СИСТЕМА ПОСАДОЧНОГО СЕДЛА С ЦАНГОВЫМ ПАТРОНОМ И СПОСОБ РАЗРЫВА УГЛЕВОДОРОДНОГО ПЛАСТА

1. Система посадочного седла для применения в обсадной трубе скважины, имеющая множество посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении вдоль нее, для разрыва или закачки текучей среды для обработки пласта в углеводородный пласт через существующие или созданные перфорации в указанной обсадной трубе, причем указанная система содержит:
- кольцевой полый элемент посадочного седла, вставляемый внутрь указанной обсадной трубы, имеющий
(i) посадочную поверхность, сконфигурированную таким образом, чтобы обеспечить для опущенного в скважину элемента пробки в указанной обсадной трубе посадочную поверхность, в которую может упираться указанный элемент пробки, чтобы тем самым предотвратить прохождение текучей среды под давлением, закачиваемой внутрь скважины в указанной обсадной трубе, мимо указанного элемента пробки и через указанный кольцевой полый элемент посадочного седла и, таким образом, внутрь по стволу скважины;
(ii) смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца на внешней стороне указанного кольцевого полого элемента посадочного седла, выполненные так, чтобы зацепляться с имеющей соответственные размеры кольцевой выемкой внутри определенного одного из указанного множества посадочных переводников внутри указанной обсадной трубы; и
(iii) внутреннее отверстие, имеющее размеры, позволяющие извлекающему устройству, на котором имеются раздвигаемые в радиальном направлении наружу выступы, когда указанные раздвигаемые в радиальном направлении наружу выступы на нем убираются, проходить через него;
указанную кольцевую выемку соответственного размера внутри каждого из указанного множества посадочных переводников на его нижней боковой кромке, обладающей частью выступа, которая предотвращает дополнительное движение в забой скважины указанного кольцевого полого элемента посадочного седла внутри указанного посадочного переводника при зацеплении указанными выступами цангового пальца на указанном кольцевом полом элементе посадочного седла указанной кольцевой выемки соответственного размера на указанном посадочном переводнике; и
указанную кольцевую выемку соответственного размера и/или указанные выступы цангового пальца на его верхней боковой кромке, которая имеет фаску, конфигурированную так, что направленная вверх сила, приложенная к указанному кольцевому полому элементу посадочного седла, вызывает сжатие в радиальном направлении указанных выступов цангового пальца и разъединение выступов цангового пальца с указанной кольцевой выемкой соответственного размера и, таким образом, высвобождение указанного кольцевого полого элемента посадочного седла из зацепления с указанной кольцевой выемкой соответственного размера, чтобы позволить поднятие указанного кольцевого полого элемента посадочного седла в указанной обсадной трубе с помощью указанного извлекающего устройства, когда указанный кольцевой полый элемент посадочного седла зацепляется указанными раздвигаемыми в радиальном направлении наружу выступами указанного извлекающего устройства и указанное извлекающее устройство поднимается вверх по стволу скважины.
2. Система посадочного седла по п. 1,
в которой указанный кольцевой полый элемент посадочного седла, в самой верхней части вокруг его внутреннего периферийного устья, имеет фаску, чтобы позволить сжатие в радиальном направлении указанных раздвигаемых в радиальном направлении наружу выступов на указанном извлекающем устройстве, при вставлении в указанное внутреннее периферийное устье, и, таким образом, позволить проход указанного извлекающего устройства в указанный кольцевой полый элемент посадочного седла и через него; и
в которой указанный кольцевой полый элемент посадочного седла имеет примыкающую часть, чтобы позволить указанным раздвигаемым в радиальном направлении наружу захватам, после прохождения в указанный кольцевой полый элемент посадочного седла или через него, и впоследствии раздвинутым в радиальном направлении наружу, затем упираться в указанную примыкающую часть и позволить поднятие вверх по стволу скважины указанного извлекающего устройства, чтобы, таким образом, поднять указанный кольцевой полый элемент посадочного седла вверх по стволу скважины.
3. Система посадочного седла по п. 1, дополнительно имеющая множество кольцевых выемок, соответственно расположенных в соответствующем множестве указанных посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении вдоль указанной обсадной трубы скважины, причем самый нижний из указанных посадочных переводников и указанная кольцевая выемка в нем имеет наибольшую выемочную ширину указанного множества кольцевых выемок, при этом ширина оставшегося, расположенного выше по стволу скважины указанного множества кольцевых выемок, при постепенном продвижении вверх по стволу скважины вдоль указанной обсадной трубы, постепенно уменьшается.
4. Система посадочного седла по п. 1, дополнительно имеющая множество кольцевых выемок, соответственно расположенных в каждом из указанного множества указанных посадочных переводников, причем указанные кольцевые выемки расположены на определенном расстоянии друг от друга в каждом из указанных посадочных переводников и сконфигурированы так, чтобы входить в зацепление с указанным кольцевым полым элементом посадочного седла, на котором имеется соответственно разнесенное множество выступов цангового пальца.
5. Система посадочного седла по п. 1, в которой указанное транспортировочное устройство имеет электрически активируемый взрывной заряд для перфорирования указанной обсадной трубы скважины в конкретном требуемом месте.
6. Система посадочного седла по п. 5, в которой в каждом посадочном переводнике имеется соответствующая одна из указанного множества кольцевых выемок, причем указанный полый кольцевой полый элемент посадочного седла, при соответствующем зацеплении с соответствующим одним из указанных посадочных переводников, тем самым позиционирует указанный взрывной заряд непосредственно выше указанного соответствующего из указанного множества посадочных переводников, так что указанный взрывной заряд, при детонации, перфорирует обсадную колонну скважины непосредственно над указанным соответствующим одним из указанного множества посадочных переводников.
7. Система посадочного седла по п. 1, дополнительно содержащая транспортировочное устройство для первоначального позиционирования указанного элемента посадочного седла в стволе скважины, где самый нижний конец указанного транспортировочного устройства прикреплен, соединен или сцеплен с кольцевым полым элементом посадочного седла.
8. Система посадочного седла по пункту 1, в которой указанные смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца расположены приблизительно в средней точке на указанном кольцевом полом элементе посадочного седла, причем промежуточные кольцевые уплотнения расположены на внешних краях указанного кольцевого полого элемента посадочного седла на его противоположных концах.
9. Система посадочного седла по п. 7, в которой указанное транспортировочное устройство разъемно прикреплено к указанному кольцевому полому элементу посадочного седла над указанными смещенными в радиальном направлении наружу выступами цангового пальца на указанном кольцевом полом элементе посадочного седла.
10. Система посадочного седла по п. 7, в которой указанное транспортировочное устройство имеет обходной порт, чтобы позволить текучей среде протекать через него при опускании указанного транспортировочного устройства и указанного кольцевого полого элемента посадочного седла в указанную обсадную колонну скважины.
11. Способ разрыва или обработки углеводородного пласта, внутри которого имеется обсадная колонна скважины, в которой имеется множество посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении вдоль указанной обсадной трубы скважины, начиная с наиболее дистальной или самой удаленной от устья скважины области указанной обсадной трубы и постепенно поднимаясь вверх по скважине вдоль указанной обсадной трубы до тех пор, пока все области указанного углеводородного пласта не будут подвергнуты разрыву или обработке, включающий следующие стадии:
(i) установка обсадной трубы скважины и множества посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении в скважине, пробуренной в указанном углеводородсодержащем пласте, причем в каждом из указанных посадочных переводников имеется кольцевая выемка, и ширина указанных кольцевых выемок постепенно увеличивается в направлении вниз по стволу скважины вдоль указанной обсадной трубы;
(ii) прикрепление к к внутренней части трубчатого элемента посадочного седла, на самом удаленном от устья скважины конце транспортировочного устройства, причем на трубчатом элементе посадочного седла имеются смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца, имеющие ширину, приспособленную для зацепления с соответствующим одним из указанного множества посадочных переводников;
(iii) введение указанного транспортировочного устройства и указанного трубчатого элемента посадочного седла вниз по стволу скважины в указанную обсадную колонну скважины до тех пор, пока указанные смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца не войдут в зацепление с указанной соответствующей одной из указанных кольцевых выемок;
(iv) вытягивание вверх по стволу скважины указанного транспортировочного устройства, и вызывание высвобождения указанного трубчатого элемента посадочного седла из указанного транспортировочного устройства;
(v) извлечение указанного транспортировочного устройства из указанной обсадной трубы скважины;
(vi) опускание или сливание элемента пробки в указанную обсадную колонну скважины, в результате чего указанный элемент пробки упирается в самую верхнюю часть указанного трубчатого элемента посадочного седла, с тем чтобы предотвратить прохождение текучей среды под давлением вниз по стволу скважины через указанный трубчатый элемент посадочного седла;
(vii) закачивание текучей среды под давлением в указанную обсадную колонну скважины и сливание указанной текучей среды под давлением в указанный продуктивный пласт через перфорационные отверстия в указанной обсадной трубе скважины вблизи и выше указанного элемента пробки, расположенного в указанном трубчатом элементе посадочного седла;
(viii) выталкивание указанного элемента пробки из указанной обсадной трубы скважины;
(ix) повторение стадий от (ii) до (viii) на расположенных последовательно в направлении вверх по стволу скважины посадочных переводниках, с соблюдением при каждом повторении условия, что каждый из указанных трубчатых элементов посадочного седла имеет смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца уникальной и меньшей ширины, которые соответственно входят в зацепление с расположенными все выше по стволу скважины кольцевыми выемками в каждом из указанного множества посадочных переводников, причем каждая из указанных, расположенных выше по стволу скважины кольцевых выемок характеризуется соответственно меньшей шириной, где указанные кольцевые выемки на их верхней в устье скважины боковой кромке и/или указанные выступы цангового пальца на их верхней в устье скважины боковой кромке имеют скошенную часть, чтобы принудительно высвобождать выступы цангового пальца с указанными кольцевыми выемками при приложении верхней в устье скважины силы к указанным трубчатым элементам посадочного седла, пока указанный углеводородный пласт не будет подвергнут разрыву или обработке.
(x) опускание в указанную обсадную трубу скважины извлекающего устройства, на котором имеются раздвигаемые в радиальном направлении наружу захваты, в забой скважины и прохождение указанного извлекающего устройства последовательно через внутреннее полое отверстие каждого из трубчатых элементов посадочного седла, до достижения расположенного ниже всего в стволе скважины из указанных трубчатых элементов посадочного седла;
(xi) приведение в действие указанных раздвигаемых в радиальном направлении наружу захватов на указанном извлекающем устройстве и их раздвигание в радиальном направлении наружу, с тем чтобы войти в контакт с примыкающей частью на указанном расположенном ниже всего в стволе скважины из указанных трубчатых элементов посадочного седла; и
(xii) вытягивание вверх указанного извлекающего устройства и вызывание сдавливания указанных выступов цангового пальца радиально внутрь таким образом, чтобы позволить выталкивание указанного расположенного ниже всего в стволе скважины из указанных трубчатых элементов посадочного седла и всех оставшихся расположенных выше по стволу скважины трубчатых элементов посадочного седла из зацепления с соответствующим из указанного множества посадочных переводников и заставить, чтобы все указанные трубчатые элементы посадочного седла были вынятуты вверх в устье скважины и извлечены из указанной скважины.
12. Способ по п. 11, дополнительно включающий следующую стадию, после стадии (iii) и после того, как указанный трубчатый элемент посадочного седла вошел в зацепление с соответствующим одним из указанных посадочных переводников:
воспламенение взрывчатого заряда на указанном транспортировочном устройстве непосредственно над самым нижним из указанного множества посадочных переводников, и
детонирование указанного взрывчатого заряда, в тем чтобы перфорировать обсадную колонну скважины непосредственно над указанным соответствующим одним из указанного множества посадочных переводников.
13. Способ разрыва пласта или обработки углеводородного пласта, внутри которого имеется обсадная колонна скважины, в которой имеется множество посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении вдоль указанной обсадной трубы скважины, начиная с наиболее дистальной или самой удаленной от устья скважины области указанной обсадной трубы и постепенно поднимаясь вверх по скважине вдоль указанной обсадной трубы до тех пор, пока все области указанного углеводородного пласта не будут подвергнуты разрыву или обработке, включающий следующие стадии:
(i) установка обсадной трубы скважины и множества посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга вдоль в скважине, пробуренной в указанном углеводородном пласте, причем в каждом из указанных посадочных переводников имеется множество кольцевых выемок, где указанные кольцевые выемки разнесены на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении внутри указанного посадочного переводника, и данное расстояние уникально для каждого посадочного переводника;
(ii) прикрепление к самому нижнему концу транспортировочного устройства первого трубчатого элемента посадочного седла, имеющего смещенные наружу выступы цангового пальца с шириной, приспособленной для зацепления с указанными кольцевыми выемками в самом нижнем из указанных посадочных переводников;
(iii) введение указанного транспортировочного устройства и указанного первого трубчатого элемента посадочного седла в указанную обсадную колонну скважины до тех пор, пока указанные выступы цангового пальца не войдут в зацепление с указанными кольцевыми выемками в самом нижнем из указанных посадочных переводников;
(iv) высвобождение или принуждение к высвобождению первого трубчатого элемента посадочного седла из указанного транспортировочного устройства;
(v) извлечение указанного транспортировочного устройства из указанной обсадной трубы скважины;
(vi) опускание или сливание элемента пробки в указанную обсадную колонну скважины, в результате чего указанный элемент пробки упирается в самую верхнюю часть указанного первого трубчатого элемента посадочного седла, с тем чтобы предотвратить прохождение текучей среды под давлением вниз по стволу скважины через указанный первый трубчатый элемент посадочного седла;
(vii) закачивание текучей среды под давлением в указанную обсадную колонну скважины и сливание указанной текучей среды под давлением в указанный продуктивный пласт через перфорационные отверстия в указанной обсадной трубе скважины вблизи и выше указанного самого нижнего посадочного переводника и элемента пробки, расположенного в нем;
(viii) выталкивание указанного элемента пробки из указанной обсадной трубы скважины;
(ix) итеративное повторение стадий от (ii) до (viii), с использованием при каждом повторении уникального трубчатого элемента посадочного седла, причем каждый уникальный трубчатый элемент посадочного седла имеет множество выступов цангового пальца с уникальным интервалом между указанными выступами, и данные уникальные трубчатые элементы посадочного седла в каждом повторении соответственно входят в зацепление с последовательно все более верхними кольцевыми выемками в соответствующем из указанного множества посадочных переводников, где указанные кольцевые выемки, на их устьевой боковой кромке, и/или указанные выступы цангового пальца, на их устьевой боковой кромке, имеют скошенную часть, чтобы принудительно высвободить выступы цангового пальца с указанными кольцевыми выемками при приложении верхней в устье скважины силы к указанным трубчатым элементам посадочного седла, пока указанный углеводородный пласт не будет подвергнут разрыву или обработке.
(x) опускание в указанную обсадную трубу скважины извлекающего устройства, на котором имеются раздвигаемые в радиальном направлении наружу захваты, в забой скважины и прохождение указанного извлекающего устройства и указанных раздвигаемых в радиальном направлении наружу захватов через внутреннее отверстие каждого из указанных уникальных трубчатых элементов посадочного седла, и, наконец, внутрь или через внутреннее отверстие указанного первого трубчатого элемента посадочного седла;
(xi) приведение в действие указанных раздвигаемых в радиальном направлении наружу захватов на указанном извлекающем устройстве и их раздвигание в радиальном направлении наружу, с тем чтобы войти в контакт с примыкающей частью на указанном первом трубчатом элементе посадочного седла; и
(xii) вытягивание вверх указанного извлекающего устройства и вызывание сдавливания указанных выступов цангового пальца радиально внутрь таким образом, чтобы позволить выталкивание указанного первого трубчатого элемента посадочного седла из зацепления с указанным самым нижним из указанного множества посадочных переводников и продолжение вытягивания вверх указанного извлекающего устройства и первого трубчатого элемента посадочного седла, с тем чтобы заставить, чтобы все указанные первые трубчатые элементы посадочного седла и все указанные уникальные трубчатые элементы посадочного седла были вынятуты вверх в устье скважины и извлечены из указанной скважины.
14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий следующую стадию, после стадии (iii) и после того как указанный первый трубчатый элемент посадочного седла вошел в зацепление с указанным самым нижним из указанных посадочных переводников:
воспламенение взрывного заряда на указанном транспортировочном устройстве непосредственно над указанным самым нижним из указанного множества посадочных переводников и
детонирование указанного взрывного заряда, с тем чтобы перфорировать обсадную колонну скважины непосредственно над указанным самым нижним посадочным переводником.
15. Способ по п. 11, в котором указанное транспортировочное устройство, на его обращенном к устью скважины конце, соединено с талевым канатом, и указанная стадия (iii) дополнительно включает в себя стадию опускания указанного транспортировочного устройства и указанного первого трубчатого элемента посадочного седла вместе в скважину посредством указанного талевого каната.
16. Способ по п. 13, в котором указанное транспортировочное устройство, на его обращенном к устью скважины конце, соединено с талевым канатом, и указанная стадия (iii) дополнительно включает в себя стадию опускания указанного транспортировочного устройства и указанного первого трубчатого элемента посадочного седла вместе в скважину посредством указанного талевого каната.
17. Способ по п. 11, в котором указанное транспортировочное устройство, на его обращенном к устью скважины конце, соединено с гибкой насосно-компрессорной трубой, и указанная стадия (iii) дополнительно включает в себя стадию опускания указанного транспортировочного устройства и первого трубчатого элемента посадочного седла вместе в скважину посредством указанной гибкой насосно-компрессорной трубы.
18. Способ по п. 13, в котором указанное транспортировочное устройство, на его обращенном к устью скважины конце, соединено с гибкой насосно-компрессорной трубой, и указанная стадия (iii) дополнительно включает в себя стадию опускания указанного транспортировочного устройства и первого трубчатого элемента посадочного седла вместе в скважину посредством указанной гибкой насосно-компрессорной трубы.
19. Способ разрыва пласта или обработки углеводородного пласта, внутри которого имеется обсадная колонна скважины, в которой имеется множество посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении вдоль указанной обсадной трубы скважины, начиная с наиболее дистальной или самой удаленной от устья скважины области указанной обсадной трубы и постепенно поднимаясь вверх по скважине вдоль указанной обсадной трубы до тех пор, пока все области указанного углеводородного пласта не будут подвергнуты разрыву или обработке, включающий следующие стадии:
(i) установка обсадной трубы скважины и множества посадочных переводников, разнесенных на определенное расстояние друг от друга в продольном направлении в скважине, пробуренной в указанном углеводородсодержащем пласте, причем в каждом из указанных посадочных переводников имеется кольцевая выемка, и ширина указанных кольцевых выемок постепенно увеличивается в направлении вниз по стволу скважины вдоль указанной обсадной трубы;
(ii) введение элемента пробки, такого как шар, в посадочную поверхность на трубчатом элементе посадочного седла, на котором имеются смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца, имеющие ширину, приспособленную для зацепления с соответствующим одним из указанного множества посадочных переводников;
(iii) сливание указанного трубчатого элемента посадочного седла и элемента пробки вниз по стволу скважины в указанную обсадную колонну скважины до тех пор, пока указанные смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца не войдут в зацепление с указанной соответствующей одной из указанных кольцевых выемок;
(vii) закачивание текучей среды под давлением в указанную обсадную колонну скважины и сливание указанной текучей среды под давлением в указанный продуктивный пласт через перфорационные отверстия в указанной обсадной трубе скважины вблизи и выше указанного элемента пробки, расположенного в указанном трубчатом элементе посадочного седла;
(viii) выталкивание указанного элемента пробки из указанной обсадной трубы скважины;
(ix) повторение стадий от (ii) до (viii) на расположенных последовательно в направлении вверх по стволу скважины посадочных переводниках, с соблюдением при каждом повторении условия, что каждый из указанных трубчатых элементов посадочного седла имеет смещенные в радиальном направлении наружу выступы цангового пальца уникальной и меньшей ширины, которые соответственно входят в зацепление с расположенными все выше по стволу скважины кольцевыми выемками в каждом из указанного множества посадочных переводников, причем каждая из указанных, расположенных выше по стволу скважины кольцевых выемок характеризуется соответственно меньшей шириной, где указанные кольцевые выемки на их верхней в устье скважины боковой кромке и/или указанные выступы цангового пальца на их верхней в устье скважины боковой кромке имеют скошенную часть, чтобы принудительно высвобождать выступы цангового пальца с указанными кольцевыми выемками при приложении верхней в устье скважины силы к указанным трубчатым элементам посадочного седла, пока указанный углеводородный пласт не будет подвергнут разрыву или обработке.
(x) опускание в указанную обсадную трубу скважины извлекающего устройства, на котором имеются раздвигаемые в радиальном направлении наружу захваты, в забой скважины и прохождение указанного извлекающего устройства последовательно через внутреннее полое отверстие каждого из трубчатых элементов посадочного седла, до достижения расположенного ниже всего в стволе скважины из указанных трубчатых элементов посадочного седла;
(xi) приведение в действие указанных раздвигаемых в радиальном направлении наружу захватов на указанном извлекающем устройстве и их раздвигание в радиальном направлении наружу, с тем чтобы войти в контакт с примыкающей частью на указанном расположенном ниже всего в стволе скважины из указанных трубчатых элементов посадочного седла; и
(xii) вытягивание вверх указанного извлекающего устройства и вызывание сдавливания указанных выступов цангового пальца радиально внутрь таким образом, чтобы позволить выталкивание указанного расположенного ниже всего в стволе скважины из указанных трубчатых элементов и всех оставшихся расположенных выше по стволу скважины трубчатых элементов из зацепления с соответствующим из указанного множества посадочных переводников и заставить, чтобы все указанные трубчатые элементы посадочного седла были вынятуты вверх в устье скважины и извлечены из указанной скважины.