RU2085708C1

RU2085708C1 - Well filter

Info

Publication number: RU2085708C1
Application number: RU94026799A
Authority: RU
Inventors: Г.С. Абдрахманов
Original assignee: Татарский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: filter is used at secondary opening of productive reservoirs for better quality of operation. Filter is simple in design and is of high strength. Filter has tubular body with holes which are closed by stoppers. Stoppers have bush with pipe. Bush and pipe together can extend from holes. Located in inner side of body is removable plug which is seated in bush. Pipe is connected with bush and fixed relative to body. Filter is provided with stopping member installed in tubular body. EFFECT: high efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к вторичному вскрытию продуктивных пластов, в частности к конструкциям скважинных фильтров. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the secondary opening of reservoirs, in particular to the designs of well filters.

Известен скважинный фильтр, включающий трубчатый корпус с отверстиями в стенке, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку и установленные в ней с возможностью последующего радиального выдвижения из нее трубки, внутренняя из которых снабжена клапаном и кислоторастворимыми пробками [1]
Недостатком этого устройства является низкое качество вскрытия продуктивного пласта, поскольку выдвинутые из втулок трубки при цементировании обсадной колонны и последующем снижении давления внутри ее обратно вдвигаются в эти втулки, вследствие большого перепада давлений между внутритрубным и заколонным пространствами, образуемого столбом закаченного туда цементного раствора. В результате этого непосредственная связь продуктивного пласта с внутренним каналом фильтра не достигается, поскольку этому препятствует слой цементного камня.Known downhole filter, including a tubular housing with holes in the wall, overlapped with plugs, each of which contains a sleeve and installed in it with the possibility of subsequent radial extension of the tube from it, the inner of which is equipped with a valve and acid-soluble plugs [1]
The disadvantage of this device is the low quality of the opening of the reservoir, since the pipes extended from the bushings during cementing of the casing and subsequent pressure decrease inside it are pushed back into these bushings due to the large pressure difference between the in-pipe and annular spaces formed by the column of cement mortar injected there. As a result of this, a direct connection of the reservoir with the internal channel of the filter is not achieved, since this is prevented by a layer of cement stone.

Другим недостатком известного устройства является сложность конструкции (наличие нескольких выдвижных патрубков, магниевых пробок и клапанного узла), а также технологии вскрытия пласта с использованием его, поскольку для разрушения магниевых пробок при вскрытии отверстий фильтра требуется закачка кислоты и ожидание растворения пробок. Кроме того, использование кислоты небезопасно и требует соблюдения определенных правил перевозки и обращения с ней при закачке в скважину. Another disadvantage of the known device is the design complexity (the presence of several retractable nozzles, magnesium plugs and a valve assembly), as well as the technology for opening the formation using it, since the destruction of magnesium plugs when opening the filter openings requires acid injection and waiting for the plugs to dissolve. In addition, the use of acid is unsafe and requires compliance with certain rules of transportation and handling when injected into the well.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по своей сущности является скважинный фильтр, включающий трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса, и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении [2]
Недостатком этого устройства является низкое качество вскрытия продуктивного пласта, поскольку при цементировании эксплуатационной колонны цементный раствор до выдвижения втулок с трубками из корпуса, успевает закрыть поры продуктивного пласта и заблокировать его. Кроме того, этот раствор частично перекрывает и полость трубок, что дополнительно блокирует непосредственную связь внутреннего пространства фильтра с пластом.The closest technical solution to the proposed in essence is a downhole filter, comprising a tubular housing with holes covered by plugs, each of which contains a sleeve with a tube made with the possibility of their joint extension from the holes, a removable plug placed on the inside of the housing, and a stopper sleeve element in its working position [2]
The disadvantage of this device is the low quality of the opening of the reservoir, since when cementing the production string, the cement slurry closes the pores of the reservoir and blocks it before the bushings with tubes extend from the housing. In addition, this solution partially overlaps the cavity of the tubes, which additionally blocks the direct connection of the internal space of the filter with the reservoir.

Другим недостатком известного устройства является сложность и недостаточная прочность его из-за наличия большого количества деталей (кислоторастворимые фильтр 10, перегородка 3 и пробка 7) и телескопического соединения между собой втулки 5, трубки 6 и корпуса 1. Причем для разрушения пробки 7, фильтра 10 и перегородки 8 требуется закачка кислоты, что небезопасно и связано с дополнительной потерей времени на ожидание растворения указанных деталей. Another disadvantage of the known device is its complexity and lack of strength due to the presence of a large number of parts (acid-soluble filter 10, baffle 3 and plug 7) and telescopic connection between sleeve 5, tube 6 and housing 1. Moreover, to destroy plug 7, filter 10 and partitions 8 require acid injection, which is unsafe and is associated with an additional loss of time waiting for the dissolution of these parts.

Целью изобретения является повышение качества вторичного вскрытия продуктивного пласта, упрощение конструкции и повышение прочности устройства. The aim of the invention is to improve the quality of the secondary opening of the reservoir, simplifying the design and increasing the strength of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в описываемом скважинном фильтре, включающем трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении, согласно изобретению удаляемая пробка размещена во втулке, а трубка жестко связана со втулкой и зафиксирована относительно корпуса, при этом стопорный элемент втулки в ее рабочем положении установлен в трубчатом корпусе. This goal is achieved by the fact that in the described downhole filter, which includes a tubular body with holes covered by plugs, each of which contains a sleeve with a tube made with the possibility of their joint extension from the holes, a removable tube placed on the inside of the body and the locking element of the sleeve in its working position, according to the invention, the removable plug is placed in the sleeve, and the tube is rigidly connected to the sleeve and fixed relative to the housing, while the locking element of the sleeve in its working position mounted in a tubular housing.

На фиг. 1 показан фрагмент поперечного сечения трубчатого корпуса фильтра с вмонтированной в него заглушкой; на фиг. 2 принципиальная схема компоновки низа эксплуатационной колонны с фильтром, применяемая при ее цементировании; на фиг. 3 фрагмент фильтра с выдвинутой трубкой после цементирования эксплуатационной колонны. In FIG. 1 shows a fragment of a cross section of a tubular filter housing with a plug mounted therein; in FIG. 2 is a schematic diagram of the layout of the bottom of the production casing with a filter, used when cementing it; in FIG. 3 fragment of the filter with the extended tube after cementing the production string.

Скважинный фильтр (фиг.1) содержит трубчатый корпус 1 с отверстиями 2, в которых смонтированы заглушки 3, каждая из которых содержит втулку 4, установленную в отверстии 2 корпуса 1 с возможностью радиального выдвижения из него, и жестко соединенную с ней с помощью резьбы 5 трубку 6, закрепленную на корпусе 1 с помощью срезных штифтов 7. Внутри втулки 4 выполнена расточка 8, соосная проходному каналу 9 трубки 6, в которых с внутренней стороны корпуса 1 помещена удаляемая пробка 10 из вязкопластичного вещества, например, гудрона, пластилина, герметизирующей пасты и т.п. Втулка 4 имеет бурт 11, а в корпусе 1 выполнено углубление 1, служащее для ограничения радиального выдвижения втулки 4 с трубкой 6 из отверстий 2 корпуса 1. Кроме того, на наружной цилиндрической поверхности втулки 4 в стенке корпуса 1 выполнены кольцевые канавки 13 и 14 соответственно. Причем в канавке 14 корпуса 1 размещено разрезное пружинное кольцо 15, фиксирующее втулку 4 с трубкой 6 в выдвинутом положении путем западания в одну из ее канавок 13. Зазор между контактирующими поверхностями втулки 4 и отверстия 2 уплотнен резиновым кольцом 16. The downhole filter (Fig. 1) contains a tubular body 1 with holes 2 in which plugs 3 are mounted, each of which contains a sleeve 4 mounted in the hole 2 of the housing 1 with the possibility of radial extension from it, and rigidly connected to it with a thread 5 a tube 6 mounted on the housing 1 by means of shear pins 7. Inside the sleeve 4, a bore 8 is made, coaxial to the passage channel 9 of the tube 6, in which a removable plug 10 is placed from the inside of the housing 1 from a viscoplastic substance, for example, tar, plasticine, sealing conductive paste, etc. The sleeve 4 has a shoulder 11, and a recess 1 is made in the housing 1, which serves to limit the radial extension of the sleeve 4 with the tube 6 from the holes 2 of the housing 1. In addition, annular grooves 13 and 14 are made on the outer cylindrical surface of the sleeve 4 in the wall of the housing 1, respectively . Moreover, in the groove 14 of the housing 1 there is a split spring ring 15 that fixes the sleeve 4 with the tube 6 in the extended position by dropping into one of its grooves 13. The gap between the contacting surfaces of the sleeve 4 and the hole 2 is sealed with a rubber ring 16.

Выступающая внутрь корпуса 1 часть втулки 4 выполнена из легкообрабатываемого металла, например, чугуна, бронзы, сплава Д16Т и т.п. The part of the sleeve 4 protruding into the housing 1 is made of easily machined metal, for example, cast iron, bronze, D16T alloy, etc.

Работа скважинного фильтра заключается в следующем. The operation of the downhole filter is as follows.

После завершения бурения скважины 17 (фиг.2) в нее спускают эксплуатационную колонну обсадных труб 18, к низу которой крепят скважинный фильтр 19 с хвостовиком 20, на конце которого имеется башмак 21, а внутри смонтированы стоп-кольцо 22 и седло 23 для шарового клапана 24, закрепленное на срезных штифтах (не показаны). В стенке хвостовика 20 выполнены отверстия 25 для цементирования. After the completion of the drilling of the well 17 (Fig. 2), the production casing string 18 is lowered into it, to the bottom of which a downhole filter 19 with a liner 20 is fastened, at the end of which there is a shoe 21, and a stop ring 22 and a seat 23 for the ball valve are mounted inside 24 mounted on shear pins (not shown). In the wall of the shank 20, holes 25 for cementing are made.

Спущенную колонну 18 ориентируют так, чтобы фильтр 19 позиционно разместился напротив продуктивного пласта 26. The deflated column 18 is oriented so that the filter 19 is positionally positioned opposite the reservoir 26.

Затем в колонну труб 18 закачивают жидкость (например, промывочную), под давлением которой штифты 7 (фиг.1) разрушаются и втулка 4 с трубкой 6 радиально выдвигаются из отверстий 2 корпуса 1 до вдавливания заостренного конца трубки 6 (фиг.3) в породу, слагающую продуктивный пласт 26. При этом разрезное пружинное кольцо 15, западая в соответствующую канавку 13 втулки 4, фиксирует ее и жестко соединенную с ней трубку 8 в выдвинутом положении. После этого колонну труб 18 цементируют по известной технологии путем продавливания цементного раствора в затрубное пространство скважины продавочной пробкой (не показана). При этом штифты, крепящие седло 23, срезаются и оно вместе с клапаном 24 падает в башмак 21, а цементный раствор через отверстия 25 заполняет затрубное пространство скважины 17. Продавочная пробка при этом легко проскальзывает через обтекаемые утопленные в углубления 12 (фиг.1) бурты 11 втулок 4 и упирается в стоп-кольцо 22 (фиг.2). После затвердевания цементного раствора выступающие внутрь корпуса 1 части заглушек 3 срезают, например, с помощью расширителя скважин. Then, liquid (for example, flushing fluid) is pumped into the pipe string 18, under the pressure of which the pins 7 (Fig. 1) are destroyed and the sleeve 4 with the tube 6 radially extends from the openings 2 of the housing 1 until the pointed end of the tube 6 (Fig. 3) is pressed into the rock constituting the productive formation 26. In this case, the split spring ring 15, sliding into the corresponding groove 13 of the sleeve 4, fixes it and the tube 8 rigidly connected to it in the extended position. After that, the pipe string 18 is cemented according to the known technology by forcing cement slurry into the annulus of the well with a cork plug (not shown). In this case, the pins fastening the saddle 23 are cut off and together with the valve 24 it falls into the shoe 21, and the cement mortar fills the annulus of the well 17 through the holes 25. The squeezing plug easily slips through the shoulders streamlined recessed into the recesses 12 (Fig. 1) 11 bushings 4 and abuts against the stop ring 22 (figure 2). After the cement mortar has hardened, the parts of the plugs 3 protruding into the housing 1 are cut, for example, using a well expander.

Затем скважину 17 осваивают по известной технологии, например, путем понижения уровня жидкости в ней закачкой воздуха или откачки жидкости из скважины глубинным насосом. При выполнении этих работ пробки 10 (фиг.1) выдавливаются из расточек 8 втулок 4 и каналов 9 трубок 6. Then, the well 17 is mastered according to the known technology, for example, by lowering the liquid level in it by pumping air or pumping the liquid from the well with a deep pump. When performing these works, plugs 10 (Fig. 1) are extruded from the bores of 8 bushings 4 and channels 9 of tubes 6.

В результате этого обеспечивается непосредственно связь продуктивного пласта 6 с внутренней полостью фильтра 19 при отсутствии на участках контакта слоя из цементного камня и сохранения целостности цементного кольца в зоне установки фильтра, благодаря чему улучшаются условия для выхода продукта из пласта и снижается возможность обводнения скважины по этой причине на ранней стадии ее эксплуатации. As a result of this, a direct connection of the productive formation 6 with the internal cavity of the filter 19 is ensured in the absence of a layer of cement stone at the contact areas and the integrity of the cement ring is maintained in the filter installation area, thereby improving the conditions for product output from the formation and reducing the possibility of watering the well for this reason at an early stage of its operation.

Кроме того, упрощается конструкция фильтра и технология вторичного вскрытия продуктивного пласта за счет исключения операции по закачке кислоты для растворения магниевых заглушек и потерь времени на ожидание растворения этих заглушек кислотой. In addition, the design of the filter and the technology of the secondary opening of the reservoir are simplified by eliminating acid injection operations to dissolve the magnesium plugs and losing time waiting for the plugs to dissolve with acid.

Claims

A downhole filter containing a tubular housing with holes covered by plugs, each of which contains a sleeve with a tube configured to be jointly extended from the holes, a removable plug placed on the inside of the housing, and a locking element of the sleeve in its working position, characterized in that the removed plug is placed in the sleeve, and the tube is rigidly connected to the sleeve and fixed relative to the housing, while the locking element of the sleeve in its working position is installed in the tubular housing.