RU140281U1

RU140281U1 - DEVICE FOR INFLUENCE ON A BOREHOLE BOTTOM ZONE

Info

Publication number: RU140281U1
Application number: RU2014102266/03U
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Захаров; Иван Борисович Захаров; Геннадий Нестерович Шариков
Original assignee: Борис Семенович Захаров
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-05-10

Abstract

1. Устройство для воздействия на призабойную зону скважины, содержащее колонну насосно-компрессорных труб, имплозионную камеру, плунжер, соединенный с колонной штанг, рабочую камеру с горизонтальными выходными каналами и запорный клапан, установленный между имплозионной камерой и рабочей камерой, отличающееся тем, что имплозионная камера образована вертикальной трубой и выполненным в корпусе рабочей камеры каналом, причем канал в корпусе рабочей камеры выполнен U-образно изогнутым в нижней его части перед запорным клапаном, корпус рабочей камеры в верхней его части снабжен соединенным c колонной насосно-компрессорных труб пакером, плунжер выполнен в виде штока, заостренного со стороны нижнего конца, а верхний участок вертикальной трубы уплотнен относительно наружной поверхности плунжера посредством механического уплотнения, при этом в корпусе механического уплотнения выполнены перепускные каналы, а над вертикальной трубой установлена направляющая воронка, в стенке которой над механическим уплотнением выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее полость насосно-компрессорных труб с имплозионной камерой.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пакер выполнен с размещенными в кольцевых канавках резиновыми уплотнительными манжетами, а кольцевые канавки посредством перепускных отверстий сообщены с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб.1. A device for influencing the bottom-hole zone of a well containing a tubing string, an implosion chamber, a plunger connected to a rod string, a working chamber with horizontal outlet channels and a shut-off valve installed between the implosion chamber and the working chamber, characterized in that the implosion the chamber is formed by a vertical pipe and a channel made in the working chamber housing, the channel in the working chamber housing being made U-curved in its lower part in front of the shutoff valve, the working housing whose chamber in its upper part is equipped with a packer connected to the tubing string, the plunger is made in the form of a rod pointed from the lower end side, and the upper section of the vertical pipe is sealed relative to the outer surface of the plunger by means of a mechanical seal, bypasses are made in the mechanical seal body channels, and a guide funnel is installed above the vertical pipe, in the wall of which at least one hole connecting the cavity is made above the mechanical seal tubing with implosion chamber. 2. The device according to claim 1, characterized in that the packer is made with rubber sealing cuffs located in the annular grooves, and the annular grooves are connected to the interior of the tubing string by the bypass holes.

Description

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована при освоения нефтяных или газовых скважин и для интенсификации притока в действующих скважинах.The utility model relates to the field of oil and gas industry and can be used in the development of oil or gas wells and for intensification of inflow in existing wells.

Известен имплозионный гидрогенератор давления многократного действия, содержащий заборный трубопровод с отверстиями для подвода пластового давления скважинной жидкости, цилиндр имплозионной камеры, переводник, соединяющий заборный трубопровод с цилиндром имплозионной камеры, плунжер, соединенный со штангой, рабочую камеру, состоящую из рабочего цилиндра с окнами и концентраторами давления, запорного клапана, штока, цилиндрической пружины сжатия и жесткого упора, и муфту запорного клапана, соединяющую цилиндр имплозионной камеры с рабочей камерой (см. патент RU №2303691, кл. F16F 5/00, 27.07.2007).Known implosive multiple-pressure pressure hydrogenerator containing an intake pipe with holes for supplying formation pressure of a well fluid, an implosion chamber cylinder, an adapter connecting an intake pipe to an implosion chamber cylinder, a plunger connected to a rod, a working chamber consisting of a working cylinder with windows and concentrators pressure, shutoff valve, stem, compression coil spring and hard stop, and a shutoff valve coupling connecting the cylinder of the implosion chamber to p with a camera (see patent RU No. 2303691, class F16F 5/00, July 27, 2007).

Однако данный имплозионный гидрогенератор давления имеет сложную конструкцию, что сужает область его использования.However, this implosive pressure hydrogenerator has a complex structure, which narrows the scope of its use.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для воздействия на призабойную зону скважины, содержащее колонну насосно-компрессорных труб, имплозионную камеру, плунжер, соединенный с колонной штанг, рабочую камеру с горизонтальными выходными каналами и запорный клапан, установленный между имплозионной камерой и рабочей камерой (см. патент на полезную модель RU №117493, кл. E21B 28/00, 27.06.2012).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a device for impacting the bottom hole zone of the well, comprising a tubing string, an implosion chamber, a plunger connected to a rod string, a working chamber with horizontal outlet channels and a shut-off valve installed between the implosion camera and a working camera (see patent for utility model RU No. 117493, class E21B 28/00, June 27, 2012).

Однако данное устройство выполнено с концентраторами давления, на наружной цилиндрической поверхности которых выполнена полость, снабженная двумя упругими цилиндрическими мембранами, что позволило повысить эффективность работы, но привело к усложнению конструкции устройства и, как результат, к снижению надежности его работы в условиях, когда мембраны испытывают воздействие импульсов давления.However, this device is made with pressure concentrators, on the outer cylindrical surface of which a cavity is provided, equipped with two elastic cylindrical membranes, which made it possible to increase work efficiency, but complicated the design of the device and, as a result, reduced its reliability under conditions when the membranes are tested exposure to pressure pulses.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является устранение указанных выше недостатков.The task, which the utility model is aimed at, is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность повысить надежность устройства за счет упрощения его конструкции путем исключения из нее каких-либо других подвижных конструкционных элементов, кроме запорного клапана и плунжера, которые испытывают воздействие импульсов давления, предотвращения попадания пластовой жидкости с механическими примесями в проточную часть устройства и герметичного отделения зоны воздействия гидравлического удара на пласт от пространства скважины выше пакера с одновременным усилением за счет этого силы гидравлического удара на пласт.The technical result is that it is possible to increase the reliability of the device by simplifying its design by eliminating any other movable structural elements from it, except for the shut-off valve and plunger, which are affected by pressure pulses, to prevent the formation of fluid with mechanical impurities in the flow part of the device and the hermetic separation of the zone of impact of hydraulic shock on the formation from the space of the well above the packer with simultaneous strengthening due to this force of hydraulic impact on the reservoir.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство для воздействия на призабойную зону скважины содержит колонну насосно-компрессорных труб, имплозионную камеру, плунжер, соединенный с колонной штанг, рабочую камеру с горизонтальными выходными каналами и запорный клапан, установленный между имплозионной камерой и рабочей камерой, при этом имплозионная камера образована вертикальной трубой и выполненным в корпусе рабочей камеры каналом, причем канал в корпусе рабочей камеры выполнен U-образно изогнутым в нижней его части перед запорным клапаном, корпус рабочей камеры в верхней его части снабжен соединенным в колонной насосно-компрессорных труб пакером, плунжер выполнен в виде штока, заостренного со стороны нижнего конца, а верхний участок вертикальной трубы уплотнен относительно наружной поверхности плунжера посредством механического уплотнения, при этом в корпусе механического уплотнения выполнены перепускные каналы, а над вертикальной трубой установлена направляющая воронка, в стенке которой над механическим уплотнением выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, соединяющее полость насосно-компрессорных труб с имплозионной камерой.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the device for influencing the bottom hole zone of the well contains a tubing string, an implosion chamber, a plunger connected to a rod string, a working chamber with horizontal outlet channels and a shut-off valve installed between the implosion a camera and a working chamber, wherein the implosion chamber is formed by a vertical pipe and a channel made in the working chamber body, and the channel in the working chamber housing is made U-shaped and bent in its lower part in front of the shutoff valve, the housing of the working chamber in its upper part is equipped with a packer connected to the tubing string, the plunger is made in the form of a rod pointed from the lower end, and the upper section of the vertical pipe is sealed relative to the outer surface of the plunger by means of a mechanical seals, in this case, bypass channels are made in the mechanical seal housing, and a guide funnel is installed above the vertical pipe, in the wall of which above the mechanical seal provided with at least one opening connecting the cavity of the tubing with implosion chamber.

Пакер, предпочтительно, выполнен с размещенными в кольцевых канавках резиновыми уплотнительными манжетами, а кольцевые канавки посредством перепускных отверстий сообщены с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб.The packer is preferably made with rubber sealing cuffs disposed in the annular grooves, and the annular grooves are connected to the interior of the tubing string by the bypass holes.

В ходе проведенной работы удалось создать конструкцию устройства, состоящую из небольшого набора конструктивно простых элементов: рабочей камеры, конструктивно простого пакера с резиновыми манжетами, вертикальной трубы с механическим уплотнением плунжена в виде цилиндрического штока и направляющей воронки, что уже само по себе позволило повысить надежность конструкции устройства. Кроме того, предотвращено попадание пластовой жидкости, содержащей механические примеси, в проточную часть устройства, что резко снижает износ элементов конструкции устройства, а герметичное отделение зоны воздействия гидравлического удара, как правило расположенной в нижней части скважины, от выше расположенного пространства скважины с одной стороны усиливает эффект воздействия гидроудара на пласт, а с другой стороны предотвращает засорение скважины механическими примесями, приводящими к эрозионному износу устройства, а при использовании рабочей жидкости с веществами, которые усиливают ее воздействие на пласт, например с кислотой, обеспечивает более полное поступление рабочей жидкости в пласт.In the course of the work, it was possible to create a device design consisting of a small set of structurally simple elements: a working chamber, a structurally simple packer with rubber cuffs, a vertical pipe with a mechanical seal plunged in the form of a cylindrical rod and a funnel guide, which in itself allowed to increase the reliability of the design devices. In addition, the formation fluid containing mechanical impurities was prevented from entering the flow part of the device, which sharply reduces the wear of the structural elements of the device, and the hermetic separation of the water hammer impact zone, usually located in the lower part of the well, from the above well space on the one hand reinforces the effect of the impact of water hammer on the formation, and on the other hand, prevents clogging of the well with mechanical impurities, leading to erosive wear of the device, and when using The use of a working fluid with substances that enhance its effect on the formation, for example, with acid, provides a more complete flow of the working fluid into the formation.

На чертеже представлено схематическое изображение устройства для воздействия на призабойную зону скважины.The drawing shows a schematic illustration of a device for influencing the bottom-hole zone of the well.

Устройство для воздействия на призабойную зону скважины содержит колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 1, имплозионную камеру 2, плунжер 3, соединенный с колонной штанг 4, рабочую камеру 5 с горизонтальными выходными каналами 6 и запорный клапан 7, установленный между имплозионной камерой 2 и рабочей камерой 5.A device for influencing the bottomhole zone of a well comprises a tubing string 1, an implosion chamber 2, a plunger 3 connected to a rod string 4, a working chamber 5 with horizontal output channels 6, and a shut-off valve 7 mounted between the implosion chamber 2 and working chamber 5.

Имплозионная камера 2 образована вертикальной трубой 8 и выполненным в корпусе 9 рабочей камеры 5 каналом 10, причем канал 10 в корпусе 9 рабочей камеры 5 выполнен U-образно изогнутым 11 в нижней его части перед запорным клапаном 7.The implosion chamber 2 is formed by a vertical pipe 8 and a channel 10 made in the housing 9 of the working chamber 5, and the channel 10 in the housing 9 of the working chamber 5 is made U-shaped curved 11 in its lower part in front of the shutoff valve 7.

Корпус 9 рабочей камеры 5 в верхней его части снабжен соединенным в колонной насосно-компрессорных труб 1 пакером 12, который выполнен с размещенными в кольцевых канавках резиновыми уплотнительными манжетами, а кольцевые канавки посредством перепускных отверстий сообщены с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб 1 (на чертеже не показано).The housing 9 of the working chamber 5 in its upper part is equipped with a packer 12 connected to the tubing string 1, which is made with rubber sealing cuffs located in the annular grooves, and the annular grooves are connected to the inner space of the tubing string 1 by the bypass holes (on not shown).

Плунжер 3 выполнен в виде штока, заостренного со стороны нижнего конца, а верхний участок вертикальной трубы 8 уплотнен относительно наружной поверхности плунжера 4 в момент, когда он расположен в имплозионной камере 2, посредством механического уплотнения 13, при этом в корпусе 14 механического уплотнения 13 выполнены перепускные каналы 15, а над вертикальной трубой 8 в колонне насосно-компрессорных труб 1 установлена направляющая воронка 17, в стенке которой над механическим уплотнением 16 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 16, при этом направляющая воронка 17 выполнена с, по меньшей мере, одним отверстием 18.The plunger 3 is made in the form of a rod, pointed from the lower end, and the upper section of the vertical pipe 8 is sealed relative to the outer surface of the plunger 4 at the time when it is located in the implosion chamber 2, by means of a mechanical seal 13, while in the case 14 of the mechanical seal 13 is made bypass channels 15, and a guide funnel 17 is installed above the vertical pipe 8 in the tubing string 1, in the wall of which at least one hole 16 is made over the mechanical seal 16, while directs funnel 17 is formed with at least one opening 18.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После того, как на НКТ 1 в скважину спущена имплозионная камера 2 вместе с запорным клапаном 7 и пакером 12, в скважину на колонне штанг 4 через направляющую воронку 17 спускают плунжер 3 до начала U-образного участка 11 канала 10. Затем в НКТ 1 закачивают рабочую жидкость, причем НКТ 1 заполняют до уровня устья скважины.After the implosion chamber 2 was lowered into the borehole 1 along with the shutoff valve 7 and packer 12, the plunger 3 is lowered into the borehole on the rod string 4 through the guide funnel 17 to the beginning of the U-shaped section 11 of channel 10. Then, they are pumped into the tubing 1 working fluid, and tubing 1 is filled to the level of the wellhead.

При подъеме плунжера 3 вверх в имплозионной камере 2 создается глубокий вакуум, обеспеченный работой механического уплотнения 13 и запорного клапана 7, перекрывающего концевой участок канала 10 имплозионной камеры 2. Седло запорного клапана 7 может иметь резиновую вставку для надежной герметизации, а запорный элемент запорного клапана 7 может быть выполнен в виде шара, изготовленного из твердого сплава, что позволяет повысить надежность работы клапана и одновременно увеличить его вес, что дополнительно увеличивает надежность его работы.When lifting the plunger 3 upward in the implosion chamber 2, a deep vacuum is created, which is ensured by the operation of the mechanical seal 13 and the shut-off valve 7, which overlaps the end portion of the channel 10 of the implosion chamber 2. The seat of the shut-off valve 7 may have a rubber insert for reliable sealing, and the shut-off element of the shut-off valve 7 can be made in the form of a ball made of hard alloy, which improves the reliability of the valve and at the same time increase its weight, which further increases the reliability of its operation.

При выходе плунжера 3 из имплозионной камеры 2 и, соответственно, из механического уплотнения 13, в полости, прилегающей к имплозионной камере 2, создается сначала депрессия, а затем жидкость из НКТ 1 устремляется в имплозионную камеру 2 с огромной скоростью.When the plunger 3 leaves the implosion chamber 2 and, accordingly, from the mechanical seal 13, a depression is created in the cavity adjacent to the implosion chamber 2, and then the liquid from the tubing 1 rushes into the implosion chamber 2 at a tremendous speed.

Эффект создания депрессии усиливается за счет того, что выход плунжера 3 из механического уплотнения 13 происходит практически мгновенно, что обеспечивает возможность создания и поддержания более глубокой депрессии до момента, когда жидкость устремляется в имплозионную камеру 2.The effect of creating depression is enhanced due to the fact that the output of the plunger 3 from the mechanical seal 13 occurs almost instantly, which makes it possible to create and maintain a deeper depression until the liquid rushes into the implosion chamber 2.

Волна депрессии не оказывает воздействия на продуктовый пласт и гасится в НКТ 1. При этом не происходит засорение имплозионной камеры 2 продуктами колматации.The depression wave does not affect the reservoir and is extinguished in tubing 1. In this case, the implosion chamber is not clogged by 2 products of colmatation.

За депрессией в результате резкого торможения потока рабочей жидкости в U-образно изогнутом 11 в нижней его части канале 10 перед запорным клапаном 7 формируется гидравлический удар. Под действием гидроудара запорный клапан 7 открывается и пропускает волну давления через горизонтальные выходные каналы 6 в зону перфорации пласта. Под действием этого гидравлического удара потока рабочей жидкости в пласте формируются щели, что приводит к увеличению притока пластовой жидкости. Наличие пакера 12 увеличивает эффект действия гидроудара в сторону пласта.Behind the depression as a result of the sharp braking of the flow of the working fluid in the U-shaped bent channel 11, a hydraulic shock is formed in front of the shut-off valve 7 in its lower part 11. Under the action of water hammer shut-off valve 7 opens and passes a pressure wave through the horizontal output channels 6 into the zone of perforation of the reservoir. Under the influence of this hydraulic shock of the flow of the working fluid, gaps are formed in the formation, which leads to an increase in the influx of formation fluid. The presence of a packer 12 increases the effect of the action of water hammer towards the formation.

Затем плунжер 3 опять опускают в имплозионную камеру 2. Рабочая жидкость, находящаяся в имплозионной камере 2, будет при этом выдавливаться в зону перфорации и далее в пласт.Then the plunger 3 is again lowered into the implosion chamber 2. The working fluid located in the implosion chamber 2 will be extruded into the perforation zone and further into the formation.

Во время операции необходимо следить за уровнем рабочей жидкости в НКТ 1 и по мере необходимости добавлять рабочую жидкость с помощью насосного агрегата.During the operation, it is necessary to monitor the level of the working fluid in the tubing 1 and, as necessary, add the working fluid using the pump unit.

Далее, при необходимости описанный выше цикл повторяется.Further, if necessary, the above cycle is repeated.

Claims

1. A device for influencing the bottom-hole zone of a well containing a tubing string, an implosion chamber, a plunger connected to a rod string, a working chamber with horizontal outlet channels and a shut-off valve installed between the implosion chamber and the working chamber, characterized in that the implosion the chamber is formed by a vertical pipe and a channel made in the working chamber housing, the channel in the working chamber housing being made U-curved in its lower part in front of the shutoff valve, the working housing whose chamber in its upper part is equipped with a packer connected to the tubing string, the plunger is made in the form of a rod pointed from the lower end side, and the upper section of the vertical pipe is sealed relative to the outer surface of the plunger by means of a mechanical seal, bypasses are made in the mechanical seal body channels, and a guide funnel is installed above the vertical pipe, in the wall of which at least one hole connecting the cavity is made above the mechanical seal tubing with implosion chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that the packer is made with rubber sealing cuffs located in the annular grooves, and the annular grooves are connected to the interior of the tubing string by the bypass holes.