RU2195550C1

RU2195550C1 - Device for formation implosion treatment

Info

Publication number: RU2195550C1
Application number: RU2001111243A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Страхов; В.Б. Оснос; М.Ф. Асадуллин; Л.Р. Оснос; А.Н. Хамидуллин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть"
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-12-27

Abstract

FIELD: oil producing industry, particularly, secondary treatment of producing formation with vacuum. SUBSTANCE: device has hollow body accommodating depression chamber and packer. Telescopically installed on body and locked by shear screw is cover with retainer, additional depression chamber and hollow rod variable in cross-section. Cover is connected with rope. Hollow rod variable in cross-section communicates body depression chamber with additional depression chamber. Hollow rod is installed for engagement with body overflowing hole. Located on cover cylindrical surface are packer and wedge. Outer conical surface of wedge is engageable with slips which are connected with body guide for radial motion. Packer axial motion is limited relative to cover, from one side, by wedge and from the other side, by cover retainer. Cover also has limiter installed for engagement with body projection and stop installed for engagement with wedge. Receiving holes are located below body guide. Design of said device has low metal usage and simple in manufacture, provides for reduction of time required for servicing and preparation for operation, installation to any well intervals, practically from wellhead down to bottom hole, and performance for one shift of several round-trip operations. EFFECT: higher efficiency, reduced material consumption. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области вторичного воздействия вакуумом на продуктивный пласт. The invention relates to the oil industry, in particular to the field of secondary exposure to vacuum on the reservoir.

Известно "Устройство для очистки скважины методом имплозии" (см. RU 2086753, МКИ Е 21 В 37/00, БИ 22 от 10.08.97), включающее имплозионную камеру, снабженную геофизическим наголовником для прикрепления к каротажному кабелю, грузоштангой, подвешенной в верхней части камеры на разрушаемом элементе, ступенчатым штоком, расположенным в нижней части камеры и центрируемым скобой стаканом, кулачками, расположенными в стакане, переводником и центрирующей втулкой, при этом ступенчатый шток соединен с центрирующей втулкой с возможностью перекрытия кулачков в транспортном положении и взаимодействия с грузоштангой для освобождения стакана от зацепления с переводником, причем ступенчатый шток может соединяться с центрирующей втулкой при помощи срезных штифтов. It is known "Device for cleaning a well by implosion method" (see RU 2086753, MKI E 21 V 37/00, BI 22 from 08/10/97), including an implosion chamber equipped with a geophysical headgear for attaching to a wireline cable, with a weight rod suspended in the upper part chambers on a destructible element, a stepped rod located in the lower part of the chamber and a cup centered by the bracket, cams located in the cup, an adapter and a centering sleeve, while the stepped rod is connected to the centering sleeve with the possibility of overlapping cams in three in the export position and interaction with the weight bar to release the cup from engagement with the sub, the stepped rod being connected to the centering sleeve using shear pins.

Недостатком устройства является необходимость использования наземных пультов для генерации электрического тока. Для передачи электрического тока к разрушаемому элементу необходимо использовать каротажный кабель, который по своим прочностным характеристикам значительно уступает канату, при этом отсутствие пакера уменьшает эффективность имплозионного воздействия и приводит к гидравлическому удару, воздействующему как на кабель (порядка 3-6 т), что может привести к его разрушению, так и на эксплуатационную колонну, что может привести к разрушению цементного кольца, ослабляя крепь скважины и возникновению несанкционированных перетоков жидкости в затрубном пространстве скважины. The disadvantage of this device is the need to use ground control panels to generate electric current. To transfer electric current to the element to be destroyed, it is necessary to use a logging cable, which is significantly inferior to the rope in its strength characteristics, while the absence of a packer reduces the effectiveness of the implosion effect and leads to a hydraulic shock acting on the cable (about 3-6 tons), which can lead to to its destruction, and to the production casing, which can lead to the destruction of the cement ring, weakening the support of the well and the occurrence of unauthorized fluid flows in the annular space of the well.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является "Устройство депрессионной очистки скважины" (см. RU 2099506, МКИ Е 21 В 37/00, БИ 35 от 20.12.97), включающее депрессионную камеру с клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру с установленным в ней на выдвижных фиксаторах разделительным поршнем, ударный шток, установленный в разделительном поршне и зафиксированный в нем срезным штифтом, и средство перекрытия шламоприемной камеры, отличающееся тем, что оно снабжено пакером и контейнером, при этом пакер установлен между шламоприемной камерой и контейнером с возможностью воздействия с корпусом шламоприемной камеры, средство перекрытия шламоприемной камеры выполнено в виде клапана-затвора, размещенного в контейнере, полый корпус пакера скреплен с корпусом шламоприемной камеры срезным штифтом, контейнер присоединен к пакеру и имеет участок с приемными отверстиями и ребрами жесткости, а депрессионная и шламоприемная камеры, проходной клапан полого корпуса пакера и контейнер образуют общий накопитель для продуктов очистки скважины, также участок контейнера с приемными отверстиями и ребрами жесткости может быть выполнен из профильного патрубка, при этом приемные отверстия размещены во впадинах между продольными ребрами жесткости. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is “Depression well cleaning device” (see RU 2099506, MKI E 21 V 37/00, BI 35 from 12.20.97), including a depression chamber with a dummy valve, a sludge receiving chamber with a dividing piston installed on the retractable clips, an impact rod installed in the dividing piston and fixed with a shear pin, and a means for closing the sludge receiving chamber, characterized in that it is equipped with a packer and a container, while the packer is installed between the sludge receiving chamber and the container with the possibility of acting with the sludge receiving chamber body, the sludge receiving chamber shutoff means is made in the form of a shutter valve located in the container, the hollow packer housing is fastened to the sludge receiving chamber by a shear pin, the container is attached to the packer and has a section with receiving holes and stiffening ribs, and the depression and sludge-receiving chambers, the check valve of the hollow packer body and the container form a common reservoir for well cleaning products, also onteynera with receiving holes and ribs may be made of profiled tube, wherein the receiving openings are arranged in the valleys between the longitudinal ribs.

Недостатками данного устройства являются:
- сложное конструктивное исполнение, и вытекающая из-за этого трудоемкость при обслуживании и подготовке к работе;
- высокая металлоемкость;
- спускоподъемные операции осуществляются на насосно-компрессорных трубах (НКТ), что является дорогостоящим мероприятием и требует больших затрат времени, практически один спуско-подъем за смену;
- невозможность установки в любом интервале скважины при обработке пласта, размещенного значительно выше забоя;
- невозможность установки пакера в непосредственной близости от обрабатываемого пласта, если он находится в непосредственной близости от забоя, что значительно снижает эффективность обработки пласта.The disadvantages of this device are:
- complex design, and the resulting laboriousness in servicing and preparing for work;
- high metal consumption;
- tripping operations are carried out on tubing (tubing), which is an expensive undertaking and requires a lot of time, almost one tripping per shift;
- the impossibility of installation in any interval of the well when processing a formation placed much higher than the bottom;
- the inability to install the packer in the immediate vicinity of the treated formation, if it is in the immediate vicinity of the bottom, which significantly reduces the efficiency of processing the formation.

Решаемая техническая задача состоит в том, чтобы создать такое устройство для имплозионного воздействия на пласт в любом интервале скважины практически от устья до забоя, которое бы при сравнительно простом конструктивном исполнении и минимальных материальных затратах на изготовление, применение и обслуживание обеспечивало надежную и эффективную работу. The technical task to be solved is to create such a device for implosive stimulation of the formation in any interval of the well practically from the wellhead to the bottom, which would provide reliable and efficient operation with a relatively simple design and minimal material costs for manufacturing, application and maintenance.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности воздействия на пласт за счет возможности установки в любом интервале скважины, большего количества воздействий на пласт за одну смену и сокращение материальных затрат за счет уменьшения металлоемкости, упрощения изготовления, сокращения времени на спускоподъемные операции и простоты в подготовке и обслуживании. The aim of the invention is to increase the effectiveness of the impact on the formation due to the possibility of installing in any interval of the well, more impacts on the formation in one shift and reduce material costs by reducing metal consumption, simplifying manufacturing, reducing time for tripping and ease of preparation and maintenance.

Поставленная цель достигается описываемым устройством для имплозионной обработки пласта, содержащим полый корпус с входящей в него депрессионной камерой и пакер. This goal is achieved by the described device for implosive treatment of a formation containing a hollow body with a depression chamber and a packer included in it.

Новым является то, что на корпусе телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом крышка, соединенная с канатом, с фиксатором, дополнительной депрессионной камерой и полым штоком переменного сечения, который соединяет депрессионную камеру корпуса с дополнительной депрессионной камерой и установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием корпуса, на цилиндрической поверхности крышки размещен пакер и клин, при этом наружная коническая поверхность клина взаимодействует с плашками, которые соединены с направляющей корпуса с возможностью радиального перемещения, причем осевое перемещение пакера относительно крышки ограничено с одной стороны клином, а с другой фиксатором крышки, крышка также имеет ограничитель, установленный с возможностью взаимодействия с выступом корпуса, и упор, установленный с возможностью взаимодействия с клином, ниже направляющей корпуса размещены приемные отверстия. What is new is that a cap connected to a rope with a clamp, an additional depression chamber and a hollow rod of variable cross section that connects the depression chamber of the housing to the additional depression chamber and is installed with the possibility of interaction with the overflow hole of the housing, is telescopically mounted and fixed with a shear screw on the housing; a packer and a wedge are placed on the cylindrical surface of the lid, while the outer conical surface of the wedge interacts with dies that are connected to the guide of the housing with the possibility of radial movement, and the axial movement of the packer relative to the cover is limited on one side by the wedge, and on the other with a cover lock, the cover also has a stopper that is installed to interact with the protrusion of the case, and a stop mounted to interact with the wedge below the guide Housing housed receiving holes.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т. е. о соответствии заявляемого решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". Analysis of known similar solutions allows us to conclude that they lack features similar to the distinctive features in the claimed device, that is, on the compliance of the proposed solutions with the criteria of "novelty" and "inventive step".

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в статике. The drawing schematically shows the proposed device in statics.

Устройство для имплозионного воздействия на пласт состоит из полого корпуса 1 с входящей в него депрессионной камерой 2 и пакер 3. На корпусе 1 телескопически установлена и зафиксирована срезным винтом 4 крышка 5, соединенная с канатом 6, с фиксатором 7, дополнительной депрессионной камерой 8 и полым штоком переменного сечения 9. Полый шток переменного сечения 9 соединяет депрессионную камеру 2 корпуса 1 с дополнительной депрессионной камерой 8 и установлен с возможностью взаимодействия с переточным отверстием 10 корпуса 1. На цилиндрической поверхности 11 крышки 5 размещен пакер 3 и клин 12, при этом наружная коническая поверхность 13 клина 12 взаимодействует с плашками 14, которые соединены с направляющей 15 корпуса 1 с возможностью радиального перемещения. Осевое перемещение пакера 3 относительно крышки 5 ограничено с одной стороны клином 12, а с другой фиксатором 7 крышки 5. Крышка 5 также имеет ограничитель 16, установленный с возможностью взаимодействия с выступом 17 корпуса 1, и упор 18, установленный с возможностью взаимодействия с клином 12. Ниже направляющей корпуса размещены приемные отверстия 19. Несанкционированные перетоки жидкости исключаются при помощи уплотнений 21, 21. Для увеличения внутреннего объема депрессионной камеры 2 корпус 1 и дополнительной депрессионной камеры 8 крышки 5 могут бить изготовлены сборными. The device for implosive stimulation of the formation consists of a hollow body 1 with a depression chamber 2 and a packer 3 included in it. On the body 1, the cover 5 is telescopically mounted and fixed with a shear screw 4, connected to the rope 6, with a retainer 7, an additional depression chamber 8 and a hollow rod of variable cross section 9. The hollow rod of variable cross section 9 connects the depression chamber 2 of the housing 1 with an additional depression chamber 8 and is installed with the possibility of interaction with the transfer hole 10 of the housing 1. On a cylindrical shaft The surface 11 of the cover 5 is placed the packer 3 and the wedge 12, while the outer conical surface 13 of the wedge 12 interacts with the dies 14, which are connected with the guide 15 of the housing 1 with the possibility of radial movement. The axial movement of the packer 3 relative to the cover 5 is limited on one side by the wedge 12, and on the other by the latch 7 of the cover 5. The cover 5 also has a limiter 16 mounted to interact with the protrusion 17 of the housing 1, and a stop 18 mounted to interact with the wedge 12 Reception openings 19 are located below the housing guide. Unauthorized fluid flows are eliminated by means of seals 21, 21. To increase the internal volume of the depression chamber 2, the housing 1 and the additional depression chamber 8 of the cover 5 can beat made by prefabricated.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устройство в собранном виде спускают на канате 6 в требуемый интервал скважины 22. После чего устье скважины 22 герметизируют и создают в скважине 22 избыточное давление, достаточное для разрушения срезных винтов 4, которые подобраны таким образом, чтобы срезаться при повышении давления в скважине 22 на 3-5 МПа. В результате перепада давлений во внутритрубном пространстве скважины 22 и депрессионных камерах 2 и 8, крышка 5 и корпус 1 начнут сходиться. При этом плашки 14 раздвигаются по направляющей 15 корпуса 1 за счет наружной конической поверхности 13 клина 12 до упора в стенки скважины 22. Затем за счет фиксатора 7 крышки 5 и клина 12, зафиксированного платками 13 относительно стенок скважины 22, сжимается пакер 3 до полного перекрытия внутреннего пространства скважины 22. Затем шток переменного сечения 9 пройдет большим сечением через уплотнение 21 переточного отверстия 10 и депрессионная камера 2 и дополнительная депрессионная камера 8 начнут заполняться жидкостью из внутритрубного пространства скважины 22 через приемные отверстия 19, тем самым создавая имплозионное воздействие на пласт 23. По мере заполнения депрессионной камеры 2 и дополнительной депрессионной камеры 8 жидкостью давление в них и во внутритрубном пространстве скважины 22 выравнивается, усилие сжатия пакера 3 уменьшается и пакер 3 за счет собственной упругости возвращается в исходное состояние, освобождаясь от стенок скважины 22. Затем подтягивают канат 6 вверх, поднимая крышку 5 до взаимодействия упора 18 с клином 12, приподнимая его и расклинивая плашки 14, которые сходятся по направляющей 15 вовнутрь, освобождая устройство из зацепления со стенками скважины 22. После всего этого устройство извлекают за счет взаимодействия ограничителя 16 с выступом 17 корпуса 1. После удаления жидкости из депрессионных камер 2 и 8 и установки срезного винта 4 устройство готово к последующей эксплуатации. The device in assembled form is lowered on the rope 6 to the required interval of the well 22. After that, the wellhead 22 is sealed and an overpressure is created in the well 22 that is sufficient to break the shear screws 4, which are selected so as to cut off when the pressure in the well 22 increases by 3 -5 MPa. As a result of the pressure difference in the in-tube space of the well 22 and the depression chambers 2 and 8, the cover 5 and the housing 1 will begin to converge. In this case, the dies 14 are moved apart along the guide 15 of the housing 1 due to the outer conical surface 13 of the wedge 12 until it stops against the walls of the well 22. Then, due to the latch 7 of the cover 5 and the wedge 12 fixed by the scarves 13 relative to the walls of the well 22, the packer 3 is compressed until it is completely closed the inner space of the well 22. Then the rod of variable cross-section 9 will pass a large cross-section through the seal 21 of the transfer hole 10 and the depression chamber 2 and the additional depression chamber 8 will begin to fill with liquid from the in-tube space of the borehole 22 through the receiving holes 19, thereby creating an implosive effect on the formation 23. As the depression chamber 2 and the additional depression chamber 8 are filled with liquid, the pressure in them and in the annular space of the borehole 22 is equalized, the compression force of the packer 3 decreases and the packer 3 due to self-elasticity returns to its original state, freeing itself from the walls of the well 22. Then pull the rope 6 up, lifting the cover 5 until the stop 18 interacts with the wedge 12, lifting it and wedging the dies 14, which dress along the guide 15 inward, freeing the device from engagement with the walls of the well 22. After all this, the device is removed due to the interaction of the limiter 16 with the protrusion 17 of the housing 1. After removing the liquid from the depression chambers 2 and 8 and installing the shear screw 4, the device is ready for subsequent operation .

Конструкция предлагаемого устройства имеет низкую металлоемкость и простоту изготовления, позволяет значительно экономить время при обслуживании и подготовке к работе, дает возможность установки в любом интервале скважины практически от устья до забоя и за одну смену произвести несколько спуско-подъемов, что значительно повышает эффективность воздействия на пласт, что в совокупности снижает материальные затраты. The design of the proposed device has a low metal consumption and ease of manufacture, can significantly save time during maintenance and preparation for work, makes it possible to install in any interval of the well practically from the wellhead to the bottom and perform several round trips in one shift, which significantly increases the efficiency of stimulation , which together reduces material costs.

Claims

The device for implosive treatment of the formation contains a hollow body with a depression chamber included in it and a packer, characterized in that a cover connected to the rope is telescopically mounted and fixed with a shear screw, with a latch, an additional depression chamber and a hollow rod of variable cross section that connects the depression the housing chamber with an additional depression chamber and is installed with the possibility of interaction with the overflow hole of the housing; on the cylindrical surface of the lid are placed ker and a wedge, while the outer conical surface of the wedge interacts with dies that can be radially moved with the housing guide, and the axial movement of the packer relative to the cover is limited on one side by the wedge, and on the other with the cover lock, the cover also has a limiter installed with the possibility interaction with the protrusion of the housing, and the emphasis mounted with the possibility of interaction with the wedge, receiving holes are placed below the guide of the housing.