RU2014429C1

RU2014429C1 - Device for circulation of fluid in well

Info

Publication number: RU2014429C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Владимирович Демидов; Василий Рэмович Сильвестров
Original assignee: Вячеслав Владимирович Демидов; Василий Рэмович Сильвестров
Priority date: 1991-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry. SUBSTANCE: device comprises hollow casing 1 with radial channels 2. Casing accommodates differential hollow piston 3 with shaped groove on external surface for forming, together with internal surface of casing, a labyrinth channel 4. Casing has radial channel 5 and two-arm levers 7 mounted on axles 6, each arm provided with external projections 8 and 9. Circular projection 10 and recess 11 inside casing 1 interact with external projections 8 and 9 of piston when the latter moves relative to casing. For reversed washover or hydrofrac of formation, a hollow spindle 13 is run in on cable 12. EFFECT: simpler control of operating device during direct flushing of well and simpler design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для испытания нефтегазоразведочных скважин. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to equipment for testing oil and gas exploration wells.

Известен циркуляционный клапан, состоящий из корпуса с радиальными каналами и подпружиненной ступенчатой втулки, концентрично расположенной относительно корпуса и образующей с ним камеру высокого давления и дополнительную камеру, которая в рабочем положении сообщается с камерой высокого давления, причем дополнительная камера в транспортном положении связана с внутритрубным пространством через обратный клапан [1]. A circulation valve is known, consisting of a housing with radial channels and a spring-loaded step sleeve concentrically located relative to the housing and forming a high-pressure chamber and an additional chamber, which in working position communicates with the high-pressure chamber, and the additional chamber in the transport position is connected with the in-tube space through the check valve [1].

Недостатком клапана является то, что он обеспечивает проведение только прямой циркуляции жидкости. The disadvantage of the valve is that it provides only direct fluid circulation.

Известно также устройство для циркуляции жидкости в скважине, состоящее из полого корпуса, установленных в нем также полых поршня и ступенчатого штока, поддерживаемых в верхнем положении посредством пружины, причем в верхней части штока установлены двуплечие рычаги, а в поршне - защелки, с которыми взаимодействует спускаемый сверху на кабеле толкатель [2]. Устройство обеспечивает проведение прямой и обратной циркуляции жидкости. A device for circulating fluid in a well is also known, consisting of a hollow body, hollow piston and a stepped rod installed in it, supported in the upper position by means of a spring, and two-arm levers are installed in the upper part of the rod, and latches with which the trigger interacts the pusher [2] on top of the cable. The device provides for direct and reverse fluid circulation.

Недостатком устройства является необходимость спуска в скважину толкателя на кабеле как при прямой, так и при обратной циркуляции жидкости, что усложняет управление работой устройства и не позволяет работать с геофизическими приборами на кабеле в зоне фильтра скважины. The disadvantage of this device is the necessity of lowering the pusher into the well on the cable with both direct and reverse fluid circulation, which complicates the control of the device and does not allow working with geophysical instruments on the cable in the well filter zone.

Цель изобретения - упрощение управления работой устройства при проведении прямой промывки скважины с одновременным упрощением его конструкции. Применение изобретения позволит упростить управление его работой при проведении прямой промывки скважины за счет исключения операции по спуску специального элемента, что приведет к значительной экономии времени и материальных средств, а также к расширению технологических возможностей за счет обеспечения возможности снижения уровня жидкости в трубах компрессором при спущенном на кабеле в зону фильтра скважины геофизическом приборе. The purpose of the invention is to simplify the control of the operation of the device during direct flushing of the well while simplifying its design. The application of the invention will simplify the management of its work during direct flushing of the well by eliminating the operation of launching a special element, which will lead to significant savings in time and material resources, as well as to expand technological capabilities by providing the ability to reduce the level of liquid in the pipes by the compressor when running on cable to the well filter zone of the geophysical instrument.

Достигается это тем, что в устройстве, включающем полый корпус с радиальными каналами, установленный внутри него дифференциальный полый поршень с размещенными в его верхней части двуплечими рычагами и опускаемый с поверхности полый стержень, выполненный с возможностью взаимодействия с двуплечими рычагами, на наружной поверхности поршня выполнена фигурная канавка для образования совместно с внутренней поверхностью корпуса лабиринтного канала, а на каждом плече двуплечих рычагов выполнены наружные выступы для взаимодействия с выполненными внутри корпуса кольцевыми выступом и проточкой при перемещении поршня относительно корпуса, при этом опускаемый с поверхности полый стержень прикреплен к гибкому тяговому элементу. This is achieved by the fact that in a device including a hollow body with radial channels, a differential hollow piston installed inside it with two-arm levers located in its upper part and a hollow rod lowered from the surface, configured to interact with two-arm levers, a figured shape is made on the outer surface of the piston a groove for forming together with the inner surface of the labyrinth channel body, and on each shoulder of the two-arm levers there are external protrusions for interacting nnym within the housing groove and the annular projection when the piston relative to the housing, the lowered surface hollow rod attached to a flexible traction element.

На фиг. 1 изображено устройство для циркуляции жидкости в скважине в транспортном положении при наличии избыточного наружного давления на устройство; на фиг. 2 - то же, в момент проведения прямой промывки путем снижения уровня жидкости в трубах за счет ее вытеснения воздухом в затрубное пространство; на фиг. 3 - то же, в момент проведения обратной промывки при опущенном на кабеле (тросе) блокирующем полом стержне; на фиг. 4 - то же, в момент проведения гидроразрыва пласта путем создания в трубах избыточного давления при опущенном на кабеле (тросе) блокирующем полом стержне. In FIG. 1 shows a device for circulating fluid in a well in a transport position in the presence of excessive external pressure on the device; in FIG. 2 - the same, at the time of direct flushing by reducing the liquid level in the pipes due to its displacement by air into the annulus; in FIG. 3 - the same, at the time of the backwash when the blocking hollow rod is lowered on the cable (cable); in FIG. 4 - the same, at the time of hydraulic fracturing by creating excessive pressure in the pipes when the blocking hollow rod is lowered on the cable (cable).

Устройство состоит из полого корпуса 1 с радиальными каналами 2, установленного внутри него дифференциального полого поршня 3 с выполненной на его наружной поверхности фигурной канавкой для образования совместно с внутренней поверхностью корпуса лабиринтного канала 4, радиальным каналом 5 и установленными в его верхней части на осях 6 двуплечими рычагами 7, на каждом плече которых выполнены наружные выступы 8 и 9. Внутри корпуса 1 выполнены кольцевые выступ 10 и проточка 11 для взаимодействия с наружными выступами 8 и 9 поршня при перемещении последнего относительно корпуса. Для проведения обратной промывки или гидроразрыва пласта на кабеле (тросе) 12 опускается прикрепленный к нему полый стержень 13 (фиг. 3 и 4). The device consists of a hollow body 1 with radial channels 2, a differential hollow piston 3 installed inside it with a figured groove made on its outer surface to form a labyrinth channel 4 together with the inner surface of the labyrinth channel 5, and two shoulders mounted in its upper part on the axes 6 levers 7, on each arm of which external protrusions 8 and 9 are made. Inside the housing 1, annular protrusion 10 and a groove 11 are made for interacting with the external protrusions 8 and 9 of the piston when moving Latter relative to the housing. To conduct backwashing or hydraulic fracturing on the cable (cable) 12, the hollow rod 13 attached to it is lowered (Figs. 3 and 4).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В скважину на трубах опускается пакер с фильтром (на фигурах не показаны) и устройство для циркуляции жидкости. После установки пакера на необходимой глубине и обвязки устья скважины, в трубы компрессором закачивают воздух. При этом под действием избыточного внутреннего давления поршень 3 движется относительно корпуса 1 вниз, выступы 8 рычагов 7 попадают в кольцевую проточку 11 корпуса 1, в результате чего рычаги 7 поворачиваются относительно осей 6, а их выступы 9 беспрепятственно проходят выступ 10 корпуса 1. В конце хода поршня выступы 8 рычагов 7 выходят из проточки 11 корпуса 1 и рычаги 7 возвращаются в свое первоначальное положение (фиг. 2). В этом положении устройства проводят прямую промывку скважины путем вытеснения воздухом требуемого объема жидкости из труб. A packer with a filter (not shown in the figures) and a device for circulating fluid are lowered into the well on the pipes. After installing the packer at the required depth and tying the wellhead, air is pumped into the pipes by the compressor. In this case, under the action of excessive internal pressure, the piston 3 moves downward relative to the housing 1, the protrusions 8 of the levers 7 fall into the annular groove 11 of the housing 1, as a result of which the levers 7 rotate relative to the axes 6, and their protrusions 9 freely pass the protrusion 10 of the housing 1. At the end the piston stroke, the protrusions 8 of the levers 7 exit from the groove 11 of the housing 1 and the levers 7 return to their original position (Fig. 2). In this position of the device, a direct washing of the well is carried out by displacing the required volume of fluid from the pipes with air.

Далее, открывая устье, стравливают воздух из труб, в результате чего жидкость, находящаяся в затрубье, через каналы 2 давит на поршень 3, и за счет гидравлических сопротивлений в лабиринтном канале 4 поршень 3 возвращается в исходное положение (фиг. 1). Then, opening the mouth, bleed air from the pipes, as a result of which the liquid in the annulus, through the channels 2, presses on the piston 3, and due to hydraulic resistance in the labyrinth channel 4, the piston 3 returns to its original position (Fig. 1).

Для проведения обратной промывки, при вымыве из труб пластового флюида, по окончании работ по испытанию пласта устройство переводят в положение, показанное на фиг. 2. Затем в трубы на кабеле (тросе) 12 опускается полый стержень 13 с утолщенной верхней частью, который устанавливается в осевом канале корпуса устройства и при помощи которого производится фиксация поршня 3 в его нижнем положении (фиг. 3). В результате чего каналы 2 и 5 через лабиринтный канал 4 имеют сообщение с каналом, выполненным в стержне 13. Снятие стержня 13 по окончании операции производится путем создания кратковременной прямой циркуляции и натяжением кабеля (троса) 12, после чего устройство готово к повторной операции по снижению уровня жидкости в трубах. To carry out a backwash, when washing out the formation fluid from the pipes, upon completion of the formation testing, the device is transferred to the position shown in FIG. 2. Then, a hollow rod 13 with a thickened upper part is lowered into the pipes on the cable (cable) 12, which is installed in the axial channel of the device body and with which the piston 3 is fixed in its lower position (Fig. 3). As a result, the channels 2 and 5 through the labyrinth channel 4 are in communication with the channel made in the rod 13. Removing the rod 13 at the end of the operation is done by creating a short-term direct circulation and pulling the cable (cable) 12, after which the device is ready for a second reduction operation fluid level in pipes.

При необходимости устройство обеспечивает возможность проведения гидроразрыва пласта путем создания значительного избыточного давления только в трубах. Для этого сначала создается избыточное наружное давление на устройство, в результате чего оно переводится в положение, показанное на фиг. 1, а затем в этом положении устройство блокируется опускаемым на кабеле (тросе) 12 стержнем 13, так как при этом выступы 9 рычагов 7 будут препятствовать смещению поршня 3 вниз относительно корпуса 1 (фиг. 4). Снятие стержня 13 по окончании операции производится путем создания избыточного наружного давления на устройство, после чего оно готово к обеспечению возможности снижения уровня жидкости в трубах компрессором с целью вызова притока из пласта. If necessary, the device provides the possibility of hydraulic fracturing by creating significant excess pressure only in the pipes. To do this, first, external pressure is exerted on the device, as a result of which it is transferred to the position shown in FIG. 1, and then in this position, the device is blocked by the rod 13 lowered on the cable (cable) 12, since in this case, the protrusions 9 of the levers 7 will prevent the piston 3 from moving downward relative to the housing 1 (Fig. 4). Removing the rod 13 at the end of the operation is done by creating excess external pressure on the device, after which it is ready to provide the possibility of lowering the liquid level in the pipes by the compressor in order to cause inflow from the formation.

Claims

DEVICE FOR LIQUID CIRCULATION IN A WELL, including a hollow body with radial channels, a differential hollow piston with two-arm levers located in its upper part, a flexible traction element, and a hollow rod lowered from the surface, made to interact with two-arm levers, characterized in that, in order to simplify the control of the device during direct flushing of the well while simplifying its design, on the outer surface of the hollow piston made f a groove for forming a labyrinth channel together with the inner surface of the body of the labyrinth channel, and on each shoulder of the two-arm levers there are external protrusions for interacting with the annular protrusion and the groove made inside the body when moving the piston relative to the body, while the hollow rod lowered from the surface is attached to the flexible traction element.