RU49100U1

RU49100U1 - WELL CLEANING DEVICE

Info

Publication number: RU49100U1
Application number: RU2005121012/22U
Authority: RU
Inventors: Р.Н. Файзуллин; Р.Г. Габдуллин; Д.В. Страхов; В.Б. Оснос; Р.З. Зиятдинов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Устройство содержит полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом. Корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу. Полый шток и хвостовик снабжены, соответственно радиальными каналами. Полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами. Полый шток дополнительно оснащен технологическим клапаном, выполненным с возможностью ограниченного упором перемещения вверх и зафиксированным в исходном состоянии срезным винтом. Кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана, который выполнен подпружиненным посредством пружины, расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном и расширяющим конусом, при этом радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом 6 и кольцевым выступом полого штока. Предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями и позволяет проводить работы с пластом без извлечения устройства, а это позволяет избежать дополнительных затрат по извлечению, ревизии и повторной посадке устройства в скважину.The proposal relates to the oil industry and can be used as equipment for cleaning the bottomhole formation zone and borehole bottom from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits that are difficult to remove by washing. The device comprises a hollow stem with an annular protrusion, a housing with a shank, a packer with an expanding cone, a check valve with a seat. The housing is connected to the expanding cone with the possibility of axial movement up and interaction with the packer from below. The hollow stem and shank are equipped with radial channels, respectively. The hollow rod and body in the initial position are fixed respectively from above and from below with respect to the expanding cone by shear elements. The hollow stem is additionally equipped with a process valve, made with the possibility of limited upward movement and fixed with the shear screw in the initial state. An annular protrusion of the hollow rod is made on the inner surface, while the non-return valve seat, which is spring-loaded by means of a spring, is located in the upper part of the expansion cone, and the seat and the annular protrusion in the working position are designed to interact with the process valve and the expansion cone, respectively, the radial channels of the hollow rod are located in the initial position between the expanding cone 6 and the annular protrusion of the hollow rod. The proposed device has enhanced functionality and allows you to work with the reservoir without removing the device, and this avoids the additional cost of removing, revising and re-planting the device in the well.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений.The proposal relates to the oil industry and can be used as equipment for cleaning the bottomhole formation zone and borehole bottom from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits that are difficult to remove by washing.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины (патент на полезную модель RU №38002, МПК 7 Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №14 от 20.05.2004 г.), содержащее корпус, пакер, полый шток с радиальными каналами, состоящими из двух рядов и разделенными между собой перегородкой, кольцевым выступом и установленными на нем сбивными клапанами и пружиной сжатия, взаимодействующей с втулкой, имеющей цилиндрическую выборку на внутренней поверхности, при этом втулка выполнена с возможностью ограниченного снизу продольного перемещения и перекрытия в исходном положении радиальных каналов, при этом пакер выполнен в виде стакана с упором, размещенным внутри и выполненным с возможностью взаимодействия с корпусом и наконечником жестко соединенным с полым штоком, при этом на стакане жестко закреплен снаружи в середине симметрично эластичный рукав, причем стакан сверху и снизу соединен с возможностью ограниченного перемещения соответственно с наконечником и корпусом, относительно которых в транспортном положении он закреплен срезными элементами, а в рабочем - верхним и нижним фиксаторами положения, при этом эластичный рукав сверху и снизу жестко прикреплен соответственно к наконечнику корпусу, при этом вышеупомянутый полый шток взаимодействует с внутренним выступом наконечника в рабочем положении.The closest in technical essence to the proposed one is a device for cleaning wells (patent for utility model RU No. 38002, IPC 7 E 21 B 37/00, publ. Bull. No. 14 dated 05/20/2004), containing a housing, a packer, a hollow a rod with radial channels, consisting of two rows and separated by a partition, an annular protrusion and knock-on valves installed on it and a compression spring interacting with a sleeve having a cylindrical selection on the inner surface, while the sleeve is made with the possibility of a longitudinal moving and overlapping in the initial position of the radial channels, while the packer is made in the form of a cup with a stop placed inside and configured to interact with the body and tip rigidly connected to the hollow rod, while a symmetrically elastic sleeve is rigidly fixed to the outside from the middle, moreover the glass from above and below is connected with the possibility of limited movement, respectively, with the tip and the housing, relative to which in the transport position it is fixed with shear elements, and in the working - upper and lower position locks, while the elastic sleeve on top and bottom is rigidly attached respectively to the tip of the body, while the aforementioned hollow rod interacts with the inner protrusion of the tip in the working position.

Кроме того устройство снабжено стволом с фигурным пазом на наружной поверхности с чередующимися продольными короткими и длинными участками и жестко расположенным на нем конусом, а также установленными на стволе обойму с направляющим штифтом, размещенным вышеупомянутом фигурном пазе, причем в обойме по ее окружности установлены шлипсы, подпружиненные в радиальном направлении, при этом ствол жестко соединен с корпусом, а устройство со стволом имеет возможность продольного перемещения по траектории фигурного паза относительно подпружиненных шлипсов, обоймы и направляющего штифта.In addition, the device is equipped with a barrel with a figured groove on the outer surface with alternating longitudinal short and long sections and a cone rigidly located on it, as well as a clip with a guide pin placed on the barrel, which has the above-mentioned figured groove, and spring loaded slips in the clip around its circumference in the radial direction, while the barrel is rigidly connected to the housing, and the device with the barrel has the ability to longitudinally move along the path of the figured groove relative to the girth ennyh slips, clamps and the guide pin.

Существенными недостатком устройства является то, что при спуске устройства в скважину эластичный рукав пакера, из-за своей трубчатой формы может быть поврежден или сорван при контакте со стенками скважины, особенно это касается старых скважинах, A significant disadvantage of the device is that when the device is lowered into the well, the elastic sleeve of the packer, due to its tubular shape, may be damaged or torn off when it comes into contact with the walls of the well, especially for old wells,

где стенки имеют наросты в виде твердых отложений. В итоге имеем негерметичную посадку пакера, что значительно снижает эффективность очистки скважины.where the walls have growths in the form of solid deposits. As a result, we have a leaky packer fit, which significantly reduces the efficiency of well cleaning.

Другим недостатком устройства является проблематичное извлечение устройства из скважины в случае его негерметичной посадки или после продолжительной эксплуатации, поскольку в конструкцию устройства не заложена возможность его извлечения стандартным ловильным инструментом.Another disadvantage of the device is the problematic removal of the device from the well in case of its leaky landing or after prolonged use, since the device’s design does not include the possibility of removing it with a standard fishing tool.

Известно устройство для очистки скважины (патент RU №2186947, МПК 7 Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №22 от 10.08.2002 г.), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, включающим расширяющий конус на внутренней поверхности которого выполнена цилиндрическая выборка, причем полый шток и хвостовик выполнен с радиальными каналами, причем радиальные каналы в полом штоке расположенными двумя рядами и разделены между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой установленной на полом штоке, срезные и уплотнительные элементы.A device for cleaning a well is known (patent RU No. 2186947, IPC 7 E 21 B 37/00, publ. Bull. No. 22 of 08/10/2002), comprising a hollow rod with an annular protrusion and a whipping valve and a compression spring mounted on it, a housing with a check valve connected to the shank and the packer, including an expanding cone on the inner surface of which a cylindrical sample is made, the hollow stem and the shank made with radial channels, the radial channels in the hollow stem being arranged in two rows and separated by a blind transverse a sheath, in the initial position, with a blocked sleeve mounted on a hollow stem, shear and sealing elements.

Существенными недостатками устройства являются:Significant disadvantages of the device are:

- в процессе эксплуатации скважины радиальные каналы хвостовика забиваются грязью и шламом из пласта и скважины, а это резко снижает дебит скважины, в связи с чем необходимо производить восстановление проходного сечения радиальных каналов хвостовика путем извлечения устройства из скважины.- during the operation of the well, the radial channels of the liner are clogged with mud and sludge from the reservoir and the well, and this sharply reduces the flow rate of the well, and therefore it is necessary to restore the bore of the radial channels of the liner by removing the device from the well.

- ограничивает проведение технологических операций по работе с пластом, поскольку для обработки призабойной зоны пласта или его промывки необходимо полностью извлекать устройство из скважины, после чего проводить его ревизию и осуществлять повторную посадку, а ведет к дополнительным затратам в процессе эксплуатации данного устройства.- limits the performance of technological operations for working with the formation, since for processing the bottom-hole zone of the formation or for washing it is necessary to completely remove the device from the well, then carry out its revision and re-landing, and leads to additional costs during the operation of this device.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства при проведении работ с пластом без извлечения устройства.The objective of the utility model is to expand the functionality of the device when working with the formation without removing the device.

Указанная задача решается предлагаемым устройством для очистки скважины, содержащим полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы, при этом корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а полый шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементамиThis problem is solved by the proposed device for cleaning a well, comprising a hollow rod with an annular protrusion, a body with a shank, a packer with an expanding cone, a check valve with a seat and sealing elements, while the body is connected to the expanding cone with the possibility of axial movement upwards and interacts with the packer from below and the hollow rod and shank are made with radial channels, and the hollow rod and body in the initial position are fixed respectively from above and below relative to the expanding cone by shear elements entami

Новым является то, что полый шток дополнительно оснащен технологическим клапаном, выполненным с возможностью ограниченного упором перемещения вверх и What is new is that the hollow stem is additionally equipped with a process valve, made with the possibility of limited upward movement and

зафиксированным в исходном состоянии срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана, который выполнен подпружиненным, расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном и расширяющим конусом, при этом радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом полый шток.fixed shear screw, and the annular protrusion of the hollow rod is made on the inner surface, while the seat of the check valve, which is made spring-loaded, is located in the upper part of the expanding cone, and the seat and the annular protrusion in the working position are configured to interact with the process valve, respectively and an expanding cone, while the radial channels of the hollow rod are located in the initial position between the expanding cone and the annular protrusion of the hollow rod.

Новым является также то, что седло обратного клапана изготовлено съемным.Also new is that the non-return valve seat is removable.

На фигуре изображено предлагаемое устройство для очистки скважины в продольном разрезе.The figure shows the proposed device for cleaning a well in longitudinal section.

Устройство содержит полый шток 1 с кольцевым выступом 2, корпус 3 с хвостовиком 4, пакер 5 с расширяющим конусом 6, обратный клапан 7 с седлом 8.The device comprises a hollow stem 1 with an annular protrusion 2, a housing 3 with a shank 4, a packer 5 with an expanding cone 6, a check valve 7 with a seat 8.

Корпус 3 соединен с расширяющим конусом 6 с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером 5 снизу. Полый шток 1 и хвостовик 4 снабжены, соответственно радиальными каналами 9 и 10. Полый шток 1 и корпус 3 в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса 6 срезными элементами 11 и 12.The housing 3 is connected to the expanding cone 6 with the possibility of axial movement up and interaction with the packer 5 from the bottom. The hollow rod 1 and the shank 4 are equipped with radial channels 9 and 10, respectively. The hollow rod 1 and the housing 3 in the initial position are fixed respectively from above and below relative to the expanding cone 6 with shear elements 11 and 12.

Полый шток 1 дополнительно оснащен технологическим клапаном 13, выполненным с возможностью ограниченного упором 14 перемещения вверх и зафиксированным в исходном состоянии срезным винтом 15. Кольцевой выступ 2 полого штока 1 выполнен на внутренней поверхности. Седло 8 обратного клапана 7, который выполнен подпружиненным посредством пружины 16, расположено в верхней части расширяющего конуса 6. Седло 8 и кольцевой выступ 2 в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном 13 и расширяющим конусом 6, при этом радиальные каналы 9 полого штока 1, расположены в исходном положении между расширяющим конусом 6 и кольцевым выступом 2 полого штока 1.The hollow rod 1 is additionally equipped with a process valve 13 made with the possibility of limited upward stop 14 and fixed in the initial state by a shear screw 15. The annular protrusion 2 of the hollow rod 1 is made on the inner surface. The seat 8 of the check valve 7, which is spring-loaded by means of a spring 16, is located in the upper part of the expansion cone 6. The seat 8 and the annular protrusion 2 in the working position are adapted to interact with the process valve 13 and the expansion cone 6, respectively, while the radial channels 9 are hollow rod 1, are located in the initial position between the expanding cone 6 and the annular protrusion 2 of the hollow rod 1.

Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 17.The mating surfaces are provided with sealing elements 17.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Устройство на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 18 спускают в скважину 19 и устанавливают на 3-5 метров выше интервала перфорационных отверстий продуктивного пласта 20 (см. фиг.). В процессе спуска устройства в скважину 19, благодаря технологическому клапану 13, герметично закрепленному в полом штоке 1 в исходном положении срезным винтом 15, во внутреннем пространстве колонны НКТ 18 образуется депрессионная камера 21, находящаяся под атмосферным давлением.The device on the tubing string 18 is lowered into the well 19 and installed 3-5 meters above the interval of the perforations of the producing formation 20 (see. Fig.). During the descent of the device into the well 19, thanks to the process valve 13, which is hermetically fixed in the hollow stem 1 in the initial position by a shear screw 15, a depression chamber 21 is formed in the inner space of the tubing string 18 under atmospheric pressure.

Затем колонну НКТ 18 разгружают на устройство, в результате этого разрушается срезной элемент 12 и корпус 3 поднимается вверх до упора своим верхним торцом в нижний торец расширяющего конуса 6, который дорнирует пакер 5, в следствии чего, последний прижимается к стенкам скважины 19, разобщая тем самым внутрискважинное пространство 22 продуктивного пласта 20.Then the tubing string 18 is unloaded onto the device, as a result of which the shear element 12 is destroyed and the casing 3 rises up to the stop with its upper end into the lower end of the expanding cone 6, which turns the packer 5, as a result of which, the latter is pressed against the walls of the well 19, thereby disconnecting the most downhole space 22 of the reservoir 20.

При дальнейшей разгрузке колонны НКТ 18 на устройство разрушается срезной элемент 11 и полый шток 1 опускается вниз до упора своим кольцевым уступом 2 в верхний торец расширяющего конуса 6, при этом седло 8 установленное на верхнем конце расширяющего конуса 6 воздействует на упор 14 технологического клапана 13. В итоге, разрушается срезной винт 15 и технологический клапан 13 поднимается вверх до тех пор, пока не упрется своим упором 14 внутри в верхнюю часть полого тока 1, при этом радиальные каналы 9 полого штока 1 герметично перекрываются посредством уплотнительных элементов 17.With further unloading of the tubing string 18, the shear element 11 is destroyed on the device and the hollow rod 1 is lowered all the way down with its annular ledge 2 into the upper end of the expansion cone 6, while the seat 8 mounted on the upper end of the expansion cone 6 acts on the stop 14 of the process valve 13. As a result, the shear screw 15 is destroyed and the process valve 13 rises up until it rests with its emphasis 14 inside at the top of the hollow current 1, while the radial channels 9 of the hollow rod 1 are hermetically closed by m sealing elements 17.

Происходит соединение внутрискважинного пространства 22 продуктивного пласта 20 с внутренним пространством колонны НКТ 18, а так как во внутреннем пространстве колонны НКТ 18 давление атмосферное, то на пласт создается значительная депрессия.There is a connection of the downhole space 22 of the reservoir 20 with the inner space of the tubing string 18, and since the pressure in the inner space of the tubing string 18 is atmospheric, a significant depression is created on the reservoir.

Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из продуктивного пласта 20, с забоя и со стенок скважины 19, из внутрискважинного пространства 22 продуктивного пласта 20 сквозь нижнюю часть хвостовика 4, внутренние пространства корпуса 3 и расширяющего конуса 6, отжимая вверх пружину 16 и соответственно обратный клапан 7 и далее через внутреннее пространство полого штока 1 устремляются во внутреннее пространство колонны НКТ 18.Under the influence of the difference in the pressure of pollution and sludge from the reservoir 20, from the bottom and from the walls of the well 19, from the downhole space 22 of the reservoir 20 through the lower part of the liner 4, the inner spaces of the housing 3 and the expanding cone 6, pushing up the spring 16 and, accordingly, the check valve 7 and then through the inner space of the hollow rod 1 rush into the inner space of the tubing string 18.

Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости продуктивного пласта 20 и степени его загрязненности) колонну НКТ 18 приподнимают вверх, в результате этого обратный клапан 7 возвращается в исходное положение и садится на седло 8.After a short period of time (just a few seconds - this time for each well and each formation is different and depends on the reservoir pressure, porosity, permeability of the reservoir 20 and the degree of contamination), the tubing string 18 is lifted up, as a result of this, the check valve 7 returns to the original position and sits on a saddle 8.

После чего колонну НКТ 18 вместе с полым штоком 1 и технологическим клапаном 13 извлекают на поверхность, а оставшаяся часть устройства остается в скважине 19.Then the tubing string 18 together with the hollow rod 1 and the process valve 13 is removed to the surface, and the rest of the device remains in the well 19.

После чего спускаю необходимое глубинно-насосное оборудование (на фиг.1 и 2 не показано) и продолжают дальнейшую эксплуатацию скважины 19.Then I lower the necessary deep-pumping equipment (not shown in Figs. 1 and 2) and continue the further operation of the well 19.

Когда в процессе эксплуатации возникает необходимость работы с продуктивным пластом 20 (промывка, обработка призабойной зоны пласта), то в скважину спускают ловильное инструмент (на фиг. не показано) с захватом за наружную поверхность (например, наружную труболовку), после чего проводят залавливание седла 8 за его When during operation it becomes necessary to work with the reservoir 20 (flushing, treatment of the bottom-hole zone of the formation), then a fishing tool (not shown) is lowered into the well with a grip on the outer surface (for example, the outer tube), after which the saddle is caught 8 for him

наружную поверхность, и далее вращением отворачивают его с верхнего конца расширяющего конуса 6, а следовательно, и находящиеся в нем обратный клапан 7 и пружину 16. После чего в устройство спускают колонну промывочных труб и производят промывку, восстанавливая тем самым площадь проходного сечения радиальных каналов 10 хвостовика 4, а при необходимости можно проводить работы с пластом (например, обработку призабойной зоны скважины).the outer surface, and then rotate it away from the upper end of the expanding cone 6, and therefore the check valve 7 and the spring 16 located in it. After that, the flushing pipe string is lowered into the device and the flushing is carried out, thereby restoring the passage area of the radial channels 10 liner 4, and if necessary, it is possible to carry out work with the reservoir (for example, processing the bottom-hole zone of the well).

По окончании этих работ извлекают колонну промывочных труб из скважины 19 и спускают туда на ловильном инструменте седло 8. Вращением ловильного инструмента вворачивают седло 8 на верхний конец расширяющего конуса 6.At the end of these works, the flushing pipe string is removed from the well 19 and the saddle 8 is lowered there on the fishing tool. The saddle 8 is screwed onto the upper end of the expansion cone 6 by rotating the fishing tool.

После этого ловильный инструмент извлекают из скважины 19, которую запускают в дальнейшую эксплуатацию.After that, the fishing tool is removed from the well 19, which is launched into further operation.

Предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями и позволяет проводить работы с пластом без извлечения устройства, а это позволяет избежать дополнительных затрат по извлечению, ревизии и повторной посадке устройства в скважину.The proposed device has enhanced functionality and allows you to work with the reservoir without removing the device, and this avoids the additional cost of removing, revising and re-planting the device in the well.

Claims

1. A device for cleaning a well, comprising a hollow rod with an annular protrusion, a body with a shank, a packer with an expanding cone, a check valve with a seat and sealing elements, the body being connected to the expanding cone with the possibility of axial movement upward and interacting with the packer from below, and the hollow rod and shank are made with radial channels, and the hollow rod and body in the initial position are fixed respectively from above and from the bottom of the expanding cone by shear elements, characterized in that the hollow rod is additionally equipped with a process valve configured to be limited upward and fixed with the shear screw in the initial state, and the annular protrusion of the hollow stem is made on the inner surface, while the non-return valve seat, which is spring-loaded, is located in the upper part of the expanding cone, and the seat and the annular protrusion in the working position is configured to interact respectively with the process valve and the expanding cone, while the radial channels s hollow stem located in the rest position between the expanding cone and the collar hollow stem.

2. The device according to claim 1, characterized in that the non-return valve seat is made removable.