RU2172822C2

RU2172822C2 - Percussive-drawdown bailer

Info

Publication number: RU2172822C2
Application number: RU99125476A
Authority: RU
Inventors: А.З. Гайфуллин; И.В. Симон
Original assignee: Гайфуллин Ахрар Зайнуллович; Симон Игорь Владимирович
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: oil producing industry; applicable in cleaning of wells, sampling of well fluid and intensification of impact-wave action on hydrocarbon-containing formation due to drawdown effect. SUBSTANCE: percussive- drawdown bailer includes hollow cylinder with top and bottom guides. Located in guides for longitudinal fixed motion is striker. Bottom guide has limiting stop. Striker ahs drive, lock engageable with pressure retainers of work conditions. Striker lower end is flat whose cross-section area is larger than that of upper part. Striker lower end has piston valve. Upper guide is made in form of damping chamber, and bottom guide is in form of sleeve with side windows. Lock is made in form of cones whose vertexes are directed to opposite sides and connected with each other by eccentric. EFFECT: higher efficiency of impact-wave action, more reliable locking mechanism. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для очистки скважин, отбора проб скважинной жидкости и для ударно-волнового воздействия на углеводородсодержащий пласт для повышения дебита нефтяных и нагнетательных скважин. The invention relates to the oil industry and is intended for well cleaning, sampling of well fluid and for shock wave treatment of a hydrocarbon containing formation to increase the flow rate of oil and injection wells.

В обыденном понимании желонка представляет собой емкость, опускаемую в скважину для отбора проб скважинной жидкости при исследовании и испытании скважин - см. описание а.с. СССР N 1559102, E 21 В 27/00, которое принято за аналог. In the ordinary sense, a bailer is a container lowered into a well for sampling of borehole fluid during research and testing of wells - see description A. USSR N 1559102, E 21 B 27/00, which is taken as an analogue.

Желонка-аналог состоит из емкости с двойными стенками и дном. В дно емкости вмонтирована гильза с седлом под клапан, продольно перемещающийся на штоке. При контакте со скважинной жидкостью клапан открывается пластовым давлением, жидкость заполняет центральную полость желонки, далее давление в емкости желонки и скважине выравнивается, клапан под действием веса закрывается, герметизируя пробу скважинной жидкости в емкости. Желонку поднимают на поверхность и опорожняют. The analogue baffle consists of a double-walled vessel with a bottom. A sleeve with a saddle under a valve mounted longitudinally on the stem is mounted in the bottom of the tank. When in contact with the well fluid, the valve opens with reservoir pressure, the fluid fills the central cavity of the choke, then the pressure in the choke tank and well is leveled, the valve closes under the action of weight, sealing a sample of the chink fluid in the tank. The baffle is lifted to the surface and emptied.

Ни обыденная желонка-аналог, ни ее усовершенствованные варианты - см., например, а.с. СССР N 1645449, N 1819981 не удовлетворяют современным потребностям нефтедобывающей промышленности. Проблемой является то, что продуктивность скважин снижается во времени из-за закупоривания пор, трещин и перфорационных каналов продуктами разрушения горных пород, разбуханием глины, отложением солей и парафина, повышением вязкости нефти и образованием в пласте водонефтяных эмульсий. Neither the ordinary counterpart, nor its advanced options - see, for example, A.S. USSR N 1645449, N 1819981 do not meet the modern needs of the oil industry. The problem is that well productivity decreases over time due to clogging of pores, cracks and perforation channels with rock destruction products, clay swelling, salt and paraffin deposition, increased oil viscosity and the formation of oil-water emulsions in the formation.

Это ведет к снижению дебита и приемистости скважин. Указанную проблему решают путем воздействия на призабойную зону пласта химической и термокислотной обработкой, пенокислотной обработкой, используют гидравлический разрыв пласта, электропрогрев, термогазохимическое воздействие, прокачку горячей нефти и паропрогрев, ударно-волновое воздействие. This leads to a decrease in the flow rate and injectivity of the wells. This problem is solved by exposure to the bottom-hole formation zone by chemical and thermo-acid treatment, foam acid treatment, hydraulic fracturing, electric heating, thermogas-chemical effect, hot oil pumping and steam heating, shock-wave action are used.

Наиболее близким техническим решением является ударно-депрессионная желонка (US 5462115, опубл. 1995), включающая полый цилиндр с верхней и нижней, имеющей ограничительный упор, направляющими, расположенный в упомянутых направляющих с возможностью продольного фиксированного перемещения боек, имеющий привод, замок, взаимодействующий с нажимным фиксатором режима работы, нижний торец с площадью поперечного сечения больше площади поперечного сечения верхней части, и на нижнем конце клапан. The closest technical solution is the shock-depression choke (US 5462115, publ. 1995), including a hollow cylinder with upper and lower, having a limit stop, guides located in the said guides with the possibility of longitudinal fixed movement of the strikers, having a drive, a lock, interacting with push-lock operating mode, the lower end with a cross-sectional area greater than the cross-sectional area of the upper part, and at the lower end of the valve.

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность ударно-волнового метода, ненадежность механизмов фиксации бойка. The disadvantage of the prototype is the lack of effectiveness of the shock-wave method, the unreliability of the mechanisms for fixing the striker.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности ударно-волнового метода воздействия, надежности механизмов фиксации бойка. The objective of the present invention is to increase the effectiveness of the shock-wave method of exposure, the reliability of the mechanisms of fixation of the striker.

Поставленная задача достигается тем, что в ударно-депрессионной желонке (УДЖ), включающей полый цилиндр с верхней и нижней, имеющей ограничительный упор, направляющими, расположенный в упомянутых направляющих с возможностью продольного фиксированного перемещения боек, имеющий привод, замок, взаимодействующий с нажимным фиксатором режима работы, нижний торец с площадью поперечного сечения больше поперечного сечения верхней части, а на нижнем конце клапан, согласно изобретению верхняя направляющая выполнена в виде демпфирующей камеры, нижняя - в виде гильзы с боковыми окнами, замок выполнен в виде направленных вершинами в противоположные стороны конусов, соединенных эксцентриком друг с другом, нижний торец бойка выполнен плоским, а клапан - поршневым. The problem is achieved in that in the shock-depression choke (ULC), which includes a hollow cylinder with upper and lower, having a limit stop, guides located in the said guides with the possibility of longitudinal fixed movement of the strikers, having a drive, a lock, interacting with the push-lock mode work, the bottom end with a cross-sectional area greater than the cross section of the upper part, and at the lower end of the valve, according to the invention, the upper guide is made in the form of a damping chamber, izhnyaya - a sleeve with the side windows, the lock is in the form vertices directed in opposite directions cones connected by eccentric lower end of the striker with each other is flat, and the valve - the piston.

Применение настоящего изобретения обеспечивает достижение поставленной задачи. The application of the present invention ensures the achievement of the task.

Фиг. 1 - УДЖ в рабочем режиме: режим заполнения желонки скважинной жидкостью. FIG. 1 - UDZH in operating mode: the mode of filling the flap borehole fluid.

Фиг. 2 - УДЖ в режиме готовности к работе: клапан закрыт, боек "сидит" на ограничительном упоре. FIG. 2 - UDZH in standby mode: the valve is closed, the striker "sits" on the limit stop.

Ударно-депрессионная желонка (УДЖ) состоит из полого цилиндра 1 с верхней и нижней направляющими. Верхняя направляющая выполнена в виде демпфирующей камеры 5. Нижняя - в виде гильзы 2 с боковыми окнами 3 и ограничительным упором 4. В направляющих расположен боек 6 с возможностью продольного фиксированного перемещения и поворота на 180^o при помощи привода 7. Боек 6 с плоским нижним торцом имеет на нижнем конце клапан 8, выполненный в виде поршня, и нижний торец с площадью поперечного сечения больше площади поперечного сечения верхней части, в средней части - замок 9, выполненный в виде направленных вершинами в противоположные стороны конусов 10, соединенных эксцентриком 11 друг с другом и взаимодействующих с нажимными фиксаторами 12 режима работы. УДЖ снабжена геофизическим кабелем 13 и датчиком 14. Ударно-волновой эффект возникает в полости желонки при практически мгновенном торможении высоко-скоростного потока жидкости в ней. При этом возникает гидравлический удар, сопровождающийся резким повышением давления.The shock-depression choke (ULC) consists of a hollow cylinder 1 with upper and lower guides. The upper guide is made in the form of a damping chamber 5. The lower one is in the form of a sleeve 2 with side windows 3 and a limit stop 4. In the guides there is a hammer 6 with the possibility of longitudinal fixed movement and rotation of 180 ^o using drive 7. The hammer 6 with a flat bottom has at the lower end a valve 8 made in the form of a piston, and a lower end with a cross-sectional area greater than the cross-sectional area of the upper part, in the middle part a lock 9 made in the form of cones 10 directed by their vertices in opposite directions, connected by the eccentric 11 to each other and interacting with the push tabs 12 of the operating mode. The UDZh is equipped with a geophysical cable 13 and a sensor 14. The shock-wave effect occurs in the cavity of the bunker with almost instantaneous inhibition of a high-speed fluid flow in it. In this case, a hydraulic shock occurs, accompanied by a sharp increase in pressure.

Депрессионный эффект возникает при практически мгновенном отборе из ствола скважины некоторого объема жидкости с мгновенным снижением гидростатического давления на этой глубине. При этом возникает "вакуумный удар", называемый депрессионным эффектом. The depressive effect occurs when an almost instantaneous selection of a certain volume of fluid from the wellbore occurs with an instantaneous decrease in hydrostatic pressure at this depth. In this case, a "vacuum stroke" occurs, called the depression effect.

Ударно-депрессионная желонка работает следующим образом. Shock and depression flap works as follows.

УДЖ спускается в скважину в положении (см. фиг. 2) на геофизическом кабеле 13. Управление желонкой обеспечивается приводом 7. Для понижения давления в поднятой из скважины желонке предусмотрена пробка 15. UDJ descends into the well in position (see Fig. 2) on the geophysical cable 13. The control of the choke is provided by the actuator 7. To reduce the pressure in the choke lifted from the well, a plug 15 is provided.

На глубине, где необходимо произвести работу, посредством привода 7 поворачивается боек 6 на 180^o. При этом эксцентрик 11 взаимодействует с нажимным фиксатором 12, который выходит из фиксирующей прорези замка 9.At a depth where it is necessary to carry out work, the drive 6 rotates the firing pin 6 by 180 ^o . In this case, the eccentric 11 interacts with the pressure lock 12, which comes out of the locking slot of the lock 9.

Клапан 8 с бойком 6 быстро, практически мгновенно, перемещается вверх, из ствола скважины жидкость устремляется в полость желонки 16, в которой находится воздух под атмосферным давлением (см. фиг. 1). The valve 8 with the striker 6 quickly, almost instantly, moves up, from the wellbore fluid flows into the cavity of the choke 16, in which there is air under atmospheric pressure (see Fig. 1).

В момент открытия клапана 8 под желонкой гидростатическое давление снижается и под действием перепада давления полость 16 желонки быстро заполняется жидкостью, а волна разряжения со скоростью звука в жидкости распространяется по стволу скважины. At the time of opening of the valve 8 under the choke, the hydrostatic pressure decreases and under the influence of a pressure drop, the chasm chamber 16 is quickly filled with liquid, and a rarefaction wave propagates along the borehole with the speed of sound in the liquid.

Практически мгновенное заполнение полости 16 и резкое торможение жидкости в ней вызывает ударное возрастание давления, значительно превышающее гидростатическое давление, бывшее до открытия клапана, боек 6, двигаясь вверх, тормозится в демпфирующей камере 5 трением в шлицах привода 7 и обратным торцом клапана 8 и жидкостью в полости 16. Это обеспечивает плавное отжатие конусами 10 замка 9 верхнего нажимного фиксатора 12 и застопоривание его и бойка 6 в пазе, образованном эксцентриком 11. Almost instantaneous filling of the cavity 16 and a sharp braking of the liquid in it causes a shock increase in pressure, significantly exceeding the hydrostatic pressure that existed before the valve was opened, the striker 6, moving up, is inhibited in the damping chamber 5 by friction in the splines of the actuator 7 and the back end of the valve 8 and the liquid in cavity 16. This provides a smooth squeezing by the cones 10 of the lock 9 of the upper pressure lock 12 and locking it and the hammer 6 in the groove formed by the eccentric 11.

В полости 16 желонки и скважине возникает колеблющийся столб жидкости с затухающей интенсивностью. An oscillating column of liquid with a damping intensity occurs in the cavity 16 of the choke and the well.

В процессе изменения давления из перфорационных каналов и пласта извлекаются жидкие и твердые частицы. Фильтрационные каналы очищаются, открывая путь для свободного притока пластового флюида в скважину. In the process of changing the pressure, liquid and solid particles are extracted from the perforation channels and the formation. The filtration channels are cleaned, opening the way for the free flow of formation fluid into the well.

Процесс гидродинамических изменений контролируется и регистрируется оператором по показаниям датчика 14. После установления гидростатического давления повторным включением привода 7 боек 6 с клапаном 8 и замком 9 поворачивается на 180^o. При этом нажимной фиксатор 12 выходит из паза, образованного эксцентриком 11, и боек 6 под действием своего веса опускается вниз и садится на ограничительный упор 4. Клапан 8 перекрывает окна 3 в гильзе 2 (см. фиг. 2). Желонку поднимают из скважины и опорожняют.The process of hydrodynamic changes is controlled and recorded by the operator according to the readings of the sensor 14. After the hydrostatic pressure has been established by turning on the drive 7 of the strikers 6 with the valve 8 and the lock 9 rotated 180 ^o . When this pressure lock 12 comes out of the groove formed by the eccentric 11, and the firing pin 6 under the influence of its weight falls down and sits on the limit stop 4. The valve 8 closes the window 3 in the sleeve 2 (see Fig. 2). The baffle is lifted from the well and emptied.

Использование данного изобретения позволяет осуществлять:
- очистку фильтрационных каналов;
- удаление из пласта перфорационных каналов песка, частиц горной породы;
- освобождение от заиливания и твердого осадка призабойных интервалов;
- поднятие с заданных интервалов проб воды и нефти;
- задействование для работы наземного промыслово-геофизического оборудования, т.е. типового подъемника и станции.The use of this invention allows to carry out:
- cleaning of filtration channels;
- removal from the formation of perforation channels of sand, rock particles;
- exemption from siltation and solid sediment of bottom-hole intervals;
- raising water and oil samples from predetermined intervals;
- use for the operation of ground-based geophysical equipment, i.e. standard lift and station.

Изобретение соответствует критерию "промышленная применимость" и может быть использовано при эксплуатации скважин для повышения нефтеотдачи. The invention meets the criterion of "industrial applicability" and can be used in the operation of wells to increase oil recovery.

Claims

Shock-depression choke, including a hollow cylinder with an upper and lower one having a limit stop, guides located in the said guides with the possibility of longitudinally fixed movement of the strikers, having a drive, a lock interacting with push-in clamps of the operating mode, the lower end with a cross-sectional area larger than the area the cross section of the upper part, and at the lower end is a valve, characterized in that the upper guide is made in the form of a damping chamber, the lower - in the form of a sleeve with side windows mi, the lock is made in the form of cones directed by the vertices in opposite directions, connected by an eccentric to each other, the lower end of the hammer is made flat, and the valve is made of a piston.