Устройство для скважинного инструмента для обработки обсадных труб и способ отложения образующейся стружки

Номер патента: 19855

Опубликовано: 30.06.2014

Авторы: Крон Хельге, Гринрёд Мадс

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство для режущего инструмента (2) для отрезания части обсадной трубы (12) в стволе (1) скважины, отличающееся тем, что содержит трубопровод (23) для возвратной жидкости, проходящий от режущего инструмента (2) в направлении участка (13) отложения, расположенного в стволе (1) скважины, при этом трубопровод (23) для возвратной жидкости выполнен с возможностью обеспечения отвода жидкости от участка (13) отложения по обратному трубопроводу (31), предназначенному для отвода возвратного потока (R) жидкости из ствола (1) скважины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обратный трубопровод (31) представляет собой кольцевое пространство между колонной (3) труб и обсадной трубой (12).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод (23) для возвратной жидкости снабжен входным фильтром (233) для отделения металлической стружки (122) от жидкостного потока (М), переносящего частицы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод (23) для возвратной жидкости снабжен стабилизатором (24), закрепляемым с возможностью отсоединения в стволе (1) скважины над участком (13) отложения.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что стабилизатор (24) содержит одно или более сквозных проточных отверстий (241).

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что часть трубопровода (23) для возвратной жидкости, расположенная между режущим инструментом (2) и стабилизатором (24), имеет телескопическую конструкцию.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит конвейер (25) для стружки, обеспечивающий, по меньшей мере, перемещение металлической стружки (122) в осевом направлении ствола (1) скважины и установленный между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что конвейер (25) для стружки содержит средство повышения напора жидкостного потока (М), переносящего частицы, в направлении участка (13) отложения.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что конвейер (25) для стружки представляет собой шнековый конвейер.

10. Способ отрезания части обсадной трубы (12) в стволе (1) скважины, содержащий следующие операции:

устанавливают трубопровод (23) для возвратной жидкости между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения или участком, соединенным с участком (13) отложения;

создают переносящий частицы жидкостный поток (М) в направлении от режущего инструмента (2) к участку (13) отложения;

направляют металлическую стружку (122) в жидкостный поток (М) во время отрезания обсадной трубы (12);

направляют жидкостный поток (М) в трубопровод (23) для возвратной жидкости с обеспечением возможности задержания и отложения металлической стружки (122) в стволе (1) скважины.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что металлическую стружку (122) отделяют от переносящего частицы жидкостного потока (М) при помощи входного фильтра (233), установленного в трубопроводе (23) для возвратной жидкости.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что часть трубопровода (23) для возвратной жидкости закрепляют неподвижно относительно участка (13) отложения при помощи стабилизатора (24).

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что режущий инструмент (2) в процессе отрезания перемещают в осевом направлении ствола (1) скважины, в то время как часть трубопровода (23) для возвратной жидкости, расположенная между режущим инструментом (2) и стабилизатором (24), сохраняет проход для жидкости между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИННОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОБСАДНЫХ ТРУБ И СПОСОБ ОТЛОЖЕНИЯ ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ СТРУЖКИ В изобретении предложено устройство для режущего инструмента (2) для отрезания части обсадной трубы (12) в стволе (1) скважины, в котором трубопровод (23) для возвратной жидкости проходит от режущего инструмента (2) в направлении участка (13) отложения, расположенного в стволе (1) скважины. Кроме того, предложен способ отрезания части обсадной трубы (12) в стволе (1) скважины, содержащий следующие операции: установка трубопровода (23) для возвратной жидкости между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения или участком,соединенным с участком (13) отложения; создание жидкостного потока (М), переносящего частицы, в направлении от режущего инструмента (2) к участку (13) отложения; направление металлической стружки (122) в жидкостный поток (М) во время отрезания обсадной трубы (12); направление жидкостного потока (М) в трубопровод (23) для возвратной жидкости, в то время как металлическая стружка (122) задерживается и откладывается в стволе (1) скважины. Область техники, к которой относится изобретение Предложено устройство для скважинного инструмента для обработки обсадных труб, более конкретно - устройство для направления образующейся стружки из зоны обработки к концу ствола скважины при помощи потока скважинной жидкости, которое затем направляет скважинную жидкость к наземной установке. Кроме того, предложен способ отложения образующейся стружки в стволе скважины. Предшествующий уровень техники В том случае, когда требуется закрыть скважину, в частности эксплуатационную скважину для добычи углеводородов, в соответствии с правилами общественной безопасности и общепринятой практикой в верхней части ствола скважины, т.е. ниже по направлению потока от продуктивной зоны, необходимо устанавливать пробку, в частности цементную пробку, поскольку эта пробка должна быть закреплена в конструкции над продуктивной зоной. Это означает, помимо прочего, что элементы металлической обсадной трубы, расположенной в скважине, удаляются в том месте, где необходимо установить пробку. Такое удаление осуществляется при помощи отрезания обсадной трубы, которое производится изнутри трубы. В соответствии с известным уровнем техники металлическая стружка, которая образуется в результате отрезания, потоком скважинной жидкости выносится с подземного уровня на поверхность, где используется механическое оборудование для отделения металлической стружки от скважинной жидкости. Металлическую стружку собирают и направляют на металлообрабатывающий завод, где она проходит очистку от остатков жидкости и используется, например, для получения новых металлических изделий. С остаточными продуктами процесса очистки, т.е. с остатками скважинной жидкости и использованными растворами для очистки, приходится обращаться как с опасными отходами. Металлическая стружка, удаляемая из обсадной трубы, направляется скважинной жидкостью по трубным протокам, в частности по кольцевому пространству за пределами питающей трубы для скважинной жидкости. При этом существует опасность засорения обратного протока в результате того, что металлическая стружка легко застревает в протоке, или скорость течения скважинной жидкости в возвратной трубе будет слишком малой по сравнению со скоростью опускания металлической стружки. По этой причине обычно используют высокоскоростные потоки, для создания которых требуются гидравлические насосы с очень большой мощностью и соответственно с высоким потреблением энергии. Недостаток при выполнении таких операций, предназначенных, главным образом, для закрытия и прекращения эксплуатации глубинных скважин, заключается в необходимости использовать насосное оборудование,которое является относительно тяжелым и мощным по сравнению с остальным применяемым оборудованием. Такое оборудование является менее мобильным и накладывает определенные ограничения, например, при перемещении между судном и платформой во время работы на подводных скважинах. Сущность изобретения Задачей изобретения является устранение или ослабление по меньшей мере одного из недостатков известного уровня техники. Согласно изобретению эта задача решена при помощи отличительных признаков, которые раскрыты в следующем описании и в прилагаемой формуле. Изобретение обеспечивает устройство и способ отложения металлической стружки, образующейся при отрезании части обсадной трубы, на соседнем участке ствола скважины, в частности на том участке ствола скважины, который расположен ниже отрезаемой части обсадной трубы. Под термином "ниже" подразумевается участок, более удаленный от устья ствола скважины, чем указанная часть обсадной трубы, т.е. расположенный ближе к дну ствола скважины. В первом аспекте изобретение, в частности, относится к устройству для режущего инструмента, который производит снятие стружки с части обсадной трубы в стволе скважины. Устройство отличается тем, что трубопровод для возвратной жидкости проходит от режущего инструмента в направлении участка отложения, образованного в стволе скважины. Трубопровод для возвратной жидкости может обеспечивать путь для прохождения жидкости таким образом, чтобы создавать слив с участка отложения в возвратный канал, предназначенный для отвода возвратного жидкостного потока из ствола скважины. Возвратный канал может быть образован кольцевым пространством, которое расположено между трубной колонной и обсадной трубой. Трубопровод для возвратной жидкости может быть снабжен входным фильтром, который предназначен для того, чтобы задерживать металлическую стружку из жидкостного потока, переносящего частицы. Трубопровод для возвратной жидкости может быть снабжен стабилизатором, который может быть закреплен с возможностью съема в стволе скважины над участком отложения. Стабилизатор может содержать одно или более сквозных проточных отверстий. Часть трубопровода для возвратной жидкости, проходящая между режущим инструментом и стабилизатором, может иметь телескопическую конструкцию. Конвейер для стружки, выполненный с возможностью перемещать металлическую стружку, по меньшей мере, в осевом направлении ствола скважины, может быть установлен между режущим инструментом и участком отложения. Конвейер для стружки может содержать средство, предназначенное для создания подпора жидкостного потока, переносящего частицы, в направлении участка отложения. Конвейер для стружки может представлять собой шнековый конвейер. Во втором аспекте изобретение относится к способу отрезания части обсадной трубы в стволе скважины, содержащему следующие операции: установка трубопровода для возвратной жидкости между режущим инструментом и участком отложения или участком, соединенным с участком отложения; создание жидкостного потока, переносящего частицы и направленного от режущего инструмента к участку отложения; направление образующейся металлической стружки от обсадной трубы в жидкостный поток; направление жидкостного потока в трубопровод для возвратной жидкости, в то время как металлическая стружка задерживается и откладывается в стволе скважины. Металлическая стружка может отделяться от жидкостного потока, переносящего частицы, при помощи входного фильтра, установленного в трубопроводе для возвратной жидкости. Часть трубопровода для возвратной жидкости может быть неподвижно закреплена по отношению к участку отложения при помощи стабилизатора. Режущий инструмент в процессе резания может перемещаться в осевом направлении ствола скважины, в то время как часть трубопровода для возвратной жидкости, расположенная между режущим инструментом и стабилизатором, сохраняет проход для жидкости между режущим инструментом и участком отложения. Перечень чертежей Ниже приведено описание примера предпочтительного осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены: фиг. 1 - эскиз, изображающий вид сбоку в частичном разрезе первого примера осуществления режущего инструмента согласно изобретению, где часть обсадной трубы удаляется при помощи отрезания,металлическая стружка откладывается на участке ствола скважины, расположенном ниже зоны обработки, а телескопический жидкостный трубопровод образует возвратный канал, который проходит от участка отложения к кольцевому пространству через участок отрезания; фиг. 2 - эскиз, изображающий вид сбоку в частичном разрезе второго примера осуществления режущего инструмента согласно изобретению, где жидкостный трубопровод, имеющий фиксированную длину, образует возвратный канал, который проходит от участка отложения к кольцевому пространству через участок отрезания; фиг. 3 - эскиз, изображающий вид сбоку в частичном разрезе третьего примера осуществления режущего инструмента согласно изобретению, где в соединении с трубопроводом для возвратной жидкости предусмотрен конвейер для стружки, проходящий от участка отрезания до участка отложения; и фиг. 4 - схема прохождения жидкостного потока через режущий инструмент согласно изобретению. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На чертежах ссылочным номером 1 обозначен ствол скважины, проходящий через участки тектонической структуры 11, при этом пласты 11 а, 11b, имеющие различные свойства, показаны различными штриховками: нижний пласт 11b является, например, углеводородосодержащим пластом, в то время как верхний слой 11 а представляет собой плотную структуру. В стволе 1 скважины, по существу, известным способом устанавливается металлическая обсадная труба 12, которая отделяет ствол 1 скважины от тектонической структуры 11. Часть обсадной трубы 12, обозначенная ссылочным номером 121, подлежит удалению при помощи отрезания, в результате чего образуется металлическая стружка 122. В нижней части ствола 1 скважины показан участок 13 отложения металлической стружки 122. Для специалистов в данной области техники очевидно, что такой участок отложения может представлять собой любую часть ствола 1 скважины, расположенную в подходящей позиции по отношению к части обсадной трубы 12, подлежащей удалению при помощи отрезания. Обычно ствол скважины 1 проходит через множество продуктивных пластов 11 а, при этом участок 13 отложения может быть предусмотрен ниже и связан с частью, подлежащей отрезанию, например отделен от нижних частей ствола скважины при помощи пробки (не показана), по существу, пригодного известного типа. Режущий инструмент 2 соединяется, по существу, известным способом с трубной колонной 3, установленной в центральном продольном канале и предназначенной для подачи потока Р жидкости, находящегося под давлением, с целью транспортировки образующейся металлической стружки 122, смазки режущего инструмента 2 и, возможно, для функционирования режущего инструмента 2, если вместо вращения трубной колонны 3 используется гидравлический привод. Режущий инструмент 2 содержит ряд резцов 21, которые расположены, по существу, известным образом в рабочем положении с возможностью радиального перемещения в наружном направлении относительно обсадной трубы для ее отрезания. Перемычка 22 герметично отделяет кольцевое пространство 31 от режущего инструмента 2, участка отрезания и участка 13 отложения. Кольцевое пространство 31 образовано между обсадной трубой 12 и трубной колонной 3 и проходит до поверхности (не показана), где оно, по существу, известным способом соединено с агрегатом для скважинной жидкости (не показан), который поддерживает под давлением поток Р жидкости, а также принимает и, по возможности, обрабатывает возвратный поток R жидкости,поступающий от режущего инструмента 2. На фиг. 4 показана схема прохождения потока через режущий инструмент 2. Режущий инструмент 2 содержит средство (не показано), которое предназначено для того, чтобы направлять находящийся под давлением поток Р жидкости в зону отрезания, расположенную ниже режущего инструмента 2. Трубопровод 23 для возвратной жидкости проходит вниз от режущего инструмента 2. Он содержит концевую часть 232, которая снабжена входным фильтром 233, выполненным с возможностью задерживать металлическую стружку 122, которая перемещается жидкостным потоком М, содержащим частицы,к участку 13 отложения. В первом варианте осуществления, показанном на фиг. 1, трубопровод 23 для возвратной жидкости имеет телескопическую конструкцию, при этом телескопическая секция 231 может перемещаться в осевом направлении в концевую часть 232. Концевая часть 232 прикреплена с возможностью отсоединения к телескопической секции 231 при помощи стабилизатора 24. Стабилизатор 24 содержит множество сквозных проточных отверстий 241 для прохождения жидкостного потока М, содержащего частицы. Во втором варианте осуществления, показанном на фиг. 2, трубопровод 23 для возвратной жидкости имеет фиксированную длину. В третьем варианте осуществления, показанном на фиг. 3, у трубопровода 23 для возвратной жидкости установлен конвейер 25, показанный в данном случае в виде шнека, который окружает трубопровод 23 для возвратной жидкости и который предназначен для улучшения транспортировки металлической стружки 122, в частности, когда производится отрезание в горизонтальных частях ствола скважины. Конвейер 25 может иметь различные варианты исполнения, например в виде быстровращающегося ротора насоса, который оказывает влияние на скорость течения потока М, содержащего частицы, или в виде устройства, которое работает независимо от транспортировочной способности жидкостного потока М. В том случае, когда требуется произвести отрезание обсадной трубы 12, режущий инструмент 2 опускают в ствол 1 скважины при помощи трубной колонны 3 к дальнему концу отрезаемой части 121. На поверхности трубная колонна 3 соединяется с агрегатом для скважинной жидкости (не показан). Перемычка 22 и, возможно, также стабилизатор 24 установлены вплотную к стенке обсадной трубы 12, при этом создается поток Р нагнетаемой жидкости. Затем включается вращение резцов 21, которые перемещаются к стенке обсадной трубы 12 и производят отрезание обсадной трубы 12. Металлическая стружка 122 направляется жидкостным потоком, переносящим частицы, к участку 13 отложения, где скважинная жидкость отводится в трубопровод 23 для возвратной жидкости, в то время как металлическая стружка 122 осаждается или задерживается входным фильтром 233. Скважинная жидкость поступает в возвратный поток R жидкости по трубопроводу 23 для возвратной жидкости через режущий инструмент 2 и возвращается на поверхность по кольцевому пространству 31. Перемычка 22 непрерывно или скачкообразно перемещается по мере перемещения режущего инструмента 2 в осевом направлении ствола 1 скважины. В примере варианта осуществления, показанного на фиг. 1, концевая часть 232 может иметь длину,достаточную для того, чтобы оставаться в одной и той же позиции, когда осажденная металлическая стружка откладывается в области концевой части 232. Альтернативно этому, может быть предусмотрено средство (не показано), предназначенное для перемещения концевой части 232 по мере перемещения режущего инструмента 2 в осевом направлении ствола 1 скважины. Когда отрезание заканчивается и режущий инструмент 2 поднимается из ствола 1 скважины или перемещается в другую часть 121, которую требуется отрезать, концевая часть 232 также перемещается. Альтернативно этому, концевая часть 232 может быть оставлена на участке 13 отложения, а режущий инструмент 2 используется вместе с новой концевой частью 232, подготовленной на поверхности для другой операции отрезания. В описанных вариантах осуществления показан режущий инструмент 2, который в процессе резания перемещается к поверхности. При этом в объем изобретения включается также режущий инструмент 2 с противоположным рабочим направлением движения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для режущего инструмента (2) для отрезания части обсадной трубы (12) в стволе (1) скважины, отличающееся тем, что содержит трубопровод (23) для возвратной жидкости, проходящий от режущего инструмента (2) в направлении участка (13) отложения, расположенного в стволе (1) скважины, при этом трубопровод (23) для возвратной жидкости выполнен с возможностью обеспечения отвода жидкости от участка (13) отложения по обратному трубопроводу (31), предназначенному для отвода возвратного потока (R) жидкости из ствола (1) скважины. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обратный трубопровод (31) представляет собой кольцевое пространство между колонной (3) труб и обсадной трубой (12). 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод (23) для возвратной жидкости снабжен входным фильтром (233) для отделения металлической стружки (122) от жидкостного потока (М), переносящего частицы. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод (23) для возвратной жидкости снабжен(13) отложения. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что стабилизатор (24) содержит одно или более сквозных проточных отверстий (241). 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что часть трубопровода (23) для возвратной жидкости,расположенная между режущим инструментом (2) и стабилизатором (24), имеет телескопическую конструкцию. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит конвейер (25) для стружки, обеспечивающий, по меньшей мере, перемещение металлической стружки (122) в осевом направлении ствола (1) скважины и установленный между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что конвейер (25) для стружки содержит средство повышения напора жидкостного потока (М), переносящего частицы, в направлении участка (13) отложения. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что конвейер (25) для стружки представляет собой шнековый конвейер. 10. Способ отрезания части обсадной трубы (12) в стволе (1) скважины, содержащий следующие операции: устанавливают трубопровод (23) для возвратной жидкости между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения или участком, соединенным с участком (13) отложения; создают переносящий частицы жидкостный поток (М) в направлении от режущего инструмента (2) к участку (13) отложения; направляют металлическую стружку (122) в жидкостный поток (М) во время отрезания обсадной трубы (12); направляют жидкостный поток (М) в трубопровод (23) для возвратной жидкости с обеспечением возможности задержания и отложения металлической стружки (122) в стволе (1) скважины. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что металлическую стружку (122) отделяют от переносящего частицы жидкостного потока (М) при помощи входного фильтра (233), установленного в трубопроводе (23) для возвратной жидкости. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что часть трубопровода (23) для возвратной жидкости закрепляют неподвижно относительно участка (13) отложения при помощи стабилизатора (24). 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что режущий инструмент (2) в процессе отрезания перемещают в осевом направлении ствола (1) скважины, в то время как часть трубопровода (23) для возвратной жидкости, расположенная между режущим инструментом (2) и стабилизатором (24), сохраняет проход для жидкости между режущим инструментом (2) и участком (13) отложения.

МПК / Метки

МПК: E21B 10/32, E21B 37/00, E21B 29/00

Метки: обработки, отложения, скважинного, инструмента, обсадных, труб, стружки, образующейся, устройство, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/6-19855-ustrojjstvo-dlya-skvazhinnogo-instrumenta-dlya-obrabotki-obsadnyh-trub-i-sposob-otlozheniya-obrazuyushhejjsya-struzhki.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для скважинного инструмента для обработки обсадных труб и способ отложения образующейся стружки</a>

Похожие патенты