RU2389866C2 - Bottom-hole cutoff valve - Google Patents
Bottom-hole cutoff valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389866C2 RU2389866C2 RU2007131263/03A RU2007131263A RU2389866C2 RU 2389866 C2 RU2389866 C2 RU 2389866C2 RU 2007131263/03 A RU2007131263/03 A RU 2007131263/03A RU 2007131263 A RU2007131263 A RU 2007131263A RU 2389866 C2 RU2389866 C2 RU 2389866C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- valve
- force
- movable part
- shut
- Prior art date
Links
Landscapes
- Safety Valves (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи нефти, а именно к глушению скважин. В настоящее время разработка нефтяных месторождений производится с поддержанием пластового давления путем закачки в эксплуатационные горизонты воды или газа. На большинстве таких месторождений в результате интенсификации поддержания пластового давления, пластовое давление выше первоначального давления или выше давления гидростатического столба пластовой жидкости. Несмотря на то, что большинство скважин фонтанирует, для увеличения отбора жидкости в скважины спускаются высокопроизводительные штанговые или электропогружные насосы.The invention relates to the field of oil production, namely to killing wells. Currently, the development of oil fields is carried out with the maintenance of reservoir pressure by injecting water or gas into production horizons. In most such fields, as a result of the intensification of reservoir pressure maintenance, reservoir pressure is higher than the initial pressure or higher than the pressure of the hydrostatic column of the reservoir fluid. Despite the fact that most wells are flowing, high-performance sucker-rod or electric submersible pumps are lowered into the wells to increase fluid withdrawal.
Для спуска насосных установок в скважины, имеющие избыточные давления на устье, необходимо предварительно произвести их задавку, то есть заменить столб пластовой жидкости в скважине специальными растворами (как правило солевыми) с большим удельным весом.For the descent of pumping units into wells that have excess pressure at the wellhead, it is necessary to pre-fill them, that is, replace the column of formation fluid in the well with special solutions (usually saline) with a large specific gravity.
Задавка скважин процесс трудоемкий, дорогостоящий, продолжительный, ведет к большим недоборам нефти после пуска скважины в эксплуатацию. Недоборы, как следствие повреждения призабойной зоны, продолжаются длительное время после окончания ремонтных работ, а также необходимости отработки из пласта задавочной жидкости.Well filling is a laborious, expensive, lengthy process that leads to large shortages of oil after putting a well into operation. Shortages, as a result of damage to the bottom-hole zone, continue for a long time after the completion of repair work, as well as the need to work out filling fluid from the formation.
Кроме этого, вследствие воздействия солевого раствора идет интенсивная коррозия нефтепромыслового оборудования и конструкций самой скважины.In addition, due to the influence of saline, there is intense corrosion of oilfield equipment and well structures.
Предлагались и предлагаются различные способы глушения скважин. Основной недостаток этих способов в том, что они основаны на закачке в скважину определенных химических веществ с целью повышения плотности или удельного веса закачиваемых растворов, в том числе и соленой воды. Есть и конструкции забойных клапанов-отсекателей, работающих под действием возвратных пружин, перекрывающих проход в скважине под действием этих пружин или пружины, установленных в конструкции клапана-отсекателя. Это известные конструкции клапана Гайберсона и других. К этому же классу относится и «Устройство для перекрывания потока флюида в скважине» - патент №2237152. В этом изобретении основной элемент для управления отсекающим клапаном - возвратная пружина. Основной недостаток этого изобретения и других аналогичных конструкции - использование пружин для управления процессом отсекания. При знакопеременных нагрузках, неизбежных в процессе эксплуатации в скважине, эти нагрузки нарушают систему регулировки, основным элементом которого являются возвратные пружины или пружина, вследствие этого - отказ в работе. Другой недостаток - сложность конструкции.Various killing methods have been proposed and are being offered. The main disadvantage of these methods is that they are based on the injection of certain chemicals into the well in order to increase the density or specific gravity of the injected solutions, including salt water. There are also designs of downhole shutoff valves operating under the action of return springs, blocking the passage in the well under the action of these springs or springs installed in the design of the shutoff valve. These are the well-known designs of the Guiberson valve and others. The same class includes "Device for blocking the fluid flow in the well" - patent No. 2237152. In this invention, the main element for controlling the shut-off valve is a return spring. The main disadvantage of this invention and other similar designs is the use of springs to control the cutting process. With alternating loads that are unavoidable during operation in the well, these loads violate the adjustment system, the main element of which is return springs or a spring, as a result of which failure in operation. Another disadvantage is the complexity of the design.
Целью предлагаемого изобретения является автоматическое отключение пластового давления во время проведения капитального и текущего ремонта скважин. Положительный эффект от использования изобретения заключается в устранении необходимости применения дорогостоящих жидкостей глушения для поддержания пластового давления, в предотвращении нарушения коллекторских свойств в призабойной зоне пласта, возникающих вследствие поглощения пластом жидкости глушения, в исключении дополнительных расходов, связанных с откачкой тяжелой жидкости глушения после проведения ремонта, обеспечение надежного глушения скважин, применением клапана-отсекателя, принцип действия которого основан на иных, надежных действиях гидравлических и механических законах.The aim of the invention is the automatic shutdown of reservoir pressure during the overhaul and maintenance of wells. The positive effect of the use of the invention is to eliminate the need to use expensive killing fluids to maintain reservoir pressure, to prevent disturbance of reservoir properties in the bottom-hole zone of the formation resulting from the absorption of killing fluid by the reservoir, to avoid additional costs associated with pumping heavy killing fluids after repairs, ensuring reliable killing of wells by using a shut-off valve, the principle of which is based on others, reliable operation of hydraulic and mechanical laws.
Поставленная задача решается применением одного из основных уравнений гидромеханики Д.Бернулли, которая при установившемся движении несжимаемой идеальной жидкости в однородном поле сил тяжести имеет вид:The problem is solved by applying one of the basic equations of hydromechanics D. Bernoulli, which with the steady motion of an incompressible ideal fluid in a uniform field of gravity has the form:
gh+p/ρ+v2/2=0,gh + p / ρ + v 2/2 = 0,
где v - скорость жидкости,where v is the fluid velocity,
ρ - ее плотность,ρ is its density,
p - давление в ней,p is the pressure in it,
h - высота жидкой частицы над некоторой горизонтальной плоскостью,h is the height of the liquid particle above a certain horizontal plane,
g - ускорение свободного падения,g is the acceleration of gravity,
С - величина, постоянная на каждой линии тока, но в общем случае изменяющая свое значение при переходе от одной линии тока к другой.C is a value constant on each streamline, but in the general case changes its value when moving from one streamline to another.
Сумма первых двух членов в левой части уравнения равна полной потенциальной, а третий член - кинетической энергиям, отнесенным к единице массы жидкости;The sum of the first two terms on the left side of the equation is equal to the full potential, and the third term is the kinetic energies referred to the unit mass of the liquid;
следовательно, все уравнение выражает для движущейся жидкости закон сохранения механической энергии и устанавливает важную зависимость между v, p и h. Например, если при неизменной h скорость течения вдоль линии тока возрастает, то давление падает, и наоборот. В соответствии с этим принцип работы клапана отсекателя основан на эффекте возникновения разности давлений во время откачки жидкости из скважины, а во время ремонта скважины клапан-отсекатель постоянно закрыт. Другое физическое явление, используемое в решении, - это архимедова сила, то есть сила, выталкивающая тело из жидкости или газа и определяемая по формуле:consequently, the entire equation expresses the law of conservation of mechanical energy for a moving fluid and establishes an important relationship between v, p and h. For example, if with constant h the flow velocity along the streamline increases, then the pressure drops, and vice versa. In accordance with this, the principle of operation of the shutoff valve is based on the effect of the occurrence of a pressure difference during pumping fluid from the well, and during the repair of the well, the shutoff valve is constantly closed. Another physical phenomenon used in the solution is the Archimedean force, that is, the force that pushes the body out of a liquid or gas and is determined by the formula:
FA=g·ρж·VТ, F A = g · ρ W · V T ,
где FA - архимедова сила, ρж - плотность жидкости, VТ - объем погруженного в жидкость тела, where F A is the Archimedean force, ρ W is the density of the liquid, V T is the volume of the body immersed in the liquid,
то есть тело, погруженное в жидкость, может всплывать, плавать внутри нее, или тонуть.that is, a body immersed in a liquid can float, swim inside it, or sink.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена принципиальная схема действия клапана-отсекателя (стрелками изображено движения нефти). Клапан-отсекатель 3 спускается в скважину 2 вместе с пакером 8 и соединительной муфтой 1 на глубину ниже эксплуатационного насоса. При достижении необходимой глубины спуска под действием выталкивающей силы нефти подвижная часть 4 клапана-отсекателя 3 приподнимается и закрывает проходное отверстие в скважине.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the action of the shutoff valve (arrows indicate the movement of oil). The shut-off valve 3 is lowered into the well 2 together with the packer 8 and the coupling 1 to a depth below the production pump. Upon reaching the necessary depth of descent under the action of the buoyancy force of oil, the movable part 4 of the shutoff valve 3 rises and closes the bore hole in the well.
Конструкция и вес подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 рассчитаны таким образом, что она срабатывает на определенной глубине в скважине для стабильной работы спускаемых насосов, то есть ее вес при этом становится меньше выталкивающей архимедовой силы. После пропуска определенного объема нефти под действием результирующей силы, определяемой весом подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 и выталкивающей силы жидкости в скважине, подвижная часть 4 клапана-отсекателя 3 приподнимается и усилие через шток 6 передается на тарелку 7, которая перекрывает приток нефти. Верхняя тарелка 5 и нижняя тарелка 7 в подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 представляют собой запорные устройства в виде клапанов. При работе насоса во время эксплуатации нефть, всасываясь в подвижную часть 4 клапана отсекателя 3, со скоростью обтекает нижний торец фланца подвижной части 4 клапана отсекателя 3, тем самым создавая зону пониженного давления. Это понижение давления зависит от геометрических размеров конструкции и определяется гидравлическими расчетами и составляют до 10-15% от давления, существующего в зоне установки клапана-отсекателя. (Гидравлика, водоснабжение и канализация. Учебник для ВУЗов. В.И.Калицун, B.C.Кедров и другие. М., 1980, стр.44-45.) А над верхней частью фланца сохраняется высокое давление. Результирующая сила, равная разности давлении на верхней и нижней торцах фланца подвижной части 4 клапана отсекателя 3, передается через шток 6 на тарелку 7, открывая его и обеспечивая приток нефти. Это же сила обеспечивает и надежную технологию опрессовки колонны НКТ. Тарелка 5 подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 обеспечивает надежное перекрытие забоя скважины во время опрессовки НКТ. Шток 6, соединяющий верхнюю тарелку 5 и нижнюю 7 подвижной части 4 клапана-отсекателя 3, имеет достаточную длину, чтобы обеспечивать надежную работу клапана-отсекателя. The design and weight of the movable part 4 of the shutoff valve 3 are designed in such a way that it operates at a certain depth in the well for stable operation of the descent pumps, that is, its weight in this case becomes less than the buoyant Archimedean force. After passing a certain volume of oil under the action of the resultant force determined by the weight of the movable part 4 of the shutoff valve 3 and the buoyancy force of the fluid in the well, the movable part 4 of the shutoff valve 3 is lifted and the force is transmitted through the stem 6 to the plate 7, which blocks the flow of oil. The upper plate 5 and the lower plate 7 in the movable part 4 of the shut-off valve 3 are locking devices in the form of valves. During operation of the pump during operation, the oil is sucked into the movable part 4 of the valve of the shut-off valve 3 and flows around with a speed around the lower end of the flange of the movable part 4 of the valve of the shut-off valve 3, thereby creating a zone of reduced pressure. This decrease in pressure depends on the geometric dimensions of the structure and is determined by hydraulic calculations and amounts to 10-15% of the pressure existing in the installation zone of the shutoff valve. (Hydraulics, water supply and sewerage. Textbook for high schools. V.I. Kalitsun, B.C. Kedrov and others. M., 1980, pp. 44-45.) And high pressure remains above the upper part of the flange. The resulting force equal to the pressure difference at the upper and lower ends of the flange of the movable part 4 of the valve of the shut-off valve 3 is transmitted through the stem 6 to the plate 7, opening it and ensuring the flow of oil. The same force provides reliable technology for crimping the tubing string. Plate 5 of the movable part 4 of the shutoff valve 3 provides reliable overlapping of the bottom of the well during pressure testing of the tubing. The stem 6 connecting the upper plate 5 and the lower 7 of the movable part 4 of the shut-off valve 3 is of sufficient length to ensure reliable operation of the shut-off valve.
Преимущества предлагаемого изобретения:The advantages of the invention:
1. Простота конструкции.1. The simplicity of the design.
2. Клапан является автономным устройством, который открывается при работе насоса и автоматически закрывается при прекращении отбора нефти.2. The valve is a self-contained device that opens when the pump is running and automatically closes when oil withdrawal ceases.
3. Простой и надежный метод регулирования давления открытия и закрытия клапана.3. A simple and reliable method of regulating the pressure of opening and closing the valve.
4. Для работы клапана не требуется наличия гидравлических, электрических или каких-либо других дистанционных методов управления, манипуляции НКТ или работы с тросом.4. The valve does not require hydraulic, electrical or any other remote control methods, tubing manipulation or cable operation.
5. Дополнительным преимуществом системы является предотвращение полетов расчленившихся электропогружных и других насосов на забой, что особо важно в наклонно направленных скважинах и скважинах с горизонтальным забойным интервалом.5. An additional advantage of the system is the prevention of flights of dismembered electric submersible and other pumps to the bottom, which is especially important in directional wells and wells with a horizontal bottom hole interval.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131263/03A RU2389866C2 (en) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Bottom-hole cutoff valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007131263/03A RU2389866C2 (en) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Bottom-hole cutoff valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007131263A RU2007131263A (en) | 2009-02-20 |
RU2389866C2 true RU2389866C2 (en) | 2010-05-20 |
Family
ID=40531475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007131263/03A RU2389866C2 (en) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Bottom-hole cutoff valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2389866C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445445C1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-03-20 | Дмитрий Иванович Александров | Self-contained shutoff device |
-
2007
- 2007-08-13 RU RU2007131263/03A patent/RU2389866C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445445C1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-03-20 | Дмитрий Иванович Александров | Self-contained shutoff device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007131263A (en) | 2009-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9366118B2 (en) | Processes and systems for treating oil and gas wells | |
US5339905A (en) | Gas injection dewatering process and apparatus | |
US20090145595A1 (en) | Gas assisted downhole pump | |
RU2671370C2 (en) | Crossover valve system and method for gas production | |
RU2464409C1 (en) | Method of feeding reagent into well tubing | |
RU115408U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE DEVELOPMENT OF TWO OPERATING OBJECTS ONE WELL | |
Beckwith | Pumping oil: 155 years of artificial lift | |
RU2576729C1 (en) | Apparatus for simultaneous separate operation of several deposits at same well (versions) | |
RU91371U1 (en) | DEVICE FOR DEVELOPMENT AND OPERATION OF WELLS | |
RU2389866C2 (en) | Bottom-hole cutoff valve | |
RU2498058C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit for water pumping to stratum | |
AU2017234997B2 (en) | Pressure sensing system | |
CN204716213U (en) | Pressure fluctuation meter drives self-balancing piston pump pumping equipment | |
RU2440514C1 (en) | Oil-well pumping unit | |
RU105938U1 (en) | DEVICE FOR FLUID PUMPING INTO A WELL | |
RU2420655C1 (en) | Procedure for prevention of wellhead freezing in pressure well | |
CN104929595A (en) | Pulsating pressure driving self-balancing piston pump drain device and technological method thereof | |
RU2678284C2 (en) | Device for extraction of high-viscosity oil from deep wells | |
RU2196888C2 (en) | Method and device for wave stimulation of oil pool | |
US3272144A (en) | Well pump | |
Samad | Gas interference in sucker rod pump | |
Jiang | The Sucker Rod Pump Parameters Optimization of Horizontal Wells with ASP Flooding Considering the Influence of Centralizers | |
RU2483228C1 (en) | Pumping rod borehole plant with double-acting pump | |
RU2751026C1 (en) | Elevator pipe column for downhole electric centrifugal pump | |
RU2608096C1 (en) | Installation for pumping fluid into the formation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100814 |