Устройство для эксплуатации многозабойных скважин

 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для избирательного попадания колонны труб, приборов в требуемое ответвление многозабойной скважины при ее заканчивании и эксплуатации. Сущность изобретения заключается в том, что устройство имеет установленную с возможностью извлечения из скважины колонну труб с искривленной нижней частью, при этом в верхней части ответвлений, во внутренней полости обсадных колонн установлена втулка с верхним и нижним скошенными под острым углом торцами, причем минимальная и максимальная по длине образующие втулки находятся в одной плоскости, внутри втулки по минимальной образующей выполнен паз, ширина которого увеличивается при отсчете ответвлений сверху вниз, а на искривленной нижней части колонны труб закреплена шпонка, причем ширина шпонки, для попадания в каждое нижерасположенное ответвление, превышает ширину паза предыдущего ответвления, но меньше ширины паза последующего ответвления. Изобретение позволяет повысить эффективность строительства и эксплуатации многозабойных скважин. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для избирательного попадания колонны труб, приборов в требуемое ответвление многозабойной скважины и может быть использовано при ее заканчивании и эксплуатации.

Известно отклоняющее устройство для бурения (патент РФ 2118440, 6 МПК Е 21 В 7/08, заявл. 29.04.94), которое включает бурение пары противоположных искривленных ответвлений ствола скважины в подземном пласте от одного ствола скважины. Оно содержит трубу с открытыми концами, оснащенную от своего верхнего конца соединительным средством, направляющий элемент, расположенный в трубе с открытыми концами у ее нижнего конца, причем этот направляющий элемент включает две наклонные направляющие, расположенные на противоположных сторонах, причем соединительное средство соединяет трубу с открытыми концами с колонной обсадных труб.

Недостатком указанного устройства является то, что с его помощью возможно провести только два противолежащих искривленных ответвления, а забуривание стволов в направлении, противоположном направлению основного ствола, способствует образованию резких перегибов и желобов, росту сил трения и является источником аварий и осложнений при бурении и эксплуатации.

Известно устройство, используемое при проведении, креплении и эксплуатации многозабойной скважины (А. с. СССР 787611, М.кл. Е 21 B 7/04, заявл. 26.06.78, БИ 46, 1980 г.), включающее основной ствол с ответвлениями, закрепленными обсадными колоннами.

Однако данное устройство имеет недостаток: не обеспечивает ввод в требуемое ответвление труб, приборов, например, геофизического назначения, инструмента. Поэтому дальнейшая эксплуатация скважины проведенной таким образом будет затруднена.

Задачей изобретение является повышение эффективности строительства и эксплуатации многозабойных скважин с обеспечением избирательности попадания приборов, труб и инструмента в требуемое ответвление скважины.

Задача достигается тем, что в известном устройстве, используемом при проведении, креплении и эксплуатации многозабойной скважины, включающем направленный основной ствол с ответвлениями, закрепленными обсадными колоннами, новым является то, что устройство имеет установленную с возможностью извлечения из скважины колонну труб с искривленной нижней частью, при этом в верхней части ответвлений, во внутренней полости обсадных колонн установлена втулка с верхним и нижним скошенными под острым углом торцами, причем минимальная и максимальная по длине образующие втулки находятся в одной плоскости, внутри втулки по минимальной образующей выполнен паз, ширина которого увеличивается при отсчете ответвлений сверху вниз, а на искривленной нижней части колонны труб закреплена шпонка, причем ширина шпонки, для попадания в каждое нижерасположенное ответвление, превышает ширину паза предыдущего ответвления, но меньше ширины паза последующего ответвления.

На чертеже изображено устройство для эксплуатации многозабойной скважины с основным стволом I, первым ответвлением II и вторым III.

Во внутренней полости обсадной колонны 1 первого ответвления II в верхней ее части устанавливается втулка 2 со скощенными под острым углом верхним 3 и нижним 4 торцами. Минимальные и максимальные образующие втулки находятся в одной плоскости, причем внутри втулки по образующей выполнен паз 5 шириной ₁. Условно втулка 2 выполняет функцию "замка" первого ответвления II. Второе ответвление III во внутренней полости верхней части обсадной колонны 6 снабжено также втулкой 7, аналогичной конструкции втулки 2. Отличие заключается в наличии паза 8 шириной ₂ большей, чем ₁. Устройство имеет установленную с возможностью извлечения из скважины колонну труб с искривленной нижней частью 9, со скошенным нижним торцом 10 и шпонкой 11. Причем для избирательного попадания колонны труб с искривленной нижней частью 9 в первое ответвление II ширина шпонки 11 должна быть меньше ширины паза 5-₁. Шпонка 11, а именно ее ширина, выполняет функцию "ключа" для избирательного прохождения труб в требуемое ответвление. Ширина шпонки 11 для попадания во второе ответвление III должна быть больше ширины паза 5-₁ втулки 2, но меньше ширины паза 8-₂ втулки 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При креплении обсадной колонной 1 первого сверху ответвления II во внутреннюю полость обсадной колонны устанавливают и закрепляют, например, с помощью электрозаклепок втулку 2 с пазом 5 шириной ₁. При креплении обсадной колонной 6 второго сверху ответвления III во внутреннюю полость обсадной колонны устанавливают втулку 7 с пазом 8 шириной ₂ большей, чем ₁. В процессе эксплуатации скважины, например для проведения испытаний продуктивного пласта, вскрытого первым ответвлением II, спускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с искривленной в пределах упругих деформаций нижней частью 9 со скошенным нижним торцом 10 и шпонкой 11, имеющей ширину меньше ширины паза 5. На этой колонне труб опускается испытатель пластов. После спуска колонны труб на глубину входа в первое ответвление II производят медленное вращение в пределах одного-двух оборотов, и по крутящему моменту на роторе определяют положение попадания искривленной нижней части 9 колонны труб в ответвление. Попадание характеризуется снятием изгибающих напряжений в искривленной нижней части 9 колонны труб и увеличением крутящего момента на роторе при выходе искривленной нижней части 9 в ответвление. В свободном положении колонны НКТ, когда искривленная нижняя часть 9 их вошла в ответвление II и приняла форму его наклонного направляющего участка, осуществляют плавный спуск колонны труб. Скошенный нижний торец 10 проходит внутри втулки 2, шпонка 11 опирается на скошенный верхний торец 3 и скользит с поворотом колонны труб по скошенному верхнему торцу 3, шпонка 11 попадает в паз 5 и благодаря меньшей ширине, чем ₁, проходит через втулку 2 в ответвление II.

Момент скольжения шпонки 11 по скошенному верхнему торцу 3 при несовпадении плоскостей шпонки 11 и паза 5 втулки 2 сопровождается поворотом и последующим прохождением колонны труб без посадок, что сигнализирует на поверхность о прохождении колонны в ответвление II. Для убедительности попадания во время испытания устройства вовнутрь колонны труб спускается инклинометр, и, не выводя его из колонны, производят измерение зенитного угла. Если величина зенитного угла на этой глубине соответствует величине угла ответвления, замеренного еще при его строительстве, то колонна находится в ответвлении. После окончания работ в ответвлении при выходе колонны труб из ответвления снижают до минимума скорость подъема, шпонка 11 скользит по скошенному нижнему торцу 4 втулки 2, попадает в паз 5, проходит через него и выходит в основной ствол I.

При необходимости попадания во второе ответвление III производят подъем колонны труб и замену шпонки на шпонку с шириной больше ширины паза 5-₁ втулки 2 первого ответвления II, но меньше, чем ширина паза 8-₂ втулки 7 второго ответвления. При спуске колонны при прохождении искривленной нижней части 9 колонны труб через интервал входа в ответвление II возможно попадание ее в ответвление II и во втулку 2, что сигнализируется на поверхность поворотом колонны, посадкой и невозможностью продвижения колонны. Колонну труб с искривленной нижней частью 9 приподнимают и выводят из втулки 2 и обсадной колонны 1, поворачивают на угол, близкий к 180^o, и опускают до второго ответвления III.

Спуск приборов и инструмента осуществляют в колонну труб с искривленной нижней частью 9, установленную в ответвление. Допускается возможность избирательного спуска приборов и инструментов в ответвление путем установки и закрепления на их нижнюю часть труб с искривленной нижней частью 9, снабженной шпонкой 11. Порядок спуска, подъема и попадания в ответвление аналогичен работе с колонной труб.

Благодаря применению устройства достигается избирательное попадание труб, приборов и инструмента в требуемое ответвление, появляется перспектива повышения эффективности строительства скважин, упрощения ее конструкции, исключения применения направляющей колонны при равной эксплуатационной надежности многозабойных скважин.

Формула изобретения

Устройство для эксплуатации многозабойных скважин, включающее направленный основной ствол с ответвлениями, закрепленными обсадными колоннами, отличающееся тем, что оно имеет установленную с возможностью извлечения из скважины колонну труб с искривленной нижней частью, при этом в верхней части ответвлений, во внутренней полости обсадных колонн установлена втулка с верхним и нижним скошенными под острым углом торцами, причем минимальная и максимальная по длине образующие втулки находятся в одной плоскости, внутри втулки по минимальной образующей выполнен паз, ширина которого увеличивается при отсчете ответвлений сверху вниз, а на искривленной нижней части колонны труб закреплена шпонка, причем ширина шпонки, для попадания в каждое нижерасположенное ответвление, превышает ширину паза предыдущего ответвления, но меньше ширины паза последующего ответвления.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.10.2011

Дата публикации: 10.10.2011

---