RU2137900C1

RU2137900C1 - Bottom-hole pressure pulser

Info

Publication number: RU2137900C1
Application number: RU98101736A
Authority: RU
Inventors: М.Д. Еникеев; Ф.Х. Камалов; Р.Г. Фазылов; В.К. Андреев; В.А. Фусс
Original assignee: Еникеев Марат Давлетшинович; Фазылов Раис Габдрахманович
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: rod of bottom-hole pulser is made up of half-rods 1, 2 with external piston 16 and internal partition 18. Plug 22 with tail-piece 23 is installed in partition 18. Additional radial passages 17 in rod are located under piston. Radial passages 21 in body are located under piston. For creation of compressing load to be brought to bear on packer, adapter 3 and half-rods 1, 2 are moved downwards for compression of spring 10. Radial passages 15 are disconnected from radial passages 19, 20. Radial passages 13 are connected with radial passages 14. In this position, space under packer communicates with annular space. Pressure in space of pipes above partition 18 is levelled with pressure above bottom-hole pulser, and thus depression is created upon bed. At displacement of adapter 3 and half-rods 1, 2, radial passages 13 disconnect from radial passages 14, radial passages 15 communicate with passages 19, 20. Pressure in space under packer is levelled with pressure of liquid column in well, and bed is thus subjected to repression. Depression and repression cycles are repeated several times. This subjects bottom-hole of bed to pulsing pressure for cleaning and increasing output from wells. Introduction of plug with tail-piece makes easier cleaning of sludge and through-washing of internal space of device. Application of aforesaid embodiment of bottom-hole pressure pulser ensures its high operational reliability, increases productive capacity, improves servicing conditions. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Предложение относится к устройствам для обработки призабойной зоны пласта и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. The proposal relates to devices for processing the bottom-hole formation zone and can be used in the oil and gas industry.

Известен забойный пульсатор, обеспечивающий создание циклов воздействия на пласт "депрессия-репрессия" с наибольшей амплитудой колебания давления на забое (RU, патент 2068951, кл. E 21 B 43/25, 1996). Known downhole pulsator, providing the creation of cycles of action on the reservoir "depression-repression" with the largest amplitude of pressure fluctuations at the bottom (RU, patent 2068951, CL E 21 B 43/25, 1996).

Известный пульсатор не позволяет проводить испытание пласта до и после обработки призабойной зоны пласта. The known pulsator does not allow testing of the formation before and after processing the bottom-hole zone of the formation.

Наиболее близким аналогом является забойный пульсатор давления, содержащий цилиндрический корпус с радиальными каналами, верхний и нижний переходники, полый шток с радиальными каналами, установленный в корпусе, и втулку с кольцевыми канавками на наружной и внутренней поверхностях, гидравлически связанными между собой радиальными каналами, расположенную между корпусом и полым штоком с возможностью гидравлической связи с их радиальными каналами (SU, авторское свидетельство 1456540, кл. E 21 B 43/25, 1987). The closest analogue is a downhole pressure pulsator containing a cylindrical body with radial channels, upper and lower adapters, a hollow rod with radial channels installed in the body, and a sleeve with annular grooves on the outer and inner surfaces hydraulically connected to each other by radial channels located between body and hollow stem with the possibility of hydraulic connection with their radial channels (SU, copyright certificate 1456540, class E 21 B 43/25, 1987).

Недостатком этого забойного пульсатора является то, что для управления его работой требуется вращать всю колонну насосно- компрессорных труб, на которой это устройство спускают в скважину. Из-за докрепления резьбовых соединений насосно-компрессорных труб передать определенное необходимое число оборотов забойному пульсатору давления очень трудно, а в глубоких или искривленных и наклонных скважинах практически невозможно. Затруднена очистка внутренней полости штока от шлама и грязи при обслуживании. Кроме того, вращение колонны труб приводит, как правило, к нарушению герметичности резьбовых соединений, интенсивному износу труб и обсадной колонны, что является причиной некачественных или неудачных работ и связанных с этим повторных и дополнительных операций. The disadvantage of this downhole pulsator is that to control its operation, it is necessary to rotate the entire column of tubing on which this device is lowered into the well. Due to the fastening of the threaded connections of the tubing, it is very difficult to transfer a certain required number of revolutions to the downhole pressure pulsator, and it is practically impossible in deep or curved and deviated wells. Difficult to clean the internal cavity of the stem from sludge and dirt during maintenance. In addition, the rotation of the pipe string leads, as a rule, to a violation of the tightness of the threaded joints, intensive wear of the pipes and casing, which is the cause of poor or unsuccessful work and the associated repeated and additional operations.

Задачей предложения является повышение надежности управления работой забойного пульсатора давления за счет исключения передачи вращательного движения и улучшения условий обслуживания для очистки и промывки внутренней полости штока за счет обеспечения сквозного канала внутри штока. The objective of the proposal is to increase the reliability of controlling the operation of the downhole pressure pulsator by eliminating the transmission of rotational motion and improving service conditions for cleaning and washing the inner cavity of the stem by providing a through channel inside the stem.

Поставленная задача достигается тем, что полый шток и корпус снабжены дополнительными радиальными каналами, на штоке выполнены наружный поршень и внутренняя кольцевая перегородка, расположенная между его радиальными каналами и снабженная пробкой с хвостовиком, причем дополнительные радиальные каналы штока расположены над поршнем, а корпуса - под поршнем. This object is achieved in that the hollow stem and housing are provided with additional radial channels, an external piston and an inner annular partition located between its radial channels and provided with a plug with a shank are provided on the stem, with additional radial channels of the stem located above the piston, and the housing under the piston .

Выполнение штока с поршнем и внутренней перегородкой и снабжение дополнительными радиальными каналами, размещенными на штоке над наружным поршнем, а на корпусе под поршнем, позволяет использовать перепад давления между внутренним и наружным пространством для управления работой пульсатора давления только осевыми перемещениями колонны труб без разгерметизации пакера. Наличие в перегородке штока пробки с хвостовиком обеспечивает сквозной канал в штоке для очистки от шлама и грязи и промывки внутренней полости штока после подъема из скважины. За счет этих признаков исключается необходимость передачи вращательного движения для работы пульсатора давления, существенно повышается надежность управления его работой, улучшается условия обслуживания при очистке и промывке внутренней полости составного штока. The implementation of the rod with the piston and the internal partition and the supply of additional radial channels located on the rod above the external piston, and on the housing under the piston, allows you to use the pressure differential between the internal and external space to control the pressure pulsator only by the axial movements of the pipe string without depressurization of the packer. The presence of a plug with a shank in the stem baffle provides a through channel in the stem for cleaning from sludge and dirt and washing the stem’s internal cavity after lifting from the well. Due to these signs, the need for transmitting rotational motion for the operation of the pressure pulsator is eliminated, the reliability of its operation is significantly improved, the service conditions are improved when cleaning and washing the internal cavity of the composite rod.

В связи с вышеизложенным можно сделать вывод о соответствии заявляемого предложения критерию "новизна". Заявителю неизвестны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие заявляемое предложение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень". In connection with the foregoing, we can conclude that the proposed proposal meets the criterion of "novelty." The applicant is not aware of technical solutions containing similar features that distinguish the claimed proposal from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Изобретение представлено чертежом, где показана конструктивная схема забойного пульсатора давления. The invention is presented in the drawing, which shows a structural diagram of a downhole pressure pulsator.

Забойный пульсатор давления включает составной полый шток, состоящий из нижнего 1 и верхнего 2 полуштоков, верхний переходник 3, составной корпус из элементов 4, 5, 6, 7 и нижний переходник 8, втулку 9, пружину 10, шпонки 11 и кожух 12. Полушток 1 имеет три ряда радиальных каналов 13, 14 и 15, снабжен наружным поршнем 16 и дополнительными радиальными каналами 17, выполненными над поршнем, а также внутренней перегородкой 18, выполненный между радиальными 13 и 14. Втулка 9 имеет радиальные каналы 19, а нижний элемент 7 корпуса - радиальные каналы 20. Элемент 5 составного корпуса снабжен дополнительными радиальными каналами 21, выполненными под поршнем 16. В перегородке 18 установлена пробка 22 с хвостовиком 23. Уплотнение подвижных и неподвижных соединений осуществлено стандартными резиновыми кольцами круглого сечения. The downhole pressure pulsator includes a composite hollow stem consisting of the lower 1 and upper 2 half-rods, the upper adapter 3, the composite housing of the elements 4, 5, 6, 7 and the lower adapter 8, the sleeve 9, the spring 10, the keys 11 and the casing 12. Half 1 has three rows of radial channels 13, 14 and 15, is equipped with an external piston 16 and additional radial channels 17 made over the piston, as well as an internal partition 18 made between radial 13 and 14. The sleeve 9 has radial channels 19, and the lower element 7 cases - radial channels 20. Element 5 of the composite about the housing is equipped with additional radial channels 21, made under the piston 16. In the partition 18 is installed a plug 22 with a shank 23. The sealing of the movable and fixed joints is carried out by standard rubber o-rings.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устройство в положении разобщения радиальных каналов 13 и 14 полуштока 1 и совмещения радиальных каналов 15, 19 и 20 навинчивается на пакер и фильтр с заглушкой и на трубах опускается в скважину до заданной глубины. Производится пакерование (установка пакера). При этом шпонки 11 обеспечивают передачу вращательного движения через элементы 4, 5, 6 и 7 составного корпуса и переходник 8 для срабатывания байонетного замка пакера и его установки. При создании сжимающей нагрузки на пакер переходник 3 и соединенные с ним полуштоки 1 и 2 перемещаются вниз относительно составного корпуса, сжимая пружину 10. Радиальные каналы 15 полуштока 1 разобщаются с радиальными каналами 19 втулки 9 и радиальными каналами 20 элемента 7 корпуса, а радиальные каналы 13 полуштока 1, перемещаясь вниз, выходят за уплотнения 24 втулки 6 и сообщается с радиальными каналами 14. The device in the position of separation of the radial channels 13 and 14 of the half-rod 1 and the combination of the radial channels 15, 19 and 20 is screwed onto the packer and filter with a plug and on the pipes lowers into the well to a predetermined depth. Packing is performed (packer installation). In this case, the keys 11 provide the transmission of rotational motion through the elements 4, 5, 6 and 7 of the composite housing and adapter 8 for actuating the bayonet lock of the packer and its installation. When creating a compressive load on the packer, the adapter 3 and the half-tubes 1 and 2 connected to it move downward relative to the composite housing, compressing the spring 10. The radial channels 15 of the half-rod 1 are disconnected from the radial channels 19 of the sleeve 9 and the radial channels 20 of the housing element 7, and the radial channels 13 half-rod 1, moving down, go beyond the seal 24 of the sleeve 6 and communicates with the radial channels 14.

При этом положении устройства пласт (подпакерное пространство) сообщается с внутритрубным пространством, давление P₁ в полости труб над перегородкой 18 выравнивается с давлением P₂ под забойным пульсатором, и на пласт создается депрессия. Через две-три минуты натяжением колонны труб с поверхности перемещают переходник 3 и полуштоки 1 и 2 вверх относительно составного корпуса. Радиальные каналы 13 разобщаются с радиальными каналами 14, а радиальные каналы 15 полуштока 1 сообщаются с радиальными каналами 19 втулки 9 и радиальными каналами 20 элемента 7 корпуса. Давление P₂ в подпакерном пространстве выравнивается с давлением P₃ столба жидкости в скважине, и на пласт создается репрессия. При натяжении колонны труб для перемещения переходника 3 и полуштоков 1 и 2 относительно составного корпуса снятие пакера с места (распакеровка) не происходит из-за гидравлической неуравновешенности за счет разности давлений P₁ над поршнем 16, действующим через канал 17, и P₃ под поршнем 16, действующим через радиальные каналы, 21 элемента 5 корпуса.At this position of the device, the formation (sub-packer space) communicates with the in-pipe space, the pressure P ₁ in the pipe cavity above the baffle 18 is aligned with the pressure P ₂ under the downhole pulsator, and a depression is created on the formation. After two to three minutes, by pulling the pipe string from the surface, the adapter 3 and half tubes 1 and 2 are moved upward relative to the composite housing. The radial channels 13 are disconnected from the radial channels 14, and the radial channels 15 of the half-rod 1 communicate with the radial channels 19 of the sleeve 9 and the radial channels 20 of the housing element 7. The pressure P ₂ in the under-packer space is equalized with the pressure P ₃ of the liquid column in the well, and repression is created on the formation. When the pipe string is tensioned to move the adapter 3 and half-tubes 1 and 2 relative to the composite housing, the packer is not removed (unpacking) due to hydraulic imbalance due to the pressure difference P ₁ over the piston 16 acting through the channel 17 and P ₃ under the piston 16, acting through radial channels, 21 of the housing element 5.

Через две-три минуты снова опускают колонну труб и создают сжимающую нагрузку на забойный пульсатор давления, при сжатии которого на пласт снова создается репрессия. After two to three minutes, the pipe string is lowered again and a compressive load is created on the downhole pressure pulsator, which compresses the reservoir again to create repression.

Циклы создания на пласт репрессий и депрессий повторяют несколько раз. Таким образом, осуществляется воздействие на призабойную зону пласта пульсирующим давлением с целью очистки и увеличения производительности скважин. The cycles of creating repressions and depressions on the formation are repeated several times. Thus, the effect on the bottom-hole zone of the formation is pulsating pressure in order to clean and increase the productivity of wells.

Использование предложенного устройства обеспечивает: высокую надежность управления работой забойного пульсатора давления, сохранение герметичности пакера и резьбовых соединений, исключение интенсивного износа труб и обсадной колонны, а в глубоких, искривленных и наклонных скважинах - исключение неудачных операций и обусловленные этим повторные спуски инструмента в скважину. Кроме того, улучшаются условия обслуживания при очистке от шлама и грязи и промывке внутренней полости устройства. Using the proposed device provides: high reliability of controlling the operation of the downhole pressure pulsator, preserving the tightness of the packer and threaded joints, eliminating intensive wear of pipes and casing, and in deep, curved and deviated wells, eliminating unsuccessful operations and resulting re-lowering of the tool into the well. In addition, service conditions are improved when cleaning from sludge and dirt and flushing the internal cavity of the device.

Claims

A downhole pressure pulsator comprising a cylindrical body with radial channels, upper and lower adapters, a hollow rod with radial channels installed in the body, and a sleeve with annular grooves on the outer and inner surfaces hydraulically connected by radial channels located between the body and the hollow rod with the possibility of hydraulic connection with their radial channels, characterized in that the hollow rod and body are provided with additional radial channels, an external piston is made on the rod inner annular baffle disposed between the radial channels and its stopper provided with a shank, wherein the additional radial channels located above the piston rod and the housing - a piston.