EA011346B1

EA011346B1 - Буровая установка с гибкой насосно-компрессорной трубой

Info

Publication number: EA011346B1
Application number: EA200700494A
Authority: EA
Inventors: Девин Рок; Род Шампайн; Марк Оллкорн; Брент Никерсон; Бартли Пэттон; Такахиро Косака; Мэтт Рауз
Original assignee: Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2009-02-27
Also published as: CA2582604A1; US7926576B2; US20070221386A1; CA2582604C; EA200700494A1

Abstract

Раскрыт способ применения буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой, который усовершенствует ее работу и повышает ее функциональные возможности. Раскрываемая буровая установка с гибкой насосно-компрессорной трубой выполнена с возможностью улучшения ее работы в различных неблагоприятных условиях. Буровую установку с гибкой насосно-компрессорной трубой можно также обеспечить характеристиками взаимозаменяемости скважинных инструментов, например взаимозаменяемости компоновок низа бурильной колонны, в целях снижения эксплуатационных затрат и повышения эффективности возможного выполнения различных скважинных работ.

Description

Буровые установки с гибкой насосно-компрессорной трубой используются для разнообразных работ эксплуатации скважины. Как правило, буровые установки с гибкой насосно-компрессорной трубой используются для доставки скважинного инструмента в скважину и/или для выполнения различных скважинных работ при помощи гибкой или соединенной муфтами насосно-компрессорной трубы. Гибкую насосно-компрессорную трубу сматывают с барабана и вводят в ствол скважины для перемещения скважинного инструмента, например, компоновок низа бурильной колонны, в нужное положение в скважине. Аналогично, гибкую насосно-компрессорную трубу и прикрепленный скважинный инструмент можно извлекать из скважины наматыванием гибкой насосно-компрессорной трубы на ее барабан. Эффективность работы буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой могут ограничивать разные факторы, включая факторы окружающей среды и взаимозаменяемость скважинных инструментов, или иным образом отрицательно сказываться на ее работе.

Сущность изобретения

В общем смысле настоящее изобретение обеспечивает систему и способ усовершенствования функциональных возможностей и эффективности работы буровой установки с гибкой насоснокомпрессорной трубой. Эта буровая установка характеризуется одной или несколькими особенностями, улучающими ее работу в условиях разного типа, включая неблагоприятные в высокой степени условия. Дополнительно буровая установка с гибкой насосно-компрессорной трубой характеризуется одной или несколькими особенностями, повышающими взаимозаменяемость скважинного инструмента, например взаимозаменяемость компоновок низа бурильной колонны. Легкая взаимозаменяемость снижает эксплуатационные расходы и повышает эффективность выполнения разных скважинных работ.

Краткое описание чертежей

Конкретные варианты осуществления изобретения излагаются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг. 1 изображает вид сбоку буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой на буровой площадке, согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - вид сверху шурфа для двухтрубки, согласно настоящему изобретению, используемого с буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой, показанной на фиг. 1; и фиг. 3 - вид в плане буровой площадки с буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой, показанной на фиг. 1, и с дополнительным вспомогательным оборудованием, согласно настоящему изобретению.

Подробное описание

В приводимом ниже описании изложены многие подробности для пояснения изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что изобретение можно осуществлять и без этих подробностей и что в излагаемых осуществлениях возможны многие варианты и изменения.

Изобретение относится к системе и способу применения буровой установки с гибкой насоснокомпрессорной трубой. Буровая установка с гибкой насосно-компрессорной трубой содержит один или несколько транспортируемых компонентов, которые перемещают на одну или несколько выбранных буровых площадок для выполнения скважинных работ. Транспортируемые компоненты нередко помещают на такие подвижные платформы, как автомобильные разрешенные прицепы-платформы, которые можно транспортировать по автодорогам общего пользования. Таким образом, компоненты буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой можно легко перевозить с одной буровой площадки на другую для выполнения, например, обслуживающих операций.

Обычно буровую установку с гибкой насосно-компрессорной трубой можно оснастить для работы как соединительными муфтами для насосно-компрессорных труб, так и с гибкими насосно-компрессорными трубами, и также с различными скважинными компонентами, например компоновками низа бурильной колонны. Буровая установка с гибкой насосно-компрессорной трубой включает в себя буровую вышку, перемещаемую в вертикальное положение для подъема насосно-компрессорной трубы, скважинного инструмента и других скважинных компонентов. Буровую вышку можно также использовать совместно, например, с лубрикатором и инжектором насосно-компрессорной трубы. С помощью транспортируемых барабанов гибкой насосно-компрессорной трубы ее можно быстро ввести в работу или извлечь с помощью инжектора гибкой насосно-компрессорной трубы. С буровой установкой с гибкой насоснокомпрессорной трубой можно также использовать и многие другие или альтернативные компоненты с или в составе буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой для выполнения разных скважинных обслуживающих работ.

На фиг. 1 показан один из вариантов буровой установки 10 с гибкой насосно-компрессорной трубой, расположенной на буровой площадке 12. В этом варианте буровая установка 10 с гибкой насоснокомпрессорной трубой имеет основание или платформу 14, буровую вышку 16, установленную на основании 14, и барабан 18 гибкой насосно-компрессорной трубы. Буровая установка 10 также включает в себя инжектор 20 гибкой насосно-компрессорной трубы, лубрикатор 22, рабочую систему 24 лубрикатора с верхней и нижней рабочими штангами 26, 28 лубрикатора, и составную трубу 30, с которой может работать трубный подъемник 32. Барабан 18 гибкой насосно-компрессорной трубы установлен в корпусе

- 1 011346

34, и рабочую систему 24 лубрикатора можно использовать для отбора и перемещения скважинных инструментов, например компоновок низа бурильной колонны, при взаимодействии с лубрикатором 22, согласно приводимому ниже более подробному описанию.

Согласно данному варианту осуществления основание 14 представляет собой автоприцеп 36 на колесах 38 платформы 40 прицепа, перевозящего буровую установку с одной площадки на другую. Автоприцепом 36 может быть автоприцеп, разрешенный для перевозок по автодорогам общего пользования. Основание 14 может также иметь множество стабилизирующих опор 42, опускаемых в упор к поверхности 44 земли, чтобы обеспечить устойчивость всей системе, когда буровая вышка 16 будет поднята для работы буровой установки.

Буровая вышка 16 установлена с возможностью ее поворота на основании 14 и может быть поднята на ней для работы буровой установки на скважине 46. По завершении скважинных работ буровую вышку 16 можно поместить, по существу, в горизонтальное положение для транспортирования, как показано контуром 47 на фиг. 1. Буровую вышку 16 используют во взаимодействии с разными компонентами, такими как лубрикатор 22. Рабочую систему 24 лубрикатора можно смонтировать на буровой вышке 16 в помощь работе с компоновками низа бурильной колонны и лубрикаторами без увеличения высоты буровой вышки. В этом осуществлении лубрикатор 22 удерживается вертикально в буровой вышке рабочими штангами 26, 28 или аналогичными устройствами. Буровую вышку 16 можно также использовать во взаимодействии с такими компонентами, как лебедка 48 лубрикатора и мостки 50 на буровой для установки свечей бурильных труб.

Поднятую буровую вышку 16 позиционируют над скважинной установкой 52, смонтированной на скважине 46. Скважинная установка 52 может содержать разные обычные компоненты, такие, как противовыбросовые устройства 54, которые показаны задействованными рабочей системой 56 противовыбросовых устройств. Рабочую систему 56 противовыбросовых устройств можно соединить с полом 58 буровой установки на основании 14, который расположен под буровой вышкой 16.

Инжектор 20 гибкой насосно-компрессорной трубы выполняет пошаговые повороты в несколько положений, например положение над центром скважины и положение со смещением от центра скважины. Инжектор 20 можно смонтировать на полу 58 буровой установки, чтобы поворотное перемещение выполнялось без необходимости удаления гибкой насосно-компрессорной трубы 60 из инжектора. При повороте инжектора 20 в смещение от центра скважины лубрикатором 22 и компоновками низа бурильной колонны или другим скважинным оборудованием можно маневрировать относительно центра скважины над скважиной 46.

Например, рабочую систему 24 лубрикатора можно использовать для выполнения действий с лубрикатором 22 на скважине 46. В данном варианте осуществления рабочую систему 24 лубрикатора можно использовать для перемещения лубрикатора 22 вертикально по буровой вышке 16. При этом рабочую систему 24 лубрикатора можно использовать для извлечения скважинного оборудования, например компоновок низа бурильной колонны, из шурфа 62 для двухтрубки для введения его в скважину 46 для работы. Рабочую систему 24 лубрикатора при помощи рабочих штанг 26, 28 можно поворачивать во многие положения, например над расположением скважины, над расположением шурфа для двухтрубки и в исходное нерабочее положение. Соответственно, рабочую систему лубрикатора можно поворачивать к шурфу 62 для двухтрубки для извлечения заданных компоновок низа бурильной колонны или другого скважинного оборудования. Заданное оборудование поднимают из шурфа 62 для двухтрубки и перемещают в положение над скважиной 46 для последующего введения его в работу в скважине.

Согласно фиг. 2 шурф 62 для двухтрубки имеет контейнеры/гнезда 64, каждое из которых выполнено с возможностью вмещения компоновки низа бурильной колонны или другого соответствующего скважинного оборудования 66, показано пунктирными линиями. Например, шурф 62 для двухтрубки имеет три гнезда 64 с тремя соответствующими компоновками 66 низа бурильной колонны. Но число гнезд 64 может изменяться в зависимости от применений, для которых сконструирована данная буровая установка. Шурф 62 для двухтрубки является делительным шурфом, который распределяет равномерно по кругу гнезда 64 и соответствующие компоновки 66 низа бурильной колонны в надлежащее положение извлечения, например в положение 67 извлечения, для отбора и извлечения рабочей системой 24 лубрикатора.

Гнезда 64 можно перемещать в положение 67 извлечения разными механизмами. Например, гнезда 64 можно поворачивать в нужное угловое положение и затем соответствующую компоновку 66 бурильной колонны можно немного приподнять для захвата рабочей системой 24 лубрикатора. Согласно прочим вариантам осуществления гнезда и компоновки низа бурильной колонны можно перемещать и/или поднимать разными механизмами и по разным маршрутам для их извлечения рабочей системой лубрикатора. В поясняемом варианте заданную компоновку 66 бурильной колонны ненамного приподнимают из ее соответствующего гнезда 64 клином 68, поворачиваемым таким двигателем 70, как гидравлический двигатель или шаговый электродвигатель. Клин 68 поворачивают под компоновкой 66 бурильной колонны, и при этом клин в достаточной степени приподнимает нужную компоновку низа бурильной колонны в положение для захвата рабочей системой лубрикатора. Двигатель 70 или другие двигатели можно использовать для поворота гнезд 64 в шурфе для двухтрубки для выставления заданной компоновки 66 бу

- 2 011346 рильной колонны в нужное угловое положение для удобного извлечения.

При выполнении работ с гибкой насосно-компрессорной трубой эту трубу 60 вводят в инжектор 20 из модуля 72 гибкой насосно-компрессорной трубы согласно фиг. 1 и 3. Модуль 72 включает в себя барабан 18 гибкой насосно-компрессорной трубы, установленный с возможностью его вращения на установочной конструкции 74 в корпусе 34 барабана гибкой насосно-компрессорной трубы. В модуле 72 гибкой насосно-компрессорной трубы также осуществляют регулирование климатических условий для защиты барабана 18 и самой трубы 60 от влияния окружающей среды, например от минусовых температур. Например, климатические условия в корпусе 34 можно регулировать соответствующим оборудованием 76 регулирования климатических условий, установленным в модуле 72 или вне его. Оборудование 76 может содержать нагреватель для нагревания корпуса 34 и также другое оборудование регулирования климатических условий при необходимости для работы буровой установки с гибкой насоснокомпрессорной трубой в определенных условиях окружающей среды.

Согласно данному варианту осуществления модуль 72 установлен на транспортной платформе 78. Например, транспортная платформа 78 может представлять собой автоприцеп 80 с прицепной платформой 82 на колесах 84. Автоприцеп 80 может также иметь стабилизирующие опоры 86 для придания транспортной платформе 78 устойчивости при нахождении для работы на буровой площадке 12. В этом осуществлении транспортную платформу 78 ставят вблизи основания 14 во время работы буровой установки (фиг. 1).

Гибкую насосно-компрессорную трубу 60 можно также защитить от воздействия окружающей среды защитной конструкцией 88. Защитная конструкция 88 представляет собой частичный или полный кожух, защищающий трубу 60 от воздействия окружающей среды при перемещении из модуля 72 в инжектор 20. Защитную конструкцию 88 можно также расширить, чтобы она закрывала трубу 60 в течение всего хода из модуля 72 в скважину 46. Помимо этого оборудование 76 или дополнительное оборудование регулирования климатических условий можно использовать для нагревания или иного регулирования условий внутри защитной конструкции 88.

В зависимости от типа скважинных работ, для которых используют буровую установку 10, на основании 14 можно установить различное оборудование и компоненты. Например, на полу 58 буровой установки можно установить агрегат 90 для исследования скважин. Операторскую кабину 92 можно поставить на основании 14 и соединить с лестницей 94 для входа в операторскую кабину. Операторскую кабину можно использовать для управления компоновкой и для введения в работу буровой установки 10 и также для эксплуатации буровой установки после того, как та будет должным образом размещена на скважине 46. Буровую вышку 16 располагают на опоре 96 после завершения скважинных работ и после того, как буровую установку приведут в конфигурацию для ее транспортирования.

Помимо оборудования, устанавливаемого на транспортируемом основании 14 и на транспортных платформах 78, во время работы на скважине буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой можно использовать и разные другие транспортные средства, компоненты и оборудование. Например, согласно фиг. 3 резервный барабан или барабанный модуль 98 можно установить на отдельной транспортной платформе 100, которую можно транспортировать соответствующим грузовиком 102 по автодорогам общего пользования. Резервный барабан 98 выполнен с возможностью взаимозаменяемости с барабаном 18 гибкой насосно-компрессорной трубы, при необходимости. Согласно поясняемому осуществлению корпус 34 барабана имеет дверцу 104, которую можно открыть для замены барабана 18 на резервный барабан 98. Дверца 104 может быть сворачиваемой вверх дверцей или дверцей другого типа, которая обеспечивает доступ в корпус 34 для замены барабанов.

Для запитывания оборудования 76 регулирования климатических условий и для электропитания различных других систем буровой установки 10 и систем обеспечения буровой установки 10 можно предусмотреть генератор. Например, генератор 106 может быть стандартным генератором или целесообразным оборудованием для использования электроснабжения от ЛЭП энергосистемы. Использование стандартных генераторов может снизить эксплуатационные расходы и повысить качество обслуживания. Генератор 106 можно тоже установить на автоприцепе для его транспортирования от одной буровой площадки к другой.

Помимо этого у основания 14 можно разместить модуль 108 бурового раствора. Например, модуль 108 бурового раствора имеет один или несколько буровых насосов 110 посредством текучей среды сообщающихся с насосно-компрессорной трубой 60 по трубопроводу 112. Модуль 108 бурового раствора можно также установить на автоприцепе для перевозки между буровыми площадками.

Прочее оборудование, часто используемое в скважинных работах, включает в себя прицеп 114 с безбортовой платформой, перевозимой соответствующим грузовиком 116. Прицеп 114 можно использовать для перевозки дополнительных соединяемых труб 118. Соединяемая труба 118 используется для замены соединяемой трубы 30, введенной в работу в скважине буровой установки 10. Вилочный погрузчик 120 или другой соответствующий механизм можно использовать для доставки соединяемой трубы 118 к основанию 14. При необходимости на буровой площадке 12 можно также разместить модульные офисы 122. Размеры и конструкция модульных офисов 122 соответствуют требованиям их транспортирования по автодорогам общего пользования на соответствующих прицепах.

- 3 011346

На или над основанием 14 и полом 58 буровой установки можно установить разные прочие компоненты и средства. Например, один или несколько консольных кранов 124 можно установить в нужных местоположениях, чтобы перемещать оборудование, требуемое для работы буровой установки 10. Помимо этого дополнительные лестницы, например лестницу 126, можно установить для доступа операторов к нужным местам установки.

Фиг. 3 показывает рабочую систему 24 лубрикатора в ее нерабочем положении или положении хранения. Рабочую систему 24 лубрикатора можно поворачивать вокруг ей поворотной оси 128 для избирательного перемещения в ее нужное положение в шурфе 62 для двухтрубок и в ее положение на скважине 46. Соответственно, рабочую систему 24 лубрикатора можно использовать для быстрого перемещения нужных компоновок бурильных труб или другого скважинного оборудования из шурфа 62 для двухтрубки в положение на скважине 46 или наоборот. Аналогично, инжектор 20 гибкой насосно-компрессорной трубы можно избирательно поворачивать при помощи штанги 130 инжектора между положением над скважиной (показано пунктиром) и положением от скважины (показано сплошными линиями). Показано, что инжектор 20 установлен независимо от буровой вышки 16. Штангу 130 инжектора также можно выполнить с возможностью подъема и спуска инжектора 20.

В зависимости от данного вида эксплуатации буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой в ее состав можно включить разные дополнительные характеристики и/или применить их на буровой площадке 12. Определенное позиционирование шурфа 62 для двухтрубки можно отрегулировать в соответствии с компоновкой других взаимодействующих компонентов. Помимо этого, конструкция корпуса 34 гибкой насосно-компрессорной трубы и оборудования 76 регулирования климатических условий могут изменяться согласно предполагаемым применениям. Например, в очень холодных погодных условиях оборудование регулирования климатических условий можно обеспечить дополнительным нагреванием, чтобы гибкая насосно-компрессорная труба не замерзала и не блокировалась, если течение по ней остановится.

Выше в подробностях изложены только некоторые осуществления изобретения, и специалистам в данной области техники будут очевидны многие возможные видоизменения в рамках раскрытия настоящего изобретения. Соответственно, полагается, что эти видоизменения включены в объем изобретения, определяемого в формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Скважинная система, содержащая буровую установку с гибкой насосно-компрессорной трубой, имеющую систему шурфа для двухтрубки, содержащую множество гнезд, расположенных в шурфе для двухтрубки, предназначенных для размещения компоновки низа бурильной колонны и выполненных с возможностью их установления при повороте в положение извлечения, и рабочую систему лубрикатора, подвижно установленную на буровой установке для перемещения между положением извлечения и положением над скважиной и выполненную с возможностью извлечения компоновки низа бурильной колонны из гнезда, установленного при повороте в положение извлечения.
2. Скважинная система по п.1, в которой система шурфа для двухтрубки и рабочая система лубрикатора смонтированы на транспортной платформе.
3. Скважинная система по п.1, в которой буровая установка содержит буровую вышку и инжектор гибкой насосно-компрессорной трубы.
4. Скважинная система по п.1, дополнительно содержащая модуль барабана гибкой насоснокомпрессорной трубы.
5. Скважинная система по п.4, в которой модуль барабана гибкой насосно-компрессорной трубы содержит барабан гибкой насосно-компрессорной трубы, расположенный в корпусе с регулируемыми климатическими условиями.
6. Скважинная система по п.3, в которой рабочая система лубрикатора установлена на буровой вышке.
7. Скважинная система по п.6, дополнительно содержащая лубрикатор, причем рабочая система лубрикатора выполнена с возможностью перемещения лубрикатора, по существу, в вертикальном направлении по буровой вышке.
8. Способ улучшения и повышения эффективности работы буровой установки с гибкой насоснокомпрессорной трубой, согласно которому обеспечивают множество компоновок низа бурильной колонны в шурфе для двухтрубки, сформированном в буровой установке с гибкой насосно-компрессорной трубой, и осуществляют пошаговый поворот компоновок низа бурильной колонны до установки заданной компоновки низа бурильной колонны в положение извлечения.
9. Способ по п.8, дополнительно включающий извлечение заданной компоновки низа бурильной колонны рабочей системой лубрикатора и перемещение заданной компоновки низа бурильной колонны в расположение скважины.
10. Способ по п.8, при котором этап обеспечивают три компоновки бурильной колонны в трех соответствующих гнездах.

- 4 011346
11. Способ по п.8, в котором пошаговый поворот включает в себя поворот множества компоновок низа бурильной колонны в шурфе для двухтрубки.
12. Способ по п.11, в котором посредством рабочей системы лубрикатора поднимают заданную компоновку низа бурильной колонны для выполнения ее извлечения.
13. Скважинная система, содержащая буровую установку с гибкой насосно-компрессорной трубой, имеющую модуль барабана гибкой насосно-компрессорной трубы, содержащий барабан гибкой насоснокомпрессорной трубы, расположенный в корпусе с регулируемыми климатическими условиями.
14. Скважинная система по п.13, в которой корпус имеет дверцу, открываемую для замены барабанов гибкой насосно-компрессорной трубы.
15. Скважинная система по п.13, в которой модуль барабана гибкой насосно-компрессорной трубы является транспортируемым.
16. Скважинная система по п.15, в которой модуль барабана гибкой насосно-компрессорной трубы установлен на автоприцепе.
17. Скважинная система по п.13, в которой буровая установка содержит буровую вышку, инжектор гибкой насосно-компрессорной трубы и защитную конструкцию, проходящую между модулем барабана гибкой насосно-компрессорной трубы и инжектором этой трубы и дополнительно защищающую указанную трубу от влияния окружающей среды.
18. Скважинная система по п.14, дополнительно содержащая резервный модуль барабана гибкой насосно-компрессорной трубы, устанавливаемый в корпусе с регулируемой температурой.
19. Способ улучшения и повышения эффективности работы буровой установки с гибкой насоснокомпрессорной трубой, согласно которому помещают барабан гибкой насосно-компрессорной трубы на транспортную платформу для использования в буровой установке с гибкой насосно-компрессорной трубой, заключают барабан гибкой насосно-компрессорной трубы в корпус, установленный на транспортной платформе, и регулируют температуру внутри корпуса.
20. Способ по п.19, дополнительно включающий развертывание гибкой насосно-компрессорной трубы с барабана в инжектор этой трубы.
21. Способ по п.20, дополнительно включающий выбор компоновки низа бурильной колонны из множества компоновок бурильной колонны, установленных для пошагового поворота их в шурфе для двухтрубки буровой установки с гибкой насосно-компрессорной трубой, и соединение гибкой насоснокомпрессорной трубы с компоновкой низа бурильной колонны.
22. Способ по п.19, в котором используют корпус, имеющий дверцу, открываемую для удаления барабана гибкой насосно-компрессорной трубы из корпуса.
23. Способ по п.22, дополнительно включающий в себя перемещение резервного барабана гибкой насосно-компрессорной трубы в корпус через дверцу.
24. Способ по п.19, в котором регулирование температуры в корпусе включает в себя повышение температуры.
25. Способ по п.20, в котором дополнительно защищают гибкую насосно-компрессорную трубу от влияния окружающей среды при ее перемещении между корпусом и инжектором гибкой насоснокомпрессорной трубы.