Система для выполнения операций с составной трубой и с гибкой трубой

Номер патента: 15157

Опубликовано: 30.06.2011

Автор: Хавинга Ричард Д.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система для выполнения скважинных операций, содержащая первую опору, имеющую вспомогательную конструкцию, включающую в себя первую, верхнюю опорную поверхность и вторую, нижнюю опорную поверхность, мачту, шарнирно установленную с возможностью снятия на вспомогательной конструкции, верхний привод, установленный на мачте с возможностью перемещения вдоль нее, салазки, установленные на второй опоре с возможностью перемещения ко второй, нижней опорной поверхности вспомогательной конструкции, инжектор гибкой трубы, установленный на салазках, и барабан с гибкой трубой для ее подачи к инжектору.

2. Система по п.1, в которой мачта имеет возможность перемещения из транспортного, по существу, горизонтального положения в рабочее, по существу, вертикальное положение.

3. Система по п.1, которая содержит раму, смонтированную на салазках, и инжектор гибкой трубы, функционально соединенный с рамой.

4. Система по п.3, в которой рама содержит первый и второй расположенные на расстоянии друг от друга рамные элементы, и система содержит первую и вторую расположенные на расстоянии друг от друга стрелы, шарнирно прикрепленные одним своим концом соответственно к первому и второму рамным элементам и функционально соединенные другим своим концом с инжектором гибкой трубы.

5. Система по п.1, в которой инжектор гибкой трубы выполнен с возможностью поворота из первого положения, в котором он находится в режиме транспортировки, во второе положение, в котором он находится в рабочем режиме выполнения операций с гибкой трубой.

6. Система по п.5, в которой инжектор гибкой трубы выполнен с возможностью расположения между режимом транспортировки и рабочим режимом.

7. Система по п.1, в которой первая опора содержит подвижную в вертикальном направлении подставку, способную перемещаться из нижнего положения в верхнее положение, при этом при нахождении инжектора гибкой трубы в рабочем режиме он опирается на подставку.

8. Система по п.1, в которой барабан с гибкой трубой расположен на третьей опоре.

9. Система по п.1, в которой мачта содержит первую и вторую телескопические секции.

10. Система по п.1, которая содержит множество свеч бурильных труб, расположенных с прилеганием к мачте и манипулируемых посредством верхнего привода.

11. Система по п.10, которая содержит приспособление для укладки бурильных труб, прикрепленное к мачте, при этом множество свеч бурильных труб установлено с возможностью их снятия в приспособлении для укладки бурильных труб.

12. Система по п.1, которая содержит буровую лебедку, установленную на салазках, и трос, проходящий от буровой лебедки через кронблок к верхнему приводу для обеспечения перемещения верхнего привода в продольном направлении вдоль мачты.

13. Система по п.5, в которой при расположении инжектора гибкой трубы в рабочем режиме мачта находится, по существу, в вертикальном рабочем положении, и инжектор гибкой трубы сблокирован с мачтой, при этом мачта способна удерживать вес инжектора и выпускаемой из него трубы.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

СИСТЕМА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ С СОСТАВНОЙ ТРУБОЙ И С ГИБКОЙ ТРУБОЙ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЭКСТРИМ КОЙЛ ДРИЛЛИНГ КОРП. Система для выполнения скважинных операций, содержащая первую опору, имеющую вспомогательную конструкцию, включающую в себя первую, верхнюю опорную поверхность и вторую,нижнюю опорную поверхность, мачту, шарнирно установленную с возможностью снятия на вспомогательной конструкции, верхний привод, установленный на мачте с возможностью перемещения вдоль нее, салазки, установленные на второй опоре с возможностью перемещения ко второй, нижней опорной поверхности вспомогательной конструкции, инжектор гибкой трубы,установленный на салазках, и барабан с гибкой трубой для ее подачи к инжектору. 015157 Предпосылки создания изобретения Область применения изобретения Настоящее изобретение относится к системе для выполнения скважинных операций, а точнее к гибридной системе для выполнения операций как с составной трубой, так и с гибкой трубой. Описание известного уровня техники Использование операций с гибкой трубой при бурении нефтяных и газовых месторождений и при их обслуживании за последние несколько лет становится все более и более обычным явлением. При выполнении операций с гибкой трубой непрерывную трубу, навитую на катушку, выпрямляют и вводят в скважину, используя инжектор. Операции с гибкой трубой могут использоваться как для бурения, так и для обслуживания, например, при выполнении ремонтных работ. Преимущества, обеспечиваемые посредством использования операций с гибкой трубой, включая экономию времени и затрат, хорошо известны. По сравнению с операциями с составной трубой, в случае которой при бурении скважины прямые секции трубы, обычно составляющие 30-40 футов, соединяют по резьбе по одной секции за один раз, операции с гибкой трубой обеспечивают возможность непрерывного развертывания трубы при бурении скважины, значительно уменьшая частоту остановки бурения для подсоединения дополнительных секций трубы. Это приводит к меньшим затратам времени на подсоединение и, в результате, к обеспечению эффективности как в отношении расходов, так и времени. Однако внедрение в процесс бурения операций с гибкой трубой имеет меньшее распространение,чем можно было ожидать первоначально, вследствие некоторых проблем, свойственных использованию гибкой трубы применительно к бурению. Например, вследствие того, что гибкой трубе свойственна меньшая устойчивость, чем составной трубе, при бурении на уровне поверхности часто необходимо бурить скважину у поверхности, используя составную трубу и цементную обсадную трубу в скважине у поверхности, и затем переключаться на бурение с использованием гибкой трубы. Кроме того, когда в случае нисходящей скважины приходится сталкиваться с тяжелыми формациями, такими как гравий,может возникнуть необходимость переключения с бурения, при котором используют гибкую трубу, на бурение, при котором используют составную трубу, пока не будет завершено бурение через эту формацию, после чего можно опять переключиться на бурение с использованием гибкой трубы, чтобы продолжить бурение скважины. Подобным же образом, когда необходимо провести испытания посредством бурильной колонны для оценки условий в скважине, вновь может потребоваться переключение с бурения, при котором используют гибкую трубу, на бурение, при котором используют составную трубу, и затем вновь выполнить обратное переключение. Наконец, обратное переключение на выполнение операций с использованием составной трубы необходимо для прохождения обсадной трубы в пробуренной скважине. Короче, бурильные операции с использованием гибкой трубы обычно необходимы для заказчиков и бригады рабочих, чтобы совершать переключение с буровой установки, в которой используют гибкую трубу, на обычную буровую установку с составной трубой, а это процесс, который приводит к значительному простою, когда одну установку удаляют с места ее работы и заменяют другой установкой. Еще один недостаток бурения с использованием гибкой трубы заключается в выполнении требующего затрат времени процесса сборки и подсоединения низа бурильной колонны [низ бурильной колонны (ВНА) - компоненты на конце гибкой трубы, предназначенные для бурения, испытания, обслуживания скважины и т.д.] к концу гибкой трубы. В настоящее время эту стадию выполняют вручную посредством использования вращательных столов и оборудования для добавления/отсоединения деталей. В некоторых случаях используют верхние приводы, однако инжектор гибкой трубы и верхний привод должны быть отведены по разному пути, то есть они оба не могут находиться на линии с буровой скважиной. Этот процесс приводит не только к дорого обходящемуся простою, но также создает риск в отношении безопасности рабочих, когда они должны вручную манипулировать тяжелыми компонентами. Для решения описанных выше проблем, связанных с использованием операций с гибкой трубой, а также для обеспечения избирательного и быстрого переключения с использования инжектора для гибкой трубы на работу верхнего привода, разработаны определенные, так называемые универсальные или гибридные буровые установки. Типичные примеры универсальных буровых установок, то есть буровых установок, в которых используют одну мачту для выполнения операций как посредством верхнего привода, так и гибкой трубы, когда верхний привод и инжектор гибкой трубы обычно все время функционально соединены с мачтой, представлены в патентной публикацииСША 2004/0206551 и в патентах 6003598, 6609565. При этом в публикации 2004/0206551 раскрыта буровая установка, предназначенная для выполнения операций бурения скважины в земле посредством использования гибкой трубы и/или составной трубы, причем инжектор гибкой трубы и верхний привод устанавливают на одну и ту же мачту, и инжектор может быть избирательно перемещен между первым положением, в котором он находится на линии с мачтой буровой установки и, следовательно, с буровой скважиной в земле, и вторым положением, в котором инжектор находится вне линии с мачтой и, следовательно, с буровой скважиной в земле.-1 015157 Во всех системах, раскрытых в вышеупомянутых патентах и публикациях, барабан с намотанной гибкой трубой и инжектор гибкой трубы располагаются на одном и том же несущем устройстве или их переносит одно и то же несущее устройство. Ранее при выполнении операций с использованием гибкой трубы, в частности бурения, глубина скважины была ограничена примерно 2200 м вследствие постановлений правительства, касающихся веса и/или высоты грузов, перемещающихся по шоссе. Инжектор гибкой трубы может весить от 2500 до 39000 фунтов или более в зависимости от его размера. Что касается самой гибкой трубы, то такая труба размером 31/2" и длиной 2200 м, включая катушку, на которую она навита, может весить до 100000 фунтов. Таким образом, вследствие постановлений правительства, касающихся веса, который можно транспортировать на шоссе, катушки с гибкой трубой размером 31/2" и длиной, превышающей примерно 2200 м, нельзя транспортировать по большинству шоссе, поскольку сочетание веса гибкой трубы и инжектора гибкой трубы превышает ограничения, касающиеся веса. Очевидно, что можно транспортировать большие части гибкой трубы, имеющей меньший диаметр, например 21/8". Однако, в частности, при использовании гибкой трубы для выполнения бурильных операций на глубине примерно 2200 м гидравлика текучих сред, например, потока бурового раствора, диктует, чтобы диаметр гибкой трубы составлял 31/2" или более. В одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США 11/300842, поданной на рассмотрение 15 декабря 2005 и касающейся системы, способа и устройства для выполнения скважинных операций, включенной в данное описание посредством ссылки, раскрыто одно из решений для устранения проблем, касающихся высоты и веса, связанных с перемещением по регулируемым дорогам/шоссе, и тому подобного. Краткое изложение существа изобретения Согласно одному из аспектов в настоящем изобретении создана система для выполнения скважинных операций, содержащая первую опору или несущее устройство, мачту, установленную на первой опоре, вторую опору или несущее устройство, салазки, поддерживаемые второй опорой, инжектор гибкой трубы, поддерживаемый салазками, при этом салазки имеют возможность перемещения от второго несущего устройства к первому несущему устройству так, что инжектор гибкой трубы удерживается или переносится на первом несущем устройстве, причем несущее устройство для гибкой трубы имеет возможность перемещения из первого, транспортировочного положения или режима во второе, рабочее положение или рабочий режим, при котором инжектор гибкой трубы может вводить трубу в буровую скважину или отводить трубу из нее, и катушку с гибкой трубой для подачи этой трубы к инжектору. Краткое описание фигур Фиг. 1 представляет боковой вид, демонстрирующий вспомогательную конструкцию, колесное несущее устройство с имеющейся на нем мачтой, подсоединяемой к вспомогательной конструкции, и автолебедку для перемещения мачты с колесного несущего устройства к вспомогательной конструкции; фиг. 2 - боковой вид, демонстрирующий мачту на вспомогательной конструкции, шарнирно прикрепленную к ней и, в общем, находящуюся в горизонтальном положении; фиг. 3 - боковой вид, демонстрирующий мачту, повернутую, в общем, в вертикальное положение из положения, показанного на фиг. 2; фиг. 4 - боковой вид по вертикали колесного несущего устройства, на котором удерживают или переносят салазки, при этом инжектор гибкой трубы перемещается посредством салазок; фиг. 5 - боковой вид, демонстрирующий салазки с инжектором гибкой трубы согласно фиг. 4, перемещенные с колесного несущего устройства к вспомогательной конструкции, показанной на фиг. 3; фиг. 6 - боковой вид, демонстрирующий инжектор гибкой трубы, перемещаемый из транспортировочного положения в промежуточное положение, третье несущее устройство с катушкой с гибкой трубой для подачи этой трубы к инжектору, и множество свечей из составных труб на вспомогательной конструкции; фиг. 7 - вид, подобный виду на фиг. 6, но демонстрирующий инжектор гибкой трубы, перемещенный в рабочий режим для выполнения операций по подаче гибкой трубы в буровую скважину; фиг. 8 - боковой вид, подобный виду на фиг. 7, но в упрощенной форме для иллюстрации инжектора гибкой трубы, подвешенного над вспомогательной конструкцией; фиг. 9 - вид, подобный виду на фиг. 8, демонстрирующий инжектор гибкой трубы, удерживаемый на подставке, телескопически выдвинутой из вспомогательной конструкции; фиг. 10 - вид, демонстрирующий инжектор гибкой трубы, расположенный в мачте и сблокированный с ней; фиг. 11 - вид, демонстрирующий часть блокировочного механизма, используемой для блокирования инжектора гибкой трубы с мачтой, которая показана на фиг. 10 кружком A; фиг. 12 - уменьшенный по размеру вид по линии 12-12 на фиг. 10; фиг. 13 - увеличенный вид в поперечном сечении зоны на фиг. 12 внутри овала, обозначенного буквой B, показывающей блокировочные пальцы в отведенном положении; фиг. 14 - вид, подобный виду на фиг. 13, показывающий пальцы в положении зацепления на мачте; фиг. 15 - вид в изометрии части мачты, показывающий поворотную опору, к которой прикреплен инжектор гибкой трубы.-2 015157 Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления конструкции В последующем описании термины несущее устройство, опора, вспомогательная конструкция могут быть использованы взаимозаменяемо при ссылке на какую-либо конструкцию, будь она жестко закреплена или подвижна, в виде трейлера, салазок, рамы и т.д., которая может переносить или удерживать нагрузку, например инжектор гибкой трубы, мачту с верхним приводом или без него, барабан для гибкой трубы или в этом случае какую-либо другую деталь оборудования, обычно используемую в гибридных буровых установках рассматриваемого типа. Слово салазки, которое здесь использовано, относится к любой платформе, раме или конструкции другого типа, которая может удерживать нагрузку,описанную выше, и которая способна перемещаться из первого положения или места во второе положение или место посредством движения скольжения, движения качения и т.д. На фиг. 1 показана вспомогательная конструкция 10, имеющая верхнюю платформу или опорную поверхность 12 и нижнюю платформу или опорную поверхность 14. Вспомогательная конструкция 10 составлена из ряда вертикальных и горизонтальных элементов, формирующих раму. К верхней платформе 12 через поворотное плечо 16 шарнирно подсоединено силовое заворачивающее устройство 18 для сборки/отсоединения, при этом плечо 16 шарнирно прикреплено к соединению 19 типа серьги. Смежной с показанной вспомогательной конструкцией 10 является мачта 20, которую перевозят на колесном несущем устройстве, содержащем передний полутрейлер 22 и задний, вспомогательный трейлер 24, причем, как показано, оба трейлера 22 и 24 представляют собой трейлеры колесного типа и их тянут посредством трактора (не показан). Таким образом, мачта может быть перемещена к желаемому месту бурения по шоссе или иной дороге. Мачту 20 посредством троса 26 соединяют с лебедкой (не показана) самоходного подъемника (не показан) или с какой-то иной гидравлической, либо механической системой, посредством которой мачта 20 может быть перемещена к вспомогательной конструкции 10 так, как описано ниже. На фиг. 2 показано, что мачта 20 перемещена к нижней платформе 14 вспомогательной конструкции 10, при этом перемещение мачты 20 с колесного несущего устройства, показанного на фиг. 1, к вспомогательной конструкции 10 выполняют посредством троса и лебедки, о чем было сказано выше. Кроме того, мачта 20 шарнирно соединена со вспомогательной конструкцией 10 у шарнирных соединений 32, причем в данном случае имеются два таких соединения. На фиг. 3 показано, что мачта 20 перемещена, в общем, из горизонтального положения, показанного на фиг. 2, в общем, в вертикальное положение, показанное на фиг. 3, посредством гидравлического цилиндра 34,подсоединенного к соответствующему источнику гидравлической энергии (не показан). Мачта 20 является мачтой телескопического типа, содержащей первую секцию 20A, соединенную с вспомогательной конструкцией 10, и вторую телескопическую секцию 20 В, при этом секцию 20B, как показано далее, при необходимости выдвигают для манипулирования свечами из составных труб. На верхнем конце телескопической секции 20 В мачты 20 установлен кронблок в сборе 36, и он посредством тросов (не показаны) соединен с верхним приводом 38, который хорошо известным способом удерживают в мачте 20, и который может быть перемещен вдоль нее в продольном направлении. Например, мачта 20 может содержать две или более отстоящих друг от друга колонны, на которых устанавливают рельсы, при этом верхний привод 38 скользит или катится по рельсам таким образом, что этот привод 38 может быть перемещен в желаемое положение в мачте 20. Также можно видеть, что силовая лебедка 18 перемещена в такое положение, в котором она будет находиться фактически на линии с верхним приводом 38. На фиг. 4 показан опорно-сцепной колесный трейлер 40, соединяемый с трактором (не показан) посредством опорно-сцепного соединения 46. На настил 47 трейлера 40 опираются салазки 48, которые имеют возможность перемещения, например скольжения, на роликах и т.д., на настиле 47. На салазках 48 размещен инжектор 50 гибкой трубы. Инжектор 50 обеспечен шарнирным гуськом или направляющей 52, имеющей подвижный или шарнирно соединенный участок 52A с соединителем 52B в шарнирной точке для раскрытой далее цели. Инжектор 50 гибкой трубы опирается на раму 53, состоящую из наклоненных балок 54, которые соединены со стойками 56 и диагональными связями 58, при этом стойки 56 крепят к салазкам 48. Рама 53 может иметь многие конфигурации, при этом может быть применен фактически любой тип опоры, котораядолжна удерживать инжектор 50 гибкой трубы. К салазкам 48 прикреплена рама 60, содержащая отстоящие элементы, представляющие собой зеркальное отображение друг друга, из которых показан только один элемент, причем рама 60 имеет, в общем, вертикальную стойку 62, проходящую под углом связь 64 и поперечный элемент 66, при этом поперечный элемент 66 соединяют со стойкой 62 посредством колена 68. Инжектор 50 гибкой трубы соединен с рамными элементами 60 посредством первой и второй стрел 70, причем стрелы 70 подобны рамным элементам 60, отстоящим друг от друга (см. фиг. 15). Стрелы 70 обычно выполняют Lобразными, при этом одну их часть 72 шарнирно соединяют с элементом 60 рамы в месте 74. Как показано на фиг. 15, стрела 70 также имеет вторую часть 80, прикрепленную к удерживающей ее коробчатой раме 81, причем понятно, что инжектор 50 гибкой трубы должен быть подсоединен к коробчатой раме 81. По существу, части 80 стрел 70 совместно с какой-либо необходимой связующей рамой 81 (не показана) формируют опору инжектора 50 для его перемещения, в общем, в вертикальное положение, что-3 015157 показано далее. Гидравлический цилиндр 90 шарнирно соединен с салазками 48 посредством серьгообразных соединителей 92, а также соединен посредством серьгообразных соединителей 94 со стрелами 70,причем понятно, что поскольку имеются два рамных элемента 60 и две стрелы 70, имеются и два цилиндра 90. Салазки 48 также несут на себе буровую лебедку 61. Один конец гидравлического цилиндра 100 шарнирно прикреплен в месте 102, к инжектору 50 гибкой трубы. Гидравлический цилиндр 100 удерживают в положении, показанном на фиг. 4, посредством какого-либо подходящего блокировочного механизма. Как показано далее, гидравлический цилиндр 100 может быть повернут из положения, показанного на фиг. 4, в положение, показанное на фиг. 6, в котором он входит в зацепление с шарнирным участком 52A направляющей 52. В этом отношении следует заметить, что участок 52A шарнирно сочлененной направляющей 52 имеет серьгообразное соединение 52B, к которому может быть прикреплен конец 104 цилиндра 100, когда шарнирно сочлененная направляющая 52 повернута в положение, показанное на фиг. 6. На фиг. 5 показано, что при необходимости трейлер 40 имеет опорный пандус 111, так что салазки 48 могут быть перемещены с основания 47 трейлера на нижнюю платформу или на опорную поверхность 14 посредством троса 26 лебедки. В конфигурации, показанной на фиг. 5, сделано допущение, что вспомогательная конструкция 10 расположена таким образом, что мачта 20 будет расположена относительно ствола скважины (не показан) так, что операции с составной трубой в стволе скважины могут быть выполнены посредством использования верхнего привода 38. При этом силовая лебедка 18 и противовыбросовое устройство 110 фактически сосны со стволом скважины и с верхним приводом 38. На фиг. 6 показан трейлер 120, несущий барабан 122 с гибкой трубой 124, которая расположена вблизи от вспомогательной конструкции 10. Кроме того, направляющая или гусек 52 инжектора 50 гибкой трубы повернут относительно инжектора 50 на 180 из положения, показанного на фиг. 5, при этом шарнирный участок 52A гуська 52 крепят к цилиндру 100 у серьгообразного соединения 52B таким образом, что навитая труба 124 теперь может быть направлена вдоль гуська 52 к инжектору 50. На фиг. 6 показано, что трубная опора или приспособление 121 для укладки бурильных труб, хорошо известное квалифицированным специалистам в этой области, прикреплено к мачте 20, и оно удерживает множество свеч из труб 126, которые обычно содержат две или три отдельных трубных секции с резьбовой нарезкой. Обычно, когда труба представляет собой бурильную трубу, каждая свеча имеет длину приблизительно 90 футов, составленную из трех входящих в зацепление по резьбе секций бурильной трубы, длина которых приблизительно составляет 30 футов. Однако свечи из труб 126 могут содержать две секции длиной приблизительно 45 футов. Будет понятно, что свечи из труб 126 могут представлять собой бурильную трубу, обсадную трубу, трубопровод для ведения добычи или по существу любую другую трубную деталь, обычно используемую при проведении операций в стволе скважины в течение бурения, завершения скважины и/или ремонта нефтяных и пазовых скважин. Следует сделать ссылку на патент США 4077525, введенный в данное описание посредством ссылки, в котором показано типичное приспособление для укладки бурильных труб, предназначенное для соединения с мачтой, чтобы удерживать свечи из труб 126 так, как показано на фиг. 6. В варианте, показанном на фиг. 6, поскольку инжектор 50 гибкой трубы находится в нерабочем положении, противоположном подаче трубы в ствол скважины или вытягиванию ее из ствола скважины (не показано), верхний привод 38 может быть использован для манипулирования свечами из труб 126 для выполнения любой желаемой операции, такой как бурение, спуск обсадных труб и т.д., причем обычно с использованием силовой лебедки 18 и противовыбросового устройства 110. На фиг. 6 также показано,что от кронблока 36 к верхнему приводу 38 проходит трос 128, так что верхний привод 38 может быть перемещен в продольном направлении вдоль участков, 20A и 20B мачты, чтобы манипулировать свечами 126 из соединенных труб. Кроме того, хотя это и не показано, будет понятно, что трос (тросы) от буровой лебедки 61 должен проходить через кронблок 36, чтобы обеспечить такое перемещение верхнего привода 38. На фиг. 7 показан инжектор 50 гибкой трубы, перемещенный в рабочее положение в мачте 20, то есть в положение, в котором он может манипулировать трубой для ее подачи в ствол скважины и из него. Итак, труба 124, выпускаемая из инжектора 50, может проходить через противовыбросовое устройство 110 и в ствол скважины. Квалифицированным специалистам в этой области хорошо известно, что при манипулировании этой трубой обычно нет необходимости в том, чтобы она проходила через силовую лебедку 18 и, соответственно, хотя силовая лебедка 18 показана, в общем, соосной с инжектором 50 и с противовыбросовым устройством 110, эта лебедка 18 может быть перемещена в положение, показанное на фиг. 1 На фиг. 8 и 9 показана система, в основном представленная на фиг. 7, за исключением того, что для ясности мачта 120, приспособление 121 для укладки бурильных труб, свечи 126 из труб, противовыбросовое устройство 110, силовая лебедка 18 и другое периферийное оборудование удалены. Как показано, имеется подвижная подставка 400, содержащая верхнюю часть 402, которая формирует платформу или опорную поверхность, при этом подставка содержит четыре стойки, из которых показаны только две 404 и 406. Как наилучшим образом показано на фиг. 9, подставка 400 может быть телескопически перемещена из опущенного положения, показанного на фиг. 8, в поднятое положение, по-4 015157 казанное на фиг. 9. При этом подставку 400 можно перемещать вверх и вниз посредством использования гидравлических цилиндров, лебедок, зубчатых передач или какого-то иного подходящего механизма. В положении, показанном на фиг. 8, подставка 400 находится в отведенном или нижнем положении, так что платформа или опора 402 находится на уровне опорной поверхности 12. В этом положении инжектор 50 гибкой трубы отстоит в осевом направлении от опоры 402. В положении, показанном на фиг. 8, инжектор 50 должен быть подвешен посредством стрелы 70, но в обычных условиях он должен быть сблокирован с мачтой 20 так, как описано далее. В положении, показанном на фиг. 9, с поднятой подставкой 400 инжектор 50 гибкой трубы теперь может опираться на платформу или опорную поверхность 402. Понятно, что в поднятом положении, показанном на фиг. 9, подставка 400 может соответствующим образом, с возможностью ее освобождения быть удержана в этом положении с помощью пальцев или каких-то других средств. Также будет понятно, что в положении, показанном на фиг. 9, инжектор 50 гибкой трубы можно считать находящимся в рабочем положении в том смысле, что он может манипулировать трубой для ее подачи в ствол скважины и из него. В этом состоянии инжектор 50 может быть разблокирован с мачтой, поскольку удерживание веса инжектора 50 и выпускаемой из него трубы должно быть обеспечено не мачтой 20, а подставкой 400. На фиг. 10 показан инжектор гибкой трубы, находящийся в положении, показанном на фиг. 7, то есть в рабочем режиме, и сблокированный с мачтой 20. На фиг. 10-15 наилучшим образом показано, что мачта 20 состоит из отстоящих друг от друга элементов 300 и 302 в виде колонн. К колоннам 300 и 302 посредством сварки прикреплены кронштейны 304 и 306, которые имеют подобную конструкцию и содержат плиту 308, к которой посредством сварки прикреплены пара отстоящих друг от друга ушек 310,при этом в ушках 310 выполнены сцентрированные отверстия 312, которые, как показано, имеют прямоугольную конфигурацию. В коробчатой раме 81 с прикрепленными опорами 80 стрел 70 установлена пара гидравлических цилиндров 320, при этом цилиндры 320 прикреплены к поперечной детали 322, что наилучшим образом видно на фиг. 13. Конец штока 320A поршня гидравлического цилиндра 320 подсоединен в месте 321 к пальцу 324, который, как показано на фиг. 13 и 14, имеет возможность перемещения из первого, отведенного положения, показанного на фиг. 13, во второе, выдвинутое положение, показанное на фиг. 14. Стопорная плита 305 в коробчатой раме 81 ограничивает перемещение пальцев 324. На фиг. 12-15 можно видеть, что как только гидравлические цилиндры 320 приведены в действие посредством источника гидравлической энергии, который не показан, поршневые штоки 320A перемещают пальцы 324 в положение, показанное на фиг. 14, так что пальцы 324 проходят через отверстия 312 в ушках 310. В этом положении инжектор 50 гибкой трубы сблокирован с мачтой 20, так что мачта 20 может нести на себе не только вес инжектора 50, но и вес выпускаемой из него трубы. Коробчатая рама 81 имеет верхнюю и нижнюю плиты 81A и 81B, с внутренней стороны которых находится рама, частично показанная на фиг. 13 и 14. Плита 81A формирует поверхность, на которой может располагаться инжектор гибкой трубы, при этом понятно, что инжектор 50 будет прикреплен к коробчатой раме 81 с помощью соответствующих средств, так что инжектор может быть повернут из положения, показанного на фиг. 4,в положение, показанное на фиг. 7, и фактически в любое промежуточное положение. Из приведенного выше описания понятно, что гибридная система согласно настоящему изобретению обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с известными системами. Одно из них заключается в том, что поскольку барабан с гибкой трубой, инжектор гибкой трубы и мачта могут находиться на отдельных колесных несущих устройствах, если это желательно, система может быть легче перемещена на регулируемых шоссе без ограничений из-за чрезмерного веса. Таким образом, система согласно настоящему изобретению идеальна для выполнения буровых операций с использованием гибкой трубы в скважинах глубиной от 3000 до 4000 м. В приведенном выше описании раскрыт инжектор 50 гибкой трубы, опирающийся на салазки 48. Следует иметь в виду, что, как отмечено выше, эти салазки 48 могут содержать любую конструкцию,которая имеет возможность перемещения, например, от трейлера 40 к первой опоре 10, и которая имеет поверхность, раму или что-то подобное, чтобы поддерживать инжектор 50. Фактически опору 10, как показано, обычно выполняют в виде салазок, имеющих раму, при этом она обеспечивает рабочие платформы для персонала буровой установки, а также опору или несущее устройство для мачты 20 и салазок 48. Таким образом, опора 10 может быть отбуксирована на трейлер для ее транспортирования к желаемому месту. Соответственно, салазки никак не предназначены для того, чтобы ограничивать их использование в качестве скользящей конструкции, так что они могут быть использованы в качестве подвижной конструкции, которая обладает способностью удерживания нагрузки, например, инжектора 50 гибкой трубы. В приведенном выше описании слово поверхность использовано для ссылки на различные конструктивные элементы гибридной системы согласно настоящему изобретению. Слово поверхность, которое здесь использовано, предназначено для включения в него не только планарных или фактически планарных поверхностей, но и каких-либо систем или конструкций, которые могут состоять из балок, либо других опорных элементов, которые могут действовать совместно для создания опоры, быть платформой-5 015157 или чем-то подобным, на которую может опираться нагрузка, например салазки 48. В приведенном выше описании могут быть применены термины функционально прикрепленный или функционально соединенный с, либо подобные термины, в которых используют слово функционально. Эти термины предназначены для того, чтобы означать, например, что если компонент A описан как функционально прикрепленный к компоненту B, то компонент A может быть непосредственным образом прикреплен к компоненту B или может быть прикреплен к компоненту B через компонент C, при этом полезный результат будет заключаться в том, что компонент A и компонент B будут соединены между собой таким образом, что как компонент A, так и компонент B может действовать предполагаемым способом. Например, если указано, что инжектор гибкой трубы функционально прикреплен к раме на салазках, смысл заключается в том, что этот инжектор взаимосвязан с рамой, причем непосредственно или с помощью промежуточного компонента, который обеспечивает в этом случае возможность перемещения инжектора гибкой трубы между различными положениями с рамой в качестве опорного элемента. Будет понятно, что хотя это и не показано, различные трейлеры, несущие устройства и т.д. должны иметь в той степени, в которой это необходимо, источники энергии, такие как двигатели, генераторы,гидравлические системы и что-то подобное, что обычно используют при проведении операций рассматриваемого типа, связанных с буровыми скважинами в земле, то есть бурения, завершения и/или ремонта буровых и газовых скважин, или касающихся любого типа буровых скважин в земле, например водяных скважин, колодцев или, например, буровых скважин, используемых при горных работах и т.д. Приведенное выше описание и примеры иллюстрируют выбранные варианты осуществления настоящего изобретения. В свете изобретения у квалифицированных специалистов в этой области могут возникнуть идеи о создании вариантов и модификаций изобретения, все из которых находятся в пределах существа и объема этого изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для выполнения скважинных операций, содержащая первую опору, имеющую вспомогательную конструкцию, включающую в себя первую, верхнюю опорную поверхность и вторую, нижнюю опорную поверхность, мачту, шарнирно установленную с возможностью снятия на вспомогательной конструкции, верхний привод, установленный на мачте с возможностью перемещения вдоль нее, салазки, установленные на второй опоре с возможностью перемещения ко второй, нижней опорной поверхности вспомогательной конструкции, инжектор гибкой трубы, установленный на салазках, и барабан с гибкой трубой для ее подачи к инжектору. 2. Система по п.1, в которой мачта имеет возможность перемещения из транспортного, по существу, горизонтального положения в рабочее, по существу, вертикальное положение. 3. Система по п.1, которая содержит раму, смонтированную на салазках, и инжектор гибкой трубы,функционально соединенный с рамой. 4. Система по п.3, в которой рама содержит первый и второй расположенные на расстоянии друг от друга рамные элементы, и система содержит первую и вторую расположенные на расстоянии друг от друга стрелы, шарнирно прикрепленные одним своим концом соответственно к первому и второму рамным элементам и функционально соединенные другим своим концом с инжектором гибкой трубы. 5. Система по п.1, в которой инжектор гибкой трубы выполнен с возможностью поворота из первого положения, в котором он находится в режиме транспортировки, во второе положение, в котором он находится в рабочем режиме выполнения операций с гибкой трубой. 6. Система по п.5, в которой инжектор гибкой трубы выполнен с возможностью расположения между режимом транспортировки и рабочим режимом. 7. Система по п.1, в которой первая опора содержит подвижную в вертикальном направлении подставку, способную перемещаться из нижнего положения в верхнее положение, при этом при нахождении инжектора гибкой трубы в рабочем режиме он опирается на подставку. 8. Система по п.1, в которой барабан с гибкой трубой расположен на третьей опоре. 9. Система по п.1, в которой мачта содержит первую и вторую телескопические секции. 10. Система по п.1, которая содержит множество свеч бурильных труб, расположенных с прилеганием к мачте и манипулируемых посредством верхнего привода. 11. Система по п.10, которая содержит приспособление для укладки бурильных труб, прикрепленное к мачте, при этом множество свеч бурильных труб установлено с возможностью их снятия в приспособлении для укладки бурильных труб. 12. Система по п.1, которая содержит буровую лебедку, установленную на салазках, и трос, проходящий от буровой лебедки через кронблок к верхнему приводу для обеспечения перемещения верхнего привода в продольном направлении вдоль мачты. 13. Система по п.5, в которой при расположении инжектора гибкой трубы в рабочем режиме мачта находится, по существу, в вертикальном рабочем положении, и инжектор гибкой трубы сблокирован с мачтой, при этом мачта способна удерживать вес инжектора и выпускаемой из него трубы.

МПК / Метки

МПК: E21B 15/00, E21B 19/22

Метки: система, выполнения, составной, операций, трубой, гибкой

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-15157-sistema-dlya-vypolneniya-operacijj-s-sostavnojj-trubojj-i-s-gibkojj-trubojj.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система для выполнения операций с составной трубой и с гибкой трубой</a>

Похожие патенты