RU2107142C1 - Способ бурения и оснащения подземных скважин, сборка для раздельного бурения подземных скважин из общего бурового отверстия и сборка головной части скважин для осуществления способа - Google Patents

Abstract

Способ и сборка для бурения и оснащения скважин относится к области промышленности, связанной с добычей полезных ископаемых, преимущественно жидкого топлива. Сущность изобретения: предложено объекты изобретения, одним из которых является сборка, посредством которой осуществляется бурение скважин. Сборка содержит головную часть скважины, установленную над общим буровым отверстием, первое и второе трубчатые звенья, размещенные в буровом отверстии, и средства для сегрегации и поддержки первой и второй труб, расположенные на головной части скважины. Вторым объектом является создание сборки головной части скважин, содержащей первое средство для сегрегации и поддержки по меньшей мере двух труб, расположенных в пределах общего бурового отверстия, второе средство для поддержки по меньшей мере двух производственных обсадных труб, проходящих в раздельных подземных буровых отверстиях, причем одна из производственных обсадных труб проходит через одну из труб, а вторая производственная обсадная труба - через другую трубу. Третьим объектом является способ бурения и оснащения подземных скважин, в соответствии с которым две раздельные трубы подвешены из головной части скважины и расположены в пределах общего бурового отверстия. Первое подземное буровое отверстие пробурено через одну из двух труб, а первая производственная обсадная труба закреплена в головной части и проходит в первом буровом отверстии и поддержана на головной части скважины для обеспечения транспортировки жидкостной среды из подземной формации. 3 и 26 з.п.ф-лы, 16 ил.

Description

Настоящая группа изобретений относится к области промышленности, связанной с добычей полезных ископаемых - жидкого топлива, а конкретно к таким способу и сборке для бурения и оснащения подземных скважин из единственного или общего бурового отверстия, которые будут обеспечивать такие раздельные скважины на поверхности земли или около этой поверхности в процессе и после завершения бурения и оснащения.

В настоящее время скважины пробуриваются в подземных формациях для ориентации, которая необходимым образом отклонена от истинной вертикали, при помощи обычного подъемного конвейера или двигателя шлама, закрепленного в буровых штангах около буровой коронки. В подземных формациях с трещинами отклоненные скважины используются для увеличения площади дренажа, определенной скважиной в пределах подземной формации, и в итоге для повышения производства углеводородов из подземной формации. Одна из существующих проблем при использовании обычного подъемного конвейера для бурения отклоненной скважины состоит в том, что как глубина, так и радиальная ориентация подъемного конвейера определены, когда последний расположен в буровом отверстии, и не могут быть изменены без вывода конвейера из бурового отверстия и изменения глубины и/или радиальной ориентации последнего.

Кроме того, скважины, пробуренные с прибрежных буровых платформ, обычно отклонены для увеличения количества скважин, которые могут быть пробурены и оснащены с единственной платформы. Прибрежные буровые платформы, которые использовались для бурения и оснащения скважин в подземной формации на большой глубине, различны по размерам, структуре и стоимости в зависимости от глубины воды и нагрузок, при которых эта платформа будет установлена. Например, платформа может быть сконцентрирована при поддержке ее частично одной подпоркой или кессоном, которые проходят к дну океана, либо восемью такими подпорками или кессонами. Стоимость таких прибрежных буровых платформ колеблется примерно от 5 млн. до 500 млн. долларов. Каждая прибрежная буровая платформа снабжена установленным количеством каналов, через которые отклоненные скважины могут быть пробурены и оснащены при помощи обсадных труб, которые прикреплялись к платформе обычными способами.

Известная плавучая буровая установка для бурения и оснащения скважины, содержащая платформу с размещенными на ней вышкой, средствами для перемещения соответствующих колонн и звеньев труб, буровое оборудование, подводное оборудование для оснащения устья скважины, включающее башмачную плиту с кондуктором и механизм компенсации с натяжным грузом (см. авт. свид. СССР 1335671, кл. E 21 B 19/09, E 21 B 7/12, E 21 B 15/02, опубл. 1986).

Известно также устройство для забуривания скважины с плавучей буровой установки, содержащее вышку со средствами перемещения колонн труб, буровое оборудование, опорную плиту, связанную с направляющими канатами плавучей буровой установки, концентрично установленную в плите илоотделяющую колонну и расположенную в ее полости бурильную колонну, причем илоотделяющая колонна жестко связана с ограничительным фланцем с отверстиями, а плита в нижней части имеет направляющие стержни, концы которых размещены в отверстиях ограничительного фланца, при этом между плитой и фланцем на направляющих стержнях установлены пружины сжатия (см. авт. свид. N 1411421, кл. E 21 B 7/12, опубл. 1996).

Однако известные устройства относительно сложны в конструктивном отношении.

Известен способ заканчивания скважин с несколькими ответвлениями с общим шаблоном для бурения и установки обсадной колонны. Способ реализуется в выполнении разветвленной скважины, по которой может подаваться жидкий раствор, имеющий вертикальную основную скважину с обсадной колонной, к нижнему концу которой присоединены направляющие устройства для бурения, задающие направление каждой ответвляющей скважине, подлежащей бурению. Буровое долото опускается в основную скважину и направляется направляющим устройством к ответвлениям, которые должны буриться долотом. С долотом разъемно соединен плавающий хомут, имеющий группу отверстий, число которых соответствует количеству ответвляющих скважин, подлежащих бурению. Размеры хомута позволяют вводить его в основную скважину и пропускать через него долото. В обсадной колонне над направляющими устройствами закреплен элемент для ориентации хомута относительно обсадной колонны. После правильной установки хомута относительно ориентирующего элемента осуществляют последовательное бурение каждой ответвляющей скважины. Каждое отверстие в хомуте взаимодействует с соответствующим направляющим устройством для соответствующей ответвляющейся скважины (см. патент США N 4396075, кл. E 21 B 7/03, E 21 B 43/26, кл. 175 - 79, опубл. 1983).

Известна также буровая установка, смонтированная на понтоне, включающая направляющую колонку обсадных труб, состоящую из соединенных между собой звеньев обсадных труб, нижняя из которых представляет башмачную трубу, выше которой на направляющей колонне закреплена опорная площадка. В верхней части колонны смонтированы средства для перемещения основной колонны обсадных труб (см. авт. свид. СССР N 380790, кл. E 02 17/16, E 21 B 15/02, опубл. 1971).

Известно устройство для бурения и оборудования многоствольной нефтяной скважины, содержащее по меньшей мере один комплект отклоняющих устройств для ответвления, закрепленный на месте во внешней (обсадной) трубе скважины и по меньшей мере одна из отклоняющих труб сообщается посредством своего нижнего конца с разветвленной скважиной (см. заявку на патент ЕПВ N 0136935, кл. E 21 B 43/30, E 21 B 7/08, E 21 B 43/14, E 21 B 33/14; опубл. 1985).

Известные устройства, приведенные выше, в целом решают задачу выполнения бурения нескольких скважин из одного или общего бурового отверстия, с последующим их оснащением для обеспечения эксплуатации, однако они не позволяют совмещать ремонтно-восстановительные операции на одной из скважин при одновременном получении углеводородного сырья из других скважин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым техническим результатам при использовании является способ строительства многоствольной скважины, включающий бурение вертикального основного ствола, установку и крепление в основном стволе барабана с расположенными в его полости направляющими колоннами и отклоняющим узлом в нижней части, поочередное забуривание, бурение и крепление дополнительных стволов, при этом дополнительные стволы ориентируют вдоль продуктивного пласта по наименьшему радиусу, причем при бурении нижнего участка основного ствола увеличивают его диаметр, барабан устанавливают непосредственно над нижним участком основного створа, а забуривание дополнительных стволов скважины осуществляют через стенку последнего (см. авт. свид. СССР N 1798466, кл. E 21 B 7/06, опубл. 1989).

Несмотря на устранение ряда недостатков, присущих описанным выше техническим решениям, аналогичным предложенным, данное устройство по сравнению с ними также относительно сложно в конструктивном плане и предполагает использование подвижных компонентов в нижней части скважины, что сопряжено с определенными неудобствами в процессе бурения, обустройства и освоение скважин.

Таким образом, имеется необходимость в способе и сборке для бурения и оснащения обсадных скважин из единственного или общего бурового отверстия при снижении капитальных затрат, осуществляемых в процессе этих работ.

Основной задачей, на решение которой направлена заявленная группа изобретений "Способ бурения и оснащения подземных скважин, сборка для раздельного бурения поземных скважин из общего бурового отверстия и сборка головной части скважины для осуществления способа", является создание способа бурения и оснащения подземных скважин, осуществляемых через одну поверхность или обсадную трубу посредством специально разработанной для такой технологии сборки головной части скважины, при этом бурение нескольких подземных скважин производится без использования подвижных компонентов в нижней части скважины.

Техническим результатом настоящей группы изобретений является создание способа бурения и оснащения нескольких скважин в подземной формации (формациях) из единственного или общего бурового отверстия, причем такие скважины разделены в процессе и после бурения и оснащения на поверхности Земли или вблизи этой поверхности, кроме того создание сборки для раздельного бурения подземных скважин из общего бурового отверстия, а также сборки головной части скважины для осуществления способа.

Другим техническим результатом настоящего изобретения является создание способа бурения и оснащения нескольких скважин в подземной формации (формациях) из единственного или общего бурового отверстия без использования подвижных компонентов в нижней части скважины.

Следующим техническим результатом настоящей группы изобретений является оснащение таких обсадных скважин таким образом, что ремонтно-восстановительные операции могут быть проведены на одной скважине, тогда как углеводороды из подземной формации одновременно производятся от такой подземной формации либо жидкая среда инжектируется в такую формацию при помощи другой скважины (скважин), которая оснащена раздельными обсадными трубами.

Можно указать и на еще один технический результат настоящей группы изобретений, заключающийся в создании таких способа и сборки для бурения обсадных скважин из единственного или общего бурового отверстия, которые конструктивно относительно просты, что обеспечивает раздельное использование каждой производственной обсадной трубы каждой скважины с устройства на поверхности, а также обеспечивает то, что каждая раздельная производственная обсадная труба каждой скважины проходит от подземной формации, представляющей интерес, к поверхности.

Для достижения упомянутых технических результатов и в соответствии с настоящими изобретениями, как они раскрыты и подробно здесь описаны, одним объектом изобретения является сборка, через которую подземные скважины могут быть раздельно пробурены и оснащены из общего бурового отверстия. Эта сборка содержит головную часть скважины, расположенную на или вблизи поверхности Земли и установленную над общим буровым отверстием, первое и второе трубчатые звенья, расположенные в общем буровом отверстии, и средства, расположенные на головной части для сегрегации и поддержки первой и второй труб. Размеры первой трубы обеспечивают прохождение через нее буровых штанг в процессе бурения первого подземного бурового отверстия из общего бурового отверстия и установку производственной обсадной трубы через него, когда оснащено первое подземное буровое отверстие. Аналогичным образом размеры второй трубы обеспечивают прохождение через нее буровых штанг в процессе бурения второго подземного бурового отверстия из общего бурового отверстия и установку производственной обсадной трубы, когда оснащено второе подземное буровое отверстие.

Другим объектом настоящей группы изобретений является создание сборки головной части скважины, которая содержит первое средство для сегрегации и поддержки по меньшей мере двух труб, которые расположены в пределах общего подземного бурового отверстия, и второе средство для поддержки по меньшей мере двух производственных обсадных труб, которые проходят в раздельных подземных буровых отверстиях, пробуренных из общего подземного бурового отверстия. Одна производственная обсадная труба проходит через одну из труб, тогда как другая производственная обсадная труба - через другую трубу.

Еще одним объектом настоящей группы изобретений является способ бурения и оснащения подземных скважин. В соответствии с этим способом две раздельные трубы подвешены из головной части скважины и расположены в пределах общего бурового отверстия. Первое подземное буровое отверстие пробурено через одну из двух труб и в подземную формацию, а производственная обсадная труба первой длины прикреплена к головной части. Обсадная труба первой длины проходит в первом буровом отверстии и поддержана на головной части скважины для установления передачи жидкостной среды между подземной формацией, пронизанной первым буровым отверстием, и поверхностью Земли.

Предлагаемые фигуры иллюстрируют предпочтительные примеры осуществления данной группы изобретений и совместно с описанием служат для разъяснения сущности настоящей группы изобретений.

Фиг. 1 представляет поперечный разрез сборки установленной над скважиной; фиг. 2 - вид в разрезе вставки с двумя сквозными отверстиями, как она расположена и установлена в сборке; фиг. 3 - вид в разрезе сборки, иллюстрирующий две трубы, которые свешиваются от головной части скважины; фиг. 4 - вид в разрезе сборки, раскрывающий секции головной части, закрепленные совместно в процессе монтажа сборки; фиг. 5 - вид в разрезе сборки, включающий буровой фланец, использованный для бурения первого подземного бурового отверстия через одно сквозное отверстие головной части скважины, и соответствующее трубчатое звено сборки; фиг. 6 - вид с частичным разрезом, иллюстрирующий производственную обсадную трубу, расположенную в пределах первого подземного бурового отверстия, пробуренного с использованием сборки согласно изобретению; фиг. 7 - вид с частичным разрезом сборки, включающей буровой фланец, использованным для бурения второго подземного бурового отверстия через другое сквозное отверстие головной части скважины и соответствующее трубчатое звено сборки; фиг. 8 - вид с частичным разрезом сборки, иллюстрирующий производственную обсадную трубу, расположенную в пределах второго подземного бурового отверстия, пробуренного с использованием сборки согласно изобретению; фиг. 9 - вид с частичным разрезом сборки, включающий трубчатую шпулю с двумя сквозными отверстиями; фиг. 10 - вид с частичным разрезом сборки, имеющей раздельные производственные трубопроводы, расположенные в пределах первого и второго подземных буровых отверстий, пробуренных с использованием сборки согласно изобретению, причем каждое буровое отверстие имеет раздельные производственные стойки на поверхности; фиг. 11 - вид с частичным разрезом сборки, которая частично иллюстрирована на фиг. 9, где первое и второе подземные буровые отверстия, пробуренные с использованием сборки согласно изобретению, имеют раздельные производственные стойки на поверхности для обеспечения получения подземной жидкой среды через производственную обсадную трубу, расположенную в каждой скважине; фиг. 12 показывает вид в разрезе одного предпочтительного примера осуществления закрепленной на заднем конце сборки в нижней части скважины и как эта сборка прикреплена к одному трубчатому звену; фиг. 13 - вид в разрезе предпочтительного примера осуществления, закрепленной на заднем конце сборки в нижней части скважины, иллюстрированной на фиг. 12, показывающей второе трубчатое звено, опущенное при зацеплении с резьбовым отверстием через закрепленную на заднем конце сборку; фиг. 14 - вид в разрезе другого предпочтительного примера осуществления - закрепленной на заднем конце сборки в нижней части скважины, когда она прикреплена к одному трубчатому звену, и часть второго трубчатого звена, причем оставшаяся часть второго трубчатого звена ощущена в общем буровом отверстии при зацеплении с резьбовым отверстием через закрепленную на заднем конце сборку; фиг. 15 показывает вид сверху вставки, имеющей три сквозные отверстия, как она расположена и установлена при помощи сборки головной части скважины; фиг. 16 - вид в разрезе сборки, иллюстрирующий три трубчатых звена, свешивающихся от головной части скважины.

Существо завяленной группы изобретений заключается в следующем.

Как показано на фиг. 1, трубчатое звено или труба 2 относительно большого диаметра, например, 30 дюймов, погружена в землю, в береговой или прибрежной зоне, на всю ее длину. В альтернативном варианте отверстие относительно большого диаметра, например, 36 дюймов, может быть пробурено в земле обычными средствами, и трубчатое звено или труба 2 относительно большого диаметра, например, 30 дюймов, была установлена в пределах этого отверстия и зацементирована в нем. После этого через трубу 2 пробурено буровое отверстие немного меньше диаметра до глубины, например, 1200 футов, и направляющая труба 5 установлена и зацементирована в этом буровом отверстии. Головная часть 6 скважины, имеющая несколько подпорок или подушек 7, расположена над трубой 2 и над направляющей трубой 4 таким образом, что нижние поверхности подпорок 7 расположены на верхнем конце трубы 2 и на земной поверхности, в береговой зоне или на сотовой опалубке прибрежной буровой платформы, как иллюстрирует поз. 5 на фиг. 1. Верхний конец направляющей трубы 4 установлен в головной части 6 скважины и прикреплен к ней обычными средствами (например сваркой). Затем через обсадную трубу 4 пробурена скважина до соответствующей глубины, например, около 3500 - 4000 футов. Полученная буровая скважина 9 может быть вертикальной или наклонной.

Как показано на фиг. 2, головная часть 6 скважины имеет сквозное отверстие 12 изменяющегося диаметра, который определяет в общем круговой уступ 14, тело в виде вставки 20, установленное в круговом уступе, имеет по меньшей мере два сквозных отверстия 22, 26, также изменяющегося диаметра, который определяет в общем круговые уступы 23, 27 и конусные секции 24, 28 соответственно. Как показано на фиг. 3, трубчатые звенья 30, 34, количество которых соответствует числу сквозных отверстий через вставку 20, установлены в отверстия 22 и 26 способом, описанным ниже, и закреплены в них, например, при помощи средств сегрегации и поддержки в виде обычных обсадных скреперов 31, 35, которые расширены до зацепления с вставкой 20 в процессе опускания до соприкосновения с конусными секциями 24, 28 соответственно. Скреперы 31, 35 снабжены уплотнениями 32, 36, которые могут быть изготовлены из любого приемного материала, например, эластомера. Другие известные средства, такие как подвески с разрезной оправкой, могут быть использованы вместо скреперов 31, 35 для крепления трубчатых звеньев 30, 34 к вставке 20. Трубчатые звенья 30, 34 также снабжены обычными съемными упаковочными уплотняющими кольцами 33, 37. Как это использовано в описании, термин "трубчатое звено" ("tubular") относится к звену трубопровода, например обсадной трубе, обычно расположенному в подземной буровой скважине и состоящему из отдельных длин участков трубы, которые скреплены вместе, например, посредством резьбы.

Когда трубчатые звенья 30, 34 прикреплены к вставке 20, головная часть 15 скважины с двумя сквозными отверстиями (фиг. 4) прикреплена к головной части 6 любыми приемлемыми средствами, например болтами, и имеет два сквозных отверстия 16, 18, которые выравнены с трубами 30, 34. Диаметр каждого отверстия 16, 18 уменьшен вдоль его длины, определяя круговые уступы 17, 19 соответственно, после сборки уплотняющие кольца 33 и 37 функционируют для обеспечения надежного уплотнения для жидкой среды между уступами 23, 27 и головной частью 15 с двумя сквозными отверстиями, расположенные таким образом в буровой скважине 9, трубчатые звенья 30 и 34 зацементированы обычным способом, предпочтительно путем транспортирования жидкого цементного раствора только через одну из этих труб. Предпочтительно, чтобы цемент, осажденный в буровой скважине 9, поступал в обсадную трубу 4.

После этого заглушка 38, имеющая уплотнения 39, например, эластомерные О-образные кольца, располагалась в пределах верхнего конца одного из отверстий 16 или 18 через головную часть 15 с двумя сквозными отверстиями (отверстие 16 на фиг. 4), и буровой фланец 40 прикреплялся к головной части 15 приемлемыми средствами, например, болтами (не показано). Фланец 40 имеет сквозное отверстие 41, которое выравнено в отверстием 18 и трубчатым звеном 34, обеспечивая таким образом прохождение через них буровых штанг. Далее, размеры фланца 40 обеспечивают его соединение с обычным предохранителем от выдувания для безопасности в процессе бурения.

Собранные таким образом, буровой фланец 40, головная часть 6 скважины, головная часть 15 скважины с двумя сквозными отверстиями и трубчатые звенья 30, 34 обеспечивают сборку, через которую две скважины могут быть раздельно пробурены и оснащены с поверхности способом, описанным ниже, при исключении необходимости использования расположенных снизу скважины инструментов, имеющих подвижные части, и проблем, связанных с таким использованием. Эта сборка может быть использована в процессе бурения скважин с берегового бурового оборудования и/или прибрежных буровых платформ.

Буровые штанги с прикрепленной к одному концу буровой коронкой проходили через отверстия 41 и 18 и трубчатое звено 34 для выбуривания любого затвердевшего цемента, присутствующего в них. Буровые штанги продвигались вперед от нижней поверхности трубчатого звена 34, и вертикальное или наклонное буровое отверстие 46 пробуривалось из него обычным способом для проникновения в подземную формацию или зону. Когда скважина пробурена из трубчатого звена 34 и пролонгирована, если это необходимо, первая производственная обсадная труба 56 (фиг. 6) опускалась от поверхности до тех пор, пока ее часть не будет расположена в пределах бурового отверстия 46. Первая производственная обсадная труба 56, во-первых, зацементирована в суровом отверстии 46 обычным образом при помощи цементного раствора, предпочтительно проходящему сверху вниз по трубчатому звену 34. Перед подачей цементного раствора производственная обсадная труба 56 прикреплялась в пределах отверстия 18 головной части 15 при помощи вторых средств для поддержки, по крайней мере, производственной обсадной трубы, выполненной в виде обычных обсадных скреперов 57, которые расположены при зацеплении с головной частью 15 в отверстии 18 при соприкосновении с круговым уступом 19. Скреперы 57 снабжены уплотнением 58 для обеспечения надежного уплотнения от жидкой среды между оверстием 18 головной части 15 и производственной обсадной трубой 56. Верхний конец трубы 56 также снабжен обычными съемными уплотняющими кольцами 59.

Когда первая производственная обсадная труба 56 таким образом закреплена в отверстии 18 головной части 15 и зацементирована в пределах бурового отверстия 46, буровой фланец 40 удалялся от головной части 15 и часть обсадной трубы 56, проходящая над уплотняющими кольцами 59, отделялась или отрезалась обычными инструментами, а заглушка 38 снималась с верхнего конца отверстия 16. Буровой фланец 40 вновь прикреплялся к головной части 15 с двумя сквозными отверстиями при помощи любых приемлемых средств, таких как болты (не показано), так что в результате отверстие 41 через фланец 40 выравнено с отверстием 16 и трубчатым звеном 30 для обеспечения прохода буровых штанг через него (фиг. 7). Обычный предохранитель от выдувания снова прикреплен к буровому фланцу 40 для обеспечения безопасности в процессе бурения. Буровые штанги с прикрепленной к их одному концу буровой коронкой проходили через отверстия 41 и 16, а также трубчатое звено 30 для выбуривания любого затвердевшего цемента, присутствующего в них. Буровые штанги продвигались вперед от нижней стороны трубчатого звена 30, и вертикальное или наклонное буровое отверстие 44 пробуривалось из него обычным способом для проникновения в подземную формацию. Когда это буровое отверстие пробурено из трубчатого звена 30 и пролонгировано, если это необходимо, вторая производственная обсадная труба 50 опускалась от поверхности до тех пор, пока ее часть не будет расположена в пределах бурового отверстия 44, как показано на фиг. 8. Обсадная труба 50 прежде всего цементировалась в пределах бурового отверстия 44 обычным способом при помощи цементного раствора, предпочтительно проходящего сверху вниз трубчатого звена 30. Перед подачей цементного раствора производственная обсадная труба 50 закреплялась в отверстии 16 головной части 15 при помощи обычных обсадных скреперов 51, которые расширены для зацепления с отверстием 16 при соприкосновении с круговым уступом 17. Скреперы 51 снабжены уплотнениями 52 для обеспечения надежного уплотнения от жидкой среды между отверстием 16 головной части 15 и второй производственной обсадной трубой 50. Верхний конец трубы 50 также снабжен обычными съемными упаковочными уплотняющими кольцами 53. Любые другие обычные средства, такие как подвески с оправками, могут быть использованы вместо обсадных скреперов 51, 57 для крепления обсадных труб 50, 56 соответственно к головной части 15 с двумя сквозными отверстиями. Когда вторая производственная обсадная труба 50 таким образом закреплена в пределах отверстия 16 головной части 15 и зацементирована в буровом отверстии 44, буровой фланец 40 снимался с головной части 15 и часть обсадной трубы 50, проходящая над уплотняющими кольцами 53, отделялась или отрезалась обычными инструментами (фиг. 9).

Как показано на фиг. 9, трубчатая шпуля 60 с двумя сквозными отверстиями закреплена на головной части 15 любыми приемлемыми средствами, например болтами (не показано), так что сквозные отверстия 62 и 64 через шпулю 60 выравнены с производственными обсадными трубами 50 и 56 соответственно. Каждое отверстие 62 и 64 имеет участки уменьшенного диаметра, которые определяют конусные секции 63, 65. Съемные уплотняющие кольца 53, 59 функционируют для обеспечения надежного уплотнения от жидкой среды между производственными обсадными трубами 50, 56 соответственно и трубчатой шпулей 60. Затем обсадные трубы 50 и 56 устанавливались для обеспечения жидкостной связи подземной формации (формациями), которая пронизывалась любыми приемлемыми средствами, например перфорациями, так что жидкие среды, предпочтительно углеводороды, поступают в обсадные трубы 50 и 56 для доставки к поверхности. Как показано на фиг. 10, производственные трубы 70, 76 меньшего диаметра расположены в производственных обсадных трубах 50, 56 соответственно и закреплены при помощи третьих средств для поддержки производственных труб, выполненных в виде обычных трубчатых подвесок 71, 77, которые вывешены в трубчатой шпуле 60 при контактировании подвесов с круговыми уступами 63 и 65 соответственно. Любые другие обычные средства, такие как подвесы с оправами, могут быть использованы вместо трубчатых подвесов 71, 77 (как показано на фиг. 10) для крепления производственных труб 70, 76 соответственно к трубчатой шпуле 60. Верхний конец производственных труб 70, 76 снабжен обычными съемными уплотнениями 72 и 78 для обеспечения надежного уплотнения от жидкой среды между шпулей 60 и производственными трубами 70 и 76. Разделительные первая и вторая производственные стойки 80 и 86 смонтированы таким образом, что имеют связь по жидкой среде с производственными трубами 70 и 76 соответственно.

Альтернативно жидкие среды от подземной формации (формаций), пронизанной производственной обсадной трубой 50 и 56, могут быть получены на поверхности Земли непосредственно через производственную обсадную трубу без использования производственных трубок в зависимости от конкретного назначения, как очевидно специалистам в этой области техники. В этом предпочтительном примере осуществления раздельные первая и вторая производственные стойки 80 и 86 установлены на трубчатой шпуле 60 таким образом, что они имеют связь по жидкой среде с производственными обсадными трубами 50 и 56 соответственно, как показано на фиг. 11.

Таким образом, пробуренные и оснащенные в соответствии с изобретением две подземные скважины 44, 46 пробурены в одной и той же или различных подземных формациях или горизонтах, до идентичных или различных общих глубин, а каждая из них вертикальна или наклонена. Скважины 44 и 46 раздельно укомплектованы к поверхности через единственное или общее буровое отверстие, так что жидкая среда может быть одновременно получена и/или инжектирована в подземную формацию (формации) через обе скважины. Либо ремонтно-восстановительные операции, включающие, но не ограниченные, переработки, переоснащение и боковое слежение, могут быть выполнены в одной скважине, тогда как углеводороды одновременно получены или жидкая среда инжектирована в подземную формацию через другую скважину. Кроме того, жидкая среда может быть инжектирована в подземную формацию через одну скважину, тогда как углеводороды получают от той же или другой подземной формации через другую скважину.

Из-за длины трубчатых звеньев 30 и 34, сборка согласно изобретению, например от 3500 до 4000 футов, желательно обеспечить то, чтобы трубчатые звенья оставались раздельными около их нижнего конца, как они расположены в пределах бурового отверстия 9. Закрепленная на заднем конце сборка в нижней части буровой скважины, как показано на фиг. 12 в общем поз. 100, имеет первое сквозное отверстие 102 и второе сквозное отверстие 104. При расположении в пределах поверхности или общего бурового отверстия сборка имеет вторые средства для сегрегации и поддержки первого и второго трубчатых звеньев, различные длины трубчатого звена 30 прикреплены в пределах первого отверстия 102 при помощи, например, винтовых резьб. Второе отверстие 104 снабжено резьбой 105, согласованной с цанговым запором 137, прикрепленным к внешней поверхности трубчатого звена 34. Когда последнее опущено в общее буровое отверстие способом, проиллюстрированным на фиг. 13, цанговый запор 137 обжимается при зацеплении с резьбой 105 и закрепляет трубчатое звено 34 на сборке 100, тем самым фиксируя относительное положение трубчатых звеньев 30 и 34 и нижней части скважины. Таким образом, возрастает структурная стабильность сборки согласно изобретению, обеспечивая лучшее направленное управление для минимизации взаимодействия буровых отверстий, пробуренных и оснащенных с использованием сборки согласно изобретению.

Альтернативная закрепленная на заднем конце сборка имеет вторые средства для поддержки трубчатых звеньев в нижней части скважины, показана на фиг. 14 поз. 120 и имеет первое сквозное отверстие 122 и второе сквозное отверстие 124. При расположении в пределах поверхности или общего бурового отверстия раздельные длины трубчатого звена 30 прикреплены в пределах первого отверстия 122 при помощи, например, винтовых резьб, а одна длина трубчатого звена 34 аналогично закреплена в пределах второго отверстия 12 таким образом, что свешивается из него. Цанговый запор 137 закреплен на внешней поверхности нижнего конца оставшихся длин трубчатого звена 34. Когда эти длины опущены в общее буровое отверстие способом, проиллюстрированным на фиг. 14. цанговый запор 137 обжимается при зацеплении с резьбой 125 во втором отверстии 124 и закрепляет оставшиеся длины трубчатого звена 34 на сборке 120, тем самым фиксируя относительное положение трубчатых звеньев 30 и 34 в нижней части скважины. Уплотнения 138 на нижнем конце трубчатого звена 34 обеспечивают надежное уплотнение для жидкой среды между трубчатым звеном 34 и закрепленной на заднем конце сборкой 120.

Приведенный ниже пример демонстрирует практическое использование настоящей группы изобретений и не должен быть истолкован как ограничивающий объем изобретения.

Пример 1
Труба диаметром 30 футов было введена в землю на 500 футов ударным способом. Буровое отверстие диаметром 26 дюймов пробурено через трубу диаметром 30 футов до глубины 2000 футов, а обсадная труба диаметром 24 дюйма установлена и зацементирована в этом отверстии. Головная часть диаметром 26 3/4 дюйма с пусковым давлением 3000 футов/дюйм² смонтирована над обсадной трубой диаметром 24 дюйма и опущена вниз по оправке до 24-х дюймов. Буровое отверстие обычно пробуривалось через эту обсадную трубу до глубины от поверхности обсадной трубы, например, 4000 футов и расширялось до 24-х дюймов в диаметре. Закрепленная на заднем конце сборка завинчивалась на поверхность обсадной трубы диаметром 9 5/8 дюйма и проходила в буровое отверстие. Вставка с двумя сквозными отверстиями монтировалась над поверхностной обсадной трубой диаметром 9 5/8 дюйма и устанавливалась в головной части размером 26 3/4 дюйма. Затем штанги обсадной трубы 9 5/8 дюйма проходили через одно отверстие вставки до глубины примерно 30 футов от нижней части бурового отверстия. Обсадная труба 9 5/8 дюйма закреплялась во вставке при помощи подвеса с оправкой и частью первой обсадной трубы, проходящая выше вставки, удалялась из подвеса. Вторая штанга обсадной трубы диаметром 9 5/8 дюйма, которая снабжена цанговым запором, вставлена через второе отверстие вставки и опущена до закрепленной на заднем конце сборки до тех пор, пока цанговый запор не будет установлен на резьбе в отверстии через эту сборку. Обе штанги обсадной трубы 9 5/8 дюйма зацементированы в буровом отверстии путем циркуляции цемента через вторую штангу обсадной трубы 9 5/8 дюйма в буровое отверстие. Затем вторая штанга обсадной трубы 9 5/8 дюйма прикреплялась к вставке при помощи скреперной сборки, а часть второй обсадной трубы, проходящая над вставкой, срезалась, и уплотнительные закладки вставлялись над обеими обсадными штангами.

Головная часть с двумя сквозными отверстиями устанавливалась на пусковой головной части скважины. Заглушка вставлялась в первое отверстие головной части с двумя сквозными отверстиями, а на последнюю устанавливался буровой фланец для обеспечения доступа к второму отверстию через эту головную часть. Предохранители от выдувания прикреплялись к буровому фланцу, и проверялось давление. Буровые штанги проходили через вторую штангу обсадной трубы 9 5/8 дюйма для выбуривания цемента и плавающего оборудования на дне этой обсадной трубы. Затем скважина непосредственно пробуривалась от нижней части второй штанги обсадной трубы 9 5/8 дюйма до заданной общей глубины 10000 футов. Скважина была пролонгирована, и производственная обсадная труба диаметром 7 дюймов вставлялась в буровое отверстие и цементировалась в нем. Затем устанавливались скреперы для крепления обсадной трубы к головной части с двумя сквозными отверстиями. Затем часть производственной обсадной трубы 7 дюймов, проходящая от этой головной части, срезалась и вставлялись закладочные уплотнения между производственной обсадной трубой и головной частью с двумя сквозными отверстиями.

Буровой фланец удалялся от головной части с двумя сквозными отверстиями, а заглушка удалялась из первого отверстия. Затем буровой фланец устанавливался на головной части с двумя сквозными отверстиями для доступа к первому отверстию и изолирования первой пробуренной скважины при помощи закладочных уплотнений. Предохранители от выдувания монтировались на буровом фланце, и проверялось давление. Буровые штанги проходили через первую штангу обсадной трубы диаметром 9 5/8 дюйма для выбуривания цемента и плавающего оборудования на дне этой обсадной трубы. Скважина непосредственно пробуривалась от нижней части первой штанги обсадной трубы 9 5/8 дюйма и от скважины, которая была предварительно пробурена, до общей глубины 12000 футов. Это буровое отверстие затем было пролонгировано, а производственная труба диаметром 7 дюймов проходила в буровое отверстие и цементировалась в нем. Скреперы устанавливались для крепления обсадной трубы к головной части с двумя сквозными отверстиями. Часть производственной трубы 7 дюймов, проходящая от этой головной части, срезалась, и закладочные уплотнения устанавливались между производственной обсадной трубой и головной частью с двумя сквозными отверстиями. Затем устанавливалась трубчатая шпуля с двумя сквозными отверстиями и две скважины раздельно оборудовались раздельными производственными стойками.

Хотя вставка сборки согласно изобретению была проиллюстрирована и описана как имеющая два отверстия, через которые позиционированые две раздельных длины поверхностной обсадной трубы, специалистам в этой области очевидно, что вставка может быть снабжена более чем двумя сквозными отверстиями и более двух штанг поверхностной обсадной трубы могут быть позиционированы через такие отверстия и в пределах поверхностного бурового отверстия в зависимости от диаметра поверхностного бурового отверстия и поверхностных обсадных труб, вставленных в них. Например, вставка 220 снабжена тремя сквозными отверстиями 221, 224 и 227 (фиг. 15) и расположена и установлена при помощи головной части 6 скважины способом, описанным выше, в отношении вставки 20. Трубчатые звенья 230, 234 и 237 позиционированы через отверстия 221, 224 и 227 соответственно (фиг. 16) и закреплены в них способом, описанным выше в отношении трубчатых звеньев 30 и 34. Сконструированная таким образом, сборка согласно изобретению будет обеспечивать три подземные скважины, раздельно пробуренные и оборудованные из общего или единственного бурового отверстия.

Далее, в объеме настоящего изобретения является создание трубчатых звеньев изменяющейся длины, которые заканчиваются в различных положениях в пределах общего бурового отверстия для обеспечения подъемного конвейера (конвейеров) к сборке ниже точки, где такие трубчатые звенья заканчиваются, и/или для обеспечения средств отклонения буровых штанг, выходящих из таких трубчатых звеньев, например, двигателей шлама, при гарантировании отсутствия взаимовлияния буровых отверстий. В тех примерах, где желательны подъемный конвейер или дополнительная структурная стабильность в нижней части скважины для сборки согласно изобретению, продольная рама, например, I-образная пластина (пластины), может быть расположена между первым и вторым трубчатыми звеньями и прикреплена к ним вдоль длины звеньев. При использовании такой продольной рамы предпочтительно, чтобы рама была прикреплена по меньшей мере к одному трубчатому звену любыми подходящими средствами, например болтами, чтобы второе трубчатое звено проходило в шаблоне и чтобы оба трубчатых звена были позиционированы через C-образные направляющие на каждой боковой стороне I-образной пластины. Такие C-образные направляющие могут быть прикреплены к I-образной пластине вдоль ее длины, например, при помощи сварных швов.

Хотя упомянутые выше предпочтительные примеры осуществления изобретения были описаны и показаны, понятно, что альтернативы и модификации, подобные предложенным и другие, могут быть приняты в объеме изобретения.

Claims (29)

1. Способ бурения и оснащения подземных скважин, согласно которому подвешивают и разделяют по меньшей мере два трубчатых звена от головной части скважины, причем по меньшей мере два трубчатых звена расположены в пределах общего бурового отверстия, производят бурение первого подземного бурового отверстия через одно из трубчатых звеньев в подземную формацию, отличающийся тем, что прикрепляют первую производственную обсадную трубу к упомянутой головной части скважины, причем первая производственная обсадная труба проходит в упомянутом первом буровом отверстии и поддержана на головной части скважины для установления связи по жидкой среде между подземной формацией, пронизанной первым буровым отверстием, и поверхностью Земли.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводороды получают из подземной формации, пронизанной упомянутым первым буровым отверстием, на поверхности Земли через первую производственную обсадную трубу.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают производственную трубу через первую производственную обсадную трубу и производят уплотнение кругового зазора, образованного между первой производственной обсадной трубой и производственной трубой.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что углеводороды получают из подземной формации, пронизанной упомянутым первым буровым отверстием, на поверхности Земли через упомянутую производственную трубу.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что производят бурение второго подземного бурового отверстия через другое из по меньшей мере двух трубчатых звеньев в подземную формацию и прикрепляют вторую производственную обсадную трубу к упомянутой головной части, при этом вторая производственная обсадная труба проходит во втором буровом отверстии и поддержана на головной части для установления связи по жидкой среде между подземной формацией, пронизанной вторым буровым отверстием, и поверхностью Земли.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что углеводороды получают от подземной формации, пронизанной упомянутым вторым буровым отверстием, на поверхности Земли через вторую производственную обсадную трубу.

7. Способ по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что располагают производственную трубу во второй производственной обсадной трубе и производят уплотнение кругового зазора между второй производственной обсадной трубой и производственной трубой.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что углеводороды получают от подземной формации, пронизанной упомянутым вторым буровым отверстием, на поверхности Земли через упомянутую производственную трубу.

9. Способ по пп. 1, 5 и 7, отличающийся тем, что ремонтно-восстановительные операции проводят через вторую производственную обсадную трубу и одновременно углеводороды получают от подземной формации, пронизанной первым буровым отверстием, на поверхность через производственную трубу, расположенную в пределах первой производственной обсадной трубы.

10. Способ по пп.1, 5 и 7, отличающийся тем, что производят инжектирование жидкой среды в подземную формацию, пронизанную вторым буровым отверстием, через вторую производственную обсадную трубу и одновременно углеводороды получают от подземной формации, пронизанной первым буровым отверстием, на поверхности через упомянутую производственную трубу, расположенную в пределах первой производственной обсадной трубы.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвешивают и раздельно устанавливают третье трубчатое звено от головной части общего бурового отверстия, причем третье трубчатое звено расположено в пределах общего бурового отверстия, производят бурение третьего подземного бурового отверстия, через третье трубчатое звено в подземную формацию и прикрепляют третью производственную обсадную трубу к упомянутой головной части, причем третья производственная обсадная труба проходит в упомянутом третьем буровом отверстии и поддержана на головной части для установления связи по жидкой среде между подземной формацией, пронизанной третьим буровым отверстием, и поверхностью Земли.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что углеводороды получают из подземной формации, пронизанной третьим буровым отверстием, на поверхности Земли через третью производственную обсадную трубу.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что располагают производственную трубу в третьей производственной обсадной трубе и производят уплотнение кругового зазора, образованного между третьей производственной обсадной трубой и производственной трубой.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что углеводороды получают из подземной формации, пронизанной третьим буровым отверстием, на поверхности Земли через упомянутую производственную трубу.

15. Способ по пп.1 и 5, отличающийся тем, что подземная формация, пронизанная первым буровым отверстием, и подземная формация, пронизанная вторым буровым отверстием, одинаковые.

16. Способ по пп.1 и 5, отличающийся тем, что подземная формация, пронизанная первым буровым отверстием, отлична от подземной формации, пронизанной вторым буровым отверстием.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что общее буровое отверстие выполнено вертикально.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что буровое отверстие выполнено наклонным.

19. Сборка для раздельного бурения подземных скважин из общего бурового отверстия, содержащая установленную на или около поверхности Земли и расположенную над общим буровым отверстием головную часть, включающую по меньшей мере первое трубчатое звено, расположенное в пределах общего бурового отверстия для перемещения через него буровых штанг в процессе бурения первого подземного бурового отверстия из общего бурового отверстия, и второе трубчатое звено, также расположенное в пределах общего бурового отверстия, для перемещения через него буровых штанг в процессе бурения второго подземного бурового отверстия из общего бурового отверстия, средства для сегрегации и поддержки первого и второго трубчатых звеньев, установленных на головной части, отличающаяся тем, что первое и второе трубчатые звенья выполнены с возможностью установки в каждом из них производственных обсадных труб после оборудования первого и второго подземных буровых отверстий.

20. Сборка по п.19, отличающаяся тем, что содержит вторые средства, расположенные в пределах упомянутого бурового отверстия для сегрегации и поддержки первого и второго трубчатых звеньев.

21. Сборка по п.19, отличающаяся тем, что упомянутые средства, расположенные на головной части скважины для сегрегации и поддержки первого и второго трубчатых звеньев, содержат тело, имеющее два сквозных отверстия, в которых раздельно установлены первое и второе трубчатые звенья, а тело поддерживается головной частью.

22. Сборка по п.19, отличающаяся тем, что она содержит третье трубчатое звено, расположенное в пределах общего бурового отверстия, для перемещения через него буровых штанг в процессе бурения третьего подземного бурового отверстия из общего бурового отверстия, а также для установки в нем производственной обсадной трубы, после оборудования третьего подземного бурового отверстия, при этом упомянутые средства, расположенные на головной части скважины, отделяют и поддерживают третье трубчатое звено дополнительно к первому и второму трубчатым звеньям.

23. Сборка по пп.19 и 20, отличающаяся тем, что первое и второе трубчатые звенья зацементированы в пределах общего бурового отверстия.

24. Сборка по пп.19 и 22, отличающаяся тем, что первое, второе и третье трубчатые звенья зацементированы в пределах общего бурового отверстия.

25. Сборка головной части скважины, содержащая первые средства для сегрегации и поддержки по меньшей мере двух трубчатых звеньев, которые расположены в пределах общего подземного бурового отверстия, отличающаяся тем, что содержит первые и вторые средства для поддержки по меньшей мере двух производственных обсадных труб, которые проходят в раздельные подземные буровые отверстия, пробуренные из общего подземного бурового отверстия, при этом одна из производственных обсадных труб проходит через одно из двух трубчатых звеньев, а другая производственная обсадная труба - через другое трубчатое звено.

26. Сборка по п.25, отличающаяся тем, что третье трубчатое звено расположено в пределах общего подземного бурового отверстия и отделено и поддержано при помощи упомянутых первых средств, а третья производственная обсадная труба проходит в отдельном подземном буровом отверстии, которое пробурено из упомянутого общего подземного бурового отверстия, при этом третья производственная обсадная труба поддержана при помощи упомянутых средств и проходит через третье трубчатое звено.

27. Сборка по п.25, отличающаяся тем, что она содержит третьи средства для поддержки по меньшей мере двух производственных труб, одна из которых проходит в одной из по меньшей мере двух производственных обсадных труб, а другая производственная труба - в другом из по меньшей мере двух трубчатых звеньев.

28. Сборка по пп.26 и 27, отличающаяся тем, что третье трубчатое звено расположено в пределах общего подземного бурового отверстия и отделено и поддержано при помощи упомянутых третьих средств, третья производственная обсадная труба проходит в отдельном подземном буровом отверстии, пробуренном из общего подземного бурового отверстия, поддержана при помощи упомянутых средств и проходит через третье трубчатое звено, при этом третья производственная труба поддержана при помощи упомянутых третьих средств и проходит в третьей производственной обсадной трубе.

29. Сборка по п.27, отличающаяся тем, что она содержит первую производственную стойку, прикрепленную к упомянутым третьим средствам для обеспечения связи по жидкой среде с одной из по меньшей мере двух производственных труб, и вторую производственную стойку, прикрепленную к третьим средствам для обеспечения связи по жидкой среде с другой производственной трубой.

Images