RU2564427C2

RU2564427C2 - Device and method for plug installation and well abandonment

Info

Publication number: RU2564427C2
Application number: RU2013138598/03A
Authority: RU
Inventors: Мортен ЛЕРБРЕКК; Геир Арне МЕЛЬХУС
Original assignee: ТиСиО АС
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2015-09-27
Also published as: RU2013138598A; NO335153B1; US20140138078A1; EP2670943A4; DK2670943T3; EP2670943A1; AU2012211550A1; WO2012105852A1; EP2670943B1; CA2823816A1; BR112013019782B1; NO20110190A1; AU2012211550B2; BR112013019782A2

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: group of inventions relates to production of hydrocarbons from boreholes, cleaning of wells, and also their isolation. The device for work with formation passing wells which have to be taken out from service by installation of a shut-off plug from cured material, such as concrete and which contain a casing string fastened with concrete to a borehole wall contains the combined assembly consisting of the following three parts: a drill cylinder containing explosive charges which by means of detonation form holes in the string and further outside in the surrounding concrete layer; devices for mechanical cleaning of internal wall of the string in the perforated interval; and the flushing device for loosening, dissolution and flushing of hardened cement material located between external wall of the string and the borehole wall.

EFFECT: minimizing of tripping operations due to perforation, cleaning and isolation of borehole by a single device is provided.

13 cl, 5 dwg

Description

Данное изобретение относится к устройству для работы с проходящими через пласт скважинами, которые должны быть выведены из эксплуатации путем установки закрывающей пробки из отверждаемого материала, такого как бетон, причем имеющаяся в скважине обсадная колонна скреплена бетоном со стенкой скважины, как указано в ограничительной части п.1 формулы изобретения.This invention relates to a device for working with wells passing through a formation, which must be decommissioned by installing a closure plug made of a curable material, such as concrete, the casing in the well being fixed to the wall of the concrete with concrete, as indicated in the restrictive part of paragraph 1 claims.

Данное изобретение также относится к специальной конструкции стреляющего перфоратора, предназначенного для выполнения перфорационных отверстий в находящейся в пласте колонне и содержащего удлиненный ствол с несколькими зарядами взрывчатого вещества, расположенными по периферии и вдоль длины ствола, а также средство для детонации указанных зарядов.This invention also relates to a special design of a perforating gun designed to make perforations in a column located in the formation and containing an elongated barrel with several explosive charges located along the periphery and along the length of the barrel, as well as a means for detonating said charges.

Помимо этого, данное изобретение относится, как изложено в п.12 формулы изобретения, к способу закрытия скважины, содержащей проходящую через пласт обсадную колонну, в которой устанавливают пробку из отверждающегося материала. В соответствии с данным способом выполняют перфорирование части проходящей в скважине обсадной колонны и проводят отверждающийся материал через колонну с обеспечением его вытекания через перфорационные отверстия и контакта со стенками основного ствола скважины.In addition, this invention relates, as set forth in claim 12, to a method for shutting a well comprising a casing passing through a formation in which a plug of curable material is mounted. In accordance with this method, a part of the casing passing in the well is perforated and cured material is passed through the string to allow it to flow out through the perforations and contact with the walls of the main wellbore.

Данное изобретение относится к устройству, используемому при установке пробки в скважинах, которые должны быть выведены из эксплуатации.This invention relates to a device used when installing plugs in wells that are to be decommissioned.

При организации добычи углеводородов из месторождения в пористой углеводородосодержащей горной породе, в указанной породе пробуривают скважину, в которую устанавливают обсадную колонну (эксплуатационную колонну), и указанную колонну закрепляют и упрочняют относительно стенок основного ствола скважины, для чего вливают бетон между наружной стенкой колонны и стенкой ствола скважины.When organizing the production of hydrocarbons from a field in a porous hydrocarbon-containing rock, a well is drilled in said rock, into which a casing is installed (production casing), and this string is fixed and strengthened relative to the walls of the main wellbore, for which concrete is poured between the outer wall of the column and the wall wellbore.

При необходимости выведения из эксплуатации такой скважины ее полностью закупоривают бетонной пробкой так, чтобы в будущем не возникла опасность утечек. Закрытие такой скважины включает закачивание закупоривающего вещества, состоящего из отвергающегося бетона. Такая пробка должна соответствовать требованию, которое заключается в том, что закачиваемый бетон должен непосредственно контактировать с пористой породой.If it is necessary to decommission such a well, it is completely plugged with a concrete plug so that there is no risk of leaks in the future. Closing such a well involves pumping a plugging material consisting of reject concrete. Such a plug must meet the requirement that the injected concrete must be in direct contact with the porous rock.

Следовательно, эксплуатационную колонну (обсадную колонну) обычно перфорируют, очищают ее изнутри и впрыскивают в нее очищающую кислотную текучую среду для растворения бетона.Therefore, the production casing (casing) is usually perforated, cleaned from the inside and a cleaning acidic fluid is injected into it to dissolve the concrete.

Для выполнения этой состоящей из трех этапов процедуры опускают перфорационное устройство, оснащенное несколькими взрывными зарядами направленного действия. При взрывании этих зарядов в указанной колонне образуется несколько отверстий для вымывания и частичного растворения исходного бетона, чтобы новый и свежий бетон мог должным образом непосредственно контактировать со скальной породой при установке пробки.To perform this three-step procedure, a perforating device equipped with several directional explosive charges is omitted. When these charges are blown up, several holes are formed in the specified column for washing out and partially dissolving the initial concrete, so that the new and fresh concrete can properly contact the rock immediately when the cork is installed.

После срабатывания стреляющего перфоратора, как правило, очищают колонну изнутри, опуская очищающий инструмент, который счищает образовавшиеся после взрыва выступающие частицы металла и волокна с внутренней части колонны.After firing the perforator, as a rule, the column is cleaned from the inside, lowering the cleaning tool, which cleans the protruding metal and fiber particles formed after the explosion from the inside of the column.

Указанный очищающий инструмент может представлять собой щетку, которая очищает, протирает или отшлифовывает колонну изнутри.The specified cleaning tool may be a brush that cleans, wipes or polishes the column from the inside.

После шлифовки и очистки колонны опускают промывающий инструмент с верхним и нижним комплектами уплотнений, обеспечивающими уплотнение внутренней стенки колонны. Между этими комплектами уплотнений впрыскивают очищающую, обычно содержащую кислоту, текучую среду, которая может смывать разрыхленные кусочки бетона или, возможно, непосредственно растворять бетон химически. Эти кусочки бетона или остатки бетона затем вымываются с потоком текучей среды, направляемым вверх через кольцеобразное пространство между колонной, в которой с поверхности подвешен указанный инструмент, и внутренней частью обсадной колонны.After grinding and cleaning the columns, the washing tool is lowered with the upper and lower sets of seals providing sealing of the inner wall of the column. Between these sets of seals, a cleaning fluid, usually containing acid, is injected that can flush loose pieces of concrete or possibly directly dissolve the concrete chemically. These pieces of concrete or concrete residues are then washed with a fluid stream directed upward through the annular space between the column in which the specified tool is suspended from the surface and the inside of the casing.

В отношении предшествующего уровня техники следует упомянуть заявки на патент США №2002/162657, №2007/163783, №2010/236781 и №2006/196693 и патенты США №5372198 и №6347673. Например, на фиг.4 указанной заявки №2002/162657 можно видеть, что ствол перфоратора может обеспечивать перфорирование колонны и закупоривание скважины бетоном путем комбинированной технологической операции.In relation to the prior art, mention should be made of US patent application No. 2002/162657, No. 2007/163783, No. 2010/236781 and No. 2006/196693 and US patent No. 5372198 and No. 6347673. For example, in FIG. 4 of said application No. 2002/162657, it can be seen that the perforator barrel can perforate the column and block the well with concrete by a combined process.

Целью данного изобретения является усовершенствование известных технических решений с тем, чтобы все эти три операции могли быть выполнены одним и тем же устройством, т.е. без необходимости неоднократного извлечения эксплуатационной колонны или трубы на поверхность для смены инструмента для каждой операции при установке в скважине пробки.The aim of this invention is to improve the known technical solutions so that all three of these operations can be performed by the same device, i.e. without the need for repeatedly removing the production string or pipe to the surface to change the tool for each operation when installing the plug in the well.

Другая цель данного изобретения заключается в создании новой конструкции стреляющего перфоратора, который может улучшить вычищение бетона из кольцеобразного пространства между обсадной колонной и стенкой ствола скважины.Another objective of this invention is to provide a new design of a perforating gun, which can improve the cleaning of concrete from the annular space between the casing and the wall of the wellbore.

Устройство в соответствии с данным изобретением отличается тем, что оно содержит сборный узел, состоящий из следующих трех частей: ствола перфоратора, содержащего взрывные заряды, которые путем детонации образуют отверстия в колонне и далее снаружи в окружающем слое бетона, очищающего устройства для механической очистки внутренней стенки колонны у перфорированного участка и промывающего устройства для разрыхления, растворения и вымывания затвердевшего цементного материала, находящегося между наружной стенкой колонны и стенкой ствола скважины.The device in accordance with this invention is characterized in that it comprises a prefabricated assembly consisting of the following three parts: a perforator barrel containing explosive charges, which, by detonation, form holes in the column and then outside in the surrounding concrete layer, a cleaning device for mechanically cleaning the inner wall columns at the perforated section and a washing device for loosening, dissolving and washing out the hardened cement material located between the outer wall of the column and the barrel wall and wells.

Указанный узел предпочтительно присоединен к концу эксплуатационной колонны или трубы, опущенной в скважину из оборудования, находящегося на поверхности.The specified node is preferably attached to the end of the production string or pipe, lowered into the well from equipment located on the surface.

Ствол перфоратора предпочтительно расположен в нижней части узла, промывающее устройство прикреплено к эксплуатационной колонне, а очищающее устройство помещено между указанным стволом и промывающим устройством.The barrel of the perforator is preferably located at the bottom of the assembly, the washing device is attached to the production string, and the cleaning device is placed between the barrel and the washing device.

Ствол перфоратора предпочтительно выполнен с возможностью его отсоединения от остальных частей узла после детонации/взрывания взрывных зарядов. Ствол перфоратора содержит взрывные заряды, расположенные вокруг и вдоль его периферии.The perforator barrel is preferably configured to detach from the remaining parts of the assembly after detonation / detonation of explosive charges. The perforator barrel contains explosive charges located around and along its periphery.

Взрывные заряды, соединенные со стволом перфоратора, предпочтительно выполнены с различной взрывной силой в различных секциях (A, B, C) указанного ствола. Как вариант, верхняя секция (A) стреляющего перфоратора/ствола перфоратора выполнена с взрывными зарядами, обладающими большей взрывной силой по сравнению с остальными зарядами.Explosive charges connected to the barrel of the perforator are preferably made with different explosive forces in different sections (A, B, C) of the specified barrel. Alternatively, the upper section (A) of the firing punch / perforator barrel is made with explosive charges, which have greater explosive power compared to other charges.

Предпочтительные варианты выполнения указанного устройства в соответствии с данным изобретением характеризуются признаками, приведенными в пп.1-11 формулы изобретения.Preferred embodiments of the specified device in accordance with this invention are characterized by the features described in claims 1 to 11 of the claims.

Способ в соответствии с данным изобретением характеризуется тем, что используют состоящее из трех частей устройство, имеющее нижнюю часть, содержащую стреляющий перфоратор (32) для выполнения указанных перфорационных отверстий, среднюю очищающую часть (34) для очищения изнутри колонны (20), а также верхнюю промывающую часть (36) с очищающей текучей средой для промывания и растворения остатков бетона в пространстве между колонной (20) и стенкой ствола скважины. При этом последовательно выполняют следующие этапы:The method in accordance with this invention is characterized in that a three-part device is used having a lower part comprising a firing punch (32) for making the indicated perforations, a middle cleaning part (34) for cleaning the inside of the column (20), as well as the upper a washing portion (36) with a cleaning fluid for washing and dissolving the residual concrete in the space between the string (20) and the borehole wall. In this case, the following steps are performed sequentially:

a) устройство (10), присоединенное к эксплуатационной колонне (30), опускают в колонну до тех пор, пока стреляющий перфоратор (32) не займет положение, где должна быть выполнена перфорация колонны,a) the device (10) connected to the production casing (30) is lowered into the casing until the firing punch (32) occupies the position where the casing should be perforated,

b) взрывные заряды (33) взрывают для образования перфорационных отверстий (35) в колонне,b) explosive charges (33) are blown up to form perforations (35) in the column,

c) устройство (10) проводят вверх и вниз в перфорированном участке для скобления-очищения внутренней стенки колонны с помощью очищающей части,c) the device (10) is held up and down in the perforated section for scrubbing-cleaning the inner wall of the column using the cleaning part,

d) устройство (10) размещают так, что промывающая часть (36) расположена в колонне смежно с перфорированными отверстиями и так, что несколько перфорированных отверстий, расположенных по периферии, находятся выше промывающей части (36) и образуют проточное соединение кольцеобразного пространства между колонной (20) и стенкой скважины с кольцеобразным пространством (12) между эксплуатационной колонной (30),d) the device (10) is placed so that the washing part (36) is located in the column adjacent to the perforated holes and so that several perforated holes located on the periphery are located above the washing part (36) and form a flow-through connection of the annular space between the column ( 20) and the wall of the well with an annular space (12) between the production string (30),

e) впрыскивают промывочную текучую среду через перфорационные отверстия для разрыхления кусочков бетона и растворения бетона в пространстве снаружи колонны (20), с прохождением обратно через верхние перфорационные отверстия в колонну (20) выше промывающей части (36), иe) injecting washing fluid through the perforations to loosen the pieces of concrete and dissolve the concrete in the space outside the column (20), passing back through the upper perforations into the column (20) above the washing part (36), and

f) извлекают указанное устройство и вводят отверждающийся материал для заполнения заданной секции колонны (20) и внутреннего пространства между наружной стороной колонны и стенкой ствола скважины, в результате чего при отверждении материала в скважине образуется пробка.f) the indicated device is removed and cured material is introduced to fill the predetermined section of the column (20) and the inner space between the outer side of the column and the wall of the wellbore, as a result of which a cork forms during curing of the material in the well.

Предпочтительно используют устройство в соответствии с пп.1-11.Preferably use the device in accordance with claims 1 to 11.

Далее приведено более подробное описание данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которыхThe following is a more detailed description of the present invention with reference to the accompanying drawings, in which

фиг.1 иллюстрирует устройство в соответствии с данным изобретением и способ его установки в скважине и работы с платформы, расположенной на поверхности океана,figure 1 illustrates the device in accordance with this invention and the method of its installation in the well and work from a platform located on the surface of the ocean,

фиг.2, 3 и 4 показывают увеличенный вид в разрезе устройства, опущенного в скважину,figure 2, 3 and 4 show an enlarged sectional view of the device, lowered into the well,

фиг.5 показывает увеличенный вид ствола перфоратора.5 shows an enlarged view of the barrel of a perforator.

На фиг.1 показано устройство (10) в соответствии с данным изобретением, прикрепленное к колонне или трубе 30, проходящей через пласт 14 от установки 100, например платформы 100, расположенной на поверхности океана, или подобных им. Поверхность океана обозначена номером 18, а морское дно - номером 16. Конечно, конструкция в соответствии с данным изобретением может использоваться с установкой для разведочных работ на углеводороды, расположенной на суше.Figure 1 shows the device (10) in accordance with this invention, attached to a column or pipe 30 passing through the reservoir 14 from the installation 100, for example, a platform 100 located on the surface of the ocean, or the like. The surface of the ocean is indicated by the number 18, and the seabed by the number 16. Of course, the structure in accordance with this invention can be used with the installation for exploration for hydrocarbons located on land.

Обсадная колонна (эксплуатационная колонна) (20) вставлена в ствол скважины или скважину и прикреплена бетоном 22 к стенкам ствола скважины.The casing (production casing) (20) is inserted into the wellbore or well and secured with concrete 22 to the walls of the wellbore.

Также показано предложенное устройство 10, которое состоит из трех частей, а именно стреляющего перфоратора 32, соскребающего/очищающего устройства 34 и промывающего устройства 36, показанных в направлении снизу вверх.Also shown is the proposed device 10, which consists of three parts, namely, a perforating gun 32, a scraping / cleaning device 34, and a washing device 36, shown in the upward direction.

В соответствии с данным изобретением моющее/промывающее устройство 36 расположено в верхней части единого узла и присоединено в самой верхней части устройства 10 к нижнему концу трубы/колонны 30. Между трубой/колонной 30 и внутренней частью обсадной колонны 20 имеется кольцевое пространство 12, в которое можно вывести разрыхленные кусочки бетона и другие загрязняющие примеси при очищении/промывании.In accordance with this invention, the washing / flushing device 36 is located at the top of a single unit and is attached at the very top of the device 10 to the lower end of the pipe / string 30. Between the pipe / string 30 and the inside of the casing 20 there is an annular space 12 into which loosened pieces of concrete and other contaminants can be removed during cleaning / washing.

Соскребающее/очищающее устройство 34 прикреплено непосредственно под промывающим устройством 36, а ниже него расположен стреляющий перфоратор 32. Таким образом, они образуют единое, состоящее из трех частей устройство, обладающее всеми указанными функциями.The scraper / scrubbing device 34 is attached directly below the washing device 36, and below it is located a perforating gun 32. Thus, they form a single, three-part device that has all of these functions.

Фиг.2 показывает увеличенный вид в разрезе устройства в соответствии с данным изобретением.Figure 2 shows an enlarged sectional view of the device in accordance with this invention.

Стреляющий перфоратор 32Shooting punch 32

Стреляющий перфоратор 32 имеет ствол или корпус цилиндрической формы, проходящий вниз под соскребающим/очищающим устройством и по периферии которого рядами на его поверхности размещены специальные взрывные заряды/взрывчатые вещества 33 ранее известным способом, т.е. взрывная волна от зарядов проходит в горизонтальном или наклонном направлении радиально наружу к колонне, с образованием отверстий в стенке колонны. Взрывные заряды соединены с пусковым механизмом, например, с помощью запального шнура, который проходит от поверхности через трубу 30. Указанные заряды выполнены с возможностью одновременного взрывания и обращены радиально наружу, причем каждый из зарядов пробивает отверстие 35 в металле обсадной колонны 20 так, что образуется проточное соединение с бетоном снаружи колонны, направленное радиально наружу. Размер отдельных отверстий может быть отрегулирован с помощью взрывной силы отдельных зарядов 33.The firing punch 32 has a barrel or barrel of cylindrical shape extending downward under the scraper / scrubbing device and along the periphery of which special explosive charges / explosives 33 are placed in rows in a previously known manner, i.e. the blast wave from the charges passes in a horizontal or inclined direction radially outward to the column, with the formation of holes in the wall of the column. Explosive charges are connected to the triggering mechanism, for example, using an ignition cord that extends from the surface through the pipe 30. These charges are arranged to simultaneously explode and face radially outward, each of the charges piercing an opening 35 in the metal of the casing string 20 so that it forms flow connection with concrete outside the column, directed radially outward. The size of the individual holes can be adjusted using the explosive force of the individual charges 33.

Соскребающее/очищающее устройство 34Scraping / cleaning device 34

Соскребающее/очищающее устройство 34 содержит щетки, бороздки, острые скребковые ребра или выполнены с рифлением 37 на обращенной радиально наружу поверхности головки. Диаметр указанной головки соответствует внутреннему диаметру колонны 20. После детонации вокруг пробитых отверстий остаются остатки металла с острыми краями, проходящие от поверхности колонны. Щетки 37, которые могут содержать металлические щетинки, например, так называемые стальные щетки, разрыхляют и удаляют такие острые края. Очищающие щетки могут быть выполнены вокруг периферии так, что они могут быть втянуты радиально внутрь в конструкцию устройства, если не используются, а при необходимости очистки выдвинуты наружу для контакта с внутренней стенкой колонны. Для отведения от стенки или выдвигания к ней в соскабливающей части может быть установлен отдельный механизм, приводимый в действие, например, гидравлически.The scraper / cleaning device 34 contains brushes, grooves, sharp scraper ribs or is made with a corrugation 37 on the surface of the head radially outwardly facing. The diameter of the said head corresponds to the inner diameter of the column 20. After detonation, around the punched holes remain metal residues with sharp edges extending from the surface of the column. Brushes 37, which may contain metal bristles, for example, so-called steel brushes, loosen and remove such sharp edges. Cleaning brushes can be made around the periphery so that they can be pulled radially inward into the structure of the device, if not used, and if necessary, cleaning pulled outward for contact with the inner wall of the column. To divert from the wall or extend to it in the scraping part, a separate mechanism can be installed, driven, for example, hydraulically.

Для регулирования указанного устройства для работы с обсадными колоннами 20 различных внутренних диаметров указанные щетки могут быть выполнены с возможностью выдвижения и втягивания в радиальном направлении. Щетки чистят внутреннюю стенку только при перемещении всего устройства вверх и вниз, как показано стрелкой P на фиг.2.To regulate the specified device for working with casing strings 20 of various internal diameters, these brushes can be made with the possibility of extension and retraction in the radial direction. The brushes clean the inner wall only when moving the entire device up and down, as shown by arrow P in figure 2.

Моющее/промывающее устройство 36Washing / washing device 36

Моющее/промывающее устройство 36 содержит два куполообразных сильфона 36a и 36b (например, выполненные из резины), которые прикреплены к колонне/трубе 30 на небольшом расстоянии друг от друга. Они образуют уплотнение с внутренней стенкой колонны 20 и между собой образуют кольцеобразное пространство 38 промывающего устройства. В этом кольцеобразном пространстве в трубе 30 выполнены отверстия 40, обеспечивающие впрыскивание в пространство 38 текучей среды (воды - кислоты), подаваемой под давлением с поверхности по трубе 30. Давление текучей среды в промежуточном кольцеобразном пространстве 38 увеличивается, и текучая среда выталкивается через пробитые перфорационные отверстия 35 и разрыхляет и вымывает кусочки бетона в кольцевое пространство 22, расположенное между обсадной колонной и стенкой ствола скважины.The washing / washing device 36 comprises two domed bellows 36a and 36b (for example, made of rubber) that are attached to the column / pipe 30 at a short distance from each other. They form a seal with the inner wall of the column 20 and between them form an annular space 38 of the washing device. In this annular space in the pipe 30, holes 40 are made, which allow injection of fluid (water - acid) into the space 38, which is supplied under pressure from the surface through the pipe 30. The pressure of the fluid in the intermediate annular space 38 increases, and the fluid is pushed through the punched perforations holes 35 and loosens and washes pieces of concrete into the annular space 22 located between the casing and the wall of the wellbore.

Таким образом, это промывающее устройство 36 расположено наверху указанной конструкции и присоединено к расположенной выше трубе, при этом очищающее устройство 34 расположено под ним, а стреляющий перфоратор 32 расположен еще ниже, в конце указанного устройства.Thus, this flushing device 36 is located at the top of the structure and attached to the pipe located above, while the cleaning device 34 is located below it, and the firing hammer drill 32 is located even lower at the end of the specified device.

Фиг.3 показывает первый этап указанного способа. Устройство 10, содержащее три части, устанавливают для взрывания зарядов. Выполняют взрывание, в результате чего в колонне образуются отверстия 35. Отверстия 35 проходят насквозь в колонне 20, при этом взрыв приводит к образованию некоторого количества проходящих радиально наружу отверстий в бетонном покрытии 22, которое необходимо разбить и по возможности удалить.Figure 3 shows the first step of this method. The device 10, containing three parts, is installed to explode charges. Blasting is carried out, as a result of which holes 35 are formed in the column. The holes 35 pass through the column 20, and the explosion leads to the formation of a certain number of holes extending radially outward in the concrete coating 22, which must be broken and removed if possible.

По завершении взрывания указанное устройство поднимают и опускают так, что щетки 37 устройства 34 могу очищать внутреннюю поверхность колонны у отверстий, показанных в нижней части фиг.3.Upon completion of the blasting, said device is raised and lowered so that the brushes 37 of device 34 can clean the inside of the column at the openings shown in the lower part of FIG.

Фиг.4 иллюстрирует важную особенность данного изобретения. Стреляющий перфоратор 32 освобождают с помощью расцепляющего механизма, подробно не рассмотренного, от остальной части устройства, и он падает в скважину. После падения перфоратора 32 все устройство опускают дальше вниз, так чтобы промывающие устройство 36 находилось рядом с отверстиями 35.Figure 4 illustrates an important feature of the present invention. The firing hammer drill 32 is released using the release mechanism, not discussed in detail, from the rest of the device, and it falls into the well. After the perforator 32 falls, the entire device is lowered further down so that the flushing device 36 is next to the holes 35.

На этом этапе начинается промывание, для чего воду/кислоту закачивают через трубу 30, как показано стрелками 42. Можно видеть, что нижняя часть устройства, т.е. та часть, которая находится выше стреляющего перфоратора, герметизирована пластиной 50 так, что очищающая текучая среда, подаваемая под давлением, выталкивается в кольцеобразное пространство 38. Кольцеобразное пространство 38 между двумя уплотняющими сильфонами 36a, 36b заполняется текучей средой под давлением, выталкивающим текучую среду через отверстия 35 наружу в бетонную часть, которую необходимо удалить. Кислота и вода будут способствовать растворению бетона химическим путем. Кроме того, выталкивание воды через отверстия приведет к разламыванию частей бетонного покрытия на меньшие и большие куски. Стрелками P1 показано дальнейшее прохождение текучей среды вверх и радиально обратно внутрь через отверстия/проемы, расположенные выше уплотняющих сильфонов. Затем промывающая текучая среда может быть проведена дальше вверх через кольцеобразное пространство 12 между трубой 30 и внутренней стенкой обсадной колонны.At this stage, washing begins, for which water / acid is pumped through the pipe 30, as shown by arrows 42. It can be seen that the lower part of the device, i.e. the portion above the firing punch is sealed by a plate 50 so that the cleaning fluid supplied under pressure is pushed into the annular space 38. The annular space 38 between the two sealing bellows 36a, 36b is filled with fluid under pressure pushing the fluid through the openings 35 outwards into the concrete part to be removed. Acid and water will contribute to the chemical dissolution of concrete. In addition, pushing water through the holes will cause the pieces of the concrete coating to break into smaller and larger pieces. The arrows P1 indicate the further passage of the fluid upward and radially back inward through the openings / openings located above the sealing bellows. Then, the flushing fluid can be carried further upward through the annular space 12 between the pipe 30 and the inner wall of the casing.

После удаления большей части бетонного покрытия конструкция готова к подаче бетона для образования пробки в скважине. Этот бетон подают внутрь обсадной колонны, и затем бетон будет вытекать через отверстия, а также заполнять пространство между наружной стенкой обсадной трубы и стенками основного ствола скважины.After removing most of the concrete pavement, the structure is ready to deliver concrete to form plugs in the well. This concrete is fed into the casing, and then the concrete will flow out through the holes, and also fill the space between the outer wall of the casing and the walls of the main wellbore.

Предпочтительный вариант выполнения стреляющего перфоратора/ствола перфоратора.A preferred embodiment of a firing hammer drill / gun barrel.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения, показанным на фиг.5, стреляющий перфоратор в виде перфорационного ствола имеет секции со взрывными зарядами различной силы. Эти секции на фиг.5 обозначены символами A, B и C. Прежде всего заряды направленного действия предназначены для выполнения отверстия оптимального диаметра в обсадной трубе в скважине, а также для проникновения на некоторое расстояние в имеющееся бетонное покрытие, которое необходимо разрыхлить и смыть или растворить химически с помощью содержащейся в жидкости кислоты.In accordance with the preferred embodiment shown in FIG. 5, the firing gun in the form of a perforated barrel has sections with explosive charges of various strengths. These sections in Fig. 5 are indicated by the symbols A, B, and C. First of all, directional charges are intended for making holes of optimal diameter in the casing in the well, as well as for penetrating at a certain distance into the existing concrete coating, which must be loosened and washed or dissolved chemically using the acid contained in the liquid.

Благодаря увеличению силы взрывных зарядов в верхней и нижней секциях A и C по сравнению со средней секцией B отверстия в секциях A и C будут иметь диаметры большего размера и, соответственно, будут обеспечивать лучшее и большее циркуляционное действие и распределение давления промывочной текучей среды во время циркуляции. Противодавление при промывании будет уменьшаться, так что скорость нагнетания может быть увеличена. В соответствии со структурой потока, показанной стрелками P1 и P2 на фиг.4, кусочки разрыхленного бетона будут увлекаться вверх в зазор снаружи наружной стенки колонны для прохождения через верхние отверстия и обратно в кольцеобразное пространство 12 между трубой 12 и внутренней поверхностью обсадной колонны. Так как отверстия в верхней секции A имеют больший диаметр, чем отверстия в нижних секциях, разрыхленные кусочки бетона большего размера могут быть вычищены и увлечены потоком через отверстия у верхней части с обратным прохождением в кольцеобразное пространство 12 для дальнейшего удаления. Ствол перфоратора этого типа может иметь длину от 5 до 50 м и может быть разделен на секции A, B и C, как было упомянуто выше в контексте взрывной силы отдельных зарядов.Due to the increase in the explosive charge force in the upper and lower sections A and C compared with the middle section B, the holes in sections A and C will have larger diameters and, accordingly, will provide a better and greater circulation effect and pressure distribution of the flushing fluid during circulation . The back pressure during washing will decrease, so that the discharge rate can be increased. In accordance with the flow structure shown by arrows P1 and P2 in FIG. 4, pieces of loose concrete will be entrained upward into the gap outside the outer wall of the column to pass through the upper holes and back into the annular space 12 between the pipe 12 and the inner surface of the casing. Since the holes in the upper section A have a larger diameter than the holes in the lower sections, the loosened pieces of concrete of a larger size can be cleaned and entrained by the flow through the holes at the upper part with a return passage to the annular space 12 for further removal. This type of hammer drill can have a length of 5 to 50 m and can be divided into sections A, B and C, as mentioned above in the context of the explosive power of individual charges.

После взрывания зарядов в стреляющем перфораторе/стволе перфоратора предпочтительно отсоединить ствол перфоратора от остальной части устройства.After the charges explode in the firing punch / perforator barrel, it is preferable to disconnect the perforator barrel from the rest of the device.

Герметизирующая пробка 150, показанная на фиг.1, может быть установлена в нижней части колонны и образует нижнюю часть колонны, которая теперь будет заполнена бетоном. Для этого нижнюю часть указанного устройства удаляют, бетон закачивают с поверхности в трубу 30 для заполнения, причем бетон вытекает в пространство ниже и снаружи указанного устройства. Бетон будет вытекать через перфорационные отверстия 35 и частично заполнять очищенное от бетона пространство между наружной стенкой колонны и скальной породой в стволе скважине. Таким образом образуется непосредственный контакт бетона с горной породой 14.The sealing plug 150 shown in FIG. 1 can be installed at the bottom of the column and forms the bottom of the column, which will now be filled with concrete. To do this, the lower part of the specified device is removed, concrete is pumped from the surface into the pipe 30 for filling, and concrete flows into the space below and outside the specified device. Concrete will flow out through the perforations 35 and partially fill the space cleared of concrete between the outer wall of the column and the rock in the wellbore. Thus, direct contact of concrete with rock 14 is formed.

Claims

1. A device for working in a well passing through a formation, which is to be decommissioned by installing a closure plug of curable material, such as concrete, wherein the well has a casing fastened with concrete to the wall of the wellbore,
characterized in that it contains a prefabricated node (10), consisting of three parts:
the barrel (32) of the perforator containing explosive charges to form holes in the column and then outside in the surrounding concrete layer by detonation,
a cleaning device (34) for mechanically cleaning the inner wall of the column at the perforated portion, and
a washing device (36) for injecting a fluid for loosening, dissolving and washing out the hardened cement material located between the outer wall of the column and the wall of the wellbore.

2. The device according to claim 1, characterized in that the barrel (32) of the perforator is made in the form of an end element (in the lower part) of the assembly (10), a washing device (36) is attached to the production string, and a cleaning device (34) is located between barrel (32) and flushing device (36).

3. The device according to claim 1, characterized in that the barrel (32) of the perforator is configured to disconnect it from the remaining parts of the assembly after detonation / detonation of explosive charges.

4. The device according to claim 1, characterized in that the barrel (32) of the perforator contains explosive charges located around and along its periphery.

5. The device according to claim 1, characterized in that the explosive charges connected to the barrel (32) of the perforator are made with different explosive strength in various sections (A, B, C) of the specified barrel.

6. The device according to claim 1, characterized in that the upper section (A) of the firing punch (32) / barrel (32) of the punch is made with explosive charges having greater explosive power compared to other charges.

7. The device according to claim 1, characterized in that the upper section (A) and the lower section (C) of the firing hammer (32) / barrel (32) of the hammer are made with explosive charges having a higher explosive force compared to charges in the middle section .

8. The device according to claim 1, characterized in that the cleaning device (34) contains a scraping element for mechanical cleaning of the inner wall of the column in a perforated area.

9. The device according to claim 1, characterized in that the cleaning device comprises brushes, for example a steel brush, has grooves, sharp scraper ribs or corrugations (35) on the surface of the cleaning device head radially outward (35).

10. The device according to claim 1, characterized in that the flushing device (36) is configured to inject a fluid for loosening, dissolving and washing out the hardened mass of cement between the outer wall of the column and the wall of the wellbore.

11. The device according to claim 1, characterized in that it is attached to the end of the production string or pipe (30), lowered into the well from equipment located on the surface (100).

12. A method of closing a well containing a casing passing through the formation, in which a plug of cured material is installed, which includes perforating a portion of the casing passing through the well, passing the cured material through the casing, allowing the cured material to flow out through the perforations and contact it with the walls of the main barrel wells, characterized in that they use a three-part device having a lower part containing a firing hammer (32) for performing said perforations, the middle cleaning part (34) for cleaning the inside of the column (20), as well as the upper washing part (36) with a cleaning fluid for washing and dissolving the residual concrete in the space between the column (20) and the borehole wall, this consistently perform the following steps:
a) the specified device (10) connected to the production casing (30) is lowered into the casing until the firing punch (32) occupies the position where the casing should be perforated,
b) explosive charges (33) are blown up to form perforations (35) in the column,
c) the specified device (10) is held up and down in the perforated section for scraping-cleaning the inner wall of the column using the cleaning part,
d) the specified device (10) is placed so that the washing part (36) is located in the column adjacent to the perforated holes, and so that several perforated holes located on the periphery are located above the washing part (36) and form a flow-through connection of the annular space between the string (20) and the wall of the well with an annular space (12) between the production string (30),
e) injecting washing fluid through the perforations to loosen the pieces of concrete and dissolve the concrete in the space outside the column (20), with the fluid passing back through the upper perforations into the column (20) above the washing part (36), and
f) the indicated device is removed and cured material is introduced to fill a given section of the column (20) and the space between the outer side of the column and the wall of the wellbore, as a result of which a cork is formed during curing of the material in the well.

13. The method according to p. 12, characterized in that use the device described in claims 1 to 11.