RU204960U1 - SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR - Google Patents

SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR Download PDF

Info

Publication number
RU204960U1
RU204960U1 RU2021109826U RU2021109826U RU204960U1 RU 204960 U1 RU204960 U1 RU 204960U1 RU 2021109826 U RU2021109826 U RU 2021109826U RU 2021109826 U RU2021109826 U RU 2021109826U RU 204960 U1 RU204960 U1 RU 204960U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formation
shut
packer
valve
stinger
Prior art date
Application number
RU2021109826U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Викторович Окунев
Андрей Андреевич Куншин
Инзир Рамилевич Раупов
Максим Игоревич Кузьмин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2021109826U priority Critical patent/RU204960U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU204960U1 publication Critical patent/RU204960U1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells

Abstract

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть использована при подземном ремонте скважин, оборудованных электропогружными насосами.Техническим результатом является обеспечение возможности управляемого отключения продуктивной части пласта, исключая вредное влияние технологических жидкостей на призабойную зону продуктивного пласта.Клапан-отсекатель для подземного ремонта скважин способствует сохранению продуктивности скважины при проведении подземного ремонта. Надежность обеспечивается за счет герметичного разобщения надпакерной и подпакерной зон пласта, что позволяет снизить риск возникновения газонефтеводопроявлений и попадания технологической жидкости в призабойную зону пласта.The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be used for underground workover of wells equipped with electric submersible pumps. The technical result is to ensure the possibility of controlled shutdown of the productive part of the formation, eliminating the harmful effect of process fluids on the bottomhole zone of the productive formation. maintaining well productivity during underground repairs. Reliability is ensured due to the hermetic separation of the above-packer and below-packer zones of the formation, which makes it possible to reduce the risk of gas and oil water seepage and the ingress of process fluid into the bottomhole formation zone.

Description

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть использована при подземном ремонте скважин, оборудованных электропогружными насосами.The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be used for underground workover of wells equipped with electric submersible pumps.

Известен клапан-отсекатель (патент RU №2672898, опубл. 20.11.2018), включающий корпус, внутренняя полость которого разделена на камеры нагнетания, слива и установки пружины, установленное в камере нагнетания седло, размещенный в камере слива запорный элемент, поджатый к седлу пружиной через шток, который установлен в отверстии внутренней перегородки корпуса, разделяющей камеру слива и камеру установки пружины. На штоке выполнен кольцевой выступ, контактирующий с корпусом ниже внутренней перегородки корпуса. Над кольцевым выступом штока расположены боковые каналы, сообщающиеся с камерой нагнетания через осевой канал, выполненный в штоке и запорном элементе. Верхний конец штока выполнен глухим. В камере слива установлена цанга, головки лепестков которой опираются на коническую втулку, закрепленную на штоке. Седло установлено на закрепленную в корпусе резьбовую втулку и поджато сверху упругим элементом и связанной с корпусом гайкой, имея тем самым возможность ограниченного осевого перемещения вверх.Known shut-off valve (patent RU No. 2672898, publ. 20.11.2018), including a housing, the inner cavity of which is divided into chambers for discharge, drain and spring installation, a saddle installed in the discharge chamber, a shut-off element placed in the drain chamber, pressed against the saddle by a spring through the rod, which is installed in the hole of the inner baffle of the body, separating the drain chamber and the spring installation chamber. An annular protrusion is made on the rod, contacting with the body below the inner baffle of the body. Above the annular protrusion of the rod there are lateral channels that communicate with the pressure chamber through an axial channel made in the rod and the shut-off element. The upper end of the stem is blind. A collet is installed in the drain chamber, the heads of the petals of which rest on a tapered bushing fixed to the rod. The saddle is mounted on a threaded bushing fixed in the body and pressed from above by an elastic element and a nut connected to the body, thereby having the possibility of limited axial movement upward.

Недостатком данной конструкции является то, что пружина, установленная во внутренней полости корпуса, не регулируется по степени сжатия, вследствие чего возникают осложнения при работе в различных горно-технологических условиях.The disadvantage of this design is that the spring, installed in the inner cavity of the body, is not adjustable in compression ratio, as a result of which complications arise when working in various mining conditions.

Известен скважинный клапан-отсекатель (патент RU №2651860, опубл.24.04.2018), включающий корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. В корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна. Ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна. Запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока. Корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего. Known borehole shut-off valve (patent RU No. 2651860, publ. 24.04.2018), including a housing with radial outlet windows, a stepped bushing, a locking element, a drive in the form of a chamber and a rod having the possibility of limited reciprocating axial movement. In the housing below the radial outlet windows, inlet radial windows are made. The stepped sleeve is installed on the body with the formation of an annular gap between them, communicating with the body cavity through the inlet radial windows. The locking element is installed on the rod with the possibility of overlapping the radial inlet windows of the housing in the upper position of the rod. The body is closed from below with a plug, while the body cavities above and below the closure element are hydraulically connected through longitudinal channels in the body of the latter.

Недостатком данной конструкции является то, что уплотнительные элементы запорного узла при переходе поршня в открытое или закрытое положение деформируются и приводят к выходу устройства из строя.The disadvantage of this design is that the sealing elements of the locking unit when the piston moves to the open or closed position are deformed and lead to failure of the device.

Известен клапан перепускной управляемый (патент RU№2610953,опубл. 17.02.2017),включающий верхний и нижний переводники с цилиндрической полостью, полый корпус, размещенный между переводниками, выполнен с радиальным сквозным отверстием, подпружиненный поршень, на поверхности которого выполнен фигурный управляемый паз, штифт управляющий, сопло, размещенное в поршне под верхним переводником, стакан, заглушку сливную, подшипник, уплотнительные кольца и соответствующие им пазы в стакане, верхнем и нижнем переводниках, пружину спиральную, подпружинивающую поршень.Known control bypass valve (patent RU No. 2610953, publ. 02/17/2017), including the upper and lower subs with a cylindrical cavity, a hollow body, placed between the sub, is made with a radial through hole, a spring-loaded piston, on the surface of which a figured controllable groove is made, a control pin, a nozzle located in the piston under the upper sub, a glass, a drain plug, a bearing, O-rings and their corresponding grooves in the glass, upper and lower subs, a spiral spring that bolsters the piston.

Недостатком данной конструкции является то, что спиральная пружина не защищена от попадания механических примесей с затрубного пространства, что приводит к ее заклиниванию и, следовательно, несрабатыванию устройства.The disadvantage of this design is that the coil spring is not protected from the ingress of mechanical impurities from the annular space, which leads to its jamming and, consequently, failure of the device.

Известен клапан-отсекатель проходной механический (патент RU№2738553, опубл. 14.12.2020), принятый за прототип, включающий корпус, установленные внутри корпуса седло с шаром, выполненным с осевым отверстием, цангу, толкатель, с помощью которого осуществляется открытие или закрытие клапана-отсекателя. Внутри корпуса установлен поршень с возможностью сообщения его радиальных каналов с отверстиями верхнего и нижнего седел. Поршень соединен с цангой через планки, передающие вращение шару через сухари, установленные в пазах шара. Толкатель в нижней части имеет наружный выступ, взаимодействующий с верхними буртиками цанги при извлечении толкателя из корпуса для закрытия клапана-отсекателя и с нижними буртиками цанги – при установке толкателя в корпус, перемещая цангу соответственно в верхнее и нижнее положение.Known mechanical cut-off valve (patent RU No. 2738553, publ. 12/14/2020), taken as a prototype, including a body, a saddle installed inside the body with a ball made with an axial hole, a collet, a pusher, with which the valve is opened or closed -splitter. A piston is installed inside the housing with the possibility of communicating its radial channels with the holes of the upper and lower seats. The piston is connected to the collet through strips that transmit rotation to the ball through crackers installed in the grooves of the ball. The pusher in the lower part has an external protrusion interacting with the upper collars of the collet when removing the pusher from the body to close the shut-off valve and with the lower collars of the collet when installing the pusher into the housing, moving the collet to the upper and lower positions, respectively.

Недостатком данной конструкции является то, что исполнение соединений поршня, планки, цанги, сухаря и шара выполнено с использованием гибких соединений, вследствие чего возникают очаги повышенного напряженно-деформированного состоянияи разгерметизация радиальных каналов между поршнем и нижним седлом, что ведет к выходу из строя клапана-отсекателя.The disadvantage of this design is that the execution of the connections of the piston, strap, collet, cracker and ball is made using flexible joints, as a result of which there are foci of an increased stress-strain state and depressurization of the radial channels between the piston and the lower seat, which leads to valve failure. cutter.

Техническим результатом является обеспечение возможности управляемого отключения продуктивной части пласта, исключая вредное влияние технологических жидкостей на призабойную зону продуктивного пласта.The technical result is to provide the possibility of controlled shutdown of the productive part of the formation, excluding the harmful effect of process fluids on the bottomhole zone of the productive formation.

Технический результат достигается тем, что дополнительно установлен стингер, на поверхности которого выполнены на одинаковом расстоянии друг от друга перфорационные отверстия, а во внутренней полости установлен клапанный узел нажимного действия, а пружина закреплена внутри седла и одним концом соединена с шаром, а другим с дном седла. The technical result is achieved by the fact that a stinger is additionally installed, on the surface of which perforations are made at the same distance from each other, and a pressure-acting valve assembly is installed in the inner cavity, and the spring is fixed inside the saddle and one end is connected to the ball, and the other to the bottom of the saddle ...

Клапан-отсекатель для подземного ремонта скважин поясняется следующими фигурами:A shut-off valve for well workover is illustrated by the following figures:

фиг. 1 – структурная схема устройства скважинного клапана-отсекателя;fig. 1 is a block diagram of a downhole shut-off valve;

фиг. 2 – клапанный узел нажимного действия, где:fig. 2 - push-action valve assembly, where:

1 – станция управления;1 - control station;

2 –насосно-компрессорные трубы (НКТ);2 - pumping and compressor pipes (tubing);

3 –силовой кабель;3 - power cable;

4 – крепежные пояса;4 - fastening belts;

5 – электропогружной насос;5 - electric submersible pump;

6 – электродвигатель;6 - electric motor;

7 – толкательный механизм;7 - pusher mechanism;

8 – стингер;8 - stinger;

9 – перфорационные отверстия;9 - perforations;

10 - пакерная компоновка;10 - packer assembly;

11 –запорный элемент;11 - shut-off element;

12 – продуктивный пласт;12 - productive formation;

13 – шток;13 - stock;

14–конусная шейка;14-tapered neck;

15 – шар;15 - ball;

16 – пружина;16 - spring;

17 – каналы;17 - channels;

18– седло.18 - saddle.

Клапан-отсекатель содержит стингер 8 (фиг.1), на поверхности которого выполнены на одинаковом расстоянии друг от друга перфорационные отверстия 9. Стингер 8 соединен с толкательным механизмом 7 резьбовым соединением и соосно расположен в пакерной компоновке 10. Пакерная компоновка 10 смонтирована при помощи разжимной резиновой манжеты (на фигурах не указана). Запорный элемент 11 закреплен в корпусе пакерной компоновки 10 в продольных пазах. Запорный элемент 11 выполнен в виде шарового механизма и с герметизацией со стенками стингера 8. Во внутренней полости стингера 8 установлен клапанный узел нажимного действия (фиг.2), включающий шток 13, соединенный с толкательным механизмом 7, и шар 15. Шар 15 соединен с пружиной 16, например, посредством точечной сварки. Пружина 16 установлена внутри седла 18, и жестко закреплена на дне. На торцевых поверхностях седла 16выполнены каналы 17. Седло 18 соединено с поверхностью стингера 8, например стыковой сваркой. Соединение внутренней поверхности стингера 8 и конусной шейки 14 осуществляются, например стыковой сваркой.The shut-off valve contains a stinger 8 (figure 1), on the surface of which perforations 9 are made at the same distance from each other. The stinger 8 is connected to the pushing mechanism 7 by a threaded connection and is coaxially located in the packer assembly 10. The packer assembly 10 is mounted using an expandable rubber cuff (not shown in the figures). The locking element 11 is fixed in the body of the packer assembly 10 in the longitudinal grooves. The locking element 11 is made in the form of a ball mechanism and is sealed with the walls of the stinger 8. In the inner cavity of the stinger 8, a push-action valve assembly is installed (Fig. 2), which includes a rod 13 connected to a pusher mechanism 7, and a ball 15. Ball 15 is connected to spring 16, for example, by spot welding. The spring 16 is installed inside the seat 18, and is rigidly fixed to the bottom. On the end surfaces of the saddle 16, channels 17 are made. The saddle 18 is connected to the surface of the stinger 8, for example by butt welding. The connection of the inner surface of the stinger 8 and the tapered neck 14 is carried out, for example, by butt welding.

Устройство работает следующим образом. Нефть, поступающая в скважину из продуктивного пласта 12, перемещается из подпакерной зоны во внутреннюю полость стингера 8. Шток 13 при этом находится в крайнем нижнем положении. Проходя по стингеру 8, нефть через перфорационные отверстия 9 попадает в надпакерную зону и идет на прием электропогружного насоса 5.The device works as follows. Oil entering the well from the productive formation 12 moves from the sub-packer zone into the inner cavity of the stinger 8. The rod 13 is in the extreme lower position. Passing through the stinger 8, oil through the perforations 9 enters the above-packer zone and goes to the intake of the electric submersible pump 5.

Для отключения продуктивной части пласта подается команда со станции управления 1 через силовой кабель 3 к электродвигателю 6. Толкательный механизм втягивает шток 13, шар 15 при этом поднимается при помощи пружины 16, перекрывая проходное сечение конусной шейки 14 и, соответственно, стингера 8.Подпакерная и надпакерная зоны надежно изолируются.To turn off the productive part of the formation, a command is sent from the control station 1 through the power cable 3 to the electric motor 6. The pushing mechanism retracts the rod 13, while the ball 15 rises with the help of the spring 16, overlapping the flow section of the tapered neck 14 and, accordingly, the stinger 8. The above-packer zones are reliably insulated.

Для извлечения подземного оборудования производится разгерметизация устья скважины. Происходит извлечение электропогружного насоса 5 и электродвигателя 6 вместе с закрепленным на нем толкательным механизмом 7 и стингером 8. При извлечении стингера 8 из пакерной компоновки10 осуществляется автоматическое перекрытие запорного элемента11.To extract underground equipment, the wellhead is depressurized. The electric submersible pump 5 and the electric motor 6 are removed together with the pusher mechanism 7 and the stinger 8 attached to it. When the stinger 8 is removed from the packer assembly 10, the shut-off element 11 is automatically closed.

В случае необходимости проведения исследований или обработки продуктивного пласта 12 производится подъем колонны НКТ 2 с одновременным снятием крепежных поясов 4 и извлечением силового кабеля 3. Далее проводится демонтаж электропогружного насоса 5 и электродвигателя 6. После этого в скважину осуществляется спуск технологической колонны НКТ 2 с полым стингером, закрепленным на конце данной колонны. При заходе и уплотнении полого стингера во внутренней полости пакерной компоновки 10 производится взаимодействие полого стингера с элементами данной компоновки 10, которые открывают запорный элемент 11, что обеспечивает дальнейшее прохождение полого стингера и колонны НКТ в подпакерную зону. Таким образом, реализуется герметичный канал от подпакерного пространства до устья скважины.If it is necessary to conduct research or treatment of the productive formation 12, the tubing string 2 is lifted with the simultaneous removal of the fastening belts 4 and the extraction of the power cable 3. Next, the electric submersible pump 5 and the electric motor 6 are dismantled. After that, the tubing string 2 with a hollow stinger is lowered into the well fixed at the end of this column. When entering and sealing the hollow stinger in the inner cavity of the packer assembly 10, the hollow stinger interacts with the elements of this assembly 10, which open the shut-off element 11, which ensures further passage of the hollow stinger and the tubing string into the sub-packer zone. Thus, a sealed channel is realized from the sub-packer space to the wellhead.

Применение заявленного устройства позволит сохранить продуктивность скважины при проведении подземного ремонта за счет конструктивного исполнения клапанного узла нажимного действия и запорного элемента пакерной компоновки, позволяющих надежно изолировать подпакерное и надпакерное пространства.The use of the claimed device will allow maintaining the productivity of the well during underground repairs due to the structural design of the push-action valve assembly and the shut-off element of the packer assembly, which allow to reliably isolate the sub-packer and above-packer spaces.

Claims (1)

Клапан-отсекатель для подземного ремонта скважин, включающий запорный элемент, пакер, толкатель и перфорированный патрубок, отличающийся тем, что дополнительно установлен стингер, на поверхности которого выполнены на одинаковом расстоянии друг от друга перфорационные отверстия, а во внутренней полости установлен клапанный узел нажимного действия, а пружина закреплена внутри седла и одним концом соединена с шаром, а другим - с дном седла.A shut-off valve for underground workover, including a shut-off element, a packer, a pusher and a perforated branch pipe, characterized in that a stinger is additionally installed, on the surface of which perforations are made at the same distance from each other, and a push-action valve assembly is installed in the inner cavity, and the spring is fixed inside the saddle and is connected to the ball at one end and to the bottom of the saddle at the other.
RU2021109826U 2021-04-09 2021-04-09 SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR RU204960U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109826U RU204960U1 (en) 2021-04-09 2021-04-09 SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109826U RU204960U1 (en) 2021-04-09 2021-04-09 SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU204960U1 true RU204960U1 (en) 2021-06-21

Family

ID=76504998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021109826U RU204960U1 (en) 2021-04-09 2021-04-09 SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU204960U1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2128253A (en) * 1937-08-31 1938-08-30 Arthur E Johnson Hydraulic lock dry pipe valve with well testing and well flowing apparatus
RU2158818C1 (en) * 2000-02-08 2000-11-10 Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Subsurface safety valve
RU2224087C2 (en) * 2002-04-22 2004-02-20 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Gate-type well valve
RU2235850C1 (en) * 2003-04-14 2004-09-10 Закрытое акционерное общество "Газтехнология" Hydromechanical packer
RU2465438C1 (en) * 2011-05-13 2012-10-27 Олег Сергеевич Николаев Borehole gate
CA2639342C (en) * 2007-09-07 2016-05-31 W. Lynn Frazier Degradable downhole check valve
RU2738553C1 (en) * 2020-07-22 2020-12-14 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Pass mechanical shutoff valve

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2128253A (en) * 1937-08-31 1938-08-30 Arthur E Johnson Hydraulic lock dry pipe valve with well testing and well flowing apparatus
RU2158818C1 (en) * 2000-02-08 2000-11-10 Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Subsurface safety valve
RU2224087C2 (en) * 2002-04-22 2004-02-20 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Gate-type well valve
RU2235850C1 (en) * 2003-04-14 2004-09-10 Закрытое акционерное общество "Газтехнология" Hydromechanical packer
CA2639342C (en) * 2007-09-07 2016-05-31 W. Lynn Frazier Degradable downhole check valve
RU2465438C1 (en) * 2011-05-13 2012-10-27 Олег Сергеевич Николаев Borehole gate
RU2738553C1 (en) * 2020-07-22 2020-12-14 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Pass mechanical shutoff valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2380522C1 (en) Equipment for multi-reservoir well sumultanious-separate recearch and production with electircal submersible pump (versions)
US7219743B2 (en) Method and apparatus to isolate a wellbore during pump workover
RU2516708C2 (en) Subsurface safety valve
RU2007114215A (en) METHOD FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OIL PRODUCTION FROM ONE WELL WITH SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION (OPTIONS)
RU2014111808A (en) MULTI-ZONE FINISHING WITH HYDRAULIC RIP
CN109736737B (en) Method for snubbing tripping of reservoir gas drilling well
US20230028424A1 (en) Apparatuses, systems and methods for hydrocarbon material from a subterranean formation using a displacement process
AU2011353019B2 (en) Method and apparatus for controlling fluid flow into a wellbore
RU2405914C1 (en) Method and device for well flushing
RU204960U1 (en) SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR
EA030727B1 (en) Method for selective periodical exploitation of low-permeable formations and device for implementing the same
RU2513896C1 (en) Method of dual operation of two strata with one well
AU2019336598B2 (en) Wet-mate retrievable filter system
RU2229586C1 (en) Controller valve
RU2558354C1 (en) Device for suspension of steel and polymer pipe and method of its use
WO2014011178A1 (en) Control line damper for valves
RU204950U1 (en) SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR
RU2707314C1 (en) Cup double-side packer
RU2339797C1 (en) Facility for simultaneous-separate operation of multi-horizon well
RU2789645C1 (en) Heat-resistant packer with flow switch
RU2749058C1 (en) Hydromechanical striker
RU2738920C1 (en) Cutoff valve of submersible plant of electric-centrifugal pump
RU2713819C1 (en) Bottom-hole fluid flow switch in well for various operating modes (embodiments)
US20220154561A1 (en) Well production methods and tubing systems
RU220555U1 (en) INFLOW CONTROL VALVE