EA020116B1 - Система и способ для подводной внутрискважинной работы - Google Patents

Abstract

В изобретении предлагаются системы и способы для вмешательства в работу скважины, которые содержат нижний блок водоотделяющей колонны (LRP) и блок аварийного разъединения (EDP). LRP содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (CSSA) и корпус LRP; причем соединитель елки имеет профиль для сопряжения с CSSA. CSSA имеет по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел для флюидного соединения с подводной елкой. Корпус LRP содержит один или несколько уплотняющих элементов, которые выполнены с возможностью уплотнения по команде, встроенный кольцевой зазор со стопорным клапаном кольцевого зазора, верхний профиль ступицы, совместимый с EDP, и нижний профиль фланца, который сопряжен с CSSA. EDP содержит быстрорасчленяемый соединитель, по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора и один или несколько уплотняющих элементов, которые выполнены с возможностью уплотнения по команде. В соответствии с некоторыми конструктивными вариантами внутренний инструмент наращивания соединен с EDP через внутренний профиль наращивания EDP.

Description

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к способам и системам для управления скважиной и для вмешательства в работу скважины (к способам и системам для интервенционных работ в скважине). Более конкретно, настоящее изобретение имеет отношение к способам и системам для управления скважиной и для вмешательства в работу скважины, которые используют для заканчивания скважины, проверки дебита, возбуждения притока (пластового флюида) в скважину, капитального ремонта скважины, диагностики скважины, операций булхединга, трамбования скважин и/или ликвидации скважин, когда установлены подводные елки (подводная фонтанная арматура) или устьевое оборудование скважин. В соответствии с одним из вариантов осуществления эти системы и способы развертывают, например, с использованием тросовой проволоки, электрического кабеля, наматываемых труб или сочлененных труб.

Известный уровень техники

Текущей практикой для управления скважиной и для вмешательства в работу скважин, укомплектованных горизонтальными подводными елками, является использование системы фонтанного оборудования для испытания скважин с подводным устьевым оборудованием (88ТТ). Для вертикальных подводных елок типично используют систему хвостовика для заканчивания и капитального ремонта скважины (ΟΧνϋΚ). 88ТТ и С\УОК системы являются механически сложными; они не всегда имеются в наличии. Арендная плата при использовании 88ТТ для вмешательства в работу одной скважины составляет ориентировочно от 5 до 10 млн $ ϋδ, в то время как стоимость приобретения ί'.'\νθΚ. которую типично не арендуют, составляет от 55 до 75 млн $ И8.

В патенте США № 6053252 раскрыто устройство для вмешательства в работу скважины (интервенционное устройство), которое, как это указано, по существу воспроизводит функции контроля давления комплекта противовыбросового превентора (ВОР). Комплект для вмешательства содержит пять основных частей: нижний первый соединитель устья скважины, который соединен с внешней частью оправки елки; цилиндрический корпус, содержащий нижний корпус и верхний корпус и образующий внутренний диаметр, главным образом равный внутреннему диаметру оправки елки; верхний второй соединитель елки; подводную испытательную елку с двумя шаровыми клапанами, расположенными внутри верхней части корпуса и также внутри верхнего соединителя; и интервенционный инструмент собственной разработки для колпака елки, расположенный в нижней части корпуса и в верхней части первого соединителя. Части корпуса соединены вместе при помощи кольцевого соединительного зажима, такого как зажим Камерона, а верхний соединитель соединен с нагруженным сочленением, которое образует нижний конец водоотделяющей колонны; нагруженное сочленение также принимает наматываемые трубы.

Как это показано в патенте США № 6053252, после проверки наличия надлежащего давления в системе открывают клапаны испытательной елки, включают тросовый инструмент, чтобы совершить проход для вытягивания пробки из колпака елки, и делают второй проход для вытягивания пробки из подвески лифтовой колонны. Также может быть произведен прогон троса, если это необходимо, например, для вставки клапана, чтобы облегчить течение или обеспечить функцию каротажа. Связь с поверхностью через кольцевой зазор является сложной процедурой, которую выполняют путем прогона трубчатого моста кольцевого зазора на тросе. Это позволяет соединить порт кольцевого зазора внутри горизонтальной елки с полостью кольцевого зазора внутри интервенционного комплекта при разделении от главного ствола, что позволяет производить управление различными функциями кольцевого зазора, такими как операции откачки или возбуждение притока пластового флюида в скважину, через переходное приспособление в инструменте для колпака елки, порт кольцевого зазора и стояк наматываемых труб на поверхность. Трубчатый мост кольцевого зазора является в основном цилиндрическим и содержит первый и второй концентрические элементы, которые имеют разную длину. Внутренний более длинный элемент и внешний более короткий элемент образуют кольцевую полость, которая открыта на верхнем конце моста и совпадает с отверстием, расположенным в нижней части подвески лифтовой колонны/интервенционного инструмента для колпака елки. Это отверстие выполнено с возможностью закрывания при помощи рукава, имеющего гидравлическое управление, который может перемещаться продольно внутри полости кольцевого зазора, чтобы закрывать или открывать отверстие.

Желательно создать интервенционные систему и способ, которые имеют улучшенные параметры по сравнению с известными системами и способами, являются менее сложными в работе и более дешевыми в изготовлении, а также более рентабельными, чем существующие известные системы и способы. Системы и способы в соответствии с настоящим изобретением направлены на удовлетворение таких потребностей.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются интервенционные системы и способы, которые позволяют уменьшить или преодолеть многие недостатки и исключить дефекты известных систем и способов. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения предлагаются также системы и способы без водоотделяющей колонны.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается содержащая водоотделяющую колонну система наращивания для вмешательства в работу скважины, которая содержит:

а) нижний блок водоотделяющей колонны (блок ЬКР), который содержит соединитель елки, соеди

- 1 020116 нитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А), и корпус нижнего блока водоотделяющей колонны (корпус ЬКР), причем соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, при этом С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для флюидного соединения с подводной елкой, а корпус ЬКР содержит один или несколько уплотняющих элементов ЬКР, которые уплотняют по команде и/или которые выполнены с возможностью уплотнения по команде (т.е. обладают возможностью уплотнения по команде), например по сигналу управления, подаваемого оператором. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления уплотняющие элементы ЬКР могут содержать (но без ограничения) приспособление для резки (содержащее элемент для резки, снабженный лезвиями из закаленного металла), уплотняющее приспособление (содержащее уплотняющие приспособления с гидравлическим и/или пневматическим управлением), причем это могут быть приспособление для резки и уплотняющее приспособление (раздельные приспособления, которые независимо производят резку или уплотнение) или приспособление для резки-уплотнения (приспособление, которое производит как резку, так и уплотнение), и, возможно, дополнительный стопорный клапан, шаровой клапан или клапан другого типа, или другое приспособление для резки и уплотняющее приспособление или приспособление для резкиуплотнения, или их комбинация, и встроенный кольцевой зазор, имеющий по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, корпус ЬКР, который содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем блока аварийного разъединения (блока ΕΌΓ), и нижний профиль фланца, который флюидно сопряжен или соединен с С88А;

b) блок аварийного разъединения (блок ΕΌΓ), соединенный с возможностью разъединения с ЬКР, причем ΕΌΓ содержит корпус (корпус ΕΌΓ), имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько уплотняющих элементов ΕΌΓ (в некоторых вариантах это может быть инвертированное глухое приспособление для резки, которое производит разрез и удерживает флюид выше него), и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, причем корпус ΕΌΓ имеет внутренний профиль наращивания;

c) внутренний инструмент наращивания (ΙΤΒΤ), соединенный с возможностью разъединения с корпусом ΕΌΓ через внутренний профиль наращивания;

б) стойкий к смятию гибкий шланг для флюидного соединения ЬКР с подводной елкой.

В одном из вариантов осуществления функция разъединения ΕΌΓ может быть инициирована оператором, когда имеются соответствующие условия, например, когда возникает опасность при проведении бурения, заканчивания скважины, диагностики скважины, операций ремонта, или когда возникают опасные режимы работы, или неисправность в системе динамического позиционирования морского основания (если она есть), или опасные погодные условия, вызывающие необходимость покинуть площадку, например, приближающийся шторм или ураган.

Дополнительно, в соответствии с одним из конструктивных вариантов, одно и то же приспособление производит резку и уплотнение. В соответствии с другим из конструктивных вариантов резку и уплотнение производят разные приспособления. Кроме того, в соответствии с одним из конструктивных вариантов используют наборы, т.е. противоположные пары приспособлений. Дополнительно, в соответствии с одним из конструктивных вариантов приспособление для резки и уплотняющее приспособление и/или приспособление для резки-уплотнения имеют гидравлическое управление, но, например, могут также иметь механическую блокировку (возможность блокировки гидравлики и осуществления механического управления), которой управляют, например, при помощи НОУ.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения система содержит существующую водоотделяющую колонну, причем оправка существующей водоотделяющей колонны соединяет водоотделяющую колонну с существующим гибким сочленением, причем гибкое сочленение соединено с корпусом ΕΌΓ, а имеющая давление труба введена через эти компоненты и сопряженно соединена с внутренним профилем наращивания ΕΌΓ с использованием внутреннего инструмента наращивания. Комбинация ΙΤΒΤ и имеющих давление труб создает имеющую давление систему, идущую из подводного положения на поверхность. ΙΤΒΤ блокирован и уплотнен в корпусе ΕΌΓ с использованием грузов, средства вращения или средства приложения давления или же с использованием НОУ. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления система дополнительно содержит шланг, соединяющий переходник существующей водоотделяющей колонны со стопорным клапаном кольцевого зазора на ΕΌΓ. В некоторых вариантах один шланг соединяет линию для глушения или дроссельную линию водоотделяющей колонны со стопорным клапаном встроенного кольцевого зазора (52А на фиг. 3). Этот шланг, в сочетании с профилем прокладки фланца и встроенным кольцевым зазором (86 на фиг. 3), создает локализацию добычного отверстия (ствола) и путь в кольцевом зазоре для циркуляции через корпус ΕΌΓ. Стойкий к смятию шланг соединяет корпус ЬКР с подводной елкой и обеспечивает путь циркуляции через елку с использованием дроссельной линии или линии для глушения. В соответствии с другим вариантом осуществления стойкий к смятию шланг может быть исключен, если елка С88А содержит другой уплотняющий центрирующий узел, который может быть сопряжен с другим подходящим профилем внутри подводной елки. Другие системы в соответствии с настоящим изобретением могут иметь одно или несколько приспособлений (например, инвертированные глухие приспособления для резки) в

- 2 020116

ΕΌΡ.

Системы в соответствии с настоящим изобретением могут использовать преимущества существующих (известных) компонентов существующего комплекта ВОР, таких как гибкие сочленения, оправка переходника водоотделяющей колонны и гибкие шланги гидравлического насосного агрегата (НРИ) ВОР. Кроме того, составной шланг и НРИ существующей системы управления установкой для капитального ремонта (ΐνΟΟδ) подводной елки могут быть использованы совместно с подводной системой управления, которая содержит концевой узел составного шланга (ИТЛ), панель КОУ, аккумуляторы и электромагнитные клапаны, акустические резервные подсистемы, подводный узел аварийного разъединения (8ΕΌΑ), гидравлические/электрические микропроволочные выводы и т.п., или один или несколько из указанных компонентов, поставляемых вместе с заявленной системой.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ вмешательства в работу скважины, который включает в себя следующие операции:

a) развертывание ΕΌΡ/ΕΚΡ комплекта под водой на подводной елке, соединенной через РОУ со скважиной, причем комплект ΕΌΡ/ΕΚΡ находится на конце водоотделяющей колонны;

b) развертывание имеющих давление труб с 1ТВТ, прикрепленным к ним через водоотделяющую колонну;

c) соединение имеющих давление труб с надводной елкой;

б) посадка 1ТВТ в корпус ΕΌΡ и блокирование 1ТВТ в корпусе ΕΌΡ;

е) осуществление операции вмешательства в работу скважины с использованием ΕΌΡ/ΕΚΡ, 1ТВТ и имеющих давление труб.

Операции вмешательства в работу скважины могут быть осуществлены с использованием тросовой проволоки, электрического кабеля, наматываемых труб или сочлененных труб (при условии, что надводная установка содержит гидравлический блок для капитального ремонта). Способы в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы для таких интервенционных работ, как (но без ограничения) заканчивание скважины, чистка скважины, проверка дебита, капитальный ремонт скважины, возбуждение притока в скважину, диагностика скважины, операции булхединга, глушение или останов скважины, и для трамбования скважин и/или ликвидации скважин.

Некоторые конструктивные варианты системы могут содержать комбинацию ΕΌΡ/ΕΚΡ комплекта с секцией подводного лубрикатора и переходником, что позволяет осуществлять способы вмешательства в работу скважины без водоотделяющей колонны, с использованием тросовой проволоки или электрического кабеля, идущего от многоопорного оборудования (Μ8Κ).

Некоторые другие конструктивные варианты системы могут содержать комбинацию ΕΌΡ/ΕΚΡ комплекта с системой открытой воды хвостовика для заканчивания и капитального ремонта скважины, которая содержит коническое нагруженное сочленение, сочленения водоотделяющей колонны, надводное сочленение натяжения, надводные концевые сочленения и надводную елку. Эти системы могут быть развернуты с мобильной морской буровой установки (ΜΟΌϋ) или с судна для капитального ремонта (^ОУ), что позволяет осуществлять способы вмешательства в работу скважины с использованием тросовой проволоки, электрического кабеля, наматываемых труб или сочлененных труб. Эти способы могут быть использованы для таких интервенционных работ, как (но без ограничения) чистка скважины, проверка дебита, возбуждение притока в скважину, диагностика скважины, операции булхединга, глушение скважины или остановка скважины, для трамбования скважин и/или для ликвидации скважин.

Описанные здесь системы и способы могут обеспечивать дополнительные преимущества, причем способы вмешательства в работу скважины не ограничены описанными способами. Могут быть использованы и другие способы.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1А схематично показан вид сбоку одного варианта осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг. 1В показаны некоторые детали известных надводных системных компонентов, которые могут быть использованы при осуществлении способов с использованием системы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2А схематично показан вид сбоку, частично в разрезе, известной системы ВОР, а на фиг. 2В схематично показан вид сбоку варианта осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 3 схематично показан более подробно вид сбоку, частично в разрезе, одного варианта системы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 4 показана схема последовательности операций способа, реализованного с использованием варианта системы, показанного на фиг. 3.

На фиг. 5А, 5В и 6 схематично показаны три другие варианта осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 схематично показан известный акустический анкерный столб, который может быть использован в системах и способах в соответствии с настоящим изобретением.

- 3 020116

Следует иметь в виду, что приложенные чертежи приведены не в реальном масштабе, причем на них показаны только типичные варианты осуществления настоящего изобретения, поэтому их не следует понимать как ограничивающие объем патентных притязаний настоящего изобретения, так как возможны и другие, не менее эффективные варианты осуществления настоящего изобретения. На различных чертежах аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения.

Подробное описание изобретения

Определения.

Используемые в описании настоящего изобретения различные термины могут быть определены следующим образом.

Труба - используемый здесь термин труба обозначает трубопровод или систему труб, трубопроводов и т.п., которые используют для транспортирования любых жидкостей и/или газов, а также любых попутных твердых частиц из одного места в другое.

Операции булхединга - используемый здесь термины булхединг или операции булхединга означают акт принудительного нагнетания флюидов в пласт, причем такие пластовой флюиды входят в ствол скважины во время события управления скважиной. Булхединг может быть осуществлен, если не может происходить нормальная циркуляция, например, после разрушение ствола скважины. Кроме того, булхединг является рискованным; первичный риск состоит в том, что буровая бригада не имеет контроля над местом поступления флюида, что может вызвать пробивку, создающую эффект флюидизирования и дестабилизации подводного дна.

Контроллер аварийной остановки (контроллер Ε8Ό) - используемый здесь термин контроллер Ε8Ό следует понимать как контроллер, который облегчает или способен инициировать аварийную остановку.

Аварийный быстрорасчленяемый контроллер (контроллер ΕΟΩ) - используемый здесь термин контроллер ΕΟΩ следует понимать как контроллер, который облегчает или способен инициировать аварийное быстрое разъединение задействованных компонентов.

Используемый здесь термин блок аварийного разъединения (ΕΌΡ) относится к блоку аварийного разъединения (ΕΌΡ), который создает возможность разъединения имеющей давление водоотделяющей колонны от БРР в аварийной ситуации, или когда приходится изменять местоположение буровой установки по причине плохой погоды, например, оставляя БРР и елку закрытыми на морском дне.

Комплект блока аварийного разъединения (Ε^Ρ)/нижнего блока водоотделяющей колонны (БРР) или ΕΌΡ/БРР комплект - используемый здесь термин комплект блока аварийного разъединения (БОРУнижнего блока водоотделяющей колонны (БРР) или ΕΌΡ/БРР комплект означает и содержит комбинацию блока аварийного разъединения (ΕΌΡ) с нижним блоком водоотделяющей колонны (^РΡ).

Внутренний инструмент наращивания (ΙΤΒΤ) - используемый здесь термин внутренний инструмент наращивания представляет собой инструмент, который содержит область дистального конца, которая сопряженным образом соединяет имеющую давление трубу с внутренним профилем наращивания корпуса ΕΌΡ.

Фланец - используемый здесь термин фланец относится к внешнему или внутреннему ребру или заплечику.

Внутренний профиль наращивания - используемый здесь термин внутренний профиль наращивания относится к форме внутренней области, ограниченной корпусом ΕΌΡ, которая сопряженным образом соединена с соответствующей областью дистального конца внутреннего инструмента наращивания.

Термин инвертированное глухое уплотняющее приспособление относится к глухому уплотняющему приспособлению, которое устанавливают таким образом, что оно позволяет закрывать или уплотнять соединение со скважиной (а не закрывать скважину саму по себе), например, во время операций вмешательства в работу скважины.

Инвертированное глухое приспособление для резки (8ВР) - используемый здесь термин инвертированное глухое приспособление для резки относится к режущему элементу, снабженному инструментом с лезвиями из закаленной стали, предназначенному для разрезания трубы (и/или чего-нибудь еще), когда закрыт клапан или ВОР. Это приспособление для резки обычно используют как последнее средство восстановления управления давлением в скважине, которая фонтанирует. Глухое приспособление для резки не имеет пространства для трубы и вместо этого заглушено, чтобы можно было закрыть скважину, которая не имеет бурильной колонны. Инвертированное глухое приспособление для резки может быть использовано для того, чтобы поддерживать давление над инвертированным глухим приспособлением для резки или удерживать флюиды, расположенные над ним.

Встроенный кольцевой зазор - используемый здесь термин встроенный, когда он относится к кольцевому зазору, обозначает кольцевой зазор, который за счет литья или механической обработки встроен в корпус ΕΌΡ или ΕΒΡ. причем термин кольцевой зазор относится к пространству между двумя главным образом концентрическими объектами (или между двумя главным образом концентрическими областями корпуса ΕΌΡ или корпуса ^РΡ). например между стволом скважины и обсадной колонной, или между обсадной колонной и лифтовой колонной, где может протекать флюид.

Клапан встроенного кольцевого зазора - используемый здесь термин клапан встроенного кольце

- 4 020116 вого зазора относится к клапану, имеющему встроенный кольцевой зазор, что устраняет дорогую операцию использования троса и удаления пробки кольцевого зазора.

Оправка - используемый здесь термин оправка относится к компоненту инструмента, который захватывает или зажимает компоненты другого инструмента.

Многоопорное оборудование (М8К) - используемый здесь термин многоопорное оборудование (М8К) включает в себя буровые суда, другие суда, платформы, рангоуты, полупогружные системы, плавучие системы, или другие структуры, которые могут плавать или относительно которых специалистам в данной области известно, что они могут быть использованы, например, для бурения, заканчивания, диагностики скважины, ремонтных работ, булхединга, регламентных работ, для трамбования скважин, ликвидации скважины или остановки скважин.

Имеющие давление трубы - используемый здесь термин имеющие давление трубы относится к способности трубы транспортировать флюид под давлением к ΕΌΡ/ЬКР комплекту или от него, как это хочет оператор. В соответствии с одним примером внутреннее давление имеющих давление труб может доходить, например, до 15 Κδί (103 МПа), а также может быть более высоким или низким давлением.

Профиль - используемый здесь термин профиль относится к внешней форме, к внешнему виду или к виду кромки объекта.

Быстрорасчленяемый соединитель - используемый здесь термин быстрорасчленяемый соединитель следует понимать как соединитель, который облегчает или способен инициировать быстрое разъединение задействованных или соединенных в данный момент времени компонентов или деталей.

Приспособление для резки-уплотнения - используемый здесь термин приспособление для резкиуплотнения относится к приспособлению, которое позволяет разрезать трубу (или что-нибудь еще) и затем уплотнять при одном запирании, или в одной операции. Могут быть использованы один или несколько приспособлений для резки-уплотнения.

В последующем описании для облегчения понимания заявленных способов и устройств использованы многочисленные детали. Однако следует иметь в виду, что эти способы и устройства могут быть выполнены без использования указанных деталей, причем в описанные конструктивные варианты могут быть введены многочисленные изменения или модификации.

Все фразы, словообразования, словосочетания и многословные выражения, использованные здесь, в частности в приложенной формуле изобретения, нарочно не ограничены только существительными и глаголами. Известно, что смысл не может быть выражен с использованием только существительных и глаголов или простых слов. В языках используют различные возможности для выражения содержания. Наличие концепций изобретения и пути, которыми они выражены, являются различными в различных языках-культурах. Например, многие лексические соединения в немецком языке часто выражены в виде комбинаций прилагательного и существительного, комбинаций существительное - предлог - существительное, или в виде словообразований в романских языках. Возможность включения фраз, словообразований и словосочетаний в формулу изобретения является существенным для патентов высокого качества, что позволяет свести выражения к их концептуальному содержанию и включить все возможные концептуальные комбинации слов, которые совместимы с таким содержанием (внутри языка или через языки), в использованные фразы.

Как уже было указано здесь выше, в соответствии с настоящим изобретением предлагаются системы и способы наращивания для вмешательства в работу водоотделяющей колонны скважины, которые позволяют уменьшить или исключить многие недостатки или дефекты ранее известных систем и способов.

Первичные характеристики систем и способов в соответствии с настоящим изобретением теперь будут описаны со ссылкой на фиг. 1-6, после чего будут объяснены некоторые детали работы. На всех чертежах аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения. Раскрытые здесь системы и способы используют в одной или нескольких операциях, связанных с заканчиванием скважины, проверкой дебита, возбуждением притока в скважину, капитальным ремонтом скважины, диагностикой скважины, с операциями булхединга, трамбованием скважин и/или с ликвидацией скважин, когда устанавливают подводные елки или устьевое оборудование скважин. В соответствии с настоящим изобретением, как это показано на фиг. 1А, типичный набор для подводного вмешательства в работу содержит компенсированный крюк 1, тартальную лебедку 2, черпаки 4, элеваторы 5, надводную елку 6 и наматываемую трубу или трос ВОР 9, все это выше буровой площадки 10 мобильной морской буровой установки (МОШ.' - не показана). Эти компоненты известны специалистам в данной области и не требуют дополнительного пояснения. Другими существующими (известными) компонентами являются натяжные устройства 12 водоотделяющей колонны, водоотделяющая колонна 16, которая выступает из морской поверхности 14 и идет вниз в море к оправке 18 водоотделяющей колонны, гибкое соединение 20 (которое также называют здесь как гибкое сочленение), подводная елка 26 и устье 30 скважины, которые также известны специалистам в данной области. Компоненты, введенные за счет систем и способов в соответствии с настоящим изобретением, включают в себя имеющие давление трубы 8, блок 22 аварийного разъединения (ΕΌΡ) и нижний блок 24 водоотделяющей колонны (ЕКР). Нижний блок водоотделяющей колонны создает гидравлическую границу раздела между узлом елки и ΕΌΡ. Внутренняя колонна 8 на

- 5 020116 ращивания, ΕΌΡ 22, ЛЕР 24 и другие компоненты и их работа описаны более подробно со ссылкой на фиг. 2-6. На фиг. 1В показаны дополнительные детали, такие как натяжные устройства 7 водоотделяющей колонны, дроссельная линия 11, нагнетательная линия 13 для глушения скважины, барабан 15 1№ОС8 и составной шланг 40 Г№ОС8, контроллер 29 Ε8Ό (контроллер аварийной остановки) и контроллер 31 ЛОЛ (контроллер аварийного быстроразъемного соединения), МС8 (главный пост управления)/НРи 33 1№ОС8, блок 35 химического закрепления грунта (С1), гидравлическая линия 23 и барабан 25. Барабаны 15 и 25, НРИ 27, МС8/НРИ 33 и С1 35 могут быть размещены на палубе 3 МОЛЛ.

Перед тем как вдаваться в детали систем и способов в соответствии с настоящим изобретением, полезно произвести сравнение одной системы в соответствии с настоящим изобретением с известным стандартным комплектом ВОР. Вид сбоку, с частичным разрезом, стандартного комплекта ВОР показан на фиг. 2А, а один вариант 200 осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением показан на фиг. 2В. Стандартный комплект ВОР соединен с водоотделяющей колонной 16, причем переходник или оправка 18 водоотделяющей колонны имеют соответственно соединение глушения, дроссельное соединение 19 и 21 и гибкое соединение 20. ВОР комплект 34 типично содержит группы плашек 38а-е и соединитель 36 с устьем скважины. Показаны также устье 30 скважины и профиль 32 дна. ВОР комплект 34 типично имеет высоту 43 фута (13 м), однако эта высота может зависеть от конструкции ВОР, причем, само собой разумеется, такие комплекты ВОР с другой высотой также могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением.

В отличие от этого, вариант системы 200, показанный схематично на фиг. 2В, содержит два основных компонента, а именно ЛЕР 70 и ЛЛР 80, которые совместно в показанном варианте имеют высоту 90 около 18.5 футов (5.6 м). Само собой разумеется, что в соответствии с настоящим изобретением также могут быть использованы указанные компоненты с другой высотой. Вариант системы 200 содержит составной шланг 40, который иногда называют здесь как составной шланг системы управления установкой для капитального ремонта, или составной шланг Г№ОС8, который соединен с концевым узлом 48 составного шланга, который, в свою очередь, соединен с гидравлическими линиями 50 и 56 (участок линии 56 закрыт линией 50) и с электрическим микропроволочным выводом 51. Линия 50, в свою очередь, соединена с гидравлической системой 54 управления. Гибкий шланг 42, например, изготовленный из имеющего высокую прочность гибкого материала, такого как материал, известный под торговым названием СОЛЛОЛ™. или из другого имеющего высокую прочность гибкого материала, известного специалистам в данной области, соединяет соединение 21 линии глушения или дроссельной линии с клапаном 52 управления кольцевым зазором в ЛЛР 80. Материал СОЛЛОЛ™ может быть закуплен на фирме С.'оПсх1р Сотротайоп, Ратк, Лгапсе. В этом конструктивном варианте, один или несколько уплотняющих элементов ЛОР содержат инвертированное глухое приспособление для резки и инвертированное глухое уплотняющее приспособление, или приспособление 44 для резки-уплотнения, а соединитель 46 быстрого разъединения входит в состав ЛОР 80 в этом конструктивном варианте. Дополнительно, в этом конструктивном варианте ЛЕР 70 содержит один или несколько уплотняющих элементов ЛЕР, содержащих нижнее приспособление для резки и уплотняющее приспособление или набор 58 приспособлений для резки-уплотнения и нижний стопорный клапан 60, которым может быть запорный клапан или другой клапан.

В других конструктивных вариантах нижний стопорный клапан 60 может быть заменен вторым приспособлением для резки и уплотняющим приспособлением или вторым набором приспособлений для резки-уплотнения. Элемент для резки может разрезать тросы, электрические кабели, наматываемые трубы и сочлененные трубы и т.п. Дополнительные другие уплотняющие элементы, известные специалистам в данной области, которые обеспечивают уплотнение одной наружной поверхности металла с другой, со вторичными эластомерными подкладками или без них, могут быть использованы как уплотняющие элементы ЛЕР и/или уплотняющие элементы ЛЛР в раскрытых здесь вариантах осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 схематично показан более подробно вид сбоку, частично в разрезе, одного варианта системы в соответствии с настоящим изобретением. В варианте 300 на фиг. 3 показаны более подробно ЛЛР 80 и ЛЕР 70, а также показано, как внутренняя водоотделяющая колонна 62 соединена с внутренним инструментом 64 наращивания (ΙΤΒΤ). В этом конструктивном варианте ЛЛР 80 содержит корпус 81, имеющий быстрорасчленяемый соединитель 88 на своем нижнем конце и верхнее инвертированное глухое приспособление 68 для резки, причем ЛЛР корпус 81 имеет внутренний профиль 83 наращивания для сопряжения с областью дистального конца ΙΤΒΤ 64. В этом конструктивном варианте корпус ЛЛР и/или ЛЕР представляет собой корпус, который может выдерживать давление и может также содержать элементы регулировки давления или уплотняющие элементы, такие как клапаны, приспособления или элементы для резки ( причем в некоторых случаях функции резки и уплотнения могут быть осуществлены при помощи одного и того же элемента). В дополнительном конструктивном варианте, корпус ЛЛР и/или корпус ЛЕР может быть выполнен как корпус барабана. В варианте 300 предусмотрены соответственно первый, второй и третий запорные клапаны 52а, 52Ь, и 52с для управления кольцевым зазором в блоке 71 клапанов. Гибкий шланг 42 соединяет линию глушения или дроссельную линию 21 с первым запорным

- 6 020116 клапаном 52а управления кольцевым зазором.

ЬКР 70 содержит корпус 73, соединитель, уплотняющий центрирующий переходник (С88А) 76 и соединитель 74 елки. Соединитель 74 елки имеет верхний фланец 61а, имеющий профиль прокладки, который сопряжен с С88А 76, и нижний конец 61Ь для соединения с подводной елкой 26. С88А 76 содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел 77 на своем нижнем конце для флюидного соединения с подводной елкой 26 и верхний фланец и профиль прокладки 79 для сопряжения с ЬКР корпусом 73. Корпус 73 содержит нижнее уплотняющее приспособление 58 и нижний стопорный клапан 60, нижний фланец 91, имеющий профиль для сопряженного соединения с верхним фланцем 79 С88А 76, и верхний фланец 63, имеющий такой же профиль. ЬКР корпус 73 сопряжен с ΕΌΡ корпусом 81 через быстрорасчленяемый соединитель 88. Вариант 300 содержит стойкий к смятию шланговый соединитель 78 для флюидного соединения елки 26 с другим запорным клапаном 84, чтобы обеспечить циркуляцию потока через встроенный кольцевой зазор 86, а также измерительное устройство 82 для измерения давления и температуры. В одном конструктивном варианте измерительное устройство 82 для измерения давления и температуры установлено в корпусе ЬКР. В другом конструктивном варианте измерительное устройство 82 для измерения давления и температуры прикреплено к корпусу при помощи фланца.

Детали построения подводной елки 26 не являются частью систем и способов в соответствии с настоящим изобретением; подводные елки известны специалистам в данной области. Однако для полноты описания изобретения на фиг. 3 показаны компоненты и их позиционные обозначения, указанные ниже в табл. 1. Кроме того, показаны перепускной трубопровод 92 и добычной трубопровод 94.

На фиг. 4 показана схема последовательности операций способа 400 в соответствии с настоящим изобретением, реализованного с использованием варианта системы, показанного на фиг. 3. Способ 400 содержит операцию 402 установки ЕЬР/ЬКР комплекта на конце водоотделяющей колонны, причем ЬКР содержит соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А). Переходник является важным потому, что он позволяет использовать раскрытые здесь системы и способы на различных подводных елках, обеспечивая дополнительную гибкость при вмешательстве в работу скважины, которая отсутствует в известных ранее ЕЬР/ЬКР комплектах. Затем, в операции 404 способ предусматривает развертывание ЕЬР/ЬКР комплекта под водой на подводной елке, соединенной со скважиной. В следующей операции 406 развертывают имеющие давление трубы с прикрепленным к ним ΙΤΒΤ через водоотделяющую колонну. В следующей операции 408 имеющие давление трубы соединяют с надводной елкой после посадки ΙΤΒΤ во внутренний корпус ЕЬР и блокирования ΙΤΒΤ в корпусе ЕЬР (операция 410). Наконец, в операции 412 завершают способ 400 вмешательства в работу скважины с использованием ЕЬР/ЬКР. ΙΤΒΤ и имеющих давление труб.

Таблица 1

Компоненты подводной елки

Название компонента подводной елки Позиционное обозначение

ΑΑν - Клапан доступа в кольцевой зазор26а

Αίν - Запорный клапан кольцевого зазора26Ь

АСУ - Циркуляционный клапан кольцевого26с зазора

Α\νν - Задвижка на отводящей линии26<1 кольцевого зазора

АМУ - Фонтанная задвижка кольцевого26е зазора

Ανν - Дренажный клапан кольцевого26С зазора

РМУ - Фонтанная задвижка дебита26у

- Задвижка на отводящей линии26Ь дебита

РСУ - Дроссельный клапан дебита261

Ρίν - Стопорный клапан дебита26)

РТТ - Датчик давления и температуры26к

ΧΟν - Перепускной клапан26т

СТ4 - Клапан химического закрепления26п грунта

Как уже было указано здесь выше, некоторые варианты системы могут иметь комбинацию ЕЬР/ЬКР комплекта с секцией подводного лубрикатора и переходником, чтобы позволить осуществлять

- 7 020116 способы вмешательства в работу скважины без водоотделяющей колонны, с использованием тросовой проволоки или электрического кабеля многоопорного оборудования (М8К). Этот вариант 500 системы схематично показан на фиг. 5А. Устье 30 скважины, соединенное с подводной елкой 26, не является частью заявленных систем и способов. Подводная елка 26 соединена с ΕΌΡ 70, который, в свою очередь, соединен с ЬКР 80, как это показано более подробно на фиг. 3. В соответствии с некоторыми конструктивными вариантами, быстрорасчленяемый соединитель может быть блокирован при помощи РОУ или другого устройства. Вариант 500 отличается от варианта 300, показанного на фиг. 3, тем, что он имеет лубрикатор 92, флюидно соединенный с ЬКР 80 при помощи переходника 90, что позволяет вводить в скважину трос или тросовую проволоку 93. Лубрикаторы и подходящие переходники известны сами по себе, однако их комбинация с ΕΌΡ/ЬКР в соответствии с настоящим изобретением является до настоящего времени неизвестной (является новой). Один подводный лубрикатор и системы и способы для циркуляции флюидов в подводном лубрикаторе раскрыты в заявке на патент РСТ № 00/00318, опубликованной 12 апреля 2001 г., которая включена в данное описание в качестве ссылки, так как в ней раскрыты подходящие подводные лубрикаторы. Однако могут быть использованы и другие лубрикаторы. На фиг. 5В показан дополнительный вариант 510, который содержит такие же компоненты, что и вариант 500, показанный на фиг. 5А, но в котором переходник 90, лубрикатор 92 и трос или тросовая проволока 93 заменены переходником 150 и намотанными трубами 152. Вариант 510 позволяет производить различные виды вмешательства в работу подводных скважин, в том числе (но без ограничения) чистку скважины, проверку дебита, возбуждение притока в скважину, капитальный ремонт скважины, диагностику скважины, операции булхединга, глушение или остановку скважины, а также трамбование скважин и/или ликвидацию скважин.

Как это показано на фиг. 6, некоторые другие варианты системы могут содержать комбинацию ΕΌΡ/ЬКР комплекта (80, 70), такого как описанный здесь выше комплект, с системой 250 открытой воды хвостовика для заканчивания и капитального ремонта скважины (С\УОР). которая может быть закуплена на фирме ЕМС Тсе11по1ощс5, Ноийои, Техак, или у других поставщиков подводного оборудования. Эти системы хвостовика для ремонта скважины могут содержать различные системы сочленения и натяжения, надводные концевые сочленения и надводную елку 204. Подходящие системы сочленения и натяжения включают в себя (но без ограничения) коническое нагруженное сочленение 206, сочленения 208 водоотделяющей колонны и надводные нагруженные сочленения 210. Эти системы сочленения и натяжения конструируют на основании специфического проекта с учетом полной длины, толщины стенки и длины конуса. Например, они могут иметь стойкие к усталости компактные фланцы и нарезные соединения водоотделяющей колонны и могут быть изготовлены открытой ковкой из стали и предназначены для применений с высокой усталостью, с высокой вязкостью разрушения и большими изгибающими моментами. Подходящие нагруженные сочленения 210 включают в себя (но без ограничения) простые системы фиксированного отпираемого механизма натяжения или более экзотические системы гидропневматического механизма натяжения, типа втягивания (как это схематично показано позицией 210) или типа выталкивания. Фиксированные отпираемые механизмы натяжения могут иметь верхнее и нижнее пассивные нагруженные кольца, взаимодействующие с электронными датчиками напряжений, что позволяет обеспечивать доступ и техническое обслуживание, причем они могут иметь установочные гайки, позволяющие производить регулировку натяжения водоотделяющей колонны. Эти системы могут быть развернуты с мобильной морской буровой установки (МОЭИ) 200 (как это показано на фиг. 6) или с судна для ремонта (^ОУ) 202, чтобы позволить осуществить способы вмешательства в работу скважины с использованием тросовой проволоки, электрического кабеля, наматываемых труб (212) или сочлененных труб. Эти способы могут быть использованы для вмешательства в работу скважины, такого как (но без ограничения) заканчивание скважины, чистка скважины, проверка дебита, возбуждение притока в скважину, диагностика скважины, операции булхединга, глушение или остановка скважины, а также для трамбования скважин и/или ликвидации скважин.

В соответствии с настоящим изобретением основной интерес связан с использованием одного (одной) или нескольких описанных здесь выше способов и систем для осуществления операции вмешательства в работу подводной скважины. Специалисты в данной области легко поймут, как лучше всего использовать описанные здесь систему и способ для специфической скважины и специфического месторождения, чтобы получить самую высокую эффективность безопасного и приемлемого с экологической точки зрения вмешательства в работу скважины, без проведения чрезмерных экспериментов.

Системы и способы в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы для заканчивания, капитального ремонта и/или глушения и ликвидации скважин, когда используют подводную елку. Описанные здесь системы исключают необходимость использования фонтанного оборудования для испытания скважин с подводным устьевым оборудованием (88ТТ) или систем открытой воды хвостовика для заканчивания и капитального ремонта скважины (СХУОВ), несмотря на то что, как уже было указано здесь выше, такое оборудование может быть использовано вместе с описанными здесь выше системами и способами. Основным преимуществом описанных здесь систем является то, что система для вмешательства в работу скважины становится проще, надежнее и рентабельнее, чем известные в настоящее время альтернативные известные 88ТТ и С\УОР системы для вмешательства в работу скважины. В

- 8 020116 системах в соответствии с настоящим изобретением, в первую очередь, используют существующее надежное оборудование, чтобы обеспечивать требуемые функциональные возможности при обеспечении управления скважиной во время любой такой операции, как заканчивание скважины, вмешательство в работу или глушение и ликвидация скважины. Некоторые системы и способы в соответствии с настоящим изобретением предусматривают развертывание подводного комплекта управления скважиной на подводной елке с использованием существующей водоотделяющей колонны и системы натяжения МО1Ж Так как системы в соответствии с настоящим изобретением могут быть развернуты с плавучего судна с возможностью динамического позиционирования, то подводный комплект преимущественно содержит элемент аварийного разъединения.

В тех вариантах, в которых необходимо устанавливать и проверять БРР/ΕΌΡ, высокое давление внутренней колонны наращивания проходит внутри водоотделяющей колонны и замыкается в ΕΌΡ, причем в такой схеме расположения предусмотрен трубопровод высокого давления, идущий от ствола скважины на поверхность и защищенный при помощи водоотделяющей колонны. Можно ожидать, что такая конфигурация будет обеспечивать более широкое окно работоспособности с учетом условий окружающей среды, чем другие системы для вмешательства в работу скважины, и будет создавать возможность циркулирования содержимого водоотделяющей колонны и подводной елки с использованием дроссельной линии или нагнетательной линии для глушения скважины водоотделяющей колонны. Также могут быть использованы существующие гидравлический трубопроводный подвод и линии повышения давления водоотделяющей колонны. Гидравлический трубопроводный подвод может быть использован для подачи гидравлического давления в подводные схемы управления, а линии повышения давления водоотделяющей колонны могут быть использованы для циркуляции в кольцевом зазоре (т.е. для принудительного ввода флюида в главный ствол, откуда он возвращается назад в кольцевой зазор, например, для удаления углеводородов, отходов, выбуренной породы и т.п.) между внутренней колонной наращивания и водоотделяющей колонной. Внутренняя колонна наращивания поддерживается у поверхности при помощи блока буровой установки (т.е. при помощи устройств активного подъема и вытягивания или компенсатора движения бурильной головки), соединенного через надводную елку, черпаки и элеваторы.

Подходящими системами управления для использования при внедрении описанных здесь систем и способов могут быть простые гидравлические/электрические/механические конфигурации, в которых могут быть использованы комбинации гидравлического трубопровода буровой водоотделяющей колонны и резервных линий внутри существующего составного шланга БАОС8, или, если его нет, то тогда соответствующий составной шланг и барабан могут быть поставлены как часть заявленной системы. Имеющие гидравлическое управление приспособление для резки и приспособление для уплотнения или приспособление для резки-уплотнения и стопорные клапаны могут быть приведены в действие при помощи подводных электромагнитных клапанов через назначенные резервные линии в составном шланге 1АОС8. Электромагнитные клапаны могут подавать флюид под давлением от местных аккумуляторов на соответствующие клапан, приспособление или исполнительный механизм соединителя. Местные подводные аккумуляторы могут получать гидравлическое давление через гидравлический трубопровод буровой водоотделяющей колонны. Аварийная остановка и разъединение могут быть обеспечены при помощи прямого электрического или акустического сигнала. В соответствии с одним из вариантов аварийная остановка и разъединение могут быть инициированы оператором.

Акустический сигнал может быть получен при помощи акустического анкерного комплекта, такого как комплект, схематично показанный на фиг. 7, где можно видеть акустические приемопередатчики 101 и 103 и акустический блок 105 управления.

Один из вариантов подводной системы в соответствии с настоящим изобретением может содержать следующие компоненты:

управляемый при помощи РОУ соединитель елки. В одном конструктивном варианте управляемый при помощи РОУ соединитель елки представляет собой имеющий диаметр 18 ³/₄ дюйма (47.6 см) и номинальное давление 15 Κδί (103 МПа) управляемый при помощи РОУ соединитель елки, который стыкуется с другим профилем соединения, например с соединителем 8ирег Неауу Эи1у Н4 (8ΗΌ-Η4) (с внешним диаметром 27 дюймов или 30 дюймов) (68 см или 76 см), например, изготовленным фирмой Уе1со Огау, или с профилем соединения ЭАБС. например, изготовленным фирмой РМС. Следует иметь в виду, что также могут быть использованы другие детали и компоненты, имеющие другие размеры и диаметры и другие номинальные давления, известные специалистам в данной области, или выпускаемые серийно, или совместимые с другими выпускаемыми серийно компонентами;

соединитель и уплотняющий центрирующий переходник, который содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел, который флюидно соединен с соединителем елки и с добычным отверстием (стволом) подводной елки (специфический соединитель и уплотняющий центрирующий переходник требуется для каждой уникальной комбинации типа соединителя елки и профиля добычного отверстия подводной елки, причем специалисты в данной области легко поймут, как следует конструировать такие переходники, обладающие преимуществами в соответствии с настоящим изобретением);

корпус БРР, который содержит глухие приспособление для резки и приспособление для уплотнения или приспособление для резки-уплотнения и стопорный клапан (или другой набор глухих приспо

- 9 020116 соблений для резки и уплотняющих приспособлений или другой набор глухих приспособлений для резки-уплотнения) в добычном отверстии с доступом в кольцевой зазор. В одном конструктивном варианте корпус ЬКР содержит имеющее диаметр 7 ^!/₁₆ дюйма (17.9 см) и номинальное давление 15 Κδί (103 МПа) глухое приспособления для резки-уплотнения или глухое приспособление для резки и уплотняющее приспособление. Верхний профиль имеет профиль ступицы с профилями концентрических прокладок, что обеспечивает локализацию добычного отверстия и путь через кольцевой зазор, который соединен соответственно с дроссельной линией или нагнетательной линией для глушения скважины, через корпус ΕΌΡ. В одном конструктивном варианте профиль ступицы имеет профили прокладок 7 и 11 дюймов (17.8 и 27.9 см). Следует иметь в виду, что также могут быть использованы другие детали и компоненты, имеющие другие размеры и диаметры и другие номинальные давления, известные специалистам в данной области, или выпускаемые серийно, или совместимые с другими выпускаемыми серийно компонентами. Стойкий к смятию шланг с КОУ горячей центровки или плита множественного быстрого соединения (плита МСС) соединяет корпус ЬКР с подводной елкой и создает другой желательный путь циркуляции через елку с использованием дроссельной линии или нагнетательной линии для глушения скважины. Корпус ЬКР, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник и соединитель следует рассматривать вместе как нижний блок водоотделяющей колонны (блок ЬКР);

корпус ΕΌΡ с быстроразъемным соединителем (ОЭС) и инвертированным глухим приспособлением для резки и уплотняющими приспособлениями и внутренним профилем наращивания в добычном отверстии; причем стопорные клапаны с блоком створок создают протоки через кольцевой зазор. В одном конструктивном варианте быстроразъемный соединитель (ОЭС) имеет диаметр 7 ^!/16 дюйма (17.9 см) и номинальное давление 15 Κδί (103 МПа), а стопорные клапаны имеют диаметр 2 ¹/₁₆ дюйма (5.2 см) и номинальное давление 15 Κδί (103 МПа). В одном конструктивном варианте нижний профиль имеет профиль концентрических прокладок, совместимый с верхним профилем фланца. В одном конструктивном варианте нижний профиль имеет профиль концентрических прокладок 7 и 11 дюймов (17.8 и 27.9 см). В одном конструктивном варианте верхний профиль имеет фланец с диаметром 18 % дюйма (47.6 см) и с номинальным давлением 15 Κδί (103 МПа). Следует иметь в виду, что также могут быть использованы другие детали и компоненты, имеющие другие размеры и диаметры и другие номинальные давления, известные специалистам в данной области, или выпускаемые серийно, или совместимые с другими выпускаемыми серийно компонентами. Дроссельную линию или нагнетательную линию для глушения скважины, которая заканчивается на переходнике водоотделяющей колонны (существующий компонент из комплекта ВОР), соединяют с клапанами доступа в кольцевой зазор через гибкие шланги СОЕЕОЫ™. Встроенный корпус, блок створок кольцевого зазора и ОЭС в этом конструктивном варианте считают комплектом аварийного разъединения (ΕΌΡ);

внутренний инструмент наращивания (ΙΤΒΤ) и водоотделяющая колонна, которые блокированы и уплотнены в корпусе ΕΌΡ при помощи ВОУ;

гибкое соединение, оправка переходника водоотделяющей колонны и гибкие шланги (это могут быть существующие компоненты подводного комплекта ВОР);

подводная система управления, которая содержит концевой узел составного шланга (ИТА), панель КОУ, аккумуляторы и электромагнитные клапаны, акустические резервные подсистемы, подводный узел аварийного разъединения (8ΕΌΑ), и гидравлические/электрические микропроволочные выводы;

надводная елка (8ЕТ) с встроенными запорными клапанами с гидравлическим управлением на вертикальном проходе и с не встроенными запорными клапанами с гидравлическим управлением на боковых выпусках. В одном конструктивном варианте встроенные запорные клапаны с гидравлическим управлением на вертикальном проходе имеют диаметр 7 ’/16 дюйма (17.9 см) и номинальное давление 15 Κδί (103 МПа), а не встроенные запорные клапаны с гидравлическим управлением имеют диаметр 3 ¹/16 дюйма (7.8 см) и номинальное давление 15 Κδί (103 МПа). Выходы клапанов могут быть снабжены коленчатыми патрубками и ступицами для соединения с гибкими шлангами. В одном конструктивном варианте могут быть использованы ступицы Сатегоп #6 для соединения с гибкими шлангами СОЕЕОЫ™. Датчик давления может быть встроен в вертикальное добычное отверстие. В одном конструктивном варианте датчик давления встроен через ΑΡΙ глухой фланец диаметром 2 ^!/ι6 дюйма (5.2 см), с номинальным давлением 15 Κδί (103 МПа). Елка может иметь шейку элеватора для обсадных труб, размер которой соответствует профилю верхнего фланца. В одном конструктивном варианте елка может иметь шейку элеватора для обсадных труб диаметром 13 ³/8 дюйма (34 см) и 7 ¹/16 дюйма (17.9 см), и профиль верхнего фланца с номинальным давлением 15 Κδί (103 МПа). Следует иметь в виду, что также могут быть использованы другие детали и компоненты, имеющие другие размеры и диаметры и другие номинальные давления, известные специалистам в данной области, или выпускаемые серийно, или совместимые с другими выпускаемыми серийно компонентами. Нижний профиль может иметь переходное сочленение, которое заканчивается имеющим легкую установку соединителем ступицы;

переходное сочленение водоотделяющей колонны, которое соединяет внутреннюю колонну наращивания с переходной точкой надводной елки;

НРи 1\УОС8 (существующий). Этот компонент может быть модифицирован для сопряжения с 8ЕТ

- 10 020116 через палубный соединитель и системы аварийной остановки буровой установки и/или системы технологической безопасности;

барабан составного шланга (существующий) 1^ОС8; и станции Е8И (аварийная остановка) и ЕЦИ (аварийное быстрое разъединение), которые позволяют автоматически запирать и/или аварийно разъединять надводную и/или подводную водоотделяющую колонну.

Когда развертывают подводную елку с составным шлангом Ι\νθί'.'8 и буровой водоотделяющей колонной, тогда оператор бурения высаживает ЬКР/ЕИР при помощи стандартной рабочей процедуры, и НОУ блокирует соединитель елки до натяжения водоотделяющей колонны. Испытания сопряжения елки проводят до того, как НОУ подключает гидравлические и электрические микропроволочные выводы к елке.

Имеющий высокое давление инструмент внутренней колонны наращивания затем развертывают и высаживают вместе с ЕИР. До высаживания внутреннюю колонну соединяют с переходным сочленением надводной елки (8РТ) (уже захваченным), за счет использования переходного сочленения водоотделяющей колонны с узлом имеющего легкую установку соединителя ступицы. Кроме того, 8РТ до высаживания должна иметь состыкованные и проверенные гибкие шланги буровой установки. НОУ затем прикрепляет инструмент наращивания к корпусу ЕИР. Затем проводят проверку границы раздела путем повышения давления в добычном отверстии с использованием насосов буровой установки. После этого центрируют надводные и подводные клапаны и содержимое (морскую воду) водоотделяющей колонны замещают раствором для заканчивания скважины. В зависимости от типа елки это замещение может предусматривать циркуляцию через елку. После этого проверяют целость барьера ЕИР (т.е. между колонной наращивания и ЕИР) и ИКР барьера скважины, путем приложения давления. При таком соединении, система готова для вмешательства в работу через тросовую проволоку, электрический кабель, наматываемые трубы или сочлененные трубы (при условии, что надводная установка содержит гидравлический блок для капитального ремонта). Альтернативно, система может быть использована для чистки скважины, проверки дебита или возбуждения притока в скважину, для диагностика скважины, или же может быть использована для операции булхединга, для глушения или закрытия устья скважины, и для трамбования скважин и/или ликвидации скважин.

В том случае, когда системы в соответствии с настоящим изобретением необходимо безопасно закрывать, это может быть инициировано с любого поста Е8И, и, в зависимости от ситуации, это может предусматривать закрывание под водой и/или аварийное разъединение. Когда требуется закрывание под водой и аварийное разъединение, тогда осуществляют последовательность закрывания приспособлений для резки и стопорных клапанов, и разъединение соединителей. Местные гидравлические аккумуляторы используют для содействия закрыванию приспособлений для резки и разъединению соединителей. Время разъединения может составлять меньше чем 45 с и ЕИР будет автоматически захвачен вертикально, так как предварительно создают натяжение водоотделяющей колонны, чтобы создать достаточное избыточное тяговое усилие и зазор в точке разъединения ЬКР/ЕИР, оставаясь в пределах отдачи (разматывания) водоотделяющей колонны. При разъединении содержимое водоотделяющей колонны может быть замещено ранее повторной высадки ЕИР и соединения при помощи НОУ. В некоторых интервенционных вариантах без водоотделяющей колонны, таких как вариант 500 на фиг. 5А, в которых операция вмешательства в работу скважины предусматривает использование расположенного в стволе скважины интервенционного устройства, выбранного из группы, в которую входят тросовая проволока и электрический кабель, в том случае, когда скважина должна быть безопасно закрыта (остановлена), тогда последовательность операции закрывания проводят с использованием, по порядку, разрезания расположенного в стволе скважины интервенционного устройства с использованием ЕИР (при помощи приспособления для резки), и уплотнения ИКР (при помощи клапана или плунжера). При этом нет необходимости в разъединении ЕИР при интервенциях без водоотделяющей колонны.

Раскрытые здесь системы и способы могут быть использованы в одной или нескольких операциях, связанных с заканчиванием скважины, проверкой дебита, диагностикой скважины, возбуждением притока в скважину, капитальным ремонтом скважины, операциями булхединга, трамбованием скважин и/или ликвидацией скважин, когда устанавливают подводные елки или устьевое оборудование скважин. Дополнительными предпочтительными характеристиками заявленных систем и способов являются следующие:

более широкий рабочий диапазон, который не ограничен углами гибкого сочленения в пределах 1°;

встраивание глухих приспособлений, способных производить резку и уплотнение глубоких имеющих высокое давление и высокую температуру (НРНТ) компонентов для вмешательства в работу скважины;

упрощение конфигурации систем и способов для вмешательства в работу с использованием проверенных и существующих (известных) компонентов;

уменьшение момента изгиба устья скважины;

уменьшение числа операторов (и других специалистов), необходимых для эксплуатации системы; возможность осуществления циркуляции содержимого внутренней водоотделяющей колонны до и

- 11 020116 после разъединения;

возможность осуществления проверки и циркуляции на месте между корончатыми пробками горизонтальной елки;

возможность использования в заявленных способе и системе существующей системы 1\УОС8 (составного шланга и ΗΡυ) горизонтальной елки - не требуется дополнительная сложная система управления;

возможность использования в заявленных способе и системе всех морских буровых трубопроводов водоотделяющей колонны (дроссельных, для глушения, повышения давления и гидравлического подвода), в том числе ΗΡυ ВОР; и легкость развертывания системы с альтернативных буровых установок, без необходимости в новом оборудовании с длительными периодами освоения, или без необходимости аренды оборудования на длительное время.

Из проведенного подробного описания специфических вариантов осуществления настоящего изобретения становятся понятными заявленные способы и системы. Несмотря на то что описание специфических вариантов осуществления изобретения было проведено несколько детально, это было сделано исключительно для того, чтобы пояснить различные признаки и аспекты заявленных способов и систем, а не для ограничения патентных притязаний, связанных с этими способами и системами. Кроме того, следует иметь в виду, что примеры размеров, величин, диаметров и допустимых значений давлений компонентов и деталей, которые могут быть полезны при реализации на практике заявленных способов и систем, не предназначены для ограничения патентных притязаний, связанных с этими способами и системами. Подразумевается, что различные замены, изменения и/или модификации, в том числе (но без ограничения) вариации при внедрении изобретения, могут быть введены в описанные варианты, что не выходит за рамки приложенной формулы изобретения.

Claims (26)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Система управления работой скважины с водоотделяющей колонной, которая содержит:

   a) нижний блок водоотделяющей колонны (ΕΚΡ), который содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А) и корпус нижнего блока водоотделяющей колонны (корпус ΕΚΡ), причем соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, при этом С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для соединения с подводной елкой, причем корпус ΕΚΡ содержит один или несколько управляемых ΕΚΡ уплотняющих элементов и встроенный кольцевой зазор, который содержит по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, и при этом корпус ΕΚΡ дополнительно содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем блока аварийного разъединения (ΕΌΡ), и нижний профиль фланца, который сопряжен с С88А;

   b) ΕΌΡ, соединенный с возможностью разъединения с ΕΚΡ, причем ΕΌΡ содержит корпус, имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько управляемых ΕΌΡ уплотняющих элементов и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, причем корпус ΕΌΡ имеет внутренний профиль наращивания;

   c) внутренний инструмент наращивания (1ТВТ), соединенный с возможностью разъединения с корпусом ΕΌΡ через внутренний профиль наращивания;

   б) стойкий к смятию гибкий шланг для соединения ΕΚΡ с подводной елкой.
2. 2. Система по п.1, у которой водоотделяющая колонна с оправкой соединена через гибкий соединительный элемент с корпусом ΕΌΡ, а имеющие давление трубы введены через водоотделяющую колонну и соединены с 1ТВТ.
3. 3. Система по п.2, которая дополнительно содержит первое гибкое шланговое соединение водоотделяющей колонны через оправку водоотделяющей колонны со стопорным клапаном кольцевого зазора ΕΌΡ.
4. 4. Система по п.1, которая дополнительно содержит дроссельную линию или нагнетательную линию для глушения скважины.
5. 5. Система по п.4, которая дополнительно содержит второй стойкий к смятию гибкий шланг, который соединяет корпус ΕΚΡ с подводной елкой, чтобы создать второй путь циркуляции через дроссельную линию или нагнетательную линию для глушения скважины.
6. 6. Система по п.1, в которой один или несколько уплотняющих элементов ΕΌΡ представляют собой одно или несколько уплотняющих приспособлений в корпусе ΕΌΡ.
7. 7. Система по п.6, в которой по меньшей мере одно из указанных одного или нескольких приспособлений представляет собой инвертированное глухое приспособление для резки.
8. 8. Система по п.1, которая дополнительно содержит одну или несколько подсистем из существую

   - 12 020116 щей системы ВОР, выбранных из составного шланга и НРИ существующей системы управления установкой для капитального ремонта (1^ОС8) подводной елки, в сочетании с подводной системой управления, которая содержит концевой узел составного шланга (иГА), панель НОУ, аккумуляторы, электромагнитные клапаны, акустические резервные подсистемы, подводный узел аварийного разъединения (8ΕΩΛ). гидравлические/электрические микропроволочные выводы или их комбинации.
9. 9. Система по п.1, в которой один или несколько уплотняющих элементов ЬКР выбраны из группы, в которую входят по меньшей мере одно приспособление для резки и по меньшей мере одно приспособление для уплотнения, по меньшей мере одно приспособление для резки-уплотнения, запорный клапан, шаровой клапан, клапан другого типа, два или больше приспособления для резки и уплотнения, два или больше приспособления для резки-уплотнения или их комбинация.
10. 10. Система для управления работой скважины без водоотделяющей колонны, которая содержит:

    a) нижний блок водоотделяющей колонны (ЬКР), который содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А), и корпус нижнего блока водоотделяющей колонны, причем соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, при этом С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для соединения с подводной елкой, причем корпус ЬКР содержит один или несколько управляемых ЬКР уплотняющих элементов и встроенный кольцевой зазор, имеющий по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, при этом корпус ЬКР содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем БЭР, и нижний профиль фланца, который сопряжен с С88А;

    b) блок аварийного разъединения (ЬОР), соединенный с возможностью разъединения с ЬКР, причем ЬОР содержит корпус, имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько управляемых ЬОР уплотняющих элементов и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора;

    c) переходник, соединенный с возможностью разъединения с ЬОР, который содержит нижнее фланцевое соединение и верхний профиль для соединения с подводным лубрикатором;

    б) стойкий к смятию гибкий шланг для соединения ЬКР с подводной елкой;

    е) подводный лубрикатор, соединенный с ЬЭР при помощи переходника.
11. 11. Система по п.10, которая дополнительно содержит многоопорное оборудование (М8К) и один или несколько узлов для управления работой скважины, получающих питание через лубрикатор от М8К, выбранных из группы, в которую входят тросовая проволока, электрический кабель или их комбинация.
12. 12. Система для управления работой скважины с водоотделяющей колонной, которая содержит:

    a) нижний блок водоотделяющей колонны (ЬКР), который содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А) и корпус нижнего блока водоотделяющей колонны, причем соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, при этом С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для соединения с подводной елкой, причем корпус ЬКР содержит один или несколько управляемых ЬКР уплотняющих элементов и встроенный кольцевой зазор, который имеет по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, при этом корпус ЬКР содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем ЬОР, и нижний профиль фланца, который сопряжен с С88А;

    b) блок аварийного разъединения (ЬОР), соединенный с возможностью разъединения с ЬКР, причем ЬЭР содержит корпус, имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько управляемых ЬЭР уплотняющих элементов и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора;

    c) система открытой воды хвостовика для заканчивания и капитального ремонта скважины (С\УОК), которая содержит водоотделяющую колонну, надводную систему натяжения и надводную елку, причем водоотделяющая колонна соединяет с возможностью разъединения надводную елку с корпусом ЬЭР;

    б) стойкий к смятию гибкий шланг для соединения ЬКР с подводной елкой.
13. 13. Система по п.12, в которой С\УОК содержит по меньшей мере один конический нагруженный соединительный элемент, а надводная система натяжения выбрана из группы, в которую входят системы фиксированного отпираемого механизма натяжения и системы гидропневматического механизма натяжения.
14. 14. Способ управления работой скважины, который включает в себя следующие операции:

    а) развертывание комплекта блока аварийного разъединения (ЬОР)/нижнего блока водоотделяющей колонны (ЬКР) под водой на подводной елке, соединенной со скважиной, причем ЬЭР/ЬКР комплект находится на конце водоотделяющей колонны;

    ί) причем ЬКР содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переход

    - 13 020116 ник (С88А) и корпус нижнего блока водоотделяющей колонны, при этом соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, причем С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для соединения с подводной елкой, при этом корпус ЬКР содержит один или несколько управляемых ЬКР уплотняющих элементов и встроенный кольцевой зазор, содержащий по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, причем корпус ЬКР содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем ΕΌΡ, и нижний профиль фланца, который сопряжен с С88А;

    ίί) при этом ΕΌΡ соединен с возможностью разъединения с ЬКР, причем ΕΌΡ содержит корпус, имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько управляемых ΕΌΡ уплотняющих элементов и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, при этом корпус ΕΌΡ имеет внутренний профиль наращивания;

    b) развертывание имеющих давление труб с внутренним инструментом наращивания (ΙΤΒΤ), прикрепленным к ним через водоотделяющую колонну;

    c) соединение имеющих давление труб с надводной елкой;

    б) посадка ΙΤΒΤ в корпус ΕΌΡ и блокирование ΙΤΒΤ в корпусе ΕΌΡ;

    е) осуществление управления работой скважины с использованием ΕΌΡ/ΕΚΡ, ΙΤΒΤ и имеющих давление труб.
15. 15. Способ по п.14, в котором операция управления работой скважины дополнительно предусматривает развертывание дополнительных устройств, выбранных из группы, в которую входят тросовая проволока, электрический кабель, наматываемые трубы, сочлененные трубы или их комбинация.
16. 16. Способ по п.14, в котором операцию управления работой скважины выбирают из группы, в которую входят заканчивание скважины, чистка скважины, проверка дебита, диагностика скважины, возбуждение притока в скважину, капитальный ремонт скважины, операции булхединга, глушение скважины, остановка скважины, трамбование скважины, ликвидация скважины или их комбинации.
17. 17. Способ по п.16, в котором, в случае необходимости безопасного закрывания скважины, последовательность операций закрывания проводят с использованием по порядку средств для уплотнения в ΌΚΡ, средств для уплотнения в ΕΌΡ и быстрорасчленяемого соединителя ΕΌΡ.
18. 18. Способ управления работой скважины без водоотделяющей колонны, который включает в себя следующие операции:

    a) развертывание комплекта блока аварийного разъединения (Ε^Ρ)/нижнего блока водоотделяющей колонны (ΌΚΡ) под водой на подводной елке, соединенной со скважиной;

    ί) причем ΌΚΡ содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А) и корпус нижнего блока водоотделяющей колонны, при этом соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, причем С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для соединения с подводной елкой, при этом корпус ΌΚΡ содержит один или несколько управляемых ΌΚΡ уплотняющих элементов и встроенный кольцевой зазор, содержащий по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, и при этом корпус ΌΚΡ содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем ΕΌΡ, и нижний профиль фланца, который сопряжен с С88А;

    ίί) причем ΕΌΡ соединен с возможностью разъединения с ΌΚΡ, при этом ΕΌΡ содержит корпус, имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько управляемых ΕΌΡ уплотняющих элементов и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, при этом корпус ΕΌΡ имеет внутренний профиль наращивания;

    ϊϊΐ) причем ΕΌΡ имеет переходник, который соединен с возможностью разъединения с корпусом ΕΌΡ, и лубрикатор, который соединен с возможностью разъединения с переходником; и

    b) осуществление операции управления работой скважины с использованием ΕΌΡ/ΕΚΡ и лубрикатора.
19. 19. Способ по п.18, в котором операция управления работой скважины дополнительно предусматривает использование расположенного в стволе скважины интервенционного устройства, выбранного из группы, в которую входят тросовая проволока, электрический кабель или их комбинация.
20. 20. Способ по п.18, в котором операцию управления работой скважины выбирают из группы, в которую входят чистка скважины, проверка дебита, диагностика скважины, возбуждение притока в скважину, капитальный ремонт скважины, операции булхединга, глушение скважины, остановка скважины, трамбование скважины, ликвидация скважины или их комбинации.
21. 21. Способ по п.20, в котором в случае необходимости закрывания скважины последовательность операций закрывания включает в себя сначала разрезание интервенционного устройства в стволе скважины, а затем уплотнение ΌΚΡ за счет использования указанных одного или нескольких уплотняющих элементов ΌΚΡ.

    - 14 020116
22. 22. Способ управления работой скважины, который включает в себя следующие операции:

    a) развертывание комплекта блока аварийного разъединения (ЕОР)/нижнего блока водоотделяющей колонны (ЬКР) под водой на подводной елке, соединенной со скважиной, причем ЕЬР/ЬКР комплект представляет собой подсистему системы открытой воды хвостовика для заканчивания и капитального ремонта скважины (С^ОК), причем система С\УОК содержит конический нагруженный соединительный элемент, один или несколько соединительных элементов водоотделяющей колонны, надводный нагруженный соединительный элемент, надводные концевые соединительные элементы, надводную елку и надводную систему натяжения, причем система С\УОК соединяет надводную елку с корпусом ЕЬР;

    ί) причем ЬКР содержит соединитель елки, соединитель и уплотняющий центрирующий переходник (С88А) и корпус, при этом соединитель елки содержит верхний фланец, имеющий профиль прокладки для сопряжения с нижним концом С88А, причем С88А содержит по меньшей мере один уплотняющий центрирующий узел на своем нижнем конце для соединения с подводной елкой, при этом корпус ЬКР содержит один или несколько управляемых ЬКР уплотняющих элементов и встроенный кольцевой зазор, который содержит по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, причем корпус ЬКР содержит верхний профиль ступицы, совместимый с соединителем ЕЬР, и нижний профиль фланца, который сопряжен с С88А;

    ίί) при этом ЕЬР соединен с возможностью разъединения с ЬКР, причем ЕЬР содержит корпус, имеющий быстрорасчленяемый соединитель на своем нижнем конце, один или несколько управляемых ЕЬР уплотняющих элементов и по меньшей мере один стопорный клапан кольцевого зазора, при этом корпус ЕЬР имеет внутренний профиль наращивания; и

    b) осуществление операции управления работой скважины с использованием ЕЬР/ЬКР комплекта и системы С’ХУОК.
23. 23. Способ по п.22, в котором операция управления работой скважины дополнительно предусматривает использование расположенного в стволе скважины интервенционного устройства, выбранного из группы, в которую входят тросовая проволока, электрический кабель или их комбинация.
24. 24. Способ по п.22, в котором операцию управления работой скважины выбирают из группы, в которую входят заканчивание скважины, чистка скважины, проверка дебита, диагностика скважины, возбуждение притока в скважину, капитальный ремонт скважины, операции булхединга, глушение скважины, остановка скважины, трамбование скважины, ликвидация скважины или их комбинации.
25. 25. Способ по п.22, в одной или нескольких операций которого используют КОУ.
26. 26. Способ по п.24, в котором в случае необходимости закрывания скважины последовательность операций закрывания включает в себя сначала уплотнение ЬКР, а затем уплотнение ЕЬР и разъединение быстрорасчленяемого соединителя ЕЬР.