СИСТЕМА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ МНОГОКРАТНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА С СИСТЕМОЙ ПОДСЧЕТА

1. Система трубного гидравлического клапана (ТГК) для соединения с колонной насосно-компрессорных труб для обеспечения возможности изоляции перспективного пласта внутри скважины, для обеспечения доступа к подземному пласту для гидравлического разрыва перспективного пласта и добычи углеводородного сырья, при этом ТГК имеет внутреннее проходное отверстие, позволяющее пробке проходить через ТГК, причем ТГК содержит:
систему подсчета пробок, имеющую конец, располагаемый выше по стволу скважины, для соединения с колонной насосно-компрессорных труб и систему взаимодействия с пробкой для взаимодействия с пробкой, проходящей через внутреннее проходное отверстие, причем система взаимодействия с пробкой предназначена для подсчета следующих одна за другой пробок, проходящих через систему подсчета пробок, и для запуска первого гидравлического события по достижении предварительно заданного количества пробок, проходящих через внутреннее проходное отверстие;
систему захвата пробки, функционально соединенную с системой подсчета пробок, при этом система подсчета пробок в ответ на первое гидравлическое событие вызывает захват пробки внутри ТГК при запуске первого гидравлического события;
клапанную систему, функционально соединенную с системой подсчета пробок и системой захвата пробки, при этом клапанная система, содержащая клапан, в ответ на захват пробки открывает этот клапан для обеспечения возможности потока жидкости через внутреннее проходное отверстие наружу ТГК.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система взаимодействия с пробкой содержит по меньшей мере один штырь, соединенный с зубчатым храповиком, и пробочный поршень, при этом взаимодействие пробки, проходящей через внутреннее проходное отверстие, по меньшей мере с одним штырем продвигает зубчатый храповик на расстояние, соответствующее одному зубу.
3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что зубчатому храповику может быть предварительно задана возможность перемещения на множество расстояний, соответствующих одному зубу, перед запуском первого гидравлического события, соответствующего общему количеству пробок, проходящих через внутреннее проходное отверстие.
4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что, когда зубчатый храповик прошел предварительно заданное расстояние, система подсчета пробок обеспечивает гидравлической жидкости возможность прохождения из внутреннего проходного отверстия для оказания давления на пробочный поршень и обеспечения перемещения пробочного поршня в направлении вниз по стволу скважины.
5. Система по п. 4, дополнительно содержащая первый гидравлический канал между системой подсчета пробок и системой захвата пробки, и при этом перемещение пробочного поршня в направлении вниз по стволу скважины открывает первый гидравлический канал, позволяющий гидравлической жидкости протекать к поршню захвата пробки внутри системы захвата пробки, и при этом поршень захвата пробки в ответ на поток гидравлической жидкости через первый гидравлический канал вызывает перемещение поршня захвата пробки в направлении вниз по стволу скважины.
6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что перемещение поршня захвата пробки в направлении вниз по стволу скважины сужает часть внутреннего проходного отверстия внутри системы захвата пробки для предотвращения прохождения пробки через систему захвата пробки.
7. Система по п. 6, дополнительно содержащая замок захвата пробки, функционально соединенный с системой захвата пробки, при этом замок захвата пробки выполнен с возможностью взаимодействия с поршнем захвата пробки для предотвращения полного перемещения поршня захвата пробки в направлении вверх по стволу скважины.
8. Система по п. 7, дополнительно содержащая клапанный поршень, причем, когда система захвата пробки удерживает пробку, на клапанный поршень воздействует находящаяся внутри внутреннего проходного отверстия гидравлическая жидкость, вызывающая перемещение клапанной системы в направлении вниз по стволу скважины для открытия клапана.
9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система подсчета пробок содержит процессор и систему электропитания, функционально соединенные с системой взаимодействия с пробкой и с электромагнитным клапаном и/или электромотором для регулирования потока гидравлической жидкости через гидравлический канал, при этом пробка, проходящая через внутреннее проходное отверстие, учитывается процессором и, после подсчета предварительно заданного количества пробок, процессор открывает электромагнитный клапан и/или включает электромотор, тем самым запуская первое гидравлическое событие.
10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что система взаимодействия с пробкой содержит по меньшей мере один подвижный штырь, функционально соединенный с электрической цепью, при этом взаимодействие пробки по меньшей мере с одним штырем при прохождении пробки через внутреннее проходное отверстие перемещает штырь и замыкает или размыкает электрическую цепь и отправляет сигнал о том, что пробка прошла, на процессор.
11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что система взаимодействия с пробкой содержит два подвижных штыря, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении во внутреннем проходном отверстии, при этом каждый штырь находится в функциональном взаимодействии с электрической цепью, причем указанные два штыря обеспечивают процессору возможность определять направление, в котором пробка прошла во внутреннем проходном отверстии.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что два штыря расположены на расстоянии друг от друга для обеспечения пробке возможности выхода из взаимодействия с одним из штырей до входа во взаимодействие со вторым штырем.
13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что два штыря не совпадают по фазе друг с другом вдоль внутреннего проходного отверстия.
14. Система по п. 9, отличающаяся тем, что время между тем, как процессор определит, что предварительно заданное количество пробок было подсчитано, и запуском первого гидравлического события программируется.
15. Система трубного гидравлического клапана для соединения с колонной насосно-компрессорных труб для изоляции перспективного пласта внутри скважины, для доступа к подземному пласту для гидравлического разрыва перспективного пласта и добычи углеводородного сырья, причем система трубного гидравлического клапана содержит:
наружную муфту, имеющую соединители, располагаемые выше и ниже по стволу скважины, для прикрепления системы трубного гидравлического клапана к колонне насосно-компрессорных труб, при этом наружная муфта содержит:
систему подсчета пробок внутри наружной муфты, при этом система подсчета пробок имеет:
по меньшей мере одну поверхность взаимодействия с пробкой для обнаружения перемещения пробки мимо системы подсчета пробок; и
гидравлическую систему запуска, выполненную с возможностью запуска системы улавливания пробки, в случае, когда предварительно заданное количество пробок прошло мимо системы подсчета пробок;
при этом система улавливания пробки функционально соединена с системой подсчета пробок и выполнена с возможностью реагирования, на то, когда гидравлическая система запуска приводит в действие удерживающую пробку поверхность и тем самым удерживает пробку внутри системы улавливания пробки и герметично отделяет расположенный ниже по стволу скважины участок колонны насосно-компрессорных труб от расположенного выше по стволу скважины участка колонны насосно-компрессорных труб в месте расположения пробки; и
клапанную систему, функционально соединенную с системой улавливания пробки, при этом клапанная система содержит клапан, функционально соединенный по меньшей мере с одним отверстием в наружной муфте, причем клапанная система выполнена с возможностью реагирования на давление гидравлической жидкости для открытия указанного клапана, когда пробка удерживается в системе улавливания пробки.
16. Способ приведения в действие гидравлического клапана в эксплуатационной колонне, содержащей множество трубных гидравлических клапанов (ТГК) по п. 1 и соответствующих пакерных элементов, встроенных в нее, включающий этапы:
a) повышения давления в эксплуатационной колонне до первого давления для установки пакерных элементов внутри скважины;
b) повышения давления внутри эксплуатационной колонны до уровня второго давления, достаточного для осуществления разрушения первого срезного штифта внутри ТГК;
c) сброса пробки в эксплуатационную колонну, при том, что пробка предназначена для последовательного взаимодействия с системами подсчета пробок внутри каждого ТГК, причем когда, взаимодействие пробки с ТГК запускает первое гидравлическое событие, первый срезной штифт разрушается для осуществления захвата пробки внутри ТГК и открытия клапана; и
d) повышения давления внутри эксплуатационной колонны до уровня третьего давления для осуществления гидравлического разрыва скважины.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что каждый из этапов b)-d) повторяется для каждого ТГК внутри эксплуатационной колонны.
18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что каждый из первого, второго и третьего уровней давления равен 1500-2500 фунтов/кв. дюйм, 2500-4000 фунтов/кв. дюйм и 4000-10000 фунтов/кв. дюйм соответственно.
19. Способ приведения в действие гидравлического клапана в эксплуатационной колонне, содержащей множество трубных гидравлических клапанов (ТГК) по п. 1, включающий этапы:
a) повышения давление внутри эксплуатационной колонны до уровня первого давления, достаточного для осуществления открытия нижнего гидравлического клапана внутри эксплуатационной колонны;
b) повышения давления внутри эксплуатационной колонны до уровня второго давления, достаточного для осуществления разрушения первого срезного штифта внутри ТГК;
c) сброса пробки в эксплуатационную колонну, при том, что пробка предназначена для последовательного взаимодействия с системами подсчета пробок внутри каждого ТГК, причем когда взаимодействие пробки с ТГК запускает первое гидравлическое событие, первый срезной штифт разрушается для осуществления захвата пробки внутри ТГК и открытия клапана; и
d) повышения давления внутри эксплуатационной колонны до уровня третьего давления для осуществления гидравлического разрыва скважины.