Скважинная установка гарипова (варианты)

Авторы патента:

E21B23/02 - для фиксации буровых инструментов и т.п. в посадочных ниппелях или в выемках между секциями подъемных труб (E21B 23/03-E21B 23/06 имеют преимущество)

Скважинная установка Гарипова (ВАРИАНТЫ) позволит создать заданное гидравлическое давления для управления работой скважинным оборудованием и/или оборудованием гидравлической системы и регулирования режимом работы скважины, расширить диапазон регулирования работы каждого продуктивного пласта в отдельности и скважины в целом, повысить эффективность и надежность скважинной установки при эксплуатации скважины, в том числе обеспечить безопасность проведения технологических работ, при этом Скважинная установка включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, колонну труб, по меньшей мере, один пакер, один посадочный узел и одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, при этом она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности, перепускным устройством гидравлического действия и станцией управления, в качестве посадочного узла используют посадочное устройство или устройство с посадочным элементом, в качестве посадочного устройства используют скважинную камеру, а в качестве устройства с посадочным элементом используют пакер с посадочным элементом, разъединитель колон с посадочным элементом, в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлический регулятор, гидравлически регулируемый штуцер, гидравлически регулируемый клапан, гидравлический канал выполнен разветвленным или не разветвленным, цельным или составным с соединительным узлом и снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью. Скважинная установка включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, добывающий насос, колонну труб, по меньшей мере, один пакер, один посадочный узел и одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, а добывающий насос расположен в скважине, она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности скважины, станцией управления и перепускным устройством гидравлического действия, расположенным в пакере, в качестве посадочного узла используют посадочное устройство или устройство с посадочным элементом, в качестве посадочного устройства используют скважинную камеру, а в качестве устройства с посадочным элементом используют пакер с посадочным элементом, разъединитель колон с посадочным элементом, в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер, гидравлический регулятор, гидравлически регулируемый клапан, гидравлический канал выполнен разветвленным или не разветвленным, цельным или составным с соединительным узлом и снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью. Скважинная установка включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, колонну труб, по меньшей мере, один посадочный узел и, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным на поверхности и/или в скважине, она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности и станцией управления, в качестве посадочного узла используют посадочное устройство или устройство с посадочным элементом, в качестве посадочного устройства используют скважинную камеру, а в качестве устройства с посадочным элементом используют разъединитель колон с посадочным элементом, в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер, гидравлический регулятор, гидравлически регулируемый клапан, гидравлический канал выполнен разветвленным или не разветвленным, цельным или составным с соединительным узлом в виде муфты и снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью. 3 н.п.ф., 11 з.п.ф., 11 ил.

Полезная модель относится к области добычи углеводородов (нефти, газа, конденсата и т.д.), в том числе и в многопластовых месторождениях и может быть использовано при одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации нескольких пластов одной добывающей или нагнетательной скважиной.

Известна «Скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины», содержащая колонну труб, пакер, приемные клапаны, установленные напротив продуктивных пластов и соединенные с продуктивной зоной пластов сквозными каналами, насос, расположенный на устье скважины (Патент 2161698, Е21В 43/14, 34/06 оп. 10.01.2001 г.).

Недостатком данного решения является то, что работа клапанов осуществляется посредством передачи импульса давления достаточной силы для открытия или закрытия запорного устройства с устья скважины, при этом возникает ситуация, когда невозможно создать необходимую величину импульса давления из-за технических возможностей скважинного оборудования, чтобы не привести к его порче и разрыву. Кроме того, расположение клапанов по центру НКТ ограничивает применение канатного инструмента и геофизических приборов для скважинных исследований.

Наиболее близким техническим решением является «Скважинная установка для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины», содержащая колонну труб, по меньшей мере, один пакер, по меньшей мере, одно регулирующее устройство, по меньшей мере, одну скважинную камеру (Патент 2313659, Е21В 43/14, оп. 27.12.2007 г., прототип).

Недостатком данного решения является то, что невозможно создать и передать достаточное гидравлическое давление для переключения регулируемого устройства на нужный режим, так как из-за высоких гидравлических сопротивлений необходим мощный импульс давления. При передаче импульса высокого гидравлического давления возникает гидравлический удар, который разрушает импульсную трубку, скважинное оборудование. Кроме того, приведенная скважинная установка не может охватить весь диапазон регулирования регулируемого устройства, так как импульсный характер воздействия предполагает дискретный характер переключения положений регулирующего устройства, которых из-за его малых размеров не превышает 8-10 положений.

Предлагаемая Скважинная установка Гарипова (Варианты) позволит устранить вышеуказанные недостатки и создать заданное гидравлическое давление для управления работой скважинным гидравлическим оборудованием и/или оборудованием гидравлической системы и регулирования режимом работы скважины, расширить диапазон регулирования работы каждого продуктивного пласта в отдельности и скважины в целом, повысить эффективность и надежность скважинной установки при эксплуатации скважины предлагаемым способом, в том числе обеспечить безопасность проведения технологических работ.

Поставленная цель достигается тем, что Скважинная установка (ВАРИАНТ 1) включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, колонну труб, по меньшей мере, один пакер, один посадочный узел и одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, при этом она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности, перепускным устройством гидравлического действия и станцией управления, в качестве посадочного узла используют посадочное устройство или устройство с посадочным элементом, в качестве посадочного устройства используют скважинную камеру, а в качестве устройства с посадочным элементом используют пакер с посадочным элементом, разъединитель колон с посадочным элементом, в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлический регулятор, гидравлически регулируемый штуцер, гидравлически регулируемый клапан, гидравлический канал выполнен разветвленным или не разветвленным, цельным или составным с соединительным узлом и снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью.

Скважинная установка (ВАРИАНТ 2) включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, добывающий насос, колонну труб, по меньшей мере, один пакер, один посадочный узел и одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, добывающий насос расположен в скважине, скважинная установка дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности скважины, станцией управления и перепускным устройством гидравлического действия, расположенным в пакере, в качестве посадочного узла используют посадочное устройство или устройство с посадочным элементом, в качестве посадочного устройства используют скважинную камеру, а в качестве устройства с посадочным элементом используют пакер с посадочным элементом, разъединитель колон с посадочным элементом, в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер, гидравлический регулятор, гидравлически регулируемый клапан, гидравлический канал выполнен разветвленным или не разветвленным, цельным или составным с соединительным узлом и снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью.

Скважинная установка (ВАРИАНТ 3) включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, колонну труб, по меньшей мере, один посадочный узел и, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным на поверхности и/или в скважине, она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности и станцией управления, в качестве посадочного узла используют посадочное устройство или устройство с посадочным элементом, в качестве посадочного устройства используют скважинную камеру, а в качестве устройства с посадочным элементом используют разъединитель колон с посадочным элементом, в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер, гидравлический регулятор, гидравлически регулируемый клапан, гидравлический канал выполнен разветвленным или не разветвленным, цельным или составным с соединительным узлом в виде муфты и снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью.

На фигуре 1 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с одним продуктивным пластом (Вариант 1), на фиг.2 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с одним продуктивным пластом (Вариант 1) и с дистанционным управлением, на фиг.3 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 1) для закачки рабочего агента в них с разветвленным гидравлическим каналом, на фиг.4 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 2), на фиг.5 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с одним продуктивным пластом (Вариант 1), на фиг.6 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с одним продуктивным пластом (Вариант 2), на фиг.7 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 2), на фиг.8 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 1 и 2) с двумя гидравлическими системами, на фиг.9 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 1) с двумя гидравлическими системами, одна из которых с разветвленным гидравлическим каналом, на фиг.10 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 1 и 2) с двумя гидравлическими системами, одна из которых с разветвленным гидравлическим каналом, и с дистанционным управлением, на фиг.11 изображена Скважинная установка для эксплуатации скважин с двумя продуктивными пластами (Вариант 3) с тремя гидравлическими системами.

Скважинная установка содержит (ВАРИАНТ 1).

Скважинная установка включает колонну труб 1, по меньшей мере, один пакер 2, по меньшей мере, один гидравлический канал 3, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, например, съемный клапан 4, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос 5 и/или напорную линию высокого давления 6 в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, дополнительно снабженного запорно-регулируемым устройством 7, и, по меньшей мере, один посадочный узел 8.

Колонна труб 1 представляет собой, например, НКТ, с постоянным или переменным диаметром и с открытым нижним концом или нижним концом, в который установлена заглушка 9.

Гидравлический канал 3 проходит через гидравлическое оборудование скважинной установки и соединяет гидравлически регулируемое скважинное оборудование и/или гидравлически регулируемое устройство 4 и напорное устройство высокого давления между собой.

К скважинному оборудованию, в том числе и гидравлически регулируемому, относятся:

гидравлический или механический пакер 2, гидравлический или механический разъединитель колонн, насос с гидравлическим, пневматическим, электрическим, автомобильным, автоматическим и ручным приводом, в том числе нагнетательный, посадочный узел 8, гидравлический канал 3, а также любые гидравлически и/или механически регулируемые сужающие устройства, например, гидравлически регулируемые устройства, перепускные устройства гидравлического действия, запорно-регулируемые устройства 7.

Напорное устройство высокого давления в виде нагнетательного насоса 5 и/или напорной линии высокого давления 6 установлено в скважине и/или на поверхности и соединяет, по меньшей мере, один гидравлический канал 3 и, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, образуя гидравлическую систему.

Гидравлический канал 3 представляет собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, например, трубопровод, шлангокабель, при этом он может быть неразветвленным или разветвленным, когда один гидравлический канал 3 подходит к нескольким гидравлически регулируемым устройствам гидравлической системы и/или к гидравлически регулируемому оборудованию скважинной установки, например, к пакеру 2, к разъединителю колонн. Гидравлический канал 3 выполнен цельным или составным с соединительным узлом 10, например, в виде муфты, переходника, переводника и т.п. Гидравлический канал 3 снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью, такой как трансформаторное масло, дегазированная жидкость.

Гидравлически регулируемые устройства представляют собой гидравлически регулируемые клапана 4, гидравлически регулируемые штуцера 11, гидравлические регуляторы, управляемые при помощи напорного устройства высокого давления. Зарядку гидравлически регулируемых устройств, например, клапанов 4, на заданное гидравлическое давление производят при помощи нагнетательного насоса 5, расположенного на поверхности.

Гидравлически регулируемое устройство, например, съемный клапан 4, устанавливают в посадочный узел 8.

Посадочный узел 8 представляет собой посадочное устройство, например, в виде скважинной камеры, или устройство с посадочным элементом, например, пакер 2 с посадочным элементом, разъединитель колонн с посадочным элементом, муфта с посадочным элементом, насос с посадочным элементом, НКТ с посадочным элементом в виде сужения и т.п., где устанавливают гидравлически регулируемое устройство.

Нагнетательный насос 5 применяют для создания высокого гидравлического давления, он выполнен в съемном или несъемном, стационарном или подвижном исполнении, расположен на поверхности и/или в скважине.

Гидравлическая система включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, по меньшей мере, один гидравлический канал 3, и, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, а для аварийного снижения гидравлического давления она дополнительно снабжена перепускным устройством гидравлического действия 12, например, в виде обратного клапана, расположенного в пакере 2.

Кроме этого, для проведения глубинных исследований и получения информации о параметрах работы скважины как в целом по скважине, так и по объектам (продуктивным пластам, оборудованию) Скважинная установка дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами (далее по тексту - КИП) 13 и/или станцией управления 14 для дистанционного управления работой скважинного оборудования в автоматическом режиме или в ручном режиме, расположенные на поверхности и/или в скважине и соединенные со Скважинной установкой.

КИП 13 применяются как проводные, то есть при помощи кабеля связи, так и без проводные, имеют автономное питание, например, аккумуляторные батареи, или по кабелю. Станция управления 14 включает в себя пульт управления, модем и др. оборудование.

В скважину устанавливают как одну гидравлическую систему, так и несколько гидравлических систем. Гидравлическая система регулирует режим работы одновременно или поочередно не только гидравлически регулируемых устройств 4, но и режим работы всего гидравлического оборудования скважинной установки, например, гидравлических разъединителей колонн и/или гидравлических пакеров 2 с заданными параметрами работы по гидравлическому давлению с непостоянным - переменным пропускным сечением, соответствующим параметрам размещенному в скважине гидравлическому скважинному оборудованию.

Скважинная установка содержит (ВАРИАНТ 2).

Скважинная установка включает колонну труб 1, по меньшей мере, один пакер 2, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос 5 и/или напорную линию высокого давления 6 в виде напорного трубопровода со средой высокого давления, дополнительно снабженного запорно-регулируемым устройством 7, добывающий насос 15, расположенный в скважине, по меньшей мере, один посадочный узел 8, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, например, съемный клапан 4, и, по меньшей мере, один гидравлический канал 3.

Колонна труб 1 представляет собой, например, НКТ с постоянным или переменным диаметром и с открытым нижним концом или нижним концом, в который установлена заглушка 9.

Гидравлический канал 3 проходит через гидравлическое оборудование скважинной установки и соединяет гидравлически регулируемое скважинное оборудование и/или гидравлически регулируемое устройство и напорное устройство высокого давления между собой.

К скважинному оборудованию, в том числе и гидравлически регулируемому, относятся:

гидравлический или механический пакер, гидравлический или механический разъединитель колонн, насос с гидравлическим, пневматическим, электрическим, автомобильным, автоматическим и ручным приводом, в том числе нагнетательный и добывающий, посадочный узел, гидравлический канал, а также любые гидравлически и/или механически регулируемые сужающие устройства, например, гидравлически регулируемые устройства, перепускные устройства гидравлического действия, запорно-регулируемые устройства 7.

Гидравлический канал 3 выполнен цельным или составным с соединительным узлом 10, например, в виде муфты, переходника, переводника и т.п. Кроме этого гидравлический канал 3 снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью, такой как трансформаторное масло, дегазированная жидкость.

Гидравлически регулируемые устройства представляют собой гидравлически регулируемые клапана 4, гидравлически регулируемые штуцера 11, гидравлические регуляторы, управляемые при помощи напорного устройства высокого давления. Зарядку гидравлически регулируемых устройств на заданное гидравлическое давление производят при помощи нагнетательного насоса 5, расположенного на поверхности.

Гидравлически регулируемое устройство 4 или 11 устанавливают в посадочный узел 8.

Посадочный узел 8 представляет собой посадочное устройство, например, в виде скважинной камеры, или устройство с посадочным элементом, например, пакер 2 с посадочным элементом, разъединитель колонн с посадочным элементом, муфта с посадочным элементом, насос с посадочным элементом, НКТ с посадочным элементом в виде сужения и т.п., куда устанавливают гидравлически регулируемое устройство 4 или 11.

Нагнетательный насос 5 используемый для создания высокого гидравлического давления выполнен в съемном или несъемном, стационарном или подвижном исполнении, расположен на поверхности и/или в скважине.

Добывающий насос 15 расположен в скважине и снабжен приводом, например, электроприводом 16.

КИП 13 применяются как проводные, то есть при помощи кабеля связи, так и без проводные, имеют автономное питание, например, аккумуляторные батареи, или по кабелю.

Станция управления 14 включает в себя пульт управления, модем и др. оборудование.

В скважину устанавливают как одну гидравлическую систему, так и несколько гидравлических систем.

Гидравлическая система регулирует работу одновременно или поочередно не только гидравлически регулируемых устройств, но и работу гидравлического оборудования скважинной установки, например, гидравлических разъединителей колонн и/или гидравлических пакеров с заданными параметрами работы по гидравлическому давлению с непостоянным - переменным пропускным сечением, соответствующим параметрам размещенному в скважине гидравлическому скважинному оборудованию.

В случае недостаточного притока флюида из продуктивного пласта и необходимости поддержки непрерывной работы глубинного добывающего насоса 15 осуществляют регулирование работы гидравлически регулируемого перепускного устройства, например, обратного клапана 12, необходимого объема скважинной жидкости, накапливаемой выше пакера 2. В этом случае эксплуатацию скважины осуществляют с применением глубинных добывающих насосов 15, работавших ранее в периодическом режиме, и перепуск незначительного объема жидкости сверху через гидравлически регулируемое устройство, расположенного в пакере 2 позволяет отрегулировать объем поступления жидкости на прием глубинного добывающего насоса 15, чтобы не происходило его отключение из-за недостаточности притока флюида.

Применение предлагаемой Скважинной установки значительно продлит срок службы глубинного добывающего насоса 15, а за счет непрерывности его работы увеличит объем добываемой нефти.

Скважинная установка содержит (ВАРИАНТ 3).

В случае эксплуатации газлифтных скважин скважинная установка включает колонну труб 1, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос 5 и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления 6, дополнительно снабженного запорно-регулируемым устройством 7, по меньшей мере, один посадочный узел 8, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, например, клапан 4, и, по меньшей мере, один гидравлический канал 3.

Гидравлический канал 3 проходит через гидравлическое оборудование скважинной установки и соединяет гидравлически регулируемое скважинное оборудование и/или гидравлически регулируемое устройство и напорное устройство высокого давления между собой.

К скважинному оборудованию, в том числе и гидравлически регулируемому, относятся:

гидравлический или механический разъединитель колонн, насос с гидравлическим, пневматическим, электрическим, автомобильным, автоматическим и ручным приводом, в том числе нагнетательный, посадочный узел, гидравлический канал, а также любые гидравлически и/или механически регулируемые сужающие устройства, например,

гидравлически регулируемые устройства, перепускные устройства гидравлического действия, запорно-регулируемые устройства 7.

Гидравлический канал 3 снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью, такой как трансформаторное масло, дегазированная жидкость.

Гидравлический канал 3 представляет собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, например, трубопровод, шлангокабель, при этом он может быть неразветвленным или разветвленным, когда один гидравлический канал 3 подходит к нескольким гидравлически регулируемым устройствам гидравлической системы и/или к гидравлически регулируемому оборудованию скважинной установки, например, к разъединителю колонн. Гидравлический канал 3 выполнен цельным или составным с соединительным узлом 10, например, в виде муфты, переходника, переводника и т.п.

Гидравлически регулируемые устройства, например, съемный клапан 4, устанавливают в посадочный узел 8 для создания газлифта путем перепуска газа.

Посадочный узел 8 представляет собой посадочное устройство, например, в виде скважинной камеры, или устройство с посадочным элементом, например, разъединитель колонн с посадочным элементом и т.п., в который устанавливают гидравлически регулируемое устройство.

Нагнетательный насос 5 для создания высокого гидравлического давления выполнен в съемном или несъемном, стационарном или подвижном исполнении, он расположен на поверхности и/или в скважине, и работает от привода, например, электропривода 16, гидропривода 17 и др.

Гидравлическая система, включает, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, по меньшей мере, один гидравлический канал 3, и, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство.

Для проведения глубинных исследований и получения информации о параметрах работы скважины Скважинная установка дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами 13 и/или станцией управления 14 для дистанционного управления в автоматическом режиме или в ручном режиме, которые расположены на поверхности и/или в скважине и соединены с ней. Станция управления 14 включает в себя пульт управления, модем и др. оборудование. КИП 13 применяются как проводные, то есть при помощи кабеля связи, так и без проводные, имеют автономное питание, например, аккумуляторные батареи, или по кабелю.

В скважину устанавливают как одну гидравлическую систему, так и несколько гидравлических систем.

Гидравлическая система регулирует работу одновременно или поочередно не только гидравлически регулируемых устройств, но и работу гидравлического оборудования скважинной установки, например, гидравлических разъединителей колонн, с заданными параметрами работы по гидравлическому давлению с непостоянным - переменным пропускным сечением, соответствующим параметрам размещенному в скважине гидравлическому скважинному оборудованию.

Скважинная установка работает следующим образом.

Пример 1.

Для выработки, по меньшей мере, одного продуктивного пласта в скважину спускают колонну труб 1, например, НКТ, с постоянным или переменным диаметром с открытым или заглушенным нижним концом, при необходимости осуществляют посадку пакера 2.

После этого пропускают через скважинную установку, по меньшей мере, один гидравлический канал 3, соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, например, съемный клапан 4 и, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, которое представляет собой нагнетательный насос 5 и/или напорную линию высокого давления в виде трубопровода со средой высокого давления 6, который может быть снабжен запорно-регулируемым устройством 7.

Спуск, по меньшей мере, одного гидравлического канала 3 осуществляют одновременно со скважинным оборудованием, например, пакером 2, или раздельно от него.

Гидравлически регулируемый съемный клапан 4 устанавливают в посадочный узел 8 и располагают напротив каждого продуктивного пласта.

После посадки пакера 2 производят опрессовку и проверку работоспособности созданной гидравлической системы.

Напорный трубопровод со средой высокого давления 6 запитывают, например, от напорного пласта скважины, от емкости или от резервуара со средой, обеспечивающей поступление среды высокого давления в напорный трубопровод со средой высокого давления 6.

Скважинную установку, представленную на фиг.1, эксплуатируют в целях ППД или можно использовать для фонтанной добычи флюида из продуктивного пласта. Для этого в скважине устанавливают колонну труб 1 с заглушкой 9 и пакером 2, через которые пропущен гидравлический канал 3 до гидравлически регулируемого устройства, например, съемного клапана 4.

Гидравлически регулируемый съемный клапан 4 посредством гидравлического канала 3 соединяют с напорным устройством высокого давления в виде нагнетательного насоса 5 и напорной линией высокого давления 6 представленной напорным трубопроводом со средой высокого давления посредством соединительного запорно-регулируемого устройства 7 в виде задвижки. Гидравлически регулируемый клапан 4 устанавливают в скважинной камере 8.

Гидравлическую систему заполняют незамерзающей и несжимаемой жидкостью, например, маслом. Регулирование процесса закачки рабочего агента или добычи флюида осуществляют посредством плавного изменения и удержания давления жидкости в гидравлическом канале 3 и соответственно в гидравлически регулируемом клапане 4 с помощью напорного нагнетательного насоса 5 или напорного трубопровода со средой высокого давления 6. Гидравлически регулируемый клапан 4 плавно непрерывно изменяет размер своего диаметра пропускного сечения в зависимости от изменения гидравлического давления в гидравлической системе, включающей гидравлический канал 3 и напорное устройство высокого давления. В целях длительного удержания гидравлического давления жидкости в гидравлическом канале 3 и в гидравлически регулируемом клапане 4 задвижкой 7, расположенной на выходе гидравлического канала 3 из скважины, перекрывают гидравлический канал 3. После чего скважину оставляют в работе на выбранном режиме эксплуатации (закачки или добычи).

Если требуется сменить режим работы скважины, то есть режим работы оборудования, спущенного в скважину, и/или режим работы продуктивного пласта, то открывают задвижку 7 и полностью или частично стравливают из него жидкость, либо нагнетают жидкость с помощью напорной линии высокого давления 6 или нагнетательного насоса 5. Изменяя плавно гидравлическое давление в гидравлической системе, подбирают оптимальный размер диаметра пропускного сечения гидравлически регулируемого клапана 4 и, соответственно, подбирают эффективный режим эксплуатации данной скважины.

Пример 2.

В скважину спускают скважинная установка, работающая в режиме фонтанной добычи, включающую НКТ 1 с нижнем концом, в котором расположена заглушка 9, гидравлический пакер 2, посадочный узел 8 в виде скважинной камеры, гидравлический канал 3 представляющий собой шланго-кабель, и гидравлически регулируемое с поверхности устройство в виде съемного клапана 4, установленного в скважинную камеру 8. На поверхности гидравлический канал 3 подключают к нагнетательному насосу 5 с гидравлическим приводом 17, пропускают его через гидравлическое оборудование скважинной установки и соединяют со съемным гидравлически регулируемым клапаном 4.

После посадки гидравлического пакера 2 проверяют посредством опрессовки качество его посадки и работоспособность всей гидравлической системы.

Далее дистанционно со станции управления с передающим модемом 14 осуществляют управление нагнетательным насосом 5 с гидравлическим приводом 17 путем подкачек или откачек начинают плавно изменять гидравлическое давление в гидравлическом канале 3 и удерживать в нем заданное гидравлическое давление, а посредством данных, полученных с контрольно-измерительных приборов 13, регулировать режим работы съемного гидравлически регулируемого клапана 4, определяя параметры притока флюида из продуктивного пласта 18 выявляют оптимальный режим работы скважины, после чего ее оставляют в работе.

Пример 3.

Скважинная установка, изображенная на фиг.4, предназначена для эксплуатации нижнего продуктивного пласта скважины с помощью добывающего насоса 15 и нагнетательного насоса 5, с одной гидравлической системой и с одним пакером, она позволяет обеспечить непрерывность работы глубинного добывающего насоса 15, то есть исключить отключение добывающего насоса 15 по срыву подачи из-за недостаточности притока из нижнего продуктивного пласта 19, либо предотвратить неконтролируемый переток жидкости на прием добывающего насоса 15 из вышележащего интервала верхнего продуктивного пласта 18 и осуществит регулирование объема перепускаемой жидкости с помощью гидравлического действия перепускного обратного клапана 12, установленного в пакере 2. При этом режим регулирования работы гидравлического перепускного обратного клапана 12 осуществляют посредством нагнетания и стравливания гидравлического давления в гидравлическом канале 3 нагнетательным насосом 5, расположенным на поверхности.

Пример 4.

На фиг.7 показана Скважинная установка для эксплуатации скважины с использованием струйного гидравлического добывающего насоса 15, в котором установлен гидравлически регулируемый штуцер 11, который под действием плавного изменения давления жидкости в гидравлическом канале 3 и, соответственно, в нем от напорной линии высокого давления 6 плавно изменяет размер диаметра пропускного сечения сопла или диффузора, или диаметров входных и выходных отверстий (на фиг. не показано), или насадки или объема камеры смешения струйного добывающего насоса 15. С помощью изменения и удержания гидравлического давления в гидравлической системе регулируют работу струйного добывающего насоса 5 (можно и дистанционно), что позволяет оптимизировать его режим работы.

На данной скважинной установке в качестве нагнетаемой жидкости используется флюид, поступаемый в струйный добывающий насос 15 из напорного вышележащего пласта 18. Объем поступления и прохождения жидкости через добывающий струйный насос 15 регулируют гидравлически регулируемым штуцером 11 путем плавного изменения и удержания в нем давления жидкости, нагнетаемой через гидравлический канал 3 от напорного трубопровода со средой высокого давления 6, снабженного запорно-регулируемым устройством в виде задвижки 7.

Пример 5.

На фиг.11 изображена скважинная установка для газлифтной добычи из верхнего продуктивного пласта 18. При этом гидравлическое давление в гидравлической системе изменяют запорно-регулируемым устройством в виде задвижки 7, стравливая или нагнетая жидкость, нагнетаемую насосом 5. Гидравлически регулируемые клапаны 4 настраивают на заданный перепад гидравлического давления, что позволяет настраивать газлифтный подъемник на эффективный режим.

В скважину спускают скважинное оборудования на НКТ 1: три посадочных узла 8, три гидравлически регулируемых устройства и три гидравлических канала 3. Напорное устройство высокого давления в виде нагнетательного насоса 5 расположено на поверхности.

Нагнетательный насос 5 необходим для плавного изменения и удержания гидравлического давления в гидравлической системе и соединяет три гидравлических канала 3, каждый, из которых соединен с одним гидравлически регулируемым клапаном 4.

После спуска скважинного оборудования для газлифтной эксплуатации скважин производят зарядку гидравлически регулируемых клапанов 4 на заданные пусковые гидравлические давления, рассчитанные на их срабатывание закрыть или открыть, через которые начинает поступать газ в НКТ 1 для подъема пластовой жидкости.

Далее создают нагнетательным насосом 5 и удерживают с использованием запорно-регулируемых устройств 7 поочередно гидравлическое давление в каждом из трех гидравлических каналов 3, передающим гидравлическое давление зарядки на верхний гидравлически регулируемый клапан 4.

Затем гидравлическое давление в каждом гидравлическом канале 3 передаетя соответственно гидравлическое давление зарядки на гидравлически регулируемые клапаны 4, соединенные соответственно с конкретным гидравлическим каналом 3. После чего начинают нагнетать газ в скважину для подъема жидкости и вводят, таким образом, газлифтную скважину в эксплуатацию.

Обычно в случае эксплуатации газлифтных скважин очень сложно рассчитать и подобрать оптимальные пусковые гидравлические давления. При этом нужно иметь определенный стенд для зарядки гидравлически регулируемых клапанов на большие гидравлические давления, который находится на достаточном удалении от скважины. Кроме того, необходимо заряженные таким образом гидравлически регулируемые устройства спускать в скважину с использованием канатной техники. В предлагаемом техническом решение этого можно избежать, так как гидравлически регулируемые устройства заряжают на заданное гидравлическое давление непосредственно в скважине через гидравлические каналы с использованием устьевого нагнетательного насоса.

Предлагаемая Скважинная установка для эксплуатации скважин (Варианты) позволяет использовать известные гидравлические элементы, устройства, в том числе и стандартные, такие как газлифтные гидравлически регулируемые устройства с сильфонами или с поршневыми камерами и заряжать их заданным гидравлическим давлением через гидравлический канал непосредственно в скважине, что обеспечивает универсальность применения гидравлической системы в скважине.

Гидравлическая система позволяет создать заданное гидравлическое давление и осуществить настройку режима работы скважины путем постоянного дистанционного автоматического и/или ручного плавного изменения гидравлического давления и/или удержания гидравлического давления в гидравлическом канале, передающим это гидравлическое давление на гидравлические регулируемые устройства. Регулировать режим работы каждого эксплуатационного продуктивного пласта в отдельности и скважины в целом посредством плавного изменения гидравлического давления и/или удержания гидравлического давления передаваемого по гидравлическому каналу на гидравлически регулируемые устройства, что исключает гидравлические удары, разрыв и порчу скважинного оборудования, тем самым приводит к увеличению срока службы скважинного оборудования и обеспечивает безопасность проведения технологических работ.

В скважине может быть применено как одна, так и несколько гидравлических систем раздельно для каждого эксплуатационного объекта - продуктивного пласта, либо избирательно для отдельного вида оборудования, что позволяет осуществлять селективную выработку каждого продуктивного пласта как одновременно раздельно, так и поочередно раздельно и в режиме реального времени.

Реализация предлагаемой Скважинной установки (Варианты) позволит задавать периодический режим плавного открытия или закрытия гидравлически регулируемого устройства, через периодическое плавное увеличение и уменьшение гидравлического давления в гидравлическом канале, что приводит к периодическому плавному открытию и закрытию пропускных отверстий в гидравлически регулируемом устройстве, через которые проходит флюид либо выпускается газ, либо перепускается надпакерная затрубная жидкость, кроме того, позволит также вести учет выработки (добычи) нефти по каждому продуктивному пласту в отдельности за счет появившейся возможности отсекания одних продуктивных пластов от других с целью проведения прямых замеров параметров добычи флюида других продуктивных пластов на поверхности, т.к. прямые замеры параметров добычи флюида более точны, чем параметры, полученные косвенно путем геофизических исследований.

Использование ручного - механического или автоматического дистанционного регулирования работой скважины с помощью гидравлической системы и КИП позволяет более эффективно эксплуатировать продуктивные пласты, выводить работу скважины на оптимальный режим или на максимальную добычу нефти из продуктивных пластов или селективно из определенного отдельного продуктивного пласта.

Использование дистанционного управления работой скважины с помощью гидравлической системы и КИП позволяет эксплуатировать поочередно или совместно несколько продуктивных пластов одной скважины, с возможностью получения прямых замеров дебита и обводненности по каждому продуктивному пласту, а также настраивать оптимальный режим работы скважины в целом с максимальным дебитом нефти при минимуме обводненности добываемого флюида. То есть осуществлять селективную выработку каждого продуктивного пласта как одновременно раздельно, так и поочередно раздельно и в режиме реального времени.

1. Скважинная установка, включающая, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, колонну труб, по меньшей мере, один пакер, один посадочный узел и одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, в качестве напорного устройства высокого давления используют нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления.

2. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена перепускным устройством гидравлического действия, расположенным в пакере.

3. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют пакер с посадочным элементом.

4. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности, с дистанционным управлением.

5. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют разъединитель колон с посадочным элементом.

6. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют скважинную камеру.

7. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер.

8. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый клапан.

9. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что гидравлический канал выполнен цельным или составным с соединительным узлом.

10. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что гидравлический канал выполнен разветвленным или неразветвленным.

11. Скважинная установка по п.1, отличающаяся тем, что гидравлический канал снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью.

12. Скважинная установка, включающая, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, добывающий насос, расположенный в скважине, колонну труб, по меньшей мере, один пакер, один посадочный узел и одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, в качестве напорного устройства высокого давления используют нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления.

13. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена перепускным устройством гидравлического действия, расположенным в пакере.

14. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют пакер с посадочным элементом.

15. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности, с дистанционным управлением.

16. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют разъединитель колон с посадочным элементом.

17. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют скважинную камеру.

18. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер.

19. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый клапан.

20. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что гидравлический канал выполнен цельным или составным с соединительным узлом.

21. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что гидравлический канал выполнен разветвленным или неразветвленным.

22. Скважинная установка по п.12, отличающаяся тем, что гидравлический канал снабжен незамерзающей и несжимаемой жидкостью.

23. Скважинная установка, включающая, по меньшей мере, одно напорное устройство высокого давления, колонну труб, по меньшей мере, один посадочный узел и, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство, установленное в посадочном узле, по меньшей мере, один гидравлический канал, представляющий собой трубчатый элемент постоянного или переменного сечения, проходящий через скважинную установку и соединяющий, по меньшей мере, одно гидравлически регулируемое устройство с напорным устройством высокого давления, установленным в скважине и/или на поверхности, в качестве напорного устройства высокого давления используют нагнетательный насос и/или напорную линию высокого давления в виде напорного трубопровода со средой высокого давления.

24. Скважинная установка по п.23, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена контрольно-измерительными приборами, расположенными в скважине и/или на поверхности, с дистанционным управлением.

25. Скважинная установка по п.23, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют разъединитель колон с посадочным элементом.

26. Скважинная установка по п.23, отличающаяся тем, что в качестве посадочного узла используют скважинную камеру.

27. Скважинная установка по п.23, отличающаяся тем, что в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый штуцер.

28. Скважинная установка по п.23, отличающаяся тем, что в качестве гидравлически регулируемого устройства используют гидравлически регулируемый клапан.

Система электропривода погружной насосной установки и станция управления электроприводом // 61066