NO331293B1

NO331293B1 - A collection device

Info

Publication number: NO331293B1
Application number: NO20090364A
Authority: NO
Inventors: Espen Osaland; Lasse Haugland
Original assignee: Aker Well Service As
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2011-11-21
Also published as: NO20090364L

Abstract

Oppsamlingsanordning (1) for å løsgjøre og å samle opp sand og andre forurensninger fra et rørformet hulrom (40) i en petroleumsbrønn, hvor oppsamlingsanordningen (1) omfatter en transportskrue (24) som forløper gjennom et materør (6) og til en oppsamlingsbeholder (10) hvor en beholderskrue (32) forløper fra transportskruen (24) og inn i oppsamlingsbeholderen (10) og hvor beholderskruen (32), i det minste over en andel av sin lengde, er omkranset av et rør (34), idet et ringrom (38) er tildannet mellom røret (34) og oppsamlingsbeholderen (10), og hvor røret (34) er perforert.A collecting device (1) for loosening and collecting sand and other contaminants from a tubular cavity (40) in a petroleum well, the collecting device (1) comprising a conveyor screw (24) extending through a feed tube (6) and into a collecting vessel ( 10) wherein a container screw (32) extends from the transport screw (24) into the collecting container (10) and wherein the container screw (32), at least over a portion of its length, is surrounded by a tube (34), an annular space (38) is formed between the tube (34) and the collecting vessel (10), and the tube (34) is perforated.

Description

OPPSAMLINGSANORDNING COLLECTION DEVICE

Denne oppfinnelse vedrører en oppsamlingsanordnmg. Nærmere bestemt dreier det seg om en oppsamlingsanordnmg for løsgjørmg og oppsamling av sand og andre forurensninger fra et rørformet hulrom i en petroleumsbrønn, hvor oppsamlingsanordningen omfatter en transportskrue som forløper gjennom et materør og til en oppsamlingsbeholder hvor en beholderskrue forløper fra transportskruen og inn i oppsamlingsbeholderen. This invention relates to a collection device. More specifically, it concerns a collection device for loosening mud and collecting sand and other contaminants from a tubular cavity in a petroleum well, where the collection device comprises a transport screw that runs through a feed pipe and to a collection container where a container screw runs from the transport screw and into the collection container.

Det forekommer relativt ofte at sand og annet materiale avleirer seg på innsiden av et rør tilhørende en olje- eller gassbrønn. Slikt avleiringsmateriale kan, om det bygger seg opp i tilstrekkelig grad, være sterkt hindrende for en fluidstrøm gjennom røret. Normalt blir avleiringsmaterialet It is relatively common for sand and other material to deposit on the inside of a pipe belonging to an oil or gas well. Such deposit material can, if it builds up to a sufficient extent, be a serious obstacle to a fluid flow through the pipe. Normally, the deposit material becomes

fjernet ved hjelp kjente verktøy under anvendelse av kveilrør, snubbing eller boretek-nikker. removed using known tools using coiled tubing, snubbing or drilling techniques.

Også i mindre mengder kan avleiringsmateriale, selv om det ikke i betydelig grad på-virker brønnproduksjonen, være til hinder for vedlikeholdsarbeider, særlig når det ut-føres lette arbeider så som kabeloperasjoner. Even in smaller quantities, deposit material, even if it does not significantly affect well production, can be an obstacle to maintenance work, especially when light work such as cable operations is carried out.

Det er ikke uvanlig at avleiret sand og annet materiale i en brønn selv i moderate mengder under vedlikeholdsarbeider forhindrer verktøy fra å nå frem til den ønskede posisjon i brønnen. It is not unusual for deposited sand and other material in a well, even in moderate amounts during maintenance work, to prevent tools from reaching the desired position in the well.

Det er vanlig å dele olje- og gassbrønner inn i følgende grupper: It is common to divide oil and gas wells into the following groups:

Konvensjonelle brønner hvor største vinkelavvik fra vertikal retning er cirka 65 Conventional wells where the largest angular deviation from the vertical direction is approximately 65

grader. degrees.

Utvidet rekkevidde brønner (Extended Reach Drilled, ERD) hvor vinkelavviket i Extended reach wells (Extended Reach Drilled, ERD) where the angular deviation i

forhold til vertikalretningen er større enn 65 grader. relation to the vertical direction is greater than 65 degrees.

Horisontale brønner hvor enkelte brønnseksjoner har et vinkelavvik på cirka 90 Horizontal wells where individual well sections have an angular deviation of approximately 90

grader i forhold til vertikalretningen. degrees in relation to the vertical direction.

I konvensjonelle brønner anvendes ifølge kjent teknikk sandsamlere som føres ned i brønnen for eksempel ved hjelp av en kabel. Sandsamlerne omfatter oppsamlings-kamre og forefinnes i utførelser hvor de blir hamret ned i sanden, suger seg ned i sanden ved hjelp av et innebygget stempelarrangement eller at en plate åpner for et rom under atmosfærestrykk hvorved brønntrykket forskyver sand og annet materiale inn i oppsamlingskammeret. In conventional wells, according to known technology, sand collectors are used which are led down into the well, for example by means of a cable. The sand collectors include collection chambers and are found in versions where they are hammered into the sand, sucked into the sand with the help of a built-in piston arrangement or where a plate opens up a space under atmospheric pressure whereby the well pressure displaces sand and other material into the collection chamber.

Fremgangsmåtene ifølge kjent teknikk er enkle og relativt lite kostbare å gjennomføre. De egner seg således godt for konvensjonelle brønner hvor avleiringen danner broer som dekker hele rørtverrsnittet og hvor det derfor er enkelt å fylle oppsamlingskam-rene med avleiringer ved hjelp av en av de ovenfor nevnte fremgangsmåter. The procedures according to known technology are simple and relatively inexpensive to carry out. They are thus well suited for conventional wells where the deposit forms bridges that cover the entire pipe cross-section and where it is therefore easy to fill the collection chambers with deposits using one of the methods mentioned above.

Særlig to forhold skiller ERD og horisontale brønner fra konvensjonelle brønner når det gjelder avleiringer og metoder for å hente avleiringene ut. Det dannes sjelden avleir-mgsbroer i røret, idet avleiringene grunnet gravitasjonskreftene avsettes i rørets nedovervendende omkretshalvdel. Sandoppsamlere ifølge kjent teknikk som er innrettet til å bli sugd ned i avleiringene er ikke effektive når avleiringene er fordelt langs røret, idet oppsamlerne i hovedsak vil bli fylt med fluid. Two factors in particular distinguish ERD and horizontal wells from conventional wells when it comes to deposits and methods for extracting the deposits. Deposit bridges rarely form in the pipe, as the deposits due to gravitational forces are deposited in the downward-facing circumferential half of the pipe. Sand collectors according to known technology which are arranged to be sucked into the deposits are not effective when the deposits are distributed along the pipe, as the collectors will mainly be filled with fluid.

Gravitasjonskreftene som virker på et verktøy i brønnrørets aksiale retning avtar med brønnens vinkelavvik i forhold til vertikalaksen, og er ved horisontale brønnseksjoner lik null. Kabelverktøy som er avhengig av verktøyvektens aksiale komponent for å arbeide tilfredsstillende, kan ikke anvendes under slike forhold. Verktøyene kan sup-pleres med brønntraktorer for å forbedre fremdriften, men slike anordninger utøver vanligvis ikke tilstrekkelig kraft for å fylle et oppsamlingskammer ifølge kjent teknikk. The gravitational forces acting on a tool in the axial direction of the well pipe decrease with the angular deviation of the well in relation to the vertical axis, and are equal to zero in the case of horizontal well sections. Cable tools that depend on the axial component of the tool weight to work satisfactorily cannot be used under such conditions. The tools can be supplemented with well tractors to improve progress, but such devices usually do not exert sufficient force to fill a collection chamber according to the known technique.

NO-patent 315212 beskriver en oppsamlingsanordnmg i overensstemmelse med den innledende del av beskrivelsen. Oppsamlingsanordningen ifølge N0315212 har vist seg å være meget effektiv i ERD- og horisontale brønner, men er relativt lite effektiv i vertikale og tilnærmet vertikale brønnpartier. NO patent 315212 describes a collection device in accordance with the introductory part of the description. The collection device according to N0315212 has proven to be very effective in ERD and horizontal wells, but is relatively inefficient in vertical and nearly vertical well sections.

US-patentene 1362775 og 2187845 beskriver et oppsamlingsverktøy hvor en beholderskrue omkranses av et rør, men som ikke er utformet med en separat transportskrue. US patents 1362775 and 2187845 describe a collection tool where a container screw is surrounded by a tube, but which is not designed with a separate transport screw.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or reduce at least one of the disadvantages of known technology.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved according to the invention by the features indicated in the description below and in the subsequent patent claims.

Det er tilveiebrakt en oppsamlingsanordning for å løsgjøre og å samle opp sand og andre forurensninger fra et rørformet hulrom, særlig i petroleumsbrønner, hvor oppsamlingsanordningen omfatter en transportskrue som forløper gjennom et materør og til en oppsamlingsbeholder og hvor en beholderskrue forløper fra transportskruen og inn i oppsamlingsbeholderen, og hvor beholderskruen, i det minste over en andel av sin lengde, er omkranset av et rør, idet et ringrom er tildannet mellom røret og oppsamlingsbeholderen og hvor oppsamlingsanordmngen kjennetegnes ved at røret er perforert. A collection device is provided for loosening and collecting sand and other contaminants from a tubular cavity, particularly in petroleum wells, where the collection device comprises a transport screw which extends through a feed pipe and into a collection container and where a container screw extends from the transport screw into the collection container , and where the container screw, at least over a proportion of its length, is surrounded by a tube, an annular space being formed between the tube and the collection container and where the collection device is characterized by the tube being perforated.

Det antas at årsaken til IMO 315212-renseverktøyets relativt dårlige effektivitet i vertikale brønnpartier skyldes at sand som befinner seg ved beholderskruen, dreier sam-men med beholderskruen. Sanden mates derfor ikke tilstrekkelig innover i oppsamlingsbeholderen. It is believed that the reason for the relatively poor efficiency of the IMO 315212 cleaning tool in vertical well sections is due to the fact that sand located at the container auger rotates together with the container auger. The sand is therefore not sufficiently fed into the collection container.

Ved å anordne et perforert rør om beholderskruen kan sand som strømmer inn i røret avleveres til ringrommet via perforeringene i røret. Sanden vil kunne bunnfelle i ringrommet og ny sand som strømmer inn i røret vil måtte følge med beholderskruen til perforeringer som befinner seg lenger inne i røret. By arranging a perforated tube around the container screw, sand that flows into the tube can be delivered to the annulus via the perforations in the tube. The sand will be able to settle in the annulus and new sand that flows into the pipe will have to follow the container screw to perforations located further inside the pipe.

Forsøk har vist at oppsamlingsanordningen fylles vesentlig bedre i vertikale brønnpar-tier når den er utformet i henhold til oppfinnelsen. Experiments have shown that the collection device is filled significantly better in vertical well sections when it is designed in accordance with the invention.

Transportskruen kan drives av en motor via beholderskruen. Oppsamlingsanordningen kan derved gjøres relativt kompakt samtidig som det anvendes relativt få bevegelige komponenter. The transport screw can be driven by a motor via the container screw. The collection device can thereby be made relatively compact while using relatively few moving components.

Et skrape/løsgjøringsverktøy kan med fordel utgjøre en forlengelse av transportskruen. A scraper/release tool can advantageously be an extension of the transport screw.

Oppsamlingsanordningen ifølge oppfinnelsen muliggjør effektiv oppsamling av sand og annet materiale fra både avvikende og vertikale brønner. The collection device according to the invention enables efficient collection of sand and other material from both deviated and vertical wells.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 i snitt viser en oppsamlingsanordnmg i overensstemmelse med oppfinnelsen under forskyvning inn i en petroleumsbrønn; og In what follows, an example of a preferred embodiment is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 in section shows a collection device in accordance with the invention during displacement into a petroleum well; and

Fig. 2 viser et aksialsnitt av oppsamlingsanordningen i fig. 1. Fig. 2 shows an axial section of the collection device in fig. 1.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en oppsamlingsanordnmg omfattende en In the drawings, the reference number 1 denotes a collection device comprising a

skrape 2, et første lagerhus 4, et til det første lagerhus 4 fast forbundet materør 6, et til materørets 6 motstående endeparti fast forbundet andre lagerhus 8, en til det andre lagerhus 8 fast forbundet oppsamlingsbeholder 10 og et til oppsamlingsbeholderens 10 motstående endeparti fast forbundet motorhus 12. scraper 2, a first bearing housing 4, a feed pipe 6 firmly connected to the first bearing housing 4, a second bearing housing 8 firmly connected to the opposite end of the feeding pipe 6, a collection container 10 firmly connected to the second bearing housing 8 and a collection container 10 firmly connected to the opposite end of the collection container 10 motor housing 12.

Oppsamlingsanordningen 1 er ofte forbundet til en i og for seg kjent brønntraktor 14 ved hjelp av en kopling 16. The collection device 1 is often connected to a known well tractor 14 by means of a coupling 16.

En elektro- eller hydrauhkkmotor 18, se fig. 2, er anbrakt i motorhuset 12 og dreier en aksling 20 hvor akslingen 20 forløper konsentrisk gjennom oppsamlingsbeholderen 10 til et i det andre lagerhus 8 anbrakt andre lager 22. En transportskrue 24 er rota-sjonsmessig fast forbundet til akslingen 20 og rager fra akslingen 20 gjennom materøret 6 og til et i det første lagerhus 4 anbrakt første lager 26. Skrapen 2 er fast forbundet til transportskruen 24. An electric or hydraulic motor 18, see fig. 2, is placed in the motor housing 12 and turns a shaft 20, where the shaft 20 runs concentrically through the collection container 10 to a second bearing 22 placed in the second bearing housing 8. A transport screw 24 is rotationally fixedly connected to the shaft 20 and projects from the shaft 20 through the feed pipe 6 and to a first bearing 26 placed in the first bearing housing 4. The scraper 2 is firmly connected to the transport screw 24.

En stengeanordning 28, gjerne i form av en ventilklaff som er utformet for eksempel i et elastisk materiale, er anordnet ved det andre lagerhus 8 og er innrettet til å for-hindre at oppsamlet masse skal kunne strømme ut av oppsamlingsbeholderen 10. Stengeanordningen 28 kan om det er hensiktsmessig anbringes over det første lagerhus 4. A closing device 28, preferably in the form of a valve flap which is designed for example in an elastic material, is arranged at the second storage housing 8 and is designed to prevent collected mass from being able to flow out of the collection container 10. The closing device 28 can it is appropriate to place it above the first warehouse 4.

Dreieakslingen 20 er forsynt med skrueskovler 30 og utgjør således en beholderskrue 32. Et rør 34 med perforeringer 36 omkranser beholderskruen 32. Et ringrom 38 er tildannet mellom røret 34 og oppsamlingsbeholderen 10. The rotating shaft 20 is provided with screw vanes 30 and thus constitutes a container screw 32. A tube 34 with perforations 36 surrounds the container screw 32. An annular space 38 is formed between the tube 34 and the collection container 10.

Når oppsamlingsanordningen 1 ved hjelp av brønntraktoren 14 forskyves i et rørfor-met hulrom 40, øker fremdnftsmotstanden for brønntraktoren 14 når oppsamlingsanordningen 1 forskyves inn i avleiringer. Ved en forutbestemt fremdriftsmotstand star-tes motoren 18 automatisk, hvorved den roterende skrape 2 som drives via dreieakslingen 20 og transportskruen 24, løsner avleiringene samtidig som skrapen 2 mater avleiringene inn i transportskruen 24. Avleiringene forskyves deretter innvendig gjennom materøret 6 ved hjelp av den roterende transportskruen 24 og mn i røret 34 til beholderskruen 32. When the collection device 1 is moved with the help of the well tractor 14 in a tubular cavity 40, the resistance to steam for the well tractor 14 increases when the collection device 1 is moved into deposits. At a predetermined forward resistance, the motor 18 is started automatically, whereby the rotating scraper 2, which is driven via the pivot shaft 20 and the transport screw 24, loosens the deposits at the same time as the scraper 2 feeds the deposits into the transport screw 24. The deposits are then displaced internally through the feed pipe 6 with the help of the rotating the transport screw 24 and mn in the tube 34 to the container screw 32.

Sand som strømmer inn i røret 34 kan strømme inn i ringrommet 38 via perforeringene 36. I ringrommet 38 utsettes sanden i vesentlig mindre grad for agitering fra beholderskruen 32, og kan derved bunnfelle. Sand that flows into the pipe 34 can flow into the annular space 38 via the perforations 36. In the annular space 38, the sand is exposed to a significantly lesser extent to agitation from the container screw 32, and can thereby settle to the bottom.

Når oppsamlingsbeholderen 10 er oppfylt med avleiringer, returneres oppsamlingsanordningen 1 til overflaten hvor oppsamlingsbeholderen 10 tømmes. Renseoperasjonen gjentas til avleiringen er fjernet. When the collection container 10 is filled with deposits, the collection device 1 is returned to the surface where the collection container 10 is emptied. The cleaning operation is repeated until the deposit is removed.

Når avleiringer ikke lenger er tilstede ved oppsamlingsanordningen 1, vil fremdrifts-motstanden for brønntraktoren 14 reduseres til et nivå som underskrider innkoplings-nivået for motoren 18, hvorved oppsamlingsanordningen 1 vil forskyves i brønnrøret 30 uten at skrapeverktøyet 2 og transportskruen 24 roterer. When deposits are no longer present at the collection device 1, the propulsion resistance of the well tractor 14 will be reduced to a level that falls below the engagement level for the motor 18, whereby the collection device 1 will be displaced in the well pipe 30 without the scraping tool 2 and the transport screw 24 rotating.

Claims

1. Collection device (1) for loosening and collecting sand and other contaminants from a tubular cavity (40) in a petroleum well, where the collection device (1) comprises a transport screw (24) which extends through a feed pipe (6) and to a collection container (10) where a container screw (32) extends from the transport screw (24) into the collection container (10), and where the container screw (32), at least over a portion of its length, is surrounded by a tube (34 ), in that an annular space (38) is formed between the pipe (34) and the collection container (10), characterized in that the pipe (34) is perforated.

2. Collection device according to claim 1, characterized in that the transport screw (24) is driven by a motor (18) via the container screw (32).

3. Collection device according to claim 1, characterized in that a scraper/release tool (2) constitutes an extension of the transport screw (24).