
объяснения принципов изобретения.
На чертежах:
Фиг. 1 является видом в поперечном разрезе одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном виде.
Фиг. 2 является видом в поперечном разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, показанным на фиг.1, в деформированном состоянии для размещения в стволе подземной скважины.
Фиг. 3а является видом в разрезе одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 3а-3а фиг.1.
Фиг. 3b является видом в разрезе одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 3b-3b фиг.2.
Фиг. 4а является видом в разрезе одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 4а-4а фиг.1.
Фиг. 4b является видом в разрезе одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 4b-4b фиг.2.
Фиг.5а является видом в разрезе другого выполнения корпуса опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном состоянии.
Фиг.5b является видом в разрезе другого выполнения корпуса опорной плиты по настоящему изобретению в деформированном состоянии.
Фиг. 6а является видом в разрезе еще одного выполнения корпуса опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном состоянии.
Фиг. 6b является видом в разрезе еще одного выполнения корпуса опорной плиты по настоящему изобретению в деформированном состоянии.
Фиг. 7а является видом в разрезе еще одного выполнения корпуса опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном состоянии.
Фиг. 7b является видом в разрезе еще одного выполнения корпуса опорной плиты по настоящему изобретению в деформированном состоянии.
Фиг. 8 является видом в поперечном разрезе еще одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном виде.
Фиг. 9 является видом в поперечном разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению по фиг.8 в деформированном состоянии для размещения в подземном стволе скважины.
Фиг. 10а является видом в разрезе еще одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 10а-10а фиг.8.
Фиг. 10b является видом в разрезе еще одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 10b-10b фиг.9.
Фиг. 11а является видом в разрезе еще одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 11a-11a фиг.8.
Фиг. 11b является видом в разрезе еще одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 11b-11b фиг.9.
Фиг.12а-12g являются схематическими видами нисходящей в скважину опорной плиты по настоящему изобретению, представленной на фиг.8 и 9, используемой для бурения и обустройства множества подземных скважин в соответствии с способом по настоящему изобретению.
Фиг.13 является видом в поперечном разрезе еще одного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном виде.
Фиг. 14 является видом в поперечном разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению по фиг.13 в деформированном состоянии для размещения в подземном стволе скважины.
Фиг. 15а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 15а-15а фиг.13.
Фиг. 15b является видом в перспективе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 15b-15b фиг.14.
Фиг. 16а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 16а-16а фиг.13.
Фиг. 16b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 16b-16b фиг.14.
Фиг. 17а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 17а-17а фиг.13.
Фиг. 17b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 17b-17b фиг.14.
Фиг. 18а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 18а-18а фиг.13.
Фиг. 18b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 18b-18b фиг.14.
Фиг. 19 является видом в поперечном разрезе дополнительного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению в расширенном виде.
Фиг. 20 является видом в поперечном разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению по фиг.19 в деформированном состоянии для размещения в подземном стволе скважины.
Фиг. 21а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 21а-21а фиг.19.
Фиг. 21b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 21b-21b фиг.20.
Фиг. 22а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 22а-22а фиг.19.
Фиг. 22b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 22b-22b фиг.20.
Фиг. 23а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, по линии 23а-23а фиг.19.
Фиг. 23b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 23b-23b фиг.20.
Фиг. 24а является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 24а-24а фиг.19.
Фиг. 24b является видом в разрезе выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 24b-24b фиг.20.
Фиг. 25а является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 21а-21а фиг.19.
Фиг. 25b является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 21b-21b фиг.20.
Фиг. 26а является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 22а-22а фиг.19.
Фиг. 26b является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 22b-22b фиг.20.
Фиг. 27а является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 23а-23а фиг.19.
Фиг. 27b является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 23b-23b фиг.20.
Фиг. 28а является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 24а-24а фиг.19.
Фиг. 28b является видом в разрезе альтернативного выполнения опорной плиты по настоящему изобретению, взятым по линии 24b-24b фиг.20.
Подробное описание предпочтительных выполнении
Как показано на
фиг.1, опорная плита или направляющая для множественной скважины иллюстрируется в целом позицией 10 и имеет полую верхнюю часть 11, промежуточную часть 13 корпуса и несколько полых элементов 16. Часть
13 корпуса снабжена двумя проходящими через нее стволами 14 и 15. Будучи скрепленными верхней частью стволы 14 и 15 сообщаются со стволом 12 через полую верхнюю часть 11, определяя тем самым в общем
виде Y-образное соединение с одним входом, т.е. стволом 12, и двумя выходами, т.е. стволами 14 и 15. Верхний конец корпуса 13 определяет верхний торец 19, который пересекают оба ствола 14 и 15. Один
или несколько полых элементов 16 скреплены вместе, выровнены соосно со стволом 14 или 15 и прикреплены к части 13 корпуса. Таким же образом один или несколько полых элементов 16 прикреплены к другому
из стволов 14 или 15. Компоненты опорной плиты или направляющей для множественной скважины по фиг.1 могут скрепляться друг с другом при помощи любого подходящего средства, как будет очевидно
специалисту, например такого как сварка. Один набор полых элементов 16 снабжен винтовыми резьбами 17 на нижнем конце для подсоединения к подходящему поплавковому клапану (не показан), в то время как
другой набор полых элементов 16 снабжен конической пробкой или приваренной крышкой 18. Несмотря на то, что полые элементы 16, соосно выровненные с каждым из стволов 14 и 15, в целом параллельны, эти
полые элементы могут быть устроены так, чтобы расходиться друг от друга в направлении к низу опорной плиты, помещенной в ствол скважины. Если они приспособлены для расхождения, угол такого расхождения
обычно не должен превышать 2o по всей длине опорной плиты 10, и, предпочтительно, составляет менее 1o. В выполнении, представленном на фиг.1 и 2, один набор полых элементов 16
короче, чем другой набор, чтобы обеспечивать часть подземной формации между концами каждого набора полых элементов, внутри которого бурильная колонна, выходящая из более короткого набора, может
отклоняться, чтобы минимизировать возможность взаимовлияния между стволами скважин, которые бурятся и обустраиваются в соответствии с настоящим изобретением. Наборы полых элементов могут также быть
практически одинаковы по длине. В любом выполнении один или оба набора полых элементов 16 могут снабжаться уипстоком (уипстоками), прикрепленным к ним для дополнительного способствования в минимизации
взаимовлияния между стволами скважины, пробуренными с помощью опорной плиты 10 по настоящему изобретению.
Выполнение многоскважинной опорной плиты, представленной на фиг.1 и описанной выше, сминается или деформируется (фиг.2), чтобы обеспечить прохождение сквозь подземный ствол скважины. Как показано на фиг.2, многоскважинная опорная плита 10 по фиг.2 имеет смятой или деформированной одну из ее сторон, т. е. одну сторону верхней секции 11 (фиг.3b), ствол 15 через корпусную часть 13 (фиг.4b) и полые элементы 16, имеющие утяжеленную пробку или приваренную крышку 18, прикрепленную к их нижнему концу, в то время как другая сторона остается в расширенном виде. Как показано на фиг.5-7а и b, корпусная часть опорной плиты по настоящему изобретению может иметь несколько различных форм или конфигураций как с точки зрения инструкции, так и с точки зрения деформации. Опорная плита 10 может сминаться любым подходящим путем, таким как с использованием механического давления в сочетании с гидравлическим давлением. Опорная плита 10 конструируется из металла, например стали. Опорная плита 10 может использоваться в любой момент при постройке скважины и, как таковая, крепится к днищу приводной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубе либо к эксплуатационной или промежуточной колонне-хвостовику с помощью любого подходящего средства, такого как сварка или резьбовые соединения, для размещения в подземном стволе скважины, как описано ниже. Будучи размещенной в желательном подземном положении, опорная плита 10 (фиг.2) сначала расширяется посредством гидравлического давления, а после этого полностью расширяется до формы, показанной на фиг.1, посредством механических пуансонов и/или роликов обсадной трубы, которые могут ездить по буровой трубе, чтобы расширять смятую сторону опорной плиты 10 до ее первоначальной конфигурации, как будет очевидно для специалиста. Опорная плита по настоящему изобретению может затем использоваться для бурения и обустройства множества подземных скважин описанным ниже способом. Как представлено на фиг.1, опорная плита 10 симметрична в расширенном состоянии, т. е. ствол 12 через первую секцию 11, стволы 14 и 15 через корпусную секцию 13 и соответствующие полые элементы 16, выходящие из нее, обладают осевой симметрией по отношению к стволу через приводную трубу, направляющую, поверхностную или промежуточную обсадную трубу, либо эксплуатационную или промежуточную колонну-хвостовик, из которой выходит опорная плита 10.
На фиг. 8 еще одно выполнение опорной плиты по настоящему изобретению иллюстрируется в общем виде позицией 20 и в общем сконструирована как опорная плита 10 с полой в общем случае верхней секцией 21, соответствующей секции 11, промежуточной корпусной секцией 23 и стволами 24 и 25, соответствующими 13, 14 и 15, и множеством полых элементов 26, соответствующих элементам 16 опорной плиты 10. Верхний конец корпуса 23 определяет верхний торец 29, который пересекают оба ствола 24 и 25. Однако ствол 25 и часть ствола 22 через верхний полый элемент 21 и элементы 26, выровненные соосно со стволом 25 и зависящие от него, соосно смещаются при расширении (фиг.8, 10а, 11а). Эта соосно смещающаяся часть опорной плиты 20 деформируется или сминается (фиг. 9, 10b и 11b) для размещения опорной плиты 20 в подземном стволе скважины, как описано ниже.
В действии ствол 33 скважины расширяется снизу с помощью нижнего бура-расширителя для формирования расширенного отсека 35, в котором затем может быть размещена и расширена опорная плита 20 (фиг.12а). Опорная плита 20 деформируется до конфигурации, показанной на фиг.9, и прикрепляется к нижней части поверхностной или промежуточной обсадной трубы 30 любым подходящим средством, таким как сварка или резьбовые соединения. Как показано на фиг. 12b, поверхностная или промежуточная обсадная труба 30 с опорной плитой 20, прикрепленной к ее нижней части, размещается в стволе 33 и 35 скважины. Ствол 33 скважины в общем случае может быть вертикальным или отклоненным. Поверхностная или промежуточная обсадная труба 30 тянется до поверхности земли 31, определяя тем самым верхушку скважины. В соответствии с настоящим изобретением опорная плита 20 расширяется (фиг.12c) посредством гидравлического давления и механического пуансона и/или обсадных роликов до формы, показанной на фиг.9. После расширения опорная плита и обсадная труба могут быть зацементированы на месте. Уипсток или ориентирующий кулачок 37 герметично размещается в стволе 24 корпусной секции 23 опорной плиты 20 и автоматически ориентируется, к примеру, посредством выступа или ключа, как будет очевидно специалисту, так, чтобы наклон уипстока или ориентирующего кулачка действовал, чтобы направлять буровую колонну в ствол 25.
Обычная буровая колонна 40, содержащая бур и двигатель бурового раствора (фиг. 12d), транспортируется по обсадной трубе 30 в ствол 25 опорной плиты 20, после чего из полых элементов 26 выбуриваются пробка 28 и цемент, если они есть. После этого с помощью буровой колонны обычным образом пробуривается первый ствол 60 скважины, как будет очевидно для специалиста, с выводом циркулирующих бурового раствора и обломков формации из ствола 60 на поверхность 31 и через полые элементы 26 и стволы 25 и 22 в опорной плите и обсадную трубу 30 на поверхность. Несмотря на то, что на фиг.12d первый ствол 60 скважины изображен отклоненным, он может также пробуриваться в общем случае с вертикальной ориентацией. После этого буровая колонна вытягивается из обсадной трубы 30, и колонна-хвостовик 62 опускается по обсадной трубе 30 и прикрепляется к опорной плите 20 (фиг.12e) с помощью обычного подвесного зажима колонны-хвостовика. Подвесной зажим колонны-хвостовика может также насаживаться на профиль, например кольцевой поясок, образованный в стволе 25 или полых элементах 26, и поддерживаться им. Подвесной зажим колонны-хвостовика содержит способный расширяться пакер для герметизации кольцевой щели между подвесным зажимом колонны-хвостовика и стволом 25 или полыми элементами 26 и способные расширяться клинья, помогающие в закреплении подвесного зажима в стволе 25 или полых элементах 26. В зависимости от общей нагрузки, поддерживаемой профилем в стволе 25, клинья могут не потребоваться для поддерживания такой нагрузки. Колонна-хвостовик 62 может быть зацементирована в первый ствол 60 скважины. Затем уипсток вытягивается из ствола 24. Поскольку в расширенном состоянии опорная плита 20 асимметрична, ствол 24 практически соосен с обсадной трубой 30, так что для введения в него буровой колонны не требуется уипстока или ориентирующего кулачка. В случае, когда опорная плита по настоящему изобретению симметрична в расширенном состоянии, будет необходимо повернуть и вставить уипсток или ориентирующий кулачок 37 в ствол 25 опорной плиты 20. Затем буровая колонна 40 транспортируется через обсадную трубу 30 в ствол 24, и флотировочное оборудование, прикрепленное к нижним концам полых элементов 26, выбуривается. Буровая колонна проходит через ствол 24, и пробуривается второй ствол 70 скважины. Хотя на фиг.12f он показан отклоненным от вертикали, второй ствол 70 скважины также может быть пробурен в общем случае с вертикальной ориентацией, обычно если первый ствол 60 скважины был отклонен. После этого буровая колонна выводится из обсадной трубы 30, и через обсадную трубу 30 опускается колонна-хвостовик 72 и прикрепляется к опорной плите 20 (фиг.12g) посредством обычного подвесного зажима колонны-хвостовика, как описано выше. Колонна-хвостовик 72 может быть зацементирована во втором стволе 70 скважины, как очевидно для специалиста. Опорная плита по настоящему изобретению может использоваться в процессе бурения скважин с морских буровых вышек и/или морских буровых платформ. При обустройстве таким образом в соответствии с настоящим изобретением жидкости, такие как углеводороды, одновременно добываются из обеих скважин 60 и 70 по колоннам-хвостовикам 62 и 72 соответственно и соединяются для подачи на поверхность по обсадной трубе 30 или тюбингу, размещенному внутри обсадной трубы 30, либо отдельно подаются на поверхность с помощью колонн двойного тюбинга, как очевидно для специалиста.
Хотя опорная плита по настоящему изобретению описана выше и показана на фиг. 1-12 так, что только одна ее сторона или ее часть деформирована или смята, эта опорная плита может иметь обе деформированные или смятые стороны, содержащие полые элементы. На фиг. 13 многоскважинная опорная плита или направляющая представлена в общем случае позицией 110 и имеет полую верхнюю секцию 111, промежуточную корпусную секцию 113 и множество полых элементов 116. Корпусная секция 113 снабжена двумя проходящими через нее стволами 114 и 115 и имеет верхний торец 119, который пересекают оба ствола. Будучи скрепленными друг с другом верхней секцией, стволы 114 и 115 сообщаются со стволом 112 через верхнюю секцию 111, определяя тем самым Y-образное соединение, имеющее один вход, т.е. ствол 112, и два выхода, т.е. стволы 114 и 115. Один или несколько полых элементов 116 скреплены между собой, соосно совмещены со стволом 114 или 115 и прикреплены к корпусной секции 113. Подобным же образом один или несколько полых элементов 116 прикреплены к другому из стволов 114 или 115. Компоненты многоскважинной опорной плиты или направляющей по фиг. 13 могут скрепляться между собой с помощью любого подходящего средства, как будет очевидно специалисту, такого как сварка или резьбовые соединения. Один набор полых элементов 116 снабжается поплавковым клапаном (не показан), в то время как другой набор полых элементов 116 снабжается конической заглушкой или приваренной крышкой 118. В случае, когда предусмотрено расхождение, угол такого расхождения наборов полых элементов 116 обычно не должен превышать 2o по всей длине опорной плиты 110 и, предпочтительно, составляет менее 1o. В выполнении, показанном на фиг.13 и 14, один из наборов полых элементов 116 короче другого набора, чтобы обеспечить часть подземной формации между концами каждого набора полых элементов, в которой буровая колонна, выходящая из более короткого набора, может отклоняться, чтобы минимизировать возможность взаимовлияния между стволами скважины, которые пробуриваются и обустраиваются в соответствии с настоящим изобретением. Наборы полых элементов могут также быть практически одинаковыми по длине. В любом выполнении один или оба набора полых элементов 116 могут снабжаться уипстоком (уипстоками), прикрепленным к ним, для дополнительной помощи при минимизации взаимовлияния между стволами скважины, пробуренными с помощью опорной плиты 110 по настоящему изобретению.
Выполнение многоскважинной опорной плиты, показанной на фиг.13 и описанной выше, сминается или деформируется (фиг.14), чтобы обеспечить прохождение через подземный ствол скважины. Как показано на фиг.14, многоскважинная опорная плита 110 по фиг.13 имеет смятыми или деформированными обе своих стороны, т.е. обе стороны верхней секции 111 (фиг.15b и 16b), стволы 114 и 115 через корпусную секцию 113 (фиг.17b) и полые элементы 116 (фиг. 18b). Как показано на фиг.5-7а и b, корпусная секция 113 опорной плиты 110 по настоящему изобретению может иметь несколько различных форм или конфигураций как при конструировании, так и при деформировании. Опорная плита 10 может сминаться с помощью любого подходящего средства, такого как использование механического сжатия в сочетании с гидравлическим давлением. Опорная плита 110 изготавливается из металла, к примеру из стали. Опорная плита 110 может использоваться в любой момент при постройке скважины и, как таковая, крепится к днищу приводной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубе либо к эксплуатационной или промежуточной колонне-хвостовику с помощью любого подходящего средства, такого как сварка или резьбовые соединения, для размещения в подземном стволе скважины, как описано ниже. Будучи размещенной в желательном подземном положении, опорная плита 110 (фиг.14) сначала расширяется посредством гидравлического давления, а после этого полностью расширяется до формы, показанной на фиг.13, посредством механических пуансонов и/или роликов обсадной трубы, которые могут ездить по буровой трубе, чтобы расширять смятую сторону опорной плиты 110 до ее первоначальной конфигурации, как будет очевидно для специалиста. Опорная плита 110 по настоящему изобретению может затем использоваться для бурения и обустройства множества подземных скважин так, как описано выше, и иллюстрируется на фиг.12а-g по отношению к опорной плите 10 (фиг.8 и 9). Как показано на фиг. 14, опорная плита 110 в расширенном состоянии асимметрична, т.е. ствол 112 через первую секцию 111, ствол 115 через корпусную секцию 114 и соответствующие полые элементы 116, выходящие из него, смещены по отношению к стволу через подающую трубу, направляющую, поверхностную или промежуточную обсадную трубу, либо эксплуатационную или промежуточную колонну-хвостовик, от которой отходит опорная плита 110.
Другое выполнение многоскважинной опорной плиты или направляющей представлено позицией 210 на фиг.19 и имеет в общем случае полую верхнюю секцию 211, промежуточную корпусную секцию 213 и несколько полых элементов 216. Корпусная секция 213 снабжена двумя проходящими через нее стволами 214 и 215 и имеет верхний торец 219, который пересекают оба ствола. Будучи соединенными друг с другом посредством верхней секции, стволы 214 и 215 сообщаются со стволом 212, проходящим через полую верхнюю секцию 211, определяя тем самым Y-образное соединение, имеющее один вход, т.е. ствол 212, и два выхода, т.е. стволы 214 и 215. Один или несколько полых элементов 216 скреплены между собой, соосно совмещены со стволом 214 или 215 и прикреплены к корпусной секции 213. Подобным же образом один или несколько полых элементов 216 прикреплены к другому из стволов 214 или 215. Компоненты многоскважинной опорной плиты или направляющей по фиг.19 могут скрепляться друг с другом с помощью любого подходящего средства, такого как сварка, как будет очевидно специалисту. Один набор полых элементов 216 снабжен поплавковым клапаном (не показан), в то время как другой набор полых элементов 216 снабжен утяжеленной пробкой или приваренной крышкой 218. Если предусмотрено расхождение, угол такого расхождения наборов полых элементов 216 обычно не должен превышать 2o на всей длине опорной плиты 210 и, предпочтительно, составляет менее 1o. В выполнении, показанном на фиг.19 и 20, один набор полых элементов 216 короче другого набора, чтобы обеспечить часть подземной формации между концами каждого набора полых элементов, в пределах которой буровая колонна, выходящая из более короткого набора, может отклоняться для минимизации возможности взаимовлияния между стволами скважин, которые пробуриваются и обустраиваются в соответствии с настоящим изобретением. Наборы полых элементов могут также быть практически идентичной длины. В любом из выполнений один или оба набора полых элементов 216 могут снабжаться уипстоком, прикрепленным к ним, для дополнительной помощи по минимизации взаимовлияния между стволами скважин, пробуренных с помощью опорной плиты 210 по настоящему изобретению.
Выполнение многоскважинной опорной плиты, показанной на фиг.19 и описанной выше, сминается или деформируется (фиг.20), что обеспечивает ее прохождение через подземный ствол скважины. Как показано на фиг.20, у многоскважинной опорной плиты 210 по фиг.19 сминаются или деформируются обе стороны, т. е. обе стороны верхней секции 211 (фиг.21b и 22b), стволы 214 и 215 через корпусную секцию 213 (фиг.23b) и полые элементы 216 (фиг.24b). Как показано на фиг.5-7а и b, корпусная секция 213 опорной плиты 210 по настоящему изобретению может иметь несколько различных форм или конфигураций как при конструировании, так и при деформировании. Опорная плита 210 может сминаться при помощи любого подходящего средства, такого как использование механического сжатия в сочетании с гидравлическим давлением. Опорная плита 210 выполняется из металла, к примеру из стали. Опорная плита 210 может использоваться в любой момент при постройке скважины и, как таковая, крепится к днищу приводной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубе либо к эксплуатационной или промежуточной колонне-хвостовику с помощью любого подходящего средства, такого как сварка или резьбовые соединения, для размещения в подземном стволе скважины, как описано ниже. Будучи размещенной в желательном подземном положении, опорная плита 210 (фиг.20) сначала расширяется посредством гидравлического давления, а после этого полностью расширяется до формы, показанной на фиг.19, посредством механических пуансонов и/или роликов обсадной трубы, которые могут ездить по буровой трубе, чтобы расширять смятую сторону опорной плиты 210 до ее первоначальной конфигурации, как будет очевидно для специалиста. Опорная плита 210 по настоящему изобретению может затем использоваться для бурения и обустройства множества подземных скважин так, как описано выше, и иллюстрируется на фиг. 12а-g по отношению к опорной плите 10 (фиг.8 и 9). Как показано на фиг.19, опорная плита 210 симметрична в расширенном состоянии, т.е. ствол 212 через первую секцию 211, стволы 214 и 215 через корпусную секцию 213 и соответствующие полые элементы 216, выходящие из них, симметричны по отношению к стволу через подающую трубу, направляющую, поверхностную или промежуточную обсадную трубу, либо эксплуатационную или промежуточную колонну-хвостовик, из которой выходит опорная плита 210.
Следующий пример демонстрирует практическое применение настоящего изобретения, но не должен рассматриваться как ограничение его объема.
Пример
Буровая вышка устанавливается над гнездом на обычной морской буровой платформе, и на глубину 400 футов от линии бурового раствора пробуривается
ствол диаметром 36 дюймов. В стволе размещается и обычным образом цементируется обсадная труба диаметром 30 дюймов. В эту обсадную трубу диаметром 30 дюймов вставляется буровая колонна диаметром 26
дюймов, и пробуривается ствол диаметром 26 дюймов на глубину от 450 до 2500 футов. Колонна обсадных труб диаметром 20 дюймов проводится на глубину 2500 футов и цементируется. На глубину от 2500 до
4500 футов пробуривается ствол диаметром 17 1/2 дюйма, и на глубину 4500 футов проводится и цементируется обсадная труба диаметром 13 3/8 дюйма. На глубину от 4500 до 12000 футов пробуривается ствол
диаметром 12 1/4 дюйма, и этот канал расширяется вниз на глубине от 11940 и 12000 футов до диаметра 24 дюйма. Обсадная труба диаметром 9 5/8 дюйма, имеющая прикрепленное к своему самому нижнему
соединению одно из выполнений деформируемой опорной плиты по настоящему изобретению, размещается внутри 24-дюймового ствола скважины, а обсадная труба диаметром 9 5/8 дюйма крепится к оборудованию
верхушки скважины. Деформированная опорная плита расширяется посредством гидравлического давления и механического пуансона так, что его полые элементы становятся равны 7 дюймов в диаметре. После
расширения опорная плита и обсадная труба диаметром 9 5/8 дюйма цементируются на месте. Уипсток или ориентирующий кулачок герметично размещается в одном из стволов корпусной секции опорной плиты.
Обычная буровая колонна, включающая в себя бур и двигатель бурового раствора, транспортируется по обсадной трубе диаметром 9 5/8 дюйма и с помощью уипстока направляется в один из стволов опорной плиты
для выбуривания цемента из полых элементов опорной плиты. Затем на глубину 15000 футов бурится первый ствол скважины при помощи буровой колонны обычным образом, как будет очевидно специалисту. Затем
буровая колонна вынимается из обсадной трубы диаметром 9 5/8 дюйма, и через обсадную трубу диаметром 9 5/8 дюйма в первый ствол скважины опускается обсадная труба, которая прикрепляется к опорной
плите посредством обычного подвесного зажима колонны-хвостовика. Эта колонна-хвостовик цементируется в первом стволе скважины. Потом из ствола опорной плиты на поверхность вынимается уипсток, а затем
буровая колонна транспортируется через обсадную трубу диаметром 9 5/8 дюйма в другой проходящий через опорную плиту ствол, и флотировочное оборудование, прикрепленное к нижнему концу полых элементов
опорной плиты, выбуривается. Буровая колонна проходит через этот ствол, и на глубину 16000 футов пробуривается второй ствол скважины. После этого буровая колонна вытягивается из обсадной трубы
диаметром 9 5/8 дюйма, и во второй ствол скважины опускается обсадная труба, которая прикрепляется к опорной плите посредством обычного подвесного зажима колонны-хвостовика. Затем эта
колонна-хвостовик цементируется во втором стволе скважины.
Хотя она и описана выше как прикрепленная к нижней части забивной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубы, либо эксплуатационной или промежуточной колонны-хвостовика с помощью любого подходящего средства, такого как сварка, опорная плита может быть оборудована обычным пакерным узлом (не показан), который расположен вокруг периферии опорной плиты и прикреплен к ней, предпочтительно у верхнего ее конца, при размещении внутри ствола скважины. Пакерный узел содержит множество расширяемых кольцевых эластомерных элементов и множество клиновидных элементов. В данном выполнении опорная плита имеет размеры для размещения внутри забивной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубы, либо эксплуатационной или промежуточной колонны-хвостовика и, таким образом, может опускаться с помощью буровой колонны, тюбинговой колонны или проволочного троса (не показаны) внутри забивной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубы, либо эксплуатационной или промежуточной колонны-хвостовика. Будучи размещенными рядом с самым нижним концом забивной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубы, либо эксплуатационной или промежуточной колонны-хвостовика, клинья и пакер последовательно расширяются, сцепляясь с забивной трубой, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубой, либо эксплуатационной или промежуточной колонной-хвостовиком с помощью обычных средств, как будет очевидно специалисту, чтобы закрепить опорную плиту внутри забивной трубы, направляющей, поверхностной или промежуточной обсадной трубы, либо эксплуатационной или промежуточной колонны-хвостовика и загерметизировать кольцевую щель между ними. Клинья имеют размеры и конфигурацию, чтобы поддерживать не только опорную плиту, но и эксплуатационные обсадные трубы.
Хотя многоскважинная опорная плита по настоящему изобретению проиллюстрирована и описана с двумя проходящими через нее стволами, специалисту очевидно, что эта опорная плита может быть снабжена тремя или большим количеством стволов, в зависимости от диаметра ствола, в котором размещается опорная плита, и от диаметра стволов скважин, которые пробуриваются с использованием этой опорной плиты.
Несмотря на то что в данном описании внутрискважинные или подповерхностные опорные плиты 10, 20, 110 или 210 описаны, как используемые отдельно в способе по настоящему изобретению, они могут быть прикреплены как минимум к одному полому элементу поверхностной опорной плиты для бурения двух или нескольких отдельных подземных скважин из каждого полого элемента подповерхностной опорной плиты. Дополнительно опорные плиты по настоящему изобретению могут выстраиваться в цепочку, к примеру, опорная плита может крепиться к длинному полому элементу другой опорной плиты, либо опорная плита по настоящему изобретению может прикрепляться к полому элементу поверхностной опорной плиты. К объему настоящего изобретения относится случай, когда три или более стволов скважины могут быть пробурены из общего ствола скважины с помощью отдельных полых элементов поверхностной опорной плиты вышеописанным способом, и когда три или более скважин могут буриться и отдельно обустраиваться из каждого из этих стволов скважины посредством внутрискважинной или подповерхностной опорной плиты для множества скважин по настоящему изобретению, прикрепленной к каждой из таких полых элементов поверхностной опорной плиты.
В то время как были описаны и показаны вышеуказанные предпочтительные выполнения изобретения, понятно, что здесь могут быть сделаны альтернативы и модификации, такие как предложенные здесь, и другие, и они попадают в объем изобретения.
Реферат
Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к деформируемой опорной плите для множества скважин и к способу бурения множества подземных скважин с помощью этой опорной плиты, размещаемой внутри ствола подземной скважины и расширяющейся при бурении скважин. Сущность изобретения заключается в том, что опорная плита размещается в скважине, расширяется и через упомянутую опорную плиту бурится, по меньшей мере, один подземный ствол скважины. По меньшей мере, одна часть опорной плиты деформирована и может быть симметричной или асимметричной в деформированном или в расширенном виде. Изобретение позволяет обеспечить бурение и обустройство множества скважин, из ствола общепринятого размера, при этом увеличивается производительность добычи углеводородов и повышается надежность гидравлического уплотнения у упомянутой опорной плиты. 3 с. и 14 з.п.ф-лы, 28 ил.
