RU8048U1

RU8048U1 - BOTTOM PRESSURE PULSATOR

Info

Publication number: RU8048U1
Application number: RU98101710/20U
Authority: RU
Inventors: М.Д. Еникеев; Р.Г. Фазылов; В.К. Андреев; В.А. Фусс
Original assignee: Еникеев Марат Давлетшинович; Фазылов Раис Габдраханович
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1998-10-16

Abstract

1. Забойный пульсатор давления, содержащий цилиндрический корпус с радиальными каналами и кольцевыми перегородками, верхний и нижний переходники и установленный в корпусе составной полый шток с радиальными каналами, отличающийся тем, что корпус снабжен установленной на его внутренней поверхности между ограничителями осевого перемещения втулкой кулачковым выступом и штифтом, расположенными в одной плоскости по оси, шток снабжен фигурным пазом с продольными канавками и кулачковым выступом, выполненным соосно одной из продольных канавок, расположенной со стороны выступа, при этом втулка установлена с возможностью поворота вокруг оси и возможностью взаимодействия штифта втулки с фигурным пазом.2. Пульсатор по п.1, отличающийся тем, что ограничитель осевого перемещения втулки выполнен в виде выступа на корпусе и гильзы, установленной над кольцевой перегородкой корпуса.3. Пульсатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что полый шток снабжен наружным поршнем и внутренней перегородкой.1. Downhole pressure pulsator comprising a cylindrical body with radial channels and annular partitions, upper and lower adapters and a composite hollow rod with radial channels installed in the body, characterized in that the body is equipped with a cam protrusion mounted on its inner surface between the axial movement limiters and with a pin located in the same plane along the axis, the rod is equipped with a figured groove with longitudinal grooves and a cam protrusion made coaxially with one of the longitudinal grooves to, located on the side of the protrusion, while the sleeve is mounted with the possibility of rotation around the axis and the possibility of interaction of the pin of the sleeve with a figured groove. 2. The pulsator according to claim 1, characterized in that the axial movement limiter of the sleeve is made in the form of a protrusion on the housing and a sleeve installed above the annular partition of the housing. The pulsator according to claims 1 and 2, characterized in that the hollow rod is equipped with an external piston and an internal baffle.

Description

Забойный пульсатор давленияDownhole pressure pulsator

Поедложение относится к устройствам для обработки призабойной зоны пласта и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности,The subscription relates to devices for treating the bottom-hole formation zone and can be used in the oil and gas industry,

Известен забойный пульсатор, обеспечивающий создание циклов воздействия на пласт депрессия-репрессия с наибольшей амплитудой колебания давления на забое без нарушения герметичности пакера (RU, патент 2068951, кл.Е21 В 43/25, 1996).Known downhole pulsator, providing the creation of cycles of action on the formation of depression-repression with the largest amplitude of pressure fluctuations in the face without violating the tightness of the packer (RU, patent 2068951, class E21 In 43/25, 1996).

Известный пульсатор не позволяет проводить испытаниеKnown pulsator does not allow testing

пласта до и после обработки призабойной зоны пласта.formation before and after treatment of the bottomhole formation zone.

/ Наиболее близким аналогом является забойный пульсатор,/ The closest analogue is the downhole pulsator,

содержащий цилиндрический корйус с радиальными каналами и кольцевыми перегородками, верхний и нижний переходники и установленный в корпусе составной полый шток с радиальными каналами (SU, авторское свидетельство 1456540, кл.Е 21 В 43/25, 1987) .containing a cylindrical corius with radial channels and annular partitions, an upper and lower adapter and a composite hollow stem with radial channels installed in the housing (SU, copyright certificate 1456540, class E 21 V 43/25, 1987).

Недостатком известного забойного пульсатора является то/ что он не обеспечивает испытание пласта до и после обработки с целью определения гидродинамических параметров продуктивного пЛаста и оценки эксплуатационных характеристик скважины. эффективность обработки. Для определения гидродинамическихA disadvantage of the known downhole pulsator is that it does not provide testing of the formation before and after treatment in order to determine the hydrodynamic parameters of the productive sub-layer and assess the operational characteristics of the well. processing efficiency. To determine the hydrodynamic

параметров пласта требуется дважды спускать в скважину испытатель пластов и проводить операции по испытанию до и после обработки призабойной зоны пласта, что приводит к дополнительным затратам времени, материальных и трудовых ресурсов.formation parameters, it is necessary to lower the formation tester twice into the well and conduct test operations before and after processing the bottom-hole zone of the formation, which leads to additional time, material and labor resources.

Задачей предложения является повышение функциональных возможностей забойного пульсатора давления, за счет комплексирования обработки и испытания пласта за один рейс инструмента в скважину.The objective of the proposal is to increase the functionality of the downhole pressure pulsator, due to the integrated processing and testing of the formation in one flight of the tool into the well.

Поставленная задача достигается тем, что корпус забойного пульсатора давления снабжен установленной на его внутренней поверхности между ограничителями осевого г еремещения втулкой с кулачковым выступом и штифтом, расположенными в одной плоскости по оси, шток снабжен фигурным с пазом с продольными канавками и кулачковым выступом, выполненным соосно одной из продольных канавок, расположенной со стороны выступа, при этом втулка установлена с возможностью поворота вокруг оси и взаимодействия своим штифтом с фигурным пазом штока. При этом полый шток снабжен наружным поршнем и внутренней перегородкой.The task is achieved by the fact that the case of the downhole pressure pulsator is equipped with a sleeve with a cam protrusion and a pin located on the same plane along the axis between the axial movement limiters, the rod is equipped with a figured groove with longitudinal grooves and a cam protrusion made coaxially with one from the longitudinal grooves located on the side of the protrusion, while the sleeve is mounted with the possibility of rotation around the axis and the interaction of its pin with a curly groove of the rod. In this case, the hollow rod is equipped with an external piston and an internal partition.

Продольное (осевое) перемещение втулки при взаимодействии со штоком строго ограничено выступом корпуса и гильзой, установленной под кольцевой перегородкой корпуса.The longitudinal (axial) movement of the sleeve when interacting with the rod is strictly limited by the protrusion of the housing and the sleeve installed under the annular partition of the housing.

Наличие втулки с кулачковым выступом и штифтом расположенным в одной плоскости, установка ее в корпусе с возможностью поворота вокруг оси и строго ограниченным продольным перемещением, выполнение штока с кулачковым выступом и фигурными пазами под штифт втулки с расположением кулачковогоThe presence of a sleeve with a cam protrusion and a pin located in the same plane, its installation in the housing with the possibility of rotation around the axis and strictly limited longitudinal movement, execution of the rod with a cam protrusion and curly grooves for the pin of the sleeve with the cam arrangement

2 выступа соосно с одной из продольных пазов со стороны выступа,2 protrusions coaxially with one of the longitudinal grooves on the side of the protrusion,

позволяет проводить испытание пласта до и после обработки с получением полного открытого и закрытого циклов испытания и регистрацией глубинным манометром притока пластового флюида и восстановления пластового давления. За счет этих признаковallows the testing of the reservoir before and after treatment to obtain complete open and closed test cycles and registration of the inflow of reservoir fluid and restoration of reservoir pressure with a deep gauge. Due to these signs

обеспечивается комплексирование обработки и испытания пласта,provides integrated processing and testing of the reservoir,

выполняемых за один рейс инструмента в скважину. Исключается необходимость спусков испытателя пластов в.скважину до и после обработки пласта и связанных с этим дополнительных затрат времени, материальных и трудовых ресурсов.performed in one flight of the tool into the well. It eliminates the need for formation tester descents to the well before and after the formation treatment and the associated additional costs of time, material and labor resources.

В связи с изложенным можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию новизна. Заявителю неизвестны технические решения, содержащие сходные признаки, отлйчакщие заявляемое предложение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию Изобретательский уровень.In connection with the above, we can conclude that the claimed invention meets the criterion of novelty. The applicant is not aware of technical solutions containing similar features that are similar to the claimed proposal from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criteria of Inventive step.

Предложение представлено чертежами, где на фиг.1 показана конструктивная схема забойного пульсатора давления, открытое и закрытое положение клаАанов (радиальных каналов штока); на фиг.2 - вид А-А на фиг.1; на фиг.З представлен вариант выполнения фигурного паза; на фиг.4 представлено положение штока при сжимающей нагрузке на верхний переходник; на фиг.5 положение штока при снятии нагрузки.The proposal is presented by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of a downhole pressure pulsator, open and closed position of valves (radial rod channels); figure 2 is a view aa in figure 1; Fig. 3 shows an embodiment of a figured groove; figure 4 presents the position of the rod with a compressive load on the upper adapter; figure 5 the position of the rod when removing the load.

Забойный пульсатор давления (фиг.1) включает составной полый шток, состоящий из нижнего 1, среднего 2 и верхнего 3 полуштоков, верхний переходник 4, корпус, состоящий изDownhole pressure pulsator (figure 1) includes a composite hollow rod, consisting of lower 1, middle 2 and upper 3 half-rods, upper adapter 4, the housing, consisting of

элементов 5,6,7,8,9, нижний переходник 10, пружину 11, шпонкиelements 5,6,7,8,9, lower adapter 10, spring 11, keys

3 перегородке полуштока 1. В корпусном элементе 6 установлена3 half-rod partition 1. In the housing element 6 is installed

втулка 16 с кулачковым выступом 17 и штифтом 18 с возможностью поворота вокруг оси. Продольное перемещение втулки 16 строго ограничено гильзой 19 и выступом 20 корпуса 6. Полушток 1a sleeve 16 with a cam protrusion 17 and a pin 18 with the possibility of rotation around the axis. The longitudinal movement of the sleeve 16 is strictly limited by the sleeve 19 and the protrusion 20 of the housing 6. Half stock 1

выполнен с кулачковым выступом 21 и фигурными пазами 22 (см.фиг.1,2) и имеет радиальные каналы 23,24,25,26.и наружныйmade with a cam protrusion 21 and curly grooves 22 (see figure 1.2) and has radial channels 23,24,25,26. and the outer

поршень 27. Корпусной элемент 7 имеет радиальные каналы 28, а элемент 9 - радиальные каналы 29. Уплотнение подвижных и неподвижных соединений осуи ествлено стандартными резиновыми кольцам - круглого сечения 30. Фигурный паз 22 выполнен из угловых канавок 31, 32 и продольных канавок 33,34. Устройство работает следующим образом.the piston 27. The housing element 7 has radial channels 28, and the element 9 has radial channels 29. The sealing of the movable and fixed joints is made with standard rubber rings of circular cross section 30. The figured groove 22 is made of angular grooves 31, 32 and longitudinal grooves 33.34 . The device operates as follows.

Устройство в растянутом положении разобщения радиальных каналов 24 и 25 (фиг.1) полуштока 1 и совмещения радиальных каналов 26 и 29 навинчивается на пакер и фильтр с заглушкой и на трубах опускается в скважину до заданной глубины. Производится пакерование (установка пакера). При этом шпонки 12 обеспечивают передачу вращательного движения через элементы 5,6,7,8 и 9 составного корпуса и переходник 10 для срабатывания байонетного замка пакера и его установки. При создании сжимающей нагрузки на пакер переходник 4 и соединенные с ним полуштоки 1,2 и 3 перемещаются вниз относительно составного корпуса, сжимая пружину 11. Радиальные каналы 26 полуштока 1The device in the extended position of separation of the radial channels 24 and 25 (Fig. 1) of the half-rod 1 and the combination of the radial channels 26 and 29 is screwed onto the packer and filter with a plug and lowered into the well to the specified depth on the pipes. Packing is performed (packer installation). In this case, the keys 12 provide the transmission of rotational motion through the elements 5,6,7,8 and 9 of the composite housing and adapter 10 for actuating the bayonet lock of the packer and its installation. When creating a compressive load on the packer, the adapter 4 and the half-rods 1,2 and 3 connected to it move downward relative to the composite housing, compressing the spring 11. Radial channels 26 of the half-rod 1

разобщаются с радиальными каналами 29 корпуса 9, а радиальныеare disconnected from the radial channels 29 of the housing 9, and the radial

каналы 24 полущтока 1, перемещаясь вниз, выходят за уплотнения 30 корпуса 8 и сообщаются с радиальными каналами 25 (см.фиг.4). Поскольку продольное перемещение втулки 16ограничено, а вращение составного штока в корпусе ограничено щтоком 12, тоthe channels 24 of the half-rod 1, moving down, go beyond the seals 30 of the housing 8 and communicate with the radial channels 25 (see figure 4). Since the longitudinal movement of the sleeve 16 is limited, and the rotation of the composite rod in the housing is limited by the pin 12, then

4 4

/ при перемещении полуштока 1 вниз штифт 18 втулки 16 проходит/ when moving the half-rod 1 down, the pin 18 of the sleeve 16 passes

фигурный паз 22 (см.фиг,3), штифт 18 проходит по продольной канавке 33, угловую канавку 31 и продольную канавку 34. Приa shaped groove 22 (see FIG. 3), the pin 18 extends along the longitudinal groove 33, the angular groove 31 and the longitudinal groove 34. When

прохождении угловой канавки 31 по штифту 18 втулка 16the passage of the angular groove 31 on the pin 18 of the sleeve 16

/ поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол./ rotates around its axis by a certain angle.

В этом положении устройства пласт (подпакерное. устройство) сообщается с внутритрубным пространством, давление PI в полости труб над пробкой 15 выравнивается с давлением Р2 под пульсатором и на пласт создается создается депрессия (открытый период испытания - приток.пластового флюида). Через 3... 5 минут натяжением колонны труб с поверхности перемещают переходник 4 и полуштоки 1,2,3 вверх относительно составного корпуса. При этом сначала по штифту 18 проходит продольную канавку 34 (см.фиг.3), затем проходит угловую канавку 32, одновременно поворачивая втулку 16 вокруг своей оси на некоторый угол, а потом штифт 18 попадает в продольную канавку 33. Но полного растяжения устройства не происходит, т.к. кулачковый выступ 21 полуштока 1 упирается на кулачковый выступ 17 втулки 16 (см.фиг.5), что препятствует дальнейшему перемещению составного щтока вверх относительно составного корпуса.In this position of the device, the formation (sub-packer device) communicates with the in-tube space, the pressure PI in the pipe cavity above the plug 15 is equalized with the pressure P2 under the pulsator and a depression is created on the formation (open test period - inflow of formation fluid). After 3 ... 5 minutes, by pulling the pipe string from the surface, the adapter 4 and half-rods 1,2,3 move upward relative to the composite housing. In this case, the longitudinal groove 34 passes first along the pin 18 (see FIG. 3), then the corner groove 32 passes, while turning the sleeve 16 around its axis by a certain angle, and then the pin 18 enters the longitudinal groove 33. But the device does not stretch completely happens because the cam protrusion 21 of the half-rod 1 rests on the cam protrusion 17 of the sleeve 16 (see figure 5), which prevents the further movement of the composite flange up relative to the composite housing.

При этом положении устройства радиальные каналы 24 и 25 полуштока 1 разобщены. Разобщены также радг альные каналы 26 полуштока 1 с радиальными каналами 29 корпусного элемента 9 (см.фиг.5). Давление Р2 под пульсатором постепенно выравнивается с пластойьтм давлением и происходит закрытый период испытания - восстановление пластового давления. При натяжении колонны труб для перемещения переходника 4 иWith this position of the device, the radial channels 24 and 25 of the half-rod 1 are disconnected. The radial channels 26 of the half-stock 1 with the radial channels 29 of the housing element 9 are also disconnected (see Fig. 5). The pressure P2 under the pulsator gradually equalizes with the reservoir pressure and a closed test period occurs - the restoration of reservoir pressure. When tensioning the pipe string to move the adapter 4 and

5 5

полуштоков 1,2,3 относительно составного корпуса снятие макепн с места ( распакеровка) не происходит из-за гидравлической неуравновешенности за счет разности давлений PI над поршнем 27, действующим через радиальные каналы 23, и Рз под поршнем 27, действующим через радиальные каналы 28 корпусного элемента 7, а также за счет силы упругости пружины 11.half-rods 1,2,3 relative to the composite housing, the removal of makepn from the place (unpacking) does not occur due to hydraulic imbalance due to the pressure difference PI over the piston 27 acting through the radial channels 23, and Pz under the piston 27 acting through the radial channels 28 of the case element 7, and also due to the elastic force of the spring 11.

Через 25...30 минут снова опускают колонну труб и создают сжимающую нагрузку на забойный пульсатор давления. Переходник 4 и полущтоки 1,2,3 перемещаются вниз относительно составного корпуса. При этом по штифту 18 втулки 16 происходит часть продольной канавки 33 затем угловой канавки 31 и продольной канавки 34 (см. фиг.З). Втулка 16 поворачивается на некоторый угол вокруг своей оси.After 25 ... 30 minutes, the pipe string is again lowered and a compressive load is created on the downhole pressure pulsator. The adapter 4 and the half tubes 1,2,3 move downward relative to the composite housing. At the same time, part of the longitudinal groove 33 then of the angular groove 31 and the longitudinal groove 34 (see FIG. 3) occurs along the pin 18 of the sleeve 16. The sleeve 16 is rotated at a certain angle around its axis.

При этом положении устройства радиальные каналы 26 полущтока 1 разобщаются с радиальными каналами 29 корпусного элемента 9, а радиальные каналы 24 полуштока 1 сообщаются с радиальными каналами 25 (см.фиг.4). На пласт снова создается депрессия. Через 2...3 минуты натяжением колонны труб с поверхности осуществляют полное растяжение устройства. При этом радиальные каналы 24 полуштока 1 разобщаются с каналами 25, а радиальные каналы 26 полущтока 1 сообщаются с радиальными каналами 29 корпусногб элемента 9 (см.фиг.1). Давление Р под пульсатором выравнивается с давлением РЗ за корпусом и на пласт создается репрессия.With this position of the device, the radial channels 26 of the half-rod 1 are disconnected from the radial channels 29 of the housing element 9, and the radial channels 24 of the half-rod 1 are in communication with the radial channels 25 (see figure 4). Depression is again created on the formation. After 2 ... 3 minutes, by tensioning the pipe string from the surface, the device is completely stretched. In this case, the radial channels 24 of the half-rod 1 are disconnected from the channels 25, and the radial channels 26 of the half-rod 1 communicate with the radial channels 29 of the housing element 9 (see Fig. 1). The pressure Р under the pulsator is equalized with the pressure РЗ behind the body and repression is created on the formation.

Сжатие и растяжение пульсатора давления, т.е. созданиеCompression and stretching of a pressure pulsator, i.e. creature

депрессий и репрессий повторяют до тех пор, пока втулка 16depressions and repressions are repeated until sleeve 16

/ повернется вокруг своей оси на 360 и при перемещении системы 21 полуштока 1 упираясь на кулачковый выступ 17 втулки 16 будет/ will rotate around its axis 360 and when moving the system 21 of the half-rod 1 resting on the cam ledge 17 of the sleeve 16 will be

препятствовать дальнейшему перемещению составного штока вверх относительно составного корпуса. В этом положении устройства (см.фиг.5) радиальные каналы 24 полуштока 1 разобщены с радиальными каналами 29 корпусного элемента 9. Давление Р, под пульсатором постепенно выравнивается с пластовым давлением и снова происходит закрытый период испытания-восстановления пластового давления. Таким образом, осуществляется испытание пласта полным циклом, воздействие на призабойную зону пульсирующим давлением и повторное.испытание пласта полным циклом после обработки.prevent further movement of the composite rod upward relative to the composite housing. In this position of the device (see Fig. 5), the radial channels 24 of the half-rod 1 are disconnected from the radial channels 29 of the housing element 9. The pressure P, under the pulsator, is gradually equalized with the reservoir pressure and again the closed period of the reservoir pressure test-restoration takes place. Thus, the formation is tested in a full cycle, the bottom-hole zone is subjected to pulsating pressure, and the formation is tested again in a full cycle after treatment.

Использование предложенного устройства обеспечивает: испытание пласта до и после обработки за один рейс инструмента в скважину, определение гидродинамических и эксплуатационных параметров пласта без дополнительного прим енения пластоиспытателей, возможность оценки эффективности обработки призабойной зоны пласта пульсирующим давлением.Using the proposed device provides: testing the formation before and after treatment for one tool trip into the well, determining the hydrodynamic and operational parameters of the formation without the additional use of reservoir testers, the ability to evaluate the effectiveness of processing the bottom-hole formation zone with pulsating pressure.

7 7

Claims

1. Downhole pressure pulsator comprising a cylindrical body with radial channels and annular partitions, upper and lower adapters and a composite hollow rod with radial channels installed in the body, characterized in that the body is equipped with a cam protrusion mounted on its inner surface between the axial movement limiters and with a pin located in the same plane along the axis, the rod is equipped with a figured groove with longitudinal grooves and a cam protrusion made coaxially with one of the longitudinal grooves to, located on the side of the protrusion, while the sleeve is mounted with the possibility of rotation around the axis and the possibility of interaction of the pin of the sleeve with a figured groove.

2. The pulsator according to claim 1, characterized in that the axial limiter of the sleeve is made in the form of a protrusion on the housing and a sleeve mounted above the annular partition of the housing.

3. The pulsator according to claims 1 and 2, characterized in that the hollow rod is equipped with an external piston and an internal baffle.