RU2539053C1 - Unit for dual operation of several production facilities at one well (versions) and shutdown valve of revolving type - Google Patents
Unit for dual operation of several production facilities at one well (versions) and shutdown valve of revolving type Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539053C1 RU2539053C1 RU2013159278/03A RU2013159278A RU2539053C1 RU 2539053 C1 RU2539053 C1 RU 2539053C1 RU 2013159278/03 A RU2013159278/03 A RU 2013159278/03A RU 2013159278 A RU2013159278 A RU 2013159278A RU 2539053 C1 RU2539053 C1 RU 2539053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- valve
- possibility
- channel
- channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов (пластов или залежей) одной скважиной на месторождениях углеводородов, в том числе с трудноизвлекаемыми запасами.The group of inventions relates to the field of oil production, in particular to devices for simultaneous and separate operation of several production facilities (formations or deposits) by one well in hydrocarbon deposits, including those with hard to recover reserves.
Из уровня техники известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, согласно патенту РФ №59138 на полезную модель. Указанная известная установка содержит колонну лифтовых труб, колонну полых штанг, пакер, два последовательно установленных штанговых насоса. Верхний насос вдоль наружной поверхности имеет боковой дополнительный канал (байпас) с всасывающим клапаном на приеме и нагнетательным клапаном на выкиде в полость колонны лифтовых труб, а нижний насос имеет всасывающий клапан на входе в его цилиндр, нагнетательный клапан - на входе в его плунжер. При этом полые плунжеры обоих насосов соединены соосно полым штоком, с возможностью сквозного прохождения потока жидкости из нижнего пласта через общий канал в полость колонны полых штанг и далее на поверхность с расположенным на ней оборудованием подачи реагентов, при этом вокруг полого штока установка имеет межплунжерную полость переменного сечения, ограниченную сверху нижним торцом плунжера верхнего насоса, снизу - верхним торцом плунжера нижнего насоса, внутренней поверхностью соединительного патрубка и внутренними поверхностями цилиндров верхнего и нижнего насосов, которая сообщается через приемный клапан с затрубным надпакерным пространством, а через байпас с расположенным в нем нагнетательным клапаном сообщается с лифтовой полостью колонны НКТ. При этом межплунжерная полость, изменяясь в объеме за счет ввода-вывода в нее плунжеров с разным диаметром, в случае применения верхнего насоса меньшего диаметра, чем нижний, является полостью нагнетания и всасывания одновременно, а в случае применения верхнего насоса большего диаметра является только полостью всасывания, а полостью нагнетания является лифтовая полость колонны насосно-компрессорных труб (НКТ).The prior art installation for simultaneous and separate operation of two layers in the well, according to the patent of the Russian Federation No. 59138 for utility model. The specified known installation contains a column of elevator pipes, a column of hollow rods, a packer, two successively installed rod pumps. The upper pump along the outer surface has a side additional channel (bypass) with a suction valve at the inlet and a discharge valve on the outflow into the cavity of the column of elevator pipes, and the lower pump has a suction valve at the inlet to its cylinder, and the discharge valve at the inlet to its plunger. In this case, the hollow plungers of both pumps are connected coaxially with the hollow rod, with the possibility of through passage of fluid flow from the lower layer through the common channel into the cavity of the column of hollow rods and further to the surface with reagent supply equipment located on it, while around the hollow rod the installation has an interplunger cavity of variable sections bounded above by the lower end of the plunger of the upper pump, from the bottom by the upper end of the plunger of the lower pump, the inner surface of the connecting pipe and the inner surfaces upper and lower pump cylinder which communicates through the receiving valve nadpakernym with the annular space, and through the bypass with disposed therein a discharge valve in communication with the tubing string of the elevator cavity. In this case, the interplunger cavity, changing in volume due to the input-output of plungers with different diameters in it, in the case of using an upper pump of a smaller diameter than the lower one, is a discharge and suction cavity at the same time, and in the case of using an upper pump of a larger diameter it is only a suction cavity and the injection cavity is the elevator cavity of the tubing string string.
Указанное известное техническое решение обладает рядом недостатков, а именно: использование двух насосов приводит к низкой надежности двухлифтовой установки, по сравнению с однолифтовой, эксплуатируемой одним насосом, к высокой металлоемкости, ограничению по глубине спускаемого оборудования, также существуют ограничения по эксплуатации залежей с высоким газосодержанием добываемой продукции.The specified known technical solution has several disadvantages, namely: the use of two pumps leads to low reliability of the two-lift installation, compared with a single-lift, operated by one pump, to high metal consumption, a restriction on the depth of the launched equipment, there are also restrictions on the operation of deposits with a high gas content produced products.
Также известно оборудование для одновременно раздельного исследования и эксплуатации нескольких пластов, разобщенных в стволе скважины пакером, в гидравлический канал которого установлен клапан-отсекатель, переключение положений которого производится созданием перепада давления, а контроль смены положения производится по изменению давления на приеме насоса (Патент РФ №131074). При этом в преимущественном варианте исполнения известного оборудования в гидравлическом канале клапана-отсекателя встроен регулятор расхода жидкости для ограничения поступающей жидкости из нижнего пласта в насос.It is also known equipment for simultaneously separate research and operation of several formations separated by a packer in the wellbore, into the hydraulic channel of which a shut-off valve is installed, the switching of which is done by creating a differential pressure, and the change of position is controlled by changing the pressure at the pump inlet (RF Patent No. 131074). Moreover, in an advantageous embodiment of the known equipment, a fluid flow regulator is integrated in the hydraulic channel of the shutoff valve to limit the flow of fluid from the lower reservoir to the pump.
Однако указанная известная конструкция имеет следующие недостатки:However, this known design has the following disadvantages:
- Не обеспечивается требование пункта 113 Правил охраны недр ((ПБ 07-601-03) Постановление Госгортехнадзора России от 06.06.03 №71 (зарегистрировано Минюстом России 18.06.03, рег. N 4718)) «одновременно-раздельная эксплуатация нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной допускается при наличии сменного внутрискважинного оборудования, обеспечивающего возможность реализации раздельного учета добываемой продукции, промысловых исследований каждого пласта раздельно и проведения безопасного ремонта скважин с учетом различия давлений и свойств пластовых флюидов» в части невозможности проведения промысловых исследований отдельно по нижнему пласту.- The requirement of paragraph 113 of the Rules for the Protection of Subsurface Resources ((ПБ 07-601-03) Resolution of the Gosgortekhnadzor of Russia dated 06.06.03 No. 71 (registered by the Ministry of Justice of Russia 06.06.03, reg. N 4718)) "simultaneous and separate operation of several operational facilities of one a well is allowed in the presence of interchangeable downhole equipment, providing the possibility of implementing separate accounting of produced products, field studies of each formation separately and conducting safe repair of wells, taking into account the difference in pressure and properties fluids "in terms of the impossibility of conducting field studies separately in the lower reservoir.
- В процессе проведения технологических операций (создание перепада давления) нет возможности удостовериться в создании требуемого давления на клапан-отсекатель, в срабатывании клапана возможно убедиться только после запуска насоса в работу.- In the process of carrying out technological operations (creating a differential pressure), there is no way to verify the creation of the required pressure on the shut-off valve, it is possible to verify the valve operation only after the pump is put into operation.
- Не подходит для случая, когда надо ограничить расход (приток жидкости) и/или обеспечить большее рабочее забойное давление для верхней залежи относительно нижней залежи.- Not suitable for the case when it is necessary to limit the flow rate (fluid flow) and / or provide a greater working bottomhole pressure for the upper reservoir relative to the lower reservoir.
- Характеристики встроенного регулятора расхода жидкости, поступающей из нижнего пласта (уменьшение или увеличение отбора жидкости), не могут быть изменены без подъема оборудования из скважины.- The characteristics of the built-in regulator of fluid flow coming from the lower layer (decrease or increase in fluid withdrawal) cannot be changed without lifting the equipment from the well.
Из уровня техники известна установка для одновременно-раздельной разработки двух эксплуатационных объектов одной скважиной (Патент РФ №115408) включает в себя средство изоляции эксплуатационных объектов друг от друга; первый канал, гидравлически соединенный с первой залежью; второй канал, гидравлически соединенный со второй залежью. Известная установка отличается тем, что первый клапан-отсекатель, выполненный с возможностью перекрытия и пропускания потока жидкости через первый канал и изменения своего состояния при воздействии на него первого управляющего сигнала; второй клапан-отсекатель, выполненный с возможностью перекрытия и пропускания потока жидкости через второй канал и изменения своего состояния при воздействии на него второго управляющего сигнала; при этом первый и второй каналы гидравлически соединены с объемом колонны обсадных труб, и по меньшей мере, один из первого и второго клапанов-отсекателей снабжен средством фиксации.The prior art installation for simultaneous-separate development of two production facilities by one well (RF Patent No. 115408) includes a means of isolating production facilities from each other; a first channel hydraulically connected to the first reservoir; a second channel hydraulically connected to the second reservoir. The known installation is characterized in that the first shut-off valve, configured to shut off and pass the fluid flow through the first channel and change its state when exposed to the first control signal; a second shutoff valve configured to shut off and pass the fluid flow through the second channel and change its state when a second control signal is applied to it; wherein the first and second channels are hydraulically connected to the volume of the casing string, and at least one of the first and second shutoff valves is provided with fixation means.
Однако и данная известная установка не лишена недостатков, которые заключаются в сложности управления переключения, закрытия гидравлических каналов, т.к. в процессе проведения технологических операций нет возможности удостовериться в создании требуемого давления на клапаны-отсекатели. А о положительном или отрицательном результате проведения технологических операций можно узнать после запуска насоса в работу, опосредованно, через определенный промежуток времени.However, this known installation is not without drawbacks, which are the complexity of switching control, closing hydraulic channels, because in the process of technological operations there is no way to verify the creation of the required pressure on the shutoff valves. And you can find out about the positive or negative result of carrying out technological operations after starting the pump in operation, indirectly, after a certain period of time.
Наиболее близким к предлагаемым вариантам изобретения является установка одновременно-раздельной эксплуатации насосом двух пластов через одну скважину (Патент РФ №118681), содержащая пакер, разобщающих в стволе скважины пласты, оголовок которого герметично сочленен с трубным хвостовиком, расположенным под насосом, при этом в хвостовик встроен клапан-отсекатель, запорный элемент которого, являющийся одновременно якорем его приводного электромагнита, по электрическому сигналу с устья скважины перекрывает гидравлический канал трубного хвостовика насоса, по которому поступает жидкость из одного разобщенного пакером пласта в насос и далее в наземную установку замера дебита жидкости. При этом в клапане-отсекателе запорный элемент с якорем электромагнита имеют равные площади торцевых поверхностей, на которые действует давление жидкости. В преимущественном варианте в гидравлическом канале клапана-отсекателя встроен регулятор расхода жидкости для ограничения поступающей жидкости из нижнего пласта в насос.Closest to the proposed variants of the invention is the installation of simultaneous and separate operation of the pump of two layers through one well (RF Patent No. 118681), containing a packer, uncoupling the layers in the wellbore, the head of which is hermetically articulated with the pipe shank located under the pump, while in the shank a shut-off valve is integrated, the shut-off element of which, which is at the same time the anchor of its drive electromagnet, blocks the hydraulic pipe channel x by the electric signal from the wellhead the pump, through which fluid flows from one reservoir separated by the packer into the pump and then to the ground installation for measuring fluid flow rate. Moreover, in the shut-off valve, the shut-off element with an electromagnet armature has equal end surface areas, which are affected by fluid pressure. In an advantageous embodiment, a fluid flow regulator is integrated in the hydraulic channel of the shutoff valve to restrict the flow of fluid from the lower reservoir to the pump.
Однако и указанная известная установка не лишена недостатков, а именно:However, the specified well-known installation is not without drawbacks, namely:
- Не обеспечивается требование пункта 113 Правил охраны недр ((ПБ 07-601-03) Постановление Госгортехнадзора России от 06.06.03 №71 (зарегистрировано Минюстом России 18.06.03, рег. N 4718)) «одновременно-раздельная эксплуатация нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной допускается при наличии сменного внутрискважинного оборудования, обеспечивающего возможность реализации раздельного учета добываемой продукции, промысловых исследований каждого пласта раздельно и проведения безопасного ремонта скважин с учетом различия давлений и свойств пластовых флюидов» в части невозможности проведения промысловых исследований отдельно по нижнему пласту.- The requirement of paragraph 113 of the Rules for the Protection of Subsurface Resources ((ПБ 07-601-03) Resolution of the Gosgortekhnadzor of Russia dated 06.06.03 No. 71 (registered by the Ministry of Justice of Russia 06.06.03, reg. N 4718)) "simultaneous and separate operation of several operational facilities of one a well is allowed in the presence of interchangeable downhole equipment, providing the possibility of implementing separate accounting of produced products, field studies of each formation separately and conducting safe repair of wells, taking into account the difference in pressure and properties fluids "in terms of the impossibility of conducting field studies separately in the lower reservoir.
- Нет прямого наблюдения за срабатыванием клапана-отсекателя, в срабатывании клапана возможно убедиться только после запуска насоса в работу.- There is no direct observation of the actuation of the shut-off valve; it is possible to verify the actuation of the valve only after the pump is put into operation.
- Не подходит для случая, когда надо ограничить расход (приток жидкости) и/или обеспечить большее рабочее забойное давление для верхней залежи относительно нижней залежи.- Not suitable for the case when it is necessary to limit the flow rate (fluid flow) and / or provide a greater working bottomhole pressure for the upper reservoir relative to the lower reservoir.
- Характеристики встроенного регулятора расхода жидкости не могут быть изменены без подъема оборудования из скважины.- The characteristics of the integrated fluid flow controller cannot be changed without lifting the equipment from the well.
- Нет возможности разместить оборудование автономно, а не на хвостовике насоса.- It is not possible to place the equipment autonomously, and not on the pump shank.
Из уровня техники известны конструкции клапанов-отсекателей для использования в установках одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной. Например, из патента РФ №2094593 известен клапан-отсекатель, содержащий корпус с проходным каналом, в котором размещен запорный орган в виде подпружиненной заслонки с осью вращения, при этом корпус выполнен с поперечными и продольными пазами, заслонка выполнена со сферической наружной поверхностью, снабжена дополнительной осью вращения и кронштейнами, на которых размещены указанные оси, выполненные в виде двух пар цилиндрических выступов, причем одна пара цилиндрических выступов расположена в плоскости, проходящей через центр сферической поверхности заслонки, и размещена в продольных пазах корпуса, а другая в поперечных пазах корпуса.The prior art designs of shutoff valves for use in installations for simultaneous and separate operation of several production facilities by one well. For example, from the RF patent No. 2094593, a shut-off valve is known containing a body with a passage channel in which a shut-off element is arranged in the form of a spring-loaded shutter with an axis of rotation, while the body is made with transverse and longitudinal grooves, the shutter is made with a spherical outer surface, provided with an additional axis of rotation and brackets on which these axes are placed, made in the form of two pairs of cylindrical protrusions, moreover, one pair of cylindrical protrusions is located in a plane passing through the center of a spherical the surface of the flap, and placed in the longitudinal grooves of the housing, and the other in the transversal grooves of the housing.
Также из патента РФ №118681 известна конструкция клапана-отсекателя, запорный элемент которого, являющийся одновременно якорем его приводного электромагнита, по электрическому сигналу с устья скважины перекрывает гидравлический канал трубного хвостовика насоса, по которому поступает жидкость из одного разобщенного пакером пласта в насос и далее в наземную установку замера дебита жидкости. При этом в указанном известном клапане-отсекателе запорный элемент с якорем электромагнита имеют равные площади торцевых поверхностей, на которые действует давление жидкости.Also, from the patent of the Russian Federation No. 118681, a shut-off valve design is known, the shut-off element of which, which is also the anchor of its drive electromagnet, by the electric signal from the wellhead shuts off the hydraulic channel of the pump pipe liner, through which fluid flows from one disconnected reservoir packer to the pump and then to ground installation for measuring fluid flow rate. At the same time, in the specified known shut-off valve, the locking element with an electromagnet armature has equal end surface areas to which the fluid pressure acts.
Однако все указанные клапаны-отсекатели работают от механического воздействия или через электрический сигнал, что требует дополнительного размещения в стволе скважины кабелей, капиллярных трубок, сложных механических приспособлений и др. Тогда как в предлагаемом решении для управления клапаном используется сам ствол скважины, как проводник гидравлического сигнала, путем внесения извне в затрубное пространство необходимого объема воды, нефти или другого агента. Данное решение позволяет отказаться, полностью исключить применение кабелей, капиллярных трубок, сложных механических приспособлений и др.However, all of these shutoff valves operate from mechanical stress or through an electrical signal, which requires additional placement of cables, capillary tubes, complex mechanical devices, etc. in the wellbore. Whereas the proposed solution for controlling the valve uses the wellbore itself as a hydraulic signal conductor , by introducing from the outside into the annulus the required volume of water, oil or another agent. This solution allows you to refuse, completely eliminate the use of cables, capillary tubes, complex mechanical devices, etc.
Единый технический результат, достигаемый предлагаемой группой изобретений, заключается в обеспечении возможности прямого контроля с устья скважины за созданием требуемого давления на клапан-отсекатель, т.е. за срабатыванием клапана-отсекателя без запуска насоса, при одновременном обеспечении универсальности установки, за счет появления возможности создания при работе большего рабочего забойного давления (меньшего притока жидкости) как для верхней залежи относительно нижней, так и для нижней залежи относительно верхней, а также за счет появления возможности размещения оборудования как автономно, так и на хвостовике.A single technical result achieved by the proposed group of inventions is to enable direct control from the wellhead to create the required pressure on the shutoff valve, i.e. due to the actuation of the shut-off valve without starting the pump, while ensuring the universality of the installation, due to the possibility of creating during operation a greater working bottom-hole pressure (less fluid flow) for both the upper reservoir relative to the lower and the lower reservoir relative to the upper, as well as due to the appearance of the possibility of placing equipment both autonomously and on the shank.
Дополнительным техническим результатом для установки по первому варианту является обеспечение возможности реализации раздельного учета добываемой продукции и промысловых исследований для каждой эксплуатационной залежи раздельно.An additional technical result for the installation according to the first embodiment is the provision of the possibility of implementing separate accounting of produced products and field studies for each operational deposit separately.
Достижение указанного технического результата обеспечивается предлагаемой установкой для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной, включающей пакер для разобщения эксплуатационных объектов друг от друга, гидравлические каналы, количество которых соответствует числу эксплуатационных объектов, все из которых гидравлически соединены с суммарным гидравлическим каналом, снабженным насосной установкой, а каждый из которых соединен с соответствующим эксплуатационным объектом, клапан-отсекатель, выполненный с возможностью открытия/перекрытия гидравлического канала одного из разобщенных эксплуатационных объектов к насосной установке, при этом новым по первому варианту является то, что количество пакеров в установке соответствует числу эксплуатационных объектов, и один из них установлен выше верхнего эксплуатационного объекта, причем клапан-отсекатель размещен над ним или в его гидравлическом канале и выполнен с возможностью обеспечения переключения открытия/перекрытия гидравлического канала эксплуатационного объекта путем воздействия созданием перепада давления управляющим гидравлическим сигналом, при этом указанный клапан-отсекатель содержит корпус, установленный в нем полый подпружиненный элемент, выполненный с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и с возможностью вращательного перемещения вокруг вертикальной оси, который снабжен в верхней части седлом и запорным органом и радиальными отверстиями в стенке, а также снабжен направляющими в нижней части, ответными направляющим в корпусе, и обеспечивающими возможность при возвратно-поступательном перемещении элемента при воздействии перепада давления управляющим гидравлическим сигналом его поворот вокруг вертикальной оси, с обеспечением при этом открытия/перекрытия радиальных отверстий для гидравлических каналов, причем в корпусе выполнены гидравлические каналы, каждый из которых одним концом гидравлически связан с соответствующим эксплуатационным объектом, а вторым концом - с полостью элемента посредством указанного радиального отверстия в стенке указанного элемента, находящегося в положении «открыто», при этом полость элемента со стороны запорного органа соединена с суммарным гидравлическим каналом; а по второму варианту новым является то, что установка установка содержит один пакер, размещенный между двумя эксплуатационными объектами, клапан-отсекатель установлен над ним или в его гидравлическом канале и выполнен с возможностью обеспечения переключения открытия/перекрытия гидравлического канала нижнего эксплуатационного объекта путем воздействия созданием перепада давления управляющим гидравлическим сигналом, причем указанный клапан-отсекатель содержит корпус, установленный в нем полый подпружиненный элемент, выполненный с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и с возможностью вращательного перемещения вокруг вертикальной оси, который снабжен в верхней части седлом и запорным органом и радиальными отверстиями в стенке, а также снабжен направляющими в нижней части, ответными направляющим в корпусе, и обеспечивающими возможность при возвратно-поступательном перемещении элемента при воздействии перепада давления управляющим гидравлическим сигналом его поворот вокруг вертикальной оси, с обеспечением при этом открытия/перекрытия радиальных отверстий для гидравлических каналов, причем в корпусе выполнены гидравлические каналы, каждый из которых одним концом гидравлически связан с соответствующим эксплуатационным объектом, а вторым концом - с полостью элемента посредством указанного радиального отверстия в стенке указанного элемента, находящегося в положении «открыто», при этом полость элемента со стороны запорного органа соединена с суммарным гидравлическим каналом.The achievement of the specified technical result is ensured by the proposed installation for simultaneous and separate operation of several production facilities by one well, including a packer for separating the production facilities from each other, hydraulic channels, the number of which corresponds to the number of production facilities, all of which are hydraulically connected to the total hydraulic channel equipped with a pump installation, and each of which is connected to the corresponding operational object, the valve tsektor made with the possibility of opening / closing the hydraulic channel of one of the disconnected production facilities to the pump installation, the new one according to the first option is that the number of packers in the installation corresponds to the number of production facilities, and one of them is installed above the upper production facility, and the valve the cut-off is placed above it or in its hydraulic channel and is configured to provide switching of the opening / closing of the hydraulic channel of the operational the object by exposure to the creation of a differential pressure control hydraulic signal, wherein said shut-off valve comprises a housing, a hollow spring-loaded element mounted therein, arranged for reciprocating axial movement and with the possibility of rotational movement around a vertical axis, which is provided with a saddle in the upper part and locking body and radial holes in the wall, and is also equipped with guides in the lower part, mating guides in the housing, and providing the possibility during the reciprocating movement of the element under the influence of a differential pressure by a control hydraulic signal, its rotation around the vertical axis, while ensuring the opening / closing of radial holes for hydraulic channels, moreover, hydraulic channels are made in the housing, each of which is hydraulically connected at one end to a corresponding operating the object, and the second end with the cavity of the element by means of the specified radial hole in the wall of the specified element located in position uu "open" position, wherein the cavity member from the locking body is connected to the hydraulic aggregate channel; and in the second embodiment, the new one is that the installation contains one packer located between two production facilities, the shut-off valve is installed above it or in its hydraulic channel and is configured to provide switching of the opening / closing of the hydraulic channel of the lower operational object by the effect of creating a differential pressure control hydraulic signal, and the specified shut-off valve contains a housing mounted in it a hollow spring-loaded element made with the possibility of reciprocating axial movement and with the possibility of rotational movement around the vertical axis, which is equipped in the upper part with a saddle and a locking element and radial holes in the wall, and is also equipped with guides in the lower part, reciprocal guides in the housing, and providing the possibility of reciprocating the movement of the element when exposed to a differential pressure control hydraulic signal, its rotation around the vertical axis, while ensuring the opening / closing of dial holes for hydraulic channels, moreover, hydraulic channels are made in the housing, each of which is hydraulically connected at one end to a corresponding operational object, and at the other end to an element cavity by means of said radial hole in the wall of said element in the “open” position, wherein the cavity of the element from the side of the locking body is connected to the total hydraulic channel.
В преимущественном исполнении по обоим вариантам:In the preferred version for both options:
- она дополнительно содержит регулятор перепада давления потока жидкости, установленный в гидравлическом канале;- it further comprises a differential pressure regulator for the fluid flow installed in the hydraulic channel;
- по меньшей мере, один гидравлический канал имеет разветвления, по меньшей мере, на один дополнительный отдельный субканал;- at least one hydraulic channel has branches, at least one additional separate subchannel;
- субканалы снабжены штуцерами или регуляторами перепада давления потока жидкости;- the subchannels are equipped with fittings or regulators of the differential pressure of the fluid flow;
- штуцера субканалов имеют одинаковый или различный диаметр;- subchannel fittings have the same or different diameter;
- она дополнительно содержит обратные клапаны, установленные в гидравлических каналах;- it further comprises check valves installed in the hydraulic channels;
- она дополнительно снабжена манометрами и/или термометрами, установленными с возможностью передачи сигнала на поверхность.- it is additionally equipped with manometers and / or thermometers installed with the possibility of transmitting a signal to the surface.
- она размещена в скважине автономно или на хвостовике насоса.- it is placed in the well independently or on the shank of the pump.
Указанный технический результат также достигается предлагаемым клапаном-отсекателем для установки одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной, характеризующимся тем, что он содержит корпус, установленный в нем полый подпружиненный элемент, выполненный с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и с возможностью вращательного перемещения вокруг вертикальной оси, который снабжен в верхней части седлом и запорным органом и радиальными отверстиями в стенке, а также снабжен направляющими в нижней части, ответными направляющим в корпусе, и обеспечивающими возможность при возвратно-поступательном перемещении элемента при воздействии перепада давления управляющим гидравлическим сигналом его поворот вокруг вертикальной оси, с обеспечением при этом открытия/перекрытия радиальных отверстий для гидравлических каналов, причем в корпусе выполнены гидравлические каналы, каждый из которых одним концом гидравлически связан с соответствующим эксплуатационным объектом, а вторым концом - с полостью элемента посредством указанного радиального отверстия в стенке указанного элемента, находящегося в положении «открыто», при этом полость элемента со стороны запорного органа соединена с суммарным гидравлическим каналом.The specified technical result is also achieved by the proposed shut-off valve for installing simultaneous and separate operation of several production facilities by one well, characterized in that it comprises a housing, a hollow spring-loaded element installed therein, made with the possibility of reciprocating axial movement and with the possibility of rotational movement around vertical axis, which is equipped in the upper part with a saddle and a locking body and radial holes in the wall, as well as it is guided in the lower part, reciprocal guides in the housing, and providing the possibility of a reciprocating movement of the element when exposed to a differential pressure control hydraulic signal, its rotation around the vertical axis, while ensuring the opening / closing of radial holes for hydraulic channels, moreover, in the housing hydraulic channels, each of which is hydraulically connected at one end to a corresponding production facility, and at the other end to a cavity of a pos element by means of the specified radial hole in the wall of the specified element, which is in the "open" position, while the cavity of the element from the side of the locking body is connected to the total hydraulic channel.
В качестве полого подпружиненного элемента он содержит полый плунжер.As a hollow spring element, it contains a hollow plunger.
Радиальные отверстия в стенке элемента, выполнены на одном или на разных уровнях.Radial holes in the wall of the element are made at one or at different levels.
Направляющие в нижней части полого элемента и ответные направляющие в корпусе выполнены в виде клинообразных скошенных пазов и ответных им клинообразных скошенных выступов соответственно.The guides in the lower part of the hollow element and the response guides in the housing are made in the form of wedge-shaped beveled grooves and wedge-shaped beveled protrusions corresponding to them, respectively.
Указанный технический результат обеспечивается за счет следующего.The specified technical result is ensured by the following.
Применение в заявляемой установке ОРЭ предлагаемого клапана-отсекателя (далее КОРТ) (его принцип работы соответствует барабану револьверного типа) упрощает процедуру переключения гидравлических каналов в сравнении с вариантом по патенту РФ №115408, за счет срабатывания КОРТ от избыточного давления над ним (за счет внесения, закачки, например, технической воды извне), которое можно контролировать с устья за счет полного его перекрытия подводимых гидравлических каналов и создания этим герметичной системы КОРТ - ствол скважины - устье.The use of the proposed shut-off valve (hereinafter referred to as CORT) in the claimed WEM installation (its operating principle corresponds to a revolver type drum) simplifies the process of switching hydraulic channels in comparison with the variant of RF patent No. 115408, due to operation of the CORT from excess pressure above it (due to the introduction of , injection, for example, of industrial water from the outside), which can be controlled from the mouth due to its complete closure of the supplied hydraulic channels and the creation of a sealed system of KORT - wellbore - wellhead.
Применение клапана-отсекателя предлагаемой конструкции позволяет упростить процедуру управления «закрытием/открытием» гидравлических каналов в сравнении с клапаном-отсекателем по патенту РФ №115408, за счет однообразия процедуры управления - если в патенте РФ №115408 клапаны-отсекатели срабатывали один (седло-шар) от статического изменения давления, другой (типа штуцер) от динамического воздействия - создание заданного расхода жидкости в единицу времени, то в КОРТ всегда используется статика, причем уже в процессе работ по «закрытию/открытию» можно контролировать, управлять и оценивать эффективность данных работ.The use of the shut-off valve of the proposed design makes it possible to simplify the control procedure for “closing / opening” hydraulic channels in comparison with the shut-off valve according to the RF patent No. 115408, due to the uniformity of the control procedure — if in the RF patent No. 115408 the shut-off valves worked alone (ball seat ) from a static change in pressure, another (such as a fitting) from dynamic impact - the creation of a given fluid flow rate per unit time, then KORC always uses static, and already in the process of “closing / opening "you can monitor, manage and evaluate the effectiveness of these works.
За счет применения КОРТ, срабатывающего через гидравлический сигнал по стволу скважины, снижается металлоемкость оборудования, достигается простота и требуемая надежность конструкции. Не требуется дополнительное размещение в стволе скважины кабелей, капиллярных трубок, сложных механических приспособлений и др.Due to the use of KORT, which is activated through a hydraulic signal along the wellbore, the metal consumption of the equipment is reduced, and simplicity and the required reliability of the structure are achieved. No additional placement of cables, capillary tubes, complex mechanical devices, etc. in the borehole is required.
Благодаря тому, что количество пакеров в заявляемой установке по первому варианту соответствует числу эксплуатационных объектов, и один из них установлен выше верхнего эксплуатационного объекта, обеспечивается возможность как перекрывать каждый эксплуатационный объект (залежь) по отдельности и проводить его гидродинамические и иные исследования, так и определять дебит этой конкретной залежи. В то время как в известных решениях дебит залежи, которую нельзя перекрыть, определяют путем разницы общего дебита и дебита перекрытой залежи, что не обеспечивает достаточную точность замеров и индивидуальность исследований.Due to the fact that the number of packers in the inventive installation according to the first embodiment corresponds to the number of operational facilities, and one of them is installed above the upper operational facility, it is possible to both overlap each operational facility (deposit) separately and conduct its hydrodynamic and other studies, and determine the flow rate of this particular reservoir. While in the known solutions the production rate of the deposit, which cannot be blocked, is determined by the difference in the total production rate and production rate of the blocked deposit, which does not provide sufficient measurement accuracy and individuality of research.
Размещение в установке по первому варианту КОРТа над верхним эксплуатационным объектом или в его гидравлическом канале позволяет объединять гидравлические каналы и обеспечивает при этом по заданной последовательности управление открытием и закрытием обозначенных гидравлических каналов.Placement in the installation according to the first version of the CORT over the upper production facility or in its hydraulic channel allows the hydraulic channels to be combined and, at the same time, provides for the opening and closing of the indicated hydraulic channels in a given sequence.
Установка ОРЭ по второму варианту предусматривает наличие одного пакера между двумя эксплуатационными объектами - залежами. Этот вариант тоже является востребованным в случае, если недропользователь принимает решение об эксплуатации скважины без исследований нижней залежи, или по данному варианту дополнительно устанавливаются средства контроля и измерения параметров работы, например, давления. При этом эксплуатируются обе залежи, перекрыв нижнюю залежь - имеем возможность исследовать верхнюю, параметры нижней залежи имеем вычитанием из суммы. Решение задачи исследований нижнего объекта достигается за счет применения глубинных измерительных приборов (манометр) в автономном исполнении или с передачей сигнала по кабелю. Данный случай применим, когда необходимо создать рабочее забойное давление нижней залежи равным или большим, чем по верхней, приведенное к одной абсолютной отметке.Installation of the wholesale electricity market according to the second option provides for the presence of one packer between two production facilities - deposits. This option is also in demand if the subsurface user decides to operate the well without investigating the lower reservoir, or this option additionally installs means for monitoring and measuring work parameters, for example, pressure. In this case, both deposits are exploited, blocking the lower deposit - we have the opportunity to explore the upper one, we have the parameters of the lower deposit by subtracting from the sum. The solution of the problem of research of the lower object is achieved through the use of deep measuring instruments (manometer) in stand-alone performance or with the transmission of a signal by cable. This case is applicable when it is necessary to create a working bottomhole pressure of the lower deposit equal to or greater than the upper one, reduced to one absolute mark.
Благодаря тому, что в установках по обоим вариантам используется заявляемый клапан-отсекатель (по принципу работы барабана револьверного типа), выполненный с возможностью обеспечения переключения открытия/перекрытия гидравлического канала эксплуатационного объекта, путем воздействия создания перепада давления управляющим гидравлическим сигналом по стволу скважины, обеспечивается простота закрытия и открытия гидравлических каналов. В случае использования в предлагаемых вариантах установки для одновременно-раздельной эксплуатации (далее Установка ОРЭ) клапанов-отсекателей, работающих на другом принципе (например, как в патенте РФ №115408), технический результат, заключающийся в закрытии/открытии гидравлических каналов, не будет достигнут за счет простого создания избыточного давления, т.к. в патенте РФ №115408 для переключения одного из каналов в положение открыто/закрыто требуется создание дополнительного расхода жидкости через клапан-отсекатель типа «штуцер».Due to the fact that in the installations according to both options the inventive shut-off valve is used (according to the principle of the revolver type drum), made with the possibility of switching the opening / closing of the hydraulic channel of the production facility by the effect of creating a pressure drop by the control hydraulic signal along the wellbore, simplicity is ensured closing and opening of hydraulic channels. If the proposed versions of the installation for simultaneous and separate operation (hereinafter referred to as the WEM Installation) of shut-off valves operating on a different principle (for example, as in RF patent No. 115408), the technical result consisting in closing / opening hydraulic channels will not be achieved due to the simple creation of excess pressure, because in the patent of the Russian Federation No. 115408, for switching one of the channels to the open / closed position, it is necessary to create an additional liquid flow through the “valve” type shutoff valve.
Причем следует отметить, что управляющим сигналом для КОРТ в предлагаемых установках ОРЭ служит гидравлический сигнал, создающий перепад давления с устья скважины путем внесения извне в затрубное пространство необходимого объема воды, нефти или другого агента, благодаря чему и появилась возможность перекрывать и пропускать поток флюида в различной комбинациях отдельно по каждой залежи или всех вместе.Moreover, it should be noted that the control signal for KORT in the proposed WEM units is a hydraulic signal that creates a pressure drop from the wellhead by introducing the required volume of water, oil or another agent from outside the annulus, due to which it is possible to block and pass the fluid flow in different combinations separately for each deposit or all together.
Благодаря тому, что заявляемый клапан-отсекатель содержит корпус с гидравлическими каналами и установленный в нем полый подпружиненный элемент, выполненный с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и с возможностью вращательного перемещения вокруг вертикальной оси, обеспечивается возможность при подаче управляющего гидравлического сигнала на верхнюю часть, которая может быть исполнена, например, по конструкции «седло-шар», поочередного или совместного подсоединения указанных гидравлических каналов залежей с суммарным гидравлическим каналом. В результате появляется возможность управлять выбором совместной эксплуатации залежей в скважине или вводить в эксплуатацию необходимую залежь по выбору.Due to the fact that the inventive shut-off valve comprises a housing with hydraulic channels and a hollow spring-loaded element installed therein, made with the possibility of reciprocating axial movement and with the possibility of rotational movement around the vertical axis, it is possible when a control hydraulic signal is applied to the upper part, which can be performed, for example, by the design of the "saddle-ball", alternately or jointly connecting these hydraulic channels of deposits with su mmar hydraulic channel. As a result, it becomes possible to control the choice of joint exploitation of deposits in the well or to put into operation the required deposit of choice.
Снабжение полого подпружиненного элемента в верхней части седлом и запорным органом необходимо для того, чтобы обеспечивать герметичность узла для создания перепада давления, который в свою очередь задаст требуемое перемещение управляющего узла КОРТа.The supply of a hollow spring-loaded element in the upper part with a saddle and a locking body is necessary in order to ensure the tightness of the assembly to create a pressure drop, which in turn will set the required movement of the control unit KORT.
Выполнение радиальных отверстий в стенке полого подпружиненного элемента обусловлено условием необходимости открытия/перекрытия канала определенного эксплуатационного объекта - залежи, для определения ее параметров и дебита.The implementation of the radial holes in the wall of the hollow spring-loaded element is due to the condition that it is necessary to open / close the channel of a particular operational object - a deposit, to determine its parameters and flow rate.
Благодаря тому, что полый элемент (в преимущественном исполнении - полый плунжер) снабжен направляющими в нижней части, ответными направляющим в корпусе, обеспечивается возможность при возвратно-поступательном перемещении указанного элемента при воздействии перепада давления управляющим гидравлическим сигналом его поворот вокруг вертикальной оси с обеспечением при этом открытия/перекрытия радиальных отверстий, а значит открытия/перекрытия гидравлических каналов. Такая конструкция является надежной и гарантированно позволит управлять открытием и закрытием гидравлических каналов залежей.Due to the fact that the hollow element (in the preferred embodiment, the hollow plunger) is provided with guides in the lower part, reciprocal guides in the housing, it is possible to rotate around the vertical axis when the pressure differential is controlled by a control hydraulic signal, while ensuring that opening / closing of radial holes, which means opening / closing of hydraulic channels. This design is reliable and guaranteed to control the opening and closing of hydraulic channels of deposits.
Благодаря тому, что каждый гидравлический канал одним концом гидравлически связан с соответствующим эксплуатационным объектом, а вторым концом - с полостью элемента посредством указанного радиального отверстия в стенке указанного элемента, находящегося в положении «открыто», а затем через полость элемента со стороны запорного органа - с суммарным гидравлическим каналом, появляется возможность движения добываемой жидкости через гидравлические каналы.Due to the fact that each hydraulic channel is hydraulically connected at one end to a corresponding operational object, and at the second end to the element cavity by means of the indicated radial hole in the wall of the element located in the “open” position, and then through the element cavity from the side of the locking element, the total hydraulic channel, it becomes possible to move the produced fluid through the hydraulic channels.
Дополнительно указанные каналы могут быть снабжены обратными клапанами для исключения перетоков жидкости.Additionally, these channels can be equipped with check valves to prevent fluid flow.
Дополнительно гидравлические каналы отдельно каждой залежи могут иметь ряд вариантов разветвления на вариации подканалов, субканалов, различающихся различным типоразмером установленных в них регуляторов расхода и/или перепада давления.Additionally, the hydraulic channels of each deposit separately can have a number of branching options for variations of subchannels, subchannels, differing in the different sizes of the flow and / or differential pressure regulators installed in them.
Благодаря предложенной конструкции Установки ОРЭ, обеспечивается возможность осуществлять контроль за созданием требуемого гидравлического давления и за успешностью его воздействия на клапан-отсекатель прямо с устья скважины, т.е. без запуска насоса (как, например, в патенте РФ №131074). Это является очень важным и для установки по первому варианту, но особенно - для установки ОРЭ по второму варианту в случае, когда залежь иногда бывает, что поглощает закачанный объем жидкости, а это значит, что столб жидкости над клапаном-отсекателем будет недостаточным, а значит, не будет создано требуемое давление. При воздействии на клапаны-отсекатели через затрубное пространство закачкой извне, например, технической воды, в известных технических решениях по патентам РФ №131074 и №115408 существует вероятность отрицательного результата при способности залежи поглощать жидкость. Благодаря предложенной конструкции установки ОРЭ и по первому и по второму варианту исключается возможность поглощения одной из залежи, обеспечивается возможность осуществлять контроль за созданием требуемого гидравлического давления и за успешностью его воздействия на клапан-отсекатель прямо с устья скважины, т.е. без запуска насоса (как, например, в патенте РФ №131074).Thanks to the proposed design of the WEM Unit, it is possible to control the creation of the required hydraulic pressure and the success of its impact on the shutoff valve directly from the wellhead, i.e. without starting the pump (as, for example, in the patent of the Russian Federation No. 131074). This is very important for the installation according to the first variant, but especially - for the installation of the WEM according to the second variant in the case when the reservoir sometimes happens that absorbs the injected volume of liquid, which means that the liquid column above the shut-off valve will be insufficient, which means , the required pressure will not be created. When exposed to the shut-off valves through the annulus by pumping from the outside, for example, industrial water, in the well-known technical solutions according to RF patents No. 131074 and No. 115408, there is a probability of a negative result when the reservoir is capable of absorbing liquid. Thanks to the proposed design of the WEM unit, both the first and second options exclude the possibility of absorption of one of the deposits, it is possible to control the creation of the required hydraulic pressure and the success of its impact on the shutoff valve directly from the wellhead, i.e. without starting the pump (as, for example, in the patent of the Russian Federation No. 131074).
Таким образом, благодаря совокупности конструктивных признаков как установок ОРЭ по обоим вариантам, так и клапана-отсекателя для них, будет обеспечено движение добываемой жидкости через гидравлические каналы и поочередное перекрытие их при необходимости, например, для проведения исследований по другой.Thus, due to the combination of design features of both the WEM installations for both options and the shut-off valve for them, the movement of the produced fluid through the hydraulic channels and their alternate shutoff if necessary, for example, to conduct research on the other, will be ensured.
Заявляемые варианты установок и предлагаемого клапана-отсекателя иллюстрируются чертежами, где на фиг. 1 изображена схема скважины с размещенной в ней установкой ОРЭ по первому варианту и разрез А-А; на фиг. 2 - схема скважины с размещенной в ней установкой ОРЭ по второму варианту и разрез А-А; на фиг. 3 - а). схема клапана-отсекателя и б). его подпружиненного элемента; на фиг. 4 - схемы возможных комбинаций открыто/закрыто гидравлических каналов, в зависимости от поворота подпружиненного элемента клапана-отсекателя, а именно: П1 - приток из двух залежей; П2 - приток из нижней залежи; П3 - приток из верхней залежи.The inventive installation options and the proposed shut-off valve are illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a well with an ORE installation in it according to the first embodiment and section AA; in FIG. 2 is a diagram of a well with an installation of an ORE according to the second embodiment and section AA; in FIG. 3 - a). circuit of the shutoff valve and b). its spring element; in FIG. 4 - schemes of possible combinations of open / closed hydraulic channels, depending on the rotation of the spring-loaded element of the shutoff valve, namely: P1 - inflow from two deposits; P2 - inflow from the lower deposit; P3 - inflow from the upper deposit.
На фиг. 1 представлена Установка для одновременно-раздельной разработки нескольких (в частности, двух) эксплуатационных объектов одной скважиной по первому варианту в наиболее предпочтительном варианте осуществления. Эксплуатационными объектами в данном случае являются первая залежь 1 и вторая залежь 2. Залежи 1 и 2 могут быть гидравлически соединены с суммарным гидравлическим каналом 4, посредством отверстий 7 в теле обсадной трубы 5 и изолированы при помощи средства изоляции - пакера. По сути можно считать этим суммарным гидравлическим каналом 4 объем колонны обсадных труб 5, в котором размещена насосная установка 6. Средство изоляции может включать в себя пакеры 8 и 9. Причем количество пакеров в установке по первому варианту соответствует числу залежей. Для целей описания настоящего изобретения нижняя залежь 1 условно обозначена на чертежах как «Залежь I», а верхняя 2 - как «Залежь II». Установка также содержит гидравлические каналы 10 и 11, количество которых соответствует количеству эксплуатационных объектов, т.е. количеству залежей. Гидравлический канал 10 гидравлически соединен с залежью 1, а канал 11 - с залежью 2, а оба они имеют гидравлическую связь с суммарным гидравлическим каналом 4.In FIG. 1 shows the Installation for simultaneous-separate development of several (in particular, two) production facilities by one well according to the first embodiment in the most preferred embodiment. In this case, the operational objects are the
Для гидравлического соединения установки по первому варианту с обеими залежами установка содержит две колонны лифтовых труб: первую колонну 12 лифтовых труб и вторую колонну 13 лифтовых труб. Первая колонна 12 лифтовых труб гидравлически соединена с залежью I. Соединение может осуществляться через открытый нижний торец 14 первой колонны 12 лифтовых труб. Таким образом, первая колонна 12 лифтовых труб вместе с соответствующим изолированным объемом внутри обсадной трубы 5 формируют часть гидравлического канала 10. Вторая колонна 13 лифтовых труб гидравлически соединена с залежью II через соответствующий изолированный при помощи средства изоляции объем внутри обсадной трубы 5. Соединение может осуществляться через отверстия 15 в теле второй колонны 13 лифтовых труб. Таким образом, вторая колонна 13 лифтовых труб вместе с соответствующим изолированным объемом внутри обсадной трубы формируют часть гидравлического канала 11.For hydraulic connection of the installation according to the first embodiment with both deposits, the installation contains two columns of elevator pipes: a first column of 12 elevator pipes and a second column of 13 elevator pipes. The first column 12 of lift pipes is hydraulically connected to the reservoir I. The connection can be through the open bottom end 14 of the first column 12 of lift pipes. Thus, the first lift pipe string 12 together with the corresponding insulated volume inside the
Кроме того, установка по обоим вариантам может быть снабжена регулятором 16 перепада давления потока жидкости, например по типу ПМ №115408, предназначенным для обеспечения необходимого забойного давления залежи с большим требуемым забойным давлением. Предпочтительно такой регулятор 16 перепада давления потока размещать в канале, гидравлически соединенном с залежью, по которой необходимо обеспечить большее рабочее забойное давление относительно другой залежи, приведенного условно к одному уровню. В установке ОРЭ по первому варианту, представленной на фиг. 1, таким каналом является канал 11, гидравлически соединенный с залежью II. В установке ОРЭ по второму варианту, представленной на фиг. 2, таким каналом является канал 10, гидравлически соединенный с залежью I. Для обеспечения необходимого забойного давления залежи с меньшим требуемым забойным давлением (в нашем случае это залежь I) требуемое значение забойного давления может быть обеспечено путем задания параметров отбора смеси из скважины насосом 6. При этом наличие регулятора 16 перепада давления (настраиваемого усилием пружины перед спуском в скважину) в канале 11, гидравлически соединенного с залежью II, позволяет обеспечить рабочее забойное давление при работе насоса 6 выше, чем по залежи I, условно приведенного к одному уровню.In addition, the installation according to both options can be equipped with a
Дополнительно в гидравлические каналы 10 и 11 могут устанавливаться обратные клапаны 17 различной конструкции, например, по типу «седло-шар», для исключения перетоков между залежами при эксплуатации скважины и/или ее остановке.Additionally,
Дополнительно, при необходимости гидравлические каналы 10 и 11 могут иметь варианты разветвления на отдельные субканалы 10а, 11б, 11в и 10а, 10б (разрез А-А на фиг. 1 и фиг. 2). Количество субканалов, их вариация и сочетание могут быть различными. Использованием указанных субканалов решается задача изменения перепада потока жидкости применением в этих субканалах, например, штуцеров различного диаметра или устройств по типу 16, при этом не требуется подъем оборудования для изменения характеристик регулятора притока. Переключая КОРТом потоки пластового флюида из различных залежей последовательно по субканалам, в которые установлены разного диаметра штуцера, можно без подъема оборудования регулировать дебит пластов.Additionally, if necessary, the
Дополнительно в гидравлических каналах 10 и 11, в колонне 5 могут быть установлены манометры, и/или термометры, и/или другие измерительные приборы с возможностью передачи сигнала на поверхность, или указанные приборы могут быть автономные.Additionally, pressure gauges and / or thermometers and / or other measuring devices with the ability to transmit a signal to the surface can be installed in the
Дополнительно весь комплекс устройства ОРЭ с системой пакеров может быть размещен в скважине автономно или на хвостовике насоса, что технически возможно выполнить, в зависимости от требуемых условий.Additionally, the whole complex of the device of the wholesale electricity market with the packer system can be placed in the well independently or on the pump liner, which is technically possible to fulfill, depending on the required conditions.
Предлагаемая установка по второму варианту (фиг. 2) состоит из суммарного гидравлического канала 4 (по сути на чертеже это объем колонны обсадных труб 5, в котором размещена насосная установка 6). Эксплуатационными объектами в данном случае являются первая залежь 1 и вторая залежь 2, посредством отверстий 7 соединенные с внутренней частью обсадной трубы 5.The proposed installation according to the second embodiment (Fig. 2) consists of a total hydraulic channel 4 (in fact, in the drawing this is the volume of the
Залежь 1 может быть гидравлически соединена с суммарным каналом 4 и изолирована при помощи средства изоляции. Средство изоляции для данного случая состоит из одного пакера 3, размещенного между двумя залежами. Для целей описания настоящего изобретения нижняя залежь 1 условно обозначена на чертежах как «Залежь I», a верхняя 2 - как «Залежь II». В представленном варианте установки верхняя залежь соединена непосредственно с колонной 5. Гидравлический суммарный канал 4 гидравлически соединен с нижней залежью через канал 10.
Кроме того, установка по второму варианту может быть снабжена регулятором 16 перепада давления потока жидкости, например по типу регулятора, описанного в патенте РФ №115408, предназначенным для обеспечения необходимого забойного давления залежи с большим требуемым забойным давлением. Для обеспечения необходимого забойного давления залежи с меньшим требуемым забойным давлением (в нашем случае это залежь II) требуемое значение забойного давления может быть обеспечено путем задания параметров отбора смеси из скважины насосом 6. При этом наличие регулятора 16 перепада давления (настраиваемого усилием пружины перед спуском в скважину) в канале 10, гидравлически соединенного с залежью I, позволяет обеспечить рабочее забойное давление при работе насоса 6 выше, чем по залежи II, условно приведенного к одному уровню.In addition, the installation according to the second embodiment may be equipped with a
Дополнительно, при необходимости, для установки ОРЭ по второму варианту гидравлический канал 10 КРОТ может иметь варианты разветвления на отдельные субканалы 10а, 10б, 10в. Количество каналов, их вариация и сочетание могут быть различными. Разделением основного канала 10 на субканалы решается задача изменения, регулирования притока жидкости с нижней залежи применением в субканалах, например, штуцеров различного диаметра или устройств по типу 16, при этом не требуется подъем оборудования для изменения характеристик регулятора притока, т.к. переключая КОРТом потоки пластового флюида из различных залежей последовательно по субканалам с заранее известными штуцерами разного диаметра, можно без подъема оборудования регулировать дебит нижнего пласта.Additionally, if necessary, for installing the WEM according to the second embodiment, the
Дополнительно в гидравлические субканалы 10а, 10б, 10в можно устанавливать обратные клапаны 17 различной конструкции, например, по типу «седло-шар», для исключения перетоков между залежами при эксплуатации скважины и/или ее остановке.Additionally,
Дополнительно в гидравлическом канале 10, в колонне 5 могут быть установлены манометры, и/или термометры, и/или другие измерительные приборы с возможностью передачи сигнала на поверхность, или указанные приборы могут быть автономные.Additionally, in the
Дополнительно весь комплекс установки ОРЭ по второму варианту с однопакерной системой может быть размещен в скважине автономно или на хвостовике насоса.Additionally, the entire complex of the WEM installation according to the second embodiment with a single-packer system can be placed independently in the well or on the pump liner.
Установки по обоим вариантам дополнительно снабжены клапаном-отсекателем 18, который содержит корпус 19, установленный в нем полый подпружиненный пружиной 20 элемент 21, в качестве которого в преимущественном исполнении может быть применен полый плунжер. Причем внешняя поверхность элемента 21 по существу герметично прилегает к внутренней поверхности корпуса 19. Указанный элемент 21 выполнен с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и с одновременной возможностью вращательного перемещения вокруг вертикальной оси под действием гидравлического управляющего сигнала. При этом под гидравлическим управляющим сигналом понимается созданное с поверхности (принесенное извне), например закачкой воды, нефти, создание давления азотным компрессором или др. определенное значение давления столба жидкости в стволе скважины 5, в суммарном гидравлическом канале 4. Элемент 21 снабжен в верхней части «седлом» 22 и запорным органом 23, например, шаром, а также радиальными отверстиями 24 в стенке, которые могут быть выполнены на одном или на разных уровнях, под разными углами к друг другу. Запорный орган, клапан-отсекатель могут быть исполнены в различных технических решениях, например, в виде конуса с подпружинивающим элементом, в виде лепесткового клапана и др.The plants of both variants are additionally equipped with a shut-off
Кроме того, элемент 21 снабжен направляющими 25 в нижней части, ответными направляющим 26 в корпусе 19, и обеспечивающими возможность при возвратно-поступательном перемещении элемента 21 при воздействии перепада давления управляющим гидравлическим сигналом его поворот вокруг вертикальной оси с обеспечением при этом открытия/перекрытия радиальных отверстий 24. В преимущественном исполнении направляющие 25 в нижней части полого элемента 19 и ответные направляющие 26 в корпусе 19 выполнены в виде клинообразных скошенных пазов и ответных им клинообразных скошенных выступов соответственно (фиг. 3). В корпусе 19 также выполнены гидравлические каналы 10 и 11, каждый из которых одним концом гидравлически связан с соответствующим эксплуатационным объектом, т.е. с залежью I и с залежью II соответственно. Оба канала 10 и 11 вторым концом связаны гидравлически с полостью элемента 21 посредством указанного радиального отверстия (отверстий) 24 в стенке указанного элемента 21, находящегося в положении «открыто». При этом полость элемента 21 со стороны запорного органа 23 соединена с суммарным гидравлическим каналом 4.In addition, the
При некотором определенном положении элемента 21 относительно корпуса 19 отверстия 24 элемента 21 будут совпадать в своем положении с гидравлическим каналом 10 или 11 в корпусе 19. Возможно различное сочетание и количество отверстий, располагаться они могут на различном уровне и при разных углах. На фиг. 4 представлен вариант с тремя положениями управления притока жидкости из каналов 10 и 11: П1 - приток из обеих залежей, П2 - положение корпуса 21, обеспечивающего приток через отверстия 24 жидкости гидравлического канала 10 залежи 1 в суммарный канал 4; П3 - приток только из залежи 2 через гидравлический канал 11 в суммарный канал 4. Механические параметры составных частей клапана-отсекателя 18 и регулятора 16 перепада давления потока могут определяться, исходя из требуемых значений управляющих сигналов и требуемых значений забойного давления.At a certain specific position of the
Установка ОРЭ по обоим вариантам устанавливается в обсадную трубу 5. При этом скважина должна быть снабжена средством 27 закачки в межтрубное пространство технической жидкости, например воды. Под межтрубным пространством в настоящей заявке понимается пространство, ограниченное снаружи обсадной трубой 5, а изнутри лифтовыми трубами и каналами установки. В качестве средства 27 закачки в межтрубное пространство технической жидкости может быть использовано любое из известных технических средств, пригодных для этой цели, например, насосная установка.The WEM installation in both cases is installed in the
Все раскрытое оборудование компонуется в единое устройство по первому или второму варианту, исходя из расстояний между залежами, толщины пласта каждой залежи, требуемых забойных давлений для каждой залежи.All the equipment disclosed is arranged in a single device according to the first or second embodiment, based on the distance between the deposits, the thickness of the reservoir of each deposit, the required bottomhole pressures for each reservoir.
Возможны два варианта размещения в скважине предлагаемых установок, согласно заявленному изобретению: первый - на технической колонне труб (как изображено на фиг. 1), после извлечения которых насос 6 спускается в скважину; второй - установка может быть закреплена на хвостовике насоса 6 и опускаться в скважину совместно с ним (на чертеже не показано).There are two options for placing the proposed installations in the well according to the claimed invention: the first - on a technical pipe string (as shown in Fig. 1), after removing which pump 6 is lowered into the well; second, the installation can be mounted on the shank of the
Работа предлагаемых установок ОРЭ и клапана-отсекателя осуществляется следующим образом.The work of the proposed installations of the WEM and the shut-off valve is as follows.
Определение индивидуального дебита жидкости, обводненности продукции, удельного веса попутно добываемой воды для каждой залежи, проведение гидродинамических исследований осуществляется путем временного отключения притока одной из залежи, в данном случае становится возможным проведение указанных мероприятий для второй залежи.The determination of the individual liquid flow rate, the water cut of the product, the specific gravity of produced water for each reservoir, hydrodynamic studies are carried out by temporarily shutting off the inflow of one of the reservoirs, in this case it becomes possible to carry out the indicated measures for the second reservoir.
Допустим, изначально клапан-отсекатель 18 находится в положении П1 - открыт приток одновременно через отверстия 24 двум залежам через гидравлические каналы 10 и 11. Для того чтобы перекрыть приток жидкости из залежи II необходимо перевести клапан-отсекатель 18 в состояние «закрыт» для гидравлического канала 11. Для этого необходимо обеспечить давление со стороны запорного органа 23 выше, чем давление со стороны седла 22 путем закачки технической жидкости в межтрубное пространство. Это может быть реализовано следующей последовательностью операций:Suppose, initially, shut-off
1) останавливается работа насоса 6;1)
2) перекрывается выкидная линия насоса 6;2) the flow line of the
3) закачивается в межтрубное пространство техническая жидкость.3) technical fluid is pumped into the annulus.
Объем закачки определяется, исходя из расчета создания столба жидкости в межтрубном пространстве, необходимого для создания давления, обеспечивающего силу воздействия на элемент 21, превышающую суммарную силу воздействия на этот элемент забойного давления залежи I и пружины 20 клапана-отсекателя 18. Элемент 21 клапана-отсекателя 18 при этой операции производит возвратно-поступательное перемещение и одновременно поворот вокруг вертикальной оси и меняет свое состояние для гидравлического канала 11 на «закрыто», путем отвода выхода этого канала 11 от радиального отверстия 24 (фиг. 4, позиция П2).The injection volume is determined on the basis of calculating the creation of a liquid column in the annulus required to create a pressure that provides a force of action on
4) открывается выкидная линия насоса 6;4) opens the flow line of the
5) насос 6 пускается в работу, при этом приток осуществляется только из залежи I.5) the
6) учитывая закрытое положение клапана-отсекателя 18 для притока из залежи II, соответственно необходимо выполнить уменьшение параметров работы насоса, соответствующих притоку из залежи I.6) taking into account the closed position of the shut-off
Последующее перекрытие притока из залежи I осуществляется путем перевода клапана-отсекателя 18 в состояние «закрыт» для гидравлического канала 10. Для этого необходимо повторить аналогичный набор операций, обозначенных выше, что позволит перейти клапану-отсекателю 18 в положение отверстий 24, соединенных с гидравлическим каналом 10 (фиг. 4, позиция П3). Последующее повторение операций переведет клапан-отсекатель 18 в положение отверстий 24, соединенных с гидравлическими каналами 10 и 11 (фиг. 4, позиция П1), что обеспечит приток из двух залежей одновременно в ствол 5 для откачки насосом 6 на поверхность.The subsequent shutoff of the inflow from reservoir I is carried out by transferring the shut-off
Дополнительно для случая использования варианта разделения гидравлических каналов (или одного из указанных каналов) на субканалы для возможности регулирования различного перепада давления на требуемую залежь, переключение между субканалами посредством клапана-отсекателя 18 выполняется по аналогичному вышеприведенному алгоритму.Additionally, for the case of using the option of dividing the hydraulic channels (or one of these channels) into subchannels in order to be able to control various pressure drops to the desired reservoir, switching between subchannels by means of a shut-off
Установка ОРЭ по второму варианту в предпочтительном исполнении имеет разделение гидравлического канала 10 на субканалы 10а, 10б, 10в (разрез А-А фиг. 2) и работает аналогичным образом.The WEM installation according to the second embodiment in the preferred embodiment has a separation of the
Для борьбы с асфальтеносмолопарафиновыми отложениями возможно применение стандартных методов. При применении технологии промывок, например горячей нефтью, необходимо учесть возможность включения клапана-отсекателя 18. При завершении операции промывки необходимо обеспечить открытие указанного клапана-отсекателя. Отводу газа ничто не препятствует.Standard methods can be used to combat asphaltene-tar-paraffin deposits. When applying flushing technology, for example with hot oil, it is necessary to take into account the possibility of turning on the shut-off
Настоящее изобретение по всем вариантам было подробно описано со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой изобретения.The present invention for all options has been described in detail with reference to the preferred embodiment, however, it is obvious that it can be implemented in various ways, without going beyond the stated scope of legal protection defined by the claims.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013159278/03A RU2539053C1 (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Unit for dual operation of several production facilities at one well (versions) and shutdown valve of revolving type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013159278/03A RU2539053C1 (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Unit for dual operation of several production facilities at one well (versions) and shutdown valve of revolving type |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2539053C1 true RU2539053C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013159278/03A RU2539053C1 (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Unit for dual operation of several production facilities at one well (versions) and shutdown valve of revolving type |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2539053C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109025918A (en) * | 2018-09-16 | 2018-12-18 | 东营市汇诚石油工程技术有限责任公司 | Fixed tubular column changes a layer pumping means |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU702158A1 (en) * | 1977-08-30 | 1979-12-05 | Особое Конструкторское Бюро По Конструированию,Исследованию И Внедрению Оборудования Для Раздельной Эксплуатации Нефтяных Скважин | Pilot valve for simultaneous separate recovery |
| RU2334867C1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лифт Ойл" | Method of simultaneous-separate operation of several payout beds and installation of well for implementation of this method |
| WO2011043872A2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-14 | Schlumberger Canada Limited | Multi-point chemical injection system for intelligent completion |
| RU115408U1 (en) * | 2011-12-05 | 2012-04-27 | Андрей Сергеевич Казанцев | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE DEVELOPMENT OF TWO OPERATING OBJECTS ONE WELL |
| RU118681U1 (en) * | 2012-02-17 | 2012-07-27 | Владимир Александрович Афанасьев | EQUIPMENT FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS THROUGH ONE WELL |
| RU131074U1 (en) * | 2013-01-10 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" | EQUIPMENT FOR EXPLOITATION AND RESEARCH OF MULTILAYER WELL |
-
2013
- 2013-12-30 RU RU2013159278/03A patent/RU2539053C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU702158A1 (en) * | 1977-08-30 | 1979-12-05 | Особое Конструкторское Бюро По Конструированию,Исследованию И Внедрению Оборудования Для Раздельной Эксплуатации Нефтяных Скважин | Pilot valve for simultaneous separate recovery |
| RU2334867C1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лифт Ойл" | Method of simultaneous-separate operation of several payout beds and installation of well for implementation of this method |
| WO2011043872A2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-14 | Schlumberger Canada Limited | Multi-point chemical injection system for intelligent completion |
| RU115408U1 (en) * | 2011-12-05 | 2012-04-27 | Андрей Сергеевич Казанцев | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE DEVELOPMENT OF TWO OPERATING OBJECTS ONE WELL |
| RU118681U1 (en) * | 2012-02-17 | 2012-07-27 | Владимир Александрович Афанасьев | EQUIPMENT FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS THROUGH ONE WELL |
| RU131074U1 (en) * | 2013-01-10 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" | EQUIPMENT FOR EXPLOITATION AND RESEARCH OF MULTILAYER WELL |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109025918A (en) * | 2018-09-16 | 2018-12-18 | 东营市汇诚石油工程技术有限责任公司 | Fixed tubular column changes a layer pumping means |
| CN109025918B (en) * | 2018-09-16 | 2024-04-05 | 东营市汇诚石油工程技术有限责任公司 | Layer-changing pumping device for stationary pipe column |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10626704B2 (en) | Intelligent switching valve for reservoir reformation and production monitoring and control and construction method therefor | |
| RU2380522C1 (en) | Equipment for multi-reservoir well sumultanious-separate recearch and production with electircal submersible pump (versions) | |
| EP2630326B1 (en) | Fluid injection device | |
| US9267345B2 (en) | Flow activated circulating valve | |
| AU2015213301B2 (en) | Valve system | |
| US10316619B2 (en) | Systems and methods for stage cementing | |
| RU2578078C2 (en) | Program-controlled injection well | |
| RU2495235C1 (en) | Method and device for controlled pumping down to formations | |
| RU2262586C2 (en) | Borehole plant for simultaneous separate and alternate operation of several formations by single well | |
| CN104662255A (en) | Pressure testing valve and method of using the same | |
| RU2398100C2 (en) | Method of garipov's well operation and device for its realisation (versions) | |
| RU2634317C1 (en) | Method of controlled injection of liquid through formation (versions) | |
| RU2636842C1 (en) | Method and arrangement for controlled injection of liquid through formations | |
| RU2576729C1 (en) | Apparatus for simultaneous separate operation of several deposits at same well (versions) | |
| RU2594235C2 (en) | Method of simultaneous separate operation of multi layer deposit and device for realizing said method | |
| RU115408U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE DEVELOPMENT OF TWO OPERATING OBJECTS ONE WELL | |
| RU2438043C2 (en) | Garipov pump unit for simultaneous separate operation of wells (versions) | |
| RU2552555C1 (en) | Method of simultaneous separate or successive production of reservoir fluid from well of multipay fields with preliminary installation of packers | |
| RU2345214C2 (en) | Method of oil and gas influx development and intensification, waterproofing procedure and related device for implementation thereof | |
| RU89604U1 (en) | DEVICE FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF MULTI-PLASTIC WELLS | |
| RU2539053C1 (en) | Unit for dual operation of several production facilities at one well (versions) and shutdown valve of revolving type | |
| RU2513896C1 (en) | Method of dual operation of two strata with one well | |
| WO2011106579A2 (en) | Wellbore valve, wellbore system, and method of producing reservoir fluids | |
| RU2598256C1 (en) | Method for hydrodynamic tests of exploitation well formation (versions) | |
| RU2229586C1 (en) | Controller valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150806 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190228 |