SlideShare a Scribd company logo
1 of 11
Download to read offline
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 28965
(51) E21B 23/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2012/1587.1
(22) 16.12.2010
(45) 15.09.2014, бюл. №9
(31) MI 2009 A 002262
(32) 22.12.2009
(33) IT
(85) 28.06.2012
(86) PCT/IB2010/003299, 16.12.2010
(72) ДИ РЭНЗО, Домэнико (IT); ФИНОТЭЛЛО,
Робэрто (IT)
(73) ЭНИ С.П.А. (IT)
(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна;
Тагбергенова Алма Таишевна; Касабекова Найля
Ертисовна
(56) US 6454011 B1, 24.09.2002
US 6766703 B1, 27.07.2004
US 2002/0096322 A1, 25.07.2002
(54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ МОДУЛЬНОЕ
УСТРОЙСТВО ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ, РАБОТАЮЩЕЕ В
КОЛЬЦЕВОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАЖИНЫ
ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ
(57) Автоматическое модульное устройство
технического обслуживания, работающее в
кольцевом пространстве (D) скважины для добычи
углеводородов, включающее множество
существенно цилиндрических модулей (С),
связанных друг с другом посредством шарнирных
соединений, при этом указанное устройство
способно свободно, а также автономно
перемещаться в растворе для завершения скважины
в кольцевом пространстве (D) скважины.
(19)KZ(13)B(11)28965
28965
2
Настоящее изобретение относится к
автоматическим модульным устройствам
технического обслуживания, работающим в
кольцевом пространстве скважины для добычи
углеводородов.
В частности, настоящее изобретение относится к
автоматическим модульным устройствам
технического обслуживания, работающим в
кольцевом пространстве скважины для добычи
нефти или газа с вертикальным или с небольшим
отклонением от вертикали стволом, находящейся на
суше или в море.
Еще более точно, настоящее изобретение
относится к автоматическим устройствам или
роботам, разработанным для работы в кольцевом
пространстве, находящемся между
эксплуатационной обсадной колонной и
эксплуатационной насосно-компрессорной
колонной (НКТ) и ограниченном, в нижней части,
пакером, для технического обслуживания и/или
замены и/или функционирования датчиков и
клапанов, известных как специально разработанные
эксплуатационные элементы или компоненты. В
частности, автоматическое устройство, объект
настоящего изобретения, может автономно
перемещаться внутри кольцевого пространства,
также прикрепляться к внешней поверхности НКТ и
приходить в контакт с эксплуатационными
элементами, установленными вдоль внешней
поверхности НКТ, вдоль внутренней поверхности
обсадной трубы, или просто устанавливаться на
верхней части пакера, для выполнения, например,
операций замены и/или технического обслуживания
(ремонта) указанных эксплуатационных элементов.
Как известно, во время формирования скважины
для добычи углеводородов, последующего
укрепления ее стенок и углубления скважины,
необходимо выполнять комплекс мероприятий,
препятствующих ее разрушению. Усиливающая
конструкция, называемая «обсадными трубами», в
основном состоит из металлических
цилиндрических тел, вводимых в полость скважины
и укрепляющих стенки скважины при помощи
цемента.
После запуска добычи скважины, нефть
извлекается посредством специальных труб,
известных как продукционная труба или «насосно-
компрессорная труба, НКТ». Эти трубы
представляют собой стальную трубу, которая
вводится в скважину, пока она не достигнет уровня
резервуара. Труба удерживается на дне скважины
при помощи системы с комбинированным
гидравлическим и механическим затвором,
называемой «пакером», которая вынуждает нефть
подниматься на поверхность по трубе, не касаясь
стенок обсадной трубы.
В течение всего технологического срока
действия скважины, насосно-компрессорная труба и
обсадная труба находятся под контролем множества
эксплуатационных элементов, например, датчиков
давления, температурных датчиков, заглушек,
проточных клапанов, блоков управления передачей
данных и т.д., которые устанавливаются во время
прохождения скважины. Эти соответственно
разработанные эксплуатационные элементы
размещаются, например, в кольцевом пространстве,
на внешней поверхности НКТ. Однако, с целью
уравнивания давления, создаваемого на дне
скважины резервуаром, кольцевое пространство
заполняется жидкостью, которую называют
жидкостью для завершения скважины, с плотностью
в пределах от 1,1 до 1,8 кг/л, по этой причине
операции технического обслуживания и/или замены
находящихся в кольцевом пространстве
эксплуатационных элементов выполняются в
затрудненных условиях. Связано это с тем, что
жидкость для завершения скважины обычно
представляет собой водный раствор неорганических
солей.
По отношению к известным в настоящее время
технологиям, настоящее устройство представляет
реальное новаторское решение, поскольку оно
позволяет автономно осуществлять операции
технического обслуживания находящихся в
кольцевом пространстве эксплуатационных
компонентов без описанных ниже недостатков.
Известные технологии текущего контроля и
операций на НКТ во время эксплуатации скважины
основываются на традиционных операциях,
осуществляемых при помощи инструмента,
спускаемого (в скважину) на канате, при которых
система технического обслуживания опускается
внутрь трубы, где она удерживается и перемещается
посредством кабеля. Такой принцип работы требует
временной подвески труб в продукционной
скважине.
Обычные способы технического обслуживания
эксплуатационных устройств скважины,
выполняемые интервенционными устройства, также
подвержены рискам, связанным с отложениями
восков и парафинов в дополнение к твердым
составляющим на поверхности труб, которые могут
частично закупоривать область прохода продуктов
добычи и таким образом снижать
производительность скважины.
В последние годы, все более и более становятся
востребованными разработка и использование
скважинного оборудования, приемлемого для
лучшего текущего мониторинга и контроля
скважины и оптимизированного управления
резервуаром. Созданные в настоящее время с этой
целью новые технологии (интеллектуальные
эксплуатационные элементы, измерители расхода,
датчики давления/температуры в забое скважины и
т.д.) не удовлетворяют основополагающим
требованиям надежности, гарантирующим
пригодность этих эксплуатационных элементов для
работы в течение многих лет в условиях забоя
скважины.
Указанные недостатки решены устройством,
объектом настоящего изобретения, которое
обеспечивает возможность управления,
осуществления технического обслуживания и, в
случае необходимости, замены эксплуатационных
компонентов, установленных в кольцевом
пространстве между обсадной трубой и НКТ, не
28965
3
прерывая работу скважины. По отношению к
известным в настоящее время технологиям,
устройство изобретения обеспечивает более
простое, быстрое и экономичное функционирование
скважины в условиях нефтедобычи при выходе из
строя одного из эксплуатационных компонентов, и,
прежде всего, оно обеспечивает работу
эксплуатационных компонентов в течение всего
эксплуатационного цикла скважины.
Нефтяные компании уделяют много внимания
надежности эксплуатационных компонентов в
скважине, для решения этой проблемы ими
предпринимаются различные инициативы. Однако,
ни одна из нефтедобывающих компаний никогда не
рассматривала возможность контроля и управления,
сервиса и технического обслуживания и, возможно,
замены эксплуатационных компонентов через
кольцевое пространство непосредственно во время
рабочего цикла скважины, не прерывая добычу
углеводородов.
Поэтому, объект настоящего изобретения, лучше
описанный в приложенной формуле изобретения,
относится к автоматическому модульному
устройству технического обслуживания,
функционирующему в кольцевом пространстве
скважины для добычи углеводородов. При этом
кольцевое пространство представляет собой область
между эксплуатационной обсадной колонной и
эксплуатационной насосно-компрессорной
колонной, ограниченную на дне пакером, для
технического обслуживания и/или замены, и/или
работы эксплуатационных компонентов,
соответственно разработанных для взаимодействия
с настоящим устройством.
Объект настоящего изобретения, устройство,
используется во время производственной фазы
скважины, поскольку оно способно свободно
двигаться и достигать рабочего места, перемещаясь
полностью автоматически в растворе для
завершения скважины, и не требует обязательно
какой-либо физической связи с оборудованием на
поверхности, так как оно может работать полностью
автономно. Более того, устройство может быть
обеспечено собственным двигателем и блоком
питания, автономно свободно двигаясь в растворе
для завершения скважины, оно может достичь места
работы вышеупомянутых элементов, а также
транспортировать инструменты и эксплуатационные
элементы для замены поврежденных элементов в
скважине.
В частности автоматическое модульное
устройство технического обслуживания,
работающее в кольцевом пространстве скважины
для добычи углеводородов, объект настоящего
изобретения, способно:
a. перемещаться, а также автономно, в растворе
для завершения скважины между обсадной трубой и
НКТ, производя запланированные действия;
b. определять и передвигаться до сервисных
станций, предварительно приготовленных вдоль
трубы, соответственно эксплуатационным
компонентам, которые требуется
отрегулировать/заменить/отремонтировать;
c. прикрепляться к указанным сервисным
станциям;
d. осуществлять операции технического
обслуживания (ремонта) и/или замены
эксплуатационных элементов, расположенных
вдоль НКТ или, возможно, вдоль обсадной трубы;
e. осуществлять ремонт и замену
эксплуатационных элементов, расположенных выше
пакера, находящегося на дне, в забое, скважины;
f. возвращаться, даже в экстренных ситуациях,
поднимаясь к устью скважины.
Устройство характеризуется модульной
архитектурой. Эта архитектура позволяет
приспособить робот или автоматическое устройство
к выполнению «задания», и, в целом, к обеспечению
большей эксплуатационной и сервисной гибкости. В
частности устройство включает, по меньшей мере,
восемь модулей по существу цилиндрической
формы и по существу эллиптического поперечного
сечения, в которых большая ось эллипса изогнута
так, чтобы модули были существенно
параллельными окружностям обсадной трубы и
НКТ (двудольная форма поперечного сечения).
Таким образом, каждый модуль настоящего
устройства характеризуется вогнутой
поверхностью, которая обращена к НКТ, и
выпуклой поверхностью, которая обращена к стенке
обсадной трубы. Такое поперечное сечение,
показанное на фигуре 1, позволяет использовать
морфологию области прохода в кольцевом
пространстве с максимально возможной
эффективностью, поддерживая без приложения
дополнительных усилий центрированность
устройства относительно него.
На внешней поверхности, по меньшей мере,
первого модуля, и вогнутой и выпуклой частях,
находится несколько седел, подходящих для
размещения шаровых клапанов, свободно
вращающихся, которые действуют как
амортизаторы в случае воздействия модуля на
стенки и как опоры для облегчения вертикального
перемещения робота в растворе для завершения
скважины.
Каждый модуль связан с соседними модулями
посредством шарнирных соединений для
предотвращения нежелательной жесткости. Линии
подачи питания и линии связи, для
командных/управляющих сигналов каждого модуля,
проходят через эти соединения.
Каждый модуль выполняет определенную
функцию. Базовая конфигурация, лучше всего
показанная ниже на приложенных фигурах,
позволяет замену/ремонт определенного числа
эксплуатационных компонентов, размещенных на
НКT и/или обсадных трубах вдоль пути робота, и
также компонента такого как, например,
аккумуляторная батарея для электропитания
указанных компонентов, как правило, размещенного
на дне скважины.
Автоматическое устройство технического
обслуживания, работающее в кольцевом
пространстве скважины для добычи углеводородов,
подробнее описано ниже со ссылками на фигуры
28965
4
приложенных чертежей, которые представляют
собой общее конструктивное выполнение
устройства.
Фиг.1 представляет поперечное сечение
стандартного модуля С, где секции двух возможных
корпусов (с герметичным уплотнением) для
эксплуатационных элементов, которые
непосредственно перемещают из и возвращают в
модуль, показаны при помощи пунктирной линии.
Фиг.2 представляет поперечное сечение
действующей скважины, в которую введено
устройство, объект настоящего изобретения.
Позицией А представлена секция обсадной трубы.
Позицией В представлена секция НКТ, позицией С -
секция робота или автоматического устройства в
соответствии с базовым модулем, и позицией D
представлено кольцевое пространство. Как показано
на чертежах, НКТ не являются концентрическими
относительно обсадной трубы, и находятся рядом
или близко к внутренней стенке трубы. Это
позволяет вводить автоматическое устройство в
область кольцевого пространства большей ширины
так, чтобы вогнутые и выпуклые стенки могли
двигаться свободно с помощью шаровых клапанов
относительно внешней стенки НКТ и внутренней
стенки обсадной трубы, соответственно. Такая
компоновка в этом случае позволяет
автоматическому устройству избегать сдвигов в
сторону и перемещаться, используя поплавковый
автоматический регулятор уровня жидкости в
растворе для завершения скважины, описанный
ниже, только вертикально, вниз или вверх.
Фиг.3 представляет схематический вид спереди
автоматического устройства, объекта настоящего
изобретения, включающего 8 модулей (ссылки от 1
до 8), связанных друг с другом посредством
шарнирных соединений (темные круги между
модулями). Устройство представлено заанкеренным
(прикрепленным) к одной из сервисных станций (9),
находящихся в скважине в соответствии с
датчиками (10) или другими эксплуатационными
компонентами.
Фиг.4 представляет трехмерное изображение
модуля «верхняя головка» («Upper head») (1). Этот
модуль используется для выполнения остановки
робота посредством анкерного механизма у
«сервисной станции» (9) для замены датчика (10),
которая выполняется при помощи модуля (2). Этот
механизм активизируется специальным двигателем
и позволяет продление двух плеч (17), выполняемое
сообразовано вертикальному движению вниз
аппарата, в специальные устройства сопряжения
(11), находящиеся на сервисной станции.
Верхняя часть модуля (16) состоит из подвижной
пены для выравнивания его веса в растворе для
завершения скважины. На боковой поверхности,
вогнутой и выпуклой, имеются седла для
размещения свободно вращающихся шаровых
клапанов, подходящих для уменьшения сцепления с
поверхностями НКТ и обсадной трубы и таким
образом минимизирования затрат энергии на трение
во время движения. Кроме того, в модуль
помещается эксцентрично вращающаяся масса,
которая создает вибрацию, полезную для
предотвращения заклинивания во время повторного
ввода устройства.
Фиг.5 показывает детали, касающиеся шаровых
клапанов (18) и вращающейся эксцентрично массы
(19).
Фиг.6 показывает трехмерное изображение
модуля «замена эксплуатационных элементов»
(«Substitution of Service Elements») (2) и два вида
поперечного сечения скважины на высоте этого
модуля в кольцевом пространстве D, первый модуль
с эксплуатационным элементом (например,
датчиком), заменяемым в его седле, перед вставкой,
второй модуль с восстановленным
(отремонтированным) датчиком (10'), вставленным
в другое седло. В частности модуль (2) включает, по
меньшей мере, три расположенных друг над другом
седла. Одно из трех седел позволяет
транспортирование нового датчика (10). Второе
седло обеспечивает локализацию замененного
датчика (10'). Третье седло, находящееся между
двумя предыдущими седлами, обеспечивает обмен
двух датчиков посредством отверстия (20),
предназначенного для прохождения датчиков. Этот
модуль также снабжен механизмом прикрепления к
сервисной станции и системой для выполнения
операций замены датчиков, не показано на фигуре.
Механизм прикрепления необходим в фазе замены
для приложения силы, необходимой для
выполнения операции извлечения/вставки датчика.
Система замены состоит из комбинации
механизмов для получения и хранения заменяемого
датчика и размещения нового датчика.
Фиг.7 иллюстрирует рабочую схему фаз
установки нового датчика:
a. Прикрепление модуля (2) к сервисной станции;
b. Прием нерабочего датчика (10');
c. Установку на хранение работающего со
сбоями датчика (10');
d. Подготовку нового датчика (10) для
установки;
e. Размещение нового датчика на НКТ.
Фиг.8 иллюстрирует модуль «пена» «Foam» (3) в
трехмерном изображении. Этот модуль
используется для приведения устройства в
нейтральное (неподвижное) состояние в начале
выполнения задания. Несмотря на то, что каждый
модуль содержит пену для выравнивания его веса в
растворе для завершения скважины, должен быть
предусмотрен, по меньшей мере, один модуль,
предназначенный для выполнения этой функции, а
также для регулирования давления на устройство,
оказываемого плотностью раствора для завершения
скважины, в котором будет работать
автоматическое устройство.
Модуль включает два или более твердых тел из
коммерческой пены с низкой плотностью (ниже
плотности жидкости завершения), например, из 2 - 8
элементов, вместе с материалами, способными к
действию при высоких давлениях, например твердая
полиуретановая пена, твердые тела характеризуются
длиной приблизительно 200 мм, двудольной
формой, и два сквозных отверстия (3') для
28965
5
прохождения опор, которые удерживают тела
вместе, как единое целое.
Фиг.9 иллюстрирует модуль «регулирование
давления» («Controlled Thrust») (4). Этот модуль
обеспечивает контроль за движением под давлением
устройства вдоль кольцевого пространства. Это
обеспечивает варьирование объема сжимаемого
газа, например азота, посредством введения
раствора для завершения скважины в герметичный
резервуар (21), окруженный элементами пены (16).
Таким образом, можно сжать или расширить объем
азота для уменьшения или увеличения плавающего
давления.
Азот вводят в резервуар при относительно
низком давлении: это таким образом всегда
позволяет без приложения нагрузки вводить раствор
для завершения скважины в насос (23) резервуара
(Pexternal > Pinternal), приводимый в действие
двигателем (22), используемый для удаления
раствора для завершения скважины, когда вновь
необходимо увеличить плавающее давление.
Фиг.10 схематично иллюстрирует цикл для
выполнения рабочей фазы регулирования давления.
В случае нисходящего движения устройства,
объекта настоящего изобретения, клапан (24)
открыт для введения, без приложения нагрузки,
жидкости в объем (26), и сжимания азота,
содержащегося в объеме (25), посредством
подвижной герметизирующей перегородки (27). В
случае движения вверх, силу, необходимую для
удаления жидкости, содержащейся в объеме (26),
получают посредством насоса (23). Ссылка (28)
указывает устройство управления клапаном.
Фиг.11 иллюстрирует модуль «управление»
(«Control») (5). Этот модуль содержит электронику
для регулирования перемещения автоматического
устройства в растворе для завершения скважины (к
кровле пласта или забою скважины), например
контрольное электронное устройство (29),
приводное устройство (30), устройство питания (31)
и датчики для измерения давление и температуры
эксплуатации. Вся электроника располагается в
герметичных контейнерах С1 и С2.
Фиг.12 иллюстрирует модуль «батареи»
(«Battery») (6), а также одно из его поперечных
сечений. Этот модуль перемещает герметичные
контейнеры с батареями, используемыми для
приведения в движение автоматического устройства
в течение всего задания и во время управления
возможными чрезвычайными ситуациями. Когда
батареи опустошаются, они могут быть заменены
посредством возврата устройства на поверхность.
Альтернативно, пункты для перезарядки батарей
могут быть размещены на обсадной трубе.
Фиг.13 иллюстрирует модуль «балласт»
(«Ballast») (7). Этот модуль обеспечивает
повторный подъем устройства в случае
чрезвычайных ситуаций и/или выхода из строя
системы. В случае чрезвычайной ситуации тяжелое
вещество выводят, предпочтительно растворив в
растворе для завершения скважины, через отверстие
(32), что обеспечивает без приложения нагрузки
повторный подъем системы.
Фиг.14 иллюстрирует модуль «компоненты
замены или технического обслуживания»
(«Component Substitution or Maintenance») (8). Этот
модуль (8) транспортирует компоненты,
заменяемые в скважине, или оборудование,
необходимое для операций на уже установленных
компонентах.
Возможными действиями являются, например,
замена батарей, которые приводят в действие
датчики и различные устройства на НКТ и/или
обсадной трубе или активируют гидравлический
контур. В этом случае, модуль включает два седла,
первое седло (33), которое транспортирует новую
батарею, устанавливаемую предпочтительно в забое
скважины, второе седло (34), которое возвращает и
размещает севшую, опустошенную батарею.
Сервисные станции необходимы для полной
функциональности автоматического модульного
устройства технического обслуживания, объекта
настоящего изобретения; их устанавливают
непосредственно на НКТ во время фазы завершения
скважины, соответственно пунктами технического
обслуживания или замены датчиков.
Фиг.15 иллюстрирует общую сервисную
станцию, размещенную в продукционной колонне,
включающей два углубления (14) для вставки
механизмов прикрепления (17) и коническую
поверхность (15), которая облегчает присоединение
этих механизмов прикрепления к углублениям.
Ссылка (12) представляет внутреннюю поверхность
НКТ.
Автоматическое модульное устройство, объект
настоящего изобретения, способно к действию, как
описано ранее, в полностью автономном режиме.
Однако, в случае необходимости, оно также может
приводиться в движение в неавтономном режиме,
например, оно может приводиться в движение в
режиме реального времени с поверхности. В этом
случае, настоящее устройство может также
получать питание через связь по электрическому
кабелю с поверхности или регулярные
электрические связи с пунктами подачи питания,
предусмотренными в кольцевом пространстве и/или
на обсадной трубе в определенных местах.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Автоматическое модульное устройство
технического обслуживания, работающее в
кольцевом пространстве скважины для добычи
углеводородов, включающее несколько по существу
цилиндрических модулей, связанных друг с другом
посредством шарнирных соединений, которое
способно свободно перемещаться в растворе для
завершения скважины, находящемся в кольцевом
пространстве скважины, и включает:
i. по меньшей мере один модуль «верхняя
головка» (1), пригодный для прикрепления к
сервисной станции, предварительно размещенной на
НКТ или обсадных трубах;
ii. по меньшей мере один модуль «замена
эксплуатационного элемента» (2), включающий
вертикальный корпус с зоной для размещения
28965
6
нового датчика, зоной для приема замененного
датчика и зоной для прохождения датчиков наружу
и внутрь модуля;
iii. по меньшей мере один модуль «пена» (3),
включающий несколько элементов, состоящих из
нескольких твердых пеноматериалов, способных
выдерживать давление в забое скважины, связанных
друг с другом посредством соединительных опор;
iv. по меньшей мере один модуль
«регулирование давления» (4), включающий первую
зону, заполненную сжимаемым газом, и вторую
зону, приемлемую для приема раствора для
завершения скважины, при этом первая зона
отделена от второй зоны подвижной
герметизирующей перегородкой,
v. по меньшей мере один модуль «управление»
(5), включающий электронику для управления
модулем;
vi. по меньшей мере один модуль «батареи» (6),
включающий один или более стойких к давлению
контейнеров для батарей, используемых для подачи
питания модулю;
vii. по меньшей мере один модуль «балласт» (7),
включающий объем локализации балласта и одно
или более отверстий для быстрого выпуска
указанного балласта; и
viii . последний модуль «компоненты замены или
технического обслуживания», который включает
одну или более зон для размещения заменяемых в
скважине компонентов или оборудование,
необходимое для операций технического
обслуживания или ремонта уже установленных
компонентов.
2. Автоматическое модульное устройство по п.1,
в котором модули являются по существу
цилиндрическими с по существу эллиптическим
поперечным сечением с большей осью эллипса,
изогнутой так, чтобы модули находились
существенно параллельно стенкам скважины.
3. Автоматическое модульное устройство по п.1
или 2, в котором каждый модуль связан с соседними
модулями посредством шарнирных соединений,
через которые проходят линии подачи питания и
линии передачи команд/управляющих сигналов на
каждый модуль.
4. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором на
внешней поверхности, по меньшей мере, первого
модуля расположено несколько седел, подходящих
для размещения свободно вращающихся шаровых
клапанов.
5. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором модуль
«верхняя головка» (i) включает механизм
прикрепления, приводимый в действие двигателем и
включающий два плеча, подходящих для введения в
специальные устройства сопряжения (11),
находящиеся на сервисной станции.
6. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором модуль
«замена эксплуатационных элементов» (ii)
включает, по меньшей мере, три расположенных
друг над другом корпуса, при этом один корпус
предназначен для транспортировки нового
эксплуатационного элемента, второй корпус
предназначен для локализации замененного
элемента, и третий корпус, находящийся между
двумя предыдущими, предназначен для обмена двух
эксплуатационных элементов посредством
отверстия (20), предназначенного для их
прохождения.
7. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором модуль
«пена» (iii) включает два или более твердых тел из
пеноматериалов небольшой плотности,
выполненных из полиуретановой пены.
8. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором первая
зона модуля «регулирование давления» заполнена
азотом.
9. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором модуль
«управление» включает контрольное электронное
устройство, командное электронное устройство и
устройство подачи питания.
10. Автоматическое модульное устройство по
любому из предыдущих пунктов, в котором каждый
модуль содержит твердые пеноматериалы низкой
плотности для выравнивания его веса в растворе для
завершения скважины.
28965
7
28965
8
28965
9
28965
10
28965
11
Верстка А. Сарсекеева
Корректор Р. Шалабаев

More Related Content

What's hot (17)

Досвід експлуатації змішаних активних зон з використанням палива альтернативн...
Досвід експлуатації змішаних активних зон з використанням палива альтернативн...Досвід експлуатації змішаних активних зон з використанням палива альтернативн...
Досвід експлуатації змішаних активних зон з використанням палива альтернативн...
 
7144
71447144
7144
 
Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установки
Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установкиОпорные слайды к лекции № 9. Буровые установки
Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установки
 
10317
1031710317
10317
 
6620
66206620
6620
 
10
1010
10
 
29204p
29204p29204p
29204p
 
12
1212
12
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусь
 
7124
71247124
7124
 
29203p
29203p29203p
29203p
 
6618
66186618
6618
 
6692
66926692
6692
 
29676p
29676p29676p
29676p
 
28812ip
28812ip28812ip
28812ip
 
7179
71797179
7179
 
Модернізація турбін АЕС і ТЕС
Модернізація турбін АЕС і ТЕСМодернізація турбін АЕС і ТЕС
Модернізація турбін АЕС і ТЕС
 

Viewers also liked (20)

28914ip
28914ip28914ip
28914ip
 
28955p
28955p28955p
28955p
 
28983ip
28983ip28983ip
28983ip
 
28831ip
28831ip28831ip
28831ip
 
28850p
28850p28850p
28850p
 
28968p
28968p28968p
28968p
 
28871p
28871p28871p
28871p
 
28862p
28862p28862p
28862p
 
28935ip
28935ip28935ip
28935ip
 
28923ip
28923ip28923ip
28923ip
 
28833ip
28833ip28833ip
28833ip
 
28826ip
28826ip28826ip
28826ip
 
28927ip
28927ip28927ip
28927ip
 
28897ip
28897ip28897ip
28897ip
 
Antal
AntalAntal
Antal
 
28959r
28959r28959r
28959r
 
Portfolio Lukas Elgezabal 30MB
Portfolio Lukas Elgezabal 30MBPortfolio Lukas Elgezabal 30MB
Portfolio Lukas Elgezabal 30MB
 
28953p
28953p28953p
28953p
 
28888ip
28888ip28888ip
28888ip
 
Mother day
Mother dayMother day
Mother day
 

Similar to 28965r

Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусьivanov156w2w221q
 
380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос
380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос
380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасосivanov1566359955
 
установка колонн летучек
установка колонн летучекустановка колонн летучек
установка колонн летучекgeoplast2007ru
 
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважинОпорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважинsdoamti
 
S ni p 3-05-03-85
S ni p 3-05-03-85S ni p 3-05-03-85
S ni p 3-05-03-85Marc Holt
 
инструкция по монтажу септика тверь
инструкция по монтажу септика тверьинструкция по монтажу септика тверь
инструкция по монтажу септика тверьMegaseptik
 

Similar to 28965r (20)

28515p
28515p28515p
28515p
 
Патент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики БеларусьПатент на полезную модель Республики Беларусь
Патент на полезную модель Республики Беларусь
 
29631ip
29631ip29631ip
29631ip
 
28516p
28516p28516p
28516p
 
28676ip
28676ip28676ip
28676ip
 
380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос
380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос
380.извлекаемый на канате челночный погружной электронасос
 
установка колонн летучек
установка колонн летучекустановка колонн летучек
установка колонн летучек
 
28936ip
28936ip28936ip
28936ip
 
Gidru
GidruGidru
Gidru
 
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважинОпорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
Опорные слайды к лекции № 14 Крепление скважин
 
29764ip
29764ip29764ip
29764ip
 
28600ip
28600ip28600ip
28600ip
 
28937ip
28937ip28937ip
28937ip
 
Модернізація турбін АЕС і ТЕС
Модернізація турбін АЕС і ТЕСМодернізація турбін АЕС і ТЕС
Модернізація турбін АЕС і ТЕС
 
28636p
28636p28636p
28636p
 
Gnkt kaloshin
Gnkt kaloshinGnkt kaloshin
Gnkt kaloshin
 
28639p
28639p28639p
28639p
 
S ni p 3-05-03-85
S ni p 3-05-03-85S ni p 3-05-03-85
S ni p 3-05-03-85
 
28434ip
28434ip28434ip
28434ip
 
инструкция по монтажу септика тверь
инструкция по монтажу септика тверьинструкция по монтажу септика тверь
инструкция по монтажу септика тверь
 

More from ivanov1edw2 (20)

28999ip
28999ip28999ip
28999ip
 
28998ip
28998ip28998ip
28998ip
 
28997ip
28997ip28997ip
28997ip
 
28996ip
28996ip28996ip
28996ip
 
28995ip
28995ip28995ip
28995ip
 
28994ip
28994ip28994ip
28994ip
 
28993ip
28993ip28993ip
28993ip
 
28992ip
28992ip28992ip
28992ip
 
28991ip
28991ip28991ip
28991ip
 
28990ip
28990ip28990ip
28990ip
 
28989ip
28989ip28989ip
28989ip
 
28988ip
28988ip28988ip
28988ip
 
28987ip
28987ip28987ip
28987ip
 
28986ip
28986ip28986ip
28986ip
 
28985ip
28985ip28985ip
28985ip
 
28984p
28984p28984p
28984p
 
28982ip
28982ip28982ip
28982ip
 
28981ip
28981ip28981ip
28981ip
 
28980ip
28980ip28980ip
28980ip
 
28979ip
28979ip28979ip
28979ip
 

28965r

  • 1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН (19) KZ (13) B (11) 28965 (51) E21B 23/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 2012/1587.1 (22) 16.12.2010 (45) 15.09.2014, бюл. №9 (31) MI 2009 A 002262 (32) 22.12.2009 (33) IT (85) 28.06.2012 (86) PCT/IB2010/003299, 16.12.2010 (72) ДИ РЭНЗО, Домэнико (IT); ФИНОТЭЛЛО, Робэрто (IT) (73) ЭНИ С.П.А. (IT) (74) Тагбергенова Модангуль Маруповна; Тагбергенова Алма Таишевна; Касабекова Найля Ертисовна (56) US 6454011 B1, 24.09.2002 US 6766703 B1, 27.07.2004 US 2002/0096322 A1, 25.07.2002 (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ МОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ, РАБОТАЮЩЕЕ В КОЛЬЦЕВОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Автоматическое модульное устройство технического обслуживания, работающее в кольцевом пространстве (D) скважины для добычи углеводородов, включающее множество существенно цилиндрических модулей (С), связанных друг с другом посредством шарнирных соединений, при этом указанное устройство способно свободно, а также автономно перемещаться в растворе для завершения скважины в кольцевом пространстве (D) скважины. (19)KZ(13)B(11)28965
  • 2. 28965 2 Настоящее изобретение относится к автоматическим модульным устройствам технического обслуживания, работающим в кольцевом пространстве скважины для добычи углеводородов. В частности, настоящее изобретение относится к автоматическим модульным устройствам технического обслуживания, работающим в кольцевом пространстве скважины для добычи нефти или газа с вертикальным или с небольшим отклонением от вертикали стволом, находящейся на суше или в море. Еще более точно, настоящее изобретение относится к автоматическим устройствам или роботам, разработанным для работы в кольцевом пространстве, находящемся между эксплуатационной обсадной колонной и эксплуатационной насосно-компрессорной колонной (НКТ) и ограниченном, в нижней части, пакером, для технического обслуживания и/или замены и/или функционирования датчиков и клапанов, известных как специально разработанные эксплуатационные элементы или компоненты. В частности, автоматическое устройство, объект настоящего изобретения, может автономно перемещаться внутри кольцевого пространства, также прикрепляться к внешней поверхности НКТ и приходить в контакт с эксплуатационными элементами, установленными вдоль внешней поверхности НКТ, вдоль внутренней поверхности обсадной трубы, или просто устанавливаться на верхней части пакера, для выполнения, например, операций замены и/или технического обслуживания (ремонта) указанных эксплуатационных элементов. Как известно, во время формирования скважины для добычи углеводородов, последующего укрепления ее стенок и углубления скважины, необходимо выполнять комплекс мероприятий, препятствующих ее разрушению. Усиливающая конструкция, называемая «обсадными трубами», в основном состоит из металлических цилиндрических тел, вводимых в полость скважины и укрепляющих стенки скважины при помощи цемента. После запуска добычи скважины, нефть извлекается посредством специальных труб, известных как продукционная труба или «насосно- компрессорная труба, НКТ». Эти трубы представляют собой стальную трубу, которая вводится в скважину, пока она не достигнет уровня резервуара. Труба удерживается на дне скважины при помощи системы с комбинированным гидравлическим и механическим затвором, называемой «пакером», которая вынуждает нефть подниматься на поверхность по трубе, не касаясь стенок обсадной трубы. В течение всего технологического срока действия скважины, насосно-компрессорная труба и обсадная труба находятся под контролем множества эксплуатационных элементов, например, датчиков давления, температурных датчиков, заглушек, проточных клапанов, блоков управления передачей данных и т.д., которые устанавливаются во время прохождения скважины. Эти соответственно разработанные эксплуатационные элементы размещаются, например, в кольцевом пространстве, на внешней поверхности НКТ. Однако, с целью уравнивания давления, создаваемого на дне скважины резервуаром, кольцевое пространство заполняется жидкостью, которую называют жидкостью для завершения скважины, с плотностью в пределах от 1,1 до 1,8 кг/л, по этой причине операции технического обслуживания и/или замены находящихся в кольцевом пространстве эксплуатационных элементов выполняются в затрудненных условиях. Связано это с тем, что жидкость для завершения скважины обычно представляет собой водный раствор неорганических солей. По отношению к известным в настоящее время технологиям, настоящее устройство представляет реальное новаторское решение, поскольку оно позволяет автономно осуществлять операции технического обслуживания находящихся в кольцевом пространстве эксплуатационных компонентов без описанных ниже недостатков. Известные технологии текущего контроля и операций на НКТ во время эксплуатации скважины основываются на традиционных операциях, осуществляемых при помощи инструмента, спускаемого (в скважину) на канате, при которых система технического обслуживания опускается внутрь трубы, где она удерживается и перемещается посредством кабеля. Такой принцип работы требует временной подвески труб в продукционной скважине. Обычные способы технического обслуживания эксплуатационных устройств скважины, выполняемые интервенционными устройства, также подвержены рискам, связанным с отложениями восков и парафинов в дополнение к твердым составляющим на поверхности труб, которые могут частично закупоривать область прохода продуктов добычи и таким образом снижать производительность скважины. В последние годы, все более и более становятся востребованными разработка и использование скважинного оборудования, приемлемого для лучшего текущего мониторинга и контроля скважины и оптимизированного управления резервуаром. Созданные в настоящее время с этой целью новые технологии (интеллектуальные эксплуатационные элементы, измерители расхода, датчики давления/температуры в забое скважины и т.д.) не удовлетворяют основополагающим требованиям надежности, гарантирующим пригодность этих эксплуатационных элементов для работы в течение многих лет в условиях забоя скважины. Указанные недостатки решены устройством, объектом настоящего изобретения, которое обеспечивает возможность управления, осуществления технического обслуживания и, в случае необходимости, замены эксплуатационных компонентов, установленных в кольцевом пространстве между обсадной трубой и НКТ, не
  • 3. 28965 3 прерывая работу скважины. По отношению к известным в настоящее время технологиям, устройство изобретения обеспечивает более простое, быстрое и экономичное функционирование скважины в условиях нефтедобычи при выходе из строя одного из эксплуатационных компонентов, и, прежде всего, оно обеспечивает работу эксплуатационных компонентов в течение всего эксплуатационного цикла скважины. Нефтяные компании уделяют много внимания надежности эксплуатационных компонентов в скважине, для решения этой проблемы ими предпринимаются различные инициативы. Однако, ни одна из нефтедобывающих компаний никогда не рассматривала возможность контроля и управления, сервиса и технического обслуживания и, возможно, замены эксплуатационных компонентов через кольцевое пространство непосредственно во время рабочего цикла скважины, не прерывая добычу углеводородов. Поэтому, объект настоящего изобретения, лучше описанный в приложенной формуле изобретения, относится к автоматическому модульному устройству технического обслуживания, функционирующему в кольцевом пространстве скважины для добычи углеводородов. При этом кольцевое пространство представляет собой область между эксплуатационной обсадной колонной и эксплуатационной насосно-компрессорной колонной, ограниченную на дне пакером, для технического обслуживания и/или замены, и/или работы эксплуатационных компонентов, соответственно разработанных для взаимодействия с настоящим устройством. Объект настоящего изобретения, устройство, используется во время производственной фазы скважины, поскольку оно способно свободно двигаться и достигать рабочего места, перемещаясь полностью автоматически в растворе для завершения скважины, и не требует обязательно какой-либо физической связи с оборудованием на поверхности, так как оно может работать полностью автономно. Более того, устройство может быть обеспечено собственным двигателем и блоком питания, автономно свободно двигаясь в растворе для завершения скважины, оно может достичь места работы вышеупомянутых элементов, а также транспортировать инструменты и эксплуатационные элементы для замены поврежденных элементов в скважине. В частности автоматическое модульное устройство технического обслуживания, работающее в кольцевом пространстве скважины для добычи углеводородов, объект настоящего изобретения, способно: a. перемещаться, а также автономно, в растворе для завершения скважины между обсадной трубой и НКТ, производя запланированные действия; b. определять и передвигаться до сервисных станций, предварительно приготовленных вдоль трубы, соответственно эксплуатационным компонентам, которые требуется отрегулировать/заменить/отремонтировать; c. прикрепляться к указанным сервисным станциям; d. осуществлять операции технического обслуживания (ремонта) и/или замены эксплуатационных элементов, расположенных вдоль НКТ или, возможно, вдоль обсадной трубы; e. осуществлять ремонт и замену эксплуатационных элементов, расположенных выше пакера, находящегося на дне, в забое, скважины; f. возвращаться, даже в экстренных ситуациях, поднимаясь к устью скважины. Устройство характеризуется модульной архитектурой. Эта архитектура позволяет приспособить робот или автоматическое устройство к выполнению «задания», и, в целом, к обеспечению большей эксплуатационной и сервисной гибкости. В частности устройство включает, по меньшей мере, восемь модулей по существу цилиндрической формы и по существу эллиптического поперечного сечения, в которых большая ось эллипса изогнута так, чтобы модули были существенно параллельными окружностям обсадной трубы и НКТ (двудольная форма поперечного сечения). Таким образом, каждый модуль настоящего устройства характеризуется вогнутой поверхностью, которая обращена к НКТ, и выпуклой поверхностью, которая обращена к стенке обсадной трубы. Такое поперечное сечение, показанное на фигуре 1, позволяет использовать морфологию области прохода в кольцевом пространстве с максимально возможной эффективностью, поддерживая без приложения дополнительных усилий центрированность устройства относительно него. На внешней поверхности, по меньшей мере, первого модуля, и вогнутой и выпуклой частях, находится несколько седел, подходящих для размещения шаровых клапанов, свободно вращающихся, которые действуют как амортизаторы в случае воздействия модуля на стенки и как опоры для облегчения вертикального перемещения робота в растворе для завершения скважины. Каждый модуль связан с соседними модулями посредством шарнирных соединений для предотвращения нежелательной жесткости. Линии подачи питания и линии связи, для командных/управляющих сигналов каждого модуля, проходят через эти соединения. Каждый модуль выполняет определенную функцию. Базовая конфигурация, лучше всего показанная ниже на приложенных фигурах, позволяет замену/ремонт определенного числа эксплуатационных компонентов, размещенных на НКT и/или обсадных трубах вдоль пути робота, и также компонента такого как, например, аккумуляторная батарея для электропитания указанных компонентов, как правило, размещенного на дне скважины. Автоматическое устройство технического обслуживания, работающее в кольцевом пространстве скважины для добычи углеводородов, подробнее описано ниже со ссылками на фигуры
  • 4. 28965 4 приложенных чертежей, которые представляют собой общее конструктивное выполнение устройства. Фиг.1 представляет поперечное сечение стандартного модуля С, где секции двух возможных корпусов (с герметичным уплотнением) для эксплуатационных элементов, которые непосредственно перемещают из и возвращают в модуль, показаны при помощи пунктирной линии. Фиг.2 представляет поперечное сечение действующей скважины, в которую введено устройство, объект настоящего изобретения. Позицией А представлена секция обсадной трубы. Позицией В представлена секция НКТ, позицией С - секция робота или автоматического устройства в соответствии с базовым модулем, и позицией D представлено кольцевое пространство. Как показано на чертежах, НКТ не являются концентрическими относительно обсадной трубы, и находятся рядом или близко к внутренней стенке трубы. Это позволяет вводить автоматическое устройство в область кольцевого пространства большей ширины так, чтобы вогнутые и выпуклые стенки могли двигаться свободно с помощью шаровых клапанов относительно внешней стенки НКТ и внутренней стенки обсадной трубы, соответственно. Такая компоновка в этом случае позволяет автоматическому устройству избегать сдвигов в сторону и перемещаться, используя поплавковый автоматический регулятор уровня жидкости в растворе для завершения скважины, описанный ниже, только вертикально, вниз или вверх. Фиг.3 представляет схематический вид спереди автоматического устройства, объекта настоящего изобретения, включающего 8 модулей (ссылки от 1 до 8), связанных друг с другом посредством шарнирных соединений (темные круги между модулями). Устройство представлено заанкеренным (прикрепленным) к одной из сервисных станций (9), находящихся в скважине в соответствии с датчиками (10) или другими эксплуатационными компонентами. Фиг.4 представляет трехмерное изображение модуля «верхняя головка» («Upper head») (1). Этот модуль используется для выполнения остановки робота посредством анкерного механизма у «сервисной станции» (9) для замены датчика (10), которая выполняется при помощи модуля (2). Этот механизм активизируется специальным двигателем и позволяет продление двух плеч (17), выполняемое сообразовано вертикальному движению вниз аппарата, в специальные устройства сопряжения (11), находящиеся на сервисной станции. Верхняя часть модуля (16) состоит из подвижной пены для выравнивания его веса в растворе для завершения скважины. На боковой поверхности, вогнутой и выпуклой, имеются седла для размещения свободно вращающихся шаровых клапанов, подходящих для уменьшения сцепления с поверхностями НКТ и обсадной трубы и таким образом минимизирования затрат энергии на трение во время движения. Кроме того, в модуль помещается эксцентрично вращающаяся масса, которая создает вибрацию, полезную для предотвращения заклинивания во время повторного ввода устройства. Фиг.5 показывает детали, касающиеся шаровых клапанов (18) и вращающейся эксцентрично массы (19). Фиг.6 показывает трехмерное изображение модуля «замена эксплуатационных элементов» («Substitution of Service Elements») (2) и два вида поперечного сечения скважины на высоте этого модуля в кольцевом пространстве D, первый модуль с эксплуатационным элементом (например, датчиком), заменяемым в его седле, перед вставкой, второй модуль с восстановленным (отремонтированным) датчиком (10'), вставленным в другое седло. В частности модуль (2) включает, по меньшей мере, три расположенных друг над другом седла. Одно из трех седел позволяет транспортирование нового датчика (10). Второе седло обеспечивает локализацию замененного датчика (10'). Третье седло, находящееся между двумя предыдущими седлами, обеспечивает обмен двух датчиков посредством отверстия (20), предназначенного для прохождения датчиков. Этот модуль также снабжен механизмом прикрепления к сервисной станции и системой для выполнения операций замены датчиков, не показано на фигуре. Механизм прикрепления необходим в фазе замены для приложения силы, необходимой для выполнения операции извлечения/вставки датчика. Система замены состоит из комбинации механизмов для получения и хранения заменяемого датчика и размещения нового датчика. Фиг.7 иллюстрирует рабочую схему фаз установки нового датчика: a. Прикрепление модуля (2) к сервисной станции; b. Прием нерабочего датчика (10'); c. Установку на хранение работающего со сбоями датчика (10'); d. Подготовку нового датчика (10) для установки; e. Размещение нового датчика на НКТ. Фиг.8 иллюстрирует модуль «пена» «Foam» (3) в трехмерном изображении. Этот модуль используется для приведения устройства в нейтральное (неподвижное) состояние в начале выполнения задания. Несмотря на то, что каждый модуль содержит пену для выравнивания его веса в растворе для завершения скважины, должен быть предусмотрен, по меньшей мере, один модуль, предназначенный для выполнения этой функции, а также для регулирования давления на устройство, оказываемого плотностью раствора для завершения скважины, в котором будет работать автоматическое устройство. Модуль включает два или более твердых тел из коммерческой пены с низкой плотностью (ниже плотности жидкости завершения), например, из 2 - 8 элементов, вместе с материалами, способными к действию при высоких давлениях, например твердая полиуретановая пена, твердые тела характеризуются длиной приблизительно 200 мм, двудольной формой, и два сквозных отверстия (3') для
  • 5. 28965 5 прохождения опор, которые удерживают тела вместе, как единое целое. Фиг.9 иллюстрирует модуль «регулирование давления» («Controlled Thrust») (4). Этот модуль обеспечивает контроль за движением под давлением устройства вдоль кольцевого пространства. Это обеспечивает варьирование объема сжимаемого газа, например азота, посредством введения раствора для завершения скважины в герметичный резервуар (21), окруженный элементами пены (16). Таким образом, можно сжать или расширить объем азота для уменьшения или увеличения плавающего давления. Азот вводят в резервуар при относительно низком давлении: это таким образом всегда позволяет без приложения нагрузки вводить раствор для завершения скважины в насос (23) резервуара (Pexternal > Pinternal), приводимый в действие двигателем (22), используемый для удаления раствора для завершения скважины, когда вновь необходимо увеличить плавающее давление. Фиг.10 схематично иллюстрирует цикл для выполнения рабочей фазы регулирования давления. В случае нисходящего движения устройства, объекта настоящего изобретения, клапан (24) открыт для введения, без приложения нагрузки, жидкости в объем (26), и сжимания азота, содержащегося в объеме (25), посредством подвижной герметизирующей перегородки (27). В случае движения вверх, силу, необходимую для удаления жидкости, содержащейся в объеме (26), получают посредством насоса (23). Ссылка (28) указывает устройство управления клапаном. Фиг.11 иллюстрирует модуль «управление» («Control») (5). Этот модуль содержит электронику для регулирования перемещения автоматического устройства в растворе для завершения скважины (к кровле пласта или забою скважины), например контрольное электронное устройство (29), приводное устройство (30), устройство питания (31) и датчики для измерения давление и температуры эксплуатации. Вся электроника располагается в герметичных контейнерах С1 и С2. Фиг.12 иллюстрирует модуль «батареи» («Battery») (6), а также одно из его поперечных сечений. Этот модуль перемещает герметичные контейнеры с батареями, используемыми для приведения в движение автоматического устройства в течение всего задания и во время управления возможными чрезвычайными ситуациями. Когда батареи опустошаются, они могут быть заменены посредством возврата устройства на поверхность. Альтернативно, пункты для перезарядки батарей могут быть размещены на обсадной трубе. Фиг.13 иллюстрирует модуль «балласт» («Ballast») (7). Этот модуль обеспечивает повторный подъем устройства в случае чрезвычайных ситуаций и/или выхода из строя системы. В случае чрезвычайной ситуации тяжелое вещество выводят, предпочтительно растворив в растворе для завершения скважины, через отверстие (32), что обеспечивает без приложения нагрузки повторный подъем системы. Фиг.14 иллюстрирует модуль «компоненты замены или технического обслуживания» («Component Substitution or Maintenance») (8). Этот модуль (8) транспортирует компоненты, заменяемые в скважине, или оборудование, необходимое для операций на уже установленных компонентах. Возможными действиями являются, например, замена батарей, которые приводят в действие датчики и различные устройства на НКТ и/или обсадной трубе или активируют гидравлический контур. В этом случае, модуль включает два седла, первое седло (33), которое транспортирует новую батарею, устанавливаемую предпочтительно в забое скважины, второе седло (34), которое возвращает и размещает севшую, опустошенную батарею. Сервисные станции необходимы для полной функциональности автоматического модульного устройства технического обслуживания, объекта настоящего изобретения; их устанавливают непосредственно на НКТ во время фазы завершения скважины, соответственно пунктами технического обслуживания или замены датчиков. Фиг.15 иллюстрирует общую сервисную станцию, размещенную в продукционной колонне, включающей два углубления (14) для вставки механизмов прикрепления (17) и коническую поверхность (15), которая облегчает присоединение этих механизмов прикрепления к углублениям. Ссылка (12) представляет внутреннюю поверхность НКТ. Автоматическое модульное устройство, объект настоящего изобретения, способно к действию, как описано ранее, в полностью автономном режиме. Однако, в случае необходимости, оно также может приводиться в движение в неавтономном режиме, например, оно может приводиться в движение в режиме реального времени с поверхности. В этом случае, настоящее устройство может также получать питание через связь по электрическому кабелю с поверхности или регулярные электрические связи с пунктами подачи питания, предусмотренными в кольцевом пространстве и/или на обсадной трубе в определенных местах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Автоматическое модульное устройство технического обслуживания, работающее в кольцевом пространстве скважины для добычи углеводородов, включающее несколько по существу цилиндрических модулей, связанных друг с другом посредством шарнирных соединений, которое способно свободно перемещаться в растворе для завершения скважины, находящемся в кольцевом пространстве скважины, и включает: i. по меньшей мере один модуль «верхняя головка» (1), пригодный для прикрепления к сервисной станции, предварительно размещенной на НКТ или обсадных трубах; ii. по меньшей мере один модуль «замена эксплуатационного элемента» (2), включающий вертикальный корпус с зоной для размещения
  • 6. 28965 6 нового датчика, зоной для приема замененного датчика и зоной для прохождения датчиков наружу и внутрь модуля; iii. по меньшей мере один модуль «пена» (3), включающий несколько элементов, состоящих из нескольких твердых пеноматериалов, способных выдерживать давление в забое скважины, связанных друг с другом посредством соединительных опор; iv. по меньшей мере один модуль «регулирование давления» (4), включающий первую зону, заполненную сжимаемым газом, и вторую зону, приемлемую для приема раствора для завершения скважины, при этом первая зона отделена от второй зоны подвижной герметизирующей перегородкой, v. по меньшей мере один модуль «управление» (5), включающий электронику для управления модулем; vi. по меньшей мере один модуль «батареи» (6), включающий один или более стойких к давлению контейнеров для батарей, используемых для подачи питания модулю; vii. по меньшей мере один модуль «балласт» (7), включающий объем локализации балласта и одно или более отверстий для быстрого выпуска указанного балласта; и viii . последний модуль «компоненты замены или технического обслуживания», который включает одну или более зон для размещения заменяемых в скважине компонентов или оборудование, необходимое для операций технического обслуживания или ремонта уже установленных компонентов. 2. Автоматическое модульное устройство по п.1, в котором модули являются по существу цилиндрическими с по существу эллиптическим поперечным сечением с большей осью эллипса, изогнутой так, чтобы модули находились существенно параллельно стенкам скважины. 3. Автоматическое модульное устройство по п.1 или 2, в котором каждый модуль связан с соседними модулями посредством шарнирных соединений, через которые проходят линии подачи питания и линии передачи команд/управляющих сигналов на каждый модуль. 4. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором на внешней поверхности, по меньшей мере, первого модуля расположено несколько седел, подходящих для размещения свободно вращающихся шаровых клапанов. 5. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором модуль «верхняя головка» (i) включает механизм прикрепления, приводимый в действие двигателем и включающий два плеча, подходящих для введения в специальные устройства сопряжения (11), находящиеся на сервисной станции. 6. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором модуль «замена эксплуатационных элементов» (ii) включает, по меньшей мере, три расположенных друг над другом корпуса, при этом один корпус предназначен для транспортировки нового эксплуатационного элемента, второй корпус предназначен для локализации замененного элемента, и третий корпус, находящийся между двумя предыдущими, предназначен для обмена двух эксплуатационных элементов посредством отверстия (20), предназначенного для их прохождения. 7. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором модуль «пена» (iii) включает два или более твердых тел из пеноматериалов небольшой плотности, выполненных из полиуретановой пены. 8. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором первая зона модуля «регулирование давления» заполнена азотом. 9. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором модуль «управление» включает контрольное электронное устройство, командное электронное устройство и устройство подачи питания. 10. Автоматическое модульное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый модуль содержит твердые пеноматериалы низкой плотности для выравнивания его веса в растворе для завершения скважины.