Система струйного формирования множества боковых каналов от ствола скважины, имеющего угол наклона от вертикального до горизонтального

Полезная модель относится к буровым работам для разработки нефтяных скважин и к действиям по модернизации существующих скважин, для увеличения их производительности. Задачей полезной модели является предоставление нового устройства, которое облегчает применение радиального струйного бурения в более глубоких и сильно искривленных скважинах для многостороннего формирования каналов в подземных слоях, окружающих ствол скважины. Устройство имеет компонент резки обсадной трубы для вскрытия обсадной трубы путем вырезания секции из обсадной трубы или формирования отверстия в обсадной трубе, также имеет компонент формирования каналов, обеспечивающий возможность трубопроводу струйного бурения каналов под высоким и/или импульсным чрезвычайно высоким давлением, поддерживаемому любым типом или размером колтюбинга, с возможностью проникать через мягкие, средние и жесткие пласты под любым углом без ограничения по боковому прохождению в пласт. Устройство полностью управляема и значительно уменьшает процент ошибок и сбоев, которые присущи современным системам, используемым для радиального бурения. 6 з.п. ф-лы, 5 фиг.

Полезная модель относится к буровым работам для разработки нефтяных скважин и к действиям по модернизации существующих скважин, для увеличения их производительности, а именно, предлагаемая полезная модель касается устройства для перемещаемого гидравлического радиального импульсного струйного бурения под высоким давлением в скважинах, имеющих направленность от вертикальной до горизонтальной, для струйного формирования особым образом ориентированных боковых каналов в подземном пласте, окружающем ствол скважины.

Скважины для добычи нефтепродуктов бурятся вертикально от точки на поверхности земли к желаемой зоне под землей. Однако, во многих случаях, невозможно, нежелательно или непрактично бурить скважины вертикально, поэтому, скважины или секции стволов скважины бурятся под наклоном или с отклонением от вертикали. Сравнительно недавно были изобретены системы направленного бурения, чтобы управляемо отклонять ствол скважины так, чтобы он мог пересекать подземную аномалию, которая, возможно, смещена вбок от начальной вертикальной ориентации ствола скважины.

Известно, что для добычи флюида, такого как сырая нефть или минералы, из скважин, пересекающих подземные разрабатываемые пласты, совершается формирование многосторонних каналов из главного или основного, обычно вертикального, ствола скважины посредством вращательного бурения или расширения ствола, как это изложено в патентах США 4,880,067, 4,928,767 и переизданном патенте США 33,660 под авторством Jelsma, или посредством гидравлической струйной продувки, как это изложено в патентах США 5,853,056 и 6,125,949 под авторством Landers или в патентах США 6,263,948 и 6,668,948 под авторством Buckman и др. Другие изобретения, имеющие отношение к настоящему с точки зрения радиального или бокового формирования каналов, проходящих от первичной скважины, представлены патентами США 4,497,381, 4,527,639 и 4,787,465 под авторством Dickenson и др., патентами США 4,640,362, 4,765,173 и 4,790,384 под авторством Schellstede и др. Более поздние разработки продукта и процесса, относящиеся или использующие гидравлическое струйное формирование боковых каналов, представлены в патентах США 7,422,059 и 7,441,595 под авторством Henk H. Jelsma, указанных выше.

Однако, в указанных устройствах применяют системы струйного бурения, которые направляют воду под высоким постоянным давлением для струйной продувки через пласт для формирования боковых каналов. Этот процесс струйного бурения каналов является обычно слишком медленным, из-за того, что используется постоянное давление жидкости. Было определено, что переменная или импульсная струйная продувка боковых каналов более быстра и более эффективна для формирования боковых каналов. Однако, для оборудования струйной продувки, включающего в себя колтюбинг или шарнирный трубопровод, нежелательно развивать импульсное высокое давление на поверхности, чтобы добиться желаемого импульсного высокого давления в боковом канале на глубине ствола скважины. Было бы весьма выгодно развить импульсное высокое давление флюида струйной продувки в окружающей среде скважины.

Кроме того, многие из существующих инструментальных средств формирования подземных боковых каналов, включают в себя буровые колонны, использующие промывочные жидкости, которыми управляют с поверхности, и снабженные насосами. Это невыгодно из-за чрезмерного износа и высоких затрат на обслуживание, которое происходит вследствие очень высоких средних давлений впрыскиваемой жидкости, которые требуются, чтобы развивать необходимое давление жидкости для струйной продувки боковых каналов. По этой причине буровые колонны обычно используются только совместно с механическим устройством подземного бурения для того, чтобы пробурить боковые каналы.

Также, подобные устройства требуют множества рейсов в скважину для струйного формирования множества боковых каналов в пласте, и для вращательной ориентации механизма струйного бурения канала в стволе скважины так, чтобы получающиеся боковые каналы были ориентированы по предварительно определенным азимутам.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для радиального бурения обсаженных скважин, содержащее корпус с криволинейной направляющей, гибкий вал, механизм вращения гибкого вала, выполненный в виде гидравлического забойного двигателя, механизм осевого перемещения гибкого вала и режущий инструмент.Механизм осевого перемещения гибкого вала выполнен в виде барабана и непрерывной гибкой трубы, намотанной на барабан, при этом корпус гидравлического забойного двигателя соединен с непрерывной гибкой трубой (патент РФ на полезную модель 80499, Е21В 43/11, 2008).

Недостатком данного устройства является то, что подобные устройства содержат твердые стальные колонны и чтобы обеспечить вертикальное бурение, используют режущую головку. Эти твердые стальные колонны используются по большей части, чтобы формировать боковые каналы из вертикальных стволов скважины и их обычно невозможно использовать в отклоненных секциях стволов скважин, так как они не могут легко следовать линии наклонных секций ствола скважины.

Основной задачей настоящей полезной модели является предоставление нового надежного устройства, которое облегчает применение радиального струйного бурения в более глубоких и сильно искривленных скважинах для многостороннего формирования каналов в подземных слоях, окружающих ствол скважины.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемой системы является:

- применение радиального струйного формирования боковых каналов к скважинам, имеющим широкий диапазон углов ствола скважины, то есть, от вертикали или другого высокого угла до горизонтально ориентированных скважин, и возможность выхода от ствола скважины в пласт под различными углами, в пределах от вертикального до 180 градусов и во множестве направлений и уровней;

- предоставление гидравлического струйного формирования боковых каналов из ствола скважины управляемым и ориентируемым образом;

- предоставление нового механизма или инструмента и процесса для того, чтобы вырезать множество отверстий в обсадных трубах, не требуя извлечения системы резки между каждой операцией резки обсадной трубы;

- обеспечение возможности устанавливать ориентированные боковые каналы из обсадной трубы ствола скважины или скважины без обсадных труб и при любом размере или глубине;

- предоставление быстрого и эффективного средства облегчения струйного формирования множества боковых каналов из обсаженного ствола скважины с перемещением одного инструмента в ствол скважины.

Указанный результат достигается с помощью предоставления перемещаемой системы радиального гидравлического жидкостного струйного бурения. Система имеет компонент резки обсадной трубы для вскрытия обсадной трубы путем вырезания секции из обсадной трубы или формирования отверстия в обсадной трубе. Система имеет компонент формирования каналов, обеспечивающий возможность трубопроводу струйного бурения каналов под высоким и/или импульсным чрезвычайно высоким давлением, поддерживаемому любым типом или размером колтюбинга, проникать через мягкие, средние и жесткие пласты под любым углом без ограничения по боковому прохождению в пласт.

Компонент или система резки обсадных труб и система струйного бурения боковых каналов должна быть выборочно установлена на целевой глубине скважины в стволе скважины на посадочном механизме, который является ориентируемым и направляемым. Посадочный механизм приспосабливает систему резки для выполнения отверстия и/или вскрытия секции в обсадной трубе на интересующей глубине одним или множеством способов. Посадочный механизм также позволяет множеству боковых каналов, которые должны быть выбурены струйным образом из вскрытой или вырезанной секции обсадных труб при любом желаемом направлении или угле от главного ствола скважины. Эти признаки достигаются при помощи системы резки обсадных труб и струйного формирования каналов, которая включает в себя механизм резки и механизм струйного бурения, каждый из которых заключены в направляющую трубу, чтобы обеспечить возможность большого угла и применения высокого давления и управляемой настройки системы. Система вращательно позиционируема в стволе скважины, чтобы обеспечить возможность желаемых направленных изменений по азимуту и углу боковых каналов, сформированных струйным образом.

Система резки обсадных труб и струйного бурения каналов имеет набор из двух главных компонентов, каждый из которых независимо работает в стволе скважины. Первый компонент - это компонент резки обсадных труб, состоящий из внешнего перемещаемого корпуса, стальной трубы выбранной длины, которая выполнена таким образом, чтобы можно было приспособить тип требуемых компонентов резки обсадных труб.

У внешнего перемещаемого корпуса есть в его верхнем конце секция ограничения, которая позволяет опускать систему посредством извлечения кольца, заключенного в корпус внешней перемещаемой трубы. Этому кольцу противодействует гидравлический запорный механизм, который частично восстановим и имеет две функции: 1) помещать систему на ориентированной на месте системе направляющего механизма, и 2) обеспечивать "проталкивание" перемещаемой системы в скважину под высокими углами, чтобы обеспечивать ее надлежащую посадку на систему направляющего механизма. Секция ограничения дополнительно обеспечивает необходимое расстояние, чтобы вырезать отверстия или "окна" в обсадных трубах скважины. Внешний перемещаемый корпус также включает в себя секцию инструмента отклонителя, которая присоединена к его нижнему концу и имеет секцию ориентирования или компонент направляющего механизма и механизм хвостовика для ориентации инструмента резки обсадных труб, заключенного внутри него. Эта секция остается соединенной с внешним корпусом в течение операций резки обсадных труб. Операции резки обсадных труб совершаются последовательно с вращательной ориентацией, повторяемой для множества желаемых отверстий, без какой-либо потребности в удалении перемещаемого корпуса из ствола скважины между каждой операцией резки обсадных труб.

Операция по посадке инструмента достигается вторым кольцом в перемещаемом внешнем корпусе ниже извлекающего кольца. Это кольцо имеет больший внутренний диаметр, чем верхнее кольцо, и позволяет гидравлически активируемому запорному механизму проходить через него, если требуется вытягивать его, как только перемещаемая система посажена, и позволяет этой операции повторяться столько раз, сколько это требуется.

Компоненты резки укомплектованы резаком, валом карданного типа и гидро- или электромотором с достаточным номинальным крутящим моментом, чтобы вращать и проникать сквозь корпус обсадной трубы. Этот узел удерживается колтюбингом любого применимого размера и марки. Колтюбинг имеет запорный механизм, прикрепленный к нему в момент извлечения, и секцию колец проталкивания, и открыт и посажен в кольца при запускании в скважину до интересующей глубины. На этой глубине механизм отклонения, который прикреплен к низу колтюбинга, усаживается и ориентируется с помощью коммерчески доступных систем ориентирования (Патенты Jelsma, указанные выше). В этот момент узел резки отстоит на несколько десятков сантиметров от низа ствола скважины, для обеспечения гидравлического расцепления с нижним кольцом проталкивания и позволяет двигателю опуститься и начать резать. По завершению операции резки обсадных труб инструмент может вращаться или подниматься к новому местоположению резки, и может быть проведена дополнительная резка обсадной трубы, не требуя извлечения инструмента резки обсадных труб из скважины между циклами резки обсадных труб.

Затем компоненты резки извлекаются колтюбингом, проталкиваемым обратно через перемещаемую систему до тех пор, пока гидравлическое запорное кольцо не сцепится с кольцом извлечения. В этот момент вся перемещаемая система вытягивается с направляющего механизма и выносится на поверхность.

Вторая часть перемещаемой системы радиального гидравлического жидкостного струйного бурения состоит из: внешнего перемещаемого корпуса, укомплектованного отклонителем, проходящего на требуемую длину запланированных боковых каналов и колтюбинга полностью извлеченного из корпуса. Механизм струйного бурения высокого давления, имеющий множества отверстий для струйного бурения, прикрепленный к гибкому шлангу высокого давления с длиной, которая предварительно определена длиной боковых каналов, которые нужно сформировать. Этот гибкий шланг высокого давления присоединен к миниатюризированному генератору импульсов высокого давления, который включен в боковую систему струйного бурения канала. Эта система поддерживается и размещается колтюбингом с той же самой системой извлечения/фиксации, как указано выше, обеспечивая более длительную работу в стволе скважины в непосредственной связи с запланированными боковыми каналами.

Узел струйного бурения боковых каналов опускается и фиксируется вновь в заданной системе направляющего механизма, которая зафиксирована, например, пакерами или анкерами на проектной глубине и местоположении в стволе скважины. При той же самой манипуляции колтюбингом, гибкий шланг с генератором импульсов и струйным соплом, вновь усаживается, струйно бурит и вращается посредством направляющего механизма, для повторного вхождения в отверстия, пробуренные в обсадных трубах, или секцию, вырезанную в обсадной трубе. По завершении работ система извлекается, и система направляющего механизма достается, и скважина вновь готова возвратиться к добыче.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлено:

Фиг.1 - вид в разрезе перемещаемого инструмента резки обсадной трубы, имеющего ориентирующий отклонитель и устройство хвостовика.

Фиг.2 - вид в разрезе устройства посадки/ориентирования вспомогательного каната.

Фиг.3 - вид в разрезе по линии 3-3 из Фиг.1.

Фиг.4 - общий вид, показывающий секцию инструмента гидравлического запора перемещаемого инструмента импульсного струйного гидравлического бурения.

Фиг.5 - вид в разрезе по линии 4-4 из фиг.1.

Указанные чертежи иллюстрируют только типичный вариант осуществления данного полезной модели и поэтому не должны рассматриваться как ограничивающие его объем, поскольку для полезной модели допускаются и другие равноэффективные варианты осуществления.

Описание предпочтительного варианта осуществления предлагаемой системы.

На Фиг.1 и 2, в позиции 10 показан компонент резки обсадной трубы, перемещаемый из ствола скважины с помощью колтюбинга 12, которым управляет управляющее оборудование колтюбинга, расположенное на поверхности. Компонент или механизм 10 резки обсадной трубы снабжен внешним трубчатым перемещаемым корпусом 14 с отклонителем или элементом 16 отклоняющего башмака, предоставленным на ее нижнем конце. Внешний перемещаемой корпус может быть выполнен из высококачественной стали, нержавеющей стали или алюминия или может быть выполнен из подходящего полимерного материала, такого как Тефлон (R) или любой из многих подходящих полимерных материалов.

Элемент 16 отклоняющего башмака имеет смонтированный с ним направляющий или ориентирующий элементы 70 и 72, имеющий направленный вниз ориентирующий профиль 20. Вытянутый направляющий элемент или "хвостовик" 22 выступает вниз от элемента 16 отклоняющего башмака, чтобы установить надлежащую вращательно фиксируемую связь с устройством посадки/ориентирования вспомогательного каната, показанным в целом позицией 24 на Фиг.2.

В верхнем конце внешнего перемещаемого корпуса 14 установлена конусообразная или в целом коническая секция 25, имеющая центральное отверстие, через которое проходит лифтовая колонна. Направляющий или ориентирующий элементы 70 и 72 в нижней оконечности трубчатого перемещаемого корпуса 14 вращательно регулируется относительно элемента 16 отклоняющего башмака так, чтобы положение отверстий обсадной трубы может быть точно ориентировано по любому желаемому азимуту относительно вращательного профиля ориентирования или направляющего устройства 24 посадки/ориентирования вспомогательного каната. Элемент 16 отклоняющего башмака может быть выполнен из алюминия, нержавеющей стали, тяжелой пластмассы или фторполимера, такого как Тефлон (R).

Отверстия для циркуляции бурения или раствора для завершения скважины могут быть абсолютно открытыми или могут содержать "однонаправленный" клапан, чтобы ограничить направление потока флюида.

Во внешнем трубчатом перемещаемом корпусе 14 компонента 10 резки обсадной трубы выполнен гидравлический запорный/извлекающий механизм, показанный позициями 23 и 26. У запорного/извлекающего механизма есть внутренняя запорная структура в форме разнесенных запорных пластин 28 и 30, которые зафиксированы в пределах внешнего трубчатого перемещаемого корпуса 14. Линейно подвижный компонент привода резака для обсадных труб во внешнем перемещаемом корпусе снабжен множеством гидравлически растягивающихся и сокращающихся запорных элементов 32, 34, 36 и 38, которые управляемо подвижны между запертым и освобожденными положениями относительно зафиксированных запорных пластин.

Устройство 24 посадки/ориентирования установлено или зафиксировано посредством одного или более устройств 40 анкера обсадной трубы, которые поддерживаются корпусом 42 анкера.

Корпус 44 ориентирования посадки вспомогательного каната прикреплен к корпусу 42 анкера и имеет прикрепленный к нему в верхней части направляющий механизм 46, который имеет направленный вверх направляющий профиль 48. Корпус 44 ориентирования посадки также задает резервуар хвостовика, показанный пунктирной линией в позиции 50, который ориентирован для получения элемента 22 хвостовика, показанного в нижней части Фиг.1. Устройство 24 посадки/ориентирования вспомогательного каната управляемо позиционируется в стволе скважины или обсадной трубы так, чтобы у его направляющего профиля 48 была желаемая вращательная ориентация.

Элемент 16 отклоняющего башмака зафиксирован на трубчатом перемещаемом корпусе 14 и задает направляющий канал 52, имеющий кривую часть, через которую гибкий приводной вал имеет возможность двигаться. Гибкий приводной вал 54 имеет предпочтительно карданный тип, который сформирован сообщающимися жесткими сегментами, и направленно перемещается по кривому направляющему каналу 52 и вращается в направляющем канале. Металлический элемент 58 резки, такой как фреза, бур или другой подходящий резак, прикреплен к крайнему концу гибкого вала 54 и вращается по направлению к обсадной трубе, чтобы фрезеровать или иначе вырезать желаемое ориентированное отверстие для бокового канала в обсадной трубе. Поскольку гибкий приводной вал 54 резака вращается, например, посредством двигателя 60 вращения вала удлиненного в целом цилиндрического приводного элемента 62, гибкий приводной вал 54 резака линейно передвигается в направляющем канале, чтобы контактировать с обсадной трубой и вырезать отверстие в ней. Это движение вала и резака достигается нисходящим движением удлиненного в целом цилиндрического приводного элемента 62 в пределах внешнего корпуса 14. Нисходящее движение или движение вперед приводного вала резака и элемента резака могут быть достигнуты двигателем 60 вращения вала и/или его насосом 64. Двигатель 60 вращения вала является предпочтительно гидравлически приводимым в действие посредством жидкости, которая нагнетается через колтюбинг 12.

Как показано в нижней части Фиг.1 и в поперечном виде в разрезе Фиг.3, разнесенные пары направляющих и позиционирующих элементов 66 и 68 зафиксированы в трубчатом перемещаемом корпусе 14. Направляющие элементы 70 и 72 прикреплены снаружи удлиненного в целом цилиндрического внутреннего приводного элемента 62 и получены в направляющем или позиционирующем пространстве между парами направляющих и позиционирующих элементов 66 и 68, чтобы сохранять надлежащее рабочее положение внутреннего приводного элемента 62 в трубчатом перемещаемом корпусе 14 для выполнения операции резки обсадных труб и допускать ограниченное линейное движение внутреннего приводного элемента, как требуется для операции резки отверстий обсадной трубы.

Устройство по Фиг.4 включает в себя внешний трубчатый корпус 84, имеющий сужающуюся кверху секцию 86 ограничения, формирующую центральное отверстие 88, в пределах которого расположен нижний конец колтюбинга. Элемент 90 соединения трубы соединяет нижний конец колтюбинга с верхним концом генератора импульсов 92. Генератор импульсов выборочно запирается во внешнем перемещаемом корпусе 84 запорным механизмом, который может быть по существу идентичным запорному механизму, показанному на Фиг.1. Система 80 струйного бурения боковых каналов запускается в ствол скважины на колтюбинге с генератором импульсов, который неподвижен в пределах внешнего трубчатого перемещаемого корпуса или корпуса 84, как показано на Фиг.4. Запорный механизм генератора импульсов включает в себя пару запорных пластин 94 и 96, которые установлены в разнесенном отношении во внешнем перемещаемом корпусе 84. Генератор импульсов 92 снабжен гидроприводными растягивающимися и сжимающимися запорными элементами 98 и 100, которые вытягивают, чтобы допустить нисходящее линейное передвижение генератора импульсов в пределах перемещаемого корпуса 84. Генератор импульсов разработан, чтобы получать жидкость для струйного бурения канала из колтюбинга 82, или в альтернативе может получать жидкость для струйного бурения из кольцевого пространства между колтюбингом и обсадной трубой.

Гибкий шланг 102 высокого давления связан с источником жидкости и проходит вниз от генератора импульсов 92 и имеет длину, допускающую его боковой прогиб и его латеральное прохождение на желаемое расстояние в окружающий подземный пласт. Например, длина гибкого шланга высокого давления может быть приблизительно от 15 метров или меньше до приблизительно 91 метров или больше, в зависимости от назначения по проекту и характера пласта, в котором нужно сформировать боковые каналы. Следовательно, длина внешнего перемещаемого корпуса 84 должна быть достаточной, чтобы обеспечить полное вытягивание гибкого шланга в пределах внешнего перемещаемого корпуса и полного прохождения гибкого шланга при формировании боковых каналов во время операций струйного бурения. По этой причине у внешнего перемещаемого корпуса 84 будет длина больше чем 91 метров, если боковые каналы будут спроектированы, чтобы быть 91 метров в длину. В зависимости от ориентации ствола скважины в глубину пласта, то есть, вертикально или наклонно, боковые каналы могут проходить от ствола скважины горизонтально, или могут быть наклонены вверх или вниз в пласт, окружающий ствол скважины.

В нижней части внешнего перемещаемого корпуса 84 отклоняющий башмак 104 прикреплен к внешнему перемещаемому корпусу резьбовым соединением, болтовым соединением или любыми другими подходящими средствами. Отклоняющий башмак задает верхнюю направляющую секцию 106, имеющую сужающиеся направляющие поверхности 108, которые направляют гибкий шланг высокого давления 102 в направляющий канал 110 шланга. У направляющего канала шланга есть верхняя кривая часть 112 и направляющая секция 114 бокового ориентирования шланга и сопла, которая является предпочтительно по существу прямой и ориентированной по существу горизонтально, как показано на Фиг.4, или наклоненной вверх или вниз согласно намеченной ориентации боковых каналов, которые должна сформировать операция струйного бурения боковых каналов. Отклоняющий башмак 104 снабжен направленным вниз направляющим профилем 105, который соответствует конфигурации направленного вверх направляющего профиля гидравлического запорного/извлекающего механизма 23, 26. Направленный вниз направляющий профиль 105 предпочтительно вращательно приспособлен так, чтобы направляющая секция 114 бокового ориентирования шланга и сопла могла быть точно вращательно ориентирована согласно желаемой ориентации бокового канала.

В нижнем наконечнике гибкого шланга высокого давления 102 имеется струйное сопло 116, имеющее ориентированные назад отверстия 118 для струи и по меньшей мере одно направленное вперед отверстие 120 для продувки канала. Ориентированные назад отверстия 118 для струи обеспечивают реактивную силу во время операций струйного бурения для приводной тяги гибкого шланга струйного сопла, чтобы втягивать его в боковой канал, формируемый струей, и также служат, чтобы смывать обломки от формирования бокового канала. Направленное вперед отверстие 120 для продувки служит, чтобы направить импульсную струю среды жидкости высокого давления по направлению к материалу пласта, гидравлически продувая материал и формируя боковой канал. Струйное сопло 116 может вращательным образом прикреплено к гибкому шлангу высокого давления 102 так, чтобы его вращение на основе струйной жидкости, вместе с пульсацией струи жидкости высокого давления, вызывает по существу прямое направление струйного сопла, поскольку пласт разрушается струйной продувкой.

Как упомянуто выше, считается невыгодным предоставлять насосное оборудование на поверхности и нагнетать жидкость для струйного бурения под высоким давлением в колонну трубопровода или колонну колтюбинга для струйного формирования боковых каналов. Этот недостаток был преодолен посредством предоставления генератора 92 импульсов, который расположен достаточно близко к подземному пласту, где множество боковых каналов должны быть сформированы струей. Генератор импульсов увеличивает или усиливает давление струи жидкости и развивает импульсное давление струи жидкости. Струя жидкости с очень высоким импульсным давлением выходит из струйного сопла 116-120 и существенно ударяет по материалу пласта, вызывая быстрое размывание бокового канала в пласте, причем длина бокового канала определяется по длине гибкого шланга высокого давления 102 и свойствам материала пласта. Струйное сопло имеет такие длину и характер, чтобы гарантировать, что получающийся боковой канал является по существу прямым и ориентирован как определено ориентацией по существу прямой боковой части на 114 из направляющего канала 110 шланга.

Предлагаемая система работает следующим образом.

При резке обсадных труб удлиненный в целом цилиндрический внутренний приводной элемент 62 запускается в ствол скважины и садится на направляющий профиль 20 его направляющего или ориентирующего элемента 70 и 72 в ориентированной сцепке с направляющем профилем 48 устройства 44 посадки/ориентирования вспомогательного каната анкера обсадной трубы. С помощью направляющего или ориентирующего элемента 70 и 72, вращательно приспособленного по желанию, металлический резак 58 будет должным образом позиционирован для точной резки отверстия в назначенном положении и ориентации азимута. Приводной элемент 62 затем приводится в действие, чтобы вести гибкий вал 54 карданного типа и перемещать его по направляющему каналу 52-56 на достаточное расстояние для того, чтобы полностью вырезать отверстие в обсадной трубе. Если необходимо множество отверстий обсадной трубы, удлиненный в целом цилиндрический внутренний приводной элемент 62 поднимают, чтобы вытянуть его из устройства резки обсадных труб в пределах его направляющей секции 56 канала 52. Механизм или компонент 10 резки обсадных труб затем поднимают, применяя к колтюбингу подъемную силу, чтобы разъединить направляющие профили 20 и 48. Трубчатый перемещаемый корпус 14 затем вращают в желаемое положение линейной и вращательной циклической операцией и затем опускают, чтобы повторно сцеплять направляющие профили 20 и 40 в другом предварительно выбранном вращательном положении. Вращательное позиционирование трубчатого перемещаемого корпуса 14 и проведение операции резки металла может быть проведено многократно, чтобы формировать желаемое число отверстий обсадной трубы согласно проекту боковых каналов для отдельной скважины, не извлекая устройство из скважины между каждой операцией резки металла. Эта возможность существенно экономит время и затраты по сравнению с процессами резки обсадных труб и струйного бурения боковых каналов, которые в настоящее время доступны.

Для струйного бурения множества боковых каналов из ствола скважины компонент или механизм струйного бурения боковых каналов, показанный в целом позицией 80 на Фиг.4, запускается в ствол скважины на колтюбинге 82 любого желаемого размера. Механизм 80 струйного бурения боковых каналов предусматривает струйное формирование под высоким давлением желаемого числа боковых каналов, соответствующих числу и ориентации отверстий обсадной трубы, которые сформировала система резки обсадной трубы по Фиг.1-4. Чтобы обеспечить струйное бурение бокового канала устройство 24 посадки/ориентирования вспомогательного каната остается установленным и ориентированным в пределах ствола скважины во время извлечения системы резки обсадной трубы. Оно должно быть разъединено из установленного положения оборудованием вспомогательного каната после того, как операция струйного бурения боковых каналов будет завершена. Система 80 струйного бурения боковых каналов должна быть запущена в ствол скважины и должна быть посажена и ориентирована устройством 24 посадки/ориентирования вспомогательного каната.

Формирование бокового канала достигается посредством работы системы 80 струйного бурения боковых каналов в ствол скважины. В случае, если секция ствола скважины для места боковых каналов наклонена, система 80 струйного бурения боковых каналов легко "проталкивается" через наклонную секцию ствола скважины, прилагая силу проталкивания к колтюбингу или возможно также с помощью нагнетания, чтобы обеспечить навравленную сцепку посадки системы 80 струйного бурения боковых каналов с направляющим профилем 48 направляющего механизма 46 корпуса 44 ориентирования посадки. Система 80 струйного бурения боковых каналов посажена с ее направляющим профилем 105 в направляемой сцепке направленным вверх направляющим профилем 48 из корпуса 44 ориентирования посадки из Фиг.2. Во время работы системы 80 струйного бурения боковых каналов запорные элементы 98 и 100 будут приходить в их запертые положения, фиксируя систему струйного бурения боковых каналов по существу неподвижно в вытянутом положении во внешнем трубчатом перемещаемом корпусе 84. После того, как внешний трубчатый перемещаемой корпус помещен на или сцеплен с устройством 24 посадки/ориентирования, со сцепленными направляющими профилями 48 и 105, запорный механизм приводится в действие в разъединенное состояние, таким образом, высвобождая генератор импульсов и гибкий шланг для линейного передвижения во внешнем трубчатом перемещаемом корпусе. Генератор 92 импульсов затем активируется нагнетанием среды струйной жидкости через колтюбинг от поверхности., Пульсирующая струйная жидкость высокого давления проводится от генератора импульсов через гибкий шланг высокого давления 1-2 и извлекается из отверстий 118 и 120 для струи из струйного сопла 116. Струи жидкости из отверстий 118 струйного сопла развивают результирующую силу, тянущую струйное сопло и шланг высокого давления через отверстие обсадной трубы в окружающий пласт.Затем в пласте струйно формируется первый боковой канал, как обсуждалось выше. Поскольку операция струйного бурения канала продолжается, и материал пласта размыт или продут, гибкий шланг будет перемещаться через направляющий канал отклоняющего башмака 104, и генератор импульсов будет перемещаться к отклоняющему башмаку. Операция струйного бурения канала продолжается, пока генератор импульсов не войдет в контакт с отклоняющим башмаком, и гибкий шланг высокого давления проходит на всю длину в пределах окружающего пласта. Гибкий шланг высокого давления затем вытягивают к его исходному положению, применяя подъемную или вытягивающую силу на колтюбинге и перемещают генератор 92 импульсов вверх в запертое положение, показанное на Фиг.5.

Когда дополнительные боковые каналы должны быть сформированы струей в окружающем пласте, система 80 струйного бурения боковых каналов будет поднята или иначе перемещена с направляющего профиля 48. Поскольку это вытягивающее движение имеет место, система 80 струйного бурения боковых каналов вращается к другому предварительно определенному вращательно направляющему положению направляющим механизмом, имеющим множество положений. Это автоматизированное вращательное направление позиционирует отклоняющий башмак 104 так, чтобы струйное сопло 116 было расположено выровненным образом с другим отверстием для бокового канала из обсадной трубы. Струйное формирование или продувка дополнительного бокового канала затем выполняется из этого вращательно направляемого положения отклоняющий башмак 104, как обозначено выше. Впоследствии процесс, описанный выше, будут повторены для каждого дополнительного бокового канала, который предусмотрен по проекту. Нет необходимости извлекать систему 80 струйного бурения боковых каналов из ствола скважины, пока все боковые каналы не будут сформированы струей или продуты. После того, как последний боковой канал будет закончен, и гибкий шланг высокого давления будет вытянут в отклоняющий башмак 104, затем запорный механизм повторно сцепляется, и тогда может быть приложена сила вытягивания, чтобы извлечь устройство струйного формирования боковых каналов из ствола скважины.

Чтобы закончить резку обсадной трубы и операцию струйного формирования боковых каналов, используют оборудование вспомогательного каната, чтобы разъединить устройство 24 посадки/ориентирования от обсадной трубы и извлечь его на поверхность.

Предлагаемая полезная модель может легко производиться в других конкретных формах без отступления от его сущности и существенных признаков. Указанный вариант осуществления, поэтому, должен рассматриваться лишь как иллюстративный и неограничивающий. Объем полезной модели указан формулой полезной модели, а не предшествующим описанием, и поэтому все изменения, которые попадают в пределы значения и диапазона эквивалентности формулы полезной модели, предназначены охватываться настоящим документом.

1. Система струйного формирования множества боковых каналов от ствола скважины, имеющего угол наклона от вертикального до горизонтального, содержащая:

направляющий механизм, зафиксированный в требуемом местоположении и с выбранной угловой ориентацией в стволе скважины и задающий первый направляющий профиль;

механизм резки обсадных труб, имеющий трубчатый перемещаемый корпус механизма резки и отклоняющий башмак, причем отклоняющий башмак установлен в трубчатом корпусе отклонителя и задает направляющий канал вала и задает второй направляющий профиль, позиционируемый для фиксирующего соединения с первым направляющим профилем и задания направляющего канала вала;

внутренний приводной элемент, поддерживаемый в трубчатом перемещаемом корпусе механизма резки и имеющий поворотный двигатель;

гибкий приводной вал, вращаемый поворотным двигателем и располагаемый в направляющем канале вала;

режущее устройство, установленное на упомянутом гибком приводном валу и прорезающее отверстие в обсадной трубе при выполняемом двигателем вращении упомянутого гибкого приводного вала и продвигающем движении упомянутого гибкого приводного вала и режущего устройства;

механизм струйного формирования боковых каналов, имеющий трубчатый перемещаемый корпус механизма струйного формирования;

отклоняющий и направляющий башмак шланга, установленный в трубчатом перемещаемом корпусе механизма струйного формирования и задающий направляющий канал шланга, имеющий латерально ориентированную часть;

направляющий механизм, установленный на отклоняющем и направляющем башмаке шланга и задающий третий направляющий профиль, ориентируемый для фиксирующего поворотное положение соединения с первым направляющим профилем;

генератор импульсов, располагаемый в трубчатом перемещаемом корпусе механизма струйного формирования, имеющий соединитель тюбинга и соединенный с трубопроводом, проходящим вдоль ствола скважины, причем генератор импульсов выполнен с возможностью получать жидкость для струйного бурения боковых каналов и обеспечивать пульсирующий выпуск жидкости для струйного бурения боковых каналов под высоким давлением;

гибкий шланг высокого давления, соединенный для подачи жидкости с генератором импульсов и проходящий через трубчатый перемещаемый корпус и в направляющем канале шланга; и

струйную насадку, установленную на гибком шланге высокого давления и перемещаемую через отверстие бокового канала обсадной трубы в окружающий пласт, чтобы пульсирующая струя жидкости под высоким давлением размывала материал пласта.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит

внутренний приводной элемент, выполненный с возможностью достаточного линейного перемещения в трубчатом перемещаемом корпусе механизма резки для перемещения режущего устройства по обсадной трубе во время резки отверстия для бокового канала.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит

зажимной механизм, имеющий первый зажимной элемент в трубчатом перемещаемом корпусе механизма резки и второй зажимной элемент, установленный на внутреннем приводном элементе, причем зажимной механизм выполнен с возможностью гидравлического активирования, чтобы освобождать второй зажимной элемент от первого зажимного элемента и обеспечивать линейное перемещение внутреннего приводного элемента в трубчатом перемещаемом корпусе.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что

генератор импульсов выполнен с возможностью достаточного линейного перемещения в пределах трубчатого перемещаемого корпуса механизма струйного формирования, чтобы проходить, по существу, по всей длине гибкого шланга высокого давления в окружающий пласт.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит

первый зажимной элемент, установленный в трубчатом перемещаемом корпусе механизма струйного формирования;

второй зажимной элемент, установленный на генераторе импульсов и выполненный с возможностью гидравлического активирования в запорное положение, защищающее генератор импульсов от перемещения в трубчатом перемещаемом корпусе механизма струйного формирования, и в разъединенное положение, отсоединяющее генератор импульсов от трубчатого перемещаемого корпуса механизма струйного формирования и допускающее перемещение генератора импульсов и гибкого шланга высокого давления в трубчатом перемещаемом корпусе механизма струйного формирования для струйного бурения боковых каналов.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что

струйная насадка имеет, по меньшей мере, одно прямо направленное отверстие для струи, через которое испускается пульсирующая струя жидкости под высоким давлением в направлении материала пласта; и

по меньшей мере, одно направленное назад отверстие для струи, через которое испускается пульсирующая струя жидкости под высоким давлением, обеспечивая в результате силу тяги, принуждающую струйную насадку перемещаться по материалу пласта.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит

соединители колтюбинга, установленные на внутреннем приводном элементе механизма резки обсадных труб и на генераторе импульсов механизма струйного бурения боковых каналов; и

колтюбинг, проходящий от наземного оборудования через ствол скважины и соединенный, по выбору, с механизмом резки обсадных труб или с генератором импульсов, причем колтюбинг проталкивает механизм резки обсадных труб и систему струйного бурения боковых каналов и достигает направляющей опорной поверхности с направляющим механизмом в наклонных стволах скважины.