RU2739882C1 - Multi-stage hydraulic fracturing coupling - Google Patents
Multi-stage hydraulic fracturing coupling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739882C1 RU2739882C1 RU2019138060A RU2019138060A RU2739882C1 RU 2739882 C1 RU2739882 C1 RU 2739882C1 RU 2019138060 A RU2019138060 A RU 2019138060A RU 2019138060 A RU2019138060 A RU 2019138060A RU 2739882 C1 RU2739882 C1 RU 2739882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- inner sleeve
- branch pipe
- lower branch
- flow
- Prior art date
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/14—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools
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)
- Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовому оборудованию, в частности к оборудованию для заканчивания скважин. Изобретение можно использовать для проведения гидроразрыва пласта и других операций по обработке скважин, а также для селективной добычи нефти и газа.The invention relates to oil and gas equipment, in particular to equipment for well completion. The invention can be used for hydraulic fracturing and other well treatment operations, as well as for the selective production of oil and gas.
Гидроразрыв пласта это способ интенсификации добычи нефтяных и газовых скважин и повышения приемистости нагнетательных скважин. Гидроразрыв проводится для создания в целевом пласте высокопроводящей трещины под действием жидкости, закачиваемой под давлением. Технология гидроразрыва пласта позволяет запускать в эксплуатацию бездействующие скважины, в которых добыча традиционными методами невозможна или является нерентабельной. Размер муфты совпадает с размером обсадной колонны, к которой она присоединяется. Способ заканчивания скважин с помощью муфт ГРП включает в себя спуск муфт в составе хвостовика в открытый или зацементированный ствол и дальнейшее проведение высокоточного и эффективного гидроразрыва пласта. Для управления муфтами используется ключ. Метод предполагает возможность добавления новых интервалов перфорации на любой желаемой глубине.Hydraulic fracturing is a way to enhance the production of oil and gas wells and increase the injectivity of injection wells. Hydraulic fracturing is performed to create a highly conductive fracture in the target formation under the action of a fluid pumped under pressure. Hydraulic fracturing technology allows the commissioning of inactive wells, in which production by traditional methods is impossible or unprofitable. The collar is the same size as the casing to which it is attached. The method of completing wells using hydraulic fracturing sleeves includes running sleeves as part of a liner into an open or cemented borehole and further performing high-precision and efficient hydraulic fracturing. A key is used to control the clutches. The method assumes the ability to add new perforation intervals at any desired depth.
Известна муфта гидроразрыва пласта с растворимым седлом RU181716 U1, опуб. 26.07.2018. Активация муфты происходит при посадке шара в процессе проведения гидроразрыва пласта во время прокачивания жидкости для гидроразрыва. После проведения операции по гидроразрыву пласта все детали седла муфты растворяются в скважинной среде.Known hydraulic fracturing coupling with soluble saddle RU181716 U1, publ. 26.07.2018. Activation of the sleeve occurs when the ball lands during the hydraulic fracturing process while pumping the fracturing fluid. After the hydraulic fracturing operation, all parts of the sleeve seat dissolve in the wellbore environment.
Известна разрывная муфта и положительная индикация открытия муфты для гидроразрыва RU 2611083 C2, опуб. 21.02.2017 (прототип). Муфта для гидроразрыва пласта, состоящая из корпуса с отверстиями для обеспечения связи с пластом, выполненного из двух элементов соединенных между собой, указанные отверстия позволяют переход потока из внутреннего пространства во внешнее, внутренней втулки с отверстиями, стопорного кольца для фиксации внутренней втулки в открытом или закрытом положении, уплотнители для герметизации, защищенные от прямого контакта с потоком. Недостатком известного устройства является ненадежность и сложность конструкции.Known breakaway coupling and positive indication of the opening of the coupling for hydraulic fracturing RU 2611083 C2, publ. 02/21/2017 (prototype). A coupling for hydraulic fracturing, consisting of a body with holes to provide a connection with the formation, made of two elements connected to each other, these holes allow the flow from the internal space to the outside, an inner sleeve with holes, a retaining ring for fixing the inner sleeve in open or closed position, seals for sealing, protected from direct contact with the flow. The disadvantage of the known device is the unreliability and complexity of the design.
Техническим результатом изобретения является возможность повышения надежности изделия в процессе многоразового открытия или закрытия муфты, что позволяет многократный переход из режима гидроразрыва пласта в режим цельного хвостовика. Также изобретение обеспечивает простоту в производстве и сборке изделия. Под «открытием» муфты подразумевается такое положение муфты, при котором предоставляется свободный доступ для потока жидкости в пласт для создания трещин в породе, под «закрытием» муфты подразумевается прекращение доступа для потока жидкости в пласт и полная изоляция внутреннего пространства от внешнего.The technical result of the invention is the possibility of increasing the reliability of the product in the process of multiple opening or closing of the sleeve, which allows multiple transition from the hydraulic fracturing mode to the one-piece liner mode. Also, the invention provides for ease of manufacture and assembly of the product. By "opening" the collar is meant a position of the collar that provides free access for fluid flow into the formation to create fractures in the formation, by "closing" the collar is meant to stop fluid flow into the formation and completely isolate the interior from the outside.
Муфта для гидроразрыва пласта, состоящая из корпуса, выполненного из соединенных между собой верхнего и нижнего патрубков, внутренней втулки с отверстиями, стопорного кольца для фиксации внутренней втулки в открытом или закрытом положении, уплотнителей для герметизации, защищенных от прямого контакта с потоком, при этом нижний патрубок выполнен с отверстиями, совпадающими с отверстиями во внутренней втулке, позволяющими переход потока из внутреннего пространства во внешнее, причем в нижнем патрубке установлен центрирующий штифт, а на внутренней втулке вырезан профиль, в котором установлен центрирующий штифт для защиты от вращения внутренней втулки и обеспечения полного совпадения отверстий в нижнем патрубке и во внутренней втулке относительно друг друга, при этом стопорное кольцо установлено внутри верхнего патрубка, а на внутренней втулке вырезаны профили в которые входит стопорное кольцо.A coupling for hydraulic fracturing, consisting of a body made of interconnected upper and lower nozzles, an inner sleeve with holes, a retaining ring for fixing the inner sleeve in an open or closed position, sealing seals protected from direct contact with the flow, while the lower the branch pipe is made with holes that coincide with the holes in the inner sleeve, allowing the flow from the inner space to the outer one, moreover, a centering pin is installed in the lower branch pipe, and a profile is cut on the inner sleeve, in which a centering pin is installed to protect the inner sleeve from rotation and ensure complete coincidence of holes in the lower branch pipe and in the inner sleeve relative to each other, while the retaining ring is installed inside the upper pipe, and on the inner sleeve, profiles are cut into which the retaining ring enters.
В верхний и нижний патрубки корпуса, соединены с помощью резьбового соединения, а для защиты от раскручивания используют установочный винт.The upper and lower nozzles of the body are connected by means of a threaded connection, and a set screw is used to protect against unwinding.
Отверстия нижнего патрубка и внутренней втулки выполнены с возможностью минимизации вероятности попадания внутрь шлама и потери величины потока.The openings of the lower branch pipe and the inner sleeve are designed to minimize the likelihood of sludge getting inside and loss of flow.
Минимизация вероятности попадания внутрь шлама и потери величины потока обеспечивается наличием одинаковых отверстий в нижнем патрубке и внутренней втулке и выполнением их плоско-овальной формы (как следует из фиг. 1, 6, 8). Выполнение отверстий нижнего патрубка и внутренней втулки плоско-овальной формой уменьшает потери величины потока, а сам факт наличия в нижнем патрубке и втулке одинаковых отверстий минимизирует попадание шлама.The minimization of the probability of sludge getting inside and the loss of the flow rate is ensured by the presence of identical holes in the lower branch pipe and the inner sleeve and making them flat-oval (as follows from Figs. 1, 6, 8). The flat-oval shape of the holes in the lower branch pipe and the inner sleeve reduces the flow loss, and the very fact of the presence of the same holes in the lower branch pipe and the sleeve minimizes the ingress of sludge.
Стопорное кольцо выполнено для многоразового открытия или закрытия муфты.The retaining ring is designed for reusable opening or closing of the sleeve.
Стопорное кольцо выполнено с возможностью настройки под требуемое усилие открытия или закрытия.The retaining ring is made with the possibility of adjusting to the required force of opening or closing.
Конструкция изобретения представлено на чертежах, где:The design of the invention is shown in the drawings, where:
Фиг. 1 - элементы муфты;FIG. 1 - clutch elements;
Фиг. 2 - муфта в сборе в продольном разрезе;FIG. 2 - clutch assembly in longitudinal section;
Фиг. 3 - внутренняя втулка в закрытом положении;FIG. 3 - inner sleeve in the closed position;
Фиг. 4 - внутренняя втулка в открытом положении;FIG. 4 - inner sleeve in open position;
Фиг. 5 - стопорное кольцо в увеличенном масштабе;FIG. 5 - a retaining ring on an enlarged scale;
Фиг. 6 -внутренняя втулка с профилями для зацепления с ключом;FIG. 6 - inner sleeve with profiles for engaging with a key;
Фиг. 7 - к пояснению принципа работы центрирующего штифта;FIG. 7 - for an explanation of the principle of operation of the centering pin;
Фиг. 8 - к пояснению о противошламовых отверстиях муфты;FIG. 8 - to the explanation of the clutch anti-sludge holes;
Фиг. 9 - к поясненияю о механизме защиты уплотнений;FIG. 9 - to the explanation of the seal protection mechanism;
Фиг. 10 - схема муфты в скважине;FIG. 10 is a diagram of a collar in a well;
Фиг. 11 - схема ключа, расположенного внутри муфты;FIG. 11 is a diagram of a key located inside the clutch;
Фиг. 12 - активация ключа, зацепление ключа с внутренней втулкой;FIG. 12 - activation of the key, engagement of the key with the inner sleeve;
Фиг. 13 - открытие муфты, обеспечение связи трубного пространства с пластом;FIG. 13 - opening the sleeve, ensuring the connection of the pipe space with the formation;
Фиг. 14 - возникновение трещин в скважине.FIG. 14 - the occurrence of fractures in the well.
На Фиг. 1-2 показана конструкция муфты. На Фиг. 3-9 показаны конструктивные особенности, на рис. Фиг. 10-14 - принцип работы муфты.FIG. 1-2 shows the construction of the clutch. FIG. 3-9 shows the design features, Fig. FIG. 10-14 - the principle of the clutch.
Муфта включает в себя корпус, который состоит из двух элементов: верхний патрубок 3 и нижний патрубок 2. Отверстия 18 в нижнем патрубке 2, которые совпадают с отверстиями 17 во внутренней втулке 1. Центрирующий штифт 8 установлен в нижнем патрубке 2, профиль 11 находится на внутренней втулке 1. В верхнем патрубке 3 установлено стопорное кольцо 4, которое фиксирует внутреннюю втулку 1 в открытом или закрытом положении. Также на внутренней втулке 1 вырезаны профили 14, 15, в которые входит стопорное кольцо буртиком (выступом, на фиг. не отмечен), расположенным на внутренней стороне стопорного кольца. Для гермитизации системы в верхнем патрубке 3 и нижнем патрубке 2 установлены уплотнения 7, защиту которых обеспечивает внутренняя втулка 1. Верхний патрубок соединен с нижним патрубком с помощью резьбового соединения, а для защиты от раскручивания предусмотрены установочные винты 5. Для защиты от преждевременного открытия муфты установлены срезные винты 6, которые совпадают с профилем 16 на внутренней втулке 1. С помощью срезных винтов 6 регулируется усилие первого открытия муфты.The coupling includes a body, which consists of two elements: the
На фиг. 3 представлена муфта в зактрытом положении. В данном положении поток 21 свободно проходит через муфту, отверстия 14 во внутренней втулке 1 не совпадают с отверстиями 18 в нижнем патрубке 2. Стопорное кольцо 4 буртиком входит в профиль 14, что обеспечивает защиту от преждевременного открытия. В данном положении уплотнения 7 не находятся в прямом контакте с потоком 21.FIG. 3 shows the clutch in the closed position. In this position, the
На фиг. 4 представлена муфта в открытом положении. В данном положении открывается доступ для потока 21 во внешнее пространство муфты. Отверстия 18 в нижнем патрубке 2 полностью совпадают с отверстиями 17 во внутренней втулке 1. Центрирующий штифт 8 обеспечивает защиту от вращения внутренней втулки при перемещении в открытое положение, и отверстия 17 и 18 находятся на одной линии. Стопорное кольцо 4 входит в профиль 15, что обеспечивает защиту от преждевременного открытия. Уплотнения 7 не находятся в прямом контакте с потоком 21.FIG. 4 shows the clutch in the open position. In this position, access is opened for
Принцип работы изделия (см. фиг. 10-14).The principle of operation of the product (see Fig. 10-14).
Муфта спускается в скважину в составе хвостовика. Муфта соединяется с обсадными трубами на участке между двумя пакерами. При спуске муфта находится в закрытом положении. Поток скважинной жидкости свободно проходит по внутреннему пространству без доступа к внешнему пространству (фиг. 10).The sleeve is run into the well as part of the liner. The collar is connected to the casing between the two packers. When descending, the clutch is in the closed position. The wellbore fluid flow freely passes through the interior without access to the exterior (FIG. 10).
Для проведения гидроразрыва пласта сначала активируются пакеры, которые обеспечивают изоляцию интервалов. Затем в скважину на гибких насосно-компрессорных трубах (ГНКТ) спускается ключ. После достижения необходимой глубины ключ активируется путем закачки жидкости в ГНКТ (фиг. 11). Далее ключ поднимается вверх. Когда ключ попадает в профиль 13 на внутренней втулке 1, на поверхности фиксируется изменение усилия (фиг. 12). Затем при повышении тягового усилия срезные винты 5 срезаются, и происходит перемещение внутренней втулки 1 в открытое положение. Отверстия 18 на нижнем патрубке 2 совпадают с отверстиями 17 во внутренней втулке 1, что обеспечивает связь трубного пространства со внешним. Затем ключ поднимается на поверхность или на следующий интервал для открытия следующей муфты (фиг. 13). Дальнейшая закачка жидкости приводит к созданию трещин в породе, повышение давления закачки приводит к расширению трещин (фиг. 14). После операции приемистость скважины повышается.For hydraulic fracturing, packers are first activated to isolate the intervals. Then a key is lowered into the well on coiled tubing (CT). After reaching the required depth, the key is activated by pumping fluid into the CT (Fig. 11). Further, the key rises up. When the key hits the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138060A RU2739882C1 (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Multi-stage hydraulic fracturing coupling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138060A RU2739882C1 (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Multi-stage hydraulic fracturing coupling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739882C1 true RU2739882C1 (en) | 2020-12-29 |
Family
ID=74106401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019138060A RU2739882C1 (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Multi-stage hydraulic fracturing coupling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739882C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2630327A1 (en) * | 2010-10-18 | 2013-08-28 | NCS Oilfield Services Canada Inc. | Tools and methods for use in completion of a wellbore |
RU2567905C1 (en) * | 2014-11-05 | 2015-11-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" (АО "Новомет-Пермь") | Sleeve for multistage fracturing |
RU2611083C2 (en) * | 2013-12-04 | 2017-02-21 | Везерфорд/Лэм, Инк. | Rupturing coupling and positive indication of coupling opening for hydraulic fracturing |
CN106593352A (en) * | 2016-12-27 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | Electrically-controlled sliding sleeve and fracturing string |
RU181716U1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-07-26 | Акционерное общество "ОКБ Зенит" АО "ОКБ Зенит" | FOLT HYDRAULIC CLUTCH WITH SOLUBLE SEAT |
RU2683294C1 (en) * | 2014-10-02 | 2019-03-27 | ЭсСи ЭССЕТ КОРПОРЕЙШН | System for the sequential opening of openings along the wells to ensure the opportunity to feed through their flow environment |
-
2019
- 2019-11-26 RU RU2019138060A patent/RU2739882C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2630327A1 (en) * | 2010-10-18 | 2013-08-28 | NCS Oilfield Services Canada Inc. | Tools and methods for use in completion of a wellbore |
RU2611083C2 (en) * | 2013-12-04 | 2017-02-21 | Везерфорд/Лэм, Инк. | Rupturing coupling and positive indication of coupling opening for hydraulic fracturing |
RU2683294C1 (en) * | 2014-10-02 | 2019-03-27 | ЭсСи ЭССЕТ КОРПОРЕЙШН | System for the sequential opening of openings along the wells to ensure the opportunity to feed through their flow environment |
RU2567905C1 (en) * | 2014-11-05 | 2015-11-10 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" (АО "Новомет-Пермь") | Sleeve for multistage fracturing |
CN106593352A (en) * | 2016-12-27 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | Electrically-controlled sliding sleeve and fracturing string |
RU181716U1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-07-26 | Акционерное общество "ОКБ Зенит" АО "ОКБ Зенит" | FOLT HYDRAULIC CLUTCH WITH SOLUBLE SEAT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8215401B2 (en) | Expandable ball seat | |
RU2615196C2 (en) | Elements of wiping cementing plug and methods of treatment of medium surrounding well for the ihflow stimulation | |
US8695716B2 (en) | Multi-zone fracturing completion | |
US9739127B2 (en) | Method and system for operating a downhole tool, for fracturing a formation and/or for completing a wellbore | |
CA2732062C (en) | System and method for positioning a bottom hole assembly in a horizontal well | |
RU2599748C2 (en) | Downhole system of valves with safety joint and its application method | |
US8201632B2 (en) | Downhole valve assembly and actuation device for a downhole valve assembly | |
EP2705207B1 (en) | Liner cementation process and system | |
EP2360347B1 (en) | Expandable ball seat | |
AU2013340898A1 (en) | Barrier testing method | |
US9260939B2 (en) | Systems and methods for reclosing a sliding side door | |
AU2012295502B2 (en) | Processes for fracturing a well | |
EP3475522B1 (en) | Downhole drilling system | |
RU2739882C1 (en) | Multi-stage hydraulic fracturing coupling | |
US20170175485A1 (en) | Downhole system | |
DK202170143A1 (en) | Well Tool Having a Removable Collar for Allowing Production Fluid Flow | |
RU2777032C1 (en) | Set of equipment for multi-stage hydraulic fracturing | |
US9115549B2 (en) | Method and apparatus for injecting gas into a reservoir | |
EP3216975A1 (en) | Downhole system |