1. Способ гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для спуска оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и выполнение перфорации посредством спуска проводящего каротажного кабеля в ствол скважины с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.

2. Способ по п.1, в котором при выполнении перфорации подают сигнал к скважинному перфоратору через проводящий каротажный кабель.

3. Способ по п.1, в котором при выполнении перфорации устанавливают каротажную лебедку на башне подъемного крана.

4. Способ по п.1, включающий перфорацию участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на данном участке ствола скважины.

5. Способ по п.4, включающий перфорацию второго участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на втором участке ствола скважины.

6. Способ по п.1, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, удаленной от подъемного крана.

7. Способ по п.1, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.

8. Способ по п.1, включающий использование видеокамеры для контроля работы, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.

9. Способ обеспечения оборудования для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для перемещения оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и установку каротажной лебедки непосредственно на подъемном кране.

10. Способ по п.9, включающий установку подъемного крана на автомобильное шасси подъемного крана для обеспечения его транспортабельности.

11. Способ по п.10, включающий подсоединение системы управления к подъемному крану и каротажной лебедке.

12. Способ по п.10, включающий размещение системы управления в передвижной станции управления отдельно от автомобильного шасси подъемного крана.

13. Способ по п.9, в котором устанавливают каротажную лебедку на подъемный кран с возможностью ее поворота вместе с подъемным краном.

14. Способ ступенчатого гидроразрыва пласта, включающий установку каротажной лебедки непосредственно на подъемный кран, подвешивание оборудования на первом участке ствола скважины с помощью подъемного крана, взрыв скважинного перфоратора на первом участке ствола скважины посредством подачи сигнала взрыва через каротажный кабель, соединенный с каротажной лебедкой, гидроразрыв пласта на первом участке ствола скважины, поднятие оборудования ко второму участку ствола скважины, намотку части каротажного кабеля с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.

15. Способ по п.14, включающий перемещение подъемного крана посредством автомобильного шасси подъемного крана.

16. Способ по п.14, в котором при установке каротажной лебедки прикрепляют каротажную лебедку к башне подъемного крана.

17. Способ по п.14, включающий повторение процессов перфорации и гидроразрыва пласта на ряде участков ствола скважины.

18. Способ по п.14, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.

19. Система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая подъемный кран и каротажную лебедку, установленную на подъемном кране.

20. Система по п.19, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, на котором установлен подъемный кран.

21. Система по п.19, в которой каротажная лебедка прикреплена к подъемному крану с возможностью поворота с ним как одно целое.

22. Система по п.19, содержащая систему управления, удаленную от подъемного крана и обеспечивающую управление одним оператором подъемным краном и каротажной лебедкой.

23. Система по п.22, в которой система управления размещена во вспомогательном транспортном средстве.

24. Система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, имеющее кабину и подъемный кран, установленный сзади кабины, и каротажную лебедку, прикрепленную к подъемному крану.

25. Система по п.24, содержащая передвижную станцию управления, имеющую систему управления гидроразрывом пласта и систему управления перфорацией.

26. Система по п.24, в которой каротажная лебедка прикреплена к башне подъемного крана.

27. Система по п.24, в которой каротажная лебедка выполнена с возможностью поворота с подъемным краном.

28. Система по п.24, содержащая по меньшей мере одну камеру для контроля рабочих параметров, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.

 

(57) Реферат / Формула:
Способ гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для спуска оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и выполнение перфорации посредством спуска проводящего каротажного кабеля в ствол скважины с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.

2. Способ по п.1, в котором при выполнении перфорации подают сигнал к скважинному перфоратору через проводящий каротажный кабель.

3. Способ по п.1, в котором при выполнении перфорации устанавливают каротажную лебедку на башне подъемного крана.

4. Способ по п.1, включающий перфорацию участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на данном участке ствола скважины.

5. Способ по п.4, включающий перфорацию второго участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на втором участке ствола скважины.

6. Способ по п.1, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, удаленной от подъемного крана.

7. Способ по п.1, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.

8. Способ по п.1, включающий использование видеокамеры для контроля работы, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.

9. Способ обеспечения оборудования для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для перемещения оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и установку каротажной лебедки непосредственно на подъемном кране.

10. Способ по п.9, включающий установку подъемного крана на автомобильное шасси подъемного крана для обеспечения его транспортабельности.

11. Способ по п.10, включающий подсоединение системы управления к подъемному крану и каротажной лебедке.

12. Способ по п.10, включающий размещение системы управления в передвижной станции управления отдельно от автомобильного шасси подъемного крана.

13. Способ по п.9, в котором устанавливают каротажную лебедку на подъемный кран с возможностью ее поворота вместе с подъемным краном.

14. Способ ступенчатого гидроразрыва пласта, включающий установку каротажной лебедки непосредственно на подъемный кран, подвешивание оборудования на первом участке ствола скважины с помощью подъемного крана, взрыв скважинного перфоратора на первом участке ствола скважины посредством подачи сигнала взрыва через каротажный кабель, соединенный с каротажной лебедкой, гидроразрыв пласта на первом участке ствола скважины, поднятие оборудования ко второму участку ствола скважины, намотку части каротажного кабеля с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.

15. Способ по п.14, включающий перемещение подъемного крана посредством автомобильного шасси подъемного крана.

16. Способ по п.14, в котором при установке каротажной лебедки прикрепляют каротажную лебедку к башне подъемного крана.

17. Способ по п.14, включающий повторение процессов перфорации и гидроразрыва пласта на ряде участков ствола скважины.

18. Способ по п.14, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.

19. Система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая подъемный кран и каротажную лебедку, установленную на подъемном кране.

20. Система по п.19, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, на котором установлен подъемный кран.

21. Система по п.19, в которой каротажная лебедка прикреплена к подъемному крану с возможностью поворота с ним как одно целое.

22. Система по п.19, содержащая систему управления, удаленную от подъемного крана и обеспечивающую управление одним оператором подъемным краном и каротажной лебедкой.

23. Система по п.22, в которой система управления размещена во вспомогательном транспортном средстве.

24. Система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, имеющее кабину и подъемный кран, установленный сзади кабины, и каротажную лебедку, прикрепленную к подъемному крану.

25. Система по п.24, содержащая передвижную станцию управления, имеющую систему управления гидроразрывом пласта и систему управления перфорацией.

26. Система по п.24, в которой каротажная лебедка прикреплена к башне подъемного крана.

27. Система по п.24, в которой каротажная лебедка выполнена с возможностью поворота с подъемным краном.

28. Система по п.24, содержащая по меньшей мере одну камеру для контроля рабочих параметров, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.

 

---

008424
Область техники
При подготовке скважин к добыче пластовых флюидов скважина часто подвергается перфорации и гидроразрыву пласта. Обычно перфорация выполняется отдельной каротажной бригадой, использующей специальную каротажную установку, автомобиль-пикап и персонал, специально обученный работе с каротажной установкой и проводящий работы по перфорации. Отдельная бригада для проведения гидроразрыва пласта используется и для проведения работ по закачке/откачке жидкости в скважине или работ по гидроразрыву пласта в скважине, входящих в общий план работ по подготовке скважины. Бригада для проведения гидроразрыва пласта также использует подъемный кран и собственные специальные транспортные средства, оборудование и персонал, обученный выполнять работы по гидроразрыву пласта.
Использование отдельных бригад, отдельных транспортных средств и отдельного оборудования для работ, которые часто проводятся подобным друг другу образом, может вести к потере производительности. Например, производственное разделение труда по проведению работ по перфорации и гидроразрыву пласта может потребовать дополнительных транспортных средств и дополнительного персонала. Это, в свою очередь, приводит к увеличению себестоимости, увеличению затрат времени, росту логистических трудностей, в частности, тогда, когда на конкретной скважине проводятся чередующиеся работы по перфорации и гидроразрыву пласта. Дополнительно сравнительно большое количество транспортных средств и персонала требует сравнительно большого места для размещения на конкретной буровой.
Согласно изобретению создан способ гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для спуска оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и выполнение перфорации посредством спуска проводящего каротажного кабеля в ствол скважины с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.
При выполнении перфорации можно подавать сигнал к скважинному перфоратору через проводящий каротажный кабель.
При выполнении перфорации можно устанавливать каротажную лебедку на башне подъемного крана.
Способ может включать перфорацию участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на данном участке ствола скважины.
Способ может включать перфорацию второго участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на втором участке ствола скважины.
Способ может включать управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, удаленной от подъемного крана.
Способ может включать управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.
Способ может включать использование видеокамеры для контроля работы, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.
Согласно изобретению создан способ обеспечения оборудования для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для перемещения оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и установку каротажной лебедки непосредственно на подъемном кране.
Способ может включать установку подъемного крана на автомобильное шасси подъемного крана для обеспечения его транспортабельности.
Способ может включать соединение системы управления к подъемному крану и каротажной лебедке.
Способ может включать размещение системы управления в передвижной станции управления, отдельно от автомобильного шасси подъемного крана.
Можно устанавливать каротажную лебедку на подъемный кран с возможностью ее поворота вместе с подъемным краном.
Согласно изобретению создан способ ступенчатого гидроразрыва пласта, включающий установку каротажной лебедки непосредственно на подъемный кран, подвешивание оборудования на первом участке ствола скважины с помощью подъемного крана, взрыв скважинного перфоратора на первом участке ствола скважины посредством подачи сигнала взрыва через каротажный кабель, соединенный с каротажной лебедкой, гидроразрыв пласта на первом участке ствола скважины, поднятие оборудования ко второму участку ствола скважины, намотку части каротажного кабеля с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.
Способ может включать перемещение подъемного крана посредством автомобильного шасси подъемного крана.
При установке каротажной лебедки можно прикреплять каротажную лебедку к башне подъемного крана.
Способ может включать повторение процессов перфорации и гидроразрыва пласта на ряде участков ствола скважины.
Способ может включать управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.
- 1 -
008424
Согласно изобретению создана система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая подъемный кран и каротажную лебедку, установленную на подъемном кране.
Система может содержать автомобильное шасси подъемного крана, на котором установлен подъемный кран.
Каротажная лебедка может быть прикреплена к подъемному крану с возможностью поворота с ним как одно целое.
Система может содержать систему управления, удаленную от подъемного крана и обеспечивающую управление одним оператором подъемным краном и каротажной лебедкой.
Система управления может быть размещена во вспомогательном транспортном средстве.
Согласно изобретению создана система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, имеющее кабину и подъемный кран, установленный сзади кабины, и каротажную лебедку, прикрепленную к подъемному крану.
Система может содержать передвижную станцию управления, имеющую систему управления гидроразрывом пласта и систему управления перфорацией.
Каротажная лебедка может быть прикреплена к башне подъемного крана.
Каротажная лебедка может поворачиваться с подъемным краном.
Система может содержать по меньшей мере одну камеру для контроля рабочих параметров, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.
Конкретные воплощения изобретения будут далее описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг. 1 изображает схематичный вид сбоку буровой установки с подъемным краном и передвижной станции управления согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 2 изображает вид сбоку варианта основания подъемного крана с присоединенной к нему каротажной лебедкой согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 3 изображает вид сбоку примера автомобильного шасси подъемного крана с подъемным краном в рабочем положении согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 4 изображает вид сбоку автомобильного шасси подъемного крана, показанного на фиг. 3, с подъемным краном в транспортном положении согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 5 изображает схематичный вид примера системы управления, используемой для управления и контроля параметрами процессов перфорации и гидроразрыва пласта согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 6 иллюстрирует скважину с несколькими участками, на которых проводятся работы по перфорации и гидроразрыву пласта согласно воплощению настоящего изобретения;
фиг. 7 изображает блок-схему технологического процесса, иллюстрирующую пример порядка проведения работ по перфорации/гидроразрыву пласта согласно воплощению настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
В последующем описании многочисленные детали изложены с целью пояснения настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без этих деталей и что возможны многочисленные варианты и модификации описанных воплощений.
Настоящее изобретение в целом относится к процессам подготовки скважины. При подготовке и строительстве конкретных скважин часто используются перфорация и гидроразрыв пласта в скважине для облегчения добычи требуемых флюидов, например, нефти, из подземного пласта. Настоящее изобретение в целом объединяет аспекты технологий перфорации и гидроразрыва пласта для увеличения эффективности выполнения этих процессов на конкретной буровой площадке.
Эффективность увеличивается, по меньшей мере частично, посредством объединения каротажной лебедки и подъемного крана, используемого при гидроразрыве пласта. По меньшей мере, в некоторых воплощениях системы управления и сбора данных для каротажной лебедки могут быть объединены с системами управления и контроля для гидроразрыва пласта. Подобное объединение устраняет прежнюю потребность в отдельных передвижных каротажных установках и также уменьшает количество требуемого персонала посредством объединения специалистов по перфорации с бригадой для проведения гидроразрыва пласта. В некоторых случаях это позволяет уменьшить персонал по меньшей мере на двух человек.
На фиг. 1 проиллюстрирована буровая площадка 20, имеющая скважину, содержащую ствол 24 скважины, пробуренный в пласте 26. Ствол 24 скважины проходит от устья 28 скважины, расположенного на поверхности 30 земли. Ствол 24 скважины предоставляет доступ для оборудования, используемого при работах по перфорации и гидроразрыву пласта, сконструированного для увеличения добычи требуемых флюидов из пласта 26. Как проиллюстрировано на чертеже, аспекты процессов перфорации и гидроразрыва пласта объединены для получения большей эффективности соответствующего плана работ по подготовке скважины.
Например, объединенная установка 32 для перфорации и гидроразрыва пласта используется для развертывания в стволе 24 скважины и удаления из ствола 24 скважины оборудования 34 для перфора
- 2 -
008424
ции и гидроразрыва пласта. В данном воплощении объединенная установка 32 содержит подъемный кран 36 и каротажную лебедку 38, установленную непосредственно на подъемном кране 36. Объединенная установка 32 также может содержать транспортное средство, такое как автомобильное шасси 40 подъемного крана, для транспортировки объединенных подъемного крана и каротажной лебедки. В данном воплощении автомобильное шасси 40 подъемного крана является транспортным средством для перемещения по дорогам общего пользования, которое позволяет транспортировать подъемный кран 36 и каротажную лебедку 38 от одной буровой до другой.
В проиллюстрированном варианте оборудование 34 содержит оборудование 42 для гидроразрыва пласта и оборудование 44 для перфорации, такое как скважинный перфоратор 46. Подъемный кран 36 используется для перемещения оборудования 34 в заданное место внутри ствола 24 скважины при помощи, например, каната 48. Каротажная лебедка 38 используется для подачи проводящего каротажного кабеля 50 в ствол 24 скважины для обеспечения возможности передачи сигналов к скважинному перфоратору 46 для инициирования перфорации в заданном месте внутри ствола скважины. Проводящий каротажный кабель также может быть использован для других целей, например, передачи информации во время сбора данных. Соответственно, одно транспортное средство может быть использовано и при перфорации, и при гидроразрыве пласта в объединенном процессе в противовес использованию отдельных транспортных средств, отдельных бригад и их раздельной работы.
Согласно другим аспектам воплощения, проиллюстрированного на фиг. 1, система 52 управления может использоваться для управления и контроля параметрами процессов как перфорации, так и гидроразрыва пласта. Например, система 52 управления может содержать органы 54 управления, предназначенные управлять каротажной лебедкой 38, а также компьютерную систему управления/сбора данных для каротажного кабеля. Дополнительно система 52 управления может содержать элементы 56 управления, такие же, какие используются для управления/контроля различных параметров при проведении гидроразрыва пласта. Система 52 управления также может быть использована для управления подъемным краном 36. В проиллюстрированном варианте система 52 управления размещена в транспортном средстве 58, которое может быть развернуто на буровой площадке 20. Например, транспортное средство 58 может содержать автофургон со станцией управления гидроразрывом пласта, в котором система управления и контроля гидроразрыва пласта объединена с системой управления и контроля для каротажной лебедки 38, каротажного кабеля 50 и любое оборудование по сбору данных, обеспечивающее передачу сигналов через каротажный кабель 50.
Как проиллюстрировано на чертеже, между автомобильным шасси 40 подъемного крана и транспортным средством 58 проходит линия 60 связи. Линия 60 связи может содержать кабель или другую линию связи подобного типа, непосредственно соединяющую систему 52 управления с каротажной лебедкой, подъемным краном 36 и оборудованием 34. Однако линия 60 связи может использовать другие виды связи, включая беспроводную связь. Как вариант, передача сигналов между системой 52 управления и автомобильным шасси 40 подъемного крана может осуществляться по дополнительным линиям связи или сетям связи. В данном последнем воплощении система 52 управления может использоваться для управления/контроля процессов перфорации и гидроразрыва пласта из места, удаленного от буровой площадки 20.
На фиг. 2 показан увеличенный вид варианта объединенной установки 32. Каротажная лебедка 38 прикреплена к подъемному крану 36 с помощью узла 62 крепления. Узел 62 крепления может содержать сварные конструкции, крепежные элементы, например болты или другие приспособления, для прочного крепления каротажной лебедки 38 к подъемному крану 36. Таким образом, каротажная лебедка 38 и подъемный кран 36 могут поворачиваться вместе вокруг оси 64 вращения. В большинстве случаев применения ось 64 ориентирована, по существу, перпендикулярно поверхности, на которой установлено автомобильное шасси 40 подъемного крана.
В данном воплощении подъемный кран 36 содержит поворотное основание 66, которое может поворачиваться при помощи, например, гидравлической системы, как в обычных подъемных кранах. Платформа 68 и башня 70 крана установлены на основании 66. Каротажная лебедка 38 прикреплена к башне 70 и может поворачиваться вместе с башней 70, платформой 68 и основанием 66 вокруг оси 64. Подъемный кран 36 далее содержит стрелу 72, установленную с возможностью поворота на башне 70 с помощью шарнирного соединения 74. Привод 76, такой как гидроцилиндр, используется для поворота стрелы 72. Подъемный кран 36 содержит также барабан 78, на который намотан канат 48. Барабан 78 установлен на кронштейне 80, который проходит от башни 70, и барабан поворачивается двигательным устройством 82. Примером такого двигательного устройства 82 может быть гидромотор, рабочая жидкость к которому подается по трубопроводу 84. Гидромотор 82 может включаться, чтобы намотать или размотать канат 48 так, как требуется для соответствующего перемещения оборудования 34 внутри ствола 24 скважины.
Каротажная лебедка 38 содержит раму 86, установленную на подъемном кране 36. Например, рама 86 может быть прикреплена с помощью крепления 62 к башне 70 крана так, что рама 86 идет от оси 64, по существу, в том же направлении, что и кронштейн 80. Каротажная лебедка 38 далее содержит каротажный барабан 88, установленный с возможностью поворота на раме 86. Каротажный барабан 88 поворачивается приводящем устройством 90, таким как электродвигатель или гидродвигатель. Соответствен
- 3 -
008424
но, проводящий каротажный кабель 50 может быть намотан или размотан посредством управления вращением каротажного барабана 88 двигательным устройством 90. Каротажный кабель 38 содержит направляющую стрелу 92, установленную с возможностью поворота на раме 86 через опорную часть 94. Направляющая стрела 92 может поворачиваться с помощью привода 96, такого как гидроцилиндр. Рабочая жидкость может подаваться к гидроцилиндру 96 и устройству 90, например, по трубопроводу 98. Направляющая 100 для каротажного кабеля размещена на стреле 92 для направления проводящего каротажного кабеля 50 при повороте каротажного барабана 88 во время проведения работ по перфорации/сбору данных.
В варианте, в котором используются элементы, приводимые в действие гидравликой, такие как гидроприводы 76 и 96, барабаны 78 и 88 с гидроприводом, и подъемный кран с гидроприводом поворота, рабочая жидкость под давлением может подаваться через гидравлическую систему 102 управления, такую же, какая обычно используется для подобных устройств. Гидравлическая система 102 управления может иметь раздельные секции 104, предназначенные для управления различными устройствами, например, элементами каротажной лебедки или элементами подъемного крана. Дополнительно, гидравлическая система 102 управления может управляться дистанционно посредством общей системы 52 управления.
Вариант автомобильного шасси 40 подъемного крана проиллюстрирован на фиг. 3. В данном варианте автомобильное шасси 40 подъемного крана представляет собой автомобильное шасси для перемещения по дорогам общего пользования, имеющее собственно шасси 106, опирающееся на передние колеса 108 и задние колеса 110. Задние колеса 110 имеют две оси. Однако автомобильное шасси 40 подъемного крана может содержать одну заднюю ось или несколько задних осей, в зависимости от веса перевозимого оборудования, а также местных нормативов по использованию автомобилей на дорогах общего пользования.
Кабина 112 установлена на шасси 106, и объединенная установка 32 установлена на шасси 106 сзади от кабины 112. Объединенная установка 32 может быть установлена на шасси 106 на платформе 114, опирающейся на шасси 106. В данном варианте объединенная установка 32 установлена в задней части платформы 114 для обеспечения грузовой площадки 116 между кабиной 112 и объединенной установкой 32 для перевозки материалов, оборудования и т. п., которые используются при проведении работ по перфорации и/или гидроразрыву пласта.
В варианте на фиг. 3 автомобильное шасси 40 подъемного крана показано в рабочем положении. Соответственно подъемный кран 36 и каротажная лебедка 38 повернуты назад от автомобильного шасси 40 подъемного крана и находятся в поднятом положении. Фактически стрела 72 содержит по меньшей мере одну выдвижную секцию 118, которая поднята под углом, который позволяет опустить вниз в скважину 22 канат 48 и каротажный кабель 50. Канат 48 проходит от барабана 78 к дальнему концу 120 выдвижной секции 118 и далее через блок или блоки 122. Подобным же образом, каротажный кабель 50 проходит от каротажного барабана 38 и через систему блоков 124, подвешенную под дальним концом 120. Необходимо отметить, что аутригеры (не показаны) или другие механизмы могут использоваться для обеспечения устойчивости автомобильного шасси 40 подъемного крана во время работы подъемного крана 36.
После завершения работ по перфорации и гидроразрыву пласта на буровой площадке 20 автомобильное шасси 40 подъемного крана может быть переведено в транспортное положение, как проиллюстрировано на фиг. 4. Другими словами, канат 48 и каротажный кабель 50 наматываются, и выдвижная секция 118 втягивается. Дополнительно подъемный кран 36 и каротажная лебедка 38 поворачиваются вместе вокруг оси 64, и стрела 72, а также направляющая стрела 92 опускаются для транспортировки к следующей буровой, где будут проводиться работы по перфорации/гидроразрыву пласта согласно плану работ. Дополнительно на платформе 114 на грузовой площадке 116 могут быть размещены материалы, оборудование и т.п. для транспортировки.
Другой уникальной особенностью объединенной установки 32 является то, что процессы перфорации и гидроразрыва пласта могут управляться одной системой 52 управления, как далее проиллюстрировано на фиг. 5. Система 52 управления может быть, например, помещена в транспортное средство 58 для ее легкой транспортировки от одной буровой до другой. На каждой буровой площадке система 52 управления соединяется с объединенной установкой 32 через, например, линии 60 связи для передачи данных между исполнительной единицей, т. е. объединенной установкой 32, и удаленной мобильной системой управления.
Как проиллюстрировано на чертеже, система 52 управления может представлять собой систему управления, основанную на использовании ЭВМ, имеющую процессор или процессоры 124 для организации ввода/вывода данных. Дополнительно система 52 управления может содержать дисплей 126 для визуального представления оператору различной информации, относящейся к работе подъемного крана, работе каротажной лебедки, а также информации, полученной в ходе сбора данных в скважине.
Система 52 может быть соединена, например, с рядом элементов, таких как элементы 128 и 130 для контроля рабочих параметров подъемного крана 36 и/или каротажной лебедки 38. В данном примере элемент 128 представляет собой камеру, такую как цифровая видеокамера, которая установлена на или в
- 4 -
008424
непосредственной близости от подъемного крана 36 и/или каротажной лебедки 38. Видеокамера 128 позволяет, например, оператору контролировать намотку на барабан каната 48 или каротажного кабеля 50 во время проведения работ по перфорации или гидроразрыву пласта. Элемент 130 может содержать другую видеокамеру или датчик другого типа или другой элемент, который позволяет оператору контролировать рабочие параметры подъемного крана и/или каротажной лебедки 38.
Система 52 управления также может использоваться для непосредственного управления работой подъемного крана 36 и каротажной лебедки 38. Например, система 52 управления может быть подсоединена к гидравлической системе 102 управления и к каждому из элементов 104 управления, которые регулируют гидравлические входы каротажной лебедки 38 и подъемного крана 36. Это позволяет оператору, находящемуся на удалении в транспортном средстве 58, управлять работой объединенной установки 32 посредством, например, подъема и опускания стрелы 72 и направляющей стрелы 92, управления скоростью и направлением поворота барабана 78 и барабана 88, и управления поворотом подъемного крана 36 и каротажной лебедки 38 вокруг оси 64.
Дополнительно система 52 управления может быть подсоединена к оборудованию 34 через проводящий каротажный кабель 50. Это позволяет оператору передать управляющие сигналы, например, на скважинный перфоратор 46 для инициирования перфорации. Это также позволяет оператору контролировать различные параметры, относящиеся к скважине, имеющееся оборудование 34 включает специальные датчики или другие инструменты, способные передать данные на систему 52 управления через каротажный кабель 50. Соответственно оператор потенциально имеет отличную возможность контролировать и управлять различными параметрами процессов как перфорации, так и гидроразрыва пласта, из одного удаленного места. Кроме того, передвижное транспортное средство 58 позволяет перемещать систему управления от одной буровой до другой.
Для многих областей применения, таких как ступенчатый гидроразрыв пласта, объединенная установка 32 увеличивает эффективность выполнения работ по перфорации и гидроразрыву пласта на нескольких участках пласта, например, участках 134, 136, 138 пласта, как проиллюстрировано на фиг. 6. Перфорационные каналы 140 могут быть сформированы на каждом из ряда участков пласта, и работы по гидроразрыву пласта могут быть проведены после завершения перфорации на каждом участке. Это позволяет осуществить гидроразрыв пласта на различных участках по-разному из-за, например, изменения водонепроницаемости от одного участка к другому. В любом случае, работы могут быть выполнены подъемным краном 36 и каротажной лебедкой 38, объединенными на одном единственном транспортном средстве и одной бригадой в противовес организации совместной работы отдельных транспортных средств и отдельных бригад.
Пример работы объединенных подъемного крана 36 и каротажной лебедки 38 описан далее со ссылкой на фиг. 7.
Сначала оборудование 34 спускается в ствол 24 скважины с помощью подъемного крана 36 на стадии 142. Оборудование 34 перемещается на канате 48 подъемного крана 36, и подобным же образом каротажный кабель 50 также может быть спущен в ствол 24 скважины. Когда оборудование оказывается в требуемом месте внутри ствола 24 скважины, например, на участке 134 пласта, на данном участке ствола скважины на стадии 144 осуществляется перфорация при помощи передачи сигнала по проводящему каротажному кабелю 50 на скважинный перфоратор 46. После перфорации на данном участке пласта осуществляется гидроразрыв пласта на стадии 146.
Когда первая операция по гидроразрыву пласта завершена, оборудование поднимается к следующему участку скважины/пласта, например участку 136, и каротажный кабель 50 наматывается, чтобы избежать провисания на стадии 148. Затем на данном участке проводится перфорация на стадии 150. После перфорации может быть проведен гидроразрыв пласта на стадии 152. Эти операции могут быть повторены для других участков, до тех пор пока перфорация и гидроразрыв пласта не будут проведены на всех участках ствола скважины, где это требуется. После проведения последней операции по гидроразрыву пласта оборудование поднимается из ствола 24 скважины на стадии 154. Подъемный кран 36 и каротажная лебедка 38 могут затем быть переведены в транспортное положение, и автомобильное шасси 40 подъемного крана может быть использовано для перемещения оборудования к следующей буровой.
Необходимо отметить, что автомобильное шасси 40 подъемного крана и транспортное средство 58 системы управления могут иметь различную конфигурацию. Дополнительно оборудование, используемое для перфорации и гидроразрыва пласта, может изменяться в зависимости от конкретных целей проводимых работ, имеющегося в наличии оборудования, окружающей среды и других факторов. Также размер и конфигурация подъемного крана и каротажной лебедки могут изменяться в зависимости от типов проводимых работ, для которых используется объединенная установка.
Соответственно, хотя только несколько воплощений настоящего изобретения были подробно описаны выше, специалисты в данной области техники без труда поймут, что многие модификации возможны без существенного отхода от идей изобретения. Соответственно, такие модификации должны быть включены в объем настоящего изобретения, ограниченный формулой изобретения.
- 5 -
008424
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для спуска оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и выполнение перфорации посредством спуска проводящего каротажного кабеля в ствол скважины с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.
2. Способ по п.1, в котором при выполнении перфорации подают сигнал к скважинному перфоратору через проводящий каротажный кабель.
3. Способ по п.1, в котором при выполнении перфорации устанавливают каротажную лебедку на башне подъемного крана.
4. Способ по п.1, включающий перфорацию участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на данном участке ствола скважины.
5. Способ по п.4, включающий перфорацию второго участка ствола скважины и гидроразрыв пласта на втором участке ствола скважины.
6. Способ по п.1, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, удаленной от подъемного крана.
7. Способ по п.1, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.
8. Способ по п.1, включающий использование видеокамеры для контроля работы, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.
9. Способ обеспечения оборудования для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, включающий использование подъемного крана для перемещения оборудования для гидроразрыва пласта в ствол скважины и установку каротажной лебедки непосредственно на подъемном кране.
10. Способ по п.9, включающий установку подъемного крана на автомобильное шасси подъемного крана для обеспечения его транспортабельности.
11. Способ по п.10, включающий подсоединение системы управления к подъемному крану и каротажной лебедке.
12. Способ по п.10, включающий размещение системы управления в передвижной станции управления отдельно от автомобильного шасси подъемного крана.
13. Способ по п.9, в котором устанавливают каротажную лебедку на подъемный кран с возможностью ее поворота вместе с подъемным краном.
14. Способ ступенчатого гидроразрыва пласта, включающий установку каротажной лебедки непосредственно на подъемный кран, подвешивание оборудования на первом участке ствола скважины с помощью подъемного крана, взрыв скважинного перфоратора на первом участке ствола скважины посредством подачи сигнала взрыва через каротажный кабель, соединенный с каротажной лебедкой, гидроразрыв пласта на первом участке ствола скважины, поднятие оборудования ко второму участку ствола скважины, намотку части каротажного кабеля с помощью каротажной лебедки, установленной на подъемном кране.
15. Способ по п.14, включающий перемещение подъемного крана посредством автомобильного шасси подъемного крана.
16. Способ по п.14, в котором при установке каротажной лебедки прикрепляют каротажную лебедку к башне подъемного крана.
17. Способ по п.14, включающий повторение процессов перфорации и гидроразрыва пласта на ряде участков ствола скважины.
18. Способ по п.14, включающий управление подъемным краном и каротажной лебедкой посредством системы управления, размещенной в отдельном транспортном средстве.
19. Система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая подъемный кран и каротажную лебедку, установленную на подъемном кране.
20. Система по п.19, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, на котором установлен подъемный кран.
21. Система по п.19, в которой каротажная лебедка прикреплена к подъемному крану с возможностью поворота с ним как одно целое.
22. Система по п.19, содержащая систему управления, удаленную от подъемного крана и обеспечивающую управление одним оператором подъемным краном и каротажной лебедкой.
23. Система по п.22, в которой система управления размещена во вспомогательном транспортном средстве.
24. Система для облегчения проведения процесса гидроразрыва пласта в скважине, содержащая автомобильное шасси подъемного крана, имеющее кабину и подъемный кран, установленный сзади кабины, и каротажную лебедку, прикрепленную к подъемному крану.
25. Система по п.24, содержащая передвижную станцию управления, имеющую систему управления гидроразрывом пласта и систему управления перфорацией.
26. Система по п.24, в которой каротажная лебедка прикреплена к башне подъемного крана.
- 6 -
008424
27. Система по п.24, в которой каротажная лебедка выполнена с возможностью поворота с подъемным краном.
28. Система по п.24, содержащая по меньшей мере одну камеру для контроля рабочих параметров, по меньшей мере, подъемного крана и каротажной лебедки.
Фиг. 2
- 7 -
008424
008424
СПУСК ОБОРУДОВАНИЯ В СТВОЛ СКВАЖИНЫ ПОДЪЕМНЫМ КРАНОМ
Г142
_i_ГШ
fПЕРФОРАЦИЯ ПЕРВОГО УЧАСТКА СТВОЛА" ЖВАЖИНЫ ПРИ ПОДАЧЕ СИГНАЛА ЧЕРЕЗ КАРОТАЖНЫЙ КАБЕЛЬ
¦ идроразрыв пласта на пеовом I участие ствола скважины
хИ6
148
ЮДЪЕМ ОБОРУДОВАНИЯ К СЛЕДУЮЩЕМУ УЧАСТКУ ТВОЛА СКВАЖИНЫ
¦150
Перфорация следующего участки ствола
г.аяуаиы__
| идроразрыЕ пласт;
1 на следующем
Подъем оборудования из стволе скважины посла гидроразрыва пласта на тоследнем участие ствола скважины
Фиг. 7
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 9 -