RU2705652C1 - Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone - Google Patents

Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone Download PDF

Info

Publication number
RU2705652C1
RU2705652C1 RU2018126525A RU2018126525A RU2705652C1 RU 2705652 C1 RU2705652 C1 RU 2705652C1 RU 2018126525 A RU2018126525 A RU 2018126525A RU 2018126525 A RU2018126525 A RU 2018126525A RU 2705652 C1 RU2705652 C1 RU 2705652C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casing
well
temperature control
cooling
oil
Prior art date
Application number
RU2018126525A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Селиванов
Original Assignee
Акционерное общество "Пермнефтемашремонт"
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 "Пермнефтемашремонт" filed Critical Акционерное общество "Пермнефтемашремонт"
Priority to RU2018126525A priority Critical patent/RU2705652C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705652C1 publication Critical patent/RU2705652C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B36/00Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
    • E21B36/001Cooling arrangements

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil industry, namely, to construction of oil and gas wells in permafrost conditions. Proposed device comprises production string, cooling device, temperature control and monitoring unit. Cooling facility is made in the form of coil pipes, spiral-like casing installed in casing pipe in cement stone of casing string, connected to cooling unit installed at wellhead. Temperature control sensors are arranged in cement stone in the area of cooling coil tubing coils.
EFFECT: improved well integrity and automation of heat insulation process.
1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к сооружению нефтяных и газовых скважин в условиях вечной мерзлоты.The invention relates to the oil industry, namely the construction of oil and gas wells in permafrost.

Уровень техникиState of the art

Известна конструкция скважин в условиях вечной мерзлоты, содержащая эксплуатационную колонну с выполненными на ней спиральными направляющими фонарями, кондуктор, дополнительную колонну, связанную с наземным оборудованием, включающим устройство подачи хладагента. Дополнительная колонна размещена в кольцевом пространстве между стенкой скважины и кондуктором.(а.с СССР №440483, МПК Е21В 3/00, опуб. 0.01.05 г.)A well-known design of wells in permafrost conditions, containing a production casing with spiral guide lights made on it, a conductor, an additional casing associated with ground equipment, including a refrigerant supply device. An additional column is placed in the annular space between the borehole wall and the conductor. (AS USSR No. 440483, IPC Е21В 3/00, publ. 0.01.05)

Недостаток аналога - необходимость установки еще одной колонны, что увеличивает диаметр кондуктора, и что, в свою очередь, приводит к использованию долот очень большого диаметра (сложно сделать, следовательно, очень дорогие) и приводит к удорожанию строительства. Изобретение по а.с. №440483 имеет еще одну дополнительную колонну для размещения постоянных или временных датчиков, что еще более усложняет конструкцию скважины и увеличивает стоимость строительства и обслуживания.The disadvantage of the analogue is the need to install another column, which increases the diameter of the conductor, and which, in turn, leads to the use of bits of a very large diameter (difficult to make, therefore, very expensive) and leads to higher construction costs. The invention by A.S. No. 440483 has another additional column for placement of permanent or temporary sensors, which further complicates the design of the well and increases the cost of construction and maintenance.

В патентной литературе известен СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ(патент РФ №2120540, МПК Е21В 36/00, опубл. 20.10.98 г.) Изобретение может быть использовано при добыче высоковязкой нефти с применением тепловых методов воздействия на пласт. В этом способе после установки в обсаженной скважине насосно-компрессорной трубы (НКТ) с пакером между ней и обсадной колонной устанавливают разделительную трубу, имеющую входную и выходную арматуру на устье скважины. После подачи теплоносителя в НКТ через кольцевые каналы, образованные разделительной трубой, прокачивают теплоизолирующий агент. В качестве последнего могут быть использованы инертный или сопутствующий газы, промывочная жидкость, нефть и т.п. Способ позволяет регулировать температуру в зоне теплоизоляции изменением объема или скорость покачивания агента и оперативно вмешиваться в процесс при возникновении аварийной ситуации.A METHOD FOR THERMAL INSULATION OF AN EXPRESSIVE WELL is known in the patent literature (RF patent No. 2120540, IPC ЕВВ 36/00, publ. 10/20/98). The invention can be used in the production of highly viscous oil using thermal methods of stimulating the formation. In this method, after installing a tubing (tubing) in a cased well with a packer, a separation pipe is installed between it and the casing, having inlet and outlet fittings at the wellhead. After the coolant is supplied to the tubing, the heat-insulating agent is pumped through the annular channels formed by the separation pipe. As the latter, inert or accompanying gases, flushing liquid, oil, etc. can be used. The method allows you to adjust the temperature in the insulation zone by changing the volume or the swaying speed of the agent and quickly intervene in the process when an emergency occurs.

Способ осуществляется следующим образом(см. чертеж к патенту-прототипу). На нижний конец насосно-компрессорной трубы устанавливают пакер и спускают ее в скважину, обсаженную колонной до размещения пакера над кровлей продуктивного пласта. Между обсадной колонной и НКТ, концентрично последней, устанавливают разделительную трубу, нижний конец которой располагают в непосредственной близости от пакера. С устья скважины через устьевую арматуру закачивают теплоноситель, а через арматуру подают теплоизолирующий агент, который проходит через кольцевые каналы, образованные разделительной трубой, выходит наружу через арматуру и осуществляют отбор тепла от обсадной колонны. На выходной арматуре устанавливают аппаратуру для контроля температуры изолирующего агента.The method is as follows (see drawing to the patent prototype). A packer is installed on the lower end of the tubing and lowered into a well cased by a string until the packer is placed above the roof of the reservoir. Between the casing and tubing, concentrically the latter, establish a separation pipe, the lower end of which is located in the immediate vicinity of the packer. Heat carrier is pumped from the wellhead through wellhead fittings, and a heat-insulating agent is supplied through the fittings, which passes through the annular channels formed by the dividing pipe, goes out through the fittings, and heat is removed from the casing. Equipment for controlling the temperature of the insulating agent is installed on the output armature.

Недостатки прототипа - усложнение конструкции скважины -необходимо устанавливать еще одну трубу, что уменьшает размер возможной насосно-компрессорной трубы (уменьшение дебета скважины) или требует увеличения диаметра кондуктора (применение долот очень больших диаметров и обсадных труб очень больших диаметров).The disadvantages of the prototype is the complexity of the design of the well — it is necessary to install another pipe, which reduces the size of a possible tubing (reducing the debit of the well) or requires an increase in the diameter of the conductor (the use of bits of very large diameters and casing pipes of very large diameters).

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задачей решаемой, созданным изобретение является расширение арсенала средств для теплоизоляции нагнетательной скважины в зоне вечной мерзлоты, устранение недостатков прототипа, а именно - повышение крепи/устойчивости скважины и автоматизации процесса теплоизоляции.The objective of the invented invention is to expand the arsenal of means for thermal insulation of an injection well in the permafrost zone, to eliminate the disadvantages of the prototype, namely, to increase the support / stability of the well and to automate the thermal insulation process.

Выше указанная задача решается с помощью признаков указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как Устройство для теплоизоляции нагнетательной скважины в зоне вечной мерзлоты, содержащее эксплуатационную колонну, средство охлаждения, блок управления и контроля температуры, и отличительных существенных признаков, таких как средство охлаждения выполнено в виде труб-змеевиков, спиралеобразно установленных на обсадной трубе кондуктора в цементном камне обсадной колонны, подключенных к холодильному агрегату, установленному на устье скважины, причем датчики контроля температуры размещены в цементном камне в районе труб-змеевиков средства охлаждения.The above task is solved using the features specified in the claims, common with the prototype, such as a Device for thermal insulation of an injection well in the permafrost zone, containing a production casing, cooling means, temperature control and control unit, and distinctive essential features, such as cooling means made in the form of pipe-coils spiral mounted on the casing of the conductor in the cement stone of the casing connected to the refrigeration unit, installed at wellhead, wherein the sensors monitor temperature in the cement stone placed near the pipe-coil cooling means.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: повышение крепи/устойчивости скважины и автоматизации процесса теплоизоляции.The above set of essential features allows you to get the following technical result: increase the lining / stability of the well and automation of the thermal insulation process.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. представлена схема предлагаемой конструкции.The utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. The scheme of the proposed design is presented.

Устройство для сохранения устойчивости скважины в зоне вечной мерзлоты (Фиг), содержит эксплуатационную колонну 1, средство охлаждения, блок управления и контроля температуры 2. Средство охлаждения выполнено в виде труб-змеевиков 3, спиралеобразно установленных на обсадных трубах 4 кондуктора 9 в цементном камне 5 колонны, подключенных к холодильному агрегату 6, установленному на устье скважины. Датчики контроля температуры 7 размещены в цементном камне 5 в районе труб-змеевиков 3 средства охлаждения. Позицией 8 обозначена зона вечной мерзлоты, а позицией 9 кондуктор скважины.A device for maintaining well stability in the permafrost zone (Fig), contains a production casing 1, cooling means, a control and temperature control unit 2. The cooling means is made in the form of coil tubes 3, helically mounted on the casing 4 of the conductor 9 in a cement stone 5 columns connected to a refrigeration unit 6 installed at the wellhead. The temperature control sensors 7 are placed in a cement stone 5 in the area of the pipe-coils 3 cooling means. Position 8 indicates the permafrost zone, and position 9 the conductor of the well.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При строительстве скважины перед спуском используют обсадные трубы 4, планируемые к размещению в зоне многолетнемерзлых пород 8, на которых спиралеобразно установлены трубы-змеевики 3 и датчики контроля температуры 7. При свинчивании обсадных труб 4 кондуктора 9 между собой, фрагменты труб-змеевиков также соединяются между собой. Датчики контроля температуры 7 соединяют между собой для подключения к блоку управления и контроля 2. Необходимое количество обсадных труб 4 со змеевиками 3 спускают в скважину, затем цементируется кондуктор 5 известным способом. Патрубки труб-змеевиков расположенные в колонной головке подсоединяют посредством трубопроводов к холодильному агрегату 6. Подключают цепи датчиков контроля температуры к блоку управления 2.When constructing a well before launching, casing pipes 4 are used, which are planned to be placed in the permafrost zone 8, on which coil pipes 3 and temperature control sensors 7 are helically mounted. When screwing casing pipes 4 of conductor 9 to each other, fragments of pipe coils are also connected between by myself. The temperature control sensors 7 are interconnected for connection to the control and monitoring unit 2. The required number of casing pipes 4 with coils 3 is lowered into the well, then the conductor 5 is cemented in a known manner. The pipes of the coil pipes located in the column head are connected via pipelines to the refrigeration unit 6. Connect the temperature control sensor circuits to the control unit 2.

При строительстве и эксплуатации скважины в зоне многолетнемерзлых пород 8 терморегулирование осуществляют автоматически прокачкой хладагента через трубы-змеевики 3 от холодильного агрегата 6. Расход хладагента зависит от температуры, замеряемой датчиками контроля 7.During the construction and operation of the well in the permafrost zone 8, thermal regulation is carried out automatically by pumping refrigerant through the coil pipes 3 from the refrigeration unit 6. The flow rate of the refrigerant depends on the temperature measured by the control sensors 7.

Автоматический отвод тепла, возникающего от бурового раствора во время строительства или пластового газа во время эксплуатации скважины, хладагентом препятствует растеплению многолетнемерзлых пород 8 и, изменению профиля скважины.The automatic removal of heat arising from the drilling fluid during construction or formation gas during the operation of the well by the refrigerant prevents the thawing of permafrost 8 and, changing the profile of the well.

По сравнению с уровнем техники, предлагаемое решение позволяет уменьшить количество этапов бурения и время бурения скважины, так как нет необходимости спускать и цементировать дополнительную колонну для образования пространства для движения хладоносителя, так как трубы-змеевики заранее установлены на обсадной колонне.Compared with the prior art, the proposed solution allows to reduce the number of drilling stages and the time of well drilling, since there is no need to lower and cement an additional string to form a space for coolant movement, since the coil pipes are pre-installed on the casing.

Кроме того, датчики контроля температуры также заранее установлены на «первую» (самую нижнюю) обсадную трубу со змеевиком и на «последнюю» (самую верхнюю) обсадную трубу со змеевиком. При соединении обсадных труб между собой, соединяются - змеевики двух труб и соединяются электрические цепи (сигнальная и силовая, при необходимости) датчика контроля температуры. Таким образом обсадная колонна спускается за один раз уже подготовленная к работе в качестве охлаждающего элемента. Нет необходимости бурить и спускать дополнительную колонну для размещения датчиков контроля температуры.In addition, temperature control sensors are also pre-installed on the “first” (lowest) casing pipe with a coil and on the “last” (highest) casing pipe with a coil. When connecting the casing pipes to each other, the coils of the two pipes are connected and the electrical circuits (signal and power, if necessary) of the temperature control sensor are connected. Thus, the casing descends at a time already prepared for work as a cooling element. There is no need to drill and lower an additional column to accommodate temperature control sensors.

Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.From the description and practical application of the present invention, other particular forms of its implementation will be apparent to those skilled in the art. This description and drawings are considered as material illustrating the invention, the essence of which and the scope of patent claims are defined in the following claims, a combination of essential features and their equivalents.

Claims (1)

Устройство для теплоизоляции нагнетательной скважины в зоне вечной мерзлоты, содержащее эксплуатационную колонну, средство охлаждения, блок управления и контроля температуры, отличающееся тем, что средство охлаждения выполнено в виде труб-змеевиков, спиралеобразно установленных на обсадной трубе кондуктора в цементном камне обсадной колонны, подключенных к холодильному агрегату, установленному на устье скважины, причем датчики контроля температуры размещены в цементном камне в районе труб-змеевиков средства охлаждения.A device for thermal insulation of a injection well in the permafrost zone, comprising a production casing, a cooling means, a control and temperature control unit, characterized in that the cooling means is made in the form of coil pipes mounted spirally on a conductor casing in a cement casing stone connected to a refrigeration unit installed at the wellhead, the temperature monitoring sensors being placed in a cement stone in the area of the cooling means coil tubes.
RU2018126525A 2017-12-27 2017-12-27 Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone RU2705652C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126525A RU2705652C1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018126525A RU2705652C1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705652C1 true RU2705652C1 (en) 2019-11-11

Family

ID=68580116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018126525A RU2705652C1 (en) 2017-12-27 2017-12-27 Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705652C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3766985A (en) * 1971-12-01 1973-10-23 Univ Kansas State Production of oil from well cased in permafrost
SU440483A1 (en) * 1972-04-21 1974-08-25 Производственный Геофизический Трест Газовой Промышленности "Союзгазгеофизика" Permafrost Well Construction
SU926969A1 (en) * 1980-10-10 1999-04-20 Коми - филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов DESIGN OF THE WELLS IN THE CONDITIONS OF THE ETERNAL CENTRAL
RU2158353C1 (en) * 1999-03-10 2000-10-27 Предприятие "Надымгазпром" Method of stabilization of heat state of wellhead zone ion permafrost rocks
RU2170810C2 (en) * 1999-05-13 2001-07-20 ОАО "Газпром" Method of thaw prevention of wellbore region in permafrost zone
US6536526B2 (en) * 2001-04-02 2003-03-25 Baker Hughes Incorporated Method for decreasing heat transfer from production tubing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3766985A (en) * 1971-12-01 1973-10-23 Univ Kansas State Production of oil from well cased in permafrost
SU440483A1 (en) * 1972-04-21 1974-08-25 Производственный Геофизический Трест Газовой Промышленности "Союзгазгеофизика" Permafrost Well Construction
SU926969A1 (en) * 1980-10-10 1999-04-20 Коми - филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов DESIGN OF THE WELLS IN THE CONDITIONS OF THE ETERNAL CENTRAL
RU2158353C1 (en) * 1999-03-10 2000-10-27 Предприятие "Надымгазпром" Method of stabilization of heat state of wellhead zone ion permafrost rocks
RU2170810C2 (en) * 1999-05-13 2001-07-20 ОАО "Газпром" Method of thaw prevention of wellbore region in permafrost zone
US6536526B2 (en) * 2001-04-02 2003-03-25 Baker Hughes Incorporated Method for decreasing heat transfer from production tubing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6588500B2 (en) Enhanced oil well production system
US8215407B2 (en) Apparatus for fluidizing formation fines settling in production well
US20100206577A1 (en) In-well rigless esp
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
US9194220B2 (en) Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto
NO20111176A1 (en) Electrically submersible pump, rudder, and borehole production method
RU130343U1 (en) Borehole installation for simultaneous separate development of several operational facilities from one well
CN103867172B (en) Injection-production system and injection-production method
CN103953321A (en) Continuous pipe electric ignition pipe column for inclined shaft in-situ combustion and ignition method
RU2705652C1 (en) Injection device for thermal isolation of injection well in permafrost zone
RU2552555C1 (en) Method of simultaneous separate or successive production of reservoir fluid from well of multipay fields with preliminary installation of packers
CN203808959U (en) Injection-production system
RU2469186C1 (en) Development method of heavy oil or bitumen mine field with control of heat carrier pumped to well
RU2483205C1 (en) Development method of heavy oil or bitumen mine field with control of heat carrier pumped to well
RU2749658C1 (en) Method for developing high-viscosity oil deposits by cyclic steam method
RU2484240C1 (en) Installation method of casing string liner in well
RU131075U1 (en) INSTALLATION FOR SIMULTANEOUS SEPARATE PRODUCTION AND PUMPING IN ONE WELL
CN110805409A (en) Expansion pipe plugging method based on repeated fracturing cased well
RU2710057C1 (en) Oil well viscous production method
RU2006132571A (en) Borehole PACKING UNIT WITH PUMP (OPTIONS)
RU2469185C1 (en) Development method of heavy oil or bitumen mine field with control of heat carrier pumped to well
RU2469187C1 (en) Development method of heavy oil or bitumen mine field with control of heat carrier pumped to well
RU2639003C1 (en) Method for production of high-viscosity oil
RU2808108C1 (en) Device for supplying reagent to well
RU2247225C1 (en) Method for thermal isolation of mouth zone of product well in long frozen rocks