地下井鱼雷系统技术方案

在一些实施例中提供一种井鱼雷系统，该井鱼雷系统包括：鱼雷，该鱼雷适于在地下井的井筒中前进。鱼雷包括：一体式卷轴，该一体式卷轴适于保持光纤(FO)脐带缆，该光纤脐带缆包括适于联接至地面部件的FO线；以及引擎，该引擎适于使固体推进剂燃烧以产生推进鱼雷在井筒中前进的推力。前进的推力。前进的推力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】地下井鱼雷系统


[0001]本专利技术总体上涉及开发烃井，并且更具体地涉及将装置部署到烃井中。

技术介绍

[0002]井通常包括钻入大地中以提供进入地面下方的地质地层(或“地下地层”)的通路的井筒(或“井眼”)。井可以便于从地下地层中提取诸如烃或水之类的自然资源，便于将诸如水或气体之类的物质注入到地下地层中，或者便于地下地层的评价和监测。在石油工业中，通常钻出烃井以从地下地层中提取(或“采出”)诸如油和气之类的烃。术语“油井”通常用于指代设计成采出石油的井。类似地，术语“气井”通常用于指代设计成采出气体的井。在油井的情况下，通常与石油一起采出一些天然气。同时采出石油和天然气的井有时被称为“油气井”或“油井”。术语“烃井”通常用于描述便于采出烃的井，包括油井和油气井。
[0003]建造烃井通常涉及几个阶段，包括钻井阶段、完井阶段和采出阶段。钻井阶段涉及在预期含有可开采的烃浓度的地下地层中钻出井筒。预期含有烃的地下地层部分通常被称为“烃储层”或简称为“储层”。通常通过位于地面的钻机来帮助钻井过程。钻机可以被提供用于操作钻头以切割出井筒，提升、下降和转动钻杆及工具，使钻井液在井筒中循环，以及总体上控制井筒中的操作(通常称为“井下”操作)。完井阶段涉及使井做好采出烃的准备。在某些情况下，完井阶段包括将套管管道安装在井筒中，用水泥将套管管道固井到位，对套管管道和水泥进行射孔，安装采出油管，安装用于调节采出流量的井下阀，以及将流体泵送到井筒中以使储层和井压裂、清洁或以其他方式做好采出烃的准备。采出阶段涉及通过井从储层中采出烃。在采出阶段期间，通常将钻机拆除并在地面更换为一批阀(通常称为“地面阀”或“采油树”)，并且将阀安装在井筒中(通常称为“井下阀”)。这些地面阀和井下阀可以被操作以调节井筒中的压力，控制来自井筒的采出流量，并且如果需要的话提供进入井筒的通路。通常在地面或井筒中部署传感器以监测井的特性。例如，可以在井筒中部署压力和温度传感器以监测井筒中的压力和温度。采油机(pump jack)或其他机构可以提供有助于从储层中提取烃的升力，特别是在井中的压力如此低以至于所采出的烃不能自由地流动到地面的情况下。来自采油树的出口阀的流通常被连接到中游设施的分配网络，诸如储罐、管线和运输车辆，它们将采出产品运输到下游设施，诸如炼油厂和出口终端。
[0004]建造烃井的各个阶段通常包括成功开发井和地下地层所面临的挑战。在每个阶段期间，井操作者可能需要监测井筒的状况以评估井的当前状态，并且生成和执行用于开发该井或其他附近井的计划。例如，在井的采出阶段期间，井操作者可以将诸如压力和温度传感器之类的装置部署在井筒中，以监测井筒中的采出流体的压力和温度。这样的测量结果可以用于评估井的当前和历史采出情况，其进而可以用于开发用于该井和周围井的油田开发计划(FDP)。FDP可以为该井和周围井指定目标采出率、注入率或其他参数。井操作者可以根据FDP，诸如调整采出率、注入率或其他参数，对该井或同一地下地层中的其他井进行操作，以努力优化从地下地层进行的采出。

技术实现思路

[0005]本申请的申请人认识到，将装置部署到井中对于成功地操作井和同一地层中的其他井可能是关键的。当决定如何最好地操作井和开发地下地层时，井操作者可以受益于对延伸到地下地层中的井的特性的理解。例如，当为井或同一地下地层中的其他井设定采出率或注入率以优化从地下地层的采出时，井操作者知道井的当前和历史井底压力(BHP)和井底温度(BHT)是关键的。因此，将诸如BHP传感器和BHT传感器之类的传感器放置在烃井的井筒内的适当位置以获取井的井数据(包括井的BHP和BHT)可能是关键的。作为另一个实例，对于井操作者来说，知道地下地层的特性以确定在何时和何处向地下地层中钻井以及如何操作地层中的井是关键的。因此，放置地层测量装置(诸如地震测井装置)以获取地下地层的地层数据可能是关键的。地震测井装置可以例如包括声学传感器，诸如地震检波器(geophone)。
[0006]本申请的申请人还认识到，用于将装置部署到井中的现有技术存在各种缺点。在一些情况下，借助于重力将装置部署到井中。例如，装置可以悬挂在线缆上，该线缆从地面被退绕以将线缆和装置下降到井筒中。线缆可以例如包括脐带缆，该脐带缆提供动力以及与装置的通信。尽管这种技术可以适用于竖直井筒，但它可能不适用于水平井筒。例如，如果井筒包括水平部分，则装置可以借助于重力沿竖直部分向下行进到水平部分的起点，但是可能会在通向水平部分的过渡部分处停止(或“降至最低点(bottom out)”)。结果，装置和线缆可能不会前进到井筒的水平部分中。在一些情况下，使用牵拉装置将装置进一步输送到水平井筒中。例如，牵拉装置可以悬挂在线缆上，该线缆从地面被退绕，以将牵拉装置和拖曳线缆(trailing wireline)下降到井筒中，并且牵拉装置可以被驱动以将牵拉装置和拖曳线缆拉到井筒的水平部分中。尽管这种技术可以增加对井筒的水平部分的进入，但是它通常受到牵拉装置能够将拖曳线缆拉多远的限制。例如，在水平部分较长的情况下，牵拉装置可能不能产生使牵拉装置和拖曳线缆前进到井筒的水平部分深处中或完全通过井筒的水平部分所必要的动力或牵拉力。此外，当线缆被拖过井筒壁时，线缆本身可能由于摩擦而损坏。结果，线缆可能需要具有坚固的封装，这会增加重量，进而会减小牵拉线缆的牵拉装置的有效范围。
[0007]认识到现有技术的这些和其他缺点后，本申请的申请人开发了用于借助于推力推进式井鱼雷(torpedo)(TPWT)系统将装置部署到井中的新的系统和方法。在一些实施例中，TPWT系统用于将诸如传感器之类的装置部署到诸如油井之类的烃井的井筒中。例如，具有引擎并承载有诸如传感器或其他装置之类的有效载荷的TPWT可以借助基于推力的推进而被推进到烃井的井筒深处。
[0008]在一些实施例中，TPWT包括光纤(FO)脐带缆，当TPWT在井筒中行进时该光纤脐带缆从TPWT上被退绕。例如，TPWT可以包括FO脐带缆，该FO脐带缆包括FO线，FO线围绕TPWT的一体式卷轴裹绕(或“卷绕”)并且在TPWT行进通过井筒时从TPWT上被退绕。FO脐带缆可以提供TPWT与控制系统(诸如位于地面的井控制系统)之间的通信。例如，TPWT的FO脐带缆的上端(或“井上端”)可以联接到井的井控制系统，并且FO脐带缆的下端(或“井下端”)可以联接到TPWT的控制系统(或“控制器”)。在这样的实施例中，FO脐带缆可以提供井控制系统与TPWT的控制系统之间的数据通信。
[0009]在一些实施例中，数据包括与控制TPWT的操作有关的命令。例如，井控制系统可以
借助于FO脐带缆将指示TPWT的操作的命令发送至TPWT的控制器。在这样的实施例中，控制器可以通过控制TPWT的相应操作来执行命令。例如，井控制系统可以借助于FO脐带缆将点燃或熄灭TPWT的引擎的命令发送至TPWT的控制器，并且控制器可以控制引擎的燃料供应阀和点火器以点燃引擎。在一些实施例中，数据包括与TPWT的操作有关的TPWT操作数据。例如，TPWT的控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种井鱼雷系统，包括：鱼雷，所述鱼雷被构造成在地下井的井筒中前进，所述鱼雷包括：一体式卷轴，所述一体式卷轴被构造成保持光纤(FO)脐带缆，所述光纤脐带缆包括构造成联接至地面部件的FO线；以及喷射泵式引擎，所述喷射泵式引擎被构造成使固体推进剂燃烧以产生推进所述鱼雷在所述井筒中前进的推力。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述喷射泵式引擎包括：所述固体推进剂；混合室；点火器，所述点火器被构造成点燃所述固体推进剂以产生气体；井流体入口，所述井流体入口被构造成将井流体从所述井筒沿一路线传送到所述混合室中；以及排气端口；所述气体被沿一路线传送到所述混合室中以与所述混合室内的所述井流体混合，并且得到的所述气体和所述井流体的混合物从所述排气端口排出以产生推进所述鱼雷在所述井筒中前进的所述推力。3.一种井鱼雷系统，包括：鱼雷，所述鱼雷被构造成在地下井的井筒中前进，所述鱼雷包括：一体式卷轴，所述一体式卷轴被构造成保持光纤(FO)脐带缆，所述光纤脐带缆包括构造成联接至地面部件的FO线；以及引擎，所述引擎被构造成使固体推进剂燃烧以产生推进所述鱼雷在所述井筒中前进的推力。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述引擎包括：所述固体推进剂；点火器；以及排气端口；所述点火器被构造成点燃所述固体推进剂以产生气体，所述气体从所述排气端口排出以产生推进所述鱼雷在所述井筒中前进的所述推力。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述引擎包括喷射泵。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述喷射泵包括：混合室；井流体入口，所述井流体入口被构造成将井流体从所述井筒沿一路线传送到所述混合室中；所述气体被沿一路线传送到所述混合室中以与经由所述井流体入口沿一路线传送到所述混合室中的井流体进行混合，并且得到的所述气体和所述井流体的混合物从所述排气端口排出以产生推进所述鱼雷在所述井筒中前进的推力。7.根据权利要求3至6中任一项所述的系统，其中，所述鱼雷进一步包括反向推力系统，所述反向推力系统被构造成产生减缓或停止所述鱼雷在所述井筒内的向前推进的反向推力。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述反向推力系统包括反向推力通道，所述反向推力通道被构造成将所述引擎产生的排气的至少一部分引导到向前方向上以产生反向推力。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述反向推力通道延伸穿过所述鱼雷的鼻部。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述反向推力系统进一步包括反向推力控制阀，所述反向推力控制阀被构造成调节进入所述反向推力通道的气体的流动。11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述反向推力...

【专利技术属性】
技术研发人员：布雷特，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：