ITMI20142159A1

ITMI20142159A1 - IMPROVED PROCESS AND PLANT FOR THE INSERTION AND EXTRACTION OF SHAFT STRINGS IN HYDROCARBON PRODUCTION WELLS IN GENERAL

Info

Publication number: ITMI20142159A1
Application number: ITMI2014A002159A
Authority: IT
Original assignee: Borais Petroleum Invest Co
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-17
Also published as: EP3234301A1; WO2016097838A1

Description

Procedimento e impianto di tipo migliorato per l?inserimento e l?estrazione delle stringhe di aste nei pozzi di produzione di idrocarburi in genere Improved procedure and plant for inserting and extracting strings of rods in hydrocarbon production wells in general

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne un procedimento di tipo migliorato ed il relativo impianto per l?inserimento e l?estrazione delle stringhe di aste nei pozzi di produzione di idrocarburi in genere. The present invention relates to an improved process and the relative plant for inserting and extracting the strings of rods in hydrocarbon production wells in general.

Il campo dell'invenzione ? quello della produzione di idrocarburi gassosi o liquidi in genere, estratti dai rispettivi pozzi con l'ausilio di stringhe di aste, opportunamente assemblate collegando le singole aste con accoppiamento testa/coda fino a coprire la lunghezza necessaria per raggiungere la zona di produzione o giacimento. The field of the invention? that of the production of gaseous or liquid hydrocarbons in general, extracted from the respective wells with the aid of strings of rods, suitably assembled by connecting the individual rods with head / tail coupling until they cover the length necessary to reach the production area or reservoir.

In questo tipo di lavorazioni ? previsto di inserire e di estrarre ciclicamente le stringhe di aste dal pozzo produttivo per mezzo di un opportuno impianto a torre (?work-over rig?), sia per consentire gli interventi di manutenzione, sia per il ripristino dell?attivit? produttiva. Queste operazioni di inserimento delle stringhe sono realizzate collegando od unendo tra loro, con accoppiamento testa/coda di tipo filettato, delle aste singole aventi una lunghezza standard di circa 9 m. Nella fase di estrazione delle stringhe, le medesime aste sono invece scollegate o separate tra loro in corrispondenza dei medesimi raccordi filettati. In this type of work? planned to insert and cyclically extract the strings of rods from the production well by means of an appropriate tower system (? work-over rig?), both to allow maintenance interventions and to restore the activity? productive. These string insertion operations are carried out by connecting or joining together, with threaded head / tail coupling, single rods having a standard length of about 9 m. In the step of extracting the strings, the same rods are instead disconnected or separated from each other at the same threaded fittings.

Conseguentemente, ad ogni intervallo di 9 m di asta i movimenti di estrazione e di inserimento delle stringhe devono essere interrotti per il tempo necessario allo svitamento ed all'avvitamento degli accoppiamenti filettati di collegamento tra aste contigue. Queste interruzioni sono tuttavia indesiderate, in quanto esse incidono in modo negativo sul ripristino della produzione, traducendosi in costi operativi aggiuntivi e mancata produzione. All'aumento dei tempi di interruzione dell'attivit? produttiva del pozzo contribuiscono inoltre, nella tecnica nota sopra descritta, quelli impiegati per trasferire le singole aste di 9 m di lunghezza dal parco tubi al "work-over rig". Consequently, at every 9 m rod interval, the extraction and insertion movements of the strings must be interrupted for the time necessary to unscrew and tighten the threaded connection couplings between adjacent rods. However, these disruptions are undesirable, as they negatively impact the resumption of production, resulting in additional operating costs and lost production. To the increase of the time of interruption of the activity? furthermore, in the known technique described above, those used to transfer the single 9 m long rods from the pipe park to the "work-over rig" contribute to the production of the well.

Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire un nuovo procedimento ed il relativo impianto per l?inserimento e l?estrazione delle stringhe di aste nei pozzi di produzione di idrocarburi che, in rapporto alla tecnica nota, permetta di ridurre drasticamente i tempi di "work-over", cos? da consentire il ripristino della produzione nel minor tempo possibile. The main purpose of the present invention is to provide a new process and the relative plant for inserting and extracting the strings of rods in hydrocarbon production wells which, in relation to the known technique, allows to drastically reduce the " work-over ", cos? to allow the restoration of production in the shortest possible time.

Questo ed altri scopi sono raggiunti con il procedimento e l'impianto delle rivendicazioni rispettivamente 1 e 4. Dei preferiti modi di realizzare l?invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni. This and other objects are achieved with the process and the system of claims 1 and 4, respectively. Preferred ways of carrying out the invention result from the remaining claims.

In rapporto ai noti procedimenti di manipolazione delle stringhe di aste, quello secondo l?invenzione offre il vantaggio di diminuire i tempi morti o di "work-over" dell?impianto estrattivo, cos? da raggiungere un pi? alto rendimento rispetto a quanto reso possibile dalla tecnica tradizionale. In relation to the known procedures for manipulating the strings of rods, the one according to the invention offers the advantage of decreasing the dead times or "work-over" of the extraction plant. to reach a pi? high yield compared to what made possible by the traditional technique.

Infatti con il procedimento dell'invenzione, a pari profondit? del pozzo produttivo, il numero di fermate dell'impianto per assemblare e sdoppiare le aste sulla tavola rotary della torre ? drasticamente diminuito rispetto alla tecnica nota. I tempi di inattivit? produttiva del pozzo sono ulteriormente diminuiti, con il procedimento dell'invenzione, grazie al fatto che il trasferimento delle aste tra il parco tubi e la torre ? eseguito non su aste prese singolarmente, ma su lunghezze formate da aste reciprocamente collegate o unite tra loro direttamente sul parco tubi. In fact, with the process of the invention, at the same depth? of the production well, the number of stops of the plant to assemble and split the rods on the rotary table of the tower? drastically decreased with respect to the known art. The downtime? production of the well are further decreased, with the process of the invention, thanks to the fact that the transfer of the rods between the tube park and the tower? performed not on rods taken individually, but on lengths formed by mutually connected rods or joined together directly on the tube park.

Ai descritti vantaggi si aggiungono quelli legati al minor numero di interventi che sono richiesti per collegare e per separare le aste tra loro, con riflessi positivi sia sui tempi della produzione, sia sui rischi di danneggiamento delle aste in corrispondenza dei loro raccordi filettati. To the advantages described are added those linked to the lower number of interventions that are required to connect and separate the rods from each other, with positive effects both on production times and on the risk of damage to the rods in correspondence with their threaded fittings.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di un preferito modo di realizzare il procedimento e l'impianto dell?invenzione illustrati, a titolo di esempio non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni. In esse: These and other objects, advantages and characteristics result from the following description of a preferred way of carrying out the method and the plant of the invention illustrated, by way of non-limiting example, in the figures of the attached drawings. In them:

- le figure da 1 a 4 illustrano uno schema del procedimento della tecnica nota per la manipolazione di aste singole; Figures 1 to 4 show a diagram of the process of the known art for the manipulation of single rods;

- le figure da 5 a 8 illustrano il corrispondente procedimento dell?invenzione; Figures 5 to 8 illustrate the corresponding process of the invention;

- le figure 9 e 10 illustrano, rispettivamente in pianta ed in sezione, il dispositivo di movimentazione delle lunghezze di aste preparate con il procedimento dell?invenzione; e Figures 9 and 10 show, respectively in plan and in section, the device for moving the lengths of rods prepared with the process of the invention; And

- la fig. 11 illustra il layout del polo logistico di collegamento, separazione e controllo delle aste. - fig. 11 illustrates the layout of the logistic hub for connection, separation and control of the auctions.

Come illustrato in figura 1, un tradizionale impianto di "work-over" comprende una torre 1 provvista di una taglia di manovra 2 ("travelling block") alla quale si agganciano le nuove aste 3 ("single joints") prelevate da un parco tubi 4 ("pipe rack") e issate verso il piano sonda 6 ("rig floor") per scivolamento su uno scivolo 5 sagomato sostanzialmente a V ("V-door"). As shown in figure 1, a traditional "work-over" system includes a tower 1 equipped with a maneuvering block 2 ("traveling block") to which the new rods 3 ("single joints") taken from a park are hooked. pipes 4 ("pipe rack") and hoisted towards the probe surface 6 ("rig floor") by sliding on a substantially V-shaped slide 5 ("V-door").

Secondo la soluzione nota illustrata nelle figure 1-4 le aste 3, che hanno una lunghezza standard di circa 9 m, sono issate singolarmente verso la taglia di manovra 2 per scivolamento sul V-door 5 (figure 2,3). Una volta issata sulla torre 1, la nuova asta 3 ? quindi accoppiata, per mezzo di un collegamento filettato 21 tipo testa/coda, alla sottostante asta 7 che si trova gi? inserita in pozzo (figura 4). Si comprende quindi come, con l'utilizzo della tecnica nota ora descritta, il movimento di discesa della stringa di aste di produzione sia interrotto circa ogni 9 m di corsa, fino a coprire l?intera profondit? del pozzo. According to the known solution illustrated in figures 1-4, the rods 3, which have a standard length of about 9 m, are individually hoisted towards the operating size 2 by sliding on the V-door 5 (figures 2,3). Once hoisted on tower 1, the new pole 3? then coupled, by means of a threaded connection 21 of the head / tail type, to the underlying rod 7 which is already located? inserted in the well (figure 4). It is therefore understood how, with the use of the known technique described above, the descent movement of the string of production rods is interrupted approximately every 9 m of stroke, until it covers the entire depth? of the well.

A questo si aggiunge che tanto il trasferimento delle singole aste 3 dal parco tubi 4 alla torre 1, quanto le descritte operazioni di assemblaggio delle aste 3 eseguite direttamente sul piano sonda 6, implicano l?arresto dell'impianto, con conseguente interruzione della fase attiva o utile del processo rappresentata dal movimento di discesa della stringa di produzione. Gli stessi inconvenienti si riscontrano, specularmente, nella inversa fase di estrazione delle stringhe di aste, che si realizza con movimenti contrari a quelli fin qui descritti. To this is added that both the transfer of the individual rods 3 from the park of tubes 4 to the tower 1, as well as the described assembly operations of the rods 3 performed directly on the probe surface 6, imply the shutdown of the plant, with consequent interruption of the active phase o useful of the process represented by the descent movement of the production string. The same drawbacks are found, specularly, in the inverse step of extracting the strings of rods, which is carried out with movements contrary to those described up to now.

Gli svantaggi della tecnica ora ricordata sono ridotti in modo sostanziale con il procedimento dell'invenzione illustrato nelle figure 5-8. In particolare, secondo l?invenzione, sul parco tubi 4 ? formata una lunghezza 8 ("pipe stand") costituita da una pluralit? di aste singole 3, reciprocamente collegate prima di essere issate sul piano sonda 6. Nell?esempio illustrato la citata lunghezza 8 ? ottenuta dall?accoppiamento di due aste 3a e 3b in corrispondenza del collegamento 22 di figura 5, ma resta inteso fin da ora che l?invenzione non ? limitata al numero delle aste che compongono la citata lunghezza 8. The disadvantages of the aforementioned technique are substantially reduced with the process of the invention illustrated in Figures 5-8. In particular, according to the invention, on the tube park 4? formed a length 8 ("pipe stand") consisting of a plurality of of single rods 3, mutually connected before being hoisted onto the probe surface 6. In the example illustrated, the aforementioned length 8? obtained by coupling two rods 3a and 3b at the connection 22 of figure 5, but it is understood from now on that the invention is not? limited to the number of rods that make up the aforementioned length 8.

Successivamente all?assemblaggio delle aste 3a,3b sul parco tubi 4 la lunghezza 8 cos? ottenuta ? issata, per mezzo della taglia di manovra 2, sul piano sonda 6, cos? da potere essere accoppiata alla lunghezza 9 gi? in pozzo (figura 8). After the assembly of the rods 3a, 3b on the park of tubes 4 the length 8 cos? obtained? hoisted, by means of the maneuver size 2, on the probe surface 6, cos? to be able to be coupled to the length 9 already? in the well (figure 8).

Vantaggiosamente, secondo l?invenzione, per facilitare il trasferimento delle lunghezze 8 da e verso il piano sonda 6, ? utilizzato almeno un carrello 10, mobile per mezzo di una catena 11 (figura 6), oppure con sistemi equivalenti (idraulici o meccanici), non illustrati. Il medesimo carrello 10 ? inoltre provvisto di una testa a gancio 12 di presa sulle corrispondenti teste 13 delle lunghezze 8, cos? da facilitare i movimenti di trasferimento di queste ultime da e verso il piano sonda 6. Advantageously, according to the invention, to facilitate the transfer of the lengths 8 to and from the probe plane 6,? at least one trolley 10, movable by means of a chain 11 (figure 6), or with equivalent systems (hydraulic or mechanical), not illustrated, is used. The same trolley 10? furthermore provided with a hook head 12 for gripping on the corresponding heads 13 of the lengths 8, so? to facilitate the transfer movements of the latter to and from the probe surface 6.

La gestione del procedimento dell?invenzione pu? essere effettuata secondo lo schema di figura 11. In esso un certo numero di impianti di "work-over" 16,17,18 ? servito da una stazione 19 di assemblaggio e disassemblaggio delle lunghezze 8 all?esterno degli stessi impianti. Il trasporto di queste lunghezze dalla stazione 19 ai medesimi impianti 16-18 ? effettuato con l'ausilio di mezzi speciali 20. The management of the procedure of the invention can? be carried out according to the scheme of figure 11. In it a certain number of "work-over" plants 16,17,18? served by an assembly and disassembly station 19 of the lengths 8 outside the same plants. The transport of these lengths from station 19 to the same plants 16-18? carried out with the aid of special means 20.

Data una profondit? del pozzo pari a 1800 m, la stringa formata da una pluralit? di aste da 9 m secondo la tecnica nota comporta la realizzazione di 200 accoppiamenti filettati tipo testa/coda. Assunto quindi un tempo di 5 min per ogni operazione di assemblaggio e scollegamento di tali accoppiamenti, il tempo improduttivo del pozzo raggiunge complessivamente le 17 ore. Given a depth? of the well equal to 1800 m, the string formed by a plurality? of 9 m rods according to the known technique involves the production of 200 threaded head / tail couplings. Therefore, assuming a time of 5 min for each assembly and disconnection operation of these couplings, the unproductive time of the well reaches a total of 17 hours.

Con il procedimento dell?invenzione, in cui si fa uso di lunghezze di aste di almeno 18 m preassemblate al di fuori dell?impianto di "work-over", il numero degli accoppiamenti si riduce a 100 ed i tempi di formazione e di apertura di questi accoppiamenti diminuiscono fino a circa 8 ore. Ulteriori riduzioni di tempo possono essere ottenute con il preassemblaggio di aste accoppiate in lunghezze di tre o addirittura quattro elementi singoli. With the process of the invention, in which rod lengths of at least 18 m are used pre-assembled outside the "work-over" system, the number of couplings is reduced to 100 and the formation and opening times of these matings decrease up to about 8 hours. Further time savings can be achieved by pre-assembling coupled rods in lengths of three or even four individual elements.

I vantaggi dell?invenzione risultano ancora pi? evidenti quando la stringa di aste debba essere frequentemente inserita nel ed estratta dal pozzo. In questo caso, infatti, l'utilizzo di lunghezze di aste permette di conservare i tempi di work-over entro limiti accettabili, nonostante il moltiplicarsi delle operazioni di assemblaggio e disassemblaggio delle stringhe di aste. The advantages of the invention are even more? evident when the string of rods must be frequently inserted into and extracted from the well. In this case, in fact, the use of rod lengths allows the work-over times to be kept within acceptable limits, despite the multiplication of assembly and disassembly operations of the rod strings.

Claims

CLAIMS 1. Procedure for inserting and extracting strings of rods in hydrocarbon production wells with the use of a workover plant that includes a tower (1), a probe deck (6) and a pipe park (4) , characterized in that it provides for the formation, outside the system formed by said tower (1) and said probe surface (6), of lengths of rods (8) obtained by assembling at least two single rods (3a, 3b ) having standard length.

Method according to claim 1, characterized in that said formation of lengths (8) of rods (3a, 3b)? made prior to the transfer of the same rods (3a, 3b) to the aforementioned tower (1).

3. Process according to claim 2, characterized in that said assembly of at least two single rods (3a, 3b)? made on the aforementioned park of tubes (4), the length (8) cos? obtained by being hoisted on said probe plane (6) and being subsequently coupled to the length (9) already? inserted into the well.

4. Plant for carrying out the procedure according to one or more? of the preceding claims, characterized by the fact of providing at least one trolley (10) to facilitate the transfer of the aforementioned lengths (8) from and to said probe surface (6), the same trolley (10) being provided with a hook head ( 12) for gripping on the corresponding heads (13) of said lengths (8).

5. System for the management of the procedure and of the plant according to one or more? of the preceding claims, characterized in that it comprises a station (19) for servicing at least one "work-over" system (16,17,18), the same station (19) carrying out the assembly and disassembly of the aforementioned lengths (8) at least one plant outside of the same (16,17,18).