RU2526058C1 - Device for acid-hydraulic fracturing of formation - Google Patents
Device for acid-hydraulic fracturing of formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526058C1 RU2526058C1 RU2013133542/03A RU2013133542A RU2526058C1 RU 2526058 C1 RU2526058 C1 RU 2526058C1 RU 2013133542/03 A RU2013133542/03 A RU 2013133542/03A RU 2013133542 A RU2013133542 A RU 2013133542A RU 2526058 C1 RU2526058 C1 RU 2526058C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conical
- split cone
- sleeve
- housing
- nozzles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для проведения кислотного гидроразрыва пласта в открытых стволах скважин.The invention relates to the oil and gas industry and is intended for acid fracturing in open wellbores.
Известно устройство для гидроразрыва пласта (патент ФРГ №2402757, МПК Е21В 43/25, опубл. в 1978 г.), содержащее корпус с радиальными каналами, в которых закреплены втулки с коническим соплом.A device for hydraulic fracturing (patent of Germany No. 2402757, IPC EV 43/25, publ. In 1978), comprising a housing with radial channels in which bushings with a conical nozzle are fixed.
Недостатком этого устройства является низкая эффективность, связанная с невозможностью изменения расстояния между торцами сопел и обрабатываемым пластом.The disadvantage of this device is the low efficiency associated with the inability to change the distance between the ends of the nozzles and the treated formation.
Также известно устройство для гидроразрыва пласта (авторское свидетельство SU №1029673, МПК Е21В 43/263, опубл. 10.05.1999 г.), содержащее корпус с крышкой со штоком и отражатель, образующие камеру сгорания, в которой размещены пороховой заряд с воспламенителем и уплотнительный элемент.A device for hydraulic fracturing (copyright certificate SU No. 1029673, IPC ЕВВ 43/263, publ. 05/10/1999) is also known, comprising a housing with a cap with a rod and a reflector forming a combustion chamber in which a powder charge with an igniter and a sealing are placed element.
Недостатками этого устройства являются малая надежность в работе и необходимость соблюдения строгих мер безопасности для исключения травматизма обслуживающего персонала.The disadvantages of this device are the low reliability and the need for strict safety measures to avoid injuries to staff.
Также известно устройство для гидроразрыва пластов (патент RU №2412346, МПК Е21В 43/26, опубл. 20.02.2011 г., Бюл. №5), содержащее геофизический кабель, средство транспортировки, соединенное со средством гидроразрыва, при этом средство транспортировки выполнено в виде гидравлического движителя, соединенного общим валом с приводом и высоковольтным генератором, размещенными внутри закрытого герметичного корпуса, установленного, в свою очередь, внутри кожуха с образованием кольцевого зазора, при этом высоковольтный генератор выполнен с пьезоэлектрическими пластинами, а общий вал имеет диски с роликами, последние из которых имеют возможность оказывать давление на пьезоэлектрические пластины при вращении общего вала от привода.It is also known a device for hydraulic fracturing (patent RU No. 2412346, IPC ЕВВ 43/26, publ. 02.20.2011, Bull. No. 5), containing a geophysical cable, a transportation means connected to a hydraulic fracturing means, the transportation means being made in in the form of a hydraulic propeller connected by a common shaft with a drive and a high-voltage generator, located inside a sealed enclosure, installed, in turn, inside the casing with the formation of an annular gap, while the high-voltage generator is made with a piezoelectric kimi plates and a common shaft with the rollers has wheels, the last of which have the ability to exert pressure on the piezoelectric plate during rotation of the common shaft of the actuator.
Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, а также низкая эффективность проведения гидроразрыва пласта вследствие того, что гидроразрыв пласта происходит из-за разряда, вызывающего гидроудар в скважине.The disadvantages of this device are the design complexity due to the large number of nodes and parts, as well as the low efficiency of hydraulic fracturing due to the fact that hydraulic fracturing occurs due to the discharge, causing hydraulic shock in the well.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для гидроразрыва пласта (патент RU №2462589, МПК Е21В 43/26, опубл. 27.09.2012 г., Бюл. №27), содержащее корпус с радиальными каналами, в которых закреплены втулки с коническим соплом, при этом оно снабжено размещенной в полости корпуса втулкой с центральным отверстием и конической наружной поверхностью, выполненной с радиальными каналами, совмещенными в рабочем положении с радиальными каналами сопел и подпружиненной в осевом направлении, при этом сопла выполнены с наклонным торцом, контактирующим с конической поверхностью втулки, при этом сопла установлены с возможностью радиального перемещения и подпружинены в радиальном направлении, при этом втулка, размещенная в полости корпуса, выполнена с седлом под бросовый клапан, при этом седло клапана выполнено с наклонными пазами, соединяющими в рабочем положении надклапанную полость с подклапанной полостью.The closest in technical essence and the achieved result is a device for hydraulic fracturing (patent RU No. 2462589, IPC ЕВВ 43/26, publ. 09/27/2012, Bull. No. 27), containing a housing with radial channels in which bushings are fixed with a conical nozzle, while it is provided with a sleeve located in the cavity of the housing with a central hole and a conical outer surface made with radial channels aligned in the working position with the radial channels of the nozzles and axially spring loaded, while the nozzles are made with the inclined end in contact with the conical surface of the sleeve, while the nozzles are mounted with the possibility of radial movement and spring-loaded in the radial direction, while the sleeve placed in the cavity of the housing is made with a seat under the throttle valve, while the valve seat is made with inclined grooves connecting operating position supravalvular cavity with subvalvular cavity.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
- во-первых, низкая эффективность работы, связанная с тем, что наклонные пазы втулки имеют расчетную пропускную способность, при превышении которой в процессе проведения гидроразрыва пласта возникает «запирание» потока жидкости выше клапана и разобщение радиальных каналов конических сопел и втулки под бросовым клапаном (шаром), что приводит к резкому росту давления в устройстве и, как следствие, невозможности дальнейшего проведения гидроразрыва пласта;- firstly, low work efficiency due to the fact that the inclined grooves of the sleeve have an estimated throughput, when exceeded, during the process of hydraulic fracturing, a "blocking" of the fluid flow above the valve and uncoupling of the radial channels of the conical nozzles and the sleeve under the dump valve ( ball), which leads to a sharp increase in pressure in the device and, as a consequence, the impossibility of further hydraulic fracturing;
- во-вторых, низкая надежность работы устройства, связанная с высокой вероятностью поломки пружины под втулкой при создании избыточного давления в полости устройства выше клапана;- secondly, the low reliability of the device associated with a high probability of breaking the spring under the sleeve when creating excessive pressure in the cavity of the device above the valve;
- в-третьих, невозможность промывки скважины через устройство после проведения кислотного гидроразрыва пласта в открытом стволе скважины;- thirdly, the inability to flush the well through the device after acid fracturing in the open wellbore;
- в-четвертых, излив жидкости, вытесняемой колонной труб при спуске и подъеме устройства, на устье скважины.- fourthly, the outflow of fluid displaced by a string of pipes during the descent and ascent of the device at the wellhead.
Техническими задачами предложения являются повышение эффективности и надежности работы устройства с возможностью промывки скважины после проведения кислотного гидроразрыва пласта и исключение излива скважинной жидкости на устье скважины.The technical objectives of the proposal are to increase the efficiency and reliability of the device with the ability to flush the well after acid fracturing and to eliminate the outflow of well fluid at the wellhead.
Поставленные задачи решаются устройством для кислотного гидроразрыва пласта, содержащим корпус с радиальными каналами, в которых закреплены втулки с коническими соплами, установленными с возможностью радиального перемещения и подпружиненными в радиальном направлении, втулку с конической наружной поверхностью, размещенной в полости корпуса и оснащенной центральным отверстием с седлом под бросовый клапан, выполненный в виде шарика.The tasks are solved by a device for acid hydraulic fracturing, comprising a housing with radial channels, in which bushings with conical nozzles mounted with the possibility of radial movement and spring-loaded in the radial direction are fixed, a sleeve with a conical outer surface located in the cavity of the housing and equipped with a central hole with a saddle under the throw valve, made in the form of a ball.
Новым является то, что в корпусе сверху на втулку установлен разрезной конус, при этом конические сопла жестко соединены с разрезным конусом, выполненным в виде секторов, охватывающих внутреннюю поверхность корпуса по периметру, причем количество секторов разрезного конуса соответствует количеству конических сопел, при этом разрезной конус оснащен внутренней конической поверхностью, взаимообращенной к наружной конической поверхности втулки, причем в корпусе выполнена внутренняя кольцевая проточка, а разрезной конус и конические сопла имеют возможность радиального расширения и размещения разрезного конуса во внутренней кольцевой проточке корпуса при осевом перемещении втулки вниз до внутреннего упора, выполненного на нижнем конце корпуса под действием избыточного давления над клапаном и сообщения надклапанного пространства с коническими соплами, при этом к шарику бросового клапана, пропускающего жидкость снизу вверх, сверху жестко закреплен шток, оснащенный сверху парашютом.What is new is that in the casing a split cone is mounted on top of the sleeve, while the conical nozzles are rigidly connected to the split cone made in the form of sectors covering the inner surface of the housing along the perimeter, the number of sectors of the split cone corresponding to the number of conical nozzles, while the split cone equipped with an inner conical surface interchanged with the outer conical surface of the sleeve, the inner ring groove being made in the housing, and the split cone and conical nozzles and they have the ability to radially expand and place the split cone in the inner annular groove of the housing with the axial movement of the sleeve down to the internal stop made on the lower end of the housing under the action of overpressure over the valve and communication of the valve space with conical nozzles, while to the ball of the dump valve passing liquid from bottom to top; a rod equipped with a parachute from above is rigidly fixed.
На фиг.1 схематично в продольном разрезе изображено предлагаемое устройство.Figure 1 schematically in longitudinal section shows the proposed device.
На фиг.2 изображено сечение А-А устройства.Figure 2 shows a section aa of the device.
Устройство для кислотного гидроразрыва пласта (КГРП) содержит корпус 1 (см. фиг.1) с радиальными каналами 2, в которых закреплены втулки 3 с коническими соплами 4, установленными с возможностью радиального перемещения наружу и подпружиненными посредством пружин 5 в радиальном направлении. Устройство также содержит втулку 6, размещенную в полости корпуса и оснащенную центральным отверстием 7 с седлом 8 под бросовый клапан, выполненный в виде шарика 9.The device for acid fracturing (HFGR) comprises a housing 1 (see FIG. 1) with radial channels 2, in which bushings 3 are mounted with conical nozzles 4 mounted radially outward and spring-loaded by springs 5 in the radial direction. The device also includes a sleeve 6, located in the cavity of the housing and equipped with a Central hole 7 with a seat 8 for the throttle valve, made in the form of a ball 9.
Конические сопла 4 жестко соединены, например, с помощью резьбового соединения 10 с разрезным конусом 11 (см. фиг.2), выполненным в виде секторов 11', 11″…11n, охватывающих внутреннюю поверхность корпуса 1 по периметру.Conical nozzles 4 are rigidly connected, for example, using a threaded connection 10 with a split cone 11 (see figure 2), made in the form of
Количество секторов 11', 11″…11n разрезного конуса 11 соответствует количеству конических сопел 4. Например, для трех конических сопел 4 выполняют разрезной конус 11, состоящий из трех секторов 11', 11″, 11‴, охватывающих внутреннюю поверхность корпуса 1 по периметру с углом 120° каждый.The number of
Разрезной конус 11 (см. фиг.1) оснащен внутренней конической поверхностью 12, взаимообращенной к наружной конической поверхности 13 втулки 6.The split cone 11 (see Fig. 1) is equipped with an inner conical surface 12 interchanged with the outer conical surface 13 of the sleeve 6.
В корпусе 1 выполнена внутренняя кольцевая проточка 14, а разрезной конус 11 и конические сопла 4 имеют возможность радиального расширения с размещением разрезного конуса 11 во внутренней кольцевой проточке 14 корпуса 1 при осевом перемещении втулки 6 вниз до внутреннего упора 15, выполненного на нижнем конце корпуса 1 под действием избыточного давления и сообщения надклапанного пространства 16 с коническими соплами 4. К шарику 9 бросового клапана, пропускающего жидкость снизу вверх, сверху жестко закреплен шток 17, оснащенный сверху парашютом 18. Парашют 18 выполняют из резинового материала, например, толщиной 5 мм и диаметром d на 15-20 мм меньше внутреннего диаметра D корпуса 1.An inner annular groove 14 is made in the
Устройство для кислотного гидроразрыва пласта работает следующим образом.A device for acid fracturing works as follows.
Устройство, как показано на фиг.1, на конце колонны труб (на фиг.1 и 2 не показана) спускают в скважину с открытым стволом. В процессе спуска скважинная жидкость снизу вверх через центральное отверстие 7 (см. фиг.1) втулки 6 поступает в колонну труб выше устройства, что исключает ее излив на устье скважины.The device, as shown in figure 1, at the end of the pipe string (not shown in figures 1 and 2) is lowered into the open hole well. During the descent, the borehole fluid from the bottom up through the central hole 7 (see Fig. 1) of the sleeve 6 enters the pipe string above the device, which eliminates its spout at the wellhead.
После достижения интервала открытого ствола скважины, где необходимо выполнить трещину, сбрасывают в колонну труб бросовый клапан, который садится на седло 8 втулки 6, после чего начинают процесс кислотного гидроразрыва с закачкой жидкости разрыва по колонне труб. В качестве жидкости разрыва применяют 10-15%-ный водный раствор загущенной соляной кислоты по ГОСТ 857-95.After reaching the interval of the open borehole, where it is necessary to make a crack, a waste valve is thrown into the pipe string, which sits on the saddle 8 of the sleeve 6, after which the acid fracturing process is started with the injection of fracturing fluid through the pipe string. As a fracturing fluid, a 10-15% aqueous solution of thickened hydrochloric acid is used according to GOST 857-95.
Жидкость разрыва по колонне труб достигает устройства и оказывает давление на втулку 6, так как центральное отверстие 7 втулки 6 перекрыто бросовым клапаном. В результате втулка 6 начинает перемещаться вниз и своей конической поверхностью воздействует на разрезной конус 11, состоящий из трех секторов 11', 11″, 11‴ (см. фиг.2).The rupture fluid along the pipe string reaches the device and exerts pressure on the sleeve 6, since the central hole 7 of the sleeve 6 is blocked by a throttle valve. As a result, the sleeve 6 begins to move down and with its conical surface acts on the
Разрезной конус 11, состоящий из трех секторов 11', 11″, 11‴, совместно с коническими соплами 4 перемещается радиально наружу, при этом разрезной конус 11 (секторы 11', 11″, 11‴) движется во внутреннюю кольцевую проточку 14 корпуса 1, а конические сопла 4, сжимая пружины 5, перемещаются радиально и выходят за диаметр корпуса 1.The
Жидкость разрыва проходит через конические сопла 4, набирает значительную скорость и оказывает динамическое воздействие на продуктивный пласт (на фиг.1 и 2 не показан), образуя в нем трещины.The fracture fluid passes through the conical nozzles 4, gains significant speed and has a dynamic effect on the reservoir (not shown in FIGS. 1 and 2), forming cracks in it.
В предлагаемом устройстве увеличение или уменьшение объема прокачиваемой жидкости разрыва, т.е. перепад давления на выходе из сопла, не влияет на работоспособность устройства, при этом достаточно создать в устройстве над клапаном избыточное давление, равное 1,5-2,0 МПа, для перемещения втулки вниз и сообщения надклапанного пространства с пластом через конические сопла. Кроме того, конструкция предлагаемого устройства не «запирает» поток жидкости и нет необходимости совмещать радиальные отверстия втулки и конического сопла для работы устройства, как указано в прототипе, поэтому повышается эффективность его работы.In the proposed device, an increase or decrease in the volume of pumped fracture fluid, i.e. the differential pressure at the exit of the nozzle does not affect the operability of the device, while it is sufficient to create an excess pressure of 1.5-2.0 MPa in the device above the valve to move the sleeve down and to communicate the valve space with the formation through conical nozzles. In addition, the design of the proposed device does not "lock" the fluid flow and there is no need to combine the radial holes of the sleeve and the conical nozzle for the operation of the device, as indicated in the prototype, therefore, its work efficiency is increased.
После прекращения подачи жидкости разрыва конические сопла 4 под действием усилия пружин 5 возвращаются в исходное положение.After stopping the flow of the fracture fluid, the conical nozzles 4 under the action of the force of the springs 5 return to their original position.
По окончании КГРП производят обратную промывку скважины, т.е. закачивают промывочную жидкость в заколонное пространство скважины с выносом продуктов реакции через устройства снизу вверх и по колонне труб на устье скважины, при этом жидкость с продуктами реакции попадает в устройство и перетекает из подклапанного пространства 19 в надклапанное 16 пространство, при этом бросовый клапан благодаря парашюту 18 вымывается потоком жидкости снизу вверх из устройства по колонне труб на устье скважины (на фиг.1 и 2 не показано), а жидкость с продуктами реакции через центральное отверстие 7 (см. фиг.1) втулки 6 поднимается наверх по колонне труб и на устье скважины попадает в желобную емкость (на фиг.1 и 2 не показана).At the end of the hydraulic fracturing, backwash the wells, i.e. flushing fluid is pumped into the annulus of the well with the removal of reaction products through the devices from the bottom up and along the pipe string at the wellhead, while the fluid with the reaction products enters the device and flows from the undervalve space 19 into the overvalve space 16, with the discharge valve due to the parachute 18 it is washed out by a stream of liquid from the bottom up from the device along the pipe string at the wellhead (not shown in FIGS. 1 and 2), and the liquid with the reaction products through the central hole 7 (see FIG. 1) of the sleeve 6 of the lift maetsya up the pipe string and the wellhead misses in channel capacity (in Figures 1 and 2 are not shown).
После обратной промывки устройство может быть переведено в другой интервал открытого ствола для проведения КГРП в другом интервале скважины или может быть свободно поднято на поверхность. В процессе подъема устройства с колонной труб скважинная жидкость не изливается на устье скважины, так как бросовый клапан вымыт из устройства по колонне труб.After backwashing, the device can be transferred to another interval of the open hole for hydraulic fracturing in another interval of the well or can be freely raised to the surface. In the process of lifting a device with a pipe string, the borehole fluid does not pour out at the wellhead, since the waste valve is washed from the device along the pipe string.
Предлагаемое устройство для кислотного гидроразрыва пласта позволяет повысить эффективность и надежность работы, а также производить промывку скважины после проведения кислотного гидроразрыва пласта и исключает излив скважинной жидкости на устье скважины.The proposed device for acid fracturing can increase the efficiency and reliability, as well as flushing the well after acid fracturing and eliminates the outflow of well fluid at the wellhead.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133542/03A RU2526058C1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Device for acid-hydraulic fracturing of formation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133542/03A RU2526058C1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Device for acid-hydraulic fracturing of formation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2526058C1 true RU2526058C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013133542/03A RU2526058C1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | Device for acid-hydraulic fracturing of formation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526058C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU977719A1 (en) * | 1981-02-16 | 1982-11-30 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Automatic deep well device for shutting-off well shaft |
SU1490246A1 (en) * | 1987-05-26 | 1989-06-30 | Северо-Кавказский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Valve |
SU1544957A1 (en) * | 1988-04-12 | 1990-02-23 | Уфимский Нефтяной Институт | Device for meterd feed of chemical into well |
RU2105131C1 (en) * | 1995-08-11 | 1998-02-20 | Зверев Александр Сергеевич | Hydraulic packer |
RU2462589C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-09-27 | Николай Митрофанович Панин | Device for formation hydraulic fracturing (versions) |
-
2013
- 2013-07-18 RU RU2013133542/03A patent/RU2526058C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU977719A1 (en) * | 1981-02-16 | 1982-11-30 | Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Automatic deep well device for shutting-off well shaft |
SU1490246A1 (en) * | 1987-05-26 | 1989-06-30 | Северо-Кавказский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Valve |
SU1544957A1 (en) * | 1988-04-12 | 1990-02-23 | Уфимский Нефтяной Институт | Device for meterd feed of chemical into well |
RU2105131C1 (en) * | 1995-08-11 | 1998-02-20 | Зверев Александр Сергеевич | Hydraulic packer |
RU2462589C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-09-27 | Николай Митрофанович Панин | Device for formation hydraulic fracturing (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20150259997A1 (en) | Torque Anchor to Prevent Rotation of Well Production Tubing, System for Pumping and Rotation Prevention, and Pumping Installation Equipped with Such a Torque Anchor | |
RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
CN104120998A (en) | Suspension packer for gas well layered exploitation | |
CN208184692U (en) | Deepwater drilling casing head and annular space sealing device tripping in tool | |
CN104594817B (en) | A kind of tubing anchor with triple functions | |
CN106471208A (en) | Hydraulic locking compensation balance valve | |
RU2526058C1 (en) | Device for acid-hydraulic fracturing of formation | |
RU2539504C1 (en) | Device for injection of fluid into bed | |
RU2668100C1 (en) | Device for well bottom flushing | |
RU2470142C1 (en) | Packer (versions) | |
RU2560035C1 (en) | Bypass valve | |
RU2351743C1 (en) | Pipe string holder | |
RU96910U1 (en) | PACKER SUSPENSION | |
RU2431734C1 (en) | Device for development of reservoirs in well | |
RU120998U1 (en) | PACKER WITH VALVE | |
RU2421600C1 (en) | Device for treatment of reservoirs in well | |
CN108999585A (en) | Thermal production casing head, thermal production system and well completion method | |
RU158968U1 (en) | DEVICE FOR NIZA OF A STEEL POLYMER-FREE COUPLING FLEXIBLE PIPE FOR OPERATION OF A WELL WITHOUT MUCHING | |
RU151164U1 (en) | SELF-CENTERED HOLE TUBE WIPER | |
CN210768699U (en) | Bridge plug without rubber cylinder | |
RU142771U1 (en) | PACKER | |
RU154514U1 (en) | HYDROSTATIC PACKER LANDING TOOL DOWN ON THE CABLE | |
RU2568459C1 (en) | Device for well cleanout from paraffin deposits | |
RU2531149C1 (en) | Well preoperational clean-up device | |
RU52607U1 (en) | HYDROMECHANICAL PACKER |