Затрубный барьер с модулем предотвращения сжатия - RU2016122686A

1. Затрубный барьер (1), предназначенный для разжимания в затрубном пространстве (2) между скважинной трубчатой конструкцией (3) и стенкой (5) ствола (6) скважины для обеспечения изоляции зоны между первой зоной (101), имеющей первое давление (P₁), и второй зоной (102), имеющей второе давление (Р₂) ствола (6) скважины, причем затрубный барьер содержит:

- трубчатую металлическую часть (7), предназначенную для установки в качестве части скважинной трубчатой конструкции, причем трубчатая металлическая часть имеет наружную поверхность (4);

- разжимную муфту (8), окружающую трубчатую металлическую часть и имеющую внутреннюю поверхность (9), обращенную к трубчатой металлической части, и наружную поверхность (10), обращенную к стенке ствола скважины, причем каждый конец (12, 13) разжимной муфты соединен с трубчатой металлической частью; и

- кольцевое пространство (15) между внутренней поверхностью разжимной муфты и трубчатой металлической частью, причем в кольцевом пространстве имеется давление (P_s);

причем затрубный барьер содержит модуль (11) предотвращения сжатия, содержащий элемент (20), выполненный с возможностью перемещения по меньшей мере между первым положением и вторым положением, при этом модуль предотвращения сжатия имеет первое впускное отверстие (25), соединенное с возможностью передачи текучей среды с первой зоной, и второе впускное отверстие (26), соединенное с возможностью передачи текучей среды со второй зоной, при этом модуль предотвращения сжатия имеет выпускное отверстие (27), соединенное с возможностью передачи текучей среды с кольцевым пространством, причем в первом положении первое впускное отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с выпускным отверстием, обеспечивая выравнивание первого давления первой зоны с давлением в пространстве, а во втором положении второе впускное отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с выпускным отверстием, обеспечивая выравнивание второго давления второй зоны с давлением в пространстве.

2. Затрубный барьер по п. 1, в котором модуль предотвращения сжатия содержит золотниковый клапан и упомянутый элемент является частью золотникового клапана.

3. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором модуль предотвращения сжатия расположен на наружной поверхности трубчатой металлической части или на наружной поверхности скважинной трубчатой конструкции.

4. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором модуль предотвращения сжатия расположен рядом с разжимной муфтой или с примыканием к ней.

5. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором один или оба конца разжимной муфты соединены с трубчатой частью посредством соединительных частей (14), причем модуль предотвращения сжатия расположен вне кольцевого пространства рядом с соединительной частью или в ней.

6. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором выпускное отверстие модуля предотвращения сжатия соединено с возможностью передачи текучей среды с кольцевым пространством через канал (28) текучей среды.

7. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором модуль предотвращения сжатия расположен в первой или второй зоне.

8. Затрубный барьер по п. 1 или 2, в котором в кольцевом пространстве (15) расположена смесь (16).

9. Затрубный барьер по п. 8, в котором смесь содержит азот.

10. Затрубный барьер по п. 8, в котором смесь является термически разлагаемой при температуре ниже 400°С.

11. Затрубный барьер по любому из пп. 1, 2, 9 или 10, в котором скважинная трубчатая конструкция содержит первое отверстие (31а), расположенное напротив первой зоны, и второе отверстие (38), расположенное напротив второй зоны, причем второе отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с первым впускным отверстием и первым отверстием через внутреннее пространство (30) скважинной трубчатой конструкции.

12. Затрубный барьер по любому из пп. 1, 2, 9 или 10, в котором первое впускное отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с первой зоной посредством трубопровода (45), проходящего через кольцевое пространство.

13. Затрубный барьер по любому из пп. 1, 2, 9 или 10, в котором на наружной поверхности трубчатой части выше по потоку относительно первого впускного отверстия и/или второго впускного отверстия расположен фильтр (44).

14. Затрубный барьер по любому из пп. 1, 2, 9 или 10, в котором элемент представляет собой поршень (20а), выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса (29) поршня между первым положением и вторым положением, причем корпус поршня содержит пружину (31), выполненную с возможностью сжатия при перемещении поршня в первом направлении.

15. Затрубный барьер по п. 2, в котором золотниковый клапан имеет корпус (29), содержащий вкладыш (35), изготовленный из металла, керамики, эластомерного материала или полимерного материала.

16. Затрубный барьер по любому из пп. 1, 2, 9, 10 или 15, в котором трубчатая часть содержит отверстие (31а, 38) для разжимания, соединенное с возможностью передачи текучей среды с внутренним пространством трубчатой части и кольцевым пространством.

17. Затрубный барьер по п. 16, дополнительно содержащий узел (37) со срезным штифтом, соединяющий с возможностью передачи текучей среды отверстие для разжимания с кольцевым пространством для обеспечения возможности поступления текучей среды для разжимания внутрь скважинной трубчатой конструкции для разжимания разжимной муфты.

18. Затрубный барьер по п. 17, в котором узел со срезным штифтом имеет первое положение, в котором обеспечена возможность протекания текучей среды для разжимания в кольцевое пространство, и второе положение, в котором обеспечена блокировка отверстия для разжимания с предотвращением поступления текучей среды для разжимания в кольцевое пространство.

19. Скважинная система (100), содержащая:

- скважинную трубчатую конструкцию; и

- затрубный барьер по любому из пп. 1-18.

20. Способ изоляции зоны для обеспечения и поддержания изоляции зоны между первой зоной (101), имеющей первое давление (P₁), и второй зоной (102), имеющей второе давление (Р₂) ствола (6) скважины, причем способ содержит следующие этапы:

- размещают затрубный барьер (1) по любому из пп. 1-18 в скважинной трубчатой конструкции (3);

- разжимают разжимную муфту (8) затрубного барьера для обеспечения изоляции зоны между первой зоной и второй зоной ствола скважины;

- поддерживают изоляцию зоны между первой зоной и второй зоной, если первое давление первой зоны превышает второе давление второй зоны, путем выравнивания первого давления первой зоны посредством давления в пространстве путем установки элемента (20) в первое положение, в результате чего обеспечено соединение с возможностью передачи текучей среды первого впускного отверстия с выпускным отверстием; и

- поддерживают изоляцию зоны между первой зоной и второй зоной, если второе давление второй зоны превышает первое давление первой зоны, путем выравнивания второго давления второй зоны посредством давления в пространстве путем установки элемента во второе положение, в результате чего обеспечено соединение с возможностью передачи текучей среды второго впускного отверстия с выпускным отверстием.