RU17710U1

RU17710U1 - DEVICE FOR DEPRESSIONAL CLEANING OF THE BOTTOM ZONE OF WELLS

Info

Publication number: RU17710U1
Application number: RU2000129456/20U
Authority: RU
Inventors: Н.М. Мельников; М.А. Князев; С.В. Чернышенко
Original assignee: Мельников Николай Михайлович; Князев Михаил Алексеевич; Чернышенко Сергей Владимирович
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2001-04-20

Abstract

1. Устройство для депрессионной очистки призабойной зоны пласта скважин, включающее колонну насосно-компрессорных труб, соединенную через рабочую и приемную камеры с хвостовиком, мембрану, установленную на входе рабочей камеры, обратный клапан, размещенный в приемной камере, и пакер, установленный на наружной поверхности приемной камеры, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено разделительным поршнем, размещенным внутри рабочей камеры, и диффузором, установленным между рабочей и приемной камерами с возможностью перемещения относительно рабочей камеры.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диффузор содержит цилиндрический корпус и конусообразную втулку, жестко закрепленную внутри корпуса, а нижний конец корпуса жестко соединен с приемной камерой.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мембрана прикреплена к нижнему торцу разделительного поршня.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разделительный поршень снабжен резиновыми уплотнителями.5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочая камера заполнена инертным газом, например азотом.1. A device for depressurization of the bottom-hole zone of a wellbore, including a tubing string connected through a working and receiving chamber to a shank, a membrane installed at the inlet of the working chamber, a check valve located in the receiving chamber, and a packer mounted on the outer surface receiving chamber, characterized in that it is additionally equipped with a dividing piston located inside the working chamber, and a diffuser installed between the working and receiving chambers with the ability to move relative regarding the working chamber. 2. The device according to claim 1, characterized in that the diffuser comprises a cylindrical body and a cone-shaped sleeve rigidly fixed inside the body, and the lower end of the body is rigidly connected to the receiving chamber. The device according to claim 1, characterized in that the membrane is attached to the lower end of the separation piston. 4. The device according to claim 1, characterized in that the separation piston is equipped with rubber seals. The device according to claim 1, characterized in that the working chamber is filled with an inert gas, for example nitrogen.

Description

УСТРОЙСТВО для ДЕПРЕССИОННОЙ ОЧИСТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА СКВАЖИНDEVICE FOR DEPRESSIONAL CLEANING OF THE BOTTOM ZONE OF WELLS

Полезная модель относится к очистке призабойной зоны пласта добывающих (нефтяных и газовых) и нагнетательных скважин и может быть иснользована для повышения производительности добывающих скважин, а также - для повышения приемистости нагнетательньпс скважин.The utility model relates to the cleaning of the bottom-hole zone of a production (oil and gas) and injection wells and can be used to increase the productivity of production wells, as well as to increase the injectivity of injection wells.

Известно устройство для обработки призабойной зоны пласта скважин методом имплозии, включающей сосуд и мембрану (А.с. 156127 СССР, Е21 В 43/00, 1963).A device is known for treating the bottom-hole zone of a well formation by an implosion method including a vessel and a membrane (A.S. 156127 USSR, E21 B 43/00, 1963).

Недостатком устройства является малая эффектртность очистки призабойной зоны пласта, т.к. при работе (после разрыва мембраны) в сосуд попадает также затрубная жидкость, кроме того, в результате турбулентного смещения скважинной жидкости с воздухом, находящимся в сосуде, образуется грязевая заглушка, которая препятствует полному заполнению емкости жидкостью. Происходит заполнение сосуда на величину около 20 % от его длины.The disadvantage of this device is the low efficiency of cleaning the bottom-hole formation zone, because during operation (after rupture of the membrane), annular fluid also enters the vessel, in addition, as a result of turbulent displacement of the borehole fluid with the air in the vessel, a mud plug is formed that prevents the tank from completely filling with liquid. The vessel is filled by about 20% of its length.

Известно также устройство для депрессионной очистки призабойной зоны пласта скважин, включающее кологтну насосно-компрессорных труб, соединенную через рабочую и приемную камеры с хвостовиком, мембрану, установленную на входе рабочей камеры, обратный клапан, размещенный вA device is also known for the depressurization of the bottom-hole zone of a wellbore, including the trough of tubing connected through a working and receiving chamber to a shank, a membrane installed at the inlet of the working chamber, a check valve located in

Е2 IB 43/00,40/25E2 IB 43 / 00,40 / 25

приемной камере, и пакер, установленный на наружной новерхности приемной камеры (А.с. 281237 СССР, Е21 В 43/00, 1970).the receiving chamber, and a packer mounted on the outer surface of the receiving chamber (A.S. 281237 USSR, E21 B 43/00, 1970).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность, связанная с образованием закупоривающейся пробки в нижней части камеры из-за непосредственного контакта скважинной жидкости с воздухом в рабочей камере и турбулентности потока, при этом заполнение камеры составляет не более 20 %.The disadvantage of this device is the low efficiency associated with the formation of a clogging plug in the lower part of the chamber due to direct contact of the borehole fluid with air in the working chamber and flow turbulence, while the filling of the chamber is not more than 20%.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение задачи, связанной с повышением эффективности работы устройства путем повышения заполняемости рабочей камеры жидкостью.The proposed utility model is aimed at solving the problem associated with increasing the efficiency of the device by increasing the filling of the working chamber with liquid.

Технический результат достигается тем, что устройство для депрессионной очистки ггризабойной зоны пласта скважин, включающее колонну насосно-компрессорных труб, соединенную через рабочую и приемную камеры с хвостовиком, мембрану, установленную на входе рабочей камеры, обратный клапан, размещенный в приемной камере, и пакер, установленный на наружной поверхности приемной камеры, дополнительно снабжено разделительным поршнем, размещенным внутри рабочей камеры, и диффузором, установленным между рабочей и приемной камерами с возможностью перемещения относительно рабочей камеры, причем диффузор содержит цилиндрический корпус и конусообразную втулку, жестко закреплетшую внутри корпуса, а нижний конец корпуса жестко соединен с приемной камерой. Мембрана прикреплена к нижнемуThe technical result is achieved by the fact that the device for the depressurization of the mud-hole zone of the wellbore, including a tubing string connected through a working and receiving chamber to a shank, a membrane installed at the inlet of the working chamber, a check valve placed in the receiving chamber, and a packer, mounted on the outer surface of the receiving chamber, is additionally equipped with a separation piston located inside the working chamber, and a diffuser installed between the working and receiving chambers with the possibility movement relative to the working chamber, the diffuser comprising a cylindrical body and a cone-shaped sleeve rigidly fixed inside the body, and the lower end of the body is rigidly connected to the receiving chamber. The membrane is attached to the bottom

торцу разделительного поршня, который снабжен резиновыми уплотнителями. Рабочая камера заполнена инертным газом, например, азотом.the end of the separation piston, which is equipped with rubber seals. The working chamber is filled with an inert gas, for example, nitrogen.

Сущность полезной модели состоит в том, что благодаря снабжению устройства разделительным поршнем исключается возможность прямого контакта скважинной жидкости с инертным газом, находящимся в рабочей камере, тем самым устраняется причина формирования «грязевой заглушки на начальном участке рабочей камеры. Как показали многочисленные опыты, проведенные в производственных условиях, после установки в рабочей камере разделительного поршня, она заполняется скважинной жидкостью полностью.The essence of the utility model is that due to the supply of the device with a separation piston, the possibility of direct contact of the well fluid with an inert gas located in the working chamber is eliminated, thereby eliminating the formation of a “mud plug in the initial section of the working chamber. As shown by numerous experiments conducted under production conditions, after installing a separation piston in the working chamber, it is completely filled with the borehole fluid.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено устройство для депрессионпой очистки призабойной зоны пласта скважин.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a device for depressi cleaning the bottom-hole zone of the wellbore.

Устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 1 соединенную через рабочую камеру 2, диффузор 3 и приемную камеру 4 с хвостовиком 5. Внутри приемной камеры 4 установлен разделительный поршень 6 с резиновыми уплотнителями 7. К нижнему торцу поршня 6 прикреплена при помощи болта 8 металлическая мембрана 9. Диффузор 3 установлен между рабочей и приемной камерами с возможностью перемещения относительно рабочей камеры. Диффузор 3 содержит цилиндрический корпус 10 и конусообразную втулку 11, жесткоThe device comprises a tubing string 1 connected through a working chamber 2, a diffuser 3 and a receiving chamber 4 with a shank 5. A separation piston 6 with rubber seals 7 is installed inside the receiving chamber 4. A bolt 8 is attached to the lower end of the piston 6 metal membrane 9. The diffuser 3 is installed between the working and receiving chambers with the possibility of movement relative to the working chamber. The diffuser 3 comprises a cylindrical housing 10 and a cone-shaped sleeve 11, rigidly

закрепленную внутри корпуса 8, а нижний конец корпуса 10 жестко соединен с приемной камерой 4, внутри которой установлен обратный клапан 12. Приемная камера 4 снабжена прямоугольными окнами 13 для поступления жидкости, на его наружной поверхности установлен пакер 14. Приемные окна 13 расположены напротив призабойной зоны пласта 15. Хвостовик 5 снабжен опорой 16.fixed inside the housing 8, and the lower end of the housing 10 is rigidly connected to the receiving chamber 4, inside which a check valve 12 is installed. The receiving chamber 4 is provided with rectangular windows 13 for fluid intake, a packer 14 is installed on its outer surface. The receiving windows 13 are located opposite the bottomhole zone layer 15. The shank 5 is equipped with a support 16.

Цилиндрический корпус 10 диффузора 3 выполнен из дв)ос частей (на чертеже не показано), которые соединяются между собой резьбовым соединением. Это необходимо для удобства монтажа и обеспечения подвижности диффузора 3 относительно рабочей камеры 3. ПКТ 1 соединяется с камерой 2 при помощи муфты 17 с заглушкой 18. Нижняя часть камеры 2 выполнена из трубы с утолщенной стенкой (на чертеже не показано) и имеет наружный кольцеобразный ограничитель 19, верхний торец цилиндрического корпуса 10 диффузора 3 снабжен внутренним кольцеобразным ограничителем 20. Мембрана 9 в исходном положении прижата к торцу рабочей камеры 2.The cylindrical body 10 of the diffuser 3 is made of two) parts (not shown in the drawing), which are interconnected by a threaded connection. This is necessary for ease of installation and mobility of the diffuser 3 relative to the working chamber 3. The FCT 1 is connected to the chamber 2 by means of a sleeve 17 with a plug 18. The lower part of the chamber 2 is made of a pipe with a thickened wall (not shown in the drawing) and has an external annular limiter 19, the upper end of the cylindrical body 10 of the diffuser 3 is provided with an internal annular limiter 20. The membrane 9 in the initial position is pressed against the end of the working chamber 2.

Материал мембраны 9 - сталь 3, норшня 6 - алюминий. В качестве обратного клапана 12 применен тарельчатый клапан.The material of the membrane 9 is steel 3, the nose 6 is aluminum. As the check valve 12, a poppet valve is used.

Устройство работает следующим образом. До спуска устройства в скважину рабочую камеру 2 заполняют инертным газом, например, азотом. Замена воздуха азотом осуществляется для устранения взрывоопасности. Устройство спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 1The device operates as follows. Before the device is lowered into the well, the working chamber 2 is filled with an inert gas, for example, nitrogen. Air is replaced by nitrogen to eliminate the risk of explosion. The device is lowered into the well on a string of tubing 1

таким образом, чтобы окна 13 приемной камеры 4 оказались напротив требуемого интервала пласта 15. При достижении опорой хвостовика 16 забоя скважины происходит перемещение рабочей камеры 2 относительно диффузора 3 и верхний торец конусообразной втулки 11 диффузора 3 увеличивает давление на мембрану 9, При фиксированном значении давления на мембрану 9 она прогибается и срезается, и скважинная жидкость, находящаяся под пакером 14, из трубного пространства и призабойной зоны пласта под высоким давлением (при глубине пласта 2800 м давление равно 28 МПа) устремляется с больщой скоростью в рабочую камеру 2, и через разделительный поршень 6 происходит сжатие инертного газа. Обратный клапан 12 при этом открывается. Благодаря отсутствию контакта скважинной жидкости с инертным газом турбулентные потоки в рабочей камере 2 отсутствуют, и она полностью заполняется жидкостью. При этом частицы жидкости начинают быстро продвигаться из скважины и призабойной зоны пласта в образующуюся разряженную полость, способствуя тем самым очистке призабойной зоны от загрязнений. При этом за счет эффекта имплозии (гидроудара) в призабойной зоне пласта создается ударная волна с давлением, значительно превышающим давление гидроразрыва пласта (в 2-3 раза). После полного занолнения рабочей камеры 2 происходит закрытие обратного клапана 12. По окончанию рабочего цикла устройство поднимается иа поверхность, после чего производится демонтаж устройства и его очистка.so that the windows 13 of the receiving chamber 4 are opposite the desired interval of the reservoir 15. When the support reaches the liner 16 of the borehole bottom, the working chamber 2 moves relative to the diffuser 3 and the upper end of the conical sleeve 11 of the diffuser 3 increases the pressure on the membrane 9, at a fixed pressure on it bends and cuts off the membrane 9, and the borehole fluid located under the packer 14 from the pipe space and the bottomhole formation zone under high pressure (at a formation depth of 2800 m the pressure is 28 MP ) Tends to bolschoy rate into the processing chamber 2 and through the separating piston 6 occurs inert gas compression. The check valve 12 opens. Due to the lack of contact of the well fluid with an inert gas, there are no turbulent flows in the working chamber 2, and it is completely filled with fluid. In this case, the fluid particles begin to quickly move from the well and the bottomhole formation zone into the resulting discharged cavity, thereby contributing to the cleaning of the bottomhole zone of contaminants. Moreover, due to the effect of implosion (water hammer), a shock wave is created in the bottom-hole zone of the formation with a pressure significantly exceeding the hydraulic fracturing pressure (by 2–3 times). After the filling of the working chamber 2 is complete, the check valve 12 is closed. At the end of the working cycle, the device rises and the surface is removed, after which the device is dismantled and cleaned.

Таким образом, снабжение устройства дополнительно разделительным поршнем и диффузором позволяет существенным образом повысить эффективность работы устройства.Thus, the supply of the device with an additional separation piston and diffuser can significantly improve the efficiency of the device.

Claims

1. A device for depressurization of the bottom-hole zone of a wellbore, including a tubing string connected through a working and receiving chamber to a shank, a membrane installed at the inlet of the working chamber, a check valve located in the receiving chamber, and a packer mounted on the outer surface receiving chamber, characterized in that it is additionally equipped with a dividing piston located inside the working chamber, and a diffuser installed between the working and receiving chambers with the ability to move relative regarding the working chamber.

2. The device according to claim 1, characterized in that the diffuser comprises a cylindrical body and a cone-shaped sleeve rigidly fixed inside the body, and the lower end of the body is rigidly connected to the receiving chamber.

3. The device according to claim 1, characterized in that the membrane is attached to the lower end of the separation piston.

4. The device according to p. 1, characterized in that the separation piston is equipped with rubber seals.

5. The device according to claim 1, characterized in that the working chamber is filled with an inert gas, for example nitrogen.