RU2099506C1

RU2099506C1 - Device for well depression cleanup

Info

Publication number: RU2099506C1
Application number: RU95103316A
Authority: RU
Inventors: Ж.С. Шайхулов; М.Х. Аминев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Инженерный сервис"
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1997-12-20
Also published as: RU95103316A

Abstract

FIELD: oil producing industry; may be used in capacity of process equipment for cleaning of bottom-hole formation zone and well bottom from cuttings, sand, wax, resins and other sediments difficult to remove by flushing. SUBSTANCE: device has depression chamber with plug valve and cuttings receiving chamber with separating piston installed on extensible retainers. Installed in separating piston is percussive rod with shear pin. Packer is installed between cuttings receiving chamber and container for interconnection with chamber body. Packer hollow body is secured to chamber body by means of shear pin. Container has locking valve and section with receiving holes has longitudinal stiffening ribs. Container body on the section with receiving holes is made from shaped branch pipe. Receiving holes are located in depressions between longitudinal stiffening ribs. When axial load is built up, pin is sheared and packer seals the annular space. Percussive rod shears its pin to free extensible retainers. pressure differential is built up across separating piston and implosion effect occurs. Cuttings receiving chamber is filled with cuttings and fluid. Locking valve closes. In lifting plug valve operates. EFFECT: higher efficiency of cleaning deep wells, reduced negative effect of hydraulic impacts onto device design and casing with cement ring. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве технологического оборудования для очистки призабойной зоны пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. The invention relates to the oil industry and can be used as processing equipment for cleaning the bottom-hole zone of the formation and the bottom of the well from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits difficult to be washed by washing.

Известно устройство для депрессионной очистки скважины от песчаной пробки, спускаемое на забой скважины на канате [1] Содержит толстостенный полый корпус с подпружиненным башмаком. В течении всего времени спуска и до момента контакта с песчаной пробкой внутри корпуса устройства сохраняется атмосферное давление. Недостатком известного устройства является низкая наполняемость его рабочей полости шламом, так как, вследствие высокой текучести и меньшей плотности, скважинная жидкость под статическим напором столба жидкости заполняет рабочую полость устройства раньше, чем продукты очистки. По этой причине, чтобы обеспечить полную очистку скважины, требуется увеличить количество спуско-подъемных операций с устройством. Кроме того, известное устройство не обеспечивает защиту обсадных труб от отрицательного воздействия гидроудара в момент создания депрессии в скважине. Все это снижает эффективность применения устройства в глубоких скважинах. A device is known for depressurizing a well from sand plugs that is lowered to the bottom of a well on a rope [1]. It contains a thick-walled hollow body with a spring-loaded shoe. During the entire time of descent and up to the moment of contact with the sand plug inside the device, atmospheric pressure is maintained. A disadvantage of the known device is the low filling of its working cavity with sludge, because, due to high fluidity and lower density, the borehole fluid under the static pressure of the liquid column fills the working cavity of the device earlier than the cleaning products. For this reason, to ensure complete cleaning of the well, it is necessary to increase the number of tripping operations with the device. In addition, the known device does not protect the casing from the negative effects of water hammer at the time of depression in the well. All this reduces the efficiency of the device in deep wells.

Наиболее близким техническим решением является устройство для очистки забоя скважины, содержащее корпус с депрессионной камерой и клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру с разделительным поршнем, ударным штоком со срезным штифтом, выдвижным фиксатором поршня и лепестковым ловителем продуктов очистки скважины [2]-прототип. The closest technical solution is a device for cleaning the bottom of the well, comprising a housing with a depression chamber and a dummy valve, a sludge collection chamber with a dividing piston, an impact rod with a shear pin, a retractable piston retainer and a petal catcher of well cleaning products [2] -prototype.

Недостатком известного устройства является низкая наполняемость его шламоприемной камеры продуктами очистки скважины из-за влияния напора столба жидкости в эксплуатационной колонне. Устройство не обеспечивает в условиях глубоких скважин защиту обсадных труб и цементного кольца в заколонном пространстве от гидроудара в момент создания депрессии в зоне очистки. В итоге от разрушения цементного кольца ослабляется крепление ствола скважины, что приводит к осложнениям, например, заколонным перетокам жидкости, загрязнению пресноводных горизонтов и даже к открытому фонтанированию по заколонному пространству между обсадными трубами и горной породой. A disadvantage of the known device is the low filling of its sludge collection chamber with well cleaning products due to the influence of the pressure of the liquid column in the production casing. The device does not provide protection of casing and cement rings in annular space from deep water boreholes from deep boreholes from the moment of depression in the treatment zone. As a result, the cementing of the wellbore is weakened by the destruction of the cement ring, which leads to complications, for example, annular fluid flows, contamination of freshwater horizons, and even open gushing along the annulus between the casing pipes and the rock.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки глубоких скважин и снижение отрицательного воздействия гидравлических ударов на конструкцию устройства и обсадную колонну с цементным кольцом. The aim of the invention is to increase the efficiency of cleaning deep wells and reduce the negative impact of hydraulic shocks on the design of the device and the casing with a cement ring.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее депрессионную камеру с клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру с установленным в нем выдвижных фиксаторах разделительным поршнем, ударный шток, установленный в разделительном поршне и зафиксированный в нем срезным штифтом, и средство перекрытия шламоприемной камеры, согласно изобретению, оно снабжено пакером т контейнером, при этом пакер установлен между шламоприемной камерой и контейнером с возможностью взаимодействия с корпусом шламоприемной камеры, средство перекрытия шламоприеной камеры выполнено в виде клапана-затвора, размещенного в контейнере, полый корпус пакера скреплен с корпусом шламоприемной камеры срезным штифтом, контейнер присоединен к пакеру и имеет участок с приемными отверстиями и ребрами жесткости, а депрессионная и шламоприемная камеры, проходной канал полого корпуса пакера и контейнер образуют общий накопитель для продуктов очистки скважины. Участок контейнера с приемными отверстиями и ребрами жесткости выполнен из профилированного патрубка, при этом приемные отверстия размещены во впадинах между продольными ребрами жесткости. This goal is achieved by the fact that a device containing a depression chamber with a dummy valve, a sludge collection chamber with a separating piston mounted on it with retractable latches, an impact rod installed in the separation piston and fixed with a shear pin, and means for closing the sludge receiving chamber, according to the invention, it is equipped with a packer and a container, while the packer is installed between the sludge receiving chamber and the container with the possibility of interaction with the body of the sludge receiving chamber; the lamoprene chamber is made in the form of a shutter valve located in the container, the hollow packer body is fastened to the housing of the sludge receiving chamber by a shear pin, the container is attached to the packer and has a section with receiving holes and stiffeners, and the depression and sludge receiving chamber, the passage channel of the hollow packer body and the container form a common reservoir for well cleaning products. The container section with the receiving holes and stiffeners is made of a profiled pipe, while the receiving holes are located in the hollows between the longitudinal stiffeners.

Предлагаемая конструкция исключает влияние столба жидкости в обсадной колонне на наполняемость рабочей полости устройства и уменьшает отрицательное воздействие гидравлического удара на конструкцию устройства, на обсадную колонну и целостность цементного кольца. The proposed design eliminates the influence of a liquid column in the casing on the occupancy of the working cavity of the device and reduces the negative impact of water hammer on the design of the device, on the casing and the integrity of the cement ring.

На фиг. 1 схематически изображено в разрезе заявляемое устройство, на фиг. 2 сечение по А-А устройства на фиг. 1. In FIG. 1 is a schematic sectional view of the inventive device; FIG. 2 is a section along AA of the device of FIG. one.

Устройство (фиг. 1) содержит телескопическое соединение 1, состоящее из подвижного патрубка 2 с переводником 3, ограничительной муфты 4 и перфорированного удлинителя 5, депрессионную камеру 8 с разделительным поршнем 9, пакер 10 и контейнер 11 для сбора и транспортирования вверх шлама, песка и других продуктов очистки скважины. The device (Fig. 1) contains a telescopic connection 1, consisting of a movable pipe 2 with an adapter 3, a restriction sleeve 4 and a perforated extension 5, a depression chamber 8 with a separation piston 9, a packer 10 and a container 11 for collecting and transporting upward sludge, sand and other well cleaning products.

Шламоприемная камера содержит корпус 12, со стороны приемной части в корпусе имеется выступ 13, а на внутренней стенке корпуса выполнена коническая выточка 14. The sludge collection chamber contains a housing 12, on the receiving side, a protrusion 13 is provided in the housing, and a conical recess 14 is made on the inner wall of the housing.

Разделительный поршень 9 содержит уплотнительные кольца 15, ударный шток 16 с ударником 17 и цилиндрической головкой 18 и выдвижные фиксаторы 19. Цилиндрическая головка 18 ударного штока вставлена в центральную расточку 20 разделительного поршня 9 и зафиксирована с ней с помощью срезного штифта 21. В свою очередь разделительный поршень 9 с помощью уплотнительных колец 15 герметично разделяет депрессионную камеру 6 от шламоприемной 8 и удерживается неподвижно в шламоприемной камере посредством выдвижных фиксаторов 19, выдвинутых до упора в коническую выточку 14 на внутренней стенке корпуса 12 шламоприемной камеры 8; обратный ход вдвижных фиксаторов 19 ограничен в разделительном поршне 9 цилиндрической головкой 13 ударного штока 16. The separation piston 9 contains o-rings 15, an impact rod 16 with a striker 17 and a cylindrical head 18 and extendable latches 19. The cylindrical head 18 of the impact rod is inserted into the central bore 20 of the separation piston 9 and fixed with it using a shear pin 21. In turn, the separation the piston 9 with the help of the sealing rings 15 hermetically separates the depression chamber 6 from the sludge-receiving chamber 8 and is held motionless in the sludge-receiving chamber by means of sliding clamps 19, which are fully extended in the conical th recess 14 on the inner wall of the housing 12 shlamopriemnoy chamber 8; the reverse stroke of the sliding clamps 19 is limited in the separation piston 9 by the cylindrical head 13 of the shock rod 16.

Пакер 10 установлен между шламоприемной камерой 8 и контейнером 11. содержит полый корпус 22 с цилиндрической головкой 23 упругие уплотнительные манжеты 24, нажимные кольца 25 и ограничительную муфту 26. Полый корпус 22 пакера 10 с его цилиндрической головкой 23 удерживается на выступе 13 перед приемной частью корпуса 12 шламоприемной камеры 8 и зафиксирован от продольного смещения с помощью срезного штифта 27. Контейнер 11 присоединен к ограничительной муфте 26 пакера 10. Во внутренней полости контейнера 11 предусмотрен клапан-затвор 28, причем для облегчения закрытия клапана его затвор выполнен со смещенной относительно центра тяжести осью вращения 29. На боковой стенке контейнера 11 предусмотрены приемные отверстия 30 для пропуска в шламоприемную камеру 8 скважинной жидкости с продуктами очистки. На участке с приемными отверстиями 30 имеются продольные ребра жесткости 31 (фиг. 2), а корпус контейнера 11 (фиг. 1) на длине участка с указанными отверстиями составлен из профилированного патрубка 32 и приемные отверстия 30 размещены во впадинах 33 (фиг. 2) между продольными ребрами жесткости 31. The packer 10 is installed between the sludge receiving chamber 8 and the container 11. comprises a hollow body 22 with a cylindrical head 23, elastic sealing cuffs 24, pressure rings 25 and a restrictive sleeve 26. The hollow body 22 of the packer 10 with its cylindrical head 23 is held on the protrusion 13 in front of the receiving part of the housing 12 of the sludge receiving chamber 8 and is fixed from longitudinal displacement by means of a shear pin 27. The container 11 is connected to the restrictive sleeve 26 of the packer 10. A shutter valve 28 is provided in the inner cavity of the container 11, moreover, to facilitate Nia valve closing its shutter is provided with a center of gravity offset from the axis of rotation 29. The side wall 11 of container receiving openings 30 are provided for passing shlamopriemnuyu chamber 8 in the wellbore fluid with cleaning products. On the site with the receiving holes 30 there are longitudinal stiffeners 31 (Fig. 2), and the container body 11 (Fig. 1) along the length of the section with the indicated holes is composed of a profiled pipe 32 and the receiving holes 30 are placed in the depressions 33 (Fig. 2) between the longitudinal stiffeners 31.

Депрессионная 6 (фиг. 1) и шламоприемная 8 камеры, проходной канал полого корпуса 22 пакера 10 и контейнер 11 образуют общий накопитель для приема и извлечения из забоя шлама с продуктами очистки скважины. Depression 6 (Fig. 1) and sludge-receiving chamber 8, the passage channel of the hollow body 22 of the packer 10 and the container 11 form a common drive for receiving and removing sludge from the bottom of the well with the products of well cleaning.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устройство опускают в скважину на бурильных или насосно-компрессорных трубах 34 до упора его контейнера 11 на забой скважины (фиг. 1). Предварительно объем рабочей полости депрессионной камеры 6 подбирают с учетом допустимой депрессии на пласт, а размеры длины контейнера 11 подбирают так, чтобы после установки устройства с упором на забой пакер 10 установился выше перфорационных отверстий 35 продуктивного пласта. После завершения спуска усилием нажатия колонной труб 34 через переводник 3 телескопического соединения 1 на конструкцию устройства срезают срезной штифт 27. После разрушения срезного штифта усилие нажатия передается через корпус 12 шламоприемной камеры 8 на пакер 10. Под воздействием этого усилия нажимные кольца 25 пакера скользят по полому корпусу 22 в сторону ограничительной муфты 26 и деформируясь, увеличиваются в диаметре и плотно прилегают к внутренней стенке обсадных труб скважины. Таким образом осуществляется разобщение межтрубного пространства 36 над пакером 10 от призабойной зоны пласта и забоя скважины ниже пакера. The device is lowered into the well on drill or tubing 34 to the stop of its container 11 on the bottom of the well (Fig. 1). Preliminarily, the volume of the working cavity of the depression chamber 6 is selected taking into account the permissible depression on the formation, and the lengths of the container 11 are selected so that after installing the device, focusing on the bottom, the packer 10 is set above the perforations 35 of the reservoir. After the descent is completed by pressing the pipe pipe 34 through the sub 3 of the telescopic connection 1, the shear pin 27 is cut off onto the device structure. After the shear pin is destroyed, the pressing force is transmitted through the housing 12 of the sludge receiving chamber 8 to the packer 10. Under the influence of this force, the pressure rings 25 of the packer slide along the hollow the housing 22 towards the restriction sleeve 26 and deforming, increase in diameter and fit snugly against the inner wall of the casing of the well. Thus, the annular space 36 is separated above the packer 10 from the bottomhole formation zone and the bottomhole below the packer.

При этом достигается отсечение зоны очистки от действия столба жидкости по кольцевому пространству между обсадной колонной и наружным диаметром депрессионной камеры. Одновременно с разрушением срезного штифта 27 ударный шток 16 ударником 17 ударяется о цилиндрическую головку 23 полого корпуса 22 пакера 10 и срезной штифт 21 срезается. После разрушения штифта 21 цилиндрическая головка 18 ударного штока 16 утапливается под действием силы удара в центральную расточку 20 и освобождает выдвижные фиксаторы 19 разделительного поршня 9. Под действием перепада давления над и под разделительным поршнем 9 в депрессионной камере 6 происходит имплозионный эффект всасывание в депрессионную камеру освободившегося от выдвижных фиксаторов 19 разделительного поршня 9 под действием забойного давления. В результате через приемные отверстия 30 на боковой стенке контейнера 11 в шламоприемную камеру 8 устремляются поток жидкости и увлекаемый потоком шлам с продуктами очистки из забоя скважины и призабойной зоны пласта. Под их напором клапан-затвор 28 открывается, пропуская в шламоприемную камеру 8 в вместе с потоком жидкости и продукты очистки скважины. После выравнивания давления в депрессионной камере 6 с забойным клапан-затвор 28 закрывается, препятствуя при подъеме устройства выпадению шлама с продуктами очистки вниз, а часть шлама оседает на дно контейнера 11. When this is achieved, the clipping zone is removed from the action of the liquid column in the annular space between the casing and the outer diameter of the depression chamber. Simultaneously with the destruction of the shear pin 27, the impact rod 16 by the hammer 17 hits the cylindrical head 23 of the hollow body 22 of the packer 10 and the shear pin 21 is cut off. After the pin 21 is destroyed, the cylindrical head 18 of the shock rod 16 is recessed under the action of the impact force into the central bore 20 and releases the retractable latches 19 of the separation piston 9. Under the influence of the differential pressure above and under the separation piston 9, the implantation effect is absorbed into the depression chamber of the released from sliding clamps 19 of the separation piston 9 under the action of bottomhole pressure. As a result, through the inlet openings 30 on the side wall of the container 11, a fluid flow and a slurry entrained by the flow of cleaning products from the bottom of the well and the bottomhole zone of the formation flow into the sludge receiving chamber 8. Under their pressure, the shutter valve 28 opens, passing into the sludge receiving chamber 8 in addition to the fluid flow and well cleaning products. After equalizing the pressure in the depression chamber 6 with the downhole valve, the shutter valve 28 closes, preventing the sludge with cleaning products from falling down when the device is raised, and part of the sludge settles to the bottom of the container 11.

В начале подъема устройства вверх подвижной патрубок 2 с ограничительной муфтой 4 телескопического соединения 1 перемещаются вверх и после выбора свободного хода подвижного патрубка увлекает собой депрессионную 6 и шламоприемную 8 камеры. По мере их перемещения вверх происходит снятие усилия нажатия через корпус 12 и нажимные кольца 25 на уплотнительные манжеты 24 пакера 10. После полной разгрузки элементов пакера 10 от усилия нажатия происходит распакеровка межтрубного пространства 36. At the beginning of the lifting of the device upward, the movable pipe 2 with the restrictive clutch 4 of the telescopic connection 1 moves up and, after choosing the free movement of the movable pipe, carries away the depression 6 and sludge receiving chamber 8. As they move upward, the pressure is removed through the housing 12 and the pressure rings 25 on the sealing lips 24 of the packer 10. After the packer 10 is completely unloaded from the pressure, the annulus 36 is unpacked.

После извлечения устройства на поверхность производят очистку депрессионной 6 и шламоприемной 8 камер с пакером 10 и контейнером 11 от шлама с продуктами очистки скважины. При необходимости процесс повторяют. After removing the device to the surface, the depressant 6 and sludge receiving chamber 8 is cleaned with a packer 10 and a container 11 from the sludge with well cleaning products. If necessary, repeat the process.

Предлагаемое устройство испытано на Ермаковском месторождении НГДП-"Ермаковнефть". The proposed device was tested at the Ermakovskoye field NGDP- "Ermakovneft".

В результате работ по очистке призабойной зоны дополнительно добыто 13 тысяч тонн нефти. As a result of work to clean the bottom-hole zone, an additional 13 thousand tons of oil were produced.

Источники информации:
1. А.с. N 1186787. E 21 B 37/00, 1984. В.И. N 39, 1985.Information sources:
1. A.S. N 1186787. E 21 B 37/00, 1984. V.I. N 39, 1985.

2. А.с. N 927976. E 21 B 37/00, 1980, В.И. N 18, 1982. 2. A.S. N 927976. E 21 B 37/00, 1980, V.I. N 18, 1982.

Claims

1. A device for depressurizing a well, including a depression chamber with a dummy valve, a sludge collection chamber with a separation piston installed on the retractable retainers, an impact rod installed in the separation piston and fixed with a shear pin, and a means for closing the sludge collection chamber, characterized in that it is equipped with a packer and a container, while the packer is installed between the sludge receiving chamber and the container with the possibility of interaction with the body of the sludge receiving chamber, means for overlapping the luminaire chamber is made in the form of a shutter valve located in the container, the hollow packer body is fastened to the casing of the sludge-receiving chamber by a shear pin, the container is attached to the packer and has a section with receiving holes and stiffeners, and the depression and sludge-receiving chamber, the passage channel of the hollow packer body and the container form a common reservoir for well cleaning products.

2. The device according to claim 1, characterized in that the portion of the container with receiving holes and stiffeners is made of profiled pipe, while the receiving holes are located in the hollows between the longitudinal stiffeners.