RU51395U1

RU51395U1 - DEEPPRESSION CLEANING

Info

Publication number: RU51395U1
Application number: RU2005124829/22U
Authority: RU
Inventors: Таслия Магруфовна Муртазина; Айслу Илгизаровна Горбунова; Радик Зяузятович Зиятдинов; Дмитрий Витальевич Страхов; Марат Фагимович Асадуллин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-02-10

Abstract

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в качестве технологического оборудования для очистки забоя (зумпфа) скважин от шлама, песка, парафина и других посторонних и трудно извлекаемых отложений. Устройство депрессионной очистки забоя скважин включает корпус с депрессионной камерой и разделительным поршнем, гидравлически связанной с шламоприемной камерой, имеющей торцевую приемную часть, выполненную в виде трубного паука, устройство гидродинамического воздействия, средство перекрытия, выполненное в виде клапана-затвора, размещенного в нижней части шламоприемной камеры. Выше разделительного поршня встроен клапан-пробка для сообщения внутренней полости насосно-компрессорных труб с затрубным пространством скважины. Торцевая приемная часть шламоприемной камеры внутри снабжена фильтром, выполненным в виде металлических прутьев, расположенных под различными углами. Устройство гидродинамического воздействия, выполнено в виде клапана, состоящего из седла и подпружиненного относительно последнего подвижного цилиндра, имеющего сквозные вертикальные пазы, сообщающие между собой депрессионную и шламоприемную камеры. Клапан-пробка выполнен в виде сбивного клапана, разрушающегося под действием сбрасываемого с устья груза. Разделительный поршень в транспортном положении зафиксирован относительно депрессионной камеры срезным элементом. Прелагаемое устройство более эффективно в работе за счет усовершенствованной конструкции, кроме того, оно обладает возможностью контроля проводимых технологических операций, что в целом позволяет сократить время на очистку, и как следствие, сэкономить материальные и финансовые затраты.The proposal relates to the oil and gas industry and can be used as technological equipment for cleaning the bottom (sump) of wells from sludge, sand, paraffin and other extraneous and difficult to remove deposits. The device for depression cleaning of the bottom of the wells includes a housing with a depression chamber and a separation piston hydraulically connected to the sludge receiving chamber having an end receiving part made in the form of a pipe spider, a hydrodynamic impact device, an overlapping device made in the form of a shutter valve located at the bottom of the sludge receiving cameras. Above the separation piston, a plug valve is integrated to communicate the internal cavity of the tubing with the annulus of the well. The end receiving part of the sludge receiving chamber inside is equipped with a filter made in the form of metal rods located at different angles. The hydrodynamic impact device is made in the form of a valve consisting of a seat and spring-loaded relative to the last movable cylinder, having through vertical grooves communicating with each other the depression and sludge-receiving chambers. The valve plug is made in the form of a knocking valve that collapses under the action of the cargo discharged from the mouth. The separation piston in the transport position is fixed relative to the depression chamber by a shear element. The proposed device is more efficient in operation due to the improved design, in addition, it has the ability to control ongoing technological operations, which generally reduces the time for cleaning, and as a result, save material and financial costs.

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в качестве технологического оборудования для очистки забоя (зумпфа) скважин от шлама, песка, парафина и других посторонних и трудноизвлекаемых отложений.The proposal relates to the oil and gas industry and can be used as technological equipment for cleaning the bottom (sump) of wells from sludge, sand, paraffin and other extraneous and difficult to recover deposits.

Известно устройство для очистки забоя скважины (авторское свидетельство SU №2099506 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №22, 1995 г.), содержащее корпус с депрессионной камерой и клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру, камеру с разделительным поршнем, ударным штоком со срезным штифтом и выдвижным фиксатором поршня.A device for cleaning the bottom of the well (copyright certificate SU No. 2099506 IPC 7 E 21 V 37/00 publ. Bull. No. 22, 1995), comprising a housing with a depression chamber and a dummy valve, a sludge collection chamber, a chamber with a separation piston, shock rod with shear pin and retractable piston lock.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, низкая наполняемость шламоприемной камеры продуктами очистки скважины из-за влияния напора столба жидкости в эксплуатационной колонне, в связи с чем снижается эффективность работы устройства.- firstly, the low filling of the sludge receiving chamber with well cleaning products due to the influence of the pressure of the liquid column in the production casing, which reduces the efficiency of the device.

- во вторых, устройство не обеспечивает в условиях глубоких скважин защиту обсадных труб и цементного кольца в заколонном пространстве от гидроудара в момент создания депрессии в зоне очистки, в следствие чего, при разрушении цементного кольца ослабляется крепление ствола скважины, что приводит к осложнениям, например, заколонным перетокам жидкости и загрязнению пресноводных горизонтов.- secondly, the device does not provide protection of casing and cement ring in annular space from deep water bumps at the moment of depression in the treatment zone in deep wells, as a result of which, when the cement ring is destroyed, the borehole is loosened, which leads to complications, for example, annular fluid flows and pollution of freshwater horizons.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство депрессионной очистки забоя скважин (патент RU №2213847 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №28 от 2003 г.), включающее депрессионную камеру с разделительным поршнем, гидравлически связанную с шламоприемной камерой, и средством перекрытия, выполненным в виде клапана-затвора, размещенного в нижней ее части, при этом оно снабжено устройством гидродинамического воздействия, выполненным в виде диффузора-конфузора и эластичного шара, установленного между разделительным поршнем, выполненным дифференциальным, и шламоприемной камерой с торцевой приемной частью, выполненной в виде трубного паука, при этом выше разделительного поршня, дополнительно, встроен клапан-пробка для сообщения внутренней полости The closest in technical essence to the proposed device is a depressive cleaning of the bottom of the wells (patent RU No. 2213847 IPC 7 E 21 V 37/00 publ. Bull. No. 28 of 2003), including a depression chamber with a separation piston, hydraulically connected to the sludge receiving chamber and shutoff means made in the form of a shutter valve located in its lower part, while it is equipped with a hydrodynamic impact device made in the form of a diffuser-confuser and an elastic ball mounted between the separation piston, filled with a differential and sludge-receiving chamber with an end receiving part made in the form of a tube spider, while above the dividing piston, there is an additional built-in valve plug for communicating the internal cavity

колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с затрубным пространством скважины при извлечении устройства на поверхность.tubing string (tubing) with annular space of the well when removing the device to the surface.

- во-первых, несовершенна конструкция разделительного поршня, поскольку после спуска устройства в скважину перед началом очистки забоя необходимо заполнить колонну НКТ жидкостью, что вызывает дополнительные затраты.- firstly, the design of the separation piston is imperfect, because after the device is lowered into the well before cleaning the bottom, it is necessary to fill the tubing string with liquid, which causes additional costs.

- во-вторых, отсутствие фильтра на приеме в шламоприемную камеру может привести к засорению решетки устройства гидродинамического воздействия, чем создается препятствие дополнительному выносу продуктов очистки с забоя скважины. Кроме того, диафрагма клапана-пробки разрушающаяся под действием избыточного давления требует высокой точности изготовления, поскольку в обратном случае она может разрушиться, не достигнув заданного значения давления. При большой депрессии на пласт возможно «залипание» эластичного шара в проходном канале устройства гидродинамического воздействия. Все вышеописанные факторы снижают эффективность работы устройства по очистке забоя скважины.- secondly, the absence of a filter at the intake into the sludge receiving chamber can lead to clogging of the grating of the hydrodynamic impact device, which creates an obstacle to the additional removal of cleaning products from the bottom of the well. In addition, the diaphragm of the valve plug collapsing under the action of excessive pressure requires high manufacturing accuracy, since in the opposite case it can collapse without reaching the preset pressure value. With a large depression on the formation, sticking of the elastic ball in the passage channel of the hydrodynamic impact device is possible. All of the above factors reduce the efficiency of the device for cleaning the bottom of the well.

- в-третьих, сложность контроля проводимых технологических операций при депрессионной очистке забоя скважины.- thirdly, the complexity of the control of technological operations during depressurization of the bottom of the well.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства за счет с усовершенствования его конструкции с возможностью контроля проводимых технологических операций.The objective of the utility model is to increase the efficiency of the device due to the improvement of its design with the ability to control ongoing technological operations.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством депрессионной очистки забоя скважин, включающим корпус с депрессионной камерой и разделительным поршнем, гидравлически связанной с шламоприемной камерой, имеющей торцевую приемную часть, выполненную в виде трубного паука, устройство гидродинамического воздействия, средство перекрытия, выполненное в виде клапана-затвора, размещенного в нижней части шламоприемной камеры, при этом выше разделительного поршня встроен клапан-пробка для сообщения внутренней полости насосно-компрессорных труб с затрубным пространством скважины.The problem is solved by the proposed device for the depressurization of wells, including a housing with a depression chamber and a separation piston, hydraulically connected to the sludge receiving chamber having an end receiving part made in the form of a pipe spider, a hydrodynamic impact device, an overlapping device made in the form of a shutter valve, located in the lower part of the sludge receiving chamber, with a plug valve for communicating the internal cavity of the pump molecular pipe to the annulus of the well.

Новым является то, что торцевая приемная часть шламоприемной камеры внутри снабжена фильтром, выполненным в виде металлических прутьев, расположенных под различными углами, при этом устройство гидродинамического воздействия, выполнено в виде клапана, состоящего из седла и подпружиненного относительно последнего подвижного цилиндра, имеющего сквозные вертикальные пазы, сообщающие между собой депрессионную и шламоприемную камеры, причем клапан-пробка выполнен в виде сбивного клапана, разрушающегося под действием сбрасываемого с устья груза, а New is that the end receiving part of the sludge receiving chamber inside is equipped with a filter made in the form of metal rods located at different angles, while the hydrodynamic impact device is made in the form of a valve consisting of a seat and spring-loaded relative to the last movable cylinder having through vertical grooves communicating with each other the depression and sludge-receiving chambers, moreover, the valve plug is made in the form of a knocking valve, collapsing under the action of discharged from the mouth cargo and

разделительный поршень в транспортном положении зафиксирован относительно корпуса депрессионной камеры срезным элементом.the separation piston in the transport position is fixed relative to the housing of the depression chamber by a shear element.

На фигуре 1 изображена верхняя часть устройства депрессионной очистки забоя скважин в продольном разрезе.The figure 1 shows the upper part of the device depressive cleaning of the bottom of the wells in longitudinal section.

На фигуре 2 изображена нижняя часть устройства депрессионной очистки забоя скважин в продольном разрезе.The figure 2 shows the lower part of the device depressive cleaning of the bottom of the wells in longitudinal section.

Устройство состоит из корпуса 1 (см. фиг.1), депрессионной камеры 2, представляющей собой колонну НКТ 3, соединенную снизу с переводником 4, разделительного поршня 5, устройства гидродинамического воздействия 6, средства перекрытия, выполненного в виде клапана-затвора 7 (см фиг.2), размещенного в нижней части шламоприемной камеры 8. Разделительный поршень 5 (см. фиг.1) сверху ввернут в переводник 4, а снизу имеет окна 9 и в транспортном положении зафиксирован в корпусе 1 срезным элементом 10, при этом окна 9 перекрыты верхней частью корпуса 1 герметично посредством уплотнительных элементов 11.The device consists of a housing 1 (see Fig. 1), a depression chamber 2, which is a tubing string 3 connected from below to a sub 4, a separation piston 5, a hydrodynamic impact device 6, and a shutoff device made in the form of a shutter valve 7 (see figure 2), located in the lower part of the sludge receiving chamber 8. The separation piston 5 (see figure 1) is screwed into the sub 4 from the top, and has windows 9 from the bottom and is fixed in the transport case 1 with a shear element 10, while windows 9 sealed by the upper part of the housing 1 osredstvom sealing elements 11.

Устройство гидродинамического воздействия 6, установлено между депрессионной 2 и шламоприемной 8 камерами и выполнено в виде клапана, состоящего из седла 12 и подпружиненного относительно него посредством пружины 13 подвижного цилиндра 14. Подвижный цилиндр 14 имеет сквозные вертикальные пазы 15, гидравлически сообщающие и регулирующие в рабочем положении между собой депрессионную 2 и шламоприемную 8 камеры.A hydrodynamic impact device 6 is installed between the depression 2 and sludge receiving 8 chambers and is made in the form of a valve consisting of a seat 12 and spring-loaded relative to it by the spring 13 of the movable cylinder 14. The movable cylinder 14 has through vertical grooves 15, hydraulically communicating and adjusting in the working position between each other depressive 2 and sludge-receiving 8 chambers.

Корпус 1 снизу посредством присоединительной муфты 16 соединен с устройством гидродинамического воздействия 6. Выше переводника 4 в нижней части колонны НКТ 3 размещен клапан-пробка, выполненный в виде сбивного клапана 17, который разрушается под действием сбрасываемого с устья груза (на фиг не показано) и предназначен для сообщения депрессионной камеры 2, то есть внутреннего пространства НКТ 3 с затрубным пространством скважины (на фиг. не показано). Шламоприемная камера 8 имеет торцевую приемную часть, выполненную в виде трубного паука 18 (см. фиг.2). Сверху шламоприемная камера 8 соединена с устройством гидродинамического воздействия 6 посредством муфты 19 (см. фиг.1), а снизу - посредством муфты 20 (см. фиг.2) свинчена с клапаном-затвором 7, состоящим из седла 21, затвора 22. Снизу клапан-затвор 7 соединен через муфту 23 с трубным пауком 18.The casing 1 from the bottom through the connecting sleeve 16 is connected to the hydrodynamic impact device 6. Above the sub 4 in the lower part of the tubing string 3 there is a plug valve made in the form of a relief valve 17, which is destroyed by the load discharged from the mouth (not shown in FIG.) And is designed to communicate the depression chamber 2, that is, the inner space of the tubing 3 with the annular space of the well (not shown in Fig.). Slurry chamber 8 has an end receiving part made in the form of a pipe spider 18 (see figure 2). On top of the sludge receiving chamber 8 is connected to the hydrodynamic impact device 6 by means of a coupling 19 (see figure 1), and from below - by means of a coupling 20 (see figure 2) it is screwed with a shutter valve 7, consisting of a seat 21, a shutter 22. From the bottom the shutter valve 7 is connected through a sleeve 23 with a pipe spider 18.

Трубный паук 18 внутри снабжен фильтром, выполненным в виде металлических прутьев 24, расположенных под различными углами.The pipe spider 18 inside is equipped with a filter made in the form of metal rods 24 located at different angles.

Устройство депрессионной очистки забоя скважин работает следующим образом.Device depressive cleaning of the bottom of the wells works as follows.

Устройство в сборе (см. фигуры 1 и 2) посредством переводника 4 соединяют с колонной НКТ 3 и спускают в скважину до упора на забой (на фигурах не показано), после чего создают осевую нагрузку вниз, то есть разгружают колонну НКТ 3 на забой, при этом разрушается срезной элемент 10 и разделительный поршень 5 (см. фиг.1) смещается вниз, до упора нижнего торца переводника 4 в верхний торец корпуса 1. Это контролируется визуально на устье скважины по изменению показаний индикатора веса (на фиг. не показано) и смещению вниз колонны НКТ 3. В результате происходит сообщение депрессионной 2 и шламоприемной 8 камер.The complete assembly (see Figures 1 and 2) is connected via a sub 4 to the tubing string 3 and lowered into the well until it stops at the bottom (not shown in the figures), after which an axial load is created downward, i.e., the tubing string 3 is unloaded to the bottom, in this case, the shear element 10 is destroyed and the separation piston 5 (see Fig. 1) is displaced down to the stop of the lower end of the sub 4 in the upper end of the housing 1. This is visually monitored at the wellhead by a change in the weight indicator (Fig. not shown) and downward movement of the tubing string 3. As a result, um post depression 2 and sludge collection 8 chambers.

Под действием перепада давления над и под разделительным поршнем 5 в депрессионной камере 2 происходит имплозионный эффект и начинается всасывание через трубный паук 18 (см. фиг.2) в шламоприемную камеру 8 продуктов отложений 25 (шлам, песок) с забоя скважины 26. Под их напором клапан-затвор 7 открывается, причем для гарантированного закрытия и снижения гидравлического сопротивления его затвор 22 выполнен со смещенной относительно центра тяжести осью вращения. Продукты очистки 25 с забоя скважины 26 заполняют шламоприемную камеру 8, при этом более крупные из них с целью предотвращения «забивания» сквозных вертикальных пазов 15 (см. фиг.1) подвижного цилиндра 14 отфильтровываются посредством фильтра, установленного в трубном пауке 18 (см. фиг.2) и выполненного в виде металлических прутьев 24, расположенных под различными углами.Under the influence of the pressure drop above and below the separation piston 5 in the depression chamber 2, an implosion effect occurs and absorption begins through the pipe spider 18 (see figure 2) into the sludge receiving chamber 8 of sediment products 25 (sludge, sand) from the bottom of the well 26. Under them the pressure of the valve-shutter 7 is opened, and for a guaranteed closure and reduce hydraulic resistance, its shutter 22 is made with a rotation axis offset from the center of gravity. The cleaning products 25 from the bottom of the well 26 fill the sludge-receiving chamber 8, while the larger ones, in order to prevent "clogging" of the through vertical grooves 15 (see Fig. 1) of the movable cylinder 14, are filtered by a filter installed in the pipe spider 18 (see figure 2) and made in the form of metal rods 24 located at different angles.

Размещенное между разделительным поршнем 5 и шламоприемной камерой 8 устройство гидродинамического воздействия 6 (см. фиг.1), благодаря подпружиненному посредством пружины 13 относительно седла 12 подвижному цилиндру 14, имеющему вертикальные сквозные пазы 15, перекрывающихся в седле 12, под действием созданного перепада давления создают регулируемое воздействие. Перепад давления изменяет проходное сечение вертикальных сквозных пазов 15 и способствуют дополнительному выносу продуктов очистки с забоя скважины.A hydrodynamic impact device 6 placed between the separating piston 5 and the sludge receiving chamber 8 (see FIG. 1), due to the movable cylinder 14 spring-loaded via the spring 13 relative to the seat 12 and having vertical through slots 15 overlapping in the seat 12, creates a differential pressure regulated exposure. The pressure difference changes the flow area of the vertical through grooves 15 and contribute to the additional removal of the cleaning products from the bottom of the well.

По окончании депрессионной очистки, давления в депрессионной 2 и шламоприемной 8 камерах выравниваются, причем время депрессионной обработки от продуктов очистки 25 забоя скважины 26 (см. фиг.2) определяется опытным путем и зависит от глубины спуска устройства и степени загрязненности забоя скважины.At the end of the depressurization treatment, the pressures in the depression chamber 2 and sludge receiving chamber 8 equalize, and the time of depressurization from the cleaning products 25 of the bottom hole 26 (see Fig. 2) is determined empirically and depends on the depth of the device and the degree of contamination of the bottom hole.

Затем приподнимают устройство с забоя на 1-2 метра, при этом клапан-затвор 7 закрывается, то есть затвор 22 садится на седло 21, исключая обратно выпадение продуктов очистки 25, находящихся в шламоприемной камере 8. О наличии в устройстве скважинной жидкости и продуктов очистки 25 в шламоприемной камере 8, Then the device is lifted from the bottom by 1-2 meters, while the shutter valve 7 closes, that is, the shutter 22 sits on the seat 21, eliminating the return of cleaning products 25 located in the sludge receiving chamber 8. On the presence of well fluid and cleaning products in the device 25 in the sludge receiving chamber 8,

свидетельствует превышение показаний индикатора веса, расположенного на устье скважины над первоначальным весом, то есть веса устройства с колонной НКТ 3 перед разгрузкой на забой скважины 26.indicates the excess of the indications of the weight indicator located at the wellhead over the initial weight, that is, the weight of the device with the tubing string 3 before unloading to the bottom of the well 26.

С устья скважины сбрасывают груз (на фиг. не показан), который разрушает клапан-пробку, выполненный в виде сбивного клапана 17 (см. фиг.1), в результате чего происходит сообщение депрессионной камеры 2, то есть внутреннего пространства НКТ 3 с затрубным пространством скважины, предотвращая перелив скважинной жидкости на устье при подъеме устройства на поверхность, о разрушении сбивного клапана 17 свидетельствует снижение показаний на индикаторе веса в процессе подъема устройства.A load is discharged from the wellhead (not shown in FIG.), Which destroys a plug valve made in the form of a shut-off valve 17 (see FIG. 1), as a result of which the depression chamber 2, i.e., the inner space of the tubing 3, communicates with the annulus the space of the well, preventing overflow of the wellbore fluid at the mouth when lifting the device to the surface, the destruction of the knocking valve 17 is indicated by a decrease in the readings on the weight indicator during the lifting of the device.

Устройство полностью извлекают на поверхность и производят очистку депрессионной 2 и шламоприемной 8 камер. При необходимости процесс депрессионной очистки повторяют.The device is completely removed to the surface and cleaned depressive 2 and sludge receiving 8 chambers. If necessary, the process of depression cleaning is repeated.

Прелагаемое устройство более эффективно в работе за счет усовершенствованной конструкции, кроме того, оно обладает возможностью контроля проводимых технологических операций, что в целом позволяет сократить время на очистку, и как следствие, сэкономить материальные и финансовые затраты.The proposed device is more efficient in operation due to the improved design, in addition, it has the ability to control ongoing technological operations, which generally reduces the time for cleaning, and as a result, save material and financial costs.

Claims

A device for depression cleaning of the bottom of the wells, including a housing with a depression chamber and a separation piston, hydraulically connected to a sludge receiving chamber having an end receiving part made in the form of a pipe spider, a hydrodynamic impact device, an overlapping device made in the form of a shutter valve located in the lower part a sludge-receiving chamber, with a plug valve integrated above the separation piston for communicating the internal cavity of the tubing with the annulus of the wells s, characterized in that the end receiving part of the sludge receiving chamber inside is equipped with a filter made in the form of metal rods located at different angles, while the hydrodynamic impact device is made in the form of a valve consisting of a seat and spring-loaded relative to the last movable cylinder having through vertical grooves communicating with each other the depression and sludge-receiving chambers, moreover, the valve plug is made in the form of a knockdown valve, which collapses under the action of discharged from the mouth load, and the separation piston in the transport position is fixed relative to the housing of the depression chamber by a shear element.