RU2765351C1 - Coupling for hydraulic facing in a well - Google Patents

Coupling for hydraulic facing in a well Download PDF

Info

Publication number
RU2765351C1
RU2765351C1 RU2021119936A RU2021119936A RU2765351C1 RU 2765351 C1 RU2765351 C1 RU 2765351C1 RU 2021119936 A RU2021119936 A RU 2021119936A RU 2021119936 A RU2021119936 A RU 2021119936A RU 2765351 C1 RU2765351 C1 RU 2765351C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diameter
plugs
hydraulic fracturing
stage
facing
Prior art date
Application number
RU2021119936A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Аркадьевич Миллер
Андрей Васильевич Секисов
Булат Юсупович Хайруллин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш"
Priority to RU2021119936A priority Critical patent/RU2765351C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765351C1 publication Critical patent/RU2765351C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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 DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11—Perforators; Permeators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/14—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil industry, in particular to devices included in the casing assembly and intended for hydraulic fracturing of an oil-bearing formation. The coupling for hydraulic fracturing in a well contains a body in the form of a pipe with hydraulic fracturing ports installed in it, made in the form of radial stepped holes evenly spaced around the circumference, the boring of the inner stage of which, facing the longitudinal axis of the coupling, is made with a diameter of D1, and the boring of the outer stage facing the borehole wall, made with a diameter D2, sequentially installed in the bores of the outer steps of radial stepped holes from the inner wall of the casing to its outer wall, bursting discs of the design thickness, screw ring stoppers and plugs that block the flow of liquid to the bursting discs from outside the housing, while between the plugs and the bursting discs in the ports are formed sealed cavities filled with air at atmospheric pressure, sealing elements that seal the fixed joints of parts, and a sealant that blocks contact of the plugs with liquid from outside the case. Each plug is stationary and made of brittle metal, such as cast iron, in the form of a stepped annular cylinder with a hole diameter D3. The depth stage of the annular plug cylinder is installed above the rupture disc and interacts with the screw annular stopper. The outer stage with the outer diameter D4 has a dome in the form of a circular cone, having a diameter D5 at the base and with the top facing the borehole wall, in which a conical bore is made, having a diameter D3 at the base. The taper and bore are concentric with equal draft angles. On the outer surface of the cone, there are annular grooves and slots evenly spaced on its conical surface and evenly spaced along the generatrixes. The diameters D1, D2, D3, D4 and D5 satisfy the relationship D2>D4>D5>D3>D1.
EFFECT: increased reliability of operation and reduced operating costs when using the coupling.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к устройствам, входящим в компоновку обсадных колонн и предназначенным для проведения работ по гидроразрыву нефтеносного пласта.The invention relates to the oil industry, namely, to devices included in the layout of casing strings and intended for hydraulic fracturing of an oil-bearing formation.

Известна «Муфта гидроразрыва пласта» (ПМ №176774; МПК Е21В 34/10, Е21В 43/26, F16K 17/14, опубл. 29.01.2018, Бюл. №4), содержащаяKnown "Coupling hydraulic fracturing" (PM No. 176774; IPC E21B 34/10, E21B 43/26, F16K 17/14, publ. 29.01.2018, Bull. No. 4), containing

• полый цилиндрический корпус с выполненными в нем радиальными отверстиями,• hollow cylindrical body with radial holes made in it,

• в которых установлены заглушки с разрывными мембранами и крышки, блокирующие доступ жидкости извне корпуса к разрывным мембранам,• in which plugs with bursting discs and covers are installed, blocking the access of liquid from outside the body to bursting discs,

• полости между разрывными мембранами и крышками, заполненные жидкостью,• cavities between bursting discs and caps filled with liquid,

• при этом крышки установлены в отверстиях заглушек с возможностью радиальных перемещений.• in this case, the covers are installed in the holes of the plugs with the possibility of radial movements.

Недостатком известной муфты гидроразрыва пласта (далее - ГРП) является низкая надежность работы, поскольку заполнение жидкостью полости между разрывными мембранами и крышками, а также возможность радиального перемещения крышек от наружной стенки к внутренней стенке корпуса может привести к тому, что при значительном возрастании давления извне корпуса в процессе цементирования оно через подвижную крышку будет передаваться на жидкость и на мембрану, что может привести к разрыву последней и неработоспособности известной муфты, поскольку цементный раствор, проникнув в ее полость, после затвердевания будет препятствовать нагнетанию жидкости в процессе операции гидроразрыва.A disadvantage of the well-known hydraulic fracturing clutch (hereinafter referred to as hydraulic fracturing) is the low reliability of operation, since the filling of the cavity between the fracturing discs and covers with liquid, as well as the possibility of radial movement of the covers from the outer wall to the inner wall of the housing, can lead to the fact that with a significant increase in pressure from the outside of the housing during the cementing process, it will be transferred to the liquid and to the membrane through the movable cover, which can lead to the rupture of the latter and the inoperability of the well-known sleeve, since the cement mortar, having penetrated into its cavity, after hardening, will prevent the liquid from being injected during the hydraulic fracturing operation.

Известна «Муфта для гидроразрыва пластов в скважине», входящая в состав компоновки скважинного оборудования по патенту «Оборудование и методы интенсификации подземных формаций» (патент США №2012/0111566, МПК Е21В 43/11, Е21В 17/14, Е21В 34/00, Е21В 43/26, Е21В 43/28, Е21В 33/12, опубл. 10.05.2012), содержащая:Known "Clutch for hydraulic fracturing in a well", which is part of the layout of downhole equipment according to the patent "Equipment and methods for intensifying underground formations" (US patent No. E21B 43/26, E21B 43/28, E21B 33/12, published 05/10/2012), containing:

• корпус в виде трубы с установленными в нем портами ГРП, выполненными в виде радиальных окон, равномерно расположенных по окружности,• casing in the form of a pipe with hydraulic fracturing ports installed in it, made in the form of radial windows, evenly spaced around the circumference,

• в которых последовательно от внутренней стенки корпуса к его наружной стенке установлены разрывные мембраны расчетной толщины,• in which bursting discs of calculated thickness are installed in series from the inner wall of the housing to its outer wall,

• винтовые кольцевые стопоры, фиксирующие разрывные мембраны,• screw ring stoppers fixing bursting discs,

• и заглушки в виде дисков, установленные в стопорах с возможностью перемещения и блокирующие доступ жидкости извне корпуса к разрывным мембранам,• and plugs in the form of disks installed in stoppers with the possibility of movement and blocking the access of liquid from outside the body to bursting discs,

• при этом между заглушками и разрывными мембранами в портах образованы герметичные полости, заполненные воздухом под атмосферным давлением,• at the same time, hermetic cavities filled with air under atmospheric pressure are formed between the plugs and bursting discs in the ports,

• уплотнительные элементы, герметизирующие неподвижные соединения и взаимодействия деталей,• sealing elements sealing fixed joints and interactions of parts,

• и герметик, блокирующий контакт заглушек с жидкостью извне корпуса.• and a sealant that blocks the contact of the plugs with liquid from outside the housing.

Недостатком известной муфты являются повышенные эксплуатационные затраты при ее применении, поскольку ее использование предполагает после разрушения разрывных мембран необходимость применения кислотной обработки для растворения и снижения прочности цементного кольца, что увеличивает расход материалов и повышает время проведения и стоимость операции ГРП. Это объясняется тем, что заглушка ввиду необходимости блокирования доступа жидкости извне корпуса к разрывным мембранам и герметизации полости порта должна иметь форму диска, обладающего некоторой площадью поверхности торца, обращенного к цементному кольцу. Поэтому энергия удара заглушки, распределенная на площади ее контакта с цементным камнем, не сможет создать в нем значительных контактных напряжений, способных деформировать и разрушить цементное кольцо в скважинной зоне у порта ГРП.The disadvantage of the known sleeve is the increased operating costs when using it, since its use implies, after the destruction of the bursting discs, the need to use acid treatment to dissolve and reduce the strength of the cement sheath, which increases the consumption of materials and increases the time and cost of the hydraulic fracturing operation. This is due to the fact that the plug, due to the need to block the access of liquid from outside the body to the bursting discs and seal the port cavity, must be in the form of a disk with a certain end surface area facing the cement ring. Therefore, the impact energy of the plug, distributed over the area of its contact with the cement stone, will not be able to create significant contact stresses in it that can deform and destroy the cement ring in the well zone near the hydraulic fracturing port.

Кроме того, заглушка своей площадью будет создавать преграду на пути движения потока жидкости, оказывая значительное гидродинамическое сопротивление, что приведет к турбулентности течения и будет снижать энергию струи, необходимую для разрушения цементного кольца. Этим обусловлена необходимость кислотной обработки для дополнительного воздействия на цементный камень и снижения его прочности с целью обеспечения возможности последующего его разрушения потоком жидкости и осуществления операции гидроразрыва.In addition, the plug with its area will create an obstacle to the movement of the fluid flow, providing significant hydrodynamic resistance, which will lead to turbulence in the flow and will reduce the energy of the jet required to destroy the cement ring. This necessitates acid treatment to additionally affect the cement stone and reduce its strength in order to enable its subsequent destruction by the fluid flow and the hydraulic fracturing operation.

Задачей изобретения является создание технического решения муфты для гидроразрыва пластов в скважине, лишенной перечисленных недостатков.The objective of the invention is to create a technical solution for a sleeve for hydraulic fracturing in a well, devoid of the above disadvantages.

Техническим результатом решения этой задачи является снижение эксплуатационных затрат при использовании муфты.The technical result of solving this problem is to reduce operating costs when using the clutch.

Для обеспечения этого результата известная муфта для гидроразрыва пластов в скважине, содержащаяTo achieve this result, a well known sleeve for hydraulic fracturing in a well containing

• корпус в виде трубы с установленными в нем портами ГРП, выполненными в виде равномерно расположенных по окружности радиальных ступенчатых отверстий, расточка внутренней ступени которых, обращенной к продольной оси муфты, выполнена с диаметром D1, а расточка наружной ступени, обращенной к стенке скважины, выполнена с диаметром D2,• body in the form of a pipe with hydraulic fracturing ports installed in it, made in the form of radial stepped holes evenly spaced around the circumference, the bore of the inner stage of which, facing the longitudinal axis of the sleeve, is made with a diameter of D 1 , and the bore of the outer stage, facing the wall of the well, made with diameter D 2 ,

• последовательно установленные в расточках наружных ступеней радиальных ступенчатых отверстий от внутренней стенки корпуса к его наружной стенке разрывные мембраны расчетной толщины,• sequentially installed in the bores of the outer steps of the radial stepped holes from the inner wall of the body to its outer wall bursting discs of calculated thickness,

• винтовые кольцевые стопоры,• screw ring stoppers,

• и заглушки, блокирующие поступление жидкости к разрывным мембранам извне корпуса,• and plugs blocking the flow of fluid to the bursting discs from the outside of the body,

• при этом между заглушками и разрывными мембранами в портах образованы герметичные полости, заполненные воздухом под атмосферным давлением,• at the same time, hermetic cavities filled with air under atmospheric pressure are formed between the plugs and bursting discs in the ports,

• уплотнительные элементы, герметизирующие неподвижные соединения деталей,• sealing elements sealing fixed joints of parts,

• и герметик, блокирующий контакт заглушек с жидкостью извне корпуса,• and a sealant that blocks the contact of the plugs with liquid from outside the housing,

• при этом диаметры D2 и D1 удовлетворяют соотношению• while the diameters D 2 and D 1 satisfy the relation

D2>D1,D 2 >D 1 ,

СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮACCORDING TO THE INVENTION

• каждая заглушка неподвижна и выполнена из хрупкого металла, например, чугуна,• each plug is fixed and made of brittle metal, such as cast iron,

• в виде ступенчатого кольцевого цилиндра с диаметром отверстия D3,• in the form of a stepped ring cylinder with a hole diameter D 3 ,

• при этом глубинная ступень кольцевого цилиндра заглушки установлена над разрывной мембраной и взаимодействует с винтовым кольцевым стопором,• in this case, the deep stage of the annular cylinder of the plug is installed above the bursting disc and interacts with the screw annular stopper,

• а внешняя ступень с наружным диаметром D4 имеет купол в виде кругового конуса, имеющего у основания диаметр D5 и вершиной обращенного к стенке скважины,• and the outer stage with an outer diameter D 4 has a dome in the form of a circular cone, having a diameter D 5 at the base and the top facing the borehole wall,

• в котором выполнена коническая расточка, имеющая у основания диаметр D3,• in which a conical boring is made, having a diameter D 3 at the base,

• при этом конус и расточка концентричны, их углы уклона равны,• at the same time, the cone and bore are concentric, their slope angles are equal,

• на наружной поверхности конуса выполнены равномерно расположенные на его конической поверхности кольцевые канавки и прорези, равной глубины с ними, равномерно расположенные по образующим,• on the outer surface of the cone there are annular grooves and slots evenly spaced on its conical surface, equal in depth with them, evenly spaced along the generators,

• при этом величины диаметров D2, D3, D4 и D5 удовлетворяют соотношению• in this case, the diameters D 2 , D 3 , D 4 and D 5 satisfy the relation

D2>D4>D5>D3>D1 D2> D4 > D5 > D3 > D1

Изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

• на фиг. 1 изображена заявляемая муфта для гидроразрыва пластов в скважине в исходном (транспортном) положении;• in FIG. 1 shows the inventive sleeve for hydraulic fracturing in a well in its original (transport) position;

• на фиг. 2 изображен выносной элемент А на фиг. 1 в увеличенном масштабе,• in FIG. 2 shows the remote element A in Fig. 1 enlarged,

• на фиг. 3 изображена в аксонометрии заглушка;• in FIG. 3 shows a perspective view of a plug;

• на фиг.4 изображен порт муфты после разрушения разрывных мембран и заглушек.• figure 4 shows the coupling port after the destruction of bursting discs and plugs.

Заявляемая муфта для гидроразрыва пластов в скважине (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1 в виде трубы с установленными в нем портами ГРП, выполненными в виде равномерно расположенных по окружности радиальных ступенчатых отверстий 2, расточка внутренней ступени 3 которых, обращенной к продольной оси муфты, выполнена с диаметром D1, а расточка наружной ступени 4, обращенной к стенке скважины (не показана), выполнена с диаметром D2. При этом диаметры D2 и удовлетворяют соотношению:The inventive coupling for hydraulic fracturing in a well (Fig. 1 and 2) contains a body 1 in the form of a pipe with hydraulic fracturing ports installed in it, made in the form of radial stepped holes 2 evenly spaced around the circumference, the bore of the inner stage 3 of which is facing the longitudinal axis of the coupling , is made with a diameter of D 1 , and the bore of the outer stage 4, facing the wall of the well (not shown), is made with a diameter of D 2 . In this case, the diameters D 2 and satisfy the relation:

D2>D1 D2 > D1

В расточках наружных ступеней 4 радиальных ступенчатых отверстий 2 последовательно от внутренней стенки корпуса 1 к его наружной стенке установлены разрывные мембраны 5, заглушки 6, блокирующие поступление жидкости к разрывным мембранам 5 извне корпуса 1, и винтовые кольцевые стопоры 7, обеспечивающие фиксацию разрывных мембран 5 и заглушек 6 в расточках наружных ступеней 4 отверстий 2.Bursting discs 5, plugs 6 blocking the flow of fluid to bursting discs 5 from outside the case 1, and screw ring stoppers 7 are installed in series from the inner wall of the housing 1 to its outer wall in the bores of the outer steps 4 of the radial stepped holes 2, ensuring the fixation of the bursting discs 5 and plugs 6 in the bores of the outer steps 4 holes 2.

Каждая неподвижная заглушка 6 выполнена из хрупкого металла, например, чугуна, в виде ступенчатого кольцевого цилиндра 8 с диаметром отверстия D3. Глубинная ступень 9 кольцевого цилиндра 8 заглушки 6 установлена над разрывной мембраной 5 в расточке наружной ступени 4 диаметром D2 отверстия 2 а внешняя ступень 10 с наружным диаметром D4 имеет купол 11 в виде кругового конуса, имеющего у основания диаметр D5 и вершиной обращенного к стенке скважины. Величины диаметров D1, D2, D3, D4 и D5 удовлетворяют соотношению:Each fixed plug 6 is made of brittle metal, such as cast iron, in the form of a stepped ring cylinder 8 with a hole diameter D 3 . The deep stage 9 of the annular cylinder 8 of the plug 6 is installed above the bursting disc 5 in the bore of the outer stage 4 with a diameter D 2 of the hole 2, and the outer stage 10 with an outer diameter D 4 has a dome 11 in the form of a circular cone having a diameter D 5 at the base and the apex facing the well wall. The diameters D 1 , D 2 , D 3 , D 4 and D 5 satisfy the relation:

D2>D4>D5>D3>D1.D 2 >D 4 >D 5 >D 3 >D 1 .

В куполе 11 выполнена коническая расточка 12, имеющая у основания диаметр D3, при этом круговой конус купола 11 и расточка 12 концентричны, а их углы уклона равны.In the dome 11, a conical bore 12 is made, having a diameter D 3 at the base, while the circular cone of the dome 11 and the bore 12 are concentric, and their slope angles are equal.

На наружной поверхности купола 11 (на фиг. 3) выполнены равномерно расположенные на его конической поверхности кольцевые канавки 13 и равной глубины с ними прорези 14, выполненные по образующим конуса 11 и равномерно расположенные на его конической поверхности.On the outer surface of the dome 11 (in Fig. 3) there are annular grooves 13 evenly spaced on its conical surface and slots 14 of equal depth with them, made along the generatrix of the cone 11 and evenly spaced on its conical surface.

Отверстие ступенчатого кольцевого цилиндра 8 диаметром D3 с конической расточкой 12 образует с разрывными мембранами 5 полость 15, заполненную воздухом под атмосферным давлением. Герметичность полости 15 обеспечивается уплотнительными элементами 16 и 17, герметизирующими неподвижные соединения корпуса 1, разрывных мембран 5 и заглушек 6.The hole of the stepped ring cylinder 8 with a diameter D 3 with a conical bore 12 forms a cavity 15 with bursting discs 5 filled with air under atmospheric pressure. The tightness of the cavity 15 is ensured by the sealing elements 16 and 17, which seal the fixed joints of the body 1, bursting discs 5 and plugs 6.

Герметик 18, нанесенный на заглушку 6, блокирует контакт наружной поверхности купола 11 и внешней ступени 10 с жидкостью извне корпуса 1.The sealant 18 applied to the plug 6 blocks the contact of the outer surface of the dome 11 and the outer stage 10 with the liquid from the outside of the body 1.

Заявляемая муфта для гидроразрыва пластов в скважине работает следующим образом.The inventive clutch for hydraulic fracturing in the well works as follows.

Муфту в компоновке колонны обсадных труб (не показаны) спускают в скважину в требуемый интервал и производят цементирование обсадной колонны. При этом заглушки 6 будут испытывать воздействие наружного давления от столба цементного раствора, которое значительно превосходит гидростатическое давление в интервале установки муфты. Однако благодаря тому, что купол 11 заглушек 6 выполнен в виде кругового конуса, способного воспринимать значительные распределенные нагрузки от наружного давления, а также тому, что заглушки 6 выполнены из хрупкого металла, например, чугуна, предел прочности на сжатие которого значительно превышает предел прочности на растяжение, заглушки 6 будут устойчивы к воздействию сжимающих нагрузок от наружных давлений, чем обеспечивается повышение надежности заявляемой муфты.The sleeve in the assembly of the casing string (not shown) is lowered into the well at the required interval and the casing string is cemented. In this case, plugs 6 will experience the effect of external pressure from the column of cement mortar, which significantly exceeds the hydrostatic pressure in the interval of installation of the coupling. However, due to the fact that the dome 11 of the plugs 6 is made in the form of a circular cone capable of absorbing significant distributed loads from external pressure, and also due to the fact that the plugs 6 are made of brittle metal, for example, cast iron, the compressive strength of which significantly exceeds the tensile strength by tension, plugs 6 will be resistant to compressive loads from external pressures, which ensures an increase in the reliability of the inventive clutch.

После затвердевания цементного раствора в обсадную колонну в интервал установки муфты спускают селективный пакер (не показан), устанавливая его таким образом, чтобы заявляемая муфта находилась между уплотнителями пакера, активируют его, после чего производят нагнетание технологической жидкости с пропантом.After the cement slurry has hardened, a selective packer (not shown) is lowered into the casing in the sleeve installation interval, setting it in such a way that the inventive sleeve is between the packer seals, activating it, and then injecting the process fluid with proppant.

При расчетной величине давления нагнетаемой жидкости внутри муфты произойдет разрушение разрывных мембран 5 (фиг. 4), имеющих толщину расчетной величины.When the calculated value of the pressure of the injected fluid inside the coupling will be the destruction of bursting discs 5 (Fig. 4), having a thickness of the calculated value.

Поскольку полость 15 заполнена воздухом под атмосферным давлением, то в момент разрушения разрывных мембран 5 произойдет эффект имплозии -взрыва, направленного внутрь полости 15, когда жидкость из полости муфты под значительным давлением с высокой скоростью устремится внутрь полости 15. В результате воздействия скоростного напора от давления жидкости произойдет разрыв внешней ступени 10 по кольцевому сечению диаметром D5 и отделение от ступенчатого кольцевого цилиндра 8 купола 11 с одновременным разрушением его на мелкие осколки 19 с острыми краями.Since the cavity 15 is filled with air under atmospheric pressure, at the moment of destruction of the bursting discs 5, the effect of implosion will occur - an explosion directed inside the cavity 15, when the fluid from the clutch cavity under significant pressure rushes into the cavity 15 at high speed. the liquid will break the outer stage 10 along the annular section with a diameter D 5 and separate from the stepped annular cylinder 8 of the dome 11 with its simultaneous destruction into small fragments 19 with sharp edges.

Этому будет способствовать материал, из которого выполнена заглушка 6 -хрупкий металл, например, чугун, предел прочности которого на растяжение от воздействия внутреннего давления значительно ниже предела прочности на сжатие от воздействия наружного давления, что снижает величину внутриколонного давления, при котором будет происходить разрушение заглушки 6.This will be facilitated by the material from which the plug 6 is made - brittle metal, for example, cast iron, the tensile strength of which from the action of internal pressure is much lower than the compressive strength from the action of external pressure, which reduces the value of the casing pressure at which the plug will be destroyed 6.

Кроме того, гарантированное разрушение купола 11 на мелкие осколки обеспечивается кольцевыми канавками 13 и равной глубины с ними прорезями 14, выполненными на конической поверхности купола 11.In addition, the guaranteed destruction of the dome 11 into small fragments is provided by annular grooves 13 and slots 14 of equal depth with them, made on the conical surface of the dome 11.

После отделения от ступенчатого кольцевого цилиндра 8 купола 11 и его разрушения путем разрыва на мелкие осколки 19, последние с высокой скоростью, деформируя герметик 18, будут перемещаться к стенке скважины, войдя в контакт с затвердевшим цементным кольцом 20. Сочетание высокой динамики перемещения мелких осколков 19 с их острыми краями приведет к значительным контактным напряжениям в цементном кольце 20 в зоне удара, его местному хрупкому разрушению и возникновению трещин, что будет способствовать разрушению цементного кольца 20 при дальнейшем нагнетании технологической жидкости во время выхода операции на режим гидроразрыва без дополнительного применения кислотной обработки, чем обеспечивается снижение эксплуатационных затрат при использовании заявляемой муфты.After separation from the stepped ring cylinder 8 of the dome 11 and its destruction by rupture into small fragments 19, the latter at high speed, deforming the sealant 18, will move to the borehole wall, coming into contact with the hardened cement ring 20. Combination of high dynamics of movement of small fragments 19 with their sharp edges will lead to significant contact stresses in the cement ring 20 in the impact zone, its local brittle fracture and cracking, which will contribute to the destruction of the cement ring 20 with further injection of the process fluid during the operation entering the hydraulic fracturing mode without additional use of acid treatment, which provides a reduction in operating costs when using the inventive clutch.

После закачки расчетного объема жидкости отключают ее подачу, дезактивируют пакер и перемещают его в другой интервал для продолжения операции гидроразрыва на следующей муфте.After injection of the estimated volume of fluid, its supply is turned off, the packer is deactivated and it is moved to another interval to continue the hydraulic fracturing operation on the next sleeve.

Таким образом, совокупность отличительных признаков заявляемой муфты обеспечивает по сравнению с аналогом и прототипом повышение надежности работы и снижение эксплуатационных затрат при ее применении.Thus, the set of distinguishing features of the inventive clutch provides, compared with analogue and prototype, increased reliability and reduced operating costs when using it.

Claims (1)

Муфта для гидроразрыва пластов в скважине, содержащая корпус в виде трубы с установленными в нем портами гидроразрыва пласта, выполненными в виде равномерно расположенных по окружности радиальных ступенчатых отверстий, расточка внутренней ступени которых, обращенной к продольной оси муфты, выполнена с диаметром D1, а расточка наружной ступени, обращенной к стенке скважины, выполнена с диаметром D2, последовательно установленные в расточках наружных ступеней радиальных ступенчатых отверстий от внутренней стенки корпуса к его наружной стенке разрывные мембраны расчетной толщины, винтовые кольцевые стопоры и заглушки, блокирующие поступление жидкости к разрывным мембранам извне корпуса, при этом между заглушками и разрывными мембранами в портах образованы герметичные полости, заполненные воздухом под атмосферным давлением, уплотнительные элементы, герметизирующие неподвижные соединения деталей, и герметик, блокирующий контакт заглушек с жидкостью извне корпуса, при этом диаметры D2 и D1 удовлетворяют соотношению D2>Dl, отличающаяся тем, что каждая заглушка неподвижна и выполнена из хрупкого металла, например чугуна, в виде ступенчатого кольцевого цилиндра с диаметром отверстия D3, при этом глубинная ступень кольцевого цилиндра заглушки установлена над разрывной мембраной и взаимодействует с винтовым кольцевым стопором, а внешняя ступень с наружным диаметром D4 имеет купол в виде кругового конуса, имеющего у основания диаметр D5 и вершиной обращенного к стенке скважины, в котором выполнена коническая расточка, имеющая у основания диаметр D3, при этом конус и расточка концентричны, их углы уклона равны, на наружной поверхности конуса выполнены равномерно расположенные на его конической поверхности кольцевые канавки и прорези, равномерно расположенные по образующим, при этом величины диаметров D1, D2, D3, D4 и D5 удовлетворяют соотношению D2>D4>D5>D3>D1.A sleeve for hydraulic fracturing in a well, comprising a body in the form of a pipe with hydraulic fracturing ports installed in it, made in the form of radial stepped holes evenly spaced around the circumference, the boring of the inner step of which, facing the longitudinal axis of the sleeve, is made with a diameter D 1 , and the boring outer stage facing the borehole wall is made with a diameter D 2 , sequentially installed in the bores of the outer stages of the radial stepped holes from the inner wall of the body to its outer wall bursting discs of calculated thickness, screw ring stoppers and plugs blocking the flow of fluid to the bursting discs from the outside of the case , while between the plugs and bursting discs in the ports there are sealed cavities filled with air under atmospheric pressure, sealing elements that seal the fixed joints of parts, and a sealant that blocks the contact of the plugs with liquid from outside the housing, while diameters D 2 and D 1 satisfy the relationship D 2 >D l , characterized in that each plug is fixed and made of brittle metal, such as cast iron, in the form of a stepped annular cylinder with a hole diameter D 3 , while the deep stage of the annular cylinder of the plug is installed above the bursting disc and interacts with a screw ring stopper, and the outer stage with an outer diameter D 4 has a dome in the form of a circular cone, having a diameter D 5 at the base and the top facing the borehole wall, in which a conical bore is made, having a diameter D 3 at the base, while the cone and the boring is concentric, their slope angles are equal, on the outer surface of the cone there are annular grooves and slots evenly spaced on its conical surface, evenly spaced along the generators, while the diameters D 1 , D 2 , D 3 , D 4 and D 5 satisfy the relation D 2 >D 4 >D 5 >D 3 >D 1 .
RU2021119936A 2021-07-06 2021-07-06 Coupling for hydraulic facing in a well RU2765351C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119936A RU2765351C1 (en) 2021-07-06 2021-07-06 Coupling for hydraulic facing in a well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119936A RU2765351C1 (en) 2021-07-06 2021-07-06 Coupling for hydraulic facing in a well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765351C1 true RU2765351C1 (en) 2022-01-28

Family

ID=80214451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021119936A RU2765351C1 (en) 2021-07-06 2021-07-06 Coupling for hydraulic facing in a well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765351C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217566U1 (en) * 2023-01-12 2023-04-05 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ " ФИЛЬТР" PRESSURE VALVE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056131A1 (en) * 2001-12-31 2003-07-10 Sofitech N.V. Method and apparatus for placement of multiple fractures in open hole wells
US20120111566A1 (en) * 2009-06-22 2012-05-10 Trican Well Service Ltd. Apparatus and method for stimulating subterranean formations
RU2475626C2 (en) * 2007-08-16 2013-02-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Multiposition valve for formation hydraulic fracturing and protection against sand phenomena and method of well completion
RU176774U1 (en) * 2017-07-12 2018-01-29 Акционерное общество "ОКБ Зенит" (АО "ОКБ Зенит") Hydraulic Fracturing Coupling
RU197643U1 (en) * 2019-11-18 2020-05-19 Акционерное общество "ОКБ Зенит" (АО "ОКБ Зенит") Hydraulic Fracturing Coupling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056131A1 (en) * 2001-12-31 2003-07-10 Sofitech N.V. Method and apparatus for placement of multiple fractures in open hole wells
RU2475626C2 (en) * 2007-08-16 2013-02-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Multiposition valve for formation hydraulic fracturing and protection against sand phenomena and method of well completion
US20120111566A1 (en) * 2009-06-22 2012-05-10 Trican Well Service Ltd. Apparatus and method for stimulating subterranean formations
RU176774U1 (en) * 2017-07-12 2018-01-29 Акционерное общество "ОКБ Зенит" (АО "ОКБ Зенит") Hydraulic Fracturing Coupling
RU197643U1 (en) * 2019-11-18 2020-05-19 Акционерное общество "ОКБ Зенит" (АО "ОКБ Зенит") Hydraulic Fracturing Coupling

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217566U1 (en) * 2023-01-12 2023-04-05 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ " ФИЛЬТР" PRESSURE VALVE
RU2798549C1 (en) * 2023-02-08 2023-06-23 Антон Рафаэльевич Палеев Hydraulic fracture port insert and hydraulic fracturing sleeve with fracture port insert
RU221082U1 (en) * 2023-08-29 2023-10-17 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" DISCHARGE VALVE
RU221173U1 (en) * 2023-08-29 2023-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" DISCHARGE VALVE
RU221732U1 (en) * 2023-09-12 2023-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" DISCHARGE VALVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2485286C2 (en) Method and multi-layer ball-type seal for insulation of perforations in well
RU2615196C2 (en) Elements of wiping cementing plug and methods of treatment of medium surrounding well for the ihflow stimulation
RU2314415C2 (en) Method and device for multiple zone completion (variants)
EA026933B1 (en) Apparatus and method for stimulating subterranean formations
RU2318116C2 (en) Method and device for fissure creation in uncased wells
US3980134A (en) Well packer with frangible closure
RU2686746C1 (en) System for repeated isolation of access to borehole
CN104564001B (en) The method of many cluster pressure breaks of horizontal well and many cluster perforating and fracturing tubing strings of implementation the method
US10995583B1 (en) Buoyancy assist tool with debris barrier
EA023598B1 (en) System for cementing tubulars comprising a mud motor
US10989013B1 (en) Buoyancy assist tool with center diaphragm debris barrier
CN104196492B (en) A kind of dragging down-hole plugging valve with pressure
RU2765351C1 (en) Coupling for hydraulic facing in a well
RU2658154C1 (en) Device for lowering, fastening and cementing a shank in a side hole
US9194205B2 (en) Device for a plug construction for conducting well tests
US20210148184A1 (en) Buoyancy assist tool with degradable plug
RU2626103C1 (en) Method of oil well offshot drilling
RU2613405C1 (en) Device for interval formation treatment in open horizontal shaft of well
WO2018226114A1 (en) Open hole packer (variants)
CN211201873U (en) Large-drift-diameter toe end sliding sleeve
RU2765365C1 (en) Coupling for hydraulic facing in a well
RU2798549C1 (en) Hydraulic fracture port insert and hydraulic fracturing sleeve with fracture port insert
RU2367773C1 (en) Well cementing device
RU2321726C1 (en) Casing pipe cementing collar
RU2728396C1 (en) Device for cementing of casing strings in complicated conditions