RU2186947C2

RU2186947C2 - Device for well cleaning

Info

Publication number: RU2186947C2
Application number: RU2000127316A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Юсупов; Р.Г. Габдуллин; Д.В. Страхов; М.Ф. Асадуллин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2002-08-10

Abstract

FIELD: oil producing industry; equipment applicable in cleaning of bottom-hole formation zone from drillings, sand, paraffin, resins and other accumulations difficult to remove by washing. SUBSTANCE: device consists of hollow rod made with two rows of radial channels separated by solid transverse partition. Radial channels in initial position are closed by movable spring-loaded bushing with cylindrical hollow inside it. Rod is connected with packer expanding cone. Device body has check valve and shank, and it is connected with packer expanding cone. Hollow rod has knocking-off valve. In initial position, expanding cone is connected with body and hollow rod by shear members. In working position, expanding cone is engageable with body projection, and hollow rod is engageable with projection of expanding cone. EFFECT: simplified design, higher efficiency of cleaning. 1 dwg

Description

Изобретение 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 invention relates to the oil industry and can be used as equipment for cleaning the bottom-hole zone of the formation and the bottom of the well from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits difficult to be washed by washing.

Известно устройство для очистки скважин методом имплозии, состоящее из имплозионной камеры, которая через электронный блок и геофизический наголовник крепится к каротажному кабелю. В верхней части имплозионной камеры подвешена грузоштанга, а в нижней части расположен ступенчатый шток, соединенный с центрирующей втулкой с возможностью перекрытия кулачков в транспортном положении и взаимодействия с грузоштангой для освобождения стакана от зацепления с переводником [1]. A device for cleaning wells by the implosion method is known, consisting of an implosion chamber, which is attached to a wireline cable through an electronic unit and a geophysical headgear. A load rod is suspended in the upper part of the implosion chamber, and in the lower part there is a stepped rod connected to the centering sleeve with the possibility of overlapping cams in the transport position and interacting with the weight rod to release the glass from engagement with the sub [1].

Недостатками устройства являются:
- низкая эффективность работы устройства, обусловленная тем, что при открытии имплозионной камеры последняя будет заполняться, в основном, скважинной жидкостью, а не шламом и пластовой жидкостью;
- высокая дороговизна устройства, объясняющаяся применением электронной аппаратуры и каротажного кабеля;
- ограниченность объема имплозионной камеры.The disadvantages of the device are:
- low efficiency of the device, due to the fact that when you open the implosion chamber, the latter will be filled mainly with well fluid, and not with sludge and formation fluid;
- high cost of the device, due to the use of electronic equipment and wireline cable;
- limited volume of the implosion chamber.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины, содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленными 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 [2]. The closest in technical essence to the proposed one is a device for cleaning a well, comprising a hollow rod with an annular protrusion and a knock-off valve and a compression spring mounted on it, a body with a check valve connected to the liner and packer, and the rod and liner are made with radial channels, shear and sealing elements [2].

Существенными недостатками являются:
- сложность конструкции и недостаточная ее жесткость;
- возможность выхода из строя нижнего уплотнения корпуса из-за срезания его при прохождении через него перфорированных отверстий штока;
- низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством НКТ произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка скважины, в результате этого НКТ будут заполнены скважинной жидкостью, а не загрязнениями пласта и пластовой жидкостью;
- 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;
- невозможность обеспечения циклического имплозионного воздействия на пласт. Дело в том, что резкая и продолжительная депрессия на пласт может привести к тому, что загрязнения пласта не выйдут из него, а запечатают его каналы и поры на пути к стволу скважины.Significant disadvantages are:
- the complexity of the design and its insufficient rigidity;
- the possibility of failure of the lower seal of the body due to cutting it when passing through it the perforated hole of the rod;
- low efficiency of well cleaning, due to the fact that the communication of the sub-packer space with the internal space of the tubing will occur before the final packing of the well is achieved, as a result of this, the tubing will be filled with the borehole fluid, and not with contamination of the formation and formation fluid;
- the device allows you 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;
- the inability to provide cyclic implosive effects on the reservoir. The fact is that a sharp and prolonged depression on the formation can lead to the fact that the pollution of the formation does not come out of it, but seals its channels and pores on the way to the wellbore.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего более простой конструкцией, более высокой работоспособностью и повышенной эффективностью очистки скважины за счет циклического воздействия на призабойную зону пласта. The objective of the invention is to provide a device with a simpler design, higher efficiency and increased efficiency of well cleaning due to the cyclic effect on the bottomhole formation zone.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим полый шток с кольцевым выступом и установленными на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, включающим расширяющий конус, причем шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, срезные и уплотнительные элементы. This problem is solved by the proposed device, comprising a hollow rod with an annular protrusion and a knock-off valve and a compression spring mounted on it, a body with a check valve connected to the shank and the packer, including an expanding cone, the rod and shank made with radial channels, shear and sealing elements .

Новым является то, что радиальные каналы в полом штоке располагаются двумя рядами, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой, установленной на полом штоке с возможностью продольного перемещения и взаимодействия с пружиной сжатия и расширяющим конусом и выполненной с цилиндрической выборкой на внутренней поверхности, причем в исходном положении расширяющий конус соединен с корпусом и полым штоком с помощью срезаемых элементов, а в рабочем положении - взаимодействует с выступом корпуса, а полый шток - с выступом расширяющего конуса. What is new is that the radial channels in the hollow stem are arranged in two rows separated by a blind transverse partition, in the initial position covered by a sleeve mounted on the hollow stem with the possibility of longitudinal movement and interaction with the compression spring and the expanding cone and made with cylindrical sampling on the inner surface, and in the initial position, the expanding cone is connected to the body and the hollow rod by means of cut elements, and in the working position it interacts with the protrusion mouth, and a hollow rod with a protrusion of the expanding cone.

На чертеже изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе. The drawing shows the proposed device in longitudinal section.

Оно состоит из полого штока 1 с кольцевым выступом 2 и двумя рядами радиальных каналов 3 и 4, разделенных между собой глухой поперечной перегородкой 5, в исходном положении перекрытых втулкой 6, установленной на полом штоке с возможностью продольного перемещения и выполненной с цилиндрической выборкой 7 на внутренней поверхности. Между выступом 2 полого штока и втулкой 6 установлена пружина сжатия 8. Своим нижним концом полый шток 1 входит в расширяющий конус 9 пакера 10, который в свою очередь соединен с корпусом 11, заканчивающимся хвостовиком 12 с глухим дном и радиальными каналами 13 по телу. В корпусе установлен обратный клапан 14, а в верхней части полого штока - сбивной клапан 15. Расширяющий конус 9 в исходном положении соединен с корпусом и полым штоком с помощью срезаемых элементов 16 и 17, а в рабочем положении - взаимодействует с выступом 18 корпуса 11, а полый шток 1 - с выступом 19 расширяющего конуса. Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 20. It consists of a hollow rod 1 with an annular protrusion 2 and two rows of radial channels 3 and 4, separated by a blind transverse partition 5, in the initial position overlapped by a sleeve 6 mounted on a hollow rod with the possibility of longitudinal movement and made with a cylindrical selection 7 on the inner surface. A compression spring 8 is installed between the protrusion 2 of the hollow stem and the sleeve 6. At its lower end, the hollow stem 1 enters the expansion cone 9 of the packer 10, which in turn is connected to the housing 11, ending in a shank 12 with a blank bottom and radial channels 13 through the body. A check valve 14 is installed in the housing, and a knock valve 15 is installed in the upper part of the hollow stem 15. The expansion cone 9 in the initial position is connected to the housing and the hollow stem using cut elements 16 and 17, and in the working position interacts with the protrusion 18 of the housing 11, and the hollow stem 1 with the protrusion 19 of the expanding cone. The mating surfaces are provided with sealing elements 20.

Шток 1 с насосно-компрессорными трубами 21 образуют депрессионную камеру 22, находящуюся под атмосферным давлением. Длину хвостовика 12 берут из расчета, чтобы его конец находился ниже перфорационных отверстий, а пакер - выше перфорационных отверстий продуктивного пласта. The rod 1 with tubing 21 form a depression chamber 22, which is under atmospheric pressure. The length of the shank 12 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.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Устройство на НКТ спускают в скважину до упора на забой. Затем инструмент разгружают, в результате чего разрушается срезаемый элемент 17 и расширяющий конус 9 опускается вниз, растягивает и прижимает уплотнительный элемент пакера 10 к стенкам скважины, разобщая тем самым внутрискважинное пространство продуктивного пласта. При дальнейшей разгрузке инструмента разрушается срезаемый элемент 16 и шток 1 опускается вниз до упора 19 расширяющего конуса 9. В этот момент ряды радиальных каналов 3 и 4 сообщаются между собой в цилиндрической выборке 7, происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ с внутренним пространством под пакером. А так как внутри НКТ давление атмосферное, на пласт создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта, с забоя и со стенок скважины через хвостовик 12, конус 9 и радиальные каналы 3 и 4 попадают в верхнюю часть полого штока и далее в НКТ. 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, а с ней и полый шток 1 приподнимают на расчетную высоту, при этом втулка 6 под действием пружины 8 садится на исходное место, а радиальные каналы 3 и 4 разобщаются друг от друга и имплозионное воздействие на пласт прекращается. Затем инструмент снова разгружают на забой и тем самым возобновляют депрессию на пласт. И так повторяют несколько циклов до выравнивания давлений внутри НКТ и под пакером. После завершения операции по очистке скважины устройство поднимают на поверхность, при этом втулка 6 под действием пружины 8 перекрывает радиальные каналы 3, благодаря чему все загрязнения из скважины будут находиться внутри штока и НКТ. В скважине остаются пакер, корпус с хвостовиком и обратным клапаном. The device on the tubing is lowered into the well until it stops at the bottom. Then the tool is unloaded, as a result of which the sheared element 17 is destroyed and the expanding cone 9 is lowered, stretches and presses the sealing element of the packer 10 against the walls of the well, thereby dividing the downhole space of the reservoir. With further unloading of the tool, the sheared element 16 is destroyed and the rod 1 drops down to the stop 19 of the expanding cone 9. At this moment, the rows of radial channels 3 and 4 communicate with each other in a cylindrical sample 7, the inner space of the hollow rod 1 and the tubing are connected with the inner space under packer. And since the pressure inside the tubing is atmospheric, a significant depression is created on the formation. Under the influence of the difference in the pressure of pollution and sludge from the reservoir, from the bottom and from the walls of the well through the liner 12, cone 9 and radial channels 3 and 4 fall into the upper part of the hollow rod and then into the tubing. 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 formation and the degree of contamination, it is determined experimentally) the tubing string, and with it the hollow rod 1 is lifted to the estimated height, while the sleeve 6 under the action of the spring 8 sits in its original place, and the radial channels 3 and 4 are disconnected from each other and the implosive effect on the formation ceases. Then the tool is again unloaded to the face and thereby resume depression on the reservoir. And so they repeat several cycles until the pressure is equalized inside the tubing and under the packer. After the completion of the well cleaning operation, the device is lifted to the surface, while the sleeve 6, under the action of the spring 8, blocks the radial channels 3, so that all contaminants from the well will be inside the rod and tubing. In the well remain a packer, a housing with a liner and a check valve.

Для слива жидкости из НКТ перед подъемом в колонну сбрасывают груз и разрушают сбивной клапан 15. To drain the fluid from the tubing before lifting into the column, the load is dropped and the whipping valve 15 is destroyed.

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 в обычном порядке. Then the pump is lowered into the well and development and operation are carried out in the usual manner.

Предлагаемое устройство проще по конструкции, чем известное, и обладает более высокой работоспособностью благодаря тому, что его уплотнительные элементы во время работы не разрушаются. The proposed device is simpler in design than the known one and has a higher efficiency due to the fact that its sealing elements are not destroyed during operation.

Циклическое воздействие на пласт создает более благоприятные условия для эффективной и полной его очистки от загрязнений, т.к. при этом снижается возможность закупорки пласта при движении загрязнений к стволу скважины. Следует также отметить, что пласт при этом будет подвергаться меньшей деформации, а нагрузка на цементное кольцо резко снизится, что предотвратит его разрушение. The cyclic effect on the reservoir creates more favorable conditions for its effective and complete cleaning from pollution, because this reduces the possibility of clogging the formation during the movement of contaminants to the wellbore. It should also be noted that the formation will undergo less deformation, and the load on the cement ring will decrease sharply, which will prevent its destruction.

После подъема устройства продуктивный пласт изолирован от ствола скважины пакером и хвостовиком с обратным клапаном и поэтому исключается отрицательное влияние на пласт воды, жидкости глушения и загрязнений, находящихся в стволе скважины. After the device is lifted, the reservoir is isolated from the wellbore by a packer and liner with a check valve, and therefore, the negative effect of water, killing fluids, and contaminants in the wellbore is eliminated.

Кроме того, наличие хвостовика, установленного ниже перфорационных отверстий, способствует созданию напротив продуктивного пласта на все время эксплуатации гидрозатвора из нефти и тем самым резко снижается процент добычи воды из подошвенной части продуктивного пласта. In addition, the presence of a shank installed below the perforation holes contributes to the creation of a hydraulic seal from the oil opposite the productive formation for the entire time of operation, and thereby the percentage of water production from the bottom of the productive formation decreases sharply.

Источники информации
1. Аналог. Патент РФ 2086753, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 1997.Sources of information
1. The analogue. RF patent 2086753, MKI 6 E 21 V 37/00, 1997.

2. Прототип. Патент РФ 2068079, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 21/00, 1996. 2. The prototype. RF patent 2068079, MKI 6 E 21 V 37/00, 21/00, 1996.

Claims

A device for cleaning a well, comprising a hollow rod with an annular protrusion and a knock-off valve and a compression spring mounted on it, a body with a check valve connected to a liner and a packer including an expanding cone, the rod and liner being made with radial channels, shear and sealing elements, characterized in that the radial channels in the hollow stem are arranged in two rows separated by a blank transverse partition, in the initial position covered by a sleeve mounted on the hollow stem with the longitudinal movement and interaction with the compression spring and the expanding cone and made with a cylindrical selection on the inner surface, and in the initial position, the expanding cone is connected to the body and the hollow rod using shear elements, and in the working position interacts with the protrusion of the body, and the hollow rod with the protrusion of the expanding cone.