Устройство для подземного ремонта ствола скважины и способ с его применением (варианты)

Устройство для подземного ремонта ствола скважины и способ с его применением (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Нефтегазодобывающие скважины часто обрабатывают для интенсификации притока гидравлическим разрывом пласта, при этом жидкость гидроразрыва можно вводить на участке подземного пласта, пройденном стволом скважины с гидравлическим давлением, достаточным для создания или увеличения по меньшей мере одного гидроразрыва в нем. Обработка для интенсификации притока или обработка скважины такими способами увеличивает добычу углеводородного сырья из скважины.

В некоторых скважинах может быть необходимо индивидуально и избирательно создавать многочисленные гидроразрывы по стволу скважины на расстоянии друг от друга. Многочисленные гидроразрывы должны иметь адекватную проводимость, чтобы наибольшее возможное количество углеводородного сырья в нефтегазовом коллекторе могло быть извлечено/добыто в ствол скважины. При обработке коллектора для интенсификации притока из стволов скважин, особенно стволов скважин с большим отклонением от вертикали или горизонтальных, бывает сложно управлять созданием многозонных гидроразрывов по стволу скважины без цементирования ствола скважины или хвостовика в стволе скважины и механически изолировать подземный пласт для гидроразрыва от пластов с ранее выполненными гидроразрывами или пластов, где гидроразрыв еще не выполнялся.

Для исключения этапов перфорирования с применением зарядов взрывчатого вещества и других нежелательных действий, связанных с гидроразрывом пласта, можно спускать некоторые инструменты в ствол скважины для подачи в них жидкостей гидроразрыва под высоким давлением и направления жидкостей гидроразрыва в пласт. Некоторые инструменты могут «выбрасывать струей» в пласт текучие среды высокого давления. Например, инструмент с отверстиями или соплами, образующими струю под давлением, также называемый «гидроструйным» инструментом, можно устанавливать в стволе скважины вблизи пласта. Сопла, образующие струю, создают путь текучей среды высокого давления, направленный на пласт, представляющий интерес. В другом инструменте, который можно назвать инструментом с окном в насосно-компрессорной трубе, втулкой или клапаном обработки пласта для интенсификации притока, секция насосно-компрессорной трубы включает в себя проемы или отверстия, выполненные в насосно-компрессорной трубе. Инструмент с окном в насосно-компрессорной трубе может также включать в себя компоновку подвижного окна с приводом для избирательного открытия отверстий в насосно-компрессорной трубе для прохода текучей среды высокого давления внутри насосно-компрессорной трубы. Отверстия в насосно-компрессорной трубе могут содержать сопла, образующие струю выброса текучей среды в пласт, обуславливая создание в нем каналов и гидроразрывов.

Отверстия подачи для выброса струи текучей среды или сопла в струйных инструментах установлены неподвижно в корпусе инструмента. Например, гидроструйный инструмент может иметь один или несколько путей текучей среды высокого давления, проходящих в нем, с соплами, закрепленными в выходных отверстиях каждого пути текучей среды. Сопла размещают в различных фиксированных положениях на корпусе инструмента. В другом примере втулка интенсификации притока может включать в себя многочисленные отверстия выброса струи текучей среды также с фиксированными положениями на корпусе втулки. Часто успешная обработка текучей средой или гидроразрыв пласта требуют создания многочисленных отверстий в пласте, с подъемом и/или спуском от первоначального положения струйного инструмента обработки текучей средой. Дополнительно, выставление по оси дополнительных отверстий в пласте, созданных инструментом, предотвращает искривление путей гидроразрыва в пласте, извивающихся между хаотически размещенными отверстиями. Для создания многочисленных отверстий гидроразрыва пласта вдоль ствола скважины струйный инструмент обработки текучей средой не обязательно перемещать из положения первоначального развертывания и приведения в действие в положение над первоначальным или под ним, где могут быть выполнены дополнительные отверстия. Струйный инструмент обработки текучей средой, развернутый на рабочей колонне, такой как гибкая насосно-компрессорная труба, перемещается подъемом на рабочей колонне. Вместе с тем, подъем на рабочей колонне на несколько дюймов (1 дюйм=25 мм) или больше не приводит к аналогичному перемещению струйного инструмента обработки текучей средой. Трение между рабочей колонной и стволом скважины препятствует точному превращению перемещения рабочей колонны к устью скважины в перемещение струйного инструмента обработки текучей средой, если последнее вообще происходит. Более того, необходимо точное выставление по оси или под углом отверстий гидроразрыва пласта. Трудновыполнимое и неточное подтягивание и вращение рабочей колонны не может обеспечить такой точности.

Для достижения необходимых результатов в описанных выше процессах обработки текучей средой необходимо создание улучшенного управления процессом струйной обработки текучей средой. Такой необходимый контроль лежит за пределами возможностей существующих систем обработки текучей средой. Настоящее описание включает в себя варианты осуществления изобретения, улучшающего управление струйной обработкой текучей средой, например, посредством перемещения струй текучей среды с приводом на забое скважины.

В данном документе описано устройство для подземного ремонта ствола скважины, содержащее кожух с продольной осью и сквозным каналом и перемещающийся элемент, расположенный в кожухе, причем перемещающийся элемент выполнен со сквозным каналом и отверстием подачи текучей среды, при этом перемещающийся элемент может перемещаться между первым положением остановки и вторым положением остановки относительно кожуха и вдоль оси, при этом отверстие подачи текучей среды может быть гидравлически связано со сквозным каналом кожуха и сквозным каналом перемещающегося элемента для создания струи текучей среды на ствол скважины в первом и втором разнесенными вдоль оси положениях остановки. Второе положение остановки может быть диагонально разнесено с первым положением относительно оси. Первое и второе положения остановки могут включать в себя различные положения отверстий подачи текучей среды высокого давления относительно ствола скважины. Перемещающийся элемент может представлять собой трубчатый элемент, скользящий в кожухе. Скользящий трубчатый элемент может включать в себя струйную головку с множеством отверстий подачи текучей среды. Отверстие подачи текучей среды может включать в себя струйное сопло. Отверстие подачи текучей среды может перемещаться в множество разнесенных вдоль оси положений остановки. Устройство может дополнительно включать в себя байонетный паз и выступ, размещенный в байонетном пазе, направляющие перемещение перемещающегося элемента относительно кожуха. Байонетный паз может быть соединен с кожухом, и выступ может быть соединен с перемещающимся элементом. Байонетный паз может быть соединен с перемещающимся элементом, и выступ может быть соединен с кожухом. Байонетный паз может быть расположен с возможностью вращения между кожухом и перемещающимся элементом. Устройство может дополнительно содержать элемент с пазами вдоль оси и второй выступ, размещенный в элементе с пазами вдоль оси для предотвращения вращения перемещающегося элемента относительно оси. Устройство может дополнительно содержать стопорный винт для избирательного предотвращения вращения байонетного паза. Устройство может дополнительно содержать застопоривающий механизм, расположенный между байонетным пазом и элементом с пазами вдоль оси. Застопоривающий механизм может дополнительно содержать скользящее кольцо, застопоривающее кольцо и удерживающий элемент. Удерживающий элемент может быть соединен с перемещающимся элементом, скользящее кольцо может быть соединено с байонетным пазом и расположено между байонетным пазом и удерживающим элементом, и застопоривающее кольцо может соединяться между удерживающим элементом и элементом с пазами вдоль оси. Скользящее кольцо может перемещаться для соединения с удерживающим элементом и располагаться между удерживающим элементом и элементом с пазами вдоль оси, и застопоривающее кольцо может перемещаться для соединения между байонетным пазом и удерживающим элементом. Положения остановки могут содержать множество точных положений относительно кожуха, и струя текучей среды может гидравлически связываться с отверстием подачи текучей среды только в положениях остановки. Устройство может дополнительно содержать рабочую колонну, соединенную с кожухом, перемещающийся элемент, функционирующий для установки отверстия подачи текучей среды в множество точных положений относительно рабочей колонны. Отверстия подачи текучей среды могут работать под давлением от около 3500 фунт/дюйм² (245 кг/см²) до около 15000 фунт/дюйм² (1050 кг/см²).

Также в данном документе описано устройство для подземного ремонта ствола скважины, содержащее рабочую колонну, кожух, соединенный с рабочей колонной, и элемент, соединенный с кожухом со скольжением в нем, скользящий элемент со струйным соплом обработки текучей средой и путем текучей среды, гидравлически связывающим текучую среду со струйным соплом обработки текучей средой, при этом скользящий элемент может функционировать, устанавливая струйное сопло обработки текучей средой в множество разнесенных вдоль оси положений остановки относительно кожуха и рабочей колонны. Скользящий элемент может связываться с кожухом через устройство с пазом и выступом. Устройство с пазом и выступом может включать в себя непрерывный байонетный паз. Паз может включать в себя множество V-образных канавок для размещения выступа, соответствующих множеству положений остановки струйных сопел обработки текучей средой. Рабочая колонна может стоять неподвижно в стволе скважины, когда струйное сопло обработки текучей средой может перемещаться между множеством различных положений остановки. Путем текучей среды высокого давления можно управлять для создания сообщения текучей среды со струйным соплом обработки текучей средой только в множестве различных положений остановки. Положения остановки могут быть выставлены вдоль оси ствола скважины. Положения остановки могут быть выставлены по диагонали относительно оси ствола скважины.

Дополнительно в данном документе описан способ подземного ремонта ствола скважины, содержащий спуск колонны инструмента с отверстием подачи текучей среды в ствол скважины, установку отверстия подачи текучей среды на первом месте работы в стволе скважины, установку рабочей колонны неподвижно в стволе скважины, закачку текучей среды подземного ремонта ствола скважины через колонну инструмента в отверстие подачи текучей среды на первом месте работы, перемещение отверстия подачи текучей среды относительно установленной неподвижно рабочей колонны на место работы, разнесенное вдоль оси в стволе скважины, и закачку текучей среды подземного ремонта ствола скважины на разнесенном вдоль оси месте работы. Способ может дополнительно содержать остановку закачки текучей среды подземного ремонта ствола скважины на первом месте работы для перемещения отверстия подачи текучей среды от первого места работы на разнесенное с ним вдоль оси место работы. Способ перемещения отверстия подачи текучей среды может дополнительно содержать перемещение отверстия подачи текучей среды в множество точных положений относительно ствола скважины. Способ перемещения отверстия подачи текучей среды может дополнительно содержать перемещение отверстия подачи текучей среды в множество положений вдоль продольной оси ствола скважины. Способ перемещения отверстия подачи текучей среды высокого давления может дополнительно содержать перемещение выступа через непрерывный байонетный паз. Способ может дополнительно содержать гидроразрыв пласта в первом положении. Способ может дополнительно содержать перфорирование обсадной колонны в первом положении перед гидроразрывом пласта. Способ может дополнительно содержать гидроразрыв пласта во втором положении. Способ может дополнительно содержать перфорирование обсадной колонны во втором положении перед гидроразрывом пласта. Способ может дополнительно содержать создание избыточного давления в инструменте для удержания отверстия подачи текучей среды в первом положении, сброс избыточного давления в инструменте перед перемещением отверстия подачи текучей среды и повторное создание избыточного давления в инструменте для удержания отверстия подачи текучей среды в разнесенном вдоль оси положении.

В данном документе дополнительно описан способ подземного ремонта ствола скважины, содержащий спуск инструмента с отверстиями подачи текучей среды в ствол скважины, подачу текучей среды в инструмент и отверстия подачи текучей среды, воздействие струей текучей среды из отверстия подачи текучей среды на ствол скважины для создания отверстия выбросом струи в стволе скважины и выполнение выставленных вдоль оси множества отверстий выбросом струи в стволе скважины.

В данном документе дополнительно описан способ подземного ремонта ствола скважины, содержащий спуск струйного инструмента обработки в ствол скважин на рабочей колонне, приведение в действие струйного инструмента обработки в одном или нескольких положениях вдоль продольной оси скважины и выполнение соответствующих одного или нескольких продольных отверстий выбросом струи в стволе скважины. Рабочую колонну можно удерживать, по существу, в продольно фиксированном положении во время приведения в действие струйного инструмента. Струйный инструмент может быть приведен в действие через множество продольных байонетных пазов. Струйный инструмент обработки может быть приведен в действие посредством перепада давления. Ствол скважины может быть наклонно-направленным.

В более подробном описании варианты осуществления рассмотрены со ссылками на прилагаемые чертежи, где

на Фиг. 1 схематично показан, частично в разрезе, вид струйного инструмента обработки текучей средой в условиях эксплуатации.

На Фиг. 2 показан вид сечения компоновки гидроструйного инструмента.

На Фиг. 3A показан вид части сечения компоновки гидроструйного инструмента с окном в насосно-компрессорной трубе.

На Фиг. 3B показан вид части сечения компоновки гидроструйного инструмента с окном в насосно-компрессорной трубе, показанной на Фиг. 3A, в сдвинутом положении.

На Фиг. 4A показан вид сечения варианта осуществления струйного инструмента обработки текучей средой с перемещающимися струйными отверстиями.

На Фиг. 4B показан увеличенный вид участка струйного инструмента обработки текучей средой, показанного на Фиг. 4A.

На Фиг. 5 показан альтернативный вариант осуществления участка струйного инструмента обработки текучей средой, показанного на Фиг. 4B.

На Фиг. 6A показан альтернативный вариант осуществления участка струйного инструмента обработки текучей средой, показанного на Фиг. 4B.

На Фиг. 6B показан альтернативный вариант осуществления участка струйного инструмента обработки текучей средой, показанного на Фиг. 6A.

На Фиг. 7A показан вид профиля примера байонетного паза или паза шагового перемещения.

На Фиг. 7B показан вариант осуществления выступа для использования в пазе шагового перемещения.

На Фиг. 7C показан другой вариант осуществления выступа для использования в пазе шагового перемещения.

На Фиг. 7D показан другой вариант осуществления выступа для использования в пазе шагового перемещения.

На Фиг. 7E показан альтернативный вариант осуществления паза шагового перемещения.

На Фиг. 8A показан изометрический вид, частично в разрезе, варианта осуществления струйного инструмента обработки текучей средой с перемещающейся струйной головкой.

На Фиг. 8B показан увеличенный вид участка струйного инструмента обработки текучей средой, показанного на Фиг. 8A.

На Фиг. 8C показан струйный инструмент обработки текучей средой, показанный на Фиг. 8B, в другом положении.

На Фиг. 8D показан струйный инструмент обработки текучей средой, показанный на Фиг. 8C, в другом положении.

На Фиг. 8E показан струйный инструмент обработки текучей средой, показанный на Фиг. 8D, в другом положении.

На чертежах и в описании одинаковые части обычно обозначены везде соответствующими одинаковыми позициями. Чертежи не обязательно выполнены с соблюдением масштаба. Некоторые признаки изобретения могут быть показаны в увеличенном масштабе или несколько схематично, и некоторые детали обычных элементов могут быть не показаны в интересах ясности и лаконичности. Настоящее изобретение допускает варианты осуществления в различных формах. Конкретные варианты осуществления описаны в деталях и показаны на чертежах, с пониманием того, что настоящее описание следует рассматривать как пример воплощения принципов изобретения, и не направлены на ограничение изобретения, показанного и описанного в данном документе. Должно быть совершенно понятно, что различные идеи вариантов осуществления, рассматриваемых ниже, можно использовать по отдельности или в любой подходящей комбинации для получения необходимых результатов. Если иное специально не указано, любое использование любых форм терминов «соединять», «контактировать», «сцеплять», «прикреплять» или любого другого термина, описывающего взаимодействие между элементами, не предназначено для ограничения взаимодействия прямым взаимодействием между элементами и может также включать в себя непрямое взаимодействие между описанными элементами. В следующем рассмотрении и в формуле изобретения термины «включающий в себя» и «содержащий» используют в открытой форме и, таким образом, их следует интерпретировать означающими «включающий в себя, но не ограниченный этим...». Ссылки на верх или низ должны выполняться с целью описания терминами «верх», «верхний», «вверх» или «выше по потоку», означающими к устью скважины и «низ», «нижний», «вниз» или «ниже по потоку», означающие к забою скважины, вне зависимости от ориентации ствола скважины. Различные характеристики, упомянутые выше, так же, как и другие признаки и характеристики, описанные более подробно ниже, должны быть совершенно ясны специалистам в данной области техники после прочтения следующего подробного описания вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

В данном документе описано несколько вариантов осуществления устройства подземного ремонта ствола скважины, включающего в себя струйный инструмент обработки текучей средой, в котором текучую среду под избыточным давлением направляют или выбрасывают струей через отверстия подачи текучей среды в геологический пласт для создания и расширения гидроразрывов в геологическом пласте. Устройство может быть расположено на месте работы в скважине. Может являться необходимым создание ряда пробитых струей отверстий в пласте на данном месте или вблизи него, конкретно в продольном направлении вдоль оси скважины. Создание ряда разнесенных вдоль оси отверстий в пласте может являться проблематичным, поскольку перемещение струйного инструмента обработки текучей средой с ручным управлением является неточным или невозможным, вследствие сил трения в наклонно-направленных или горизонтальных скважинах. При этом струйный инструмент обработки текучей средой функционально способен разместить одно или несколько отверстий подачи текучей среды высокого давления в множестве разнесенных вдоль оси положений. В некоторых вариантах осуществления отверстия подачи перемещаются относительно рабочей колонны, на которой подвешен струйный инструмент обработки в скважине. Рабочая колонна может быть установлена в скважине неподвижно. В некоторых вариантах осуществления отверстия подачи размещены в струйной головке скользящего элемента, размещенного в корпусе, соединенном с рабочей колонной. В других вариантах осуществления отверстия подачи перемещаются вдоль оси и вращаются вокруг оси. Отверстия подачи могут включать в себя струйные сопла обработки текучей средой. В некоторых вариантах осуществления перемещающиеся отверстия подачи направляет байонетный паз или паз шагового перемещения. Некоторые варианты осуществления включают в себя компоненты с изменяемым устройством для регулирования осевого перемещения и вращения отверстий подачи. Такие компоненты включают в себя стопорные винты, пробки и застопоривающие механизмы со скользящим кольцом.

На Фиг. 1 схематично показан пример условий эксплуатации струйного инструмента 100 обработки текучей средой. Как описано ниже, существуют различные варианты осуществления струйного инструмента 100 обработки текучей средой, и схематичный инструмент 100 соответствует струйным инструментам обработки текучей средой, описанным в данном документе, и прочее соответствует идеям в данном документе. Как показано, буровая установка 110 смонтирована на земной поверхности 105 над стволом 120 скважины, проходящей в подземный пласт F для добычи углеводородов. Ствол 120 скважины можно бурить в подземный пласт F с использованием обычных (или будущих) методик бурения, и он может уходить, по существу, вертикально от поверхности 105 или может отклоняться на любой угол от поверхности 105. В некоторых случаях весь ствол или участки ствола 120 скважины могут быть вертикальными, наклонно-направленными, горизонтальными и/или искривленными.

По меньшей мере верхний участок ствола 120 скважины может иметь крепление обсадной колонной 125, которая может иметь цементирование 127 в пласте F, выполненное обычным способом. Альтернативно, условия эксплуатации для инструмента 100 обработки текучей средой для интенсификации притока включают в себя необсаженный ствол 120 скважины. Буровая установка 110 включает в себя вышку 112 с буровым полом 114, через который проходит вниз от буровой установки 110 в ствол 120 скважины рабочая колонна 118, например, такая как трос, кабельная линия, электросиловая линия, Z-линия, трубная колонна из звеньев, гибкая насосно-компрессорная труба, или обсадная колонна, или колонна хвостовика (если ствол 120 скважины необсажен). На рабочей колонне 118 подвешен представленный скважинный струйный инструмент 100 обработки текучей средой на заданной глубине в стволе 120 скважины для выполнения конкретной операции, такой как перфорирование обсадной колонны 125, расширение пути прохода текучей среды через нее или гидроразрыв пласта F. Рабочая колонна 18 может также быть известна, в целом, как средство спускоподъема, соединенное со струйным инструментом 100 обработки текучей средой. Буровая установка 110 является обычной установкой и при этом включает в себя лебедку с приводом от двигателя и другое соответствующее оборудование для спуска рабочей колонны 118 в ствол 120 скважины и установки струйного инструмента 100 обработки текучей средой на необходимой глубине.

Хотя пример условий эксплуатации, показанный на Фиг. 1, относится к стационарной буровой установке 110 для спуска и установки инструмента 100 обработки текучей средой для интенсификации притока в ствол 120 наземной скважины, специалисту в данной области техники должно быть совершенно ясно, что мобильные буровые установки капремонта, установки подземного ремонта скважин, такие как установки с гибкой насосно-компрессорной трубой и т.п., можно также использовать для спуска инструмента 100 в ствол 120 скважины. Следует понимать, что струйный инструмент 100 обработки текучей средой можно также использовать в других условиях эксплуатации, таких как в стволе морской скважины или наклонно-направленном или горизонтальном стволе скважины.

Струйный инструмент 100 обработки текучей средой может иметь различные формы. В варианте осуществления инструмент 100 содержит компоновку 150 гидроструйного инструмента, которая в некоторых вариантах осуществления может содержать трубчатый гидроструйный инструмент 140, и трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода, как показано на Фиг. 2. Трубчатый гидроструйный инструмент 140, в общем, включает в себя осевой путь 180 прохода текучей среды, проходящий через инструмент и сообщающийся, по меньшей мере, с одним располагающимся под углом боковым расходным отверстием 142, проходящим через боковые стенки трубчатого гидроструйного инструмента 140. В некоторых вариантах осуществления осевой путь 180 прохода текучей среды сообщается с таким количеством располагающихся под углом боковых расходных отверстий 142, которое может являться обоснованным (то есть с множеством расходных отверстий). Образующее струю текучей среды сопло 170, в общем, установлено в каждом из боковых расходных отверстий 142. При использовании в данном документе, термин «образующее струю текучей среды сопло» относится к любой неподвижной детали, которую можно соединять с отверстием подачи для обеспечения такого сообщения текучей среды через нее, что скорость текучей среды, выходящей из неподвижной детали, выше скорости текучей среды на входе в неподвижную деталь. В некоторых вариантах осуществления образующие струю текучей среды сопла 170 могут быть расположены в одной плоскости, которая может быть установлена с заданной ориентацией относительно продольной оси трубчатого гидроструйного инструмента 140. Такая ориентация плоскости образующих струю текучей среды сопел 170 может совпадать с ориентацией плоскости максимального главного напряжения в пласте, подлежащем гидроразрыву, относительно продольной оси ствола скважины, проходящей пласт.

Трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода в общем включает в себя сквозной продольный проход 162 потока и может быть соединено резьбой с концом трубчатого гидроструйного инструмента 140, противоположным концу, соединенному с рабочей колонной 118. Продольный проход 162 потока может содержать продольный проходной канал 164 относительно малого диаметра, через внешний концевой участок трубчатого, включаемого в работу сбросом шара устройства 160 регулирования расхода и раззенкованного проходного отверстия 166 большего диаметра через передний участок трубчатого, включаемого в работу сбросом шара устройства 160 регулирования расхода, которое может образовывать кольцевую поверхность 168 седла для приема шара 172 в трубчатом, включаемом в работу сбросом шара устройстве 160 регулирования расхода. До посадки шара 172 на кольцевую поверхность 168 седла в трубчатом, включаемом в работу сбросом шара устройстве 160 регулирования расхода текучая среда может свободно проходить через трубчатый гидроструйный инструмент 140 и трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода. После посадки шара 172 на кольцевую поверхность 168 седла в трубчатом, включаемом в работу сбросом шара устройстве 160 регулирования расхода, как показано на Фиг. 2, поток через трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода может быть остановлен, что может вызывать выход из трубчатого гидроструйного инструмента 140 через его образующие струю текучей среды сопла 170 текучей среды, закачиваемой в рабочую колонну 118 и в трубчатый гидроструйный инструмент 140. Когда оператору необходим реверс циркуляции текучих сред через трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода, трубчатый гидроструйный инструмент 140 и рабочую колонну 118, давление текучей среды, создаваемое в рабочей колонне 118, можно уменьшить, в результате текучая среда под более высоким давлением, окружающая трубчатый гидроструйный инструмент 140 и трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода, может свободно проходить через трубчатое, включаемое в работу сбросом шара устройство 160 регулирования расхода, вызывая выход шара 172 из контакта с кольцевой поверхностью 168 седла и через образующие струю текучей среды сопла 170 в рабочую колонну 118 и через нее.

Компоновку 150 гидроструйного инструмента, схематично представленную позицией 100 на Фиг. 1, можно перемещать в различные положения в стволе 120 скважин с использованием рабочей колонны 118. Подъем и поворот рабочей колонны 118, как описано выше, может приводить к некоторому, в основном неуправляемому, перемещению компоновки 150 инструмента. Рабочая колонна 118 также несет текучую среду для выброса струей под давлением через образующие струю сопла 170.

На Фиг. 3A и 3B показан пример компоновки 300 устройства с окном в насосно-компрессорной трубе, приспособленным для использования в установке закачивания скважины. При использовании в данном документе, термин «устройство с окном в насосно-компрессорной трубе» относится к секции насосно-компрессорной трубы, выполненной с возможностью обеспечения избирательного доступа к одной или нескольким проектным зонам примыкающего подземного пласта. Устройство с окном в насосно-компрессорной трубе имеет конструктивный элемент, который оператор может избирательно открывать и закрывать, например элемент 304 перемещающейся втулки. Компоновка устройства 300 с окном в насосно-компрессорной трубе может иметь многочисленные конфигурации и может задействовать различные механизмы для избирательного доступа к одной или нескольким проектным зонам примыкающего подземного пласта.

Устройство 300 с окном в насосно-компрессорной трубе включает в себя, по существу, цилиндрическую внешнюю насосно-компрессорную трубу 302, в которой размещен элемент 304 перемещающейся втулки. Внешняя насосно-компрессорная труба 302 включает в себя одно или несколько отверстий 306 подачи для обеспечения сообщения текучей среды внутри внешней насосно-компрессорной трубы 302 с примыкающим подземным пластом. Отверстия 306 подачи выполнены так, что в них можно установить образующие струю текучей среды сопла 308. В некоторых вариантах осуществления образующие струю текучей среды сопла 308 могут ввинчиваться в отверстия 306 подачи. Образующие струю текучей среды сопла 308 могут быть изолированы от кольцевого пространства 310 (образованного между внешней насосно-компрессорной трубой 302 и элементом 304 перемещающейся втулки) соединительными уплотнениями или сальниками 312 на внешней насосно-компрессорной трубе 302.

Элемент 304 перемещающейся втулки включает в себя одно или несколько отверстий 314 подачи, выполненных так, что, как показано на Фиг. 3A, отверстия 314 подачи можно избирательно разводить с отверстиями 306 подачи для предотвращения сообщения текучей среды внутри элемента 304 перемещающейся втулки с примыкающим подземным пластом. Элементы 304 перемещающейся втулки можно сдвигать вдоль оси и/или вращать так, что, как показано на Фиг. 3B, отверстия 314 подачи можно избирательно совмещать с отверстиями 306 подачи для обеспечения сообщения текучей среды внутри элемента 304 перемещающейся втулки с примыкающим подземным пластом. Элемент 304 перемещающейся втулки можно сдвигать, например, с использованием сдвига инструмента, механизма с гидроприводом или механизма со сбросом шара.

На Фиг. 4A схематично показано сечение варианта осуществления устройства или струйного инструмента 400 обработки текучей средой. Струйный инструмент 400 обработки текучей средой включает в себя корпус или кожух 402 со сквозным каналом 404 подачи. Внутренняя полость кожуха 402 может быть разделена на полость или камеру 406, камеру 408, камеру 410 и дополнительную камеру, если необходимо. Перемещающийся элемент 412 расположен в кожухе 402. В некоторых вариантах осуществления, как показано на Фиг. 4A, перемещающийся элемент 412 является трубчатым элементом, имеющим проходной канал 414 подачи и скользящим с опиранием в кожухе 402. Верхний конец 416 трубы 412 расположен в полости 406 на верхнем конце 420 кожуха 402. Верхний конец 420 может быть соединен с рабочей колонной или другим инструментом, в итоге соединяющимся с рабочей колонной. Нижний конец 418 трубы 412 проходит через нижний конец 422 кожуха 402 и выступает наружу из кожуха 402. Камера 410 на нижнем конце 422 включает в себя пружину 434. Нижний конец 418 дополнительно включает в себя головку 424 с отверстием 426 подачи текучей среды высокого давления (или множеством отверстий 426 подачи, как показано). В некоторых вариантах осуществления отверстия подачи дополнительно включают в себя образующие струю текучей среды сопла в соответствии с идеями данного документа.

Струйный инструмент 400 обработки также включает в себя байонетный паз 428. Байонетный паз можно также называть непрерывным байонетным пазом, пазом управления или пазом шагового перемещения. Как показано в варианте осуществления на Фиг. 4A, байонетный паз 428 расположен вокруг трубы 412 в камере 408. Байонетный паз 428, в некоторых вариантах осуществления, может представлять собой сплошной элемент, такой как металлический лист с щелью или пазом, выполненным в нем. Байонетному пазу может быть придана форма с прохождением последнего вокруг цилиндрического элемента, как показано на Фиг. 4A. В различных вариантах осуществления инструмента 400 байонетный паз 428 включает в себя различные взаимосвязи с окружающими компонентами. Например, в некоторых вариантах осуществления байонетный паз 428 не скреплен неподвижно с каким-либо другим компонентом, таким как кожух 402 или труба 412, и вращается вокруг трубы 412 в камере 408. Например, байонетный паз 428 может быть выполнен в незакрепленной втулке, расположенной в камере 408. Внешняя поверхность трубы 412 включает в себя выступ или штифт управления 430 (или набор выступов 430), выходящий наружу от внешней поверхности трубы 412 и размещающийся в байонетном пазе 428. В таких вариантах осуществления все или, по существу, все вращение выполняет байонетный паз 428, тогда как труба 412 (и, таким образом, струйная головка 424 и отверстия подачи 426) остаются закрепленными и не вращаются вокруг оси 440. В этих вариантах осуществления кожух 402 также закреплен на рабочей колонне и не вращается вокруг оси 440.

В других вариантах осуществления инструмента 400 байонетный паз 428 соединен с внутренней поверхностью камеры 408, и выступы 430 проходят из трубы 412 в байонетный паз. В других дополнительных вариантах осуществления элементы выполнены в обратном порядке, при этом байонетный паз 428 соединен с поверхностью трубы 412, и выступ 430 проходит от внутренней поверхности камеры 408 в байонетный паз. В данных вариантах осуществления с фиксированным пазом байонетный паз 428 находится в фиксированном положении относительно камеры 408 и кожуха 402, и трубы 412, соответственно. В этих вариантах осуществления относительное перемещение байонетного паза 428 и выступа 430, проходящего от трубы 412, обуславливает вращение вокруг продольной оси 440 трубы 412 (и относительно фиксированного кожуха 402).

Таким образом, в некоторых вариантах осуществления струйного устройства 400, описанных в данном документе, перемещающийся элемент (например, труба 412) с отверстиями подачи текучей среды высокого давления перемещается продольно или вдоль оси для линейного смещения отверстия подачи параллельно продольной оси инструмента. В альтернативных вариантах осуществления перемещающемуся элементу (например, трубе 412) обеспечено вращение в дополнение к осевому перемещению. Объединенное осевое перемещение и вращение отверстий подачи текучей среды обуславливает смещение отверстия подачи по диагонали относительно продольной оси инструмента. Рассмотренные варианты осуществления более подробно показаны и описаны ниже.

Также на Фиг. 4A показан вариант осуществления, включающий в себя трубу 412, застопоренную для вращения вокруг продольной оси 440. Внутренняя поверхность камеры 410 включает в себя выступ или набор выступов 432, проходящих в элемент 442 с пазом, соединенный с трубой 412. На Фиг. 4B показан увеличенный вид сечения среднего участка струйного инструмента 400 обработки. Элемент 442 с пазом, соединенный с трубой 412, включает в себя продольный или осевой паз 443, в котором размещается выступ 432. Устройство паза 443 и выступа 432 обеспечивает продольное перемещение трубы 412 вдоль оси 440, но застопоривает трубу 412 для вращения. В других вариантах осуществления элемент 442 с пазами и выступ 432 меняются местами, при этом элемент 442 с