Система многосторонней скважины и электрической передачи
Номер патента: 4323
Опубликовано: 29.04.2004
Авторы: Ден Бур Йоханнис Йосефюс, Фишер Саймон Лоренс, Стюарт Джон Форман, Кюперей Антони Эверт
Формула / Реферат
1. Система многосторонней скважины и электрической передачи, содержащая
ствол (2) основной скважины, в котором расположена электропроводная труба (11) основной скважины,
ствол (3) ответвляющейся скважины, в котором расположена электропроводная труба (12, 13) ответвляющейся скважины, и
при этом труба (12, 13) ответвляющейся скважины соединена с трубой (11) основной скважины,
отличающаяся тем, что трубы (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин взаимно соединены с обеспечением электропроводности и образуют электрическую линию для передачи электрической энергии и/или сигналов между стволами (2, 3) основной и ответвляющейся скважин, при этом трубы (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин образуют линию для передачи энергии низкого напряжения от первого полюса источника (10) электрической энергии, который электрически соединен с трубой (11) основной скважины, к запитываемому электрической энергией оборудованию (68, 70, 75) внутри ствола ответвляющейся скважины, которое электрически соединено с трубой ответвляющейся скважины, а второй полюс (10В, 21) источника (10) электрической энергии и трубы (12, 13) ответвляющейся скважины электрически соединены с грунтом (5), при этом запитываемое электрической энергией оборудование содержит перезаряжаемую батарею (71), которую подвергают компенсационной подзарядке электрической энергией низкого напряжения, передаваемой по трубам (11, 12, 13) скважин.
2. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, в которой труба (12, 13) ответвляющейся скважины представляет собой радиально расширяемую трубу, изготовленную из электропроводного материала и радиально расширяемую внутри ответвляющейся скважины (3) во время установки, и при этом в точке ответвления или около точки ответвления расположено электропроводное гнездо (43), так что расширенная труба ответвляющейся скважины введена путем прижатия в электрический контакт с гнездом (43) в результате процесса расширения.
3. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.2, в которой гнездо (43) образовано самой трубой (43) основной скважины, а труба (45) ответвляющейся скважины имеет нижний по течению конец, который радиально расширен к внутренней стенке трубы (43) основной скважины и проходит через окно (42) в трубе (43) основной скважины в ствол (40) ответвляющейся скважины.
4. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.2, в которой гнездо (43) образовано ответвляющейся трубной секцией раздваивающегося элемента (50), который имеет основную секцию, электрически соединенную с трубой (51) основной скважины, а ответвляющаяся секция проходит из ствола основной скважины в ствол ответвляющейся скважины.
5. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.2, в которой трубы (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин изготовлены из формуемой стали, а труба ответвляющейся скважины расширяется во время установки, так что расширенная труба (12, 13) ответвляющейся скважины имеет внутренний диаметр, который составляет 0,9 внутреннего диаметра трубы (11) основной скважины.
6. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, в которой запитываемое электрической энергией оборудование (68, 70, 75) содержит измерительное и/или управляющее оборудование, которое запитывается перезаряжаемой литий-ионной высокотемпературной батареей (71) и установлено на несущем модуле (65) оборудования, который закреплен с возможностью демонтажа внутри трубы (61) ответвляющейся скважины, так что один электрод (73) батареи электрически соединен с трубой ответвляющейся скважины, а другой электрод (72) батареи электрически соединен с подповерхностным пластом (63) грунта, окружающим ствол (60) ответвляющейся скважины.
7. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.6, в которой несущий модуль оборудования образован муфтой (65), которая подсоединена с возможностью демонтажа внутри трубы (61) ответвляющейся скважины посредством ряда расширяемых зажимов (66).
8. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.7, в которой муфта (65) перекрывает приточную область ствола (65) ответвляющейся скважины, в которой труба (61) ответвляющейся скважины перфорирована, расширяемые зажимы состоят из пары расширяемых пакеров (66), которые герметизируют кольцевое пространство между трубой (61) ответвляющейся скважины и муфтой (65) вблизи каждого конца муфты, и при этом муфта (65) снабжена одним или несколькими отверстиями (67) для впуска текучей среды, которые можно открывать и закрывать одним или несколькими клапанами (68), запитываемыми перезаряжаемой батареей (71).
9. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, в которой по меньшей мере одна из труб (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин оснащена по меньшей мере одной электрической вольтодобавочной трансформаторной станцией (17), которая перекрывает неэлектропроводную секцию трубы (11, 12, 13) скважины и электрически соединена с электропроводными частями трубы скважины по обе стороны (18, 19) ее неэлектропроводной секции.
10. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.9, в которой неэлектропроводная секция трубы (11, 12, 13) скважины образована неэлектропроводной кольцевой муфтой (22), которая расположена между нахлестывающимися соосными секциями трубы скважины, и при этом электрическая вольтодобавочная трансформаторная станция (17) расположена внутри наружной секции (12) трубы скважины вблизи конца внутренней секции трубы скважины, так что один электрод (18) вольтодобавочной трансформаторной станции (17) электрически соединен с упомянутой наружной секцией, а другой электрод (19) вольтодобавочной трансформаторной станции (17) электрически соединен с упомянутой внутренней секцией.
11. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.10, которая содержит множество стволов (3, 4) ответвляющихся скважин и множество электрических вольтодобавочных трансформаторных станций (17).
12. Несущий модуль (65) оборудования золотникового типа для применения в системе многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, который герметично закреплен в приточной области скважины и содержит одно или более отверстий (67) для впуска текучей среды, которые можно открывать и закрывать с помощью одного или нескольких клапанов (68), запитываемых перезаряжаемой батареей (71), которую при эксплуатации подвергают компенсационной подзарядке путем передачи электрической энергии низкого напряжения по трубам (11, 12, 13, 61) в стволах (2, 3, 4) основной и ответвляющейся скважин.
Текст
1 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к системе многосторонней скважины и электрической передачи. Предшествующий уровень техники Известно использование многочисленных электрических и неэлектрических систем энергоснабжения и связи в неразветвленных или многосторонних нефте- и/или газодобывающих скважинах. В патентах США 5706892, 5706896 и 5721538 указано, что многостороннюю скважину можно оснастить аппаратно реализованной электрической или беспроводной системой связи, и что беспроводная система предпочтительно передает звуковые волны по колонне труб скважины. В частности - насосно-компрессорных труб. Недостатки этих известных систем заключаются в том, что установка древовидной структуры проводов в многосторонней скважине представляет собой сложную и дорогостоящую операцию и что беспроводная система передачи звука будет страдать большими потерями при передаче, а также фоновым шумом. Эти недостатки практически значимы, если скважина оснащена расширяемой обсадной колонной и/или расширяемой насосно-компрессорной трубой. Вокруг такой расширенной трубы скважины трудно или невозможно оставить кольцевое пространство для заключения в нем электрических кабелей, и в результате физического контакта между расширенной трубой и окружающим пластом звуковые сигналы будут в значительной степени ослабляться. Известны многочисленные другие аппаратно реализованные или беспроводные системы передачи энергии и связи, которые имеют сходство в том, что они требуют сложного и дорогостоящего оборудования и что они непригодны для использования в многосторонних скважинах. В патенте США 4839644 и Европейском патенте 295178 раскрыта сущность беспроводной системы связи, известной под названием"Тукатран" (Tucatran), которая генерирует токи антенны в неразветвленной скважине, в которой насосно-компрессорная труба и окружающая ее обсадная колонна электрически изолированы друг от друга. Это требование электрической изоляции между трубой и колонной часто является трудновыполнимым, например, в криволинейных секциях и областях ствола скважины,где в кольцевом пространстве между обсадной колонной и трубой присутствует соляной раствор. В международной патентной заявке WO 80/00727 раскрыта сущность еще одной системы передачи сигналов, в которой используется электрическая цепь, образованная насоснокомпрессорной трубой и окружающей ее обсадной колонной скважины. В патенте США 4484627, британской патентной заявке 2322740 и международных 2 патентных заявкахPCT/GB 79/00158,PCT/GB 93/01272 и РСТ/ЕР 96/00083 раскрыта сущность других скважинных систем электрической передачи, которые используют изолированную изнутри трубу в неразветвленной скважине. Настоящее изобретение посвящено преодолению недостатков известных систем передачи и разработке скважинной системы передачи энергии и/или сигналов, которую можно использовать для безопасной и надежной передачи электрической энергии и/или сигналов через систему многосторонней скважины даже в случае, если скважина содержит расширяемые трубы скважины, и без потребности в сложных древовидных структурах проводов или насоснокомпрессорных трубах, которые электрически изолированы от окружающих обсадных колонн скважины. Сущность изобретения В соответствии с изобретением предложена система многосторонней скважины и электрической передачи, которая содержит ствол основной скважины, в котором расположена труба основной скважины, и ствол ответвляющейся скважины, в котором расположена труба ответвляющейся скважины, причем труба ответвляющейся скважины соединена с обеспечением электропроводности с трубой основной скважины, так что трубы основной и ответвляющейся скважин образуют линию для передачи электрической энергии и/или сигналов между стволами основной и ответвляющейся скважин. Трубы основной и ответвляющейся скважины предпочтительно образуют линию для передачи энергии низкого напряжения от первого полюса источника электрической энергии,который электрически соединен с трубами основной скважины и запитываемым электрической энергией оборудованием внутри ствола ответвляющейся скважины, которое электрически соединено с трубой ответвляющейся скважины. Электрическая цепь создается путем электрического соединения второго полюса источника электрической энергии и трубы (труб) ответвляющейся скважины (ответвляющихся скважин) с грунтом. Упомянутое оборудование также предпочтительно содержит перезаряжаемую батарею, которую подвергают компенсационной подзарядке электрической энергией низкого напряжения, передаваемой по трубам скважин. Подходящая энергия низкого напряжения передается в виде постоянного тока (ПТ),имеющего напряжение менее 100 В, предпочтительно - менее 50 В, по обсадной колонне или насосно-компрессорной трубе основной скважины, которая не полностью изолирована от окружающего пласта грунта окружающим цементным раствором или другим герметизирую 3 щим материалом, например - составом с добавкой кремния для отверждения. При этом осуществляется передачи импульсных электромагнитных сигналов, которые обуславливают изменения уровня напряжения,колеблющегося около уровня напряжения постоянного тока трубы скважины с очень низкой частотой (ОНЧ) между 3 и 20 кГц или - предпочтительно - с крайне низкой частотой (КНЧ) между 3 и 300 Гц. Находящийся на поверхности генератор энергии и скважинное оборудование или батарея могут иметь электрод, который соединен с грунтом, так что между генератором энергии и скважинным оборудованием или батареей имеется незамкнутый электрический контур. Труба ответвляющейся скважины также предпочтительно представляет собой радиально расширяемую трубу, которая радиально расширяется внутри ответвляющейся скважины во время установки, и при этом в точке ответвления или у точки ответвления расположено электропроводное гнездо, так что расширяемая труба ответвляющейся скважины вводится путем прижатия в электрический контакт с этим гнездом в результате процесса расширения. Конкретное преимущество применения расширяемых труб, по меньшей мере, в стволе ответвляющейся скважины, заключается в том,что в результате процесса радиального расширения создается избыточное расширение в расширенной трубе, которое будет гарантировать непосредственный электрический контакт между соседними трубами скважины, концы которых соединены друг с другом соосно внахлест. Такой непосредственный электрический контакт также имеет место в точке ответвления между расширяемой трубой ответвляющейся скважины и гнездом, которое может быть образовано самой трубой основной скважины или раздваивающимся элементом ответвления. Соответственно, трубы основной и ответвляющейся скважин изготовлены из формуемой стали, а труба ответвляющейся скважины расширяется во время установки, так что расширенная труба ответвляющейся скважины имеет внутренний диаметр, который составляет, по меньшей мере, 0,9 внутреннего диаметра трубы основной скважины, так что создается система,по существу, одноствольной многосторонней скважины, которая может иметь любое желаемое количество ответвлений или субответвлений. Запитываемое электрической энергией скважинное оборудование предпочтительно содержит перезаряжаемую литий-ионную высокотемпературную или иную батарею и/или конденсатор большой емкости и/или скважинную систему преобразования энергии, такую как пьезоэлектрическая система, турбина или скважинный топливный элемент, и установлено на несущем модуле оборудования в виде трубы 4 скважины, так что один электрод батареи электрически соединен с трубой ответвляющейся скважины, а другой электрод батареи электрически соединен с подповерхностным пластом грунта, окружающим ствол ответвляющейся скважины. Соответственно, приточная область ствола ответвляющейся скважины, где труба ответвляющейся скважины перфорирована, перекрыта муфтой, а кольцевое пространство между трубой ответвляющейся скважины и муфтой герметизировано расширяемыми зажимами, состоящими из пары расширяемых пакеров, и при этом муфта снабжена одним или несколькими отверстиями для впуска текучей среды (флюида), которые можно открывать и закрывать с помощью одного или нескольких клапанов, которые запитываются перезаряжаемой батареей. Переключение можно осуществлять с помощью скважинной или находящейся на поверхности системы управления с сервоприводом. Во многих системах протяженных многосторонних скважин также предпочтительно,чтобы по меньшей мере одна из труб основной и ответвляющейся скважин была оснащена по меньшей мере одной неэлектропроводной секцией трубы скважины и чтобы эта секция была электрически соединена с электропроводными частями трубы скважины по обе стороны ее неэлектропроводной секции. Через одинаковые интервалы вдоль длины стволов основной и ответвляющейся скважин могут быть распределены электрические вольтодобавочные трансформаторные станции. Если электрическая вольтодобавочная трансформаторная станция необходима в месте, где концы двух соседних расширенных труб скважины соосно соединены друг с другом внахлест, можно расположить электрогерметизирующий материал между нахлестывающимися секциями труб, а вольтодобавочный трансформатор может быть установлен в виде муфты внутри наружной трубы, соседней с внутренней трубой в соединении, так что один электрод вольтодобавочной трансформаторной станции электрически соединен с внутренней трубой, а другой электрод этой станции соединен с наружной трубой. Следует учесть, что в некоторых случаях вольтодобавочную трансформаторную станцию можно устанавливать в стыке скважины, и в этом случае электроды вольтодобавочной трансформаторной станции будут создавать электрическое соединение между трубами основной и ответвляющейся скважин. Так же следует учесть, что при употреблении термина "система многосторонней скважины" в описании и формуле изобретения, этот термин относится к системе скважины, имеющей ствол основной или материнской скважины, который проходит от устья скважины вниз в поверхностный пласт грунта, и по меньшей ме 5 ре один ствол ответвляющейся скважины, который пересекает ствол основной или материнской скважины в некотором месте под поверхностью грунта. Перечень фигур чертежей Ниже приводится описание предпочтительных конкретных вариантов осуществления системы, соответствующей настоящему изобретению, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет условное трехмерное изображение системы многосторонней скважины, соответствующей изобретению,фиг. 2 показывает, как расширяют трубу скважины с использованием конической расширяющей оправки,фиг. 3 изображает соединение между двумя трубами скважины в месте, где расположена электрическая вольтодобавочная трансформаторная станция,фиг. 4 изображает точку ответвления, в которой ствол ответвляющейся скважины пробурен через окно в обсадной колонне основной скважины,фиг. 5 показывает, как расширяемый обсадной хвостовик расширяют в стволе ответвляющейся скважины и электрически соединяют с обсадной колонной основной скважины,фиг. 6 изображает точку ответвления, в которой обсадную колонну ответвляющейся скважины и находящуюся ниже точки ответвления обсадную колонну основной скважины расширяют внутри раздваивающегося элемента или разделителя,фиг. 7 изображает несущую муфту трубного оборудования в открытом состоянии, когда нефть и/или газ течет через отверстия перфорации в муфте в ствол скважины, и фиг. 8 изображает муфту, показанную на фиг. 7, в закрытом состоянии, в котором отверстия перфорации закрыты. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1 изображена система 1 многосторонней скважины и электрической передачи,которая содержит ствол 2 основной скважины и два ствола 2 и 3 ответвляющихся скважин. Система 1 проходит от находящегося под водой устья 4 скважины к дну 5 толщи воды 6. Нефте- и/или газообрабатывающее оборудование на морской платформе 7 соединено с устьем 4 скважины посредством подводного плавучего трубопровода 8, а кабель 9 электропитания проходит от первого полюса 10 А генератора 10 электрической энергии на платформе 7 к обсадной колонне 11 основной скважины, которая расширена к стенке ствола 2 основной скважины, так что между расширенной обсадной колонной 11 и стенкой ствола упомянутой скважины имеется толстый кольцевой слой (не показан) цементного раствора или другого герме 004323 6 тизирующего материала, такого, как состав с добавкой кремния для отверждения. В стволе нижней ответвляющейся скважины обсадной хвостовик 12 ответвляющейся скважины расширен и зацементирован по месту,тогда как в стволе 3 верхней ответвляющейся скважины обсадной хвостовик 13 ответвляющейся скважины расширен путем прокачки или проталкивания расширяющей оправки 14 по стволу в направлении к подошве скважины. В результате процесса расширения, создается избыточное расширение в расширенной обсадной колонне или хвостовике, которое гарантирует, что расширенные обсадные хвостовики 12 и 13 ответвляющихся скважин сильно прижаты к внутренней стенке обсадной колонны 11 основной скважины в точках 15 и 16 ответвлений, так что устанавливается превосходное электрическое соединение между обсадными хвостовиками 12 и 13 ответвляющихся скважин и обсадной колонной 11 основной скважины. В обсадной колонне 11 основной скважины расположена электрическая вольтодобавочная трансформаторная станция 17 - в том месте,где внутри обсадной колонны 11 установлена электроизоляционная муфта 18, а обсадная колонна отодвинута на выбранное расстояние. Вольтодобавочная трансформаторная станция 17 имеет один электрод 18, который электрически соединен с секцией обсадной колонны выше зазора, и другой электрод 19, который подсоединен ниже зазора. Точно так же, аналогичная вольтодобавочная трансформаторная станция 17 расположена в стволе 3 нижней ответвляющейся скважины и имеет электроды 18, 19, которые соединены с секциями обсадного хвостовика 12 ответвляющейся скважины, которые соединены соосно внахлест, но электрически изолированы друг от друга электроизоляционной муфтой 22. Вместо использования соосных электрически изолированных трубных секций, электрической изоляции можно добиться также путем использования предварительно установленной пластмассовой секции в трубе скважины, причем эта пластмассовая секция расширяется так же, как стальные части колонны труб. Для ясности изображения, энергетические вольтодобавочные трансформаторные станции 17 показаны снаружи ствола скважины, но в общем случае они могут быть установлены в кольцевой несущей муфте внутри труб скважины, как показано на фиг. 3. На фиг. 1 также условно показано, что второй полюс 10 В генератора 10 электрической энергии соединен с грунтом и что обсадные хвостовики 12 и 13 ответвляющихся скважин также соединены с грунтом в одном или нескольких выбранных местах 21 и 23, так что грунт 5 образует электрическую линию обратной связи, что показано штрихпунктирной линией 20 от обсадных хвостовиков 12 и 13 до второго полюса 10 В. 7 Фиг. 2 показывает, как нижнюю трубу 24 скважины, изготовленную из формуемой стали,расширяют внутри нижнего конца существующей трубы 25 скважины, используя расширяющую оправку 26, имеющую коническую керамическую наружную поверхность, имеющую полуугол А при вершине, составляющий 10 и 40 и предпочтительно находящийся между 20 и 30. Верхняя труба 25 скважины зацементирована внутри ствола 28 скважины, и в результате процесса расширения нижняя труба скважины получает избыточное расширение, так что ее внутренний диаметр становится больше, чем наружный диаметр оправки 26, и расширенная нижняя труба 24 оказывается жестко прижатой к нахлестываемой нижней части 27 верхней трубы 25, так что создается надежное электрическое соединение между нижней и верхней трубами 24 и 25 скважины. Фиг. 3 изображает место, где нижняя труба 30 расширена внутри расширенного нижнего конца 31 верхней трубы 32 скважины, а между соосными частями труб расположена электроизоляционная муфта 33. Внутри расширенного нижнего конца 31 верхней трубы 32, непосредственно над вершиной нижней трубы 30, расположена кольцеобразная электроэнергетическая вольтодобавочная трансформаторная станция 34. Станция 34 оснащена электродами 35, которые устанавливают электрическое соединение между трубами 30 и 32. Фиг. 4 показывает, как бурят ствол 40 ответвляющейся скважины из ствола 41 основной скважины через отверстие 42, которое просверлено в обсадной колонне 43 основной скважины и окружающем кольце 44 цементного раствора. Фиг. 5 показывает, как расширяемый обсадной хвостовик 45 ответвляющейся скважины расширяют в стволе 40 ответвляющейся скважины, показанном на фиг. 4, с помощью расширяющей оправки 46, которая аналогична оправке 26, показанной на фиг. 2. В результате избыточного расширения во время процесса расширения обсадной хвостовик 45 ответвляющейся скважины претерпевает упругое расширение к внутренней стенке обсадной колонны 43 основной скважины и к ободам отверстия 42, устанавливая тем самым жесткое электрическое соединение между обсадной колонной 43 основной скважины и обсадным хвостовиком 44 ответвляющейся скважины, причем это соединение остается надежным в течение всего срока службы скважины. Фиг. 6 изображает точку ответвления в системе многосторонней скважины, где закреплен раздваивающийся элемент 50 или разделитель, который электрически соединен (в возможном варианте - посредством электрической вольтодобавочной трансформаторной станции,как показано на фиг. 3) с верхней секцией 51 обсадной колонны основной скважины. 8 И нижнюю секцию 52 обсадной колонны основной скважины, и обсадной хвостовик 53 ответвляющейся скважины радиально расширяют с помощью расширяющей оправки 54 внутри стволов основной и ответвляющейся скважин, так что верхние концы нижней секции 52 обсадной колонны основной скважины и упомянутого хвостовика жестко прижаты к нижним ответвлениям раздваивающегося элемента 50, которые служат в качестве электрического контакта и гнезда 55. Фиг. 7 изображает приточную секцию ствола 60 ответвляющейся скважины, в которой обсадной хвостовик 61 ответвляющейся скважины имеет отверстия 62 перфорации, через которые нефть и/или газ может вытекать из окружающего нефте-и/или газоносного пласта 63 в ствол 60 скважины, как показано стрелками 64. Несущая муфта 65 оборудования герметично закреплена внутри хвостовика 61 посредством пары расширяемых пакеров 66. Муфта 65 имеет отверстия 67 перфорации и окружена подвижным корпусом 68 клапана золотникового типа, имеющим отверстия 69 перфорации, которые - в положении, показанном на фиг. 7, - выровнены с отверстиями 67 перфорации муфты 65. Ввиду выравнивания отверстий 67 и 69 перфорации, обеспечивается возможность течения нефти и/или газа в ствол 60 скважины. Фиг. 8 показывает, как корпус 68 клапана золотникового типа перемещается так, что отверстия 67 и 69 перфорации становятся невыровненными, и течение нефти и/или газа из пласта 63 в ствол 60 скважины прерывается. Перемещение корпуса 68 клапана золотникового типа достигается с помощью электрического исполнительного механизма 70, который запитывается перезаряжаемой литий-ионной высокотемпературной батареей 71, которая имеет один электрод 72, электрически соединенный с окружающим пластом, и другой электрод 73, электрически соединенный с хвостовиком 61. Электрическая энергия постоянного тока(ПТ), которая передается по обсадной трубе основной скважины (не показана) к обсадному хвостовику 61 ответвляющейся скважины, используется для компенсационной подзарядки батареи 71. Батарея 71 запитывает клапанный исполнительный механизм 70, а также - в возможном варианте - оборудование для определения расхода, давления, температуры, состава,отображения залежей и/или сейсмическое оборудование (не показано), которое несет муфта 65, а сигналы, генерируемые этим оборудованием, передаются на находящееся на поверхности контрольное оборудование путем передачи импульсных электромагнитных сигналов ELC илиVLC, которые обуславливают колебания уровня напряжения около уровня напряжения постоян 9 ного тока обсадного хвостовика 61 ответвляющейся скважины, через электрод 72 и упомянутый хвостовик 61 к обсадной колонне (не показана) основной скважины, и через электрический кабель, соединенный с верхним концом упомянутой обсадной колонны (как показано на фиг. 1), к находящемуся на поверхности контрольному и/или управляющему оборудованию. В примере, изображенном на фиг. 7, батарея 71 представляет собой полую керамическую литий-ионную высокотемпературную батарею,а в пласт 63, окружающий ствол 60 скважины,внедрены датчики 75 изображения. Эти датчики передают и/или принимают сигналы через индуктивные соединители 76, которые соединены с оборудованием для обработки сигналов (не показано), установленным на муфте 65. Упомянутое оборудование для обработки способно приводить в действие корпус 68 клапана и/или передавать электрические данные изображения залежи, получаемые датчиками 75 через стенку обсадного хвостовика 61 и через трубы скважины в стволе основной или материнской скважины для оборудования контроля добычи, находящегося на платформе или других расположенных на поверхности сооружениях, как показано на фиг. 1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система многосторонней скважины и электрической передачи, содержащая ствол (2) основной скважины, в котором расположена электропроводная труба (11) основной скважины,ствол (3) ответвляющейся скважины, в котором расположена электропроводная труба (12,13) ответвляющейся скважины, и при этом труба (12, 13) ответвляющейся скважины соединена с трубой (11) основной скважины,отличающаяся тем, что трубы (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин взаимно соединены с обеспечением электропроводности и образуют электрическую линию для передачи электрической энергии и/или сигналов между стволами (2, 3) основной и ответвляющейся скважин, при этом трубы (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин образуют линию для передачи энергии низкого напряжения от первого полюса источника (10) электрической энергии, который электрически соединен с трубой(11) основной скважины, к запитываемому электрической энергией оборудованию (68, 70, 75) внутри ствола ответвляющейся скважины, которое электрически соединено с трубой ответвляющейся скважины, а второй полюс (10 В, 21) источника (10) электрической энергии и трубы(12, 13) ответвляющейся скважины электрически соединены с грунтом (5), при этом запитываемое электрической энергией оборудование содержит перезаряжаемую батарею (71), кото 004323 10 рую подвергают компенсационной подзарядке электрической энергией низкого напряжения,передаваемой по трубам (11, 12, 13) скважин. 2. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, в которой труба(12, 13) ответвляющейся скважины представляет собой радиально расширяемую трубу, изготовленную из электропроводного материала и радиально расширяемую внутри ответвляющейся скважины (3) во время установки, и при этом в точке ответвления или около точки ответвления расположено электропроводное гнездо (43),так что расширенная труба ответвляющейся скважины введена путем прижатия в электрический контакт с гнездом (43) в результате процесса расширения. 3. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.2, в которой гнездо (43) образовано самой трубой (43) основной скважины, а труба (45) ответвляющейся скважины имеет нижний по течению конец, который радиально расширен к внутренней стенке трубы(40) ответвляющейся скважины. 4. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.2, в которой гнездо (43) образовано ответвляющейся трубной секцией раздваивающегося элемента (50), который имеет основную секцию, электрически соединенную с трубой (51) основной скважины, а ответвляющаяся секция проходит из ствола основной скважины в ствол ответвляющейся скважины. 5. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.2, в которой трубы(11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин изготовлены из формуемой стали, а труба ответвляющейся скважины расширяется во время установки, так что расширенная труба (12,13) ответвляющейся скважины имеет внутренний диаметр, который составляет 0,9 внутреннего диаметра трубы (11) основной скважины. 6. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, в которой запитываемое электрической энергией оборудование(68, 70, 75) содержит измерительное и/или управляющее оборудование, которое запитывается перезаряжаемой литий-ионной высокотемпературной батареей (71) и установлено на несущем модуле (65) оборудования, который закреплен с возможностью демонтажа внутри трубы (61) ответвляющейся скважины, так что один электрод (73) батареи электрически соединен с трубой ответвляющейся скважины, а другой электрод (72) батареи электрически соединен с подповерхностным пластом (63) грунта,окружающим ствол (60) ответвляющейся скважины. 7. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.6, в которой несущий модуль оборудования образован муфтой(65), которая подсоединена с возможностью демонтажа внутри трубы (61) ответвляющейся скважины посредством ряда расширяемых зажимов (66). 8. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.7, в которой муфта(65) перекрывает приточную область ствола (65) ответвляющейся скважины, в которой труба (61) ответвляющейся скважины перфорирована,расширяемые зажимы состоят из пары расширяемых пакеров (66), которые герметизируют кольцевое пространство между трубой (61) ответвляющейся скважины и муфтой (65) вблизи каждого конца муфты, и при этом муфта (65) снабжена одним или несколькими отверстиями(67) для впуска текучей среды, которые можно открывать и закрывать одним или несколькими клапанами (68), запитываемыми перезаряжаемой батареей (71). 9. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, в которой по меньшей мере одна из труб (11, 12, 13) основной и ответвляющейся скважин оснащена по меньшей мере одной электрической вольтодобавочной трансформаторной станцией (17), которая перекрывает неэлектропроводную секцию трубы (11, 12, 13) скважины и электрически соединена с электропроводными частями трубы скважины по обе стороны (18, 19) ее неэлектропроводной секции. 10. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.9, в которой неэлектропроводная секция трубы (11, 12, 13) 12 скважины образована неэлектропроводной кольцевой муфтой (22), которая расположена между нахлестывающимися соосными секциями трубы скважины, и при этом электрическая вольтодобавочная трансформаторная станция(17) расположена внутри наружной секции (12) трубы скважины вблизи конца внутренней секции трубы скважины, так что один электрод (18) вольтодобавочной трансформаторной станции(17) электрически соединен с упомянутой наружной секцией, а другой электрод (19) вольтодобавочной трансформаторной станции (17) электрически соединен с упомянутой внутренней секцией. 11. Система многосторонней скважины и электрической передачи по п.10, которая содержит множество стволов (3, 4) ответвляющихся скважин и множество электрических вольтодобавочных трансформаторных станций (17). 12. Несущий модуль (65) оборудования золотникового типа для применения в системе многосторонней скважины и электрической передачи по п.1, который герметично закреплен в приточной области скважины и содержит одно или более отверстий (67) для впуска текучей среды, которые можно открывать и закрывать с помощью одного или нескольких клапанов (68),запитываемых перезаряжаемой батареей (71),которую при эксплуатации подвергают компенсационной подзарядке путем передачи электрической энергии низкого напряжения по трубам
МПК / Метки
МПК: E21B 17/00
Метки: скважины, многосторонней, электрической, система, передачи
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-4323-sistema-mnogostoronnejj-skvazhiny-i-elektricheskojj-peredachi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система многосторонней скважины и электрической передачи</a>
Предыдущий патент: Способ резки стекла
Следующий патент: Система дистилляции воды
Случайный патент: Окно с усовершенствованной оконной рамой