ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЗАКАНЧИВАНИЯ МНОГОСТВОЛЬНОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ С ПРОВОДНОЙ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНОЙ СКВАЖИНОЙ В ОСНОВНОМ СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ И С БЕСПРОВОДНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ УЗЛОМ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ В БОКОВОМ СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ
SMART SYSTEM FOR COMPLETING MULTI-BARREL BOREHOLE WITH WIRED HIGH-TECH WELL IN MAIN BOREHOLE AND WITH WIRELESS ELECTRONIC UNIT FOR FLOW CONTROL IN SIDE BOREHOLE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №62/700,795, поданной 19 июля 2018 г., преимущество которой испрашивают и содержание которой включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В процессе заканчивания нефтяной и/или газовой скважины в ствол скважины может быть спущена колонна эксплуатационных насосно-компрессорных труб. Во время добычи пластового флюида пластовый песок может попадать в путь потока. Пластовый песок, как правило, представляет собой относительно мелкий песок, который может разрушать компоненты добычи на пути потока.
Когда ожидается, что в пластовом флюиде будет встречаться пластовый песок, в зоне добычи между пластом и эксплуатационными насосно-компрессорными трубами может быть установлена компоновка для нижнего заканчивания. Компоновка для нижнего заканчивания, как правило, содержит совокупность компоновок песчаных фильтров, соединенных вместе встык. Каждая компоновка песчаного фильтра преимущественно содержит перфорированную базовую трубу, окруженную песчаным фильтром для фильтрации мелкозернистых частиц из пластового флюида. Как правило, песчаный фильтр расположен в радиальном направлении на некотором расстоянии от базовой трубы для образования пути потока между ними, чтобы направлять профильтрованный пластовый флюид от песчаного фильтра к перфорационным отверстиям базовой трубы. Для более эффективного управления потоком пластового флюида, протекающим в базовую трубу, по меньшей мере одно, а часто и совокупность устройств регулирования притока (ICD; inflow control device) развертывают вдоль пути потока каждого узла песчаного фильтра. ICD предназначены для улучшения характеристик и эффективности заканчивания путем запирания притока вдоль длины компоновки для нижнего заканчивания для уравновешивания притока. Различия в притоке из месторождения могут привести к преждевременному прорыву воды/газа, оставляя ценные недра в земле. Как правило, ICD управляют с помощью электрических или гидравлических линий управления, проходящих с поверхности, или с использованием оборудования, спускаемого с поверхности, или же они работают автономно без внешнего управления. Таким образом, в системах добычи, где сложно развернуть линии управления, например в многоствольных стволах скважин, где сложно спустить линии управления мимо узла соединения или через узел соединения, может быть упущена возможность отдельного регулирования потока добываемого пластового флюида на уровне зерен отдельных узлов песчаных фильтров.
Базовые трубы соседних узлов песчаных фильтров соединяются вместе с образованием соединения и обеспечением гидравлического сообщения между соседними базовыми трубами компоновки песчаного фильтра, образуя трубопровод для потока добываемых пластовых флюидов. Пакер обычно устанавливают выше по потоку от компоновок песчаных фильтров для герметизации кольцевого пространства в зоне добычи, где пластовые флюиды поступают в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну.
Затем кольцевое пространство вокруг компоновок песчаных фильтров нередко может быть «набито гравием» с использованием относительно крупнозернистого песка (или гравия), который действует как фильтр для уменьшения количества мелкозернистого пластового песка, достигающего фильтров. Набивной песок закачивают вниз по рабочей колонне в суспензии флюида-носителя, такой как вода и/или гель, и он заполняет кольцевое пространство вокруг песчаных фильтров. В скважинных установках, в которых узлы фильтров подвешены в необсаженном открытом стволе, песчаная или гравийная набивка может служить для поддержки окружающего рыхлого пласта. В некоторых нижних эксплуатационных компоновках промывочная труба может быть расположена внутри базовой трубы и проходит ниже песчаных фильтров для доставки суспензии гравийной набивки в кольцевое пространство ствола скважины. Однако во время процесса гравийной набивки может произойти преждевременное поглощение флюида-носителя пластом, известное как утечка, что приведет к образованию песчаных перемычек в кольцевом пространстве вокруг фильтра. При преждевременном поглощении флюида-носителя неполная набивка вокруг песчаного фильтра снижает эффективность фильтрации гравийной набивки. Таким образом, в некоторых компоновках песчаных фильтров, чтобы преодолеть эту проблему образования песчаных перемычек, можно использовать одну или более проходящих в продольном направлении шунтирующих труб, при этом шунтирующие трубы проходят рядом с секцией песчаного фильтра, причем противоположные концы каждой шунтирующей трубы выступают наружу за пределы активной фильтрующей части секции песчаного фильтра. Шунтирующие трубы соседних компоновок песчаных фильтров могут быть соединены друг с другом для образования шунтирующего пути, проходящего вдоль по меньшей мере части длины компоновки для нижней добычи. Шунтирующий путь действует так, что позволяет притекающей суспензии песка/геля набивки обходить любые песчаные перемычки, которые могут образоваться, и позволяет суспензии поступать в фильтр/обсадную колонну или фильтр/необсаженное кольцевое пространство под песчаной перемычкой, тем самым образуя под ней требуемую песчаную набивку.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ далее приведена ссылка на последующее краткое описание, рассматриваемое в связи с прилагаемыми графическими материалами и подробным описанием сущности изобретения.
На фиг. 1 представлен вертикальный вид в частичном поперечном разрезе системы добычи ствола скважины, в котором используются электронные узлы управления потоком.
На фиг. 2 представлен общий вид регулируемых электронных узлов управления потоком.
На фиг. 3A представлен вертикальный вид в поперечном разрезе компоновки для нижнего заканчивания с одним вариантом осуществления электронного узла управления потоком.
На фиг. 3 В представлен вертикальный вид в поперечном разрезе компоновки для нижнего заканчивания с одним вариантом осуществления электронного узла управления потоком.
На фиг. 4 представлен вертикальный вид в поперечном разрезе компоновки для нижнего заканчивания с электронным узлом управления потоком.
На фиг. 5A представлен вертикальный вид в поперечном разрезе компоновки для нижнего заканчивания с компоновкой шунтирующей трубы и электронным узлом управления потоком.
На фиг. 5B представлен вертикальный вид в поперечном разрезе компоновки для нижнего заканчивания с компоновкой шунтирующей трубы и электронным узлом управления потоком.
На фиг. 6 представлен общий вид компоновки для нижнего заканчивания с компоновкой шунтирующей трубы и электронным узлом управления потоком.
На фиг. 7 представлен общий вид компоновки для нижнего заканчивания с компоновкой шунтирующей трубы и электронным узлом управления потоком.
На фиг. 8 представлен общий вид компоновки для нижнего заканчивания с компоновкой шунтирующей трубы, управляемой электронными узлами управления потоком.
На фиг. 9A-9C представлены вертикальные виды в поперечном разрезе компоновки для нижнего заканчивания, показывающие гравийную набивку с использованием последовательных электронных узлов управления потоком.
На фиг. 10 представлена блок-схема способа закачки флюида в кольцевое пространство ствола скважины с использованием последовательных электронных узлов управления потоком.
На фиг. 11 представлен вертикальный вид в поперечном разрезе компоновки для заканчивания многоствольной скважины с электронными узлами управления потоком.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данном изобретении могут повторно приводиться ссылочные позиции в виде цифр и/или букв в различных примерах или на различных фигурах. Такое повторение предназначено для простоты и ясности изложения и само по себе не диктует отношения между различными вариантами осуществления изобретения и/или конфигурациями, которые обсуждались. Кроме того, пространственно относительные термины, такие как под, ниже, нижний, выше, верхний, вверх по стволу скважины, в скважине, выше по потоку, ниже по потоку и т.п., могут использоваться в данном документе для простоты описания, чтобы описать отношение одного элемента или признака к другому(-им) элементу(-ам) или признаку(-ам), как показано, направление вверх направлено к верхней части соответствующей фигуры, а направление вниз направлено к нижней части соответствующей фигуры, направление вверх - к поверхности ствола скважины, направление вниз - к призабойному участку ствола скважины. Если не указано иное, пространственно относительные термины предназначены для охвата различных ориентаций устройства при использовании или работе в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, элементы, описанные как находящиеся «ниже» или «под» другими элементами или признаками, будут тогда ориентированы «над» другими элементами или признаками. Таким образом, приведенный в качестве примера термин «ниже» может охватывать как ориентацию выше, так и ориентацию ниже. Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или в других ориентациях), и пространственно относительные описательные термины, используемые в данном документе, также могут интерпретироваться соответствующим образом.
Кроме того, даже если фигура может изображать горизонтальный ствол скважины или вертикальный ствол скважины, если не указано иное, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что устройство в соответствии с настоящим изобретением одинаково хорошо подходит для использования в стволах скважин, имеющих другие ориентации, включая наклонные стволы скважин, многоствольные стволы скважин или т.п. Аналогичным образом, если не указано иное, даже если фигура может изображать шельфовую операцию, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что устройство в соответствии с данным изобретением одинаково хорошо подходит для использования в шельфовых операциях и наоборот.
Как правило, обеспечена компоновка для нижнего заканчивания, состоящая по меньшей мере из двух компоновок песчаных фильтров, а именно первой или верхней компоновки песчаного фильтра и второй или нижней компоновки песчаного фильтра. По меньшей мере одна компоновка песчаного фильтра содержит перфорированную базовую трубу, содержащую песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы, для образования пути потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой. Регулируемый электронный узел управления потоком расположен вдоль базовой трубы. Электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, в котором определен путь потока электронного узла управления потоком, который гидравлически соединен с перфорационным отверстием базовой трубы. Электронный узел управления потоком дополнительно содержит механизм аккумулирования энергии, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком или компоновки песчаного фильтра. Электронный узел управления потоком содержит клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между по меньшей мере первым положением и вторым положением, чтобы регулировать поток по пути потока электронного узла управления потоком. Клапан приводится в действие электрическим приводом, питаемым механизмом аккумулирования энергии. Наконец, электронный узел управления потоком содержит беспроводной передатчик для управления электрическим приводом. Электронные узлы управления потоком могут использовать для закачки рабочего флюида в кольцевое пространство ствола скважины вокруг соответствующей компоновки песчаного фильтра. Например, суспензия гравийной набивки, средство для кислотной обработки, жидкость для гидроразрыва пласта или жидкость для разрушения корки могут быть закачаны в кольцевое пространство ствола скважины. В случае, когда две или более компоновок песчаных фильтров и, в частности, когда совокупность компоновок песчаных фильтров соединены между собой для образования колонны для нижнего заканчивания, соответствующие электронные узлы управления потоком могут работать совместно для достижения конкретной цели. Например, электронные узлы управления потоком могут последовательно открываться и/или закрываться вдоль колонны. Одна или более компоновок песчаных фильтров могут содержать шунтирующую систему, преимущественно содержащую по меньшей мере одну трубу, такую как транспортировочная труба или набивочная труба, проходящую вдоль базовых труб, причем набивочная труба может содержать совокупность патрубков. В таких вариантах осуществления изобретения электронные узлы управления потоком могут использовать для управления потоком через шунтирующую систему. Поскольку их можно эффективно регулировать с помощью беспроводного сигнала, такого как электромагнитный сигнал или сигнал давления, передаваемый через ствол скважины от находящегося на некотором расстоянии от него контроллера, один электронный узел управления потоком может заменить совокупность ICD, при этом понятно, что в предшествующем уровне техники может требоваться совокупность ICD для решения множества различных сценариев потока. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения ряд компоновок песчаных фильтров может включать по меньшей мере одну компоновку песчаного фильтра с электронным узлом управления потоком, гидравлически соединенным с перфорированной базовой трубой, и совокупность компоновок песчаных фильтров без перфорированных базовых труб или ICD, причем пути потока песчаного фильтра из совокупности компоновок песчаных фильтров гидравлически сообщаются с электронным узлом управления потоком указанной одной компоновки песчаного фильтра. В таком случае электронный узел управления потоком могут использовать для управления потоком из совокупности компоновок песчаных фильтров. В системах ствола скважины, содержащих один или более боковых стволов скважины, ответвляющихся от основного ствола скважины, компоновки песчаного фильтра, содержащие электронные узлы управления потоком, могут быть развернуты в боковом стволе скважины или ниже по потоку или ниже по стволу скважины от узла соединения и управляются беспроводным способом во время закачки и/или движения потока добываемого флюида от проводного контроллера, расположенного выше по потоку или выше по стволу скважины от узла соединения, например вдоль части компоновки для верхнего заканчивания. Это устраняет необходимость в проводном управлении компоновками песчаных фильтров бокового ствола скважины и трудность с развертыванием таких кабелей управления через узел соединения.
В соответствии с фиг. 1, показан вертикальный вид в частичном поперечном разрезе системы 10 добычи ствола скважины, используемой для заканчивания скважин, предназначенных для добычи углеводородов из ствола 12 скважины, проходящего через различные слои земли в нефтегазоносном пласте 14, расположенном ниже поверхности 16 геологической среды. Ствол 12 скважины может быть образован одним или несколькими стволами, проходящими в пласт 14 и расположенными в любой ориентации, например горизонтальным стволом 12а скважины, проиллюстрированным на фиг. 1. Пласт 14 содержит зоны 18 добычи, из которых добывают углеводороды.
Система 10 добычи содержит буровую установку или буровую вышку 20. Буровая установка 20 может содержать подъемное устройство 22, блок 24 перемещения и вертлюг 26 для подъема и спуска обсадной колонны, бурильной трубы, гибких насосно-компрессорных труб, эксплуатационной колонны, трубы или колонн 30 насосно-компрессорных труб других типов или транспортировочных средств других типов, таких как каротажный кабель, тросовый канат и т.п.На фиг. 1 показана по существу трубчатая, проходящая в осевом направлении рабочая колонна или эксплуатационные насосно-компрессорные трубы 30, образованные совокупностью соединений труб, соединенных вместе встык, поддерживающих компоновку для заканчивания, как описано ниже.
Буровая установка 20 может быть расположена в непосредственной близости от устья 40 скважины или на некотором расстоянии от него, например, как в случае шельфовой конструкции, показанной на фиг. 1. Одно или более устройств 42 регулирования давления, таких как противовыбросовые превенторы (BOP; blowout preventer), и другое оборудование, связанное с бурением или добычей из ствола скважины, также могут быть обеспечены на устье 40 скважины или в другом месте системы 10 добычи.
Для шельфовых операций, показанных на фиг. 1, буровая установка 20 может быть установлена на нефтяной или газовой платформе 44, такой как шельфовая платформа, как проиллюстрировано, полупогружные буровые платформы, буровые суда и тому подобное (не показано). Хотя система 10 добычи, показанная на фиг. 1, проиллюстрирована как шельфовая система добычи, система 10 добычи, показанная на фиг. 1, может быть развернута на суше. В любом случае, для шельфовых систем один или более подводных трубопроводов или разделительных колонн 46 проходят от палубы 50 платформы 44 до подводного устья 40 скважины. Колонна 30 насосно-компрессорных труб проходит вниз от буровой установки 20 через подводный трубопровод 46 и BOP 42 в ствол 12 скважины.
Источник 52 рабочей или технической жидкости, такой как резервуар или емкость для хранения, может подавать через линии 64 для потока рабочую жидкость к оборудованию, расположенному в стволе 12 скважины, такому как подземное оборудование 56. Источник 52 рабочей жидкости может подавать любую жидкость, используемую в скважинных операциях, включая, без ограничений, суспензию гравийной набивки, жидкость для кислотной обработки, жидкую воду, пар или жидкость другого типа.
Систему 10 добычи можно в целом охарактеризовать как содержащую систему 58 труб. Для целей этого изобретения система 58 труб может содержать обсадные трубы, разделительные колонны, колонны насосно-компрессорных труб, бурильные колонны, колонны для заканчивания или добычи, переводники, трубные головки или любые другие трубы, насосно-компрессорные трубы или оборудование, которое присоединяется или прикрепляется к вышеизложенному, например колонне 30 насосно-компрессорных труб, трубопроводу 46 и обсадной трубе. В этом отношении система 58 труб может содержать одну или более обсадных колонн 60, которые могут быть зацементированы в стволе 12 скважины, такие как поверхностная, промежуточная и эксплуатационная обсадные трубы 60, показанные на фиг. 1. Кольцевое пространство 62 образовано между стенками комплектов соседних трубчатых компонентов, таких как концентрические обсадные колонны 60 или внешняя часть колонны 30 насосно-компрессорных труб и внутренняя стенка ствола 12 скважины или обсадной колонны 60, в зависимости от обстоятельств. В то время как ствол 12 скважины показан необсаженным в зоне 18 добычи и вдоль всей изображенной части горизонтального ствола 12а скважины, полностью или частично ствол 12 скважины и/или горизонтальный ствол 12а скважины также может быть обсажен, и данное изобретение не ограничивается в этом отношении.
Добываемые флюиды и другая выбуренная порода, возвращающиеся на поверхность 16 из ствола 12 скважины, направляются по выкидной линии 64 в резервуары 54 для хранения и/или системы 66 обработки.
Как показано на фиг. 1, подземное оборудование 56 проиллюстрировано как оборудование для заканчивания, а колонна 30 насосно-компрессорных труб, гидравлически соединенная с оборудованием 56 для заканчивания, проиллюстрирована как эксплуатационная насосно-компрессорная колонна 30. Хотя оборудование 56 для заканчивания может быть расположено в стволе 12 скважины любой ориентации, в целях иллюстрации оборудование 56 для заканчивания показано расположенным по существу в горизонтальной части ствола 12 скважины и содержит компоновку 82 для нижнего заканчивания, содержащую различные инструменты, такие как пакер 86, компоновка 88 песчаного фильтра, компоновка 92 песчаного фильтра, компоновка 96 песчаного фильтра и пакер 98. В вариантах осуществления изобретения, в которых компоновка 82 для нижнего заканчивания развернута в обсаженном стволе скважины, дополнительный пакер, такой как пакер 86, развернут на дистальном конце компоновки для нижнего заканчивания. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения пакер 86 преимущественно расположен рядом с находящимся выше по потоку или проксимальным концом зоны 18 добычи, а пакер 98 преимущественно расположен рядом с находящимся ниже по потоку или дистальным концом зоны 18 добычи. Каждая из компоновок 88, 92 и 96 песчаного фильтра может содержать систему 97 шунтирующих труб.
В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения одна или более компоновок 88, 92 и 96 песчаных фильтров содержат регулируемый электронный узел 120, 122, 124 управления потоком, соответственно, который можно использовать для закачки рабочих жидкостей из источника 52 рабочей жидкости в кольцевое пространство 62 вокруг компоновок 88, 92 и 96 песчаных фильтров. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или более электронных узлов 120, 122, 124 управления потоком могут использовать для управления потоком флюида через системы 97 шунтирующих труб.
В стволе 12 скважины на нижнем конце колонны 30 насосно-компрессорных труб расположена компоновка 104 для верхнего заканчивания, которая содержит различные инструменты, такие как пакер 106 и модуль 112 управления потоком флюида.
Выше по стволу скважины от компоновки 104 для верхнего заканчивания проходят одна или более линий 116, такие как гидравлические насосно-компрессорные трубы, насосно-компрессорные трубы для жидкости под давлением, электрический кабель и т.п., которые проходят до поверхности 16 и могут использоваться для управления компоновкой 104 для верхнего заканчивания и компоновкой 82 для нижнего заканчивания. В одном или более вариантах осуществления изобретения линии 116 проходят до модуля 112 управления потоком флюида и используются для передачи управляющих сигналов в модуль 112 управления потоком флюида и из него. Модуль 112 управления потоком флюида могут использовать для беспроводной связи с электронными узлами 102, 122 и 124 управления потоком, например, посредством электромагнитных сигналов или сигналов давления.
Со ссылкой на фиг. 2, регулируемый электронный узел управления потоком, например электронные узлы 120, 122 и 124 управления потоком, показанные на фиг. 1, проиллюстрирован более детально и преимущественно изображен как электронный узел 200 управления потоком. Электронный узел 200 управления потоком преимущественно содержит корпус 202 клапана электронного узла управления потоком, содержащий путь 204 потока электронного узла управления потоком, определенный через него, проходящий между каналами 206, 208 для флюида. Механизм 210 аккумулирования энергии может быть расположен вдоль пути 204 потока электронного узла управления потоком. Путь 204 потока может быть определен одним или более каналами или трубопроводами 205, образованными в корпусе 202 клапана электронного узла управления потоком, и аналогичным образом может содержать один или более манифольдов 207, соединяющих между собой каналы 205 и каналы 206, 208 для флюида. В некоторых вариантах осуществления изобретения механизм 210 аккумулирования энергии представляет собой турбогенератор или лопаточный генератор, который может приводиться в действие потоком флюида, протекающим по пути 204 потока. В других вариантах осуществления изобретения механизм 210 аккумулирования энергии может быть расположен так, чтобы приводиться в действие потоком флюида за пределами корпуса 202 клапана электронного узла управления потоком, например потоком добытого флюида, протекающим мимо электронного узла 200 управления потоком. Вдоль пути 204 потока между каналами 206, 208 для флюида также расположен регулируемый клапан 212, который могут использовать для создания ограничения в канале 205 для управления потоком вдоль пути 204 потока. Клапан 212 не ограничивается конкретным типом клапана, а может быть любым клапаном, известным специалистам в данной области техники. Не ограничивая вышеизложенное, в некоторых вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть шаровым клапаном, тогда как в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть плунжерным клапаном, а еще в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть запорным клапаном. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения клапан 212 показан как содержащий приводной механизм 214 для приведения в действие подвижного плунжера 215, который может перемещаться линейно для изменения ограничения. В любом случае клапан 212 преимущественно может перемещаться между первым положением и вторым положением, чтобы регулировать поток вдоль пути 204 потока электронного узла управления потоком. В этом отношении первое положение может быть полностью закрытым, а второе положение может быть до некоторой степени открытым, чтобы позволить флюиду течь по пути 204 потока. Клапан 212 можно регулировать для изменения потока по пути 204 потока для различных операций. Например, клапан 212 может находиться в полностью открытом положении, чтобы дать возможность использовать электронный узел управления потоком во время операций закачки жидкости, таких как кислотная обработка, гидроразрыв пласта, гравийная набивка и т.п. После этого, когда клапан 212 используют для добычи, поток по пути 204 потока может быть уменьшен путем закрытия клапана 212, чтобы образовать частичное ограничение в канале 205, таким образом управляя потоком пластового флюида по пути 204 потока. В любом случае клапан 212 управляется приводным механизмом 214, таким как электрический привод. Электрический привод 214 преимущественно может приводиться в действие механизмом 210 аккумулирования энергии, управляемым управляющей электроникой 216. Управляющая электроника 216 содержит беспроводной передатчик 218 для приема беспроводных управляющих сигналов, как описано в данном документе. В данном документе под беспроводным передатчиком подразумевается любое устройство, которое может принимать беспроводной сигнал и/или передавать беспроводной сигнал и не ограничено определенным типом беспроводного сигнала. В одном или более предпочтительных вариантах осуществления изобретения все из механизма 210 аккумулирования энергии, клапана 212, электрического привода 214 и управляющей электроники 216 размещены на корпусе 202 клапана электронного узла управления потоком или иным образом укомплектованы с ним. В одном или более вариантах осуществления изобретения беспроводной передатчик 218 может быть дополнительно расположен для передачи беспроводных сигналов от датчика 220, расположенного для измерения условий окружающей среды рядом с электронным узлом 200 управления потоком. Без ограничения изобретения датчик 220 может быть датчиком температуры, датчиком давления, датчиком потока или оптическим датчиком. В одном или более вариантах осуществления изобретения датчик 220 аналогичным образом может быть размещен на корпусе 202 клапана электронного узла управления потоком, тогда как в других вариантах осуществления изобретения датчик 220 может быть отделен от корпуса 202 клапана электронного узла управления потоком. Датчик 220 позволяет контролировать условия вокруг электронного узла 200 управления потоком и передавать данные беспроводным способом на контроллер, такой как модуль 112 управления потоком флюида, показанный на фиг. 1, что позволяет регулировать клапан 212 при необходимости в зависимости от условий, измеренных датчиком 220. В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 202 клапана электронного узла управления потоком может иметь форму муфты (см. фиг. 6), а в других вариантах осуществления изобретения корпус 202 клапана электронного узла управления потоком может иметь меньший профиль (см. фиг. 7). В некоторых вариантах осуществления изобретения корпус 202 клапана электронного узла управления потоком может содержать путь 204 потока электронного узла управления потоком со многими отверстиями 206 для флюида и/или многими каналами 208 для флюида. В еще одном варианте осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком может содержать два пути потока, определенные в нем и взаимно соединяющиеся с отверстием 206 для флюида, причем каждый из путей потока оканчивается каналом 208 для флюида, так что поток к одному или другому из каналов 208 для флюида может выборочно определяться клапаном 212.
На фиг. 3A и 3B проиллюстрированы виды в поперечном разрезе вариантов осуществления компоновки 300 для нижнего заканчивания с одним или более электронными узлами 200 управления потоком, как представлено на фиг. 2. Компоновка 300 для нижнего заканчивания преимущественно состоит по меньшей мере из одной компоновки 310 песчаного фильтра электронного узла управления потоком. Компоновка 310 песчаного фильтра содержит базовую трубу 312, проходящую между первым концом 314 и вторым концом 316 и определяющую в нем внутренний проточный канал 318. Базовая труба 312 дополнительно содержит по меньшей мере одно перфорационное отверстие 320, имеющее площадь А1 отверстия в поперечном разрезе. В других вариантах осуществления изобретения базовая труба 312 может содержать несколько перфорационных отверстий. Песчаный фильтр 322 расположен вокруг части базовой трубы 312 и образует путь потока или проточный канал 324 песчаного фильтра между песчаным фильтром 322 и базовой трубой 312. Песчаный фильтр 322 может быть любой фильтрующей средой, известной в отрасли, и не предполагается, что он ограничивается данным изобретением. В одном варианте осуществления изобретения компоновка 310 песчаного фильтра может содержать два или более песчаных фильтров 322, развернутых вдоль базовой трубы 312, например, проиллюстрированных как песчаные фильтры 322a и 322b. Хотя песчаный фильтр 322 проиллюстрирован как находящийся на некотором расстоянии от перфорационного отверстия 320, перфорационное отверстие 320 также может располагаться рядом с песчаным фильтром 322. Компоновка 310 песчаного фильтра дополнительно содержит электронный узел 200 управления потоком. Как описано выше, электронный узел 200 управления потоком содержит по меньшей мере один клапан 212, но может содержать два или более клапанов 212. В качестве альтернативы, при необходимости, вместо нескольких клапанов 212 в одном электронном узле 200 управления потоком можно использовать несколько электронных узлов 200 управления потоком по мере необходимости. В любом случае на фиг. 3A проиллюстрирован электронный узел 200 управления потоком с одним клапаном 212, а на фиг. 3B проиллюстрировано несколько электронных узлов 200 управления потоком, а именно первый электронный узел 200a управления потоком и второй электронный узел 200b управления потоком. Клапан 212 не ограничивается конкретным типом клапана, а может быть любым клапаном, известным специалистам в данной области техники. Не ограничивая вышеизложенное, в некоторых вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть шаровым клапаном, тогда как в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть плунжерным клапаном, а еще в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть запорным клапаном. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения клапан 212 показан как содержащий приводной механизм 214 в виде электрического привода. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения электрический привод 214 приводит в действие подвижный плунжер 215, который может перемещаться линейно для изменения ограничения. В любом случае клапан 212 преимущественно может перемещаться между первым положением и вторым положением, чтобы регулировать поток вдоль пути 204 потока электронного узла управления потоком. В этом отношении первое положение может быть полностью закрытым, а второе положение может быть до некоторой степени открытым, чтобы позволить флюиду течь по пути 204 потока. Клапан 212 можно регулировать для изменения площади поперечного сечения пути 204 потока, что позволяет использовать разные скорости потока для разных операций. Электронный узел 200 управления потоком развернут вдоль базовой трубы 312 рядом с перфорационным отверстием 320 таким образом, что путь 204 потока электронного узла 200 управления потоком гидравлически сообщается с внутренним проточным каналом 318 через совмещенный канал 206 для флюида и перфорационное отверстие 320. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения путь 204 потока электронного узла 200 управления потоком также гидравлически сообщается с путями 324 потока песчаного фильтра через канал 208 для флюида. В том случае, когда базовая труба 312 содержит несколько перфорационных отверстий 320, электронный узел 200 управления потоком может аналогичным образом содержать несколько каналов 206 для флюида вдоль пути 204 потока. В других вариантах осуществления изобретения с несколькими перфорационными отверстиями 320 в базовой трубе 312, как показано на фиг. 3B, отдельный электронный узел 200 управления потоком может быть развернут для каждого перфорационного отверстия 320. В частности, как проиллюстрировано на фиг. 3B, первый электронный узел 200a управления потоком может связываться с первым перфорационным отверстием 320a, а второй электронный узел 200b управления потоком может связываться со вторым перфорационным отверстием 320b. В таком случае одно перфорационное отверстие можно использовать для первой задачи, такой как перфорационное отверстие для закачки, для закачки рабочей жидкости в кольцевое пространство рядом с песчаным фильтром, а другое перфорационное отверстие можно использовать для второй задачи, такой как перфорационное отверстие для добычи, для управления потоком пластового флюида, протекающим в базовую трубу 312. В таких вариантах осуществления изобретения площади A1a поперечного сечения перфорационного отверстия для закачки могут быть меньше, чем площадь A1b поперечного сечения перфорационного отверстия для добычи. Таким образом, ограничения пути 204 потока можно регулировать соответственно для операции, для которой используют электронный узел 200 управления потоком.
На каждой из фиг. 3А и 3 В проиллюстрирована соединительная муфта 330. Соединительная муфта 330 преимущественно расположена вокруг части базовой трубы 312 и находится на некотором расстоянии от нее для образования пути 332 потока соединительной муфты между соединительной муфтой 330 и базовой трубой 312. В варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг. 3, электронный узел 200 управления потоком находится на некотором расстоянии от и преимущественно расположен вдоль базовой трубы 312 между двумя песчаными фильтрами 322, изображенными как фильтры 322a и 322b. Соединительная муфта 330 проходит между песчаными фильтрами 322a, 322b и над электронным узлом 200 управления потоком, так что путь 332 потока муфты гидравлически соединяет пути 324 потока песчаного фильтра песчаных фильтров 322a, 322b. Кроме того, путь 204 потока электронного узла управления потоком гидравлически сообщается с гидравлически соединенными путями 324 и 332 потока. По существу, электронный узел 200 управления потоком могут использовать для управления потоком флюида из совокупности песчаных фильтров 322.
На фиг. 3А и 3 В показана компоновка 310 песчаного фильтра электронного узла управления потоком, соединенная с дополнительной компоновкой 350 песчаного фильтра. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения компоновка 350 песчаного фильтра не содержит перфорационные отверстия или отверстия базовой трубы, как компоновка 310 песчаного фильтра. Компоновка 350 песчаного фильтра содержит неперфорированную базовую трубу 352, проходящую между первым концом 354 и вторым концом 356 и определяющую в ней внутренний проточный канал 358. Песчаный фильтр 362 расположен вокруг части базовой трубы 352 и образует путь потока или проточный канал 364 песчаного фильтра между песчаным фильтром 362 и базовой трубой 352. Песчаный фильтр 362 может быть любой фильтрующей средой, известной в отрасли, и не предполагается, что он ограничивается данным изобретением. В одном варианте осуществления изобретения компоновка 350 песчаного фильтра может содержать два или более песчаных фильтров 362, развернутых вдоль базовой трубы 352. Как показано, первый конец 314 базовой трубы 312 соединен со вторым концом 356 базовой трубы 352 с образованием соединения 368 между ними. Соединительная муфта 370 проходит между песчаным фильтром 322 компоновки 310 песчаного фильтра электронного узла управления потоком и песчаным фильтром 362 компоновки 350 песчаного фильтра, так что соединительная муфта 370 охватывает стык 368 между компоновками песчаных фильтров, тем самым образуя путь 372 потока соединительной муфты между соединительной муфтой 370 и базовой трубой 312 и 352, чтобы гидравлически соединить путь 364 потока песчаного фильтра с путем 324 потока песчаного фильтра. В этом варианте осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком могут использовать для управления потоком пластового флюида, проходящим в компоновку 350 песчаного фильтра.
Фиг. 4 аналогична фиг. 3A, но на фиг. 4 перфорационное отверстие 320 и электронный узел 200 управления потоком находятся на некотором расстоянии от песчаного фильтра 322. В этом варианте осуществления изобретения соединительная муфта 330 проходит между электронным узлом 200 управления потоком и песчаным фильтром 322, так что путь 332 потока муфты соединительной муфты 330 гидравлически соединяет путь 324 потока песчаного фильтра и путь 204 потока электронного узла управления потоком. Конечно, в других вариантах осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком может быть расположен под песчаным фильтром 322 вдоль пути 324 потока или иным образом расположен рядом с песчаным фильтром 322, так что канал 208 для флюида электронного узла управления потоком гидравлически соединен с путем 324 потока.
Компоновка 300 для нижнего заканчивания преимущественно состоит по меньшей мере из одной компоновки 310 песчаного фильтра электронного узла управления потоком. Компоновка 310 песчаного фильтра содержит базовую трубу 312, проходящую между первым концом 314 и вторым концом 316 и определяющую в нем внутренний проточный канал 318. Базовая труба 312 дополнительно содержит по меньшей мере одно перфорационное отверстие 320, имеющее площадь А1 отверстия в поперечном разрезе. В других вариантах осуществления изобретения базовая труба 312 может содержать несколько перфорационных отверстий. Песчаный фильтр 322 расположен вокруг части базовой трубы 312 и образует путь потока или проточный канал 324 песчаного фильтра между песчаным фильтром 322 и базовой трубой 312. Песчаный фильтр 322 может быть любой фильтрующей средой, известной в отрасли, и не предполагается, что он ограничивается данным изобретением. В одном варианте осуществления изобретения компоновка 310 песчаного фильтра может содержать два или более песчаных фильтров 322, развернутых вдоль базовой трубы 312, например, проиллюстрированных как песчаные фильтры 322a и 322b. Хотя песчаный фильтр 322 проиллюстрирован как находящийся на некотором расстоянии от перфорационного отверстия 320, перфорационное отверстие 320 также может располагаться рядом с песчаным фильтром 322. Компоновка 310 песчаного фильтра дополнительно содержит электронный узел 200 управления потоком. Как описано выше, электронный узел 200 управления потоком содержит клапан 212. Клапан 212 не ограничивается конкретным типом клапана, а может быть любым клапаном, известным специалистам в данной области техники. Не ограничивая вышеизложенное, в некоторых вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть шаровым клапаном, тогда как в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть плунжерным клапаном, а еще в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть запорным клапаном. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения клапан 212 показан как содержащий приводной механизм 214 в виде электрического привода для приведения в действие подвижного плунжера 215, который может перемещаться линейно для изменения ограничения. В любом случае клапан 212 преимущественно может перемещаться между первым положением и вторым положением, чтобы регулировать поток вдоль пути 204 потока электронного узла управления потоком. В этом отношении первое положение может быть полностью закрытым, а второе положение может быть до некоторой степени открытым, чтобы позволить флюиду течь по пути 204 потока. Клапан 212 можно регулировать для изменения площади поперечного сечения пути 204 потока, обеспечивая различные скорости потока вдоль пути 204 потока для разных операций. Электронный узел 200 управления потоком развернут вдоль базовой трубы 312 рядом с перфорацией 320 таким образом, что путь 204 потока электронного узла 200 управления потоком гидравлически сообщается с внутренним проточным каналом 318 через совмещенный канал 206 для флюида и перфорацию 320. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения путь 204 потока электронного узла 200 управления потоком также гидравлически сообщается с путем 324 потока песчаного фильтра через канал 208 для флюида. В том случае, когда базовая труба 312 содержит несколько перфорационных отверстий 320, электронный узел 200 управления потоком может аналогичным образом содержать несколько каналов 206 для флюида вдоль пути 204 потока. В других вариантах осуществления изобретения с несколькими перфорационными отверстиями 320 в базовой трубе 312 отдельный электронный узел 200 управления потоком может быть развернут для каждого перфорационного отверстия 320. В таком случае одно перфорационное отверстие можно использовать в качестве перфорационного отверстия для закачки для закачки рабочей жидкости в кольцевое пространство рядом с песчаным фильтром, а другое перфорационное отверстие можно использовать в качестве перфорационного отверстия для добычи для управления потоком пластового флюида, протекающим в базовую трубу 312. В таких вариантах осуществления изобретения площади A1 поперечного сечения перфорации для закачки могут быть больше, чем площадь A1 поперечного сечения перфорации для добычи. Таким образом, ограничения пути 204 потока можно регулировать соответственно для операции, для которой используют электронный узел 200 управления потоком.
Обеспечена соединительная муфта 330, которая преимущественно расположена вокруг части базовой трубы 312 и находится на некотором расстоянии от нее для образования пути 332 потока соединительной муфты между соединительной муфтой 330 и базовой трубой 312. Соединительная муфта 330 проходит между песчаными фильтрами 322a, 322b и над электронным узлом 200 управления потоком, так что путь 332 потока муфты гидравлически соединяет пути 324 потока песчаного фильтра песчаных фильтров 322a, 322b. Кроме того, путь 204 потока электронного узла управления потоком гидравлически сообщается с гидравлически соединенными путями 324 и 332 потока. По существу, электронный узел 200 управления потоком могут использовать для управления потоком флюида из совокупности песчаных фильтров 322.
Показано, что компоновка 310 песчаного фильтра электронного узла управления потоком соединена с дополнительной компоновкой 350 песчаного фильтра. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения компоновка 350 песчаного фильтра не содержит перфорационные отверстия или отверстия базовой трубы, как компоновка 310 песчаного фильтра. Компоновка 350 песчаного фильтра содержит неперфорированную базовую трубу 352, проходящую между первым концом 354 и вторым концом 356 и определяющую в ней внутренний проточный канал 358. Песчаный фильтр 362 расположен вокруг части базовой трубы 352 и образует путь потока или проточный канал 364 песчаного фильтра между песчаным фильтром 362 и базовой трубой 352. Песчаный фильтр 362 может быть любой фильтрующей средой, известной в отрасли, и не предполагается, что он ограничивается данным изобретением. В одном варианте осуществления изобретения компоновка 350 песчаного фильтра может содержать два или более песчаных фильтров 362, развернутых вдоль базовой трубы 352. Как показано, первый конец 314 базовой трубы 312 соединен со вторым концом 356 базовой трубы 352 с образованием соединения 368 между ними. Соединительная муфта 370 проходит между песчаным фильтром 322 компоновки 310 песчаного фильтра электронного узла управления потоком и песчаным фильтром 362 компоновки 350 песчаного фильтра, так что соединительная муфта 370 охватывает стык 368 между компоновками песчаных фильтров, тем самым образуя путь 372 потока соединительной муфты между соединительной муфтой 370 и базовой трубой 312 и 352, чтобы гидравлически соединить путь 364 потока песчаного фильтра с путем 324 потока песчаного фильтра. В этом варианте осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком могут использовать для управления потоком пластового флюида, проходящим в компоновку 350 песчаного фильтра.
В соответствии с фиг. 5A и 5B проиллюстрированы варианты осуществления компоновки 400 для нижнего заканчивания с электронным узлом 200 управления потоком (как описано выше) и компоновки 402 шунтирующей трубы рядом с электронным узлом 200 управления потоком. Компоновка 402 шунтирующей трубы преимущественно содержит по меньшей мере одну трубу 403, в которой определен путь 405 потока. Компоновка 400 для нижнего заканчивания преимущественно состоит по меньшей мере из одной компоновки 410 песчаного фильтра электронного узла управления потоком. Компоновка 410 песчаного фильтра содержит базовую трубу 412, проходящую между первым концом 414 и вторым концом 416 и определяющую в нем внутренний проточный канал 418. Базовая труба 412 дополнительно содержит по меньшей мере одну перфорацию 420, имеющую площадь А2 отверстия в поперечном разрезе. Песчаный фильтр 422 расположен вокруг части базовой трубы 412 и образует путь потока или проточный канал 424 между песчаным фильтром 422 и базовой трубой 412. Песчаный фильтр 422 может быть любой фильтрующей средой, известной в отрасли, и не предполагается, что он ограничивается данным изобретением. В одном варианте осуществления изобретения компоновка 410 песчаного фильтра может содержать два или более песчаных фильтров 422, развернутых вдоль базовой трубы 412. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения песчаный фильтр 422 проиллюстрирован как смежное перфорационное отверстие 420 базовой трубы 412.
Компоновка 410 песчаного фильтра дополнительно содержит электронный узел 200 управления потоком, развернутый вдоль базовой трубы 412 рядом с перфорационным отверстием 420 таким образом, что путь 204 потока электронного узла 200 управления потоком гидравлически сообщается с внутренним проточным каналом 418 через совмещенный канал 206 для флюида и перфорационное отверстие 420. В проиллюстрированных вариантах осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком расположен рядом с песчаным фильтром 422, так что путь 204 потока электронного узла 200 управления потоком также может гидравлически сообщаться с путем 424 потока песчаного фильтра через канал 208 для флюида. Как описано выше, электронный узел 200 управления потоком содержит клапан 212. Клапан 212 не ограничивается конкретным типом клапана, а может быть любым клапаном, известным специалистам в данной области техники. Не ограничивая вышеизложенное, в некоторых вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть шаровым клапаном, тогда как в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть плунжерным клапаном, а еще в других вариантах осуществления изобретения клапан 212 может быть запорным клапаном. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения клапан 212 показан как содержащий приводной механизм 214, такой как электрический привод, для приведения в действие подвижного плунжера 215, который может перемещаться линейно для изменения ограничения. В любом случае клапан 212 преимущественно может перемещаться между по меньшей мере первым положением и вторым положением, чтобы регулировать поток вдоль пути 204 потока электронного узла управления потоком. В этом отношении первое положение может быть полностью закрытым, а второе положение может быть до некоторой степени открытым, чтобы позволить флюиду течь по пути 204 потока. Клапан 212 можно регулировать для изменения площади поперечного сечения пути 204 потока, обеспечивая различную скорость потока вдоль пути 204 потока для различных операций.
На фиг. 5A и 5B компоновка 410 песчаного фильтра электронного узла управления потоком показана соединенной с дополнительной компоновкой 450 песчаного фильтра. Хотя компоновка 450 песчаного фильтра не содержит перфорационные отверстия или отверстия базовой трубы, как компоновка 410 песчаного фильтра, в других вариантах осуществления изобретения компоновка 450 песчаного фильтра может представлять собой компоновку песчаного фильтра электронного узла управления потоком, описанную в данном документе. В любом случае компоновка 450 песчаного фильтра содержит базовую трубу 452, проходящую между первым концом 454 и вторым концом 456 и определяющую в ней внутренний проточный канал 458. Песчаный фильтр 462 расположен вокруг части базовой трубы 452 и образует путь потока или проточный канал 464 песчаного фильтра между песчаным фильтром 462 и базовой трубой 452. Песчаный фильтр 462 может быть любой фильтрующей средой, известной в отрасли, и не предполагается, что он ограничивается данным изобретением. В одном варианте осуществления изобретения компоновка 450 песчаного фильтра может содержать два или более песчаных фильтров 462, развернутых вдоль базовой трубы 452. Как показано, первый конец 414 базовой трубы 412 соединен со вторым концом 456 базовой трубы 452 с образованием соединения 468 между ними. Компоновка 450 песчаного фильтра также содержит компоновку 470 шунтирующей трубы. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения соединительная труба 472 гидравлически соединяет компоновку 402 шунтирующей трубы с компоновкой 470 шунтирующей трубы через стык 468. В то время как проиллюстрировано, что компоновки 402, 470 шунтирующих труб проходят вдоль их соответствующих компоновок 410, 450 песчаных фильтров электронного узла управления потоком, расположенных снаружи песчаных фильтров 422, 462, одна или обе компоновки 402, 470 шунтирующих труб могут проходить между песчаными фильтрами 422, 462 и их соответствующими базовыми трубами 412, 452.
На фиг. 5B электронный узел 200 управления потоком, развернутый вдоль базовой трубы 412, содержит первый канал 206 для флюида, совмещенный с перфорационным отверстием 420 базовой трубы 412, второй канал 208 для флюида, который гидравлически сообщается с путем 424 потока песчаного фильтра, и третий канал 209 для флюида, который гидравлически сообщается с перфорационным отверстием 421 в трубе 403 компоновки 402 шунтирующей трубы. В варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг. 5B, клапан 212 преимущественно может перемещаться между по меньшей мере первым положением, вторым положением и третьим положением. В первом положении поток через первый канал 206 для флюида заблокирован, и клапан 212 полностью закрыт. Во втором положении клапан 212 может быть открыт до некоторой степени, чтобы позволить флюиду течь по пути 204 потока ко второму каналу 208 для флюида, тем самым устанавливая гидравлическое сообщение между внутренним проточным каналом 418 и путем 424 потока песчаного фильтра через канал 208 для флюида. В этом втором положении поток через канал 209 заблокирован. В третьем положении, которое проиллюстрировано на фиг. 5B, клапан 212 может быть открыт до некоторой степени, чтобы позволить флюиду течь по пути 204 потока к третьему каналу 209 для флюида, тем самым устанавливая гидравлическое сообщение между внутренним проточным каналом 418 и путем 405 потока шунтирующей трубы через канал 209 для флюида. В этом третьем положении поток через канал 208 заблокирован. Таким образом, клапан 212 представляет собой по меньшей мере трехпозиционный клапан в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения. В любом случае, электронный узел 200 управления потоком, показанный на фиг. 5B, можно использовать для управления потоком, протекающим через компоновку 402 шунтирующей трубы и компоновку 410 песчаного фильтра.
На фиг. 6 и 7 показана компоновка 402 шунтирующей трубы, проходящая рядом с электронным узлом 200 управления потоком и песчаным фильтром 422. В одном или более вариантах осуществления изобретения компоновка 402 шунтирующей трубы может содержать по меньшей мере одну из транспортировочной трубы 404 или набивочной трубы 406 или обе, причем каждая труба содержит перепускной канал 404a, 406a, соответственно, определенный в ней, причем набивочная труба 406 дополнительно содержит совокупность патрубков 408, через которые рабочую жидкость могут закачивать возле компоновки 410 песчаного фильтра. На фиг. 6 показано, что транспортировочная труба 404 и набивочная труба 406 проходят над электронным узлом 200 управления потоком, при этом электронный узел 200 управления потоком проходит вокруг базовой трубы 412, тогда как на фиг. 7 показано, что транспортировочная труба 404 и набивочная труба 406 проходят вдоль электронного узла 200 управления потоком, причем электронный узел 200 управления потоком не полностью проходит вокруг базовой трубы 412. Одна или обе шунтирующие трубы 404, 406 также могут быть расположены в радиальном направлении внутрь относительно песчаного фильтра 422 или в радиальном направлении внутрь относительно песчаного фильтра 422. В некоторых вариантах осуществления изобретения транспортировочная труба 404 может быть расположена в радиальном направлении внутрь относительно песчаного фильтра 422, а набивочная труба 406 расположена в радиальном направлении наружу относительно компоновки 422 песчаного фильтра. В некоторых вариантах осуществления изобретения транспортировочная труба 404 может быть расположена в радиальном направлении наружу относительно песчаного фильтра 422, а набивочная труба 406 расположена в радиальном направлении внутрь относительно компоновки 422 песчаного фильтра. В одном или более вариантах осуществления изобретения компоновка 402 шунтирующей трубы может содержать только набивочную трубу 406 с совокупностью патрубков 408. В таких вариантах осуществления изобретения набивочная труба 406 может быть расположена в радиальном направлении внутрь относительно песчаного фильтра 422, как показано на фиг. 7, или в радиальном направлении наружу относительно песчаного фильтра 422, как показано на фиг. 6. Следует понимать, что в таких вариантах осуществления изобретения необходимость в транспортировочной трубе 404 может быть устранена за счет наличия электронного узла 200 управления потоком для доставки флюида к набивочной трубе 406 из внутреннего проточного канала 418.
На фиг. 8 изображен электронный узел 490 управления потоком для использования при управлении потоком флюида, протекающим через одну или более труб 404, 406, содержащих компоновку 402 шунтирующей трубы. В одном или более вариантах осуществления изобретения компоновка 402 шунтирующей трубы может содержать транспортировочную трубу 404 и набивочную трубу 406, причем каждая труба содержит перепускной канал 404a, 406a, соответственно, определенный в ней, набивочная труба 406 дополнительно содержит совокупность патрубков 408, через которые рабочую жидкость могут закачивать возле компоновки 410 песчаного фильтра. В одном варианте осуществления изобретения, как проиллюстрировано, электронный узел 490 управления потоком расположен для управления потоком, протекающим через каждую из транспортировочной трубы 404 и набивочной трубы 406. Преимущественно, электронный узел 490 управления потоком содержит те же компоненты и работает аналогично электронному узлу 200 управления потоком, описанному выше, однако в проиллюстрированном варианте осуществления изобретения электронный узел 490 управления потоком содержит два клапана. В частности, как показано, электронный узел 490 управления потоком содержит два пути 492, 494 потока, каждый с регулируемым клапаном 492a, 494a, расположенным вдоль них. Каждый регулируемый клапан 492а, 494а управляется электрическим приводом или приводным механизмом 496а, 496b. Электронный узел 490 управления потоком может быть расположен между расположенной выше по потоку частью 498 и расположенной ниже по потоку частью 499 каждой из транспортировочной трубы 404 и набивочной трубы 406. По существу, путь 492 потока гидравлически соединяет между собой части 498 и 499 транспортировочной трубы 404, а путь 494 потока гидравлически соединяет части 498 и 499 набивочной трубы 406.
Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком могут использовать с компоновкой 402 шунтирующей трубы без развертывания также электронного узла 200 управления потоком для управления потоком, протекающим в компоновку песчаного фильтра. Таким образом, некоторые компоновки песчаных фильтров могут содержать только электронный узел 200 управления потоком для управления потоком, протекающим через компоновку 402 шунтирующей трубы. Например, компоновка песчаного фильтра на фиг. 8 может не содержать электронный узел управления потоком для потока пластового флюида.
На фиг. 9a, 9b и 9c показана компоновка 600 для заканчивания, содержащая совокупность соединенных между собой компоновок 610 песчаных фильтров электронного узла управления потоком. В частности, эксплуатационная колонна 612 может содержать следующие друг за другом гидравлически соединенные между собой компоновки 610a, 610b, 610c, 610d песчаного фильтра, как показано, рядом с зоной 614 добычи пласта вдоль ствола 616 скважины. Колонна 612 может быть охарактеризована как имеющая расположенный ниже по потоку или дистальный конец 618 и расположенный выше по потоку или проксимальный конец 620. Каждая компоновка 610 песчаного фильтра содержит электронный узел 200 управления потоком, как описано в данном документе, показанный в виде электронных узлов 200a, 200b, 200c, 200d управления потоком. Каждая компоновка 610 песчаного фильтра содержит базовую трубу 622, проходящую между первым концом 624 и вторым концом 626 и определяющую в ней внутренний проточный канал 628. Каждая компоновка 610 песчаного фильтра дополнительно содержит песчаный фильтр 630, расположенный вокруг части базовой трубы 622. Электронный узел 200 управления потоком каждой компоновки 610 песчаного фильтра обеспечивает путь потока между внутренним проточным каналом 628 базовой трубы 622 и внешней стороной базовой трубы 622, независимо от того, расположен ли он рядом с песчаным фильтром 630 или находится на некотором расстоянии от песчаного фильтра 630. В этом отношении каждый электронный узел 200 управления потоком может быть специально предназначен для закачки рабочей жидкости в кольцевое пространство 632 возле компоновки 600 для заканчивания. В других вариантах осуществления изобретения электронный узел 200 управления потоком могут использовать как для закачки рабочей жидкости в кольцевое пространство 632, так и для управления потоком пластовых флюидов из кольцевого пространства 632 в базовую трубу 622. Герметизирующий механизм 634a, такой как пакер или другие устройства, хорошо известный в данной области техники, может быть развернут ниже по потоку от самого нижнего электронного узла управления потоком вдоль секции эксплуатационной колонны рядом с зоной 614 добычи, в этом случае изображенный как электронный узел 200a управления потоком рядом с дистальным концом 618 части зоны добычи колонны 612. Аналогичным образом, герметизирующий механизм 634b может быть развернут выше по потоку от самого верхнего электронного узла управления потоком вдоль секции эксплуатационной колонны рядом с зоной 614 добычи, в данном случае изображенный как электронный узел 200d управления потоком рядом с проксимальным концом 620 части зоны добычи колонны 612. Конечно, специалистам в данной области техники будет понятно, что герметизирующие механизмы 634 могут быть размещены в любом месте вдоль колонны 612, как требуется для зональной герметизации, и данное изобретение не ограничивается в этом отношении. В одном или более вариантах осуществления изобретения зона 614 добычи может быть определена как пласт между первым и вторым герметизирующими механизмами 634a, 634b вдоль эксплуатационной колонны 614.
В любом случае, электронными узлами 200 управления потоком компоновок 610a, 610b, 610c, 610d песчаных фильтров могут выборочно управлять для закачки рабочей жидкости в кольцевое пространство 632 для конкретной операции. В одном варианте осуществления изобретения электронные узлы 200 управления потоком могут быть последовательно открыты, начиная с наиболее дистальной компоновки 610a песчаного фильтра, до кольцевого пространства 632 гравийной набивки. Следует понимать, что при выполнении операции гравийной набивки с использованием электронных узлов 200 управления потоком, как описано в данном документе, устраняется необходимость в промывочной трубе на конце колонны 612, такой как используемая в предшествующем уровне техники, поскольку выборочное управление электронными узлами 200 управления потоком могут использовать для моделирования функции промывочной трубы.
Таким образом, может быть проведена операция гравийной набивки, при которой колонна 612 насосно-компрессорных труб, содержащая по меньшей мере два последовательных электронных узла 200 управления потоком, расположена рядом с зоной 614 добычи в стволе 616 скважины. Герметизирующий механизм 634a может быть развернут ниже по потоку от самого нижнего электронного узла 200 управления потоком, а герметизирующий механизм 634b может быть развернут выше по потоку от самого верхнего электронного узла 200 управления потоком. В одном или более вариантах осуществления изобретения колонну 612 спускают в ствол 616 скважины и развертывают со всеми электронными узлами 200 управления потоком в закрытой конфигурации, в результате чего соответствующие клапаны электронного узла управления потоком закрываются, блокируя поток, протекающий вдоль пути потока электронного узла управления потоком, как описано выше. Как только колонна 612 находится в нужном положении, самый нижний электронный узел 200 управления потоком, в данном случае электронный узел 200а управления потоком компоновки 610а песчаного фильтра, может быть приведен в действие для открытия клапана электронного узла управления потоком самой нижней компоновки 610 песчаного фильтра, в данном случае компоновки 610а фильтра. Затем суспензию гравийной набивки закачивают вниз по колонне 612 к активированному электронному узлу 200а управления потоком, направляют через электронный узел 200а управления потоком и закачивают с помощью электронного узла 200а управления потоком в кольцевое пространство 632 рядом с компоновкой 610а песчаного фильтра, с образованием гравийного фильтра 638 возле компоновки 610a песчаного фильтра. После того как создана гравийная набивка 638 возле компоновки 610а песчаного фильтра, как показано на фиг. 9A, открывают электронный узел 200b управления потоком компоновки 610b песчаного фильтра, и процедура повторяется, в результате чего гравийная набивка 638 проходит до кольцевого пространства рядом с компоновкой 610b песчаного фильтра, как показано на фиг. 9B. Аналогичным образом, после того как создана гравийная набивка 638 возле компоновки 610b песчаного фильтра, открывают электронный узел 200c управления потоком компоновки 610c песчаного фильтра, и процедура повторяется, в результате чего гравийная набивка 638 проходит до кольцевого пространства рядом с компоновкой 610c песчаного фильтра, как показано на фиг. 9C. Процедура может повторяться, последовательно перемещаясь выше по потоку, для максимального количества компоновок 610 песчаных фильтров электронного узла 200 управления потоком, которые могут быть включены в колонну 612. Следует понимать, что не все компоновки песчаных фильтров, содержащие колонну 612, должны быть компоновками песчаных фильтров электронного узла управления потоком. Таким образом, компоновки песчаных фильтров неэлектронных узлов управления потоком могут быть соединены между собой в колонне 612. В любом случае, на фиг. 9А, 9 В и 9С проиллюстрировано последовательное создание гравийной набивки 638 от дистального конца 618 колонны 612 по направлению к проксимальному концу 620 колонны 612 или иным образом в кольцевом пространстве 632 между первым герметизирующим механизмом 634а и вторым герметизирующим механизмом 634b.
Хотя в некоторых вариантах осуществления изобретения после завершения закачки через электронный узел 200a управления потоком электронный узел 200a управления потоком может оставаться в открытом положении для продолжения слива суспензионного флюида из гравийной набивки 638, в других вариантах осуществления изобретения после завершения закачки суспензии через электронный узел 200a управления потоком электронный узел 200a управления потоком может быть закрыт. Эти описанные выборочные операции электронного узла 200a управления потоком применяются ко всем электронным узлам 200 управления потоком в колонне 612.
В одном или более вариантах осуществления изобретения датчик, такой как датчик 220, описанный выше на фиг. 2, могут использовать для контроля образования гравийной набивки 638. Например, как только достигается определенное пороговое давление флюида возле компоновки 610a песчаного фильтра, электронный узел 200b управления потоком может быть открыт.В другом варианте осуществления изобретения, как только скорость потока флюида, протекающего через электронный узел 200a управления потоком, падает ниже заданного порогового значения, электронный узел 200b управления потоком может быть открыт.То же самое применимо к измеряемому давлению или другим условиям, измеряемым соседним датчиком 220.
Следует понимать, что датчик 220 могут использовать для генерирования сигнала, который передается беспроводным способом на станцию управления выше по потоку от компоновки 610a песчаного фильтра, и соответствующий управляющий сигнал может передаваться обратно на компоновку 610a песчаного фильтра, чтобы закрыть электронный узел 200a управления потоком, или, в качестве альтернативы, передаваться на компоновку 610b песчаного фильтра, чтобы открыть электронный узел 200b управления потоком. В качестве альтернативы, синхронизирующий сигнал, локально генерируемый электронными узлами 200 управления потоком, могут использовать для управления открытием электронных узлов 200 управления потоком во время операций закачки флюидов. Например, может быть открыт электронный узел 200a управления потоком, и по прошествии заданного времени, упомянутого выше, может быть открыт электронный узел 200b управления потоком. Аналогично, каждый расположенный выше по потоку электронный узел 200 управления потоком может открываться последовательно или выборочно. В других вариантах осуществления изобретения синхронизирующий сигнал может быть передан каждому электронному узлу 200 управления потоком в колонне до начала процесса.
В других вариантах осуществления изобретения вместо закачки суспензии гравийной набивки можно закачивать другие рабочие жидкости. Более того, в то время как в одном способе могут последовательно открываться и/или закрыться электронные узлы 200 управления потоком вдоль колонны 612, в других вариантах осуществления изобретения электронные узлы 200 управления потоком могут открываться или закрываться в любом требуемом порядке. Кроме того, вышеизложенное применимо независимо от того, закачивают ли рабочие жидкости в кольцевое пространство 632 ствола скважины или пластовые флюиды проходят через песчаные фильтры 630 в проточный канал 628. Таким образом, управляющие сигналы могут передавать беспроводным способом на совокупность электронных узлов 200 управления потоком для управления добычей пластовых флюидов вдоль колонны.
На фиг. 10 изображен способ 650 управления потоком флюидов в стволе скважины с использованием электронных узлов 200 управления потоком, расположенных рядом с компоновками песчаных фильтров. В одном или более вариантах осуществления изобретения способ 650 могут использовать для закачки флюида в кольцевое пространство 632 ствола скважины. В одном или более вариантах осуществления изобретения способ 650 могут использовать для закачки текучей среды в кольцевое пространство 632 ствола скважины с использованием последовательных электронных узлов управления потоком. В этом отношении способ 650 могут использовать для гравийной набивки кольцевого пространства ствола скважины. В одном или более вариантах осуществления изобретения способ 650 могут использовать для управления потоком добываемого флюида из кольцевого пространства ствола скважины.
На первом этапе 652 компоновку для заканчивания, содержащую один или более электронных узлов управления потоком и одну или более компоновок песчаных фильтров размещают рядом с зоной добычи в стволе скважины. В одном или более вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания содержит ряд последовательных, гидравлически связанных между собой компоновок песчаных фильтров, причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит электронный узел управления потоком с клапаном, перемещаемым между по меньшей мере открытым положением и закрытым положением. Клапан может быть установлен в выбранное открытое или закрытое положение по необходимости для операции. Компоновка для заканчивания может содержать герметизирующий механизм, расположенный под самым нижним электронным узлом управления потоком, и герметизирующий механизм, расположенный над самым верхним электронным узлом управления потоком в сегменте эксплуатационной колонны, тем самым определяя зону добычи между герметизирующими механизмами.
На этапе 654 по меньшей мере один электронный узел управления потоком приводят в действие для изменения пути потока через приведенный в действие электронный узел управления потоком. В одном или более вариантах осуществления изобретения электронный узел управления потоком приводят в действие для открытия или закрытия клапана электронного узла управления потоком. В одном или более вариантах осуществления изобретения электронный узел управления потоком приводят в действие для регулирования клапана электронного узла управления потоком, тем самым управляя потоком флюида, протекающим через связанную компоновку песчаного фильтра. В одном или более вариантах осуществления изобретения электронный узел управления потоком приводят в действие для открытия клапана приведенного в действие электронного узла управления потоком, причем электронный узел управления потоком был развернут с клапаном в закрытом положении. В этом отношении может быть передан сигнал для приведения в действие электронного узла управления потоком. В некоторых вариантах осуществления изобретения сигнал могут передавать беспроводным способом. В некоторых вариантах осуществления изобретения сигнал могут передавать беспроводным способом от основного ствола скважины в боковой ствол скважины, в котором расположен электронный узел управления потоком. В некоторых вариантах осуществления изобретения первый сигнал может быть передан для приведения в действие первого электронного узла управления потоком в ряде электронных узлов управления потоком. В некоторых вариантах осуществления изобретения совокупность электронных узлов управления потоком могут приводить в действие посредством сигнала, а в других вариантах осуществления изобретения отдельный сигнал может передаваться для отдельного приведения в действие каждого электронного узла управления потоком в совокупности электронных узлов управления потоком, так что электронные узлы управления потоком могут быть активированы в выбранном порядке.
На этапе 656 рабочую жидкость закачивают вниз по колонне насосно-компрессорных труб к компоновке для заканчивания и, в частности, к приведенному в действие электронному узлу управления потоком. Если способ 650 представляет собой гравийную набивку, этап 656 может включать в себя закачку суспензии гравийной набивки вниз по колонне насосно-компрессорных труб к компоновке для заканчивания. В других вариантах осуществления изобретения другие типы рабочей жидкости могут закачивать вниз по колонне насосно-компрессорных труб. Например, во время кислотной обработки кислотную рабочую жидкость могут закачивать вниз по колонне насосно-компрессорных труб к электронным узлам управления потоком. Специалистам в данной области техники будет понятно, что этап 656 может быть опущен в случаях, когда электронные узлы управления потоком приводятся в действие для управления потоком добываемых флюидов в отличие от закачки рабочей жидкости.
На этапе 658 рабочую жидкость направляют через приведенный в действие электронный узел управления потоком и закачивают в кольцевое пространство ствола скважины вокруг компоновки для заканчивания. В одном или более вариантах осуществления изобретения, в которых рабочая жидкость представляет собой суспензию, этап 658 включает в себя направление потока суспензии через электронный узел управления потоком из компоновки для заканчивания в кольцевое пространство ствола скважины вокруг песчаного фильтра компоновки для заканчивания.
В одном или более вариантах осуществления изобретения совокупность электронных узлов управления потоком может последовательно приводиться в действие и использоваться для управления потоком флюидов. Таким образом, на этапе 660 первый открытый электронный узел управления потоком может быть закрыт, а второй закрытый электронный узел управления потоком может быть открыт. Первый электронный узел управления потоком может находиться в нижнем или более дистальном месте в стволе скважины, чем второй электронный узел управления потоком, который расположен выше по потоку от первого электронного узла управления потоком в стволе скважины. Этот этап можно повторить для последующих электронных узлов управления потоком. Таким образом, второй открытый электронный узел управления потоком может быть закрыт, а третий закрытый электронный узел управления потоком может быть открыт, при этом второй электронный узел управления потоком может находиться в более низком или более дистальном месте в стволе скважины, чем третий электронный узел управления потоком, который расположен выше по потоку от второго электронного узла управления потоком в стволе скважины. В операциях гравийной набивки, путем повторения этого этапа 660 несколько раз для последовательных электронных узлов управления потоком, начиная с расположенного ниже по потоку электронного узла управления потоком и последовательно приводя в действие расположенные выше по потоку электронные узлы управления потоком, можно постепенно создавать гравийную набивку вокруг компоновок песчаного фильтра компоновки для заканчивания от дистального до проксимального местоположения. Этап 660 может включать в себя измерение характеристики компоновки для закачивания, содержащей один или более электронных узлов управления потоком, и приведение в действие электронного узла управления потоком на основании измеренной характеристики. В одном или более вариантах осуществления изобретения первый электронный узел управления потоком используют для закачки суспензии гравийной набивки в кольцевое пространство ствола скважины рядом с зоной добычи, а первый датчик используют для измерения накопления гравийной набивки в первом месте. Как только пороговая характеристика измерения измеряется первым датчиком, первый электронный узел управления потоком закрывается, а следующий за ним второй электронный узел управления потоком открывается. Второй электронный узел управления потоком используют для закачки суспензии гравийной набивки в кольцевое пространство ствола скважины рядом с зоной добычи, а второй датчик используют для измерения накопления гравийной набивки во втором месте выше по потоку от первого места. Как только пороговая характеристика измерения измеряется вторым датчиком, второй электронный узел управления потоком закрывается, а следующий за ним третий электронный узел управления потоком открывается. Третий электронный узел управления потоком используют для закачки суспензии гравийной набивки в кольцевое пространство ствола скважины рядом с зоной добычи, а третий датчик используют для измерения накопления гравийной набивки в третьем месте выше по потоку от второго места. Как только пороговая характеристика измерения измеряется третьим датчиком, третий электронный узел управления потоком закрывается, а следующий за ним четвертый электронный узел управления потоком открывается. Этот процесс может повторяться до тех пор, пока в кольцевом пространстве ствола скважины не накапливается гравийная набивка от дистального места до проксимального места.
Хотя вышеизложенное описывает способ 650 управления потоком флюида в стволе скважины для закачки флюида в кольцевое пространство 632 ствола скважины, в других вариантах осуществления изобретения способ 650 могут использовать для управления потоком добываемого флюида из кольцевого пространства ствола скважины. Следует понимать, что в таком случае этапы 656 и 658 могут быть исключены. Скорее, потоком добываемого флюида, текущим из требуемой части зоны добычи, можно управлять, открывая и закрывая по необходимости электронные узлы управления потоком. В одном варианте осуществления изобретения могут приводиться в действие следующие друг за другом электронные узлы управления потоком, развернутые рядом с зоной добычи. Следующие друг за другом электронные узлы управления потоком при необходимости могут открываться и закрываться постепенно вниз по кольцевому пространству ствола скважины или вверх по кольцевому пространству ствола скважины.
В соответствии с фиг. 11, в других вариантах осуществления изобретения электронные узлы 200 управления потоком могут использовать для более эффективного управления потоком в многоствольных стволах скважин, таких как многоствольные стволы 700 скважин. Многоствольный ствол 700 скважины преимущественно может содержать основной ствол 710 скважины, имеющий верхний конец 712 и нижний конец 714, а также боковой ствол 716 скважины. Как показано, удлиненная колонна 720 для спуска инструментов развернута в многоствольном стволе 700 скважины. Колонна 720 для спуска инструментов преимущественно имеет дистальную часть 722 и проксимальную часть 724, а также проточный канал 726, определенный в ней, и содержит компоновку 721 для верхнего заканчивания, компоновку 723 для нижнего заканчивания и компоновку 725 для заканчивания бокового ствола. Одна или более компоновок 730 песчаного фильтра электронного узла управления потоком описанного выше типа могут быть расположены вдоль дистальной части 722 удлиненной колонны 720 для спуска инструментов и гидравлически сообщаться с проточным каналом 726, либо как часть компоновки для заканчивания бокового ствола, компоновки для нижнего заканчивания или и того, и другого. Каждая компоновка 730 песчаного фильтра электронного узла управления потоком содержит базовую трубу 732 и песчаный фильтр 734, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой. Каждая компоновка 730 песчаного фильтра электронного узла управления потоком содержит электронный узел 736 управления потоком, такой как электронные узлы 200 управления потоком, описанные выше.
Как показано, колонна 720 для спуска инструментов содержит проводной контроллер 740, который может быть подключен к местоположению выше по потоку, например поверхности (см. фиг. 1), с помощью одной или более линий 742 управления. Линии 742 управления могут быть электрическими, гидравлическими, оптическими или других типов, известных в данной области техники. Расположенный выше по потоку клапан 744 могут использовать для управления потоком пластового флюида из компоновок 730 песчаных фильтров электронного узла управления потоком в нижнем основном стволе 710 скважины, а расположенный выше по потоку клапан 746 могут использовать для управления потоком пластового флюида из компоновок 730 песчаных фильтров электронного узла управления потоком в боковом стволе 716 скважины. В одном или более вариантах осуществления изобретения клапаны 744 и 746, как показано, могут быть подключены проводным способом и управляться контроллером 740. Кроме того, контроллер 740 может быть выполнен с возможностью передачи управляющих радиосигналов 748 вниз по стволу 700 скважины к компоновкам 730 песчаных фильтров электронного узла управления потоком для выборочного управления притоком пластовых флюидов в проточный канал 726. Контроллер 740 также может быть выполнен с возможностью приема радиосигналов, передаваемых от компоновок 730 песчаных фильтров электронного узла управления потоком, как описано выше, таких как сигналы, связанные с датчиками 220 (см. фиг. 2). В одном или более вариантах осуществления изобретения контроллер 740 может содержать электромагнитный передатчик или датчик давления для передачи и/или приема радиосигналов 748.
Следует понимать, что в многоствольных стволах 700 скважин, таких как описанные, колонна 720 для спуска инструментов может содержать узел 750 соединения, через который или мимо которого сложно пройти линиям управления, таким как линия 742 управления. Путем использования управляемых беспроводным способом электронных узлов управления потоком в компоновках песчаных фильтров ниже по потоку от узла 750 соединения, либо в нижнем основном стволе 710 скважины, либо в боковом стволе 716 скважины, либо и в том, и в другом, может быть достигнуто более точное управление потоком пластового флюида, чем при простом использовании клапанов 744 и 746.
Таким образом, описана компоновка для заканчивания ствола скважины. Компоновка для заканчивания может содержать базовую трубу, содержащую по меньшей мере одно перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; регулируемое электронное устройство управления притоком (электронный узел управления потоком), расположенное вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного фильтра и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней стороной базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом; и компоновку шунтирующей трубы рядом с песчаным фильтром и электронным узлом управления потоком. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать базовую трубу, содержащую перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; компоновку шунтирующей трубы рядом с песчаным фильтром, причем компоновка шунтирующей трубы содержит транспортировочную трубу и набивочную трубу, и каждая труба содержит перепускной канал, определенный в ней, набивочная труба дополнительно содержит совокупность патрубков, и регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий проточный канал одной из труб и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать базовую трубу, содержащую перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; компоновку шунтирующей трубы рядом с песчаным фильтром, причем компоновка шунтирующей трубы содержит транспортировочную трубу и набивочную трубу, каждая труба содержит перепускной канал, определенный в ней, набивочная труба дополнительно содержит совокупность патрубков, и регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий первый и второй пути потока электронного узла управления потоком, определенные через него, причем первый путь потока электронного узла управления потоком гидравлически соединяет проточный канал одной из труб и перфорационное отверстие, а второй путь потока электронного узла управления потоком гидравлически соединяет путь потока песчаного фильтра и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль одного из путей потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать базовую трубу, содержащую первое перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; компоновку шунтирующей трубы рядом с песчаным фильтром, причем компоновка шунтирующей трубы содержит транспортировочную трубу и герметизирующую трубу, причем каждая труба содержит перепускной канал, определенный в ней, причем набивочная труба дополнительно содержит совокупность патрубков, и регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий расположенную выше по потоку часть одной из труб и расположенную ниже по потоку часть одной из труб; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать первую компоновку фильтра, содержащую базовую трубу, содержащую первое перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного фильтра и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом; вторую компоновку фильтра, содержащую базовую трубу, проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой, при этом первый конец базовой трубы первой компоновки фильтра соединен со вторым концом базовой трубы второй компоновки фильтра с образованием стыка между ними; соединительную муфту, проходящую между песчаным фильтром первой компоновки фильтра и песчаным фильтром второй компоновки песчаного фильтра, чтобы перекрывать стык между соединенными базовыми трубами, причем соединительная муфта определяет путь потока между соединительной муфтой и базовыми трубами, причем путь потока соединительной муфты гидравлически сообщается с путем потока первой компоновки фильтра и путем потока второй компоновки фильтра. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать первую компоновку фильтра, содержащую базовую трубу, содержащую первое перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный на некотором расстоянии от перфорационного отверстия и расположенный вокруг части базовой трубы, чтобы образовывать путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы и расположенный на некотором расстоянии от песчаного фильтра, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного экрана и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом; соединительную муфту, проходящую от песчаного фильтра до расположенного на некотором расстоянии электронного узла управления потоком с образованием гидравлического проточного канала, соединяющего между собой путь потока электронного узла управления потоком и путь потока песчаного фильтра; вторую компоновку фильтра, содержащую базовую трубу, проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой, при этом первый конец базовой трубы первой компоновки фильтра соединен со вторым концом базовой трубы второй компоновки фильтра для образования стыка между ними; соединительную муфту, проходящую между песчаным фильтром первой компоновки фильтра и песчаным фильтром второй компоновки песчаного фильтра, чтобы перекрывать стык между соединенными базовыми трубами, причем соединительная муфта определяет путь потока между соединительной муфтой и базовыми трубами, причем путь потока соединительной муфты гидравлически сообщается с путем потока первой компоновки фильтра и путем потока второй компоновки фильтра. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать первую компоновку фильтра, содержащую базовую трубу, содержащую первое перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом; первый песчаный фильтр, расположенный на некотором расстоянии от перфорационного отверстия между перфорационным отверстием и первым концом базовой трубы, и второй песчаный фильтр, расположенный на некотором расстоянии от перфорационного отверстия между перфорационным отверстием и вторым концом базовой трубы, причем каждый песчаный фильтр расположен вокруг части базовой трубы, чтобы образовывать путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; соединительную муфту, проходящую от первого песчаного фильтра ко второму песчаному фильтру и расположенную на некотором расстоянии от базовой трубы для образования проточного канала, соединяющего между собой соответствующие пути потока первого и второго песчаных фильтров; и регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы между первым и вторым песчаными фильтрами, прием электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий пути потока песчаных фильтров, гидравлический проточный канал и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать совокупность соединенных между собой компоновок песчаных фильтров, причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит базовую трубу, содержащую по меньшей мере одно перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом базовой трубы; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного экрана и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом, при этом первый конец базовой трубы компоновки песчаного фильтра соединен со вторым концом соседней базовой трубы компоновки песчаного фильтра, тем самым образуя колонну для заканчивания из соединенных между собой компоновок песчаных фильтров, причем колонна для заканчивания имеет проксимальный конец и дистальный конец; и герметизирующий механизм рядом с дистальным концом колонны для заканчивания. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать удлиненную колонну для спуска инструментов, имеющую дистальную часть и проксимальную часть, и проточный канал, определенный в ней; совокупность компоновок песчаного фильтра, расположенных вдоль дистальной части удлиненной колонны для спуска инструментов и гидравлически сообщающихся с проточным каналом, причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит базовую трубу, содержащую по меньшей мере одно перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом базовой трубы; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного фильтра и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом; и проводной контроллер, расположенный на некотором расстоянии от компоновок песчаных фильтров и расположенный вдоль проксимального конца удлиненной колонны для спуска инструментов и расположенный для передачи радиосигналов в электронные узлы управления потоком компоновки песчаного фильтра. В других вариантах осуществления изобретения компоновка для заканчивания может содержать удлиненную колонну для спуска инструментов, имеющую дистальную часть и проксимальную часть, и проточный канал, определенный в ней; при этом проксимальная часть содержит компоновку для верхнего заканчивания, а дистальная часть содержит компоновку для нижнего заканчивания, проходящую от узла соединения вдоль первой оси, и компоновку для заканчивания бокового ствола, проходящую от узла соединения вдоль второй оси, расположенной на некотором расстоянии от первой оси; первую совокупность компоновок песчаных фильтров, расположенных вдоль компоновки для нижнего заканчивания и гидравлически сообщающихся с проточным каналом, и вторую совокупность компоновок песчаных фильтров, расположенных вдоль компоновки для заканчивания бокового ствола и гидравлически сообщающихся с проточным каналом; причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит базовую трубу, содержащую по меньшей мере одно перфорационное отверстие и проходящую между первым концом и вторым концом базовой трубы; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного фильтра и перфорационное отверстие; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом; и проводной контроллер, находящийся на некотором расстоянии от компоновок песчаных фильтров и расположенный вдоль проксимального конца удлиненной колонны для спуска инструментов и расположенный для передачи радиосигналов в электронные узлы управления потоком компоновки песчаного фильтра.
Для любого из вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения один или более из следующих элементов могут быть объединены с ним по отдельности или с другими следующими элементами.
Компоновка шунтирующей трубы, содержащая транспортировочную трубу и набивочную трубу, проходящую вдоль по меньшей мере части длины базовой трубы, причем каждая из труб имеет перепускной канал, определенный в ней, причем набивочная труба дополнительно содержит совокупность патрубков.
Компоновка шунтирующей трубы расположена в радиальном направлении снаружи относительно песчаного фильтра.
Компоновка шунтирующей трубы расположена в радиальном направлении внутрь относительно песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой.
Электронный узел управления потоком расположен между расположенной выше по потоку частью и расположенной ниже по потоку частью транспортировочной трубы.
Электронный узел управления потоком расположен между расположенной выше по потоку частью и расположенной ниже по потоку частью набивочной трубы.
Электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий первый и второй пути потока электронного узла управления потоком, определенные через него; по меньшей мере один механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль каждого из путей потока электронного узла управления потоком, причем каждый клапан может перемещаться между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль соответствующего пути потока электронного узла управления потоком; первый электрический привод для приведения в действие клапана вдоль первого пути потока и второй электродвигатель для приведения в действие клапана вдоль второго пути потока, причем каждый из двигателей приводится в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическими приводами.
Первый путь потока электронного узла управления потоком соединяет между собой расположенную выше по потоку и расположенную ниже по потоку части транспортировочной трубы, и второй путь потока электронного узла управления потоком соединяет между собой расположенную выше по потоку и расположенную ниже по потоку части набивочной трубы.
Механизм аккумулирования энергии представляет собой гидротурбинный генератор.
Механизм аккумулирования энергии представляет собой вибрационное устройство аккумулирования энергии, содержащее лопатку.
Механизм аккумулирования энергии расположен в определенном месте вдоль пути потока компоновки для заканчивания, проходящего от внешней стороны песчаного фильтра до внутренней части базовой трубы, и расположен для генерирования энергии для электронного узла управления потоком из потока флюида вдоль пути потока компоновки для заканчивания.
Клапан электронного узла управления потоком, электрический привод электронного узла управления потоком, механизм аккумулирования энергии электронного узла управления потоком; беспроводной передатчик электронного узла управления потоком установлены на корпусе электронного узла управления потоком.
Базовая труба содержит совокупность перфорационных отверстий, и каждое перфорационное отверстие имеет электронный узел управления потоком, управляющий проходящим через него потоком.
Дополнительный регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем дополнительный электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного фильтра и перфорационные отверстия; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом.
Дополнительный регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий перепускной канал одной из труб и перфорационные отверстия; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом.
Компоновка шунтирующей трубы расположена в радиальном направлении снаружи относительно как песчаного фильтра, так и электронного узла управления потоком.
Компоновка шунтирующей трубы содержит набивочную трубу с совокупностью патрубков.
Клапан электронного узла управления потоком представляет собой шаровой кран.
Базовая труба, песчаный фильтр и регулируемый электронный узел управления потоком содержат первую компоновку песчаного фильтра, причем компоновка для заканчивания дополнительно содержит вторую компоновку песчаного фильтра, содержащую перфорированную базовую трубу, песчаный фильтр, расположенный вокруг части перфорированной базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой; компоновку шунтирующей трубы рядом с песчаным фильтром; регулируемый электронный узел управления потоком, расположенный вдоль базовой трубы, причем электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий путь потока песчаного экрана и перфорационные отверстия; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом, при этом базовая труба первой компоновки песчаного фильтра прикреплена к базовой трубе второй компоновки песчаного фильтра на стыке, а компоновка шунтирующей трубы первой компоновки песчаного фильтра гидравлически сообщается с компоновкой шунтирующей трубы второй компоновки песчаного фильтра через соединительную трубу, которая охватывает указанный стык.
Совокупность соединенных между собой третьих компоновок фильтров, образующих ряд третьих компоновок фильтров, причем каждая третья компоновка фильтра содержит базовую трубу, проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой, при этом первый конец базовой трубы третьей компоновки фильтра соединен со вторым концом базовой трубы соседней третьей компоновки фильтра для образования стыка между соединенными базовыми трубами; соединительная муфта, проходящая между песчаными фильтрами последовательных третьих компоновок фильтров с охватом стыка между ними, причем каждая соединительная муфта определяет путь потока между соединительной муфтой и двумя базовыми трубами, радиально смежными с ней, причем путь потока соединительной муфты гидравлически сообщается с путями потока фильтров двух соединенных между собой третьих компоновок фильтров; причем первый конец базовой трубы второй компоновки фильтра соединен с концом базовой трубы третьей компоновки фильтра для образования стыка между соединенными базовыми трубами второй и третьей компоновок фильтров; и соединительную муфту, проходящую между второй компоновкой песчаного фильтра и соседней третьей компоновкой песчаного фильтра, чтобы охватить стык между ними, причем соединительная муфта определяет путь потока между соединительной муфтой и двумя базовыми трубами, радиально смежными с ней, причем путь потока соединительной муфты гидравлически сообщается с путями потока фильтра связанных между собой третьей компоновки песчаного фильтра и второй компоновки песчаного фильтра.
Дополнительная вторая компоновка фильтра, содержащая базовую трубу, проходящую между первым концом и вторым концом; песчаный фильтр, расположенный вокруг части базовой трубы и образующий путь потока песчаного фильтра между песчаным фильтром и базовой трубой, при этом второй конец базовой трубы первой компоновки фильтра соединен с первым концом базовой трубы второй компоновки фильтра для образования стыка между ними; соединительную муфту, проходящую между песчаным фильтром первой компоновки фильтра и песчаным фильтром дополнительной второй компоновки песчаного фильтра, чтобы перекрывать стык между соединенными базовыми трубами, причем соединительная муфта определяет путь потока между соединительной муфтой и базовыми трубами, причем путь потока соединительной муфты гидравлически сообщается с путем потока первой компоновки фильтра и дополнительным путем потока второй компоновки фильтра.
Перфорационное отверстие базовой трубы и электронный узел управления потоком расположены на некотором расстоянии от песчаного фильтра вдоль длины базовой трубы, причем компоновка для заканчивания дополнительно содержит соединительную муфту, проходящую между электронным узлом управления потоком и расположенным на некотором расстоянии песчаным фильтром, причем соединительная муфта определяет путь потока между соединительной муфтой и базовой трубой, причем путь потока соединительной муфты гидравлически сообщается с путем потока первой компоновки фильтра и путем потока электронного узла управления потоком.
Электронный узел управления потоком расположен вдоль базовой трубы рядом с песчаным фильтром.
Электронный узел управления потоком расположен вдоль базовой трубы на некотором расстоянии от песчаного фильтра, причем компоновка для заканчивания дополнительно содержит соединительную муфту, проходящую от песчаного фильтра к электронному узлу управления потоком, чтобы образовывать гидравлический перепускной канал, соединяющий между собой путь потока электронного узла управления потоком и путь потока песчаного фильтра.
Базовая труба содержит перфорационное отверстие для закачки и дополнительный электронный узел управления потоком, причем дополнительный электронный узел управления потоком содержит корпус клапана, содержащий путь потока электронного узла управления потоком, определенный через него, гидравлически соединяющий перфорационное отверстие для закачки с внешней стороной песчаного фильтра; механизм аккумулирования энергии; клапан, расположенный вдоль пути потока электронного узла управления потоком и перемещаемый между первым положением и вторым положением для регулирования потока вдоль пути потока электронного узла управления потоком; электрический привод для приведения в действие клапана, приводимый в действие механизмом аккумулирования энергии, расположенным вдоль пути потока компоновки для заканчивания, определенного между внешней стороной песчаного фильтра и внутренней частью базовой трубы; и беспроводной передатчик для управления электрическим приводом.
Перфорационное отверстие для закачки имеет площадь поперечного сечения потока, которая больше площади поперечного сечения потока первого перфорационного отверстия.
Первое положение клапана электронного узла управления потоком представляет собой закрытое положение, а второе положение клапана электронного узла управления потоком представляет собой открытое положение, причем компоновка песчаного фильтра, ближайшая к дистальному концу колонны для заканчивания, содержит клапан электронного узла управления потоком во втором положении, а остальные электронные узлы управления потоком колонны для заканчивания содержат клапаны в первом положении.
Проксимальная часть колонны для спуска инструментов содержит компоновку для верхнего заканчивания, а дистальная часть колонны для спуска инструментов содержит компоновку для нижнего заканчивания.
Проксимальная часть колонны для спуска инструментов содержит компоновку для верхнего заканчивания, а дистальная часть колонны для спуска инструментов содержит компоновку для заканчивания бокового ствола.
Проксимальная часть колонны для спуска инструментов содержит компоновку для верхнего заканчивания, а дистальная часть колонны для спуска инструментов содержит компоновку для заканчивания бокового ствола и компоновку для нижнего заканчивания.
Колонна для спуска инструментов содержит компоновку для верхнего заканчивания и компоновку для нижнего заканчивания, причем компоновка для нижнего заканчивания содержит совокупность компоновок песчаных фильтров, а компоновка для верхнего заканчивания содержит проводной контроллер.
Колонна для спуска инструментов содержит компоновку для верхнего заканчивания, компоновку для нижнего заканчивания и компоновку для заканчивания бокового ствола, при этом компоновка для заканчивания бокового ствола содержит совокупность компоновок песчаных фильтров, а компоновка для верхнего заканчивания содержит проводной контроллер.
Колонна для спуска инструментов содержит компоновку для врехнего заканчивания, компоновку для нижнего заканчивания и компоновку для заканчивания бокового ствола, при этом каждая из компоновки для заканчивания бокового ствола и компоновки для нижнего заканчивания содержат совокупность компоновок песчаных фильтров, а компоновка для верхнего заканчивания содержит проводной контроллер.
Проксимальная часть колонны инструментов содержит первый клапан, предназначенный для управления потоком из компоновок песчаных фильтров вдоль проточного канала.
Проксимальная часть колонны для спуска инструментов содержит первый клапан для управления потоком через проточный канал из первого комплекта компоновок песчаных фильтров и второй клапан для управления потоком через проточный канал из второго комплекта компоновок песчаных фильтров.
Первый комплект компоновок песчаных фильтров содержит нижнюю компоновку для заканчивания колонны для спуска инструментов, а второй комплект компоновок песчаных фильтров содержит компоновку для заканчивания бокового ствола колонны для спуска инструментов.
Колонна для спуска инструментов содержит узел соединения, проводной контроллер расположен вдоль колонны для спуска инструментов выше по потоку от узла соединения, а компоновки песчаных фильтров расположены вдоль компоновки колонны для спуска инструментов ниже по потоку от узла соединения.
Узел соединения дополнительно содержит дефлектор и деформируемый канал.
Первая колонна насосно-компрессорных труб проходит от узла соединения по существу соосно с главной осью компоновки колонны для спуска инструментов, а вторая колонна насосно-компрессорных труб проходит от узла соединения, расположенного на некотором расстоянии от первой колонны насосно-компрессорных труб, при этом каждая колонна насосно-компрессорных труб гидравлически сообщается с совокупностью компоновок песчаных фильтров, расположенных на дистальном конце каждой колонны насосно-компрессорных труб.
Клапаны, расположенные вдоль проксимальной части колонны для спуска инструментов, соединены проводной связью с контроллером.
Контроллер содержит передатчик для передачи радиосигнала.
Радиосигнал представляет собой сигнал давления.
Радиосигнал представляет собой электромагнитный сигнал.
Электронный узел управления потоком дополнительно содержит датчик, электрически связанный с беспроводным передатчиком.
Датчик электронного узла управления потоком выбирают из группы, состоящей из датчика давления, датчика температуры и датчика расхода.
Беспроводной передатчик представляет собой электромагнитный передатчик.
Беспроводной передатчик представляет собой датчик давления.
Беспроводной передатчик представляет собой электромагнитный передатчик.
Беспроводной передатчик представляет собой датчик давления.
Электронный узел управления потоком содержит первый клапан и второй клапан.
Электронный узел управления потоком содержит первый канал, второй канал и третий канал.
Первый канал электронного узла управления потоком гидравлически сообщается с базовой трубой, второй канал электронного узла управления потоком гидравлически сообщается с компоновкой песчаного фильтра, а третий канал электронного узла управления потоком гидравлически сообщается с компоновкой шунтирующей трубы.
Механизм аккумулирования энергии расположен вдоль пути потока электронного узла управления потоком.
Механизм аккумулирования энергии расположен вдоль пути потока, определяемого песчаным фильтром.
Механизм аккумулирования энергии расположен вдоль пути потока снаружи базовой трубы.
Механизм аккумулирования энергии расположен вдоль пути потока снаружи корпуса электронного узла управления потоком.
Аналогичным образом был описан способ выполнения операций заканчивания в стволе скважины.
Способ может включать в себя закачку флюида в ствол скважины путем расположения компоновки для заканчивания рядом с зоной добычи в стволе скважины; закачку флюида вниз по колонне насосно-компрессорных труб к компоновке для заканчивания; приведение в действие электронного узла управления потоком, транспортируемого компоновкой для заканчивания, для открытия клапана в электронном узле управления потоком; и направление потока флюида через электронный узел управления потоком из компоновки для заканчивания в кольцевое пространство ствола скважины вокруг песчаного фильтра компоновки для заканчивания. Способ может включать в себя гравийную набивку ствола скважины путем расположения компоновки для заканчивания рядом с зоной добычи в стволе скважины; закачку суспензии гравийной набивки вниз по колонне насосно-компрессорных труб к компоновке для заканчивания; приведение в действие электронного узла управления потоком, транспортируемого компоновкой для заканчивания, для открытия клапана в электронном узле управления потоком; и направление потока суспензии через электронный узел управления потоком из компоновки для заканчивания в кольцевое пространство ствола скважины вокруг песчаного фильтра компоновки для заканчивания. Способ может включать в себя гравийную набивку ствола скважины путем расположения компоновки для заканчивания рядом с зоной добычи в стволе скважины; закачку суспензии гравийной набивки вниз по колонне насосно-компрессорных труб к компоновке для заканчивания, содержащей совокупность компоновок песчаных фильтров с соединенными между собой шунтирующими трубами; приведение в действие электронного узла управления потоком, транспортируемого компоновкой для заканчивания, для открытия клапана в электронном узле управления потоком; и направление потока суспензии через электронный узел управления потоком от первой компоновки песчаного фильтра ко второй компоновке песчаного фильтра через соединенные между собой шунтирующие трубы. Способ может включать в себя расположение компоновки для заканчивания рядом с зоной добычи в стволе скважины; передачу первого сигнала для приведения в действие первого электронного узла управления потоком, транспортируемого компоновкой для заканчивания, для открытия клапана в первом электронном узле управления потоком; закачку рабочей жидкости вниз по колонне насосно-компрессорных труб к компоновке для заканчивания, содержащей совокупность компоновок песчаных фильтров; использование первого электронного узла управления потоком для закачки рабочей жидкости в ствол скважины путем направления потока рабочей жидкости через первый электронный узел управления потоком в кольцевое пространство ствола скважины; передачу второго сигнала для приведения в действие второго электронного узла управления потоком, транспортируемого компоновкой для заканчивания, для открытия клапана во втором электронном узле управления потоком; и использование второго электронного узла управления потоком для управления потоком пластовых флюидов через песчаный фильтр в колонну насосно-компрессорных труб. Способ может включать в себя гравийную набивку кольцевого пространства ствола скважины путем расположения ряда последовательных, гидравлически соединенных между собой компоновок песчаных фильтров рядом с зоной добычи в стволе скважины, причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит электронный узел управления потоком с клапаном в закрытом положении; приведение в действие электронного узла управления потоком компоновки песчаного фильтра, расположенного на наиболее дистальном конце указанного ряда, для открытия клапана в приведенном в действие электронном узле управления потоком; закачку суспензии гравийной набивки вниз по колонне насосно-компрессорных труб к приведенному в действие электронному узлу управления потоком; и направление потока суспензии через открытый клапан приведенного в действие электронного узла управления потоком из компоновки фильтра в кольцевое пространство ствола скважины для заполнения гравийной набивки вокруг компоновки фильтра. Способ может включать в себя управление потоком флюида в стволе скважины путем расположения ряда последовательных, гидравлически соединенных между собой компоновок песчаных фильтров рядом с зоной добычи в стволе скважины, причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит электронный узел управления потоком с клапаном в закрытом положении; приведение в действие одного или более электронных узлов управления потоком их соответствующих компоновок песчаных фильтров для открытия клапана в каждом приведенном в действие электронном узле управления потоком; закачку рабочей жидкости вниз по колонне насосно-компрессорных труб к приведенному в действие электронному узлу управления потоком; и направление потока рабочей жидкости через открытые клапаны приведенных в действие электронных узлов управления потоком из компоновок фильтров в кольцевое пространство ствола скважины. Способ может включать в себя управление потоком флюида в стволе скважины путем расположения ряда гидравлически соединенных компоновок песчаных фильтров рядом с зоной добычи в стволе скважины, причем каждая компоновка песчаного фильтра содержит электронный узел управления потоком; передачу радиосигнала в электронные узлы управления потоком компоновок песчаных фильтров от проводного передатчика, расположенного на некотором расстоянии и находящегося выше по потоку от компоновок песчаных фильтров; и использование радиосигнала для приведения в действие одного или более электронных узлов управления потоком их соответствующих компоновок песчаных фильтров для регулирования клапана в каждом приведенном в действие электронном узле управления потоком, тем самым управляя потоком флюида через связанную компоновку песчаного фильтра.
Для любого из вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения один или более из следующих элементов могут быть объединены с ним по отдельности или с другими следующими элементами.
Приведение в действие включает в себя передачу радиосигнала в электронный узел управления потоком и использование радиосигнала для приведения в действие электронного узла управления потоком из закрытого положения, в результате чего поток суспензии через электронный узел управления потоком блокируется в открытое положение, в результате чего поток суспензии проходит через электронный узел управления потоком.
Использование радиосигнала для управления электрическим приводом электронного узла управления потоком и изменения отверстия поперечного сечения клапана электронного узла управления потоком.
Набивка с гидроразрывом пласта путем гидроразрыва зоны добычи при одновременной гравийной набивке кольцевого пространства.
Направление потока суспензии из электронного узла управления потоком в шунтирующую трубу и размещение суспензии в кольцевом пространстве вокруг песчаного фильтра с использованием шунтирующей трубы.
Использование потока, протекающего через электронный узел управления потоком, для генерирования энергии для приведения в действие электронного узла управления потоком.
Приведение в действие электронного узла управления потоком для управления потоком суспензии, проходящим в шунтирующие трубы в компоновке для заканчивания ниже по потоку от электронного узла управления потоком.
Приведение в действие включает в себя передачу радиосигнала в электронный узел управления потоком и использование радиосигнала для приведения в действие электронного узла управления потоком из закрытого положения, в результате чего поток суспензии через электронный узел управления потоком блокируется в открытое положение, в результате чего поток суспензии проходит через электронный узел управления потоком к расположенным ниже по потоку компоновкам шунтирующих труб.
Приведение в действие включает в себя использование потока в насосно-компрессорных трубах для приведения в действие турбины электронного узла управления потоком, чтобы обеспечить питание для регулирования клапана в электронном узле управления потоком.
Передача радиосигнала для закрытия первого электронного узла управления потоком после завершения закачки рабочей жидкости.
Приведение в действие включает в себя передачу радиосигнала в электронный узел управления потоком.
Приведение в действие включает в себя подачу синхронизирующего сигнала в электронный узел управления потоком.
Получение сигнала о том, что гравийная набивка вокруг компоновки фильтра с приведенным в действие электронным узлом управления потоком достигла требуемой степени завершения; и приведение в действие электронного узла управления потоком компоновки песчаного фильтра, расположенного выше по потоку от компоновки фильтра с гравийной набивкой; закачка суспензии гравийной набивки вниз по колонне насосно-компрессорных труб к приведенному в действие электронному узлу управления потоком расположенной выше по потоку компоновки фильтра; и направление потока суспензии через открытый клапан приведенного в действие электронного узла управления потоком расположенной выше по потоку компоновки фильтра из расположенной выше по потоку компоновки фильтра в кольцевое пространство ствола скважины для выполнения гравийной набивки вокруг расположенной выше по потоку компоновки фильтра.
Передача радиосигнала для закрытия первого электронного узла управления потоком после завершения закачки рабочей жидкости.
Этапы приведения в действие, закачки и направления повторяются последовательно от наиболее дистальной компоновки песчаного фильтра до наиболее проксимальной компоновки песчаного фильтра в указанном ряде.
Сигналом является повышение давления флюида, измеренное рядом с компоновкой песчаного фильтра с гравийной набивкой.
Сигналом является повышение температуры флюида, измеренное рядом с компоновкой песчаного фильтра с гравийной набивкой.
Сигналом является падение скорости потока флюида между компоновкой песчаного фильтра и кольцевым пространством вокруг компоновки песчаного фильтра.
Сигналом является падение скорости потока флюида от компоновки песчаного фильтра из приведенного в действие электронного узла управления потоком.
Сигналом является падение скорости потока флюида из кольцевого пространства ствола скважины в компоновку песчаного фильтра приведенного в действие электронного узла управления потоком.
Каждый из клапанов электронного узла управления потоком последовательных компоновок песчаных фильтров остается открытым после завершения гравийной набивки вокруг соответствующих компоновок песчаных фильтров.
Каждый из клапанов электронного узла управления потоком последовательных компоновок песчаных фильтров закрывается после завершения гравийной набивки вокруг соответствующих компоновок песчаных фильтров.
После завершения гравийной набивки вокруг указанного ряда передача сигнала в совокупность электронных узлов управления потоком и использование сигнала для перевода клапанов из конфигурации гравийной набивки в конфигурацию добычи, в результате чего клапаны по меньшей мере частично закрываются из своих открытых положений; и после этого использование электронных узлов управления потоком для управления потоком добываемых флюидов.
Сигнал генерируется датчиком, расположенным рядом с соответствующим электронным узлом управления потоком.
Этапы приведения в действие, закачки и направления повторяются для двух или более компоновок песчаных фильтров.
Этапы приведения в действие, закачки и направления повторяются для совокупности компоновок песчаных фильтров.
Электронные узлы управления потоком приводятся в действие последовательно от дистальной компоновки песчаного фильтра до проксимальной компоновки песчаного фильтра, расположенной выше по потоку от дистальной компоновки песчаного фильтра.
Электронные узлы управления потоком приводятся в действие одновременно.
Рабочая жидкость представляет собой средство разрушения фильтрационной корки.
Рабочая жидкость представляет собой жидкость для гидроразрыва.
Рабочая жидкость представляет собой суспензию гравийной набивки.
Рабочая жидкость представляет собой жидкость для кислотной обработки.
Клапаны электронных узлов управления потоком последовательно закрываются вдоль указанного ряда.
По меньшей мере частично закрытие открытого клапана электронного узла управления потоком после завершения операции закачки.
Закачка рабочей жидкости вниз по колонне насосно-компрессорных труб к приведенным в действие электронным узлам управления потоком; и направление потока рабочей жидкости через открытые клапаны приведенных в действие электронных узлов управления потоком из компоновок фильтров в кольцевое пространство ствола скважины.
Направление потока пластового флюида через открытые клапаны приведенных в действие электронных узлов управления потоком из компоновок фильтров во внутреннюю часть компоновки песчаного фильтра.
Расположение включает в себя развертывание компоновок песчаных фильтров в боковом стволе скважины, отходящем от основного ствола скважины; и при этом передача включает в себя генерирование радиосигнала из основного ствола скважины.
Расположение включает в себя развертывание компоновок песчаных фильтров в основном стволе скважины ниже по потоку от узла соединения; и при этом передача включает в себя генерирование радиосигнала из основного ствола скважины выше по потоку от узла соединения.
Хотя детально проиллюстрированы различные варианты осуществления изобретения, данное изобретение не ограничивается проиллюстрированными вариантами осуществления изобретения. Специалисты в данной области техники могут модифицировать и адаптировать вышеуказанные варианты осуществления изобретения. Такие модификации и адаптации соответствуют сущности и подпадают под объем изобретения.