EP0954676A1 - Vorrichtung zum spülen von gas- und ölbohrungen einer untertage-förderausrüstung - Google Patents

Vorrichtung zum spülen von gas- und ölbohrungen einer untertage-förderausrüstung

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Publication number
EP0954676A1
EP0954676A1 EP98907964A EP98907964A EP0954676A1 EP 0954676 A1 EP0954676 A1 EP 0954676A1 EP 98907964 A EP98907964 A EP 98907964A EP 98907964 A EP98907964 A EP 98907964A EP 0954676 A1 EP0954676 A1 EP 0954676A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle body
flushing
lamellae
liner
detergent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98907964A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobil Oil Corp filed Critical Mobil Oil Corp
Publication of EP0954676A1 publication Critical patent/EP0954676A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells

Definitions

  • the invention relates to a device for flushing gas and oil wells in underground mining equipment, in which the wells have been piped with a pre-perforated liner, comprising a flushing nozzle with a plurality of aligned nozzles, a nozzle body, at the front end of which the flushing nozzle and at the rear end of which a detergent line that can be inserted into the bore is arranged, the detergent line being connected to a source of detergent under hydraulic pressure.
  • the support In horizontal gas and oil wells, for reasons of rock stability and to ensure the long-term accessibility of the horizontal line with detergent line (coiled tubing, endless pipe) or rods, the support is usually piped with a liner that is perforated before installation and is not cemented.
  • a flushing nozzle on a detergent line is inserted through the existing underground conveyor equipment;
  • the largest possible outside diameter of the flushing nozzle is limited by restrictions in the underground equipment (underground safety valve, packer, landing nipple profiles), which have a significantly smaller inside diameter than the end piping.
  • the flow cross-section of the flushing can and the inner diameter of the liner remain correspondingly large.
  • a method for directionally applying high pressure jets to well casing to clean openings in the casing, liner and the adjacent geologic formation which are plugged with foreign matter is known from US Patent 5,060,725.
  • High velocity jets of liquid are used to remove plugging material rom the openings.
  • Power swivels per it rotation and Kelly hoses allow reciprocation of the jet tool and tubing string while maintaining high pressure in the apparatus.
  • a tool for washing perforations in a casing set in a well bore is known form US Patent 3,760,878. It includes a cylindrical housing having an upper port, and a lower port. The housing is connected to the lower end of a string of tubing hung from the well bore. The housing has various packers and passages so that cleaning fluid circulated down the annulus between the tubing string and casing flows in through the first port and out the second port through perforations at the same level as the second port. The cleaning fluid return through lower perforations in the casing carrying sand or other plugging material with it and is returned up the tubing string.
  • the object of the invention is, on the one hand, to ensure in a device of the type mentioned at the outset that the washing liquid actually reaches the intended areas and that the nozzle body can be moved in both directions during the introduction of the washing liquid.
  • the segments go back to the original outer diameter and the device can be removed due to the restrictions. Since the divers are made of metal, they are not subject to any significant wear; “Activating the diverters can therefore be repeated any number of times by changing the pumping rate.
  • the device can also be operated while pumping, as it is not fixed in the liner despite the activated diverter.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in a sectional view, the slats being shown in the retracted position.
  • Fig. 2 shows the corresponding representation with the slats extended.
  • a nozzle body l ⁇ is shown, at the upper end of a screw 12 is attached, which in turn is connected to the detergent or dishwasher line, not shown.
  • the front end of the nozzle body 11 there is a nozzle head 10 with a plurality of aligned nozzles.
  • washing liquid can be fed via a pressure medium source via the detergent line and via the screw connection 12 into the interior of the Nozzle body 11 are guided under sufficiently high pressure so that the detergent emerges from the nozzles of the nozzle body 10.
  • FIGS. 1 and 2 further parts are provided on the nozzle body according to the invention, namely a total of six fins distributed over the circumference, only two of which are shown in FIGS. 1 and 2 and which have reference numbers 13 there.
  • These lamellae 13 are attached to a basket 15 in such a way that they want to assume an outwardly spread position, such as that shown in FIG.
  • the slats cannot assume this position in the operating position according to FIG. 1 because they are surrounded by a sleeve 14.
  • the sleeve can be moved back and forth on the nozzle body 11 and is conically equipped at its free end on the inside, so that, with a relatively small outside diameter, the fins 13 assume the position shown in FIG.
  • the sleeve 14 is arranged via two seals on the nozzle body 11 such that detergent can also act on a part projecting in the opposite direction, which can best be seen in FIG. 2, via a transverse bore from the interior of the nozzle body 11.
  • the washing liquid exerts a force on the sleeve 14, so that the sleeve 14 changes from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2.
  • the lamellae 13 can spread outwards and, as shown in FIG. 2, lie against the inner wall of the borehole or the liner.
  • the desired barrier of the space behind the nozzle body is created, so that the emerging washing and rinsing liquid enters the space in front of the nozzle body, but practically not in the space behind the nozzle body.
  • a spiral 16 is provided on the nozzle body 11, which ensures that the sleeve 14 is in the forward-facing position, as shown in FIG. 1 , occupies.
  • the pressure of the washing liquid is so high that the sleeve 14 moves back against the force of the spring and compresses the spring. If the detergent pressure then decreases again, the spring 16 can return the sleeve to the position shown in FIG. 1.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung, bei welcher die Bohrungen mit einem vorgelochten Liner verrohrt worden sind. Sie weist eine Spüldüse mit einer Mehrzahl von ausgerichteten Düsen, einem Düsenkörper, an dessen vorderen Ende die Spüldüse und and dessen hinteren Ende eine in die Bohrung einführbare Spülmittelleitung angeordnet ist, auf. Die Spülmittelleitung ist mit einer unter hydraulischem Druck stehenden Spülmittelquelle verbunden. Am Düsenkörper (11) sind am Umfang verteilt eine Mehrzahl von Zungen oder Lamellen (13) angeordnet, die während des Spülens nach aussen gespreizt den Ringquerschnitt zwischen Düsenkörper (11) und der Wandung der Bohrung bzw. des Lochliners herabsetzen.

Description

Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung, bei welcher die Bohrungen mit einem vorgelochten Liner verrohrt worden sind, aufweisend eine Spüldüse mit einer Mehrzahl von ausgerichteten Düsen, einem Düsenkörper, an dessen vorderen Ende die Spüldüse und an dessen hinteren Ende eine in die Bohrung einführbare Spülmittelleitung angeordnet ist, wobei die Spülmittelleitung mit einer unter hydraulischem Druck stehenden Spülmittelquelle verbunden ist.
In horizontalen Gas- und Ölbohrungen wird aus Gründen der Gebirgsstabilität und um die Befahrbarkeit der Horizontalstrecke mit Spülmittelleitung (Coiled Tubing, Endlosrohr) oder Gestänge langfristig zu gewährleisten, der Träger in der Regel mit einem vor dem Einbau gelochten Liner verrohrt, der nicht zementiert wird.
Es ergibt sich häufig die Notwendigkeit, durch eine Waschbehandlung die Formation hinter dem Liner zu reinigen, um die Produktivität der Bohrung zu verbessern. Hierfür wird eine Spüldüse an einer Spülmittelleitung (Coiled Tubing) durch die bestehende Untertage -Förderausrüstung eingefahren; der grösstmögliche Aussendurchmesser der Spüldüse ist dabei durch Restriktion in der Untertage-Ausrüstung begrenzt (Untertagesicherheitsventil, Packer, Landenippelprofile) , die einen deutlich kleineren Innendurchmesser aufweisen als die Endverrohrung. Dementsprechend groß verbleibt der Fliessquerschnitt der Spüldose und dem Innendurchmesser des Liners . Der größte Teil der Behandlungsflüssigkeit fliesst daher innen im Ringraum zwischen Spüldose / Coiled Tubing und Lochliner zurück und kommt nicht mit der Bohrlochwandung hinter dem Liner in Kontakt. Eine ausreichende Reinigung der Bohrlochwand kann daher nicht gewährleistet werden.
A method for directionally applying high pressure jets to well casing to clean openings in the casing, liner and the adjacent geologic formation which are plugged with foreign matter is known from US Patent 5 060 725. High velocity jets of liquid are used to remove plugging material rom the openings . Power swivels per it rotation and Kelly hoses allow reciprocation of the jet tool and tubing string while maintaining high pressure in the apparatus .
Furthermore a tool for washing perforations in a casing set in a well bore is known form US Patent 3 760 878. It includes a cylindrical housing having an upper port, and a lower port. The housing is connected to the lower end of a string of tubing hung from the well bore. The housing has various packers and passages so that cleaning fluid circulated down the annulus between the tubing string and casing flows in through the first port and out the second port through perforations at the same level as the second port. The cleaning fluid return through lower perforations in the casing carrying sand or other plugging material with it and is returned up the tubing string.
Der nicht zu beeinflussende Verlauf des Flüssigkeitsstromes hinter den Liner führte in der Vergangenheit dazu, dass ein größeres Flüssigkeitsvolumen als rein rechnerisch erforderlich war, verpumpt werden mußte. Dabei war noch nicht einmal sicher, ob die Waschflüssigkeit überhaupt die Bohrlochwand erreichte und den vorgesehenen Zweck erfüllte. Es ist weiterhin bekannt, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art einen ringförmigen aufweitbaren Teil vorzusehen, der am Düsenkörper angebracht ist. Befindet sich dieser Körper unter genügend hohem Innendruck, so kann er sich bei der richtigen Dimensionierung an die Wandung des Bohrlochs oder des Liners anlegen und eine gewünschte Abdichtung für die Waschflüssigkeit schaffen. Der Nachteil bei dieser Ausführungsform ist jedoch, dass der Düsenkörper und damit die Düsen während des Einpumpens der Waschflüssigkeit nicht bewegt werden können und dass der Ring einem außerordentlich hohen Verschleiss ausgesetzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art einerseits sicherzustellen, dass die Waschflüssigkeit die vorgesehenen Bereiche tatsächlich erreicht und dass während des Einleitens der Waschflüssigkeit der Düsenkörper in beiden Richtungen bewegt werden kann.
Erreicht wird dies durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche angegebenen Merkmale.
Am Beispiel der Spüldüse gemäß der Erfindung soll das System erläutert werden. Nach hydraulischer Vergrößerung des Außendurchmessers der Spüldüse wird der Fliessquerschnitt zwischen der Spüldüse und dem Innendurchmesser des Lochliners während des Pumpvorganges deutlich verkleinert, um damit eine Zwangsumlenkung der Behandlungsflüssigkeit in den Ringraum Lochliner / Bohrlochwand herbeizuführen. Während des Einbaues ist der Durchmesser des Gerätes den vorgegebenen Restriktionen in der Komplettierung angepaßt. Beim Verpumpen der Behandlungsflüssigkeit vor Ort öffnen ab einer bestimmten Pumprate federartig sechs Lamellen oder Segmente aus Metall (Diverter) , die den Fliessquerschnitt im Ringraum zwischen Spüldüse und Lochliner reduzieren und die Zwangsumlenkung des Flüssigkeitsstromes hinter den Lochliner bewirken. Nach Reduzierung der Pumprate gehen die Segmente auf den ursprünglichen Außendurchmesser zurück und das Gerät kann durch die Restriktionen ausgebaut werden. Da die Diverter aus Metall sind, unterliegen sie keinem nennenswerten Verschleiss; das „Aktivieren der Diverter ist daher beliebig oft durch Veränderung der Pumprate wiederholbar. Auch kann das Gerät während des Pumpens gefahren werden, da es trotz aktivierter Diverter nicht im Liner fixiert ist.
Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit einem relativ geringen Volumen der Waschflüssigkeit gearbeitet werden, so dass der Reinigungsgrad deutlich verbessert ist und die Arbeitszeit, die hiermit verbunden ist, ebenfalls.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Schnittansicht, wobei die Lamellen in der einge- fahreren Position gezeigt sind.
Fig. 2 zeigt die entsprechende Darstellung mit ausgefahrenen Lamellen.
In der Figur ist ein Düsenkörper lϊ gezeigt, an dessen oberen Ende eine Verschraubung 12 angebracht ist, die ihrerseits mit der nicht gezeigten Wasch- oder Spülmittelleitung verbunden ist. Am unteren, dem vorderen Ende des Düsenkörpers 11 befindet sich ein Düsenkopf 10 mit einer Mehrzahl ausgerichteter Düsen.
Mit Hilfe der vorangehend beschriebenen Teile kann über eine Druckmittelquelle Waschflüssigkeit über die Waschmittelleitung und über die Verschraubung 12 in den Innenraum des Düsenkörpers 11 unter genügend hohem Druck geführt werden, so dass das Waschmittel aus den Düsen des Düsenkörpers 10 austritt.
Am Düsenkörper gemäß der Erfindung sind jedoch noch weitere Teile vorgesehen, nämlich insgesamt sechs über den Umfang verteilte Lamellen, von denen nur zwei in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind und die dort die Bezugszahlen 13 tragen. Diese Lamellen 13 sind an einem Korb 15 so befestigt, dass sie eine nach außen gespreizte Lage einnehmen wollen, etwa diejenige, die in Figur 2 gezeigt ist. Die Lamellen können jedoch in der Betriebslage nach Fig. 1 diese Lage deshalb nicht einnehmen, weil sie von einer Hülse 14 umgeben sind. Die Hülse ist hin- und herbewegbar auf dem Düsenkörper 11 angeordnet und ist an ihrem freien Ende innen konisch ausgestattet, so dass bei relativ geringem Außendurchmesser die Lamellem 13 die in Fig. 1 gezeigte Lage einnehmen, in welcher die Vorrichtung in das Bohrloch eingebracht werden kann, und zwar unabhängig von allen Restriktionen in dem Bohrloch. Die Hülse 14 ist über zwei Dichtungen auf dem Düsenkörper 11 so angeordnet, dass über eine Querbohrung vom Innenraum des Düsenkörpers 11 her Waschmittel auch auf einen in Gegenrichtung vorspringen Teil, der am besten in Fig. 2 zu erkennen ist, einwirken kann. In dieser Lage übt die Waschflüssigkeit eine Kraft auf die Hülse 14 aus, so dass die Hülse 14 aus der in Fig. 1 gezeigten Lage in die in Fig. 2 gezeigte Lage übergeht. Durch die Axialverschiebung können die Lamellen 13 sich nach außen spreizen und wie in Fig. 2 gezeigt, sich an die Innenwandung des Bohrlochs bzw. des Liners anlegen. Auf diese Art und Weise entsteht die gewünschte Absperrung des Raumes hinter dem Düsenkörper, so dass die austretende Wasch- und Spülflüssigkeit in den Raum vor den Düsenkörper eintritt, praktisch jedoch nicht in den Raum hinter dem Düsenkörper. Damit die Hülse 14 die in Fig. 1 gezeigte Lage nach Beendigung des Spülvorganges wieder einnehmen kann, ist auf dem Düsenkörper 11 eine Spirale 16 vorgesehen, welche dafür sorgt, dass die Hülse 14 in die nach vorn gerichtete Lage, wie in Fig. 1 gezeigt, einnimmt. In der in Fig. 2 gezeigten Lage ist jedoch der Druck der Waschflüssigkeit so hoch, dass entgegen der Kraft der Feder die Hülse 14 sich zurückbewegt und die Feder zusammendrückt. Verringert sich dann der Waschmitteldruck wieder, kann die Feder 16 die Hülse in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurückführen.
Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, für die Bewegung der Lamellen 13 und der Hülse 14 auch andere Mittel einzusetzen als den hydraulischen Druck der Waschflüssigkeit.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung, bei welcher die Bohrungen mit einem vorgelochten Liner verrohrt worden sind, aufweisend eine Spüldüse mit einer Mehrzahl von ausgerichteten Düsen, einem Düsenkörper, an dessen vorderen Ende die Spüldüse und an dessen hinteren Ende eine in die Bohrung einführbare Spülmittelleitung angeordnet ist, wobei die Spülmittelleitung mit einer unter hydraulischem Druck stehenden Spülmittelquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Düsenkörper (11) am Umfang verteilt eine Mehrzahl von Zungen oder Lamellen (13) angeordnet ist, die während des Spülens nach außen gespreizt den Ringquerschnitt zwischen Düsenkörper
(11) und der Wandung der Bohrung bzw. des Lochliners herabsetzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 4 bis 8 Lamellen (13) gleichmäßig über den Umfang des Düsenkörpers (11) verteilt vorhanden sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (13) radial nach außen federnd vorgespannt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (13) an ihren freien nach außen vorstehenden Enden mit abgebogenen oder abgerundeten auf der Wandung gleitenden Gleitteilen ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine am Düsenkörper (11) axial hin- und herbewegliche Hülse (14) , die in der einen Stellung die Lamellen (13) an den Düsenkörper (11) anlegt und in der anderen Stellung die Lamellen freigibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) durch den Pumpendruck des Spülmittels bewegbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) innen konusförmig ausgestaltet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (13) in zwei Gruppen an unterschiedlichen Axialpositionen des Düsenkörpers (11) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
EP98907964A 1997-01-23 1998-01-21 Vorrichtung zum spülen von gas- und ölbohrungen einer untertage-förderausrüstung Withdrawn EP0954676A1 (de)

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DE1997102197 DE19702197C1 (de) 1997-01-23 1997-01-23 Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung
PCT/EP1998/000298 WO1998032949A1 (de) 1997-01-23 1998-01-21 Vorrichtung zum spülen von gas- und ölbohrungen einer untertage-förderausrüstung

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DE (1) DE19702197C1 (de)
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WO1998032949A1 (de) 1998-07-30
NO993545L (no) 1999-07-19
CA2278126A1 (en) 1998-07-30
DE19702197C1 (de) 1998-09-03
NO993545D0 (no) 1999-07-19

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