RU2590171C1 - Packer - Google Patents
Packer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2590171C1 RU2590171C1 RU2015128665/03A RU2015128665A RU2590171C1 RU 2590171 C1 RU2590171 C1 RU 2590171C1 RU 2015128665/03 A RU2015128665/03 A RU 2015128665/03A RU 2015128665 A RU2015128665 A RU 2015128665A RU 2590171 C1 RU2590171 C1 RU 2590171C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sealing element
- tubing
- packer
- packer according
- basalt fiber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений природных битумов, тяжелых и высоковязких нефтей, а также для комплексного освоения нефтеносных сланцевых плеев.The invention relates to the oil industry and can be used in the development of deposits of natural bitumen, heavy and highly viscous oils, as well as for the integrated development of oil shale formations.
Конкретно предложен высокотемпературный скважинный пакер для тепловых методов увеличения нефтеотдачи (МУН).Specifically, a high-temperature downhole packer for thermal oil recovery enhancement methods (EOR) has been proposed.
По данным World Energy Council, геологические запасы природных битумов, тяжелых и высоковязких нефтей в России суммарно составляют 55 млрд. тонн, а их месторождения в России сосредоточены, главным образом, в Волго-Уральской (Татарстан, Удмуртия, Башкортостан, Самарская область и Пермский край), Восточно-Сибирской (Тунгусский бассейн) и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинциях. Современная концепция внутрипластового ретортинга, предполагающая внутрипластовую конверсию тяжелых углеводородов в их более легкие формы, требует использования высокотемпературного теплового воздействия на продуктивные пласты, при котором температура рабочего агента, преимущественно в форме перегретого пара, может достигать 500°C.According to the World Energy Council, the geological reserves of natural bitumen, heavy and high-viscosity oils in Russia total 55 billion tons, and their deposits in Russia are concentrated mainly in the Volga-Ural (Tatarstan, Udmurtia, Bashkortostan, Samara Region and Perm Territory ), East Siberian (Tunguska basin) and Timan-Pechora oil and gas provinces. The modern concept of in-situ retorting, which involves the in-situ conversion of heavy hydrocarbons to their lighter forms, requires the use of high-temperature thermal effects on productive formations, in which the temperature of the working agent, mainly in the form of superheated steam, can reach 500 ° C.
Но, наиболее значительные запасы углеводородов России все же сосредоточены в Баженовской свите, причем большая их часть сосредоточена в керогене, - около 383,1 млрд. тонн. Содержание же нефти низкопроницаемых пород в продуктивных пластах Баженовской свиты не превышает 22 млрд. тонн. По мнению экспертов отрасли, освоение Баженовской свиты, основанное только на извлечении нефти низкопроницаемых пород, и без вовлечения в активную разработку керогена, - малоперспективно и убыточно. В свою очередь, вовлечение в активную разработку керогена также предполагает использование высокотемпературных тепловых МУН для его внутрипластовой пиролизации. При этом в продуктивный пласт должен инжектироваться рабочий агент в форме воды, находящейся в сверхкритическом состоянии (СК-вода), и, имеющий следующие термобарические характеристики: давление до 45 МПа и температура до 500°C.But, the most significant hydrocarbon reserves of Russia are still concentrated in the Bazhenov Formation, and most of them are concentrated in kerogen - about 383.1 billion tons. The oil content of low-permeability rocks in the productive formations of the Bazhenov Formation does not exceed 22 billion tons. According to industry experts, the development of the Bazhenov Formation, based only on the extraction of low-permeability oil, and without involvement in the active development of kerogen, is unpromising and unprofitable. In turn, involvement in the active development of kerogen also involves the use of high-temperature thermal EOR for its in-situ pyrolysis. In this case, a working agent in the form of water in a supercritical state (SC-water) and having the following thermobaric characteristics must be injected into the reservoir: pressure up to 45 MPa and temperature up to 500 ° C.
Технологическая схема высокотемпературного теплового воздействия на продуктивные пласты, содержащие природные битумы, тяжелые и высоковязкие нефти, а также кероген, предусматривает использование термостойкого пакера. Но таких термостойких пакеров, способных работать при температуре до 500°C, нет ни в России, ни за рубежом. Необходимость же работы термостойкого пакера в присутствии высоких давлений (до 45 МПа) еще более усугубляет названную проблему.The technological scheme of high-temperature thermal effects on reservoirs containing natural bitumen, heavy and high viscosity oils, as well as kerogen, provides for the use of a heat-resistant packer. But there are no such heat-resistant packers capable of operating at temperatures up to 500 ° C either in Russia or abroad. The need for a heat-resistant packer in the presence of high pressures (up to 45 MPa) further aggravates this problem.
Так, например, известен термостойкий пакер "ArrowTherm Mechanical-Set Thermal Packer" компании Weatherford, который может эксплуатироваться при давлении до 20,68 МПа и температуре до 288°C. В случае необходимости по специальному заказу компанией Weatherford может быть изготовлена более совершенная модификация этого же термостойкого пакера для эксплуатации при температуре до 343°C («Каталог пакеров», Weatherford, 2005-2010 гг., стр. 86).For example, Weatherford's heat-resistant ArrowTherm Mechanical-Set Thermal Packer is known, which can be operated at pressures up to 20.68 MPa and temperatures up to 288 ° C. If necessary, Weatherford can make a more advanced modification of the same heat-resistant packer for operation at temperatures up to 343 ° C by special order (“Packers Catalog”, Weatherford, 2005-2010, p. 86).
Также известен термостойкий пакер "ХНР Premium Production Packer" компании Schlumberger, который способен работать при очень высоких давлениях, - до 103 МПа, но не может эксплуатироваться при температуре выше 218°C («Каталог пакеров», Schlumberger, 2009 г., стр. 17).Also known is the heat-resistant Schlumberger KPR Premium Production Packer, which can operate at very high pressures, up to 103 MPa, but cannot be operated at temperatures above 218 ° C (“Packers Catalog”, Schlumberger, 2009, p. 17).
Известны способ и устройство для разработки вязкой нефти по патенту РФ на изобретение №2548639, МПК E21B 33/128, опубл. 20.04.2015 г. (прототип).A known method and device for the development of viscous oil according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2548639, IPC E21B 33/128, publ. 04/20/2015, (prototype).
Это устройство для разобщения полостей скважин (пакер) выполнено с радиальным расширением под действием осевого давления.This device for separating well cavities (packer) is made with radial expansion under the action of axial pressure.
С целью повышения герметичности установки пакера в скважине пакер опорно-механический содержит ствол, телескопически соединенный посредством манжет с опорным ниппелем с возможностью их осевого перемещения между собой. Ствол оснащен кольцевым уплотнением, присоединительной муфтой, регулировочной гайкой с верхним нажимным кольцевым упором, установленной на муфте с возможностью регулирования положения кольцевого уплотнения на стволе между упорами на регулировочной гайке и на втулке, соединенной с опорным ниппелем. Во втулке выполнена ступенчатая поверхность, упирающаяся уступом ступени в буртик на стволе. На буртике выполнена канавка, взаимодействующая со срезными штифтами, установленными во втулке. На стволе выполнены треугольные насечки, взаимодействующие с цангой, внутри которой выполнены ответные треугольные насечки и наружный конус. Цанга расположена в полости втулки с упором в торец опорного ниппеля и удерживается от осевых перемещений стопорным кольцом с внутренним конусом, взаимодействующим с наружным конусом цанги для фиксации кольцевого уплотнения в сжатом состоянии, с возможностью перемещения вдоль ствола на длину, большую величине сжатия кольцевого уплотнения с радиальным расширением до герметичного разобщения полости скважины. Стопорное кольцо выполнено с канавкой под дополнительные срезные штифты, установленные во втулке.In order to increase the tightness of the packer installation in the well, the supporting mechanical packer contains a barrel telescopically connected by means of cuffs with a support nipple with the possibility of axial movement between them. The barrel is equipped with an annular seal, a connecting sleeve, an adjusting nut with an upper pressure ring stop mounted on the sleeve with the possibility of regulating the position of the annular seal on the barrel between the stops on the adjusting nut and on the sleeve connected to the support nipple. A step surface is made in the sleeve, abutting the step step against the shoulder on the barrel. A groove is made on the shoulder, interacting with shear pins installed in the sleeve. Triangular notches are made on the barrel, interacting with a collet, inside which reciprocal triangular notches and an outer cone are made. The collet is located in the sleeve cavity with an emphasis on the end of the support nipple and is kept from axial movements by a retaining ring with an inner cone interacting with the outer cone of the collet to fix the ring seal in a compressed state, with the possibility of moving along the barrel for a length greater than the compression of the ring seal with the radial expansion to hermetic separation of the well cavity. The circlip is grooved for additional shear pins installed in the sleeve.
Недостаток известного изобретения заключается в невозможности работы устройства при высоких давлениях (до 45 МПа) и температурах (до 500°C).A disadvantage of the known invention is the inability to operate the device at high pressures (up to 45 MPa) and temperatures (up to 500 ° C).
Задачей заявленного изобретения, совпадающей с техническим результатом, является обеспечение возможности эффективной работы заявленного устройства при высоких рабочих давлениях (до 45 МПа) и температурах (до 600°C).The objective of the claimed invention, which coincides with the technical result, is to enable efficient operation of the claimed device at high operating pressures (up to 45 MPa) and temperatures (up to 600 ° C).
Решение указанных задач достигнуто в пакере, содержащем трубы НКТ, уплотнительный элемент цилиндрической формы, установленный концентрично трубе НКТ между нею и обсадной, трубой между верхним и нижним упорами, тем, что между уплотнительным элементом и нижним упором установлен поршень и прижимной элемент из материала «с памятью формы», при этом уплотнительный элемент изготовлены из супертонкого базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм, базальтовое волокно насыщено частицами металла.The solution to these problems has been achieved in a packer containing tubing, a cylindrical sealing element mounted concentrically between the tubing and the casing pipe, between the upper and lower stops, in that a piston and a clamping element made of shape memory ”, while the sealing element is made of superthin basalt fiber having a diameter of from 0.5 to 3.5 μm, the basalt fiber is saturated with metal particles.
В качестве метала для насыщения может быть применена алюминиевая пудра.As a metal for saturation, aluminum powder can be used.
Уплотнительный элемент может быть изготовлен из металлорезины. Уплотнительный элемент может быть изготовлен из графлекса.The sealing element may be made of metal rubber. The sealing element may be made of graphlex.
Нижняя труба НКТ может быть выполнены из титана. На конце нижней трубы НКТ может быть установлено сопло-муфта.The lower tubing can be made of titanium. At the end of the lower tubing pipe, a nozzle coupling can be installed.
Сопло-муфта может быть выполнено из карбида вольфрама. Прижимной элемент из материала с «памятью формы» может быть выполнен в виде пружины. На трубы НКТ может быть нанесено теплоизоляционное покрытие.The nozzle coupling can be made of tungsten carbide. The clamping element made of a material with a “shape memory" can be made in the form of a spring. A tubing can be coated with a heat-insulating coating.
Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг. 1…3, где:The invention is illustrated in the drawings of FIG. 1 ... 3, where:
- на фиг. 1 приведен вид заявленного устройства;- in FIG. 1 shows a view of the claimed device;
- на фиг. 2 приведено устройство в рабочем положении;- in FIG. 2 shows the device in operating position;
- на фиг. 3 приведен пакер с теплоизолированными НКТ.- in FIG. 3 shows a packer with heat-insulated tubing.
Заявленное устройство (фиг. 1…3) содержит сверху вниз: трубы НКТ 1 (насосно-компрессорные трубы), соединительные муфты 2, нижнюю трубу НКТ 3, с полостью 4 внутри нее. Трубы НКТ 1 и нижняя труба НКТ 3 установлены внутри обсадной колонны 5.The claimed device (Fig. 1 ... 3) contains from top to bottom: tubing 1 (tubing),
Нижняя труба НКТ 3 изготовлена из титана, а трубы НКТ 1 из стали.The
На нижней трубе НКТ 3 установлен уплотнительный элемент 6, он установлен концентрично нижней трубе НКТ 3 и разделяет полость внутри обсадной колонны 5 на две, верхнюю 7 и нижнюю 8. Уплотнительный элемент 6 содержит жестко закрепленное на нижней трубе НКТ верхний упор 9 и нижний упор 10, при этом уплотнительный элемент 6 установлен между ними и выполнен или из базальтового волокна или из металлорезины или из графлекса. Под уплотнительным элементом 6 установлен с возможностью осевого перемещения подвижный элемент 11, а между ним и нижним упором 10 прижимной элемент 12 из материала «с памятью формы», способными менять форму при повышении температуры.A
Уплотнительный элемент 6 предпочтительно для обеспечения работоспособности устройства при высоких температурах (до 600°C) изготовить из супертонкого базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм, Базальтовое волокно может быть насыщено частицами металла. В качестве метала для насыщения может быть применена алюминиевая пудра.
На нижней трубе НКТ 3 установлено сопло-муфта 13 с выходным отверстием 14. На обсадной колонне 5 в нижней части выполнена перфорация 15.On the bottom pipe of the
Уплотнительный элемент 6 размещен внутри обсадной трубы 6 и образует полости 7 и 8 между осадной колонной 5 и нижней трубой НКТ 3. Полости 7 и 8 при работе должны быть разобщены.The sealing
Выходное отверстие 14 сопла-муфты 13 сообщает полость 4 внутри нижней трубы НКТ 3 с продуктивным пластом 16 и предназначено для подачи горячего агента в продуктивный пласт 16 для интенсификации добычи трудноизвлекаемой нефти.The
На трубах НКТ 1 может быть нанесено теплоизоляционное покрытие 17 (фиг. 3). На нижней трубе НКТ 3 теплоизоляционное покрытие 17 не нанесено.On the pipes of the
РАБОТА УСТРОЙСТВАDEVICE OPERATION
Работает заявленное устройство следующим образом (фиг. 1 и 2).The claimed device operates as follows (Fig. 1 and 2).
Бурят скважину нагнетательную для закачки горячего агента в продуктивный пласт 16 и устанавливают в нее обсадную колонну 5 собирают компоновку согласно фиг. 1.An injection well is drilled to inject the hot agent into the
Подают горячий рабочий агент по трубам НКТ 1 и через выходное отверстие 14 сопла-муфты 13 в продуктивный пласт 16. Рабочий агент частично попадает в полость 8. Материал уплотнительного элемента 6, выполненный из базальтового волокна, имеющего диаметр от 0,5 до 3,5 мкм, насыщенного алюминиевой пудрой значительно увеличивается в объеме и спрессовывается в осевом направлении, при этом он расширяется в радиальном направлении и перекрывает зазор между обсадной трубой 5 и нижней трубой НКТ 3.The hot working agent is fed through
Кроме того, прижимной элемент 12 меняет форму (увеличивается в осевом направлении) и дополнительно создает осевое прижимное усилие через поршень 11 на уплотнительный элемент 6. В результате полости 7 и 8 разобщается уплотнительным элементом 6.In addition, the
Извлечение заявленного устройства из скважины осуществляют после прекращения подачи горячего агента. Прижимной элемент 12 снова меняет форму (уменьшается осевой размер), сжатие уплотнительного элемента 6 уменьшается. Кроме того, при охлаждении объем уплотнительного элемента 6 уменьшается и плотность герметизации уменьшается. Потом осуществляют подъема труб НКТ 1 вверх.Removing the claimed device from the well is carried out after the cessation of the supply of the hot agent. The
Одной из основных отличительных функциональных особенностей заявленного изобретения является то, что заявленное устройство является саморегулируемым устройством. Это выражается в том, что, чем выше давление рабочего агента на забое скважины, в подпакерной зоне, тем более плотным и менее проницаемым становится уплотнительный элемент 6 и, тем плотнее фрикционная поверхность уплотнительного элемента 6 прижимается к внутренней поверхности обсадной трубы 5.One of the main distinguishing functional features of the claimed invention is that the claimed device is a self-regulating device. This is expressed in the fact that the higher the pressure of the working agent at the bottom of the well in the sub-packer zone, the denser and less permeable the
Так как уплотнительный элемент 6 выполнен из предварительно спрессованного супертонкого базальтового волокна, имеющего средний диаметр 0,002 мм. (или в диапазоне от 0,5 до 3 мкм) Именно диаметр волокна в основе определяет проницаемость уплотнительного элемента. Чем он меньше, тем эффективность уплотнительного элемента выше. Так, например, если диаметр какого-либо используемого волокна относительно большой, например, 0,1 мм, то изготовленный из такого материала уплотнительный элемент будет обладать высокой проницаемостью, сопоставимой с проницаемостью мелкозернистого песчаника, имеющего размер зерен от 0,1 до 0,25 мм. Используемое сверхтонкое базальтовое волокно имеет малый диаметр и, изготовленный из него и окончательно спрессованный в скважине под действием давления рабочего агента уплотнительный элемент обладает сверхнизкой проницаемостью, сопоставимой с проницаемостью тонкозернистых известково-доломитовых пород, имеющей размер зерен от 0,001 до 0,01 мм. Менее проницаемой для флюидов может быть только колоидозернистая известково-доломитовая порода, имеющая размер зерен менее 0,001 мм.Since the sealing
Уплотнительный элемент 6 в процессе его изготовления и до начала его предварительного спрессовывания насыщается частицами различных металлов, таких как: алюминий, цинк, цирконий, вольфрам и т.д. В предпочтительном варианте изобретения используется алюминиевая пудра ПАП-2, имеющая средний линейный размер частиц от 0,02 до 0,03 мм. При подаче высокотемпературного рабочего агента на забой скважины уплотнительный элемент нагревается и за счет теплового расширения сверхтонкого базальтового волокна и частиц алюминия плотность его увеличивается, а проницаемость, напротив, еще более уменьшается. Степень прижатия уплотнительного элемента к внутренней поверхности обсадной трубы также возрастает. В этом процессе более значимую роль играют частицы алюминия, так как коэффициент температурного расширения (КТР) алюминия (КТР=0,000024 м/(м·°C)) в 3,69 раза выше коэффициента температурного расширения базальта (КТР=0,0000065 м/(м·°C)). Примечание: Размерность КТР, -м/(м·°C) или 1/°C - показывает на сколько (в метрах) удлинится материал при увеличении его температуры на 1 градус °C. Так же следует отметить и то, что супертонкое базальтовое волокно начинает спекаться только при температуре, превышающей 1100°C. В результате, названного выше процесса теплового воздействия на уплотнительный элемент, его проницаемость на микроуровне заметно снижается.The sealing
Металлорезина - это уплотнительный элемент, выполненный из тонкой спрессованной нержавеющей проволоки диаметром 0,1…0,2 мм.Metal rubber is a sealing element made of thin pressed stainless steel wire with a diameter of 0.1 ... 0.2 mm.
Графлекс - это совокупность уплотнителей и набивок, изготовленных из терморасширенного графита (ТРГ), углеродного низкотемпературного волокна, экспандированного фторопласта и арамидной пряжи. В процессе технологического производства, все эти ингредиенты могут быть скомбинированы с другими разнообразными пропитками и добавками.Graphlex is a combination of gaskets and gaskets made of thermally expanded graphite (TRG), low-temperature carbon fiber, expanded fluoroplastic and aramid yarn. During the manufacturing process, all of these ingredients can be combined with various other impregnations and additives.
Современные научные разработки позволяют развивать новые технологии производства уплотнителей различной сложности. В основу материалов серии Графлекс входит природный графит - минерал слоистой структуры, являющийся аллотропной модификацией углерода. Графит обладает уникальными химическими свойствами, позволяющими изготавливать из него материалы, используемые для герметизации в любых температурных средах. Процесс производства продукции Графлекс основан на нано технологиях, когда в кристаллическую решетку графита внедряются молекулы различных химических элементов. Затем образовавшееся соединение очищают от посторонних примесей и подвергают термическому вспениванию. В результате получается продукция группы Графлекс.Modern scientific developments allow us to develop new technologies for the production of sealants of varying complexity. The graphlex series materials are based on natural graphite - a layered mineral that is an allotropic modification of carbon. Graphite has unique chemical properties that allow it to produce materials used for sealing in any temperature environment. The production process of Graphlex products is based on nano-technologies, when molecules of various chemical elements are embedded in the crystal lattice of graphite. Then the resulting compound is cleaned of impurities and subjected to thermal foaming. The result is products of the Graflex group.
На сегодняшний день, уплотняющие материалы из терморасширенного графита нашли широкое применение во всем мире. Такие набивки и уплотнители выдерживают различные температуры и давление, рассчитаны на неограниченный срок эксплуатации и невосприимчивы к износу.To date, sealing materials made of thermally expanded graphite are widely used all over the world. Such gaskets and seals withstand various temperatures and pressures, are designed for an unlimited service life and are immune to wear.
В перечень современных уплотнительных материалов нового поколения, которые известны под общим названием - Графлекс, входят:The list of modern sealing materials of the new generation, which are known under the general name - Graflex, includes:
- сальниковая набивка для фланцевых соединений, арматуры и насосов;- stuffing box for flange connections, fittings and pumps;
- различные прокладки;- various gaskets;
- графитовая фольга;- graphite foil;
- плетеные набивки;- braided packing;
- графитовые кольца;- graphite rings;
- листы графитовые армированные и неармированные.- graphite sheets reinforced and unreinforced.
Чтобы поддерживать высокое качество выпускаемой продукции, практикуется полный цикл производства. Процесс начинается с переработки сырья до формирования и выпуска готовой продукции.To maintain the high quality of products, a full production cycle is practiced. The process begins with the processing of raw materials to the formation and production of finished products.
Сальниковые уплотнители, набивки и прокладки, являются самой распространенной продукцией среди мягких уплотнителей. Существует около 40 видов данной продукции. Температурный диапазон эксплуатации набивок колеблется от -200°C до +560°C. Прокладки Графлекс используются для уплотнения трубопроводов, насосов, соединительной арматуры и составных частей различного оборудования, применяемого в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности.Stuffing box packing, packing and gaskets are the most common products among soft packings. There are about 40 types of these products. The temperature range of packing use ranges from -200 ° C to + 560 ° C. Graphlex gaskets are used to seal pipelines, pumps, fittings and components of various equipment used in the oil refining, gas and chemical industries.
Продукция Графлекс значительно снижает расход уплотнителей на определенный сальниковый узел и надежно сохраняет его герметизацию. Если раньше для укладки в сальниковую камеру применяли от 8 до 18 колец, то сегодня их применение уменьшилось до 4-6 штук. Уменьшение количества колец уплотнения привело к значительному сокращению глубины сальниковой камеры, что повлекло за собой понижение металлоемкости арматуры. Выпускаемая новая арматура, получила конструкцию самих сальниковых камер, предназначенных для использования уплотнителей Графлекс. Этот метод предусматривает установку в камеру особую втулку - проставку. Таким образом, было достигнуто меньшее количество колец в сальниковой камере, избыток которых не позволил бы обжать их качественно. Не до конца зажатые кольца, могут привести к перемещению штока и ослаблению сальникового уплотнения, что может нарушить герметизацию.Graphlex products significantly reduce the consumption of sealants on a particular stuffing box and reliably maintain its sealing. Previously, from 8 to 18 rings were used for packing in the stuffing box, today their use has decreased to 4-6 pieces. A decrease in the number of seal rings led to a significant reduction in the depth of the stuffing box, which led to a decrease in the metal consumption of the reinforcement. The manufactured new fittings received the design of the stuffing box themselves, intended for use with Graflex seals. This method involves installing a special sleeve in the chamber - a spacer. Thus, a smaller number of rings in the stuffing box was achieved, the excess of which would not allow them to be compressed qualitatively. Not fully clamped rings can lead to displacement of the stem and weakening of the stuffing box packing, which can damage the sealing.
При установке заявленного устройства (пакера) на забое скважины и после подачи на забой скважины высокотемпературного рабочего агента высокого давления, представляющего собой воду, находящуюся в сверхкритическом состоянии, инициируется химическая реакция окисления некоторой части частиц алюминия в сверхкритической воде. В процессе реакции из некоторой части частиц алюминия, имеющих размер от 0,02 до 0,03 мм, синтезируются наночастицы оксида алюминия, которые имеют размер от 0,00002 до 0,0004 мм (от 20 до 400 нм). Результатом, названного выше химического процесса синтеза наночастиц алюминия в СК-воде, является уменьшение проницаемости уплотнительного элемента на наноуровне.When installing the claimed device (packer) at the bottom of the well and after applying to the bottom of the well a high-temperature working agent of high pressure, which is water in a supercritical state, a chemical reaction is oxidized of a certain part of the aluminum particles in supercritical water. During the reaction, alumina nanoparticles that have a size of from 0.00002 to 0.0004 mm (from 20 to 400 nm) are synthesized from a certain part of aluminum particles having a size from 0.02 to 0.03 mm. The result of the above-mentioned chemical process for the synthesis of aluminum nanoparticles in SC water is a decrease in the permeability of the sealing element at the nanoscale.
Таким образом, максимально возможная низкая проницаемость уплотнительного элемента достигается за счет осуществления следующих трех основных процессов:Thus, the maximum possible low permeability of the sealing element is achieved by the following three main processes:
- предварительного механического сжатия уплотнительного элемента в процессе его изготовления и окончательного его сжатия на забое скважины под действием давления рабочего агента;- preliminary mechanical compression of the sealing element in the manufacturing process and its final compression at the bottom of the well under the action of pressure of the working agent;
- теплового расширения супертонкого базальтового волокна и частиц металлов, которыми насыщен уплотнительный элемент; и- thermal expansion of superthin basalt fiber and metal particles with which the sealing element is saturated; and
- синтеза наноразмерных частиц оксидов металлов из некоторой части частиц металлов, которыми насыщен уплотнительный элемент.- the synthesis of nanosized particles of metal oxides from a certain part of the metal particles with which the sealing element is saturated.
Для обеспечения еще более плотного прижатия уплотнительного элемента к стенкам скважины, прижимные элементы, создающие осевое усилие на кольцевые уплотнительные элементы выполнены из материала «С памятью формы» в рабочем положении (при нагреве принимающими форму конуса), что при сжатии кольцевых уплотнительных элементов создает дополнительный эффект расклинивания. В силу значительных силовых нагрузок в присутствии высоких температур часть элементов заявленного устройства, в предпочтительном варианте, выполнены из титана. Результатом использования заявленного устройства является надежное разобщение отдельных участков ствола скважины в процессе использования тепловых МУН при давлении до 70 МПа и температуре до 600°C.To ensure even more tight pressing of the sealing element to the walls of the well, the clamping elements creating an axial force on the annular sealing elements are made of material “Shape memory” in the working position (when heated, they take the shape of a cone), which when compressing the annular sealing elements creates an additional effect wedging. Due to significant power loads in the presence of high temperatures, part of the elements of the claimed device, in the preferred embodiment, are made of titanium. The result of using the claimed device is a reliable disconnection of individual sections of the wellbore during the use of thermal EORs at pressures up to 70 MPa and temperatures up to 600 ° C.
Несмотря на то, что настоящее изобретение описывается на представленном примере, возможны различные модификации, не противоречащие основным принципам изобретения. Поэтому настоящее изобретение следует рассматривать как относящееся к любым подобным модификациям в пределах существа изобретения.Despite the fact that the present invention is described in the presented example, various modifications are possible, not contradicting the basic principles of the invention. Therefore, the present invention should be construed as relating to any such modifications within the spirit of the invention.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015128665/03A RU2590171C1 (en) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | Packer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015128665/03A RU2590171C1 (en) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | Packer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2590171C1 true RU2590171C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015128665/03A RU2590171C1 (en) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | Packer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2590171C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704404C1 (en) * | 2018-12-13 | 2019-10-28 | Отто Гуйбер | Device for separation of well shaft into isolated sections from each other |
RU2783397C1 (en) * | 2019-03-20 | 2022-11-14 | Сайнт-Гобаин Перформанс Пластикс Корпорейшн | Seal |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4588029A (en) * | 1984-09-27 | 1986-05-13 | Camco, Incorporated | Expandable metal seal for a well tool |
SU1234378A1 (en) * | 1982-10-14 | 1986-05-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Теплопроект" | Method of cleaning mineral fibre and device for effecting same |
SU1716087A1 (en) * | 1989-04-14 | 1992-02-28 | Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Hydraulic inflatable packer |
RU2012786C1 (en) * | 1991-05-07 | 1994-05-15 | Производственное объединение "Татнефть" | Method for development of fields with heavy and viscous oils |
RU2149973C1 (en) * | 1998-03-30 | 2000-05-27 | Шадрин Лев Николаевич | Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas |
US6386292B1 (en) * | 1999-03-11 | 2002-05-14 | Linden H. Bland | Wellbore annulus packer apparatus and method |
RU2422621C2 (en) * | 2005-02-25 | 2011-06-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | By-pass unit with several orifices for hydro-break with installation of filter and reduction of erosion level |
-
2015
- 2015-07-14 RU RU2015128665/03A patent/RU2590171C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1234378A1 (en) * | 1982-10-14 | 1986-05-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Теплопроект" | Method of cleaning mineral fibre and device for effecting same |
US4588029A (en) * | 1984-09-27 | 1986-05-13 | Camco, Incorporated | Expandable metal seal for a well tool |
SU1716087A1 (en) * | 1989-04-14 | 1992-02-28 | Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения | Hydraulic inflatable packer |
RU2012786C1 (en) * | 1991-05-07 | 1994-05-15 | Производственное объединение "Татнефть" | Method for development of fields with heavy and viscous oils |
RU2149973C1 (en) * | 1998-03-30 | 2000-05-27 | Шадрин Лев Николаевич | Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas |
US6386292B1 (en) * | 1999-03-11 | 2002-05-14 | Linden H. Bland | Wellbore annulus packer apparatus and method |
RU2422621C2 (en) * | 2005-02-25 | 2011-06-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | By-pass unit with several orifices for hydro-break with installation of filter and reduction of erosion level |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704404C1 (en) * | 2018-12-13 | 2019-10-28 | Отто Гуйбер | Device for separation of well shaft into isolated sections from each other |
RU2783397C1 (en) * | 2019-03-20 | 2022-11-14 | Сайнт-Гобаин Перформанс Пластикс Корпорейшн | Seal |
RU2802644C1 (en) * | 2023-03-01 | 2023-08-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Device for isolation of the annular space of wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8997882B2 (en) | Stage tool | |
US20170175482A1 (en) | Extrusion-resistant seals for expandable tubular assembly | |
US20190264549A1 (en) | Well artificial lift operations with sand and gas tolerant pump | |
RU2455475C1 (en) | Method of development of high-viscosity oil fields with strata of small thickness by way of cyclic injection of solvent and steam into single inclined wells | |
RU2595017C1 (en) | Device for separation of individual sections of well shaft | |
CN109798097B (en) | Unlimited-use fracturing sand blower | |
CN103615199A (en) | Three-pipe same-well-barrel oil extraction process equipment for steam injection, oil extraction and temperature and pressure real-time monitoring of horizontal well | |
CA3064983A1 (en) | Downhole induction heater and coupling system for oil and gas wells | |
CN106089085A (en) | A kind of machinery vertical drilling tool | |
RU2608454C1 (en) | Coated coupling device for operation in gas and oil wells | |
RU2590171C1 (en) | Packer | |
CN104196492B (en) | A kind of dragging down-hole plugging valve with pressure | |
RU2456441C1 (en) | Production method of high-viscous oil by means of simultaneous pumping of steam and extraction of liquid from single horizontal well | |
US1262107A (en) | Packer for oil-wells. | |
CN108005626A (en) | A kind of gas hydrate exploitation device and method based on hot pipe technique | |
CA3100903A1 (en) | System and method for isolating a wellbore zone for rigless hydraulic fracturing | |
RU2588021C1 (en) | Device for separation of individual sections of well shaft | |
RU2587655C1 (en) | Device for separation of individual sections of well shaft | |
RU2513896C1 (en) | Method of dual operation of two strata with one well | |
RU2660951C1 (en) | Casing packer (options) | |
RU2597337C1 (en) | Device for separation of individual sections of well shaft | |
WO2017193500A1 (en) | Screen pipe used for thickened oil thermal recovery in horizontal well completion | |
RU2704404C1 (en) | Device for separation of well shaft into isolated sections from each other | |
RU131075U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUS SEPARATE PRODUCTION AND PUMPING IN ONE WELL | |
US20180023367A1 (en) | Wellbore isolation devices and methods of use |