RU48361U1 - DEVICE FOR RESTORING COLLECTOR PROPERTIES OF THE FORM - Google Patents

Abstract

Предложение найдет преимущественное применение в горизонтальных скважинах оснащенных хвостовиками и скважинах с низким пластовым давлением для очистки призабойной зоны продуктивного пласта от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Обеспечиваются относительно низкие эксплуатационные затраты и расширяются функциональные возможности устройства. Устройство для очистки скважины содержит полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы. Корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами. Полый шток дополнительно оснащен обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности. Седло обратного клапана расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с заглушкой и расширяющим конусом, радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом. Длину хвостовика берут из расчета так, чтобы его конец находился ниже перфорационных отверстий, а пакер - выше перфорационных отверстий продуктивного пласта. Благодаря тому, что предлагаемое устройство для очистки скважины спускается на НКТ, а не на канате, устройство найдет широкое применение в горизонтальных скважинах, оснащенных хвостовиками меньшего диаметра и скважинах с низким пластовым давлением для очистки призабойной зоны продуктивного пласта от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Обеспечиваются относительно низкие эксплуатационные затраты и расширяются функциональные возможности устройства.The proposal will be primarily used in horizontal wells equipped with shanks and wells with low reservoir pressure for cleaning the bottom-hole zone of the reservoir from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits difficult to be washed by washing. Relatively low operating costs are provided and the functionality of the device is expanded. A well cleaning device comprises 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 housing is connected to the expanding cone with the possibility of axial movement upward and interacting with the packer from below, and the stem and shank are made with radial channels, the hollow rod and the housing in the initial position are fixed respectively from above and from the bottom of the expanding cone by shear elements. The hollow stem is additionally equipped with a non-return valve and a lower plug, arranged to move upward and fixed with a shear screw, and the annular protrusion of the hollow stem is made on the inner surface. The non-return valve seat is located in the upper part of the expansion cone, the seat and the annular protrusion in the working position are configured to interact with the plug and the expansion cone, the radial channels of the hollow stem are located in the initial position between the expansion cone and the annular protrusion. The length of the shank is taken from the calculation so that its end is below the perforation holes, and the packer is above the perforation holes of the reservoir. Due to the fact that the proposed device for cleaning the well descends to the tubing, and not to the rope, the device will be widely used in horizontal wells equipped with shanks of smaller diameter and wells with low reservoir pressure for cleaning the bottom-hole zone of the reservoir from sludge, sand, paraffin, resins and other hard-to-wash deposits. Relatively low operating costs are provided and the functionality of the device is expanded.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны продуктивного 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 bottom-hole zone of the reservoir and the bottom of the well from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits difficult to be washed by washing.

Известно «Устройство для очистки скважины» (Патент РФ №2068079, МКИ 6 Е 21 37/00, 21/00, 1996), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, причем шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, срезные и уплотнительные элементы.It is known “Device for cleaning wells” (RF Patent No. 2068079, MKI 6 E 21 37/00, 21/00, 1996), containing a hollow rod with an annular protrusion and mounted on it with a knock-off valve and a compression spring, a body with a check valve connected with a shank and a packer, and the rod and shank are made with radial channels, shear and sealing elements.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является «Устройство для очистки скважины» (Патент РФ №2186947, МКИ 7 Е 21 37/00, 2002). Устройство состоит из полого штока, выполненного с двумя рядами радиальных каналов, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой и в исходном положении перекрытых подпружиненной втулкой с цилиндрической выборкой внутри. Шток соединен с расширяющим конусом пакера. Корпус имеет обратный клапан и хвостовик и соединен с расширяющим конусом пакера. Полый шток имеет сбивной клапан. В исходном положении расширяющий конус соединен с корпусом и полым штоком срезными элементами. В рабочем положении расширяющий конус взаимодействует с выступом корпуса, а полый шток - с выступом расширяющего конуса.The closest in technical essence to the proposed one is “Device for cleaning wells” (RF Patent No. 2186947, MKI 7 E 21 37/00, 2002). The device consists of a hollow rod, made with two rows of radial channels, separated by a blank transverse partition and in the initial position covered by a spring-loaded sleeve with a cylindrical selection inside. The stem is connected to the expansion cone of the packer. The housing has a check valve and a shank and is connected to the expansion cone of the packer. The hollow stem has a tap valve. In the initial position, the expansion cone is connected to the body and the hollow rod by shear elements. In the working position, the expansion cone interacts with the protrusion of the housing, and the hollow rod interacts with the protrusion of the expansion cone.

Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки конструкции, а именно:Both the analogue and the prototype have common design flaws, namely:

- сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей и недостаточная ее жесткость;- the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts and its insufficient rigidity;

- низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством НКТ (насосно -компрессорных труб) произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка устройства, в результате чего НКТ будут заполнены скважинной жидкостью, а не загрязнениями из пласта и пластовой жидкостью;- low efficiency of well cleaning, due to the fact that the communication of the sub-packer space with the internal space of the tubing (tubing) will occur before the final packing of the device is achieved, as a result of which the tubing will be filled with the borehole fluid, and not with contaminants from the reservoir and formation fluid ;

- устройство позволяет достичь временного эффекта, т.к. после его подъема вместе с пакером, загрязнения, находящиеся в стволе скважины, будут опять входить в поры и каналы продуктивного пласта и снижать его проницаемость.- the device allows to achieve a temporary effect, because after it is lifted along with the packer, the contaminants in the wellbore will again enter the pores and channels of the reservoir and reduce its permeability.

Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание устройства с относительно низкими эксплуатационными затратами и с расширенными функциональными возможностями.The technical task of the proposed utility model is to create a device with relatively low operating costs and with advanced functionality.

Техническая задача решается предлагаемым устройством 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 шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами.The technical problem is solved by the proposed device containing 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 up and interacting with the packer from below, and the rod and the shank is made with radial channels, and the hollow rod and the housing in the initial position are fixed respectively from above and below relative to the expanding cone by shear elements.

Новым является то, что полый шток дополнительно оснащен обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещаться вверх и зафиксированной срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с заглушкой и расширяющим конусом, радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом.What is new is that the hollow stem is additionally equipped with a check valve and a lower plug, which is arranged to move up and fixed with a shear screw, and the annular protrusion of the hollow stem is made on the inner surface, while the seat of the check valve 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 with the plug and the expanding cone, respectively, the radial channels of the hollow rod are located in the initial position between the expanding cone and the annular protrusion.

На чертеже изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.The drawing shows the proposed device in longitudinal section, lowered into the well.

Устройство для очистки скважины, содержащее полый шток 1 с кольцевым выступом 2 на внутренней поверхности в нижней его части и перегородками 3 и 4 с отверстиями 5 в верхней его части, с обратным клапаном 6 полого штока 1, корпус 7 с хвостовиком 8, пакер 9 с расширяющим конусом 10, обратный клапан 11 (шар) с седлом 12, герметично установленньм в верхней части расширяющего конуса 10, и уплотнительные элементы 13 и 14 Корпус 6 соединен с расширяющим конусом 10 с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером 9 снизу. Полый шток 1 и хвостовик 8 выполнены с радиальными каналами 15 и 16 соответственно. Полый шток 1 и корпус 7 в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами 17 и 18. Полый шток 1 дополнительно оснащен технологической заглушкой 19, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной срезным винтом 20. Седло 12 обратного клапана 11 и кольцевой выступ 2 в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологической заглушкой 19 и расширяющим A device for cleaning a well containing a hollow rod 1 with an annular protrusion 2 on the inner surface in its lower part and partitions 3 and 4 with holes 5 in its upper part, with a check valve 6 of the hollow rod 1, the housing 7 with a shank 8, a packer 9 s the expansion cone 10, the check valve 11 (ball) with a seat 12 sealed in the upper part of the expansion cone 10, and the sealing elements 13 and 14 of the Housing 6 is connected to the expansion cone 10 with the possibility of axial movement up and interaction with the packer 9 from the bottom. The hollow rod 1 and the shank 8 are made with radial channels 15 and 16, respectively. The hollow rod 1 and the housing 7 in the initial position are fixed respectively from above and below relative to the expanding cone by the shear elements 17 and 18. The hollow rod 1 is additionally equipped with a technological plug 19 made with the possibility of moving up and fixed with a shear screw 20. The seat 12 of the check valve 11 and the ring the protrusion 2 in the working position is configured to interact, respectively, with the technological plug 19 and expanding

конусом 10. Радиальные каналы 15 полого штока 1 расположены в исходном положении между расширяющим конусом 10 и кольцевым выступом 2.cone 10. Radial channels 15 of the hollow rod 1 are located in the initial position between the expanding cone 10 and the annular protrusion 2.

Длину хвостовика 8 берут из расчета, чтобы радиальные отверстия 16 находились ниже перфорационных отверстий 21 продуктивного пласта 22 скважины 23, а пакер 9 -выше перфорационных отверстий 21.The length of the shank 8 is taken so that the radial holes 16 are below the perforations 21 of the productive formation 22 of the well 23, and the packer 9 is higher than the perforations 21.

Работает устройство следующем образом.The device operates as follows.

Устройство в собранном виде на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 24 спускают в скважину до упора хвостовиком 8 на забой скважины 23.The device is assembled on the string of tubing 24 is lowered into the well until it stops with a shank 8 for bottom hole 23.

Затем инструмент разгружают, в результате чего разрушаются срезные элементы 17 и расширяющийся конус 10 опускается вниз, растягивает и прижимает пакер 9 к стенкам скважины 23, разобщая тем самым внутрискважинное пространство выше продуктивного пласта 2 2. При дальнейшей разгрузке инструмента разрушается срезной элемент 18, полый шток 1 движется вниз и упирается поперечным выступом 2 в верхнюю часть расширяющегося штока 10. В это время седло обратного клапана 12 упирается в технологическую заглушку 19, перемещая ее вверх, при этом срезается срезной элемент 20 и технологическая заглушка 19 открывает доступ жидкости в полый шток 1. В это время происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ 24 через обратный клапан 6 с пространством под пакером 9, а так как внутри НКТ 24 давление атмосферное, на пласт 22 создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта 22, с забоя и со стенок скважины 23 через хвостовик 8, расширяющийся конус 10, обратные клапаны 11 и 6 поступает в НКТ 24. Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости пласта и степени его загрязненности, его определяют экспериментальным путем) колонну НКТ 24, а с ней и полый шток 1 поднимают на расчетную высоту, при этом под действием столба жидкости, находящегося выше обратного клапана 6, последний закрывается, пространства над и под пакером 9 разобщаются и имплозионное воздействие на пласт 22 прекращается. Благодаря тому, что обратный клапан 6 перекрывает пространства над и под пакером 9, все загрязнения из скважины 23 находятся внутри полого штока 1 и НКТ 24.Then the tool is unloaded, as a result of which the shear elements 17 are destroyed and the expanding cone 10 is lowered, stretches and presses the packer 9 to the walls of the well 23, thereby separating the downhole space above the reservoir 2 2. With further unloading of the tool, the shear element 18, the hollow rod 1 moves down and abuts with a transverse protrusion 2 at the top of the expanding rod 10. At this time, the seat of the non-return valve 12 abuts against the process plug 19, moving it upward, while cutting it off the th element 20 and the technological plug 19 allows fluid to enter the hollow rod 1. At this time, the internal space of the hollow rod 1 and tubing 24 are connected through the check valve 6 with the space under the packer 9, and since the pressure inside the tubing 24 is atmospheric, the formation 22 significant depression is created. Under the influence of the difference in the pressure of pollution and sludge from the formation 22, from the bottom and from the walls of the well 23 through the liner 8, the expanding cone 10, the check valves 11 and 6 enter the tubing 24. After a short period of time (just a few seconds is the time for each well and each layer is different and depends on the reservoir pressure, porosity, permeability of the formation and the degree of contamination, it is determined experimentally) the tubing string 24, and with it the hollow rod 1 is raised to the calculated height, while under the influence of a column of liquid located above the non-return valve 6, the latter is closed, the spaces above and below the packer 9 are disconnected and the implosion effect on the formation 22 is terminated. Due to the fact that the check valve 6 covers the spaces above and below the packer 9, all contaminants from the well 23 are inside the hollow rod 1 and tubing 24.

После завершения операции по очистке скважины 23 на колонне НКТ 24 извлекается полый шток 1 с обратным клапаном 6, остальные детали остаются в скважине 23.After the completion of the cleaning operation of the well 23, the hollow rod 1 with a check valve 6 is removed on the tubing string 24, the remaining parts remain in the well 23.

Депрессию на пласт можно регулировать путем заливки расчетного объема жидкости в НКТ.Depression on the formation can be controlled by pouring the calculated volume of fluid into the tubing.

Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию скважины в обычном порядке.Then the pump is lowered into the well and the well is developed and operated in the usual manner.

При необходимости повторной очистки скважины, из нее извлекают насос и на НКТ спускают полый шток 1 с обратным клапаном 6, технологической заглушкой 19, зафиксированной срезным винтом 20. Полый шток 1 входит в верхнюю часть расширяющегося штока 10, седло обратного клапана 12 упирается в технологическую заглушку 19, перемещая ее вверх, во время перемещения которой срезается срезной элемент 20 и обратный клапан 6 открывается. В это время происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ 24 с пространством под пакером 9. А так как внутри НКТ 24 давление атмосферное, на пласт 22 создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта 22, с забоя и со стенок скважины 23 через хвостовик 8, расширяющийся конус 10, обратный клапан 11 и 6 и далее поступают в НКТ 24.If it is necessary to re-clean the well, the pump is removed from it and the hollow stem 1 with the non-return valve 6, the technological plug 19 fixed by the shear screw 20 is lowered onto the tubing. The hollow stem 1 enters the upper part of the expanding stem 10, the seat of the non-return valve 12 abuts the technological plug 19, moving it up, during the movement of which the shear element 20 is cut off and the check valve 6 opens. At this time, the inner space of the hollow rod 1 and the tubing 24 are connected with the space under the packer 9. And since the pressure inside the tubing 24 is atmospheric, significant depression is created on the formation 22. Under the influence of the difference in the pressure of pollution and sludge from the reservoir 22, from the bottom and from the walls of the well 23 through the shank 8, the expanding cone 10, the check valve 11 and 6 and then enter the tubing 24.

Благодаря тому, что предлагаемое устройство для очистки скважины спускается на НКТ, а не на канате, устройство найдет широкое применение в горизонтальных скважинах, оснащенных хвостовиками меньшего диаметра и скважинах с низким пластовым давлением для очистки призабойной зоны продуктивного пласта от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Обеспечиваются относительно низкие эксплуатационные затраты и расширяются функциональные возможности устройства.Due to the fact that the proposed device for cleaning the well descends to the tubing, and not to the rope, the device will be widely used in horizontal wells equipped with shanks of smaller diameter and wells with low reservoir pressure for cleaning the bottom-hole zone of the reservoir from sludge, sand, paraffin, resins and other hard-to-wash deposits. Relatively low operating costs are provided and the functionality of the device is expanded.

Claims (1)

Устройство для очистки скважины, содержащее 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 шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами, отличающееся тем, что полый шток дополнительно оснащен обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с заглушкой и расширяющим конусом, радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом.

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 case being connected to the expanding cone with the possibility of axial movement upwards and interacting with the packer from below, and the rod and the shank is made with radial channels, and the hollow rod and the housing in the initial position are fixed respectively from above and below relative to the expanding cone by shear elements, characterized in that the hollow rod is additional It is fully equipped with a check valve and a plug located below, which can be moved up and fixed with a shear screw, and the annular protrusion of the hollow stem is made on the inner surface, while the non-return valve seat is located in the upper part of the expansion cone, and the seat and the annular protrusion in the working position are made with the possibility of interaction, respectively, with the plug and the expanding cone, the radial channels of the hollow rod are located in the initial position between the expanding cone and the rings m protrusion.