RU2186946C2 - Device for removal of fluid from bottom hole of gas well - Google Patents
Device for removal of fluid from bottom hole of gas well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186946C2 RU2186946C2 RU2000125118/03A RU2000125118A RU2186946C2 RU 2186946 C2 RU2186946 C2 RU 2186946C2 RU 2000125118/03 A RU2000125118/03 A RU 2000125118/03A RU 2000125118 A RU2000125118 A RU 2000125118A RU 2186946 C2 RU2186946 C2 RU 2186946C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diffuser
- axial channel
- hollow rod
- limiter
- supporting surface
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Check Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к устройствам для удаления пластовой жидкости с забоя газовых и газоконденсатных скважин. The invention relates to the gas industry, in particular to devices for removing formation fluid from the bottom of gas and gas condensate wells.
Анализ существующего уровня показал следующее:
Известно устройство для удаления жидкости с забоя газовой скважины, описанное в авторском свидетельстве 1391201 "Способ удаления жидкости с забоя газовой скважины" (см. а.с. 1391201 от 18.06.86г. по кл. Е 21 В 43/00, опубл. в ОБ 11 (ч.II), 1999г.), состоящее из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с установленной в осевом канале нижней опорной поверхностью, включающей ограничитель (опорное кольцо) и обратный шаровой клапан, состоящий из шара и седла. Функцию диффузора выполняет седло в виде короткого сопла Вентури. Верхняя опорная поверхность выполнена в виде сферической крестовины.Analysis of the existing level showed the following:
A device is known for removing liquid from the bottom of a gas well, described in copyright certificate 1391201 "Method for removing liquid from the bottom of a gas well" (see AS 1391201 from 06/18/86 according to class E 21 B 43/00, publ. OB 11 (Part II), 1999), consisting of a string of tubing with a lower supporting surface installed in the axial channel, including a limiter (support ring) and a check ball valve, consisting of a ball and a seat. The diffuser function is a saddle in the form of a short venturi nozzle. The upper supporting surface is made in the form of a spherical cross.
Недостатком известного устройства является неэффективность работы. A disadvantage of the known device is the inefficiency.
Это обусловлено рядом причин:
- невозможность проведения исследований на забое скважины при наличии устройств в осевом канале колонны НКТ, для удаления которых необходим подъем колонны НКТ;
- необходимость предварительной настройки каждого устройства на один определенный технологический режим ограничителем при изменении технологического режима эксплуатации газовой скважины, например, образование песчаной пробки в зоне фильтра, выделение гидратов на устье, износ посадочного места седла и шара и т. д., изменяется и режим работы устройства в худшую сторону, что требует перенастройки на новый режим с соответствующим подъемом устройства и колонны НКТ;
- невозможность автоматического поддержания расчетного перепада давления на устройстве и отсутствие сифонного эффекта.This is due to several reasons:
- the impossibility of conducting research at the bottom of the well if there are devices in the axial channel of the tubing string, for the removal of which the lifting of the tubing string is necessary;
- the need to pre-configure each device to one specific technological mode by a limiter when changing the technological mode of operation of a gas well, for example, the formation of a sand plug in the filter zone, the release of hydrates at the mouth, wear of the seat of the saddle and ball, etc., the operating mode also changes devices for the worse, which requires reconfiguration to a new mode with the corresponding rise of the device and tubing string;
- the inability to automatically maintain the calculated pressure drop across the device and the absence of a siphon effect.
В качестве прототипа взято устройство для удаления жидкости с забоя газовой скважины, описанное в а.с. 302468 "Устройство для удаления воды из при забойной зоны скважины" (см. а.с. 302468 от 19.04.67г. по кл. Е 21 В 43/00, опубл. в ОБ 15, 1971г.), состоящее из корпуса (муфты), нижней опорной поверхности, содержащей ограничитель, выполненный в осевом канале корпуса, шаровой обратный клапан, состоящий из седла и шара. Диффузор (золотник), подпружиненный в нижней части пружиной. Верхняя опорная поверхность выполнена в виде штифта, жестко связанного с диффузором. As a prototype taken device for removing fluid from the bottom of a gas well, described in A.S. 302468 "Device for removing water from the bottomhole zone of the well" (see AS 302468 of 04/19/67, class E 21 B 43/00, published in OB 15, 1971), consisting of a housing (couplings ), a lower supporting surface containing a limiter made in the axial channel of the housing, a ball check valve, consisting of a seat and a ball. Diffuser (spool), spring-loaded at the bottom. The upper supporting surface is made in the form of a pin rigidly connected to the diffuser.
Недостатком известного устройства является неэффективность работы, обусловленная рядом причин:
- невозможность оснащения скважины без ее глушения;
- невозможность проведения исследований в зоне продуктивного пласта, поскольку осевой канал колонны НКТ занят устройством, для удаления которого необходим подъем колонны НКТ;
- отсутствие возможности активного воздействия на газожидкостный поток с целью повышения эффективности дробления капель пластовой жидкости и транспортирования последних на поверхность;
- невозможность автоматического поддержания расчетного перепада давления на устройстве и отсутствие сифонного эффекта;
- при достаточно большом столбе жидкости в колонне НКТ над устройством, например, 20-30 м, что соответствует давлению 2-3 атм, возможно перемещение диффузора (золотника) с шаром вниз и открытие гидравлической связи полости колонны НКТ с полостью скважины, что приводит к попаданию жидкости на забой.A disadvantage of the known device is the inefficiency due to several reasons:
- the impossibility of equipping the well without killing it;
- the impossibility of conducting research in the zone of the reservoir, since the axial channel of the tubing string is occupied by a device, the removal of which requires tubing string lifting;
- the lack of the possibility of active influence on the gas-liquid flow in order to increase the efficiency of crushing drops of formation fluid and transporting the latter to the surface;
- the inability to automatically maintain the calculated pressure drop across the device and the absence of a siphon effect;
- with a sufficiently large column of liquid in the tubing string above the device, for example, 20-30 m, which corresponds to a pressure of 2-3 atm, it is possible to move the diffuser (spool) with the ball down and opening the hydraulic connection between the tubing string cavity and the well cavity, which leads to liquid entering the face.
Технический результат заключается в повышении эффективности работы ввиду следующих причин:
- возможности проведения исследовательских работ без остановки скважины и поднятия колонны НКТ на дневную поверхность за счет автономного спуска-подъема устройства;
- обеспечения сифонного эффекта, активного воздействия на газожидкостный поток и дробления капель пластовой жидкости до структуры тумана, автоматического поддержания расчетного перепада давления на устройстве с возбуждением в газожидкостном потоке волн давления и расхода за счет возникновения гидравлических связей и колебаний шара в поперечном и осевом направлениях.The technical result is to increase work efficiency due to the following reasons:
- the possibility of conducting research work without stopping the well and raising the tubing string to the day surface due to the autonomous launching and lifting of the device;
- providing a siphon effect, actively influencing the gas-liquid flow and crushing the droplets of the formation fluid to the fog structure, automatically maintaining the calculated pressure drop across the device with excitation of pressure and flow waves in the gas-liquid flow due to the occurrence of hydraulic connections and ball vibrations in the transverse and axial directions.
Технический результат достигается с помощью известного устройства, содержащего корпус, нижнюю опорную поверхность, включающую ограничитель и шаровой обратный клапан, диффузор, установленный в осевом канале корпуса, и верхнюю опорную поверхность, в котором нижняя опорная поверхность установлена с возможностью образования щелевого зазора с нижней поверхностью диффузора и дополнительно содержит подпружиненный полый шток, образующий кольцевой зазор с ограничителем, и торцовый клапан, жестко закрепленный на внешней стороне полого штока, опирающийся на ограничитель, причем шаровой обратный клапан установлен в осевом канале полого штока, а диффузор дополнительно содержит перфорированную перегородку и выполнен в виде втулки с коническим осевым каналом и тангенциальными каналами в нижней части, и образует кольцевую камеру, гидравлически связанную с осевыми каналами корпуса и диффузора, а верхняя опорная поверхность дополнительно содержит перфорированную перегородку с коническим опорным выступом, входящим в осевой канал диффузора, подпружиненную относительно корпуса и установленную с возможностью осевого перемещения. The technical result is achieved using a known device comprising a housing, a lower supporting surface including a limiter and a ball check valve, a diffuser installed in the axial channel of the housing, and an upper supporting surface in which the lower supporting surface is configured to form a gap with the lower surface of the diffuser and further comprises a spring-loaded hollow rod forming an annular gap with a limiter, and a mechanical valve rigidly fixed to the outside of the hollow rod, based on the limiter, and the ball check valve is installed in the axial channel of the hollow rod, and the diffuser additionally contains a perforated baffle and is made in the form of a sleeve with a conical axial channel and tangential channels in the lower part, and forms an annular chamber hydraulically connected with the axial channels of the housing and the diffuser and the upper abutment surface further comprises a perforated partition with a conical abutment protrusion included in the axial channel of the diffuser, spring-loaded relative to the housing and installed with the possibility of axial movement.
Анализ изобретательского уровня показал следующее: известно устройство для удаления жидкости с забоя газовой скважины, в котором имеется аналогичное выполнение тангенциальных каналов в виде прорезей, размещенных тангенциально к продольной оси диспергатора. An analysis of the inventive step showed the following: a device is known for removing liquid from the bottom of a gas well, in which there is a similar embodiment of tangential channels in the form of slots placed tangentially to the longitudinal axis of the dispersant.
Известно устройство для удаления жидкости из газовых и газоконденсатных скважин, в котором образована кольцевая камера, гидравлически связанная с осевым каналом (см. п. 2058476 от 22.06.93г. по кл. Е 21 В 43/00, опубл. в ОБ 11, 1996г.). Известен гидравлический шаровой вибратор с верхним опорным выступом, седлом, шаром и коническим осевым каналом (см. п. 2148148 от 17.11.97г. по кл. Е 21 В 28/00, опубл. в ОБ 12, 2000г.). Более того, известно устройство для воздействия на призабойную зону с коническим осевым каналом, подпружиненным полым штоком (поршнем) с седлом и шаром, установленное в корпусе с возможностью образования кольцевой камеры (см. а.с. 1535971 от 24.09.87г. по кл. Е 21 В 43/00, опубл. в ОБ 2, 1990г.). Таким образом, совокупность конструктивных элементов отличительной части формулы изобретения, дающих вышеуказанный технический результат, не выявлена по источникам известности, т.е. обладает изобретательским уровнем. A device for removing liquid from gas and gas condensate wells is known, in which an annular chamber is formed which is hydraulically connected to the axial channel (see p. 2058476 of 06.22.93 according to class E 21 V 43/00, published in OB 11, 1996 .). Known hydraulic ball vibrator with an upper support ledge, seat, ball and conical axial channel (see p. 2148148 from 11/17/97 according to class E 21 V 28/00, publ. In OB 12, 2000). Moreover, a device is known for influencing the bottom-hole zone with a conical axial channel, a spring-loaded hollow rod (piston) with a seat and a ball mounted in the housing with the possibility of forming an annular chamber (see AS 1535971 from 09.24.87, class. E 21 B 43/00, published in OB 2, 1990). Thus, the set of structural elements of the distinguishing part of the claims giving the above technical result is not revealed by sources of fame, i.e. possesses an inventive step.
Конструкция заявляемого устройства поясняется следующими чертами:
- на фиг.1 представлено устройство в разрезе, в статическом положении;
- на фиг.2 представлено устройство в разрезе, в положении добычи газа;
- на фиг. 3 представлено устройство в разрезе, при увеличении перепада давления в осевом канале диффузора выше расчетного;
- на фиг.4 показана схема оснащения колонны НКТ устройством.The design of the claimed device is illustrated by the following features:
- figure 1 shows the device in section, in a static position;
- figure 2 presents the device in the context, in the position of gas production;
- in FIG. 3 shows the device in a section, with increasing pressure drop in the axial channel of the diffuser above the calculated;
- figure 4 shows a diagram of the equipment of the tubing string device.
Заявляемое устройство имеет полый цилиндрический корпус 1 с осевым каналом 2, в котором установлена нижняя опорная поверхность. Нижняя опорная поверхность содержит ограничитель 3, полый шток 4, подпружиненный пружиной 5 относительно ограничителя 3, с образованием между ними кольцевого зазора 6. В осевом канале 7 полого штока 4 установлен шаровой обратный клапан, состоящий из седла 8 и шара 9. На внешней стороне полого штока 4 жестко закреплен торцовый клапан 10, опирающийся на ограничитель 3. На нижнем конце полого штока 4 закреплена регулировочная гайка 11. Над нижней опорной поверхностью установлен диффузор 12 с возможностью образования между ними щелевого зазора 13. Диффузор 12 выполнен в виде втулки с коническим осевым каналом 14 и тангенциальными каналами 15 в нижней части. В верхней части диффузор 12 снабжен перфорированной перегородкой 16, связывающей диффузор 12 с корпусом 1. Диффузор 12 образует с корпусом 1 кольцевую камеру 17, гидравлически связанную перфорационными отверстиями 18, выполненными в перфорированной перегородке 16, с осевым каналом 2 корпуса 1. Тангенциальные каналы 15 гидравлически соединяют кольцевую камеру 17 с коническим осевым каналом 14 диффузора 12. Над диффузором 12 установлена верхняя опорная поверхность, которая состоит из перфорированной перегородки 19 с перфорационными отверстиями 20 и коническим опорным выступом 21, входящим в конический осевой канал 14 диффузора 12. Верхняя опорная поверхность подпружинена пружиной 22 относительно корпуса 1. The inventive device has a hollow
Устройство для колонны НКТ диаметром 114 мм имеет следующие габариты:
наружный диаметр, мм - 96
диаметр осевого канала полого штока, мм - 30
длина, мм - 270
масса, кг - 11
Работа устройства
На устье скважины перед спуском устройства в осевой канал колонны НКТ его настраивают на технологический режим (фиг.1). Устройство устанавливают на нижнем конце пакерующего устройства и через лубрикатор опускают в действующую скважину с установкой на заданной глубине. Устройство фиксируют в стыке труб муфтового соединения с перекрытием кольцевого зазора уплотнителем. При открытии задвижки на устье скважины (фиг.2) газожидкостный поток поступает в осевой канал полого штока 4 и отжимает шар 9 вверх до контакта с коническим опорным выступом 21 верхней опорной поверхности. При этом между шаром 9 и седлом 8 образуется кольцевой зазор, по которому газожидкостная смесь поступает в конический осевой канал 14 диффузора 12, обтекая шар 9. За счет неустойчивого положения шара 9 в коническом осевом канале 14 диффузора 12 последний совершает поперечные колебания с высокой частотой. При перепаде давления на шаре 9, превышающем усилие сжатия пружины 22, верхняя опорная поверхность приподнимается вверх относительно диффузора 12, что приводит к подъему шара 9 на новый уровень относительно седла 8 нижней опорной поверхности и диффузора 12 с соответствующим увеличением кольцевого зазора между его стенкой и шаром 9. Это приводит к увеличению расхода газожидкостной смеси через устройство, снижению перепада давления на шаре 9, изменению-уменьшению частоты колебаний. При снижении давления шар 9 может автоматически опуститься на какую-то величину вниз, с повторением процесса подъема-перемещения. Усилие пружины 22 подобрано таким образом, что перепад давления на шаре 9 можно изменить в малом диапазоне порядка 0,1-0,15 атм. Газожидкостная смесь проходит по коническому осевому каналу 14 диффузора 12, далее через перфорационные отверстия 20 в перфорированной перегородке 19 подается в осевой канал 2 корпуса 1 и далее по колонке НКТ на устье скважины. Колебания шара 9 в коническом осевом канале 14 диффузора 12 в поперечном и осевом направлениях приводят к наложению на газожидкостный поток пульсирующих колебаний расхода и давления и дроблению капель пластовой жидкости до структуры тумана. При подъеме газожидкостного потока по колонке НКТ мельчайшие капельки пластовой жидкости укрупняются и конденсируются на стенке НКТ с образованием пленки. Практика показывает, что пленочная жидкость постепенно стекает по стенке трубы к месту установки устройства и через перфорационные отверстия 20 в перегородке 19, перфорационные отверстия 18 в перфорированной перегородке 16 диффузора 12 скапливается в кольцевой камере 17. Из кольцевой камеры 17 по тангенциальным каналам 15 диффузора 12 жидкость за счет действия сифонного эффекта подсасывается в конический осевой канал 14 и вновь увлекается потоком в колонку НКТ.The device for the tubing string with a diameter of 114 mm has the following dimensions:
outer diameter mm - 96
the diameter of the axial channel of the hollow rod, mm - 30
length, mm - 270
weight, kg - 11
Device operation
At the wellhead, before the device is lowered into the axial channel of the tubing string, it is adjusted to the technological mode (Fig. 1). The device is installed on the lower end of the packing device and lowered through the lubricator into an existing well with installation at a given depth. The device is fixed at the junction of the pipe coupling with the overlap of the annular gap with a sealant. When the gate valve is opened at the wellhead (Fig. 2), the gas-liquid flow enters the axial channel of the
В случае, если перепад давления на шаре 9 превысит допустимый, определяемый условиями эксплуатации скважины (фиг. 3), например, давление газа в промысловом коллекторе, влияние соседней скважины и т. д., что приведет в конечном итоге к остановке процесса добычи, то под действием увеличенного перепада давления нижняя опорная поверхность перемещается вверх относительно ограничителя 3 с отрывом от него торцового клапана 10, сжатием пружины 22 и подачей газожидкостной смеси по кольцевому зазору 6 в кольцевую камеру 17 с увеличенным расходом. Подача газожидкостной смеси сохраняется также и через диффузор 12 с сохранением процесса дробления капель и выносом в осевой канал колонны НКТ. If the pressure drop across the
При снижении перепада давления до расчетного усилием пружины 22 нижняя опорная поверхность возвращается в исходное положение с посадкой торцового клапана 10 на ограничитель 3 и прекращением гидравлической связи кольцевого зазора 6 с кольцевой камерой 17. When the pressure drop decreases to the calculated force of the
При остановке процесса добычи газа шар 9 садится на седло 8, перекрывая связь полости колонны НКТ с продуктивным пластом. Пластовая жидкость, находящаяся в виде пленки на стенке колонны НКТ, постепенно стекает вниз и скапливается над шаром 9, тем самым исключая ее попадание в зону продуктивного пласта, с соответствующим его глушением при малом пластовом давлении и высоким столбом жидкости. When the gas production process is stopped, the
Количество устройств, устанавливаемых в скважине, рассчитывают исходя из конкретных условий эксплуатации, конструкции скважины, дебита газа и жидкости (см. а.с. 1391201 от 18.06.86г. по кл. Е 21 В 43/00, опубл. в ОБ 11 (ч. II), 1999г.). При остановке скважины общий объем жидкости, имеющейся в колонне НКТ, разделяется на объемы жидкости, скапливающиеся над каждым устройством. При повторном запуске скважины газ барботирует через жидкость над каждым устройством с постепенным газированием столба жидкости и выносом ее на поверхность. The number of devices installed in the well is calculated on the basis of specific operating conditions, the design of the well, the flow rate of gas and liquid (see AS 1391201 dated 06/18/86 according to class E 21 B 43/00, published in OB 11 ( Part II), 1999). When the well stops, the total volume of fluid available in the tubing string is divided into the volumes of fluid that accumulate above each device. When the well is restarted, gas sparges through the liquid above each device with a gradual aeration of the liquid column and its removal to the surface.
Заявляемое устройство прошло стендовые испытания и является широко применимым, т.к. меняя габариты устройства, его можно использовать при работе в колонне НКТ различного диаметра. The inventive device has passed bench tests and is widely applicable, because changing the dimensions of the device, it can be used when working in a tubing string of various diameters.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000125118/03A RU2186946C2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Device for removal of fluid from bottom hole of gas well |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000125118/03A RU2186946C2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Device for removal of fluid from bottom hole of gas well |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2186946C2 true RU2186946C2 (en) | 2002-08-10 |
RU2000125118A RU2000125118A (en) | 2002-08-27 |
Family
ID=20240671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000125118/03A RU2186946C2 (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Device for removal of fluid from bottom hole of gas well |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2186946C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7428929B2 (en) | 2003-06-03 | 2008-09-30 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for lifting liquids from gas wells |
CN112943174A (en) * | 2021-04-26 | 2021-06-11 | 陕西欣泰嘉石油科技有限公司 | Sealed shaft forced drainage tool and method for gas well |
-
2000
- 2000-10-04 RU RU2000125118/03A patent/RU2186946C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7428929B2 (en) | 2003-06-03 | 2008-09-30 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for lifting liquids from gas wells |
CN112943174A (en) * | 2021-04-26 | 2021-06-11 | 陕西欣泰嘉石油科技有限公司 | Sealed shaft forced drainage tool and method for gas well |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7287597B2 (en) | Device for improving oil and gas recovery in wells | |
US5083609A (en) | Down hole jet pump retrievable by reverse flow and well treatment system | |
US8122962B2 (en) | Apparatus and method for deliquifying a well | |
RU2188970C1 (en) | Downhole jet plant | |
US8322445B2 (en) | Well jet device | |
RU2188342C1 (en) | Method of operation of well jet plant at testing and completion of wells, and well jet plant | |
US10174592B2 (en) | Well stimulation and cleaning tool | |
RU2186946C2 (en) | Device for removal of fluid from bottom hole of gas well | |
US20060225886A1 (en) | Downhole jet pump | |
RU2106540C1 (en) | Well jet pumping unit | |
WO2007126331A1 (en) | Method for operating a jet device for developing and operating oil- and-gas wells | |
RU2374429C1 (en) | Low-permiability reservoir bottomhole cleaning device | |
RU2132933C1 (en) | Combined method and equipment for operating producing well | |
RU2560969C2 (en) | Borehole ejector | |
RU2222717C1 (en) | Well jet plant for alternating hydrodynamic bottom hole zone treatment | |
RU2181167C1 (en) | Jet plant for completion of wells and postcompletion tests | |
RU2460869C1 (en) | Down-hole installation for effect on bottomhole formation zone | |
RU2612392C1 (en) | Device for making perforation holes | |
SU1677282A1 (en) | Borehole gas-and-sand separator | |
RU2230943C1 (en) | Jet unit for testing and completion of wells | |
SU933954A1 (en) | Apparatus for constructing gravel filter | |
RU2196249C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit | |
RU2058476C1 (en) | Gear removing fluid from gas and gas-and-condensate wells | |
RU1803609C (en) | Gas lift | |
RU2451159C1 (en) | Well cleaning method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031005 |