Способ осуществления гидроразрыва

Способ осуществления гидроразрыва

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к системам, компоновкам и способам управления оборудованием, инструментами и т.п., установленными в подземном стволе скважины, и, более конкретно, к системам, компоновкам и способам управления совокупностью оборудования, инструментов и т.п., установленных в подземном стволе скважины.

ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Для добычи текучей среды из подземной среды бурят ствол скважины для проходки одной или нескольких подземных зон, горизонтов и/или пластов. Скважину обычно заканчивают с установкой обсадной колонны, которая может быть собрана из трубных звеньев, в ствол скважины и крепления в нем обсадной колонны любым подходящим средством, таким как цемент, размещенный между обсадной колонной и стенкой ствола скважин. После этого скважину обычно заканчивают, спуская стреляющий перфоратор или другое средство для проникновения через обсадную колонну вплотную к зоне (зонам), горизонту (горизонтам) и/или пласту (пластам), представляющим интерес, и подрывая заряды взрывчатого вещества для перфорирования как обсадной колонны, так и зоны (зон), горизонта (горизонтов) и/или пласта (пластов). Таким образом, устанавливают гидравлическую связь между зоной (зонами), горизонтом (горизонтами) и/или пластом (пластами) и внутренним объемом обсадной колоны для обеспечения притока текучей среды из зоны (зон), горизонта (горизонтов) и/или пласта (пластов) в скважину. Альтернативно, скважину можно заканчивать с "необсаженным стволом", что означает установку обсадной колонны в стволе скважины, заканчивающейся над подземной средой, представляющей интерес. Скважину затем оборудуют эксплуатационной насосно-компрессорной трубой и обычным связанным с ней оборудованием для добычи текучей среды из зоны (зон), горизонта (горизонтов) и/или пласта (пластов), представляющих интерес, на поверхность. Обсадную колонну и/или насосно-компрессорную трубу можно также использовать для закачки текучей среды в скважину для содействия добыче текучей среды из нее или в зону (зоны), горизонт (горизонты) и/или пласт (пласты) для содействия добыче текучей среды из них.

Часто во время бурения и заканчивания скважины или во время добычи текучей среды из скважины или ее закачки в скважину или подземную среду может возникать необходимость управления многочисленными инструментами, оборудованием или т.п., например стреляющими перфораторами, резаками, пакерами, клапанами, муфтами и т.д., которые могут быть установлены в скважине. При добыче текучей среды из подземной среды или закачке текучей среды в подземные среды многочисленные инструменты и оборудование часто установлены и работают в стволе скважины. Например, множество стреляющих перфораторов можно развертывать в стволе скважины для создания гидравлической связи между многочисленными зонами, горизонтами и/или пластами. После подрыва данные стреляющие перфораторы пробивают своими пулями обсадную колонну, зацементированную в стволе скважины, для образования перфорационных каналов и установления гидравлической связи между пластом и стволом скважины. Часто данные стреляющие перфораторы подрывают последовательно. Можно использовать множество створчатых клапанов, связанных с многочисленными стреляющими перфораторами, для изоляции заканчиваемой зоны, горизонта или пласта от других зон, горизонтов и/или пластов, пройденных стволом скважины. В качестве другого примера, пакеры можно развертывать на трубчатом элементе и расширять для ввода в контакт с обсадной колонной для создания непроницаемого для текучей среды уплотнения в кольцевом пространстве, образованном между трубчатым элементом и обсадной колонной. Можно использовать штуцеры с различными отверстиями для эксплуатации многочисленных зон скважины для уравновешивания существующего давления между многочисленными подземными зонами, горизонтами и/или пластами так, что множество таких зон, горизонтов и/или пластов можно эксплуатировать одновременно.

Гидравлические системы используют для управления работой инструментов, установленных в скважине. Такие системы имеют систему управления и клапан на забое скважины. Система управления включает в себя оборудование на поверхности, такое как бак рабочей жидкости гидросистемы, насос, систему фильтров, клапаны и контрольно-измерительные приборы, линии управления, фиксаторы для линий управления и один или несколько блоков контроллеров гидросистемы. Линии управления проходят от оборудования на поверхности к устьевому оборудованию и через него и подвеску насосно-компрессорной трубы к необходимому оборудованию и инструментам в скважине. Данные линии управления обычно крепят фиксаторами на трубном инструменте, установленном в скважине. Линии управления могут соединяться с одним или несколькими блоками управления гидросистемы в скважине для распределения рабочей жидкости гидросистемы на клапаны на забое скважины.

Несколько основных устройств гидравлических линий управления используют в скважине. В прямом гидравлическом устройстве каждый инструмент, подлежащий управлению, должен иметь две выделенных гидравлических линии. "Открытая" линия проходит от оборудования на поверхности к инструменту и используется для подачи рабочей жидкости гидросистемы на клапан управления на забое для управления работой инструмента, тогда как "закрытая" линия проходит от инструмента к оборудованию на поверхности и создает путь возвращения рабочей жидкости гидросистемы на поверхность земли. Практически, число инструментов, которыми можно управлять с использованием прямого гидравлического устройства, равняется трем, то есть с шестью отдельными гидравлическими линиями, вследствие физических ограничений на установку гидравлических линий в скважине. Подвеска насосно-компрессорной трубы, через которую проходят гидравлические линии, также должна вмещать линии контрольно-измерительной системы, по меньшей мере, одного предохранительного клапана и часто линию закачки химикатов, что ограничивает число гидравлических линий, которые может вместить подвеска. Когда необходимо управлять более чем тремя инструментами в скважине, можно использовать устройство общего закрытия, в котором открытая линия проходит к каждому инструменту, подлежащему управлению, и общая закрытая линия соединена с каждым инструментом для возвращения рабочей жидкости гидросистемы на поверхность. Опять, система с общей закрытой линией имеет практическое ограничение управления пятью инструментами, то есть с шестью отдельными гидравлическими линиями.

В другом устройстве одна гидравлическая линия выделена для каждого инструмента и соединена с каждым инструментом посредством отдельного, выделенного контроллера для каждого инструмента. Для открытия инструмента в рабочей жидкости гидросистемы в выделенной линии создают давление первого уровня. После этого в рабочей жидкости гидросистемы в выделенной линии создают давление более высокого уровня для закрытия инструмента. В цифровой гидравлической системе две гидравлические линии проходят от оборудования на поверхности на контроллер в скважине, соединенный с каждым из инструментов, подлежащих управлению. Каждый контроллер запрограммирован на работу после приема четко выраженной последовательности импульсов давления, принятых через данные две гидравлические линии. Каждый инструмент имеет другую гидравлическую линию, соединенную с ним, в качестве общей линии возврата рабочей жидкости гидросистемы на поверхность. Контроллеры, используемые в одиночной линии и цифровых гидравлических устройствах, являются сложными устройствами, имеющими в своем составе многочисленные эластомерные уплотнения и пружины, подверженные отказам. Кроме того, данные контроллеры используют небольшие встроенные фильтры для удаления частиц из рабочей жидкости гидросистемы, которые могут иначе загрязнять контроллеры. Данные фильтры подвержены закупориванию и разрушению. Дополнительно, сложный характер последовательности импульсов давления требует насоса с компьютерным управлением и клапанного манифольда, являющегося дорогим.

Согласно устройству "центр распределения", две гидравлические линии проводят с поверхности на один контроллер в скважине, с которым соединен каждый инструмент, подлежащий управлению своим собственным комплектом из двух гидравлических линий. Данный контроллер можно перемещать храповым механизмом на любое число заданных мест, на каждом из которых соединяются линии управления данного инструмента с линиями управления, проходящими с поверхности на контроллер. Таким образом, действием каждого инструмента можно управлять независимо с поверхности. При перемещении контроллера храповым механизмом на другое место можно управлять работой другого инструмента. Данное устройство является дорогостоящим вследствие большого числа компонентов и сложного устройства уплотнений в контроллере и ненадежным, поскольку сложно осуществлять обратную связь с поверхностью для передачи данных точного положения контроллера, особенно если оператор потерял след ранее примененных импульсов. Таким образом, существует необходимость создания гидравлических систем управления, компоновок и способов для использования в управлении многочисленными инструментами в скважине, относительно недорогих, простых по конструкции и надежных в эксплуатации.

Дополнительно, часто необходима обработка для интенсификации притока из подземной среды, представляющей интерес, для увеличения добычи из них текучих сред, таких как углеводороды, посредством закачки текучих сред под давлением в скважину и окружающую подземную среду, представляющую интерес, для осуществления в ней гидравлического разрыва пласта. После этого текучая среда может поступать из подземной среды, представляющей интерес, в ствол скважины и по эксплуатационной насосно-компрессорной трубе и/или обсадной колонне подниматься на поверхность земли. Предпочтительно необходимо осуществлять обработку для интенсификации притока или гидроразрыв пласта подземной среды, представляющей интерес, во многих разнесенных местах вдоль ствола скважины, проходящего подземную среду, текучие среды закачивают в конкретное место, примыкающее к подземной среде, представляющей интерес, наиболее удаленное от поверхности земли, при этом средство, такое как створчатый клапан (клапаны), используют для изоляции остальных мест. После закачки текучей среды под давлением с поверхности в скважину и самое глубокое место средство приводят в действие для изоляции следующего места, самого близкого к поверхности, от самого глубокого места и остальных мест. Текучую среду закачивают под давлением с поверхности в скважину и подземную среду, примыкающую к изолированным местам, для гидравлического разрыва пласта в них. Таким образом, всю подземную среду вблизи многочисленных разнесенных мест можно обработать гидроразрывом пласта последовательно, начиная с места, наиболее удаленного от поверхности вдоль ствола скважины. Обычные системы и связанные с ними методики, используемые для осуществления обработки для интенсификации притока подземной среды таким способом, включают в себя спускаемые на обсадной колонне системы перфорирования, системы со сбросом шара и системы перфорирования с закупориванием.

Вместе с тем, существуют проблемы с гидравлическим разрывом подземной среды в многочисленных разнесенных местах в последовательности, начинающейся с места, дополнительно, наиболее удаленного от поверхности вдоль ствола скважины. Гидравлический разрыв подземной среды создает напряжения в породе, по существу упрочняющие конкретные зоны подземных пластов, обработанных гидроразрывом пласта, тем самым препятствуя распространению гидроразрывов пласта, созданных во время гидравлических разрывов примыкающей зоны, в зоне, ранее обработанной гидроразрывом. Это может обуславливать распространение гидравлических разрывов пласта, образованных в примыкающей зоне, с уходом от зоны предыдущего гидроразрыва пласта, что может являться нежелательным. Соответственно, существует необходимость создания способа последовательного гидроразрыва подземной среды из разнесенных мест вдоль ствола скважины в любой необходимой последовательности. Дополнительно, существует необходимость создания способа последовательного гидроразрыва подземной среды из разнесенных мест вдоль ствола скважины в последовательности, рассчитанной для предпочтительного использования напряжения в породе, образованного в подземной среде для распространения гидроразрывов в необходимом режиме.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для решения вышеуказанной и других задач и согласно целям настоящего изобретения, одним аспектом настоящего изобретения является способ гидроразрыва подземной среды, согласно которому осуществляют гидроразрыв в любой заданной последовательности в разнесенных местах вдоль скважины, проходящей подземный пласт, после того, как размещают в скважине инструменты, используемые для гидроразрыва, и оставляют инструменты в скважине во время гидроразрыва.

Предпочтительно, скважина является, по существу, горизонтально проходящей в подземной среде.

Предпочтительно, подземная среда является одним подземным пластом.

Предпочтительно, заданная последовательность гидроразрыва подземной среды представляет собой гидроразрыв подземной среды, по существу, одновременно от, по меньшей мере, двух разнесенных мест.

Предпочтительно, подземная среда является одним подземным пластом.

Предпочтительно, заданная последовательность гидроразрыва подземной среды представляет собой гидроразрыв подземной среды в одном из разнесенных мест после гидроразрыва подземной среды в двух разнесенных местах, находящихся вблизи одного из разнесенных мест, причем одно из разнесенных мест расположено дальше от поверхности земли вдоль скважины, чем, по меньшей мере, одно из двух разнесенных мест.

Предпочтительно, каждый из инструментов содержит скользящую муфту, и при осуществлении гидроразрыва подземной среды закачивают текучую среду под давлением через ствол скважины и открытую скользящую муфту в, по меньшей мере, одном из инструментов в подземную среду.

Предпочтительно, заданная последовательность представляет собой гидроразрыв первого участка подземной среды, проходимого скважиной, в первом местоположении вдоль скважины, создающий напряжение в породе в первом участке, и гидроразрыв второго участка подземной среды во втором местоположении вдоль скважины, результатом которого являются гидроразрывы во втором участке, имеющие геометрию, на которую влияет напряжение в породе, присутствующее в первом участке.

Предпочтительно, гидроразрывы во втором участке проходят дальше от скважины вследствие влияния напряжения в породе, присутствующего в первом участке.

Предпочтительно, гидроразрывы во втором участке проходят дальше от первого участка вследствие влияния напряжения в породе, присутствующего в первом участке.

Предпочтительно, до гидроразрыва второго участка дополнительно осуществляют гидроразрыв третьего участка подземной среды в третьем местоположении вдоль скважины, создающий напряжение в породе в третьем участке, влияющее на геометрию гидроразрывов во втором участке.

Предпочтительно, скважина имеет, по существу, горизонтальный участок, и линия управления проходит в указанный по существу горизонтальный участок.

Другим аспектом настоящего изобретения является способ осуществления гидроразрыва, согласно которому закачивают текучую среду через обсадную колонну, установленную в скважине, и отверстие в первом инструменте, прикрепленном к обсадной колонне, под давлением, достаточным для гидроразрыва участка подземной среды, затем закачивают текучую среду через обсадную колонну и отверстие во втором инструменте, прикрепленном к обсадной колонне и расположенном дальше вдоль скважины от поверхности земли, чем первый инструмент, под давлением, достаточным для гидроразрыва другого участка подземной среды.

Предпочтительно, дополнительно добывают текучую среду, присутствующую в подземной среде, до закачки в скважину через отверстие в первом инструменте, отверстие во втором инструменте или оба отверстия в первом и втором инструментах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, входящие в состав описания и образующие его часть, показывают варианты осуществления настоящего изобретения и, вместе с описанием, служат для объяснения принципов изобретения. На чертежах показано следующее:

фиг.1A - схематичный вид одного варианта осуществления систем и компоновок настоящего изобретения с использованием выделенной линии управления;

фиг.1B - вид сечения гидравлической линии управления фиг.1A с сигнальным устройством в ней;

фиг.2A - схематичный вид другого варианта осуществления систем и компоновок настоящего изобретения с использованием трех гидравлических линий, проходящих на поверхность;

фиг.2B - вид сечения гидравлической линии управления фиг.2A с сигнальным устройством в ней;

фиг.3A - схематичный вид дополнительного варианта осуществления систем и компоновок настоящего изобретения с использованием двух гидравлических линий, проходящих на поверхность;

фиг.3B - вид сечения гидравлической линии управления фиг.3A с сигнальным устройством в ней;

фиг.4A - схематичный вид еще одного дополнительного варианта осуществления систем и компоновок настоящего изобретения с использованием одной гидравлической линии, проходящей на поверхность;

фиг.4B - вид сечения гидравлической линии управления фиг.3A с сигнальным устройством в ней;

фиг.5A - часть сечения варианта осуществления настоящего изобретения с использованием трех гидравлических линий, развернутого в подземной скважине;

фиг.5B - вид сечения гидравлической линии управления фиг.5A с сигнальным устройством в ней.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

При использовании в данном описании термин "сигнальная линия управления" относится к непрерывной линии или линии из звеньев, напорному трубопроводу, трубчатому элементу или аналогичной структуре для перемещения текучей среды и устройству управления. По существу, осевой канал линии управления является достаточным для обеспечения прохода устройства управления через него, но внешний диаметр линии управления достаточно мал, так что не мешает размещению других линий, трубчатых элементов, инструментов и оборудования в скважине. Не ограничивающим примером подходящих диаметров для сигнальных линий управления является внешний диаметр от около 0,25 дюймов до около 0,50 дюймов (7-13 мм) и, по существу, диаметр осевого канала от около 0,15 дюймов до около 0,40 дюймов (4-10 мм). Диаметр, по существу, осевого канала в сигнальной линии управления, используемой согласно настоящему изобретению, не достаточен для обеспечения добычи коммерческих количеств пластовых текучих сред, подлежащих подаче через него. Сигнальная линия управления может быть сконструирована из любого подходящего материала, например нержавеющей стали или сплава нержавеющей стали. "Сигнальное устройство" относится к устройству, способному генерировать один или несколько индивидуальных сигналов. Не ограничивающими примерами сигнальных устройств являются радиочастотное идентификационное устройство, устройство, несущее магнитный штриховой код, радиоактивное устройство, акустическое устройство, устройство поверхностной акустической волны, низкочастотный магнитный передатчик и любое другое устройство, способное генерировать один или несколько индивидуальных сигналов. Сигнальное устройство может иметь любую подходящую конфигурацию периметра, геометрическую форму и размер, обеспечивающий перемещение через сигнальную линию управления. Некоторым сигнальным устройствам, например радиочастотному идентификационному устройству, может требоваться конфигурация периметра и геометрическая форма для противодействия опрокидыванию устройства во время перемещения через сигнальную линию управления. Подходящее радиочастотное идентификационное устройство имеется в продаже и поставляется фирмой Sokymat SA, Швейцария, под торговой маркой "Glass Tag 8mm Q5". "Считывающее устройство" относится к устройству, способному передавать сигналы на сигнальное устройство и принимать сигналы от сигнального устройства.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг.1, сигнальная линия 14 управления может быть установлена в подземной скважине и проходить от оборудования 10 устья скважины на позицию, по меньшей мере, вблизи самого удаленного от оборудования устья скважины инструмента, которым необходимо управлять посредством способов настоящего изобретения. Хотя сигнальную линию 14 управления можно закреплять на оборудовании устья скважины и не крепить при установке в скважине, ее предпочтительно крепить к трубным элементам и/или инструментам, установленным в скважине, с помощью любого подходящего средства, например фиксаторами, и можно бронировать, как должно быть ясно специалистам в данной области техники. Сигнальная линия управления может быть открыта на конце 18 в ствол скважины. Один или несколько инструментов или оборудование 30A, 30B и 30N можно установить в скважине и можно соединить со считывающими устройствами 20A, 20B, 20N, соответственно. Инструменты 30A, 30B и 30C можно соединить с взаимодействующими с ними считывающими устройствами 20A, 20B, 20N любым подходящим средством, таким как гидравлическая или электрическая линия или акустическое соединение 31A, 31B, 31N. Каждое считывающее устройство соединено с подходящим источником 24A, 24B, 24N питания и антеннами 22A, 22B, 22N, соответственно. Не ограничивающим примером подходящего источника питания являются батареи. Как показано, антенны 22 могут быть катушечными, окружающими линии 14 управления так, что ориентация сигнального устройства 12 в линии 14 управления не существенна для приема сигнала антенной 22. Неограниченным числом инструментов 30 можно управлять посредством настоящего изобретения, с общим числом инструментов, установленных в скважине с возможностью управления посредством настоящего изобретения, обозначенным "N".

В процессе работы подходящее сигнальное устройство 12 можно перемещать от оборудования 10 устья скважины по линии 14, например, в подходящей текучей среде, такой как масло гидросистемы или вода, которые может перекачивать оборудование, размещенное на поверхности. Сигнальное устройство 12 имеет размер и конфигурацию, препятствующие перевороту сигнального устройства в линии 14 во время перемещения (фиг.1B). Каждое сигнальное устройство 12 запрограммировано на генерирование индивидуального сигнала. Аналогично, каждое считывающее устройство 20A, 20B, 20N запрограммировано на поиск сигнала с индивидуальным кодом. Когда сигнальное устройство 12 проходит вблизи считывающего устройства 20, индивидуальный сигнал, переданный сигнальным устройством 12, может принимать антенна 22. Если данное считывающее устройство 20 запрограммировано на реагирование на сигнал, переданный устройством 12 через связанную с ним антенну 22, считывающее устройство 20 передает соответствующий сигнал управления на связанный с ним инструмент 30 для приведения инструмента в действие. Считывающее устройство 20 может также передавать сигналы, которые, в свою очередь, принимает сигнальное устройство 12 и обуславливающие генерирование сигнальным устройством индивидуального сигнала.

Каждое считывающее устройство 20 можно программировать для реагирования на свои индивидуальные сигналы или аналогичные сигналы, по меньшей мере, одного другого считывающего устройства. Когда сигнальное устройство 12 перемещается по линии 14, индивидуальный сигнал, переданный при этом, может принимать и читать каждое последовательное считывающее устройство. Если индивидуальный сигнал совпадает с запрограммированным в считывающем устройстве, считывающее устройство передает сигнал управления для приведения в действие связанного с ним инструмента 30. В конечном итоге, сигнальное устройство 12 выходит через конец линии 14 управления в скважину. После этого одно или несколько дополнительных устройств управления можно перемещать по линии 14 управления для приведения в действие одного или нескольких инструментов 30 в любой необходимой последовательности и режиме. Таким образом, неограниченное число инструментов можно приводить в действие посредством перемещения одного или нескольких устройств управления по линии 14 управления. Когда линия 14 открыта на конце 18 в ствол скважины, на нее действует гидростатическое давление текучей среды, и поэтому гидравлическое давление, действующее в данной линии, должно быть достаточным для преодоления гидростатического давления для перемещения сигнального устройства 12 по линии 14.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг.2, три гидравлических линии 114, 154 и 164 могут быть установлены в подземной скважине и проходить от оборудования 110 устья скважины к месту установки, по меньшей мере, вблизи инструмента, наиболее удаленного от оборудования устья скважины и подлежащего управлению средством данного варианта осуществления настоящего изобретения. Каждая линия 114, 154, 164 имеет первый конец 116, 156, 166, соответственно, на оборудовании 110 устья скважины или вблизи него и второй конец 118, 158, 168, размещенный в скважине. Второй конец 118 или линия 114 может быть открыт в скважину и, следовательно, гидростатическому давлению любой текучей среды, присутствующей в скважине, тогда как концы 158 и 168 линий 156 и 166, соответственно, можно закрывать крышками или заглушками, как показано на фиг.1, любым подходящим средством, известным специалистам в данной области техники. Альтернативно, конец 116 линии 114 управления может быть соединен с концом 158 линии 154 управления или концом 168 линии 164 управления для обеспечения перемещения устройства 112 управления по линии 114 и назад на поверхность по линии 154 или 164. Хотя линии 116, 156, 166 можно закреплять на оборудовании устья скважины и не крепить при установке в скважине, каждая линия предпочтительно крепится к трубным элементам и/или инструментам, установленным в скважине, любым подходящим средством, например фиксаторами, и может быть бронированной, как должно быть ясно специалистам в данной области техники.

Множество инструментов или блоков 130A, 130B, 130N оборудования устанавливают в скважине, и они могут иметь поршень или муфту 132A, 132B, 132N, соответственно, подвижно скрепленные с ними. Каждый инструмент 130A, 130B, 130N может быть соединен с гидравлической линией 156 посредством линий 134A, 134B, 134N, соответственно, каждая из которых имеет соответствующий клапан 136A, 136B, 136N. Считывающие устройства 120A, 120B, 120N электрически соединены с подходящими источниками питания 124A, 124B, 124N и антеннами 122A, 122B, 122N, соответственно. Не ограничивающим примером подходящего источника питания являются батареи. Данные источники питания могут быть запрограммированы на нахождение в спящем режиме, кроме некоторых заданных периодов времени, так что источник питания консервируется и увеличивается его срок службы. Как показано, антенны 122A, 122B, 122N являются катушечными и окружающими линии управления 114 так, что ориентация сигнального устройства 112 в линии управления 114 является несущественной. Каждое считывающее устройство 120A, 120B, 120N может быть электрически соединено с соответствующими двигателями 126A, 126B, 126N, соответственно, которые, в свою очередь, вращают вал или шпиндель 127A, 127B, 127N для открытия или закрытия клапанов 136A, 136B, 136N, как должно быть ясно специалистам в данной области техники. Неограниченным числом инструментов 130 можно управлять посредством данного варианта осуществления настоящего изобретения, с общим числом, обозначенным буквой "N", инструментов, установленных в скважине с возможностью управления. Рабочую жидкость гидросистемы, такую как масло гидросистемы или вода, можно использовать в каждой из трех гидравлических линий, и можно создавать в ней давление любым подходящим средством, таким как насос, размещенный в оборудовании устья скважины или вблизи него, поддерживая давление достаточным для преодоления гидростатического давления текучей среды, присутствующей в скважине, для перемещения от оборудования устья скважины текучей среды и сигнального устройства 112 по гидравлической линии и в скважину.

Обычно, установленные в скважине клапаны 136A, 136B, 136N находятся в закрытом положении, и поршни 132A, 132B, 132N установлены на одном конце соответствующего инструмента 130, указанного позициями x или y на фиг.2. Хотя инструменты 130 показаны на фиг.2, имеющие положения, в общем, на каждом конце и в центре инструмента, поршень может достигать нескольких положений в инструменте и имеет связанный с ним механизм, такой как конусная зажимная муфта, для обеспечения выполнения указанной операции. Не ограничивающим примером инструмента с использованием поршня с изменяющимися положениями является фонтанный штуцер, установленный в трубчатом элементе, установленном в нужном месте в скважине.

В процессе работы подходящее сигнальное устройство 112 можно перемещать от оборудования устья скважины 110 через линию 114, например, в текучей среде, перекачиваемой оборудованием, размещенным на поверхности. Каждое сигнальное устройство 112 запрограммировано на генерирование индивидуального сигнала. Аналогично, каждое считывающее устройство 120A, 120B и 120N запрограммировано на поиск сигнала с индивидуальным кодом. Когда сигнальное устройство 112 проходит вблизи данного считывающего устройства 120, индивидуальный сигнал, переданный сигнальным устройством 112, может принимать антенна 122. Если данное считывающее устройство 120 запрограммировано на реагирование на сигнал, переданный устройством 112 через связанную с ним антенну 122, считывающее устройство 120 передает соответствующий сигнал управления на связанный с ним двигатель 126, который, в свою очередь, производит открытие клапана 136 посредством вала 127. Считывающие устройства 120 могут также передавать сигналы, которые принимает сигнальное устройство 112, обуславливающие передачу им, в свою очередь, индивидуального сигнала. Когда рабочей жидкости гидросистемы в линии 154 обеспечен проход через линию 134 и клапан 136, давление рабочей жидкости гидросистемы обуславливает перемещение поршня 132 в инструменте в необходимое положение и при этом приведение в действие инструмента. Перемещение поршня 132 в инструменте 130 обуславливает прохождение рабочей жидкости гидросистемы на другой стороне поршня 132 назад к оборудованию 110 устья скважины по гидравлической линии 164. Для перемещения поршня 132 в другое положение давление рабочей жидкости гидросистемы в линии 154 или линии 164 можно увеличить для перемещения поршня со связанным с ним механизмом, таким как конусная зажимная муфта, обеспечивая последовательное достижение поршнем нескольких положений вдоль инструмента 130.

Каждое считывающее устройство 120 можно программировать для реагирования на свой индивидуальный сигнал или сигнал, аналогичный, по меньшей мере, сигналу одного другого считывающего устройства. Когда сигнальное устройство 112 перемещают по линии 114, индивидуальный сигнал, переданный при этом, может принимать и считывать каждое последовательно расположенное считывающее устройство. Если индивидуальный сигнал соответствует сигналу, запрограммированному в считывающем устройстве, считывающее устройство передает сигнал управления для открытия на связанный с ним двигатель 126 и клапан 136. В конечном итоге, сигнальное устройство 112 выходит через конец линии 114 управления в скважину. После этого одно или несколько дополнительных сигнальных устройств 112 можно перемещать по линии 114 управления для приведения в действие одного или нескольких двигателя (двигателей) 126 и клапана (клапанов) 136 в любой необходимой последовательности и режиме. Таким образом, неограниченное число инструментов 130 можно приводить в действие посредством перемещения одного или нескольких устройств управления по линии 114 управления. Поскольку линия 114 открыта на конце 118 в ствол скважины, на нее действует гидростатическое давление текучей среды, и поэтому гидравлическое давление, создаваемое в данной линии, должно быть достаточным для преодоления гидростатического давления для перемещения сигнального устройства 112. Альтернативно, линию 114 можно соединить с линией 158, обеспечивая тем самым прохождение сигнального устройства 112 на поверхность. Сигнальное устройство 112 может быть выполнено для приема сигнала от данного считывающего устройства, что индивидуальный сигнал, переданный сигнальным устройством, принят считывающим устройством. В данном случае считывающие устройства 120 представляют собой приемопередатчики, обеспечивающие прием каждым устройством индивидуального сигнала от сигнального устройства и передачу другого индивидуального сигнала обратно на сигнальное устройство. Каждое сигнальное устройство 112 можно также оборудовать подходящими измерительными приборами для измерения параметров скважины, пласта и/или текучей среды, которые можно затем записывать в сигнальном устройстве 112. Не ограничивающими примерами подходящих измерительных приборов являются измерительные приборы температуры и давления. Информацию, содержащуюся в сигнальном устройстве 112, можно считывать на поверхности, стирать с сигнального устройства 112, если необходимо, и сигнальное устройство можно программировать для отправки других индивидуальных сигналов для использования в той же скважине или другой скважине.

Для закрытия каждого клапана 136 каждое связанное с ним считывающее устройство можно запрограммировать для приведения в действие надлежащего двигателя 126 и вала 127 после некоторого периода времени для закрытия связанного клапана 136. Альтернативно, сигнальное устройство 112 можно перемещать по линии 114 для передачи индивидуального сигнала на надлежащее считывающее устройство 120 посредством антенны 122, которое, в свою очередь, передает соответствующий сигнал управления на связанный с ним двигатель 126, обуславливая закрытие клапана 136 валом 127.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг.3, две гидравлические линии 214 и 264 установлены в подземной скважине и проходят от оборудования 110 устья скважины в положение, по меньшей мере, к самому удаленному от оборудования устья скважины инструменту для управления посредством данного варианта осуществления настоящего изобретения. Линии 214 и 264 имеют первые концы 216 и 266, соответственно, на оборудовании 210 устья скважины или вблизи него и вторые концы 218 и 268, скрепленные с линией 270 и имеющие с ней гидравлическую связь. Хотя линии 216 и 266 можно закреплять на оборудовании устья скважины и их можно не крепить при установке в скважине, каждую линию, включающую в себя линию 270, предпочтительно крепить к трубным элементам и/или инструментам, установленным в скважине, любым подходящим средством, например фиксаторами, и ее можно бронировать, как должно быть ясно специалистам в данной области техники.

В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг.3, клапаны 236A, 236B и 236N первоначально находятся в закрытом положении, когда систему развертывают в скважине, тогда как клапан 290 в линии 270, соединяющей нижние концы 218, 268 линий 214 и 264 друг с другом, находится первоначально в открытом положении. Для начала работы индивидуальное сигнальное устройство 212 можно перемещать по линии 214 любым подходящим средством, например маслом гидросистемы. Индивидуальный сигнал, переданный сигнальным устройством 212, может принимать каждая антенна 222 и передавать на каждое связанное с ней считывающее устройство 220. Если данное считывающее устройство запрограммировано для реагирования на принятый сигнал, данное считывающее устройство приводит в действие двигатель 226, открывающий клапан 236 посредством вала 227. Сигнальное устройство затем проходит через линию 270 и передает сигнал на считывающее устройство 280 посредством антенны 282. Считывающее устройство 280, получающее энергию от источника пи