RU218590U1 - GAS INFLOW CONTROL DEVICE - Google Patents

GAS INFLOW CONTROL DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU218590U1
RU218590U1 RU2023103935U RU2023103935U RU218590U1 RU 218590 U1 RU218590 U1 RU 218590U1 RU 2023103935 U RU2023103935 U RU 2023103935U RU 2023103935 U RU2023103935 U RU 2023103935U RU 218590 U1 RU218590 U1 RU 218590U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
fluid
flow
well
control device
Prior art date
Application number
RU2023103935U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Вадимовна Савенок
Наиля Халимовна Жарикова
Александр Иванович Перепелкин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
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"
Application granted granted Critical
Publication of RU218590U1 publication Critical patent/RU218590U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть применена для эксплуатации нефтегазовых скважин, в частности для выравнивания профиля притока добываемого продукта по длине горизонтальной и субгоризонтальной скважины, а также для ограничения притока нежелательной фазы (нефти, воды) в каждом из интервалов скважины. Техническим результатом является повышение эффективности добычи природного газа. Устройство контроля газового притока крепится между насосно-компрессорными трубами в местах муфтовых резьбовых соединений, включает корпус с отверстиями, расположенными с внутренней стороны устройства, и каналами для движения флюида, ограничители потока, выполняющие роль клапанов, расположенные внутри каналов корпуса, и фильтрующую сетку.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be applied to the operation of oil and gas wells, in particular, to equalize the inflow profile of the produced product along the length of a horizontal and sub-horizontal well, as well as to limit the inflow of an undesirable phase (oil, water) in each of the intervals of the well. The technical result is to increase the efficiency of natural gas production. The gas inflow control device is mounted between the tubing pipes at the places of coupling threaded connections, includes a body with holes located on the inside of the device and channels for fluid movement, flow restrictors acting as valves located inside the body channels, and a filter mesh.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть применена для эксплуатации нефтегазовых скважин, в частности для выравнивания профиля притока добываемого продукта по длине горизонтальной и субгоризонтальной скважины, а также для ограничения притока нежелательной фазы (нефти, воды) в каждом из интервалов скважины.The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be applied to the operation of oil and gas wells, in particular, to equalize the inflow profile of the produced product along the length of a horizontal and sub-horizontal well, as well as to limit the inflow of an undesirable phase (oil, water) in each of the intervals of the well.

Известен автономный скважинный регулятор притока (патент РФ № 2513570, опубл. 20.04.2014), камера образована внутри корпуса и может быть гидравлически сообщена проточным каналом с внутренним кольцевым зазором, образованным вблизи ствола скважины. Поршень и смещающий элемент могут быть расположены внутри камеры, причем смещающий элемент приспособлен для смещения поршня в первое положение. Путь потока флюида образован внутри корпуса и сообщен с насосно-компрессорной колонной и внутренним кольцевым зазором. Путь потока может содержать одну или несколько форсунок, расположенных в нем, и поршень может быть приспособлен для перемещения между первым положением, обеспечивающим поток текучей среды через путь потока в насосно-компрессорную колонну, и вторым положением, предотвращающим поток текучей среды в насосно-компрессорную колонну - перекрыт. An autonomous downhole inflow regulator is known (RF patent No. 2513570, publ. 20.04.2014), the chamber is formed inside the housing and can be hydraulically communicated by a flow channel with an internal annular gap formed near the wellbore. The piston and the biasing element may be located inside the chamber, and the biasing element is adapted to bias the piston to the first position. The fluid flow path is formed inside the housing and communicates with the tubing string and the internal annulus. The flow path may have one or more nozzles disposed therein and the piston may be adapted to move between a first position allowing fluid flow through the flow path into the tubing string and a second position preventing fluid flow into the tubing string - blocked.

Недостатком является то, что клапан способен только закрываться при увеличении разности давлений между внутренней частью насосно-компрессорной колонны и затрубным пространством скважины, т.е. клапан перекрывает проходное сечение прохода флюида при увеличении разницы давлений.The disadvantage is that the valve is only able to close when the pressure difference between the inside of the tubing string and the well annulus increases, i.e. the valve closes the flow area of the fluid passage when the pressure difference increases.

Известно устройство регулирования потока (патент РФ на изобретение № 2600401, опубл. 20.10.2016), которое содержит корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой резьбовым соединением, осевой вход в корпус и радиально расположенные выходы, вход во вторичный канал в верхней части корпуса, выполненный в виде проточки, в которой расположен пористый элемент, систему капиллярных каналов в осевом направлении, выполненных в стенках корпуса, подвижный элемент, цангу и сопло малого диаметра. В нижней части корпуса капиллярные каналы объединены в полость между подвижным элементом и нижней частью корпуса. A flow control device is known (RF patent for the invention No. 2600401, publ. 20.10.2016), which contains a housing consisting of an upper and lower parts interconnected by a threaded connection, an axial inlet to the housing and radially located outlets, an inlet to the secondary channel in the upper part of the housing, made in the form of a groove, in which a porous element is located, a system of capillary channels in the axial direction, made in the walls of the housing, a movable element, a collet and a small diameter nozzle. In the lower part of the housing, the capillary channels are combined into a cavity between the movable element and the lower part of the housing.

Недостатком устройства регулирования потока является низкая надежность, связанная с наличием капиллярных каналов во вторичном потоке, проходя по которым поток среды неоднократно поворачивает, что при наличии механических примесей приведет к засорению вторичного канала и быстрому выходу устройства из строя.The disadvantage of the flow control device is the low reliability associated with the presence of capillary channels in the secondary flow, passing through which the medium flow repeatedly turns, which, in the presence of mechanical impurities, will lead to clogging of the secondary channel and a quick failure of the device.

Известна система управления потоком флюида в скважине, содержащая флюидный модуль с мостовой сетью для флюида, и способ применения такой системы (патент РФ на изобретение № 2568619, опубл. 20.11.2015), система содержит флюидный модуль с основным протоком, клапаном и мостовой сетью. Клапан имеет первое положение, при котором флюид может течь через основной проток, и второе положение, при котором течение флюида через основной проток блокируется. Мостовая сеть имеет первый и второй ответвительные протоки, каждый из которых имеет сообщающиеся с основным протоком впуск и выпуск и каждый из которых включает в себя два гидравлических сопротивления с расположенным между ними терминалом отбора давления. В процессе работы перепад давления между терминалами первого и второго ответвительных протоков смещает клапан между первым и вторым положениями. Known is a system for controlling the flow of fluid in a well, containing a fluid module with a bridge network for fluid, and a method for using such a system (RF patent for invention No. The valve has a first position, in which fluid can flow through the main passage, and a second position, in which the flow of fluid through the main passage is blocked. The bridge network has the first and second branch ducts, each of which has an inlet and outlet connected with the main duct, and each of which includes two hydraulic resistances with a pressure sampling terminal located between them. During operation, the differential pressure between the terminals of the first and second branch ducts shifts the valve between the first and second positions.

Недостатком является наличие сети разветвлённых узких каналов во флюидном модуле, расположенных близко друг к другу, что повышает вероятность их кольматации и выхода системы из строя.The disadvantage is the presence of a network of branched narrow channels in the fluid module, located close to each other, which increases the likelihood of their clogging and system failure.

Известен регулируемый ограничитель потока для использования в подземной скважине (патент РФ на изобретение № 2532410, опубл. 10.11.2014), система содержит проточную камеру, через которую протекает многокомпонентный флюид, причем данная камера содержит, по меньшей мере, один вход, выход и, по меньшей мере, одну конструкцию, расположенную по спирали относительно выхода, способствующую закручиванию потока многокомпонентного флюида по спирали вокруг выхода. Другой вариант системы содержит проточную камеру, имеющую выход, по меньшей мере, одну конструкцию, способствующую закручиванию многокомпонентного флюида по спирали вокруг выхода, и, по меньшей мере, еще одну конструкцию, препятствующую перенаправлению потока многокомпонентного флюида на радиальную траекторию, проходящую к выходу. Технический результат заключается в предотвращении образования газового конуса и/или конуса обводнения вокруг скважины.An adjustable flow restrictor is known for use in an underground well (RF patent for invention No. 2532410, publ. 11/10/2014), the system contains a flow chamber through which a multicomponent fluid flows, and this chamber contains at least one inlet, outlet and, at least one structure arranged in a spiral relative to the outlet, facilitating the twisting of the flow of the multi-component fluid in a spiral around the outlet. Another version of the system contains a flow chamber having an outlet, at least one structure that promotes the multicomponent fluid to spiral around the outlet, and at least one more structure that prevents the multicomponent fluid flow from being redirected to a radial trajectory passing to the outlet. The technical result consists in preventing the formation of a gas cone and/or water cone around the well.

Недостатком регулируемого ограничителя потока является низкая эффективность отделения скважинного флюида при поступлении среды с меньшей вязкостью.The disadvantage of an adjustable flow restrictor is the low efficiency of well fluid separation when a medium with a lower viscosity enters.

Известен автономный клапан контроля притока АУКП-FLOWREG AICD (патент US WO 2013139601 A2, опубл. 26.09.2013), который включает два гидравлических сопротивления, выполненные в виде одного отверстия в крышке и нескольких отверстий в днище корпуса, между которыми с возможностью осевого перемещения установлен диск. Диск выполняет функции клапана, осевое перемещение которого с одной стороны ограничено крышкой, а с другой стороны выступами осевой ориентации, расположенными на днище внутри корпуса. В крышке отверстие выполнено в центре, а в днище отверстия расположены по краю внутренней полости корпуса.Known autonomous inflow control valve AUCP-FLOWREG AICD (patent US WO 2013139601 A2, publ. 26.09.2013), which includes two hydraulic resistance, made in the form of one hole in the cover and several holes in the bottom of the housing, between which is installed with the possibility of axial movement disk. The disk performs the functions of a valve, the axial movement of which is limited on the one hand by the cover, and on the other hand by axial orientation protrusions located on the bottom inside the body. In the cover, the hole is made in the center, and in the bottom, the holes are located along the edge of the inner cavity of the housing.

Недостатком является низкая надежность, связанная с тем, что выступы осевой ориентации, расположенные близко к центру, создают условия для кольматации внутренней полости устройства, а также к перекосу в нем диска, так как в процессе установки трубы в скважину ее ориентация при спуске может меняться на 360°.The disadvantage is low reliability due to the fact that the protrusions of axial orientation, located close to the center, create conditions for clogging the internal cavity of the device, as well as for the disk to be skewed in it, since during the installation of the pipe into the well, its orientation during descent can change to 360°.

Известно автономное устройство контроля притока (патент US № 8833466, опубл. 16.09.2014), принятое за прототип, содержащее фильтр для удаления твердых частиц из пластового флюида и два ограничителя потока. Ограничители потока расположены на противоположных сторонах устройства контроля притока и соединены изолированным каналом для жидкости. Устройство контроля притока также включает одно устройство снижения давления, которое создает падение давления пластового флюида в ответ на давление флюида в резервуаре. Устройство контроля притока также включает в себя дроссельное устройство, которое позволяет перекрыть поток добываемого флюида и очистить сажевый фильтр при условии установления устройства в скважине.An autonomous inflow control device is known (US patent No. 8833466, publ. 09/16/2014), adopted as a prototype, containing a filter to remove solid particles from the formation fluid and two flow restrictors. The flow restrictors are located on opposite sides of the inflow control device and are connected by an insulated fluid passage. The inflow control device also includes one pressure reducing device that creates a pressure drop in formation fluid in response to fluid pressure in the reservoir. The inflow control device also includes a throttling device that allows shutting off the flow of produced fluid and cleaning the particulate filter, provided that the device is installed in the well.

Недостатком данного устройства является наличие множества капиллярных каналов в участке после камер с шариками, проходя по которым, поток неоднократно поворачивает, что при наличии механических примесей неизбежно приведет к засорению капиллярных каналов и преждевременному отказу устройства.The disadvantage of this device is the presence of many capillary channels in the area after the chambers with balls, passing through which the flow repeatedly turns, which in the presence of mechanical impurities will inevitably lead to clogging of the capillary channels and premature failure of the device.

Техническим результатом является повышение эффективности добычи природного газа.The technical result is to increase the efficiency of natural gas production.

Технический результат достигается тем, что внутри камеры размещен ограничитель потока в форме шара, на котором с одной стороны закреплен один конец пружины, а другой конец – на стенках входного канала, вокруг входа в блокирующего канал, который выполнен в форме двух цилиндров с сужением между ними, при этом блокирующий канал соединен с выходным каналом, другой конец которого соединен через отверстие, которое выполнено на поверхности внутренней полости.The technical result is achieved by the fact that inside the chamber there is a flow restrictor in the form of a ball, on which one end of the spring is fixed on one side, and the other end is fixed on the walls of the inlet channel, around the inlet to the blocking channel, which is made in the form of two cylinders with a narrowing between them wherein the blocking channel is connected to the outlet channel, the other end of which is connected through a hole, which is made on the surface of the inner cavity.

Устройство контроля газового притока поясняется следующими фигурами:The gas inflow control device is illustrated by the following figures:

фиг. 1 - общий вид устройства;fig. 1 - general view of the device;

фиг. 2 - увеличенное изображение центральной части корпуса;fig. 2 - enlarged image of the central part of the body;

фиг. 3 - устройство в разрезе;fig. 3 - device in section;

фиг. 4 - сечение устройства в объеме,fig. 4 - section of the device in volume,

где 1 – корпус;where 1 - body;

2 – фильтрующая сетка;2 - filter mesh;

3 – входной канал;3 – input channel;

4 – ограничитель потока;4 - flow limiter;

5 – пружина;5 - spring;

6 – блокирующий канал;6 - blocking channel;

7 – выходной канал;7 - output channel;

8 – выходное отверстие;8 - outlet;

9 – внутренняя полость;9 - internal cavity;

10 – внутренняя резьба;10 - internal thread;

11 – внешняя резьба;11 - external thread;

12 – центральная часть корпуса.12 - the central part of the body.

Устройство контроля газового притока состоит из корпуса 1, выполненного в форме полого цилиндра с утолщением в центральной части корпуса 12. На одной части корпуса 1 за его центральной частью корпуса 12 на поверхности внутренней полости 9 выполнена внутренняя резьба 10, а на другой его части - внешняя резьба 11 с возможностью соединения с насосно-компрессорными трубами. Вокруг центральной части корпуса закреплен фильтр, в качестве которого используют фильтрующую сетку 2. В корпусе 1 выполнены параллельно друг другу входные каналы 3, от начала фильтрующей сетки 2, до центра корпуса 1. Внутри входного канала 3 размещен ограничитель потока 4 в форме шара. Пружина 5 закреплена с одной стороны на ограничителе потока 4, а с другой стороны на стенках входного канала 3, вокруг входа в блокирующего канал 6. Блокирующий канал 6 выполнен в форме двух цилиндров с сужением между ними. Блокирующий канал 6 соединен с выходным каналом 7, конец выходного канала 7 через выходное отверстие 8 соединен с внутренней полостью 9.The gas inflow control device consists of a body 1 made in the form of a hollow cylinder with a thickening in the central part of the body 12. On one part of the body 1 behind its central part of the body 12, on the surface of the inner cavity 9, an internal thread 10 is made, and on the other part, an external thread thread 11 with the possibility of connection with tubing. A filter is fixed around the central part of the housing, which is used as a filter mesh 2. In the housing 1, inlet channels 3 are made parallel to each other, from the beginning of the filter mesh 2 to the center of the housing 1. Inside the inlet channel 3 there is a flow restrictor 4 in the form of a ball. The spring 5 is fixed on one side on the flow restrictor 4, and on the other side on the walls of the inlet channel 3, around the inlet to the blocking channel 6. The blocking channel 6 is made in the form of two cylinders with a narrowing between them. The blocking channel 6 is connected to the outlet channel 7, the end of the outlet channel 7 through the outlet hole 8 is connected to the internal cavity 9.

Устройство контроля газового притока работает следующим образом. Устройство устанавливают между насосно-компрессорными трубами с помощью нанесённых на корпус 1 внутренней резьбы 10 и внешней резьбы 11. Добываемый флюид поступает в корпус устройства 1, проходя через фильтрующую сетку 2, происходит отделение от флюида твердых частиц. Далее флюид движется по входному каналу 3. При попадании во входной канал 3 нефти или воды ограничитель потока 4, закрепленный пружиной 5 с блокирующим каналом 6, ввиду своей плотности, под действием силы потока добываемого флюида будет перемещать его в сторону блокирующего канала 6, сжимая пружину 5, ограничитель потока 4, выполняя роль клапана, закроет блокирующий канал 6, флюид не будет поступать в выходной канал 7, а будет направляться обратно в пласт. При попадании во входной канал 3 газа силы потока флюида, с которым он движется, ввиду многократно меньшей плотности газа, будет недостаточно для сжатия пружины 5 и закрытия блокирующего канала 6 ограничителем потока 4, и газ будет попадать в выходной канал 7. Газ, после прохождения выходного канала 7, проходит через выходное отверстие 8, и попадает во внутреннюю полость 9, в которой продолжает свое движение по насосно-компрессорным трубам в сторону устья скважины. Блокирующий канал 6 выполнен с сужением в центральной части, обеспечивает возможность блокировки или разблокировки поступающего флюида при смене жидкости на газ или наоборот из-за возвращения пружины 5 в исходное состояние ограничителем потока 4 во входном канале 3.The gas inflow control device operates as follows. The device is installed between the tubing with the help of internal thread 10 and external thread 11 applied to the body 1. The produced fluid enters the device body 1, passing through the filter mesh 2, solid particles are separated from the fluid. Further, the fluid moves along the inlet channel 3. When oil or water enters the inlet channel 3, the flow restrictor 4, fixed by a spring 5 with a blocking channel 6, due to its density, under the action of the flow force of the produced fluid will move it towards the blocking channel 6, compressing the spring 5, the flow restrictor 4, acting as a valve, will close the blocking channel 6, the fluid will not enter the outlet channel 7, but will be directed back into the formation. When the gas enters the inlet channel 3, the force of the fluid flow with which it moves, due to the many times lower density of the gas, will not be enough to compress the spring 5 and close the blocking channel 6 with the flow restrictor 4, and the gas will enter the outlet channel 7. The gas, after passing outlet channel 7, passes through the outlet 8, and enters the inner cavity 9, in which it continues its movement along the tubing towards the wellhead. The blocking channel 6 is made with a narrowing in the central part, provides the ability to block or unblock the incoming fluid when changing from liquid to gas or vice versa due to the return of the spring 5 to its original state by the flow restrictor 4 in the inlet channel 3.

Устройство позволяет за счет конструкции блокирующего канала и камеры с ограничителем потока не допускать попадания жидкого флюида в насосно-компрессорные трубы. Однако устройство пропускает газ при его поступлении, тем самым повышается общая эффективность добычи природного газа.The device allows, due to the design of the blocking channel and the chamber with a flow restrictor, to prevent liquid fluid from entering the tubing. However, the device allows the gas to pass as it enters, thereby increasing the overall efficiency of natural gas production.

Claims (1)

Устройство контроля газового притока, включающее возможность соединения с насосно-компрессорными трубами, каналы, ограничитель потока, фильтр, отличающееся тем, что внутри входного канала размещен ограничитель потока в форме шара, на котором с одной стороны закреплен один конец пружины, а другой конец – на стенках входного канала, вокруг входа в блокирующего канал, который выполнен в форме двух цилиндров с сужением между ними, при этом блокирующий канал соединен с выходным каналом, конец выходного канала через выходное отверстие соединен с внутренней полостью.A gas inflow control device, including the possibility of connection with tubing, channels, a flow restrictor, a filter, characterized in that a flow restrictor in the form of a ball is placed inside the inlet channel, on which one end of the spring is fixed on one side, and the other end is on the walls of the inlet channel, around the entrance to the blocking channel, which is made in the form of two cylinders with a narrowing between them, while the blocking channel is connected to the outlet channel, the end of the outlet channel through the outlet is connected to the internal cavity.
RU2023103935U 2023-02-21 GAS INFLOW CONTROL DEVICE RU218590U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU218590U1 true RU218590U1 (en) 2023-05-31

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU119387U1 (en) * 2012-02-27 2012-08-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина WELL VALVE DEVICE
WO2013139601A2 (en) * 2012-03-21 2013-09-26 Inflowcontrol As A flow control device and method
US8833466B2 (en) * 2011-09-16 2014-09-16 Saudi Arabian Oil Company Self-controlled inflow control device
RU2682388C1 (en) * 2017-10-10 2019-03-19 Владимир Александрович Чигряй Device of fluid inflow control
CN210483686U (en) * 2019-07-03 2020-05-08 中国石油天然气股份有限公司 Constant steam distribution pipe column

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8833466B2 (en) * 2011-09-16 2014-09-16 Saudi Arabian Oil Company Self-controlled inflow control device
RU119387U1 (en) * 2012-02-27 2012-08-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина WELL VALVE DEVICE
WO2013139601A2 (en) * 2012-03-21 2013-09-26 Inflowcontrol As A flow control device and method
RU2682388C1 (en) * 2017-10-10 2019-03-19 Владимир Александрович Чигряй Device of fluid inflow control
CN210483686U (en) * 2019-07-03 2020-05-08 中国石油天然气股份有限公司 Constant steam distribution pipe column

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8875797B2 (en) Method for flow control and autonomous valve or flow control device
US9896906B2 (en) Autonomous flow control system and methodology
US8590630B2 (en) System and method for controlling the flow of fluid in branched wells
US20150021019A1 (en) Downhole Fluid Flow Control System and Method Having Autonomous Closure
CA2717048C (en) Tubular member having self-adjusting valves controlling the flow of fluid into or out of the tubular member
JP2014531536A5 (en)
AU2018362224B2 (en) Chemical injection valve enhanced sealing capability
EA027327B1 (en) Flow control device and method
WO2011095512A2 (en) Flow control device and flow control method
EP3844367B1 (en) A valve for closing fluid communication between a well and a production string, and a method of using the valve
RU218590U1 (en) GAS INFLOW CONTROL DEVICE
AU2013394408B2 (en) Downhole fluid flow control system and method having autonomous closure
RU218911U1 (en) GAS INFLOW CONTROL DEVICE
RU218391U1 (en) GAS INFLOW CONTROL DEVICE
RU2577347C2 (en) System with varying flow drag to prevent ingress of unwanted fluid through well
RU2738045C1 (en) Inflow control device
RU2743285C1 (en) Autonomous inflow regulator
RU2739173C1 (en) Autonomous inflow regulator
SU1170125A1 (en) Apparatus for hydro-sandblasting perforation of wells
US11846165B2 (en) Fluid flow control system with a wide range of flow
US10174587B2 (en) Fluid flow sensor