RU2555989C1 - Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта - Google Patents

Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта Download PDF

Info

Publication number
RU2555989C1
RU2555989C1 RU2014118980/03A RU2014118980A RU2555989C1 RU 2555989 C1 RU2555989 C1 RU 2555989C1 RU 2014118980/03 A RU2014118980/03 A RU 2014118980/03A RU 2014118980 A RU2014118980 A RU 2014118980A RU 2555989 C1 RU2555989 C1 RU 2555989C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
movable element
seat
trapezoidal
housing
hydraulic fracturing
Prior art date
Application number
RU2014118980/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Николаевич Лебедев
Сергей Николаевич Пещеренко
Марина Петровна Пещеренко
Александр Сергеевич Фадейкин
Евгений Вячеславович Пошвин
Original Assignee
Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Новомет-Пермь" filed Critical Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority to RU2014118980/03A priority Critical patent/RU2555989C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2555989C1 publication Critical patent/RU2555989C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Check Valves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтегазовому оборудованию, в частности к оборудованию заканчивания скважин, и может быть применено при операциях многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП). Муфта содержит корпус с внутренними трапециевидными проточками, подвижный элемент в форме трубы с ответным выступом трапециевидной формы на наружной поверхности и седлом для посадки шара внутри, порт для проведения гидроразрыва, шар, активирующий подвижный элемент, полый поршень с отверстиями и поддерживающую пружину, установленную в полости под поршнем. Подвижный элемент выполнен без отверстия и снабжен двумя выступами трапециевидной формы на наружной поверхности и одним седлом. Седло размещено между выступами трапециевидной формы. Технический результат заключается в повышении надежности фиксации подвижного элемента в корпусе устройства и улучшении качества обработки ствола скважины за счет улучшения системы открытия портов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к нефтегазовому оборудованию, в частности к оборудованию заканчивания скважин, и может быть использовано при операциях многостадийного гидроразрыва пласта (МГРП).
Из уровня техники известно устройство для МГРП (Патент US №7543634, E21B 43/14, 2009), содержащее корпус, состоящий из верхней и нижней частей с присоединительными резьбами для соединения с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), набор шаров различного диаметра, подвижный элемент в виде посадочной втулки с седлом определенного диаметра, закрепленную в корпусе с помощью срезного штифта, закрывающую порты ГРП, предназначенные для проведения обработки текучей средой ствола скважины. Такое устройство спускают в скважину со всеми закрытыми портами и открытым каналом для изоляции ствола скважины. После инсталляции сбрасывают шар управления, имеющий минимальный диаметр, для закрытия клапана изоляции ствола, при этом осуществляется инсталляция гидравлических пакеров в необсаженном стволе. Затем развертывают наземное оборудование и закачивают жидкость в скважину для воздействия на первую зону пласта.
Далее последовательно по колонне НКТ сбрасывают шары в порядке возрастания их диаметров и перекачивают текучую среду для обработки отдельных зон. Когда сброшенный в колонну НКТ шар устанавливается в соответствующее ему седло, образуется пробка, повышается давление, втулка с седлом сдвигается вперед, срезая штифты, через открывшиеся отверстия производится воздействие текучей среды на изолированную пакерами зону пласта. Сбрасывая последующие шары большего размера, можно воздействовать на каждую из разобщенных зон ствола скважины. Поскольку зоны обрабатываются ступенчато, самая нижняя втулка имеет седло для шара самого меньшего диаметра, а чем выше расположена втулка, тем на больший диаметр рассчитано ее седло. Сброшенный шар конкретного размера должен достичь своего места, пройдя через седла большего диаметра, тем самым достигается точность установки пробки в стволе скважины.
Однако использование шаров различного диаметра сокращает число возможных зон для проведения воздействия на пласт и вводит в действие человеческий фактор при работе с шарами разного диаметра.
Наиболее близким к заявленному изобретению является муфта для МГРП (htpp:/ WWW.Weatherford.com/dn/WFT214170), состоящая из корпуса с трапециевидными проточками на внутренней стенке, содержащего верхнюю и нижнюю части с резьбой для крепления в колонну НКТ и среднюю часть, оснащенную портом для ГРП, подвижного элемента (цапфа) в форме трубы с одним ответным проточке корпуса выступом трапециевидной формы на наружной поверхности, установленного внутри средней части корпуса и имеющего два посадочных седла, где второе седло расположено напротив выступа трапециевидной формы, подвижного полого поршня с радиальными отверстиями, размещенного в нижней части корпуса и опирающегося на пружину сжатия. Подвижный элемент в нижней части имеет отверстие, которое совмещается с портом для ГРП в момент проведения операции. Для открытия портов ГРП в данном устройстве используют шары одинакового размера.
После спуска и инсталляции компоновки, гидравлических пакеров, наземного оборудования, закачивают жидкость в скважину для воздействия на первую зону пласта. После обработки первой зоны сбрасывают шар, который попадает в первую по пути следования муфту для ГРП, где садится в первое седло, образуя пробку, давление возрастает и шар сдвигает подвижный элемент на одну позицию вперед, при этом первое седло совмещается с трапециевидной проточкой в корпусе и шар проходит вперед, попадая во вторую по пути следования муфту для ГРП, где вновь сдвигает аналогично предыдущему, подвижный элемент, установленный изначально во второе положение (т.е. во вторую трапециевидную проточку), попадает в третью муфту для ГРП, где сдвигает подвижный элемент из изначально установленного третьего положения в следующую проточку и так далее, вплоть до открытия последней муфты, где шар сдвигает подвижный элемент в последнюю проточку и, не имея возможности пройти через него, образует пробку, отверстия в нижней части подвижного элемента и корпусе совмещаются, в результате чего происходит открытие порта для ГРП и проводится обработка примыкающего к нему участка ствола скважины. Затем сбрасывается следующий шар, который смещает подвижные элементы в муфтах вперед еще на одну проточку и, достигнув посадочного седла, образует пробку на втором в направлении от забоя скважины участке, в районе которого тем самым обеспечивается возможность проведения обработки ствола скважины.
При всей универсальности конструкции можно отметить ряд недостатков. Во-первых, наличие в подвижном элементе двух посадочных седел при одном фиксаторе снижает надежность конструкции и может вызвать перемещение подвижного элемента сразу на несколько положений вместо одного. Во-вторых, открытие порта для обработки призабойной зоны пласта осуществляется при совмещении отверстий в подвижном элементе и корпусе, что при повороте одной части относительно другой не даст возможности открыть порт.
Предлагаемое изобретение повышает надежность фиксации подвижного элемента в корпусе устройства и улучшает качество обработки ствола скважины за счет улучшения системы открытия портов.
Указанный технический результат достигается тем, что в муфте для проведения многостадийного ГРП, содержащей корпус с внутренними трапециевидными проточками, подвижный элемент в форме трубы с ответным выступом трапециевидной формы на наружной поверхности и седлом для посадки шара внутри, порт для проведения ГРП, шар, активирующий подвижный элемент, полый поршень с отверстиями, поддерживающую пружину, установленную в полости под поршнем, согласно изобретению подвижный элемент выполнен без отверстия и снабжен двумя выступами трапециевидной формы на наружной поверхности и одним седлом, причем седло размещено между выступами трапециевидной формы.
В отличие от прототипа в заявляемой муфте подвижный элемент выполнен без отверстия, которое необходимо соединять с отверстиями корпуса при проведении ГРП, что значительно упрощает систему открытия портов и делает ее независимой от возможного поворота подвижного элемента во время эксплуатации.
Наличие в подвижном элементе двух трапециевидных выступов обеспечивает его надежную фиксацию в корпусе и повышает работоспособность устройства в целом.
Для обеспечения надежности фиксации шара в момент его прохождения через седло расстояние между седлом и выступами трапециевидной формы подвижного элемента выбрано таким образом, чтобы при нахождении седла напротив середины трапециевидной проточки корпуса подвижный элемент опирался выступами на стенки корпуса между трапециевидными проточками.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлена муфта, на фиг. 2 - муфта в момент проведения ГРП, на фиг. 3 - муфта в момент перемещения подвижного элемента с помощью шара.
Муфта состоит из корпуса 1, выполненного в виде трубы с трапециевидными проточками 2 на внутренней поверхности, подвижного элемент 3, порта для ГРП 4 в виде втулки со сквозными радиальными каналами 5, через которые проводится обработка зоны ствола скважины, подвижного полого поршня 6 и пружины 7, которая установлена в полости под поршнем 6 и предназначена для его перемещения.
Подвижный элемент 3 выполнен в форме трубы с двумя кольцевыми выступами 8 на наружной поверхности, имеющими трапециевидную форму, ответную трапециевидным проточкам 2 корпуса 1, что обеспечивает фиксацию подвижного элемента внутри корпуса 1. Между выступами 8 расположено седло 9, предназначенное для посадки шара 10, сбрасываемого при эксплуатации устройства. В корпусе подвижного элемента 3 выполнены сквозные проточки (продольные щели) 11, позволяющие ему сужаться и расширяться. Подвижный полый поршень 6, опирающийся на пружину 7, снабжен радиальными отверстиями 12 для выравнивания давления в образуемой полости под ним и внутри корпуса 1. Пружина 7, на которую опирается поршень 6, приводит его в начальное положение после проведения операции ГРП и закрытия портов для ГРП 4.
Устройство работает следующим образом.
Перед спуском установки в скважину операторы устанавливают каждый подвижный элемент 3 в проточку, соответствующую порядковому номеру муфты. Нумерация осуществляется от устья к забою скважины.
После спуска в скважину и инсталляции компоновки операторы сбрасывают шар управления 10 для закрытия клапана изоляции ствола, при этом осуществляется инсталляция гидравлических пакеров в необсаженном стволе. Затем операторы развертывают наземное оборудование и закачивают жидкость в скважину для воздействия на первую зону пласта.
Для последующей работы операторы последовательно сбрасывают шары 10 по колонне НКТ и закачивают жидкость для обработки отдельных вышерасположенных зон. Когда сброшенный в колонну НКТ шар 10 достигает первой по ходу следования муфты, шар 10 садится в седло 9 (фиг. 1), образуя пробку, повышается давление, подвижный элемент 3 с седлом 9 сдвигается вперед (Фиг. 2), при этом седло 9 оказывается напротив трапециевидной проточки 2 в корпусе 1, что позволяет расшириться подвижному элементу 3 благодаря сквозным проточкам 11, чтобы пропустить через себя шар 10 и переместиться во второе положение, трапециевидные выступы 8 на подвижном элементе 3 совмещаются с трапециевидными проточками 2, тем самым фиксируя подвижный элемент 3 в этом положении. По ходу движения шар 10 достигает второй муфты, где подвижный элемент 3 установлен изначально во второе положение, сдвигает подвижный элемент 3 в третье положение аналогично с первой муфтой и проходит дальше, пока не достигает подвижного элемента 3, находящегося в конечном положении, неспособном пропустить через седло 9 шар 10 (Фиг. 3, порт открыт). Образуется пробка, подвижный элемент 3 отжимает полый поршень 6, пружина 7 сжимается, радиальные каналы 12 соединяют пространство, образующееся под поршнем 6 и внутри корпуса 1, в результате чего давления внутри корпуса 1 и в полости под поршнем 6 выравниваются, подвижный элемент 3 смещается и открывает порт для ГРП 4, происходит операция гидроразрыва примыкающей зоны пласта. После этого уменьшается давление, пружина 7 разжимается и возвращает полый поршень 6 в исходное положение, подвижный элемент 3 сдвигается и закрывает отверстия 5 порта для ГРП 4. Сбрасывая последующие шары, оператор может последовательно воздействовать на каждую из вышерасположенных разобщенных зон ствола скважины.
Таким образом, открытие порта для ГРП в заявляемой конструкции осуществляется простым смещением подвижного элемента, что значительно улучшает качество обработки ствола скважины, а простота конструкции способствует повышению надежности устройства.

Claims (2)

1. Муфта для проведения многостадийного гидроразрыва пласта, содержащая корпус с внутренними трапециевидными проточками, подвижный элемент в форме трубы с ответным выступом трапециевидной формы на наружной поверхности и седлом для посадки шара внутри, порт для проведения гидроразрыва, шар, активирующий подвижный элемент, полый поршень с отверстиями, поддерживающую пружину, установленную в полости под поршнем, отличающаяся тем, что подвижный элемент выполнен без отверстия и снабжен двумя выступами трапециевидной формы на наружной поверхности и одним седлом, причем седло размещено между выступами трапециевидной формы.
2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между седлом и выступами трапециевидной формы подвижного элемента выбрано таким образом, чтобы при нахождении седла напротив середины трапециевидной проточки корпуса подвижный элемент опирался выступами на стенки корпуса между внутренними трапециевидными проточками.
RU2014118980/03A 2014-05-12 2014-05-12 Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта RU2555989C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118980/03A RU2555989C1 (ru) 2014-05-12 2014-05-12 Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014118980/03A RU2555989C1 (ru) 2014-05-12 2014-05-12 Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2555989C1 true RU2555989C1 (ru) 2015-07-10

Family

ID=53538631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118980/03A RU2555989C1 (ru) 2014-05-12 2014-05-12 Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555989C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017078560A1 (ru) * 2015-11-02 2017-05-11 Шлюмберже Канада Лимитед Способ гидроразрыва пласта (варианты)
WO2021086230A1 (ru) * 2019-11-01 2021-05-06 Салават Анатольевич Кузяев Способ селективной обработки продуктивного пласта, устройство для его осуществления и порт грп

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200602198A1 (ru) * 2004-05-26 2007-04-27 Спешилайзд Петролеум Сервисиз Груп Лимитед Скважинный инструмент
RU2316643C2 (ru) * 2004-12-14 2008-02-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Система и способ заканчивания скважины, имеющей множество зон (варианты)
RU2495994C1 (ru) * 2011-02-07 2013-10-20 Везерфорд/Лэм, Инк. Втулка пошагового перемещения для многоступенчатого гидроразрыва за одну спускоподъемную операцию

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200602198A1 (ru) * 2004-05-26 2007-04-27 Спешилайзд Петролеум Сервисиз Груп Лимитед Скважинный инструмент
RU2316643C2 (ru) * 2004-12-14 2008-02-10 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Система и способ заканчивания скважины, имеющей множество зон (варианты)
RU2495994C1 (ru) * 2011-02-07 2013-10-20 Везерфорд/Лэм, Инк. Втулка пошагового перемещения для многоступенчатого гидроразрыва за одну спускоподъемную операцию

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017078560A1 (ru) * 2015-11-02 2017-05-11 Шлюмберже Канада Лимитед Способ гидроразрыва пласта (варианты)
US11008844B2 (en) 2015-11-02 2021-05-18 Schlumberger Technology Corporation Method for hydraulic fracturing (variants)
WO2021086230A1 (ru) * 2019-11-01 2021-05-06 Салават Анатольевич Кузяев Способ селективной обработки продуктивного пласта, устройство для его осуществления и порт грп
US11891886B2 (en) 2019-11-01 2024-02-06 Salavat Anatolyevich Kuzyaev Method for selective treatment of a producing formation, device for the implementation thereof and hydraulic fracturing port

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8540019B2 (en) Fracturing system and method
US8915300B2 (en) Valve for hydraulic fracturing through cement outside casing
US11274525B2 (en) Apparatus for downhole fracking and a method thereof
RU2530810C2 (ru) Интеллектуальная система заканчивания скважины для скважин, пробуренных с большим отклонением от вертикали
RU2492318C2 (ru) Способ и устройство обработки ствола скважины текучей средой (варианты)
CA3006283C (en) Stage cementing tool and method
RU2733998C2 (ru) Устройство, системы и способы многоступенчатой стимуляции
CA2930588C (en) Fracturing sequential operation method using signal responsive ported subs and packers
EP2748419B1 (en) Flow activated circulating valve
US9664015B2 (en) Fracturing system and method
US20110198096A1 (en) Unlimited Downhole Fracture Zone System
US20060207764A1 (en) Testing, treating, or producing a multi-zone well
US20120261131A1 (en) Assembly for Actuating a Downhole Tool
RU2495235C1 (ru) Способ и устройство для регулируемой закачки жидкости по пластам
US8678110B2 (en) Mud saver valve and method of operation of same
US20140284112A1 (en) Mud saver valve and method of operation of same
RU2567905C1 (ru) Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта
CA2958548A1 (en) A valve system of a well pipe through an hydrocarbon containing formation and a method to operate same
US9163476B2 (en) Selective set module for multi string packers
RU2533394C1 (ru) Клапан-отсекатель
RU2555989C1 (ru) Муфта для многостадийного гидроразрыва пласта
RU2537713C2 (ru) Пакер-пробка и монтажный инструмент для посадки его в скважине (варианты)
US9580989B2 (en) Interventionless method of setting a casing to casing annular packer
CA2912239C (en) Method and apparatus for selective injection
RU2749058C1 (ru) Гидромеханический ударник