УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СТВОЛА ПОДЗЕМНОЙ СКВАЖИНЫ И ВЫПОЛНЕНИЯ НА ТРОСЕ ДРУГИХ СКВАЖИННЫХ ОПЕРАЦИЙ ВРАЩЕНИЯ

1. Способ герметизации подземного ствола скважины или трубы с помощью скважинной компоновки, соединяющейся с тросом для осуществления спуска, подъема и установки в скважине или трубе с помощью троса, содержащий следующие стадии:
спуск компоновки (20, 21, 43) резки, приводимой в действие забойным двигателем или исполнительным механизмом (39, 64) в ствол скважины;
выполнение одного или нескольких разрезов (170, 170A/170B, 170C) компоновкой резки в одной или нескольких трубах (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) в зоне резки в подземном стволе скважины для резки или ослабления трубы в зоне резки в скважине;
удаление, по меньшей мере, одного из следующего: радиального или осевого периферийного участка отрезанной или ослабленной трубы из зоны резки в скважине для создания пространства для размещения герметизирующего материала;
размещение затвердевающего герметизирующего материала в пространстве с использованием одной или нескольких труб и обеспечение затвердевания герметизирующего материала.
2. Способ по п.1, в котором компоновка (20/21) резки содержит режущий инструмент (65), перемещаемый в направлении радиально наружу от спущенной компоновки резки на тросе для соединения с одной или несколькими трубами (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) и их резки.
3. Способ по п.1 или 2, в котором выполнение одного или нескольких разрезов (170A/170B) осуществляется в плоскости, перпендикулярной оси одной или нескольких труб (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) для удаления одной или нескольких труб в зоне в скважине.
4. Способ по п.3, в котором режущий инструмент (65) является режущим диском с периферийной режущей кромкой.
5. Способ по п.1, в котором компоновка (43) резки содержит фрезерный инструмент (24), используемый для резки (170C) удаляемого конца одной или нескольких труб (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) и поджимаемый вверх для удаления, по меньшей мере, одного участка трубы.
6. Способ по п.1, в котором выполнение одного или нескольких разрезов (170) осуществляется перпендикулярно радиальной плоскости в одной или нескольких трубах (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) для ослабления сопротивления, по меньшей мере, одной или нескольких труб осевому сжатию.
7. Способ по п.1, дополнительно содержащий следующие стадии:
спуск пакера (19) в подземный ствол скважины;
уплотнение пакера в трубе, окружающей одну или несколько труб или окруженной одной или несколькими трубами, посредством вращения пакера относительно троса для расширения его герметизирующего элемента; приложение усилия от пакера к ослабленному участку одной или нескольких труб (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) для аксиального сжатия ослабленного участка и при этом смещения его конца для образования пространства для размещения затвердевающего герметизирующего материала.
8. Способ по п.7, в котором пакер (19) является радиально расширяющимся пакером и расширяется к стенке трубы (101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177), окружающей одну или несколько ослабленных труб или окруженной одной или несколькими такими трубами, для соединения пакера в них.
9. Способ по п.7, в котором устройство (18) удаления трубы используется для соединения пакера (19) с концом ослабленного участка для образования поршня и сжатия ослабленного участка и при этом удаления конца для образования пространства размещения затвердевающего герметизирующего материала.
10. Способ по п.1, в котором забойный двигатель или исполнительный механизм (39) соединен со скважинным устройством предотвращения вращения, имеющим периферийную группу дисков (37), опирающихся на стенку трубы и обеспечивающих аксиальное перемещение, но, по существу, предотвращающих вращение забойного двигателя или исполнительного механизма.
11. Способ по п.10, в котором забойный двигатель или исполнительный механизм является двигателем (39), подвешенным на тросе (6) и имеющим статор (57), закрепленный для противодействия вращению скважинным устройством предотвращения вращения.
12. Способ по п.11, в котором забойный двигатель (39) соединен с муфтой (172, 173) ведущей бурильной трубы, обеспечивающей аксиальное перемещение компоновки (21, 43) резки во время операции резки.
13. Способ по п.1, в котором забойный двигатель или исполнительный механизм (39), управляемый перепадом давления текучей среды между впуском текучей среды (147) и ее выпуском, при этом текучая среда нагнетается в ствол скважины для образования зоны высокого давления на впуске (147) текучей среды и образования зоны низкого давления на выпуске текучей среды для приведения в действие забойного двигателя или исполнительного механизма (39).
14. Способ по п.13, в котором забойный двигатель или исполнительный механизм является двигателем (39), имеющим статор (57) и ротор (56), образующие аксиальный путь потока для рабочей текучей среды между статором и ротором, при этом ротор, статор или их комбинации имеют спиральный канал или рельеф, на который воздействует поток текучей среды на пути потока для приведения в действие ротора.
15. Способ по п.14, в котором статор (57) и ротор (56) имеют спиральные узловые поверхности.
16. Способ по п.1, в котором забойный двигатель или исполнительный механизм (39) содержит множество забойных двигателей, аксиально соединенных, по меньшей мере, одним карданным соединением (53).
17. Способ по п.1, в котором режущий инструмент компоновки (20, 21, 43) резки поджимается к поверхности одной или нескольких труб (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) весом компоновки резки, давлением текучей среды, приложенным сверху компоновки резки, натяжением, приложенным к тросу (6), на котором компоновка резки подвешена, или их комбинациями.
18. Способ по п.1, дополнительно содержащий следующие стадии:
соединение выдвигаемой и отводимой трубы (44), содержащей герметизирующий материал, с нижним концом (166) трубы (98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177);
приложение давления текучей среды к трубе для выдвижения выдвигаемой и отводимой трубы;
закачка герметизирующего материала в пространство, созданное, по меньшей мере, за одним удаленным участком;
вытеснение герметизирующего материала из выдвигаемой и отводимой трубы текучей средой вытеснения с плотностью меньше чем у герметизирующего материала и сброс давления нагнетания с отводом при этом выдвигаемой и отводимой трубы и изоляцией текучей среды вытеснения от герметизирующего материала в выдвигаемой и отводимой трубе с использованием ее стенки и клапана одностороннего действия.
19. Способ по п.1, в котором пространство для герметизирующего материала дополнительно образуется посредством спуска разрушающей компоновки (18, 19), приводимой в действие забойным двигателем или исполнительным механизмом (39, 64), в подземный ствол скважины и приложения силы от разрушающей компоновки (19) к удаленному концу одной или нескольких труб (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) в подземном стволе скважины для аксиального смещения удаляемого конца для образования пространства для размещения герметизирующего материала.
20. Способ по п.19, в котором разрушающая компоновка включает в себя пакер (19), уплотняемый в трубе, окружающей одну или нескольких труб или окруженной одной или несколькими трубами (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177), при этом прикладывается сила от пакера (19) к удаляемому концу.
21. Способ по п.20 в котором пакер (19) является радиально расширяющимся пакером и расширяется к стенке трубы (101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) для соединения пакера с ней.
22. Способ по п.19, в котором секция трубы, смежная с удаляемым концом, ослабляется выполнением одного или нескольких разрезов (270) перед приложением силы к удаляемому концу.
23. Способ по п.1, в котором компоновка резки функционально соединяется с соединительным устройством, имеющим средство отклонения текучей среды и средство предотвращения вращения, сообщенное с ним и применяемое для избирательного обеспечения или предотвращения вращения режущего устройства относительно троса, при этом этап выполнения одного или нескольких разрезов компоновкой резки содержит предотвращение вращения режущего устройства относительно троса так, что текучая среда в трубе отклоняется средством отклонения текучей среды для приведения в действие режущего устройства для выполнения одного или нескольких разрезов.
24. Устройство для выполнения операций вращения или резки в подземном стволе скважины или трубе, содержащее соединяющуюся с тросом скважинную компоновку, спускаемую и подвешиваемую в стволе скважины или трубе на тросе, извлекаемую из ствола скважины или трубы на тросе и содержащую, по меньшей мере, одно из следующего: вращающийся инструмент (18, 19, 22, 23, 180), вращающийся инструмент (21, 24, 65, 161) резки по окружности, инструмент (20) продольной резки или их комбинации, соединенные с исполнительным механизмом (39, 64), при этом исполнительный механизмом (39, 64) содержит впуск (36) текучей среды и выпуск текучей среды, сообщающиеся с зоной высокого давления и зоной низкого давления соответственно подземного ствола скважины или трубы, при этом гидравлический двигатель или поршень выполнен с возможностью приведения в действие перепадом давления текучей среды в подземном стволе или трубе.
25. Устройство по п.24, дополнительно содержащее множество гидравлических двигателей (39), аксиально последовательно соединенных одним или несколькими карданными соединениями (53).
26. Устройство по п.24, дополнительно содержащее муфту (172, 173) ведущей бурильной трубы, соединенную с вращающимся инструментом, вращающимся режущим инструментом, инструментом продольной резки или их комбинациями, при этом муфта ведущей бурильной трубы обеспечивает аксиальное перемещение вращающегося инструмента, вращающегося режущего инструмента, инструмента продольной резки или их комбинаций.
27. Устройство по п.24, в котором скважинная компоновка содержит вращающийся режущий инструмент (65), перемещаемый в направлении радиально наружу для соединения с одной или несколькими трубами (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) и их резки в направлении вдоль окружности.
28. Устройство по п.24, в котором скважинная компоновка содержит вращающийся режущий инструмент (65), перемещаемый в направлении радиально наружу для соединения с одной или несколькими трубами (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177) и их резки в аксиальном направлении.
29. Устройство по п.27, в котором режущий инструмент (65) является режущим диском с периферийной режущей кромкой.
30. Устройство по п.24, в котором вращающийся режущий инструмент содержит фрезерный инструмент (24) для резки (170C) удаляемого конца одной или нескольких труб (96, 98, 101, 103, 144, 145, 167, 168, 177).
31. Устройство по любому из пп.24-30, дополнительно содержащее пакер (19), радиально расширяющийся к стенке трубы (96, 98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) с помощью вращения пакера относительно троса для уплотнения в ней.
32. Устройство по п.31, в котором пакер (19) содержит расширяющийся каркас (86) в мембране (89), содержащей подобранные по фракциям частицы, создающие сопротивление проходу текучей среды, при этом расширяющийся каркас, мембрана и подобранные по фракциям частицы размещаются через трубу (96, 98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) для расширения в подземном стволе скважины, или трубе, или пространстве, смежном с концом (166) подземного ствола скважины или трубы для герметизации подземного ствола скважины, трубы или указанного пространства.
33. Устройство по п.32, в котором пакер (19) дополнительно содержит клапан (48) одностороннего действия и соответствующий проход через пакер, обеспечивающий регулируемый выпуск от текучей среды под пакер с помощью давления, приложенного над пакером, для перемещения пакера аксиально в подземном стволе скважины, трубе (96, 98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) или пространстве, смежном с концом (166) ствола подземной скважины или трубы.
34. Устройство по п.24, содержащее вращающуюся подвеску (18), закрепляемую к стенке трубы (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177), вращаемую в ней и отсоединяющуюся от нее.
35. Устройство по п.24, дополнительно содержащее соединительное устройство, имеющее средство отклонения потока и средство предотвращения вращения, сообщенное с ним и применяемое для избирательного обеспечения или предотвращения вращения вращающегося инструмента, инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинаций относительно троса, так что текучая среда в трубе отводится средством отклонения потока для приведения в действие вращающегося инструмента, инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинаций.
36. Способ выполнения операций вращения или операций резки в одном или нескольких подземных стволах скважин или трубах посредством соединяемой с тросом скважинной компоновки, спускаемой и подвешиваемой в стволе скважины или трубе на тросе и извлекаемой из ствола скважины или трубы на тросе, содержащий следующие стадии:
открытие одного или нескольких подземных стволов скважин или труб для установки скважинной компоновки;
размещение скважинной компоновки в одном или нескольких подземных стволах скважины или трубах с использованием троса, при этом скважинная компоновка содержит, по меньшей мере, одно из следующего: вращающийся инструмент (18, 19, 21), вращающийся инструмент (22, 23, 24, 161, 180) резки по окружности или инструмент (20) продольной резки, соединенный с поршнем (39, 64) исполнительного механизма;
приведение в действие вращающегося инструмента, вращающегося инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинации для выполнения операции в одном или нескольких подземных стволах скважин или трубах (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177); и
удаление скважинной компоновки и герметизация одного или нескольких подземных стволов скважин или труб посредством закрытия отверстий после выполнения операции.
37. Способ по п.36, дополнительно содержащий нагнетание текучей среды в один или несколько стволов скважин или труб (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) для образования зоны высокого давления и зоны низкого давления в них, при этом исполнительный механизм содержит впуск (36) текучей среды и выпуск текучей среды, сообщающиеся с зоной высокого давления и зоной низкого давления соответственно.
38. Способ по п.36 или 37, в котором скважинная компоновка размещается в один или несколько подземных стволов скважин или труб (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) на тросе (6), при этом операция содержит создание бокового отвода в скважине.
39. Способ по п.36 или 37, дополнительно содержащий размещение скважинной компоновки (16), пакера (18) или их комбинаций посредством троса для образования поршня, устройства очистки щеткой, устройства подачи струи текучей среды под давлением или их комбинаций в один или несколько подземных стволов скважин или труб (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) для очистки одного или нескольких подземных стволов скважин или труб.
40. Способ по п.36 или 37, в котором скважинная компоновка размещается в трубе (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) посредством троса (6) для присоединения или отсоединения устройства.
41. Способ по п.36 или 37, в котором скважинная компоновка размещается в трубе (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) посредством троса (6) для резки трубы или устройства в трубе или вокруг нее, при этом приведение в действие вращающегося инструмента, инструмента продольной резки или их комбинации содержит выполнение одного или нескольких разрезов перпендикулярно радиальной плоскости трубы или устройства, перпендикулярно оси трубы или устройства, или по спирали вдоль периферии трубы или устройства.
42. Способ по п.36 или 37, в котором скважинная компоновка размещается в трубе (98, 101, 103, 105, 144, 145, 167, 168, 177) посредством троса (6) для резки трубы или устройства в трубе или вокруг нее, при этом приведение в действие вращающегося инструмента, инструмента продольной резки или их комбинации содержит абразивное шлифование трубы или устройства перпендикулярно радиальной плоскости, перпендикулярно оси трубы или устройства или спирально вдоль периферии трубы или устройства.
43. Способ по п.36 или 37, в котором при приведении в действие вращающегося инструмента, инструмента продольной резки или их комбинации осуществляется герметизация одного или нескольких подземных стволов скважины или труб посредством вращающегося соединения устройства (18, 19, 44, 180).
44. Способ по п.36, в котором скважинная компоновка дополнительно содержит соединительное устройство со средством отклонения потока и средством предотвращения вращения, сообщенного с ней и применяемого для избирательного обеспечения или предотвращения вращения вращающегося инструмента, инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинации относительно троса, при этом этап приведения в действие вращающегося инструмента, инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинации содержит предотвращение вращения вращающегося инструмента, инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинаций относительно троса так, что текучая среда в трубе отводится средством отклонения потока для приведения в действие вращающегося инструмента, инструмента резки по окружности, инструмента продольной резки или их комбинации.