1. Способ заканчивания скважины, заключающийся в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и расширяют фильтр с податливым материалом, причем путем расширения фильтра податливый материал заставляют принимать форму ствола скважины и растекаться вдоль ствола скважины.

2. Способ по п.1, в котором в качестве податливого материала выбирают материал, который набухает после расширения фильтра.

3. Способ по п.1, в котором в качестве податливого материала выбирают полимерный материал, такой как нитрил, натуральный каучук или эластомер типа AFLAS.

4. Способ по п.1, в котором в податливом материале выполняют по меньшей мере одно отверстие.

5. Способ по п.4, в котором в податливом материале выполняют множество отверстий, имеющих круглую, щелевидную, ромбовидную, квадратную, прямоугольную или иную форму.

6. Способ по п.1, в котором перемещение податливого материала ограничивают посредством по меньшей мере одного упорного кольца.

7. Способ по п.1, в котором до спуска фильтра в скважину податливый материал крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.

8. Способ по п.1, в котором податливый материал крепят к фильтру путем его полимеризации на фильтре.

9. Способ по п.1, в котором между фильтром и податливым материалом помещают защитный кожух.

10. Способ по п.9, в котором до спуска скважинного фильтра в скважину защитный кожух крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.

11. Способ по п.1, в котором используют перфорированную трубу-основу, покрытую используемым в качестве фильтра фильтрующим материалом, причем до спуска фильтра в скважину фильтрующий материал крепят на перфорированной трубе-основе путем растяжения последней в ширину.

12. Способ по п.11, в котором фильтрующий материал присоединяют к трубе-основе без сварки.

13. Способ по п.9, в котором защитный кожух присоединяют к фильтру без сварки.

14. Способ изготовления расширяемого в скважине фильтра, заключающийся в том, что на перфорированную трубу-основу надевают рукав из фильтрующего материала и растягивают трубу-основу в ширину, тем самым закрепляя на ней фильтрующий материал.

15. Способ по п.14, в котором фильтрующий материал присоединяют к трубе-основе без использования сварки.

16. Способ по п.14, в котором до растяжения трубы-основы на фильтрующий материал надевают рукав из податливого материала, способного прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, и путем растяжения трубы-основы податливый материал крепят к фильтрующему материалу.

17. Способ по п.14, в котором до растяжения трубы-основы на фильтрующий материал надевают рукав из податливого материала, способного прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, и крепят податливый материал к фильтрующему материалу за счет образования химических связей.

18. Способ по п.14, в котором между фильтрующим материалом и податливым материалом помещают защитный кожух и путем расширения трубы-основы крепят защитный кожух к фильтрующему материалу.

19. Способ по п.16, в котором используют по меньшей мере один расположенный на трубе-основе ограничитель перемещения податливого материала.

20. Способ по п.16, в котором в качестве податливого материала выбирают материал, набухающий при контакте с находящимися в скважине флюидами в течение заданного времени.

21. Способ заканчивания скважины, заключающийся в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают не связанным снаружи податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и оставляют податливый материал в контакте с находящимися в скважине флюидами, сопровождающемся набуханием податливого материала.

22. Способ по п.21, в котором податливый материал набухает до принятия им формы окружающего его ствола скважины.

23. Способ по п.21, в котором до спуска фильтра в скважину податливый материал крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.

24. Способ по п.21, в котором податливый материал крепят к материалу фильтра за счет образования химических связей.

25. Способ по п.22, в котором фильтр с податливым материалом растягивают в ширину, в результате чего податливый материал растекается вдоль ствола скважины.

 

(57) Реферат / Формула:
Способ заканчивания скважины, заключающийся в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и расширяют фильтр с податливым материалом, причем путем расширения фильтра податливый материал заставляют принимать форму ствола скважины и растекаться вдоль ствола скважины.

2. Способ по п.1, в котором в качестве податливого материала выбирают материал, который набухает после расширения фильтра.

3. Способ по п.1, в котором в качестве податливого материала выбирают полимерный материал, такой как нитрил, натуральный каучук или эластомер типа AFLAS.

4. Способ по п.1, в котором в податливом материале выполняют по меньшей мере одно отверстие.

5. Способ по п.4, в котором в податливом материале выполняют множество отверстий, имеющих круглую, щелевидную, ромбовидную, квадратную, прямоугольную или иную форму.

6. Способ по п.1, в котором перемещение податливого материала ограничивают посредством по меньшей мере одного упорного кольца.

7. Способ по п.1, в котором до спуска фильтра в скважину податливый материал крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.

8. Способ по п.1, в котором податливый материал крепят к фильтру путем его полимеризации на фильтре.

9. Способ по п.1, в котором между фильтром и податливым материалом помещают защитный кожух.

10. Способ по п.9, в котором до спуска скважинного фильтра в скважину защитный кожух крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.

11. Способ по п.1, в котором используют перфорированную трубу-основу, покрытую используемым в качестве фильтра фильтрующим материалом, причем до спуска фильтра в скважину фильтрующий материал крепят на перфорированной трубе-основе путем растяжения последней в ширину.

12. Способ по п.11, в котором фильтрующий материал присоединяют к трубе-основе без сварки.

13. Способ по п.9, в котором защитный кожух присоединяют к фильтру без сварки.

14. Способ изготовления расширяемого в скважине фильтра, заключающийся в том, что на перфорированную трубу-основу надевают рукав из фильтрующего материала и растягивают трубу-основу в ширину, тем самым закрепляя на ней фильтрующий материал.

15. Способ по п.14, в котором фильтрующий материал присоединяют к трубе-основе без использования сварки.

16. Способ по п.14, в котором до растяжения трубы-основы на фильтрующий материал надевают рукав из податливого материала, способного прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, и путем растяжения трубы-основы податливый материал крепят к фильтрующему материалу.

17. Способ по п.14, в котором до растяжения трубы-основы на фильтрующий материал надевают рукав из податливого материала, способного прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, и крепят податливый материал к фильтрующему материалу за счет образования химических связей.

18. Способ по п.14, в котором между фильтрующим материалом и податливым материалом помещают защитный кожух и путем расширения трубы-основы крепят защитный кожух к фильтрующему материалу.

19. Способ по п.16, в котором используют по меньшей мере один расположенный на трубе-основе ограничитель перемещения податливого материала.

20. Способ по п.16, в котором в качестве податливого материала выбирают материал, набухающий при контакте с находящимися в скважине флюидами в течение заданного времени.

21. Способ заканчивания скважины, заключающийся в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают не связанным снаружи податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и оставляют податливый материал в контакте с находящимися в скважине флюидами, сопровождающемся набуханием податливого материала.

22. Способ по п.21, в котором податливый материал набухает до принятия им формы окружающего его ствола скважины.

23. Способ по п.21, в котором до спуска фильтра в скважину податливый материал крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.

24. Способ по п.21, в котором податливый материал крепят к материалу фильтра за счет образования химических связей.

25. Способ по п.22, в котором фильтр с податливым материалом растягивают в ширину, в результате чего податливый материал растекается вдоль ствола скважины.

 

---

008130
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к скважинным фильтрам, в частности к фильтрам, которые могут расширяться в необсаженной скважине с обеспечением перекрытия ствола в скважинах сложной формы.
Уровень техники
В прошлом среди способов борьбы с пескопроявлениями преобладала засыпка гравия в пространство за скважинным фильтром (гравийная набивка). Суть этого метода заключается в заполнении гравием (крупнозернистым песком) кольцевого пространства вокруг фильтра для предотвращения поступления из вмещающих пород нежелательных твердых частиц. Позже, когда появилась технология расширяющихся труб, казалось, что от гравийной набивки можно отказаться, если обеспечить возможность расширения фильтра или фильтров на месте таким образом, чтобы фильтр сам заполнял кольцевое пространство вокруг него, которое прежде заполнялось гравием (песком). При внедрении технологии расширения фильтров вместо гравийной набивки возникли проблемы, связанные с непостоянством формы ствола скважины. Жесткая оправка (оправка постоянной геометрии) расширяет скважинный фильтр до фиксированной величины. Проблемы заключались в том, что если фильтр оказался в вымоине, то вокруг него все равно остается значительное кольцевое пространство. И наоборот, в месте сужения ствола скважины существует риск прихвата жесткой оправки.
В качестве усовершенствования технологии расширения фильтров при помощи жестких оправок было предложено использовать различные формы гибких оправок (оправок переменной геометрии). Теоретически такие гибкие оправки обладали определенной податливостью, что позволяло им в месте сужения ствола скважины деформироваться внутрь, уменьшая риск прихвата оправки. С другой стороны, в пустотах скважины вышеупомянутая проблема оставалась нерешенной, так как гибкие оправки имеют некоторый конечный наружный размер, до которого они расширяют фильтр. Поэтому применением гибких оправок не удалось устранить проблему существования кольцевых зазоров вокруг фильтра и, как следствие, нежелательного выноса песка после ввода скважины в эксплуатацию на этом интервале.
В скважинных фильтрах ранее предлагавшихся конструкций применялся предварительно уплотненный и удерживаемый металлической оболочкой мат, который после размещения в заданном месте скважины подвергается химическому воздействию. Затем мат из своего предварительно уплотненного состояния расширяется. Расширение фильтра при этом не предусмотрено. Такая конструкция описана в патентах US 2981332 и US 2981333. В патенте US 5667011 представлена жесткая оправка, расширяющая в скважине щелевой фильтр. В патентах US 5901789 и 6012522 рассмотрен процесс расширения сква-жинных фильтров. В патенте US 6253850 раскрыта технология установки одного сплошного вкладыша в уже расширенный фильтр со щелевыми отверстиями для перекрытия последнего, а также применение каучука и эпоксидных смол для герметизации зазора между трубами. В патенте US 6263966 рассмотрен процесс расширения в скважине фильтра с продольными складками. В патенте US 5833001 представлен каучук, полимеризующийся на месте нанесения для изготовления заплаты после расширения надувным приспособлением. Наконец, патент US 4262744 представляет общий интерес как относящийся к технологии изготовления скважинных фильтров с применением пресс-форм.
В предлагаемом устройстве и способе эта проблема решается при помощи фильтра в сборе, имеющего наружный слой, который после расширения может принимать форму ствола скважины. В предпочтительном варианте для наружного слоя выбирают материал, который набухает, находясь в контакте со скважинными флюидами, что еще более способствует заполнению пустот в стволе скважины после расширения. В другом варианте расширение фильтра не требуется, а наружный слой набухает, принимая форму стенки ствола скважины, от контакта со скважинными флюидами или другими флюидами, подаваемыми в скважину. Секция фильтра изготавливается таким образом, чтобы уменьшить или исключить применение сварных соединений. Сварные швы выполняются под сильной нагрузкой в процессе расширения, так что сведение к минимуму сварных соединений или отказ от их применения повышает надежность эксплуатации фильтра после расширения. Эти и другие преимущества настоящего изобретения более наглядно раскрываются в нижеследующем описании предпочтительного варианта осуществления изобретения, а также формуле изобретения.
Краткое изложение сущности изобретения
В соответствии с изобретением предлагается способ заканчивания скважины с применением сква-жинного фильтра, который после его расширения принимает форму ствола скважины. В одном варианте предлагаемый в изобретении способ заканчивания скважины заключается в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и расширяют фильтр с податливым материалом, причем путем расширения фильтра податливый материал заставляют принимать форму ствола скважины и растекаться вдоль ствола скважины. Таким образом, предлагаемый фильтр имеет податливый наружный слой, который при расширении принимает форму ствола скважины. Наружный слой может быть выполнен с отверстиями, пропускающими добываемый флюид. Для наружного слоя предпочтительно выбирать материал, который набухает при длительном контакте со скважин-ными флюидами, дополнительно герметизируя кольцевые зазоры после расширения.
В другом варианте предлагаемый в изобретении способ заканчивания скважины заключается в том,
- 1 -
008130
что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают не связанным снаружи податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и оставляют податливый материал в контакте с находящимися в скважине флюидами, сопровождающемся набуханием податливого материала. Таким образом, скважинный фильтр не расширяют, а герметизация кольцевых зазоров достигается только за счет набухания материала наружного слоя. В обоих вариантах способа податливый материал препятствует забиванию (засорению) фильтра в случае пескопроявлений, а растекание податливого материала вдоль ствола скважины улучшает облегание фильтра податливым материалом и защиту фильтра.
Объектом изобретения является также способ изготовления расширяемого в скважине фильтра, заключающийся в том, что на перфорированную трубу-основу надевают рукав из фильтрующего материала и растягивают трубу-основу в ширину, тем самым закрепляя на ней фильтрующий материал. Таким образом, наружный слой в виде рукава надевают на фильтр, фильтр устанавливают на трубе-основе и первоначально растягивают в ширину изнутри трубы-основы, обеспечивая скрепление собранных таким образом элементов фильтра для спуска в скважину, при этом сводя к минимуму или исключая необходимость применения сварки для соединения слоев между собой. Для расширения фильтра или фильтров в скважине можно использовать различные расширяющие или расправляющие устройства или приспособления.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид скважинного фильтра в вертикальной ориентации и с местным вырезом.
На фиг. 2 показан разрез колонны из нескольких фильтров, один из которых показан на фиг. 1, находящихся в скважине в расширенном состоянии. Предпочтительный вариант осуществления изобретения На фиг. 1 показана часть секции предлагаемого фильтра 10. Она включает трубу-основу 12, поверх которой расположен фильтр (фильтрующий материал) 14, который, в свою очередь, окружен наружным слоем 16 податливого материала, способного плотно прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, принимая их форму. В слое 16 выполнено множество отверстий 18. В трубе-основе 12 также имеются отверстия 20. Собственно фильтрующим материалом или фильтром 14 могут быть сетка (сито), переплетение волокон или прочие известные изделия для фильтрования. Слой 16 податливого материала предпочтительно является мягким, что позволяет ему растекаться при расширении фильтра 10. С этой целью предпочтителен материал, который набухает при длительном контакте со скважинными флюидами. В качестве трех примеров такого материала можно назвать нитрил, натуральный каучук и эластомер типа AFLAS. В другом варианте слой 16 податливого материала после спуска в скважину набухает в достаточной степени для вхождения в контакт со стволом скважины и без расширения фильтра 10. На торцах 22 и 24 фильтра 10 схематично показаны упорные кольца 26 и 28. Эти упорные кольца после расширения фильтра 10 препятствуют продольному перемещению слоя 16 податливого материала в кольцевой зоне вокруг фильтра 10 после его расширения. Их применение не является обязательным.
Еще одним элементом изобретения является способ сборки фильтра 10. Внутренний диаметр слоя 16 податливого материала может быть таким, чтобы податливый материал можно было надевать поверх фильтрующего материала 14. После этого фильтрующий материал 14 в сборе со слоем 16 податливого материала надевают на трубу-основу 12. Затем трубу-основу 12 слегка растягивают в ширину изнутри при помощи известного расширяющего устройства. В результате и фильтрующий материал 14, и слой 16 податливого материала крепятся на трубе-основе 12, не требуя сварки. Это является достоинством предлагаемого способа, поскольку после спуска фильтра 10 в скважину и его расширения в сварных соединениях из-за расширения могут возникнуть высокие напряжения, способные привести к разрушению фильтра. Другим вариантом сборки фильтра 10 является крепление фильтрующего материала 14 к трубе-основе 12 вышеописанным способом с последующей полимеризацией слоя 16 податливого материала прямо на фильтрующем материале 14 (с образованием химических связей). Как еще один вариант, поверх фильтрующего материала 14 может быть установлен наружный защитный кожух (на фиг. 1 не показан), а сверху - слой 16 податливого материала. Даже при использовании не показанного на фиг. 1 дополнительного перфорированного защитного кожуха процесс соединения элементов конструкции фильтра состоит в растягивании собранных элементов в ширину изнутри трубы-основы 12, как это описано выше.
Форма отверстий 18 может быть самой разнообразной. Назначение отверстий заключается в том, чтобы пропускать пластовые флюиды после расширения фильтра. Отверстия могут быть круглыми, ще-левидными или могут иметь иную форму или сочетание разных форм. Слой 16 податливого материала может быть выполнен из полимерного материала, предпочтительно такого, который набухает при длительном контакте со скважинными флюидами, благодаря чему податливый материал лучше прилегает к стенкам ствола скважины 30 асимметричной или сложной формы, как это показано на фиг. 2. На фиг. 2 также показан наружный защитный ко5кух 32, проходящий поверх фильтрующего материала 14 и под слоем 16 податливого материала, предохраняя фильтрующий материал 14 от повреждений при спуске в скважину 30. Кожух 32 сам по себе является известным изделием, в котором пробиты отверстия 33, и при наличии слоя 16 податливого материала может использоваться лишь при необходимости. Обходиться без кожуха можно потому, что слой 16 податливого материала уже обеспечивает определенную сте
- 2 -
008130
пень необходимой защиты фильтра при его спуске. Помимо того, без кожуха 32 слой 16 податливого материала может быть выполнен более толстым, что позволяет ему лучше заполнять объем пустот 34 в кольцевом пространстве вокруг фильтра 10 после расширения. Толщина слоя 16 податливого материала ограничена стволом скважины и наружным диаметром установленных в нем компонентов оборудования. Предпочтительно плотно втискивать слой 16 податливого материала в ствол скважины, так как это способствует продвижению податливого материала в пустоты, находящиеся в окружающем кольцевом пространстве.
Как это должно быть понятно специалисту, настоящее изобретение делает возможным изготовление расширяемых скважинных фильтров, исключая сварные соединения слоев между собой. Применение податливого материала 16, принимающего форму поверхности контактирующих с ним тел, позволяет использовать разнообразные способы расширения и лучше устранять расположенные снаружи расширенного фильтра пустоты, обусловленные сложной формой стенок ствола скважины. В другом варианте такой податливый материал 16 и без расширения фильтра 10 в скважине может набухать в достаточной степени для того, чтобы можно было обходиться без гравийного фильтра. Если материал набухает от воздействия находящихся в скважине флюидов, его желательно использовать в качестве слоя 16 податливого материала. Защитный кожух 32 под слоем 16 податливого материала может использоваться для защиты фильтрующего материала 14 при спуске фильтра в скважину.
Приведенное выше описание изобретения лишь иллюстрирует возможности его осуществления и поясняет его сущность, поэтому осуществление изобретения возможно при различных изменениях размеров, формы и материалов, а также деталей представленной конструкции, которые будут подпадать под патентные притязания на изобретение.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ заканчивания скважины, заключающийся в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и расширяют фильтр с податливым материалом, причем путем расширения фильтра податливый материал заставляют принимать форму ствола скважины и растекаться вдоль ствола скважины.
2. Способ по п.1, в котором в качестве податливого материала выбирают материал, который набухает после расширения фильтра.
3. Способ по п.1, в котором в качестве податливого материала выбирают полимерный материал, такой как нитрил, натуральный каучук или эластомер типа AFLAS.
4. Способ по п.1, в котором в податливом материале выполняют по меньшей мере одно отверстие.
5. Способ по п.4, в котором в податливом материале выполняют множество отверстий, имеющих круглую, щелевидную, ромбовидную, квадратную, прямоугольную или иную форму.
6. Способ по п.1, в котором перемещение податливого материала ограничивают посредством по меньшей мере одного упорного кольца.
7. Способ по п.1, в котором до спуска фильтра в скважину податливый материал крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.
8. Способ по п.1, в котором податливый материал крепят к фильтру путем его полимеризации на фильтре.
9. Способ по п.1, в котором между фильтром и податливым материалом помещают защитный кожух.
10. Способ по п.9, в котором до спуска скважинного фильтра в скважину защитный кожух крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.
11. Способ по п.1, в котором используют перфорированную трубу-основу, покрытую используемым в качестве фильтра фильтрующим материалом, причем до спуска фильтра в скважину фильтрующий материал крепят на перфорированной трубе-основе путем растяжения последней в ширину.
12. Способ по п.11, в котором фильтрующий материал присоединяют к трубе-основе без сварки.
13. Способ по п.9, в котором защитный кожух присоединяют к фильтру без сварки.
14. Способ изготовления расширяемого в скважине фильтра, заключающийся в том, что на перфорированную трубу-основу надевают рукав из фильтрующего материала и растягивают трубу-основу в ширину, тем самым закрепляя на ней фильтрующий материал.
15. Способ по п.14, в котором фильтрующий материал присоединяют к трубе-основе без использования сварки.
16. Способ по п.14, в котором до растяжения трубы-основы на фильтрующий материал надевают рукав из податливого материала, способного прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, и путем растяжения трубы-основы податливый материал крепят к фильтрующему материалу.
17. Способ по п.14, в котором до растяжения трубы-основы на фильтрующий материал надевают рукав из податливого материала, способного прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, и крепят податливый материал к фильтрующему материалу за счет образования химических связей.
- 3 -
008130
18. Способ по п.14, в котором между фильтрующим материалом и податливым материалом помещают защитный кожух и путем расширения трубы-основы крепят защитный кожух к фильтрующему материалу.
19. Способ по п.16, в котором используют по меньшей мере один расположенный на трубе-основе ограничитель перемещения податливого материала.
20. Способ по п.16, в котором в качестве податливого материала выбирают материал, набухающий при контакте с находящимися в скважине флюидами в течение заданного времени.
21. Способ заканчивания скважины, заключающийся в том, что по меньшей мере один скважинный фильтр покрывают не связанным снаружи податливым материалом, способным прилегать к поверхности контактирующих с ним тел, спускают фильтр в скважину до заданного местоположения в ней и оставляют податливый материал в контакте с находящимися в скважине флюидами, сопровождающемся набуханием податливого материала.
22. Способ по п.21, в котором податливый материал набухает до принятия им формы окружающего его ствола скважины.
23. Способ по п.21, в котором до спуска фильтра в скважину податливый материал крепят к фильтру путем растяжения фильтра в ширину.
24. Способ по п.21, в котором податливый материал крепят к материалу фильтра за счет образования химических связей.
25. Способ по п.22, в котором фильтр с податливым материалом растягивают в ширину, в результате чего податливый материал растекается вдоль ствола скважины.
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 4 -