WO1998032949A1

WO1998032949A1 - Device for rinsing gas and oil bore holes of underground extraction machinery

Info

Publication number: WO1998032949A1
Application number: PCT/EP1998/000298
Authority: WO
Inventors: Manfred Müller
Original assignee: Mobil Erdgas Erdoel GmbH; Mobil Oil AS
Current assignee: Mobil Erdgas Erdoel GmbH; Mobil Oil AS
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1998-01-21
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 1999-07-23
Also published as: NO993545D0; CA2278126A1; DE19702197C1; EP0954676A1; NO993545L

Abstract

The invention relates to a device for rinsing gas and oil bore holes of underground conveyor equipment, in which the bore holes have been tubed with a prepunched liner. The device has a rinsing jet with a plurality of aligned jets and a jet body, at the front end of which is the rinsing jet, and at the rear end of which is a flushing agent conduit which can be introduced into the bore hole. The flushing agent conduit is connected to a flushing agent source that is under hydraulic pressure. On the jet body (11), distributed along the perimeter, a plurality of tongues or lamellae (13) is accommodated, which spread outwards during rinsing, and decrease the ring cross-section between jet body (11) and the wall of the bore hole and/or of the hole liner.

Description

Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung Device for flushing gas and oil wells in underground mining equipment

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spülen von Gas- und Ölbohrungen einer Untertage-Förderausrüstung, bei welcher die Bohrungen mit einem vorgelochten Liner verrohrt worden sind, aufweisend eine Spüldüse mit einer Mehrzahl von ausgerichteten Düsen, einem Düsenkörper, an dessen vorderen Ende die Spüldüse und an dessen hinteren Ende eine in die Bohrung einführbare Spülmittelleitung angeordnet ist, wobei die Spülmittelleitung mit einer unter hydraulischem Druck stehenden Spülmittelquelle verbunden ist.The invention relates to a device for flushing gas and oil wells in underground mining equipment, in which the wells have been piped with a pre-perforated liner, comprising a flushing nozzle with a plurality of aligned nozzles, a nozzle body, at the front end of which the flushing nozzle and at the rear end of which a detergent line that can be inserted into the bore is arranged, the detergent line being connected to a source of detergent under hydraulic pressure.

In horizontalen Gas- und Ölbohrungen wird aus Gründen der Gebirgsstabilität und um die Befahrbarkeit der Horizontalstrecke mit Spülmittelleitung (Coiled Tubing, Endlosrohr) oder Gestänge langfristig zu gewährleisten, der Träger in der Regel mit einem vor dem Einbau gelochten Liner verrohrt, der nicht zementiert wird.In horizontal gas and oil wells, for reasons of rock stability and to ensure the long-term accessibility of the horizontal line with detergent line (coiled tubing, endless pipe) or rods, the support is usually piped with a liner that is perforated before installation and is not cemented.

Es ergibt sich häufig die Notwendigkeit, durch eine Waschbehandlung die Formation hinter dem Liner zu reinigen, um die Produktivität der Bohrung zu verbessern. Hierfür wird eine Spüldüse an einer Spülmittelleitung (Coiled Tubing) durch die bestehende Untertage -Förderausrüstung eingefahren; der grösstmögliche Aussendurchmesser der Spüldüse ist dabei durch Restriktion in der Untertage-Ausrüstung begrenzt (Untertagesicherheitsventil, Packer, Landenippelprofile) , die einen deutlich kleineren Innendurchmesser aufweisen als die Endverrohrung. Dementsprechend groß verbleibt der Fliessquerschnitt der Spüldose und dem Innendurchmesser des Liners . Der größte Teil der Behandlungsflüssigkeit fliesst daher innen im Ringraum zwischen Spüldose / Coiled Tubing und Lochliner zurück und kommt nicht mit der Bohrlochwandung hinter dem Liner in Kontakt. Eine ausreichende Reinigung der Bohrlochwand kann daher nicht gewährleistet werden.There is often a need for a wash treatment to clean the formation behind the liner to improve the productivity of the well. For this purpose, a flushing nozzle on a detergent line (coiled tubing) is inserted through the existing underground conveyor equipment; The largest possible outside diameter of the flushing nozzle is limited by restrictions in the underground equipment (underground safety valve, packer, landing nipple profiles), which have a significantly smaller inside diameter than the end piping. The flow cross-section of the flushing can and the inner diameter of the liner remain correspondingly large. Most of the treatment liquid flows therefore back inside the annulus between the flushing can / coiled tubing and the hole liner and does not come into contact with the borehole wall behind the liner. Adequate cleaning of the borehole wall can therefore not be guaranteed.

A method for directionally applying high pressure jets to well casing to clean openings in the casing, liner and the adjacent geologic formation which are plugged with foreign matter is known from US Patent 5 060 725. High velocity jets of liquid are used to remove plugging material rom the openings . Power swivels per it rotation and Kelly hoses allow reciprocation of the jet tool and tubing string while maintaining high pressure in the apparatus .A method for directionally applying high pressure jets to well casing to clean openings in the casing, liner and the adjacent geologic formation which are plugged with foreign matter is known from US Patent 5,060,725. High velocity jets of liquid are used to remove plugging material rom the openings. Power swivels per it rotation and Kelly hoses allow reciprocation of the jet tool and tubing string while maintaining high pressure in the apparatus.

Furthermore a tool for washing perforations in a casing set in a well bore is known form US Patent 3 760 878. It includes a cylindrical housing having an upper port, and a lower port. The housing is connected to the lower end of a string of tubing hung from the well bore. The housing has various packers and passages so that cleaning fluid circulated down the annulus between the tubing string and casing flows in through the first port and out the second port through perforations at the same level as the second port. The cleaning fluid return through lower perforations in the casing carrying sand or other plugging material with it and is returned up the tubing string.Furthermore, a tool for washing perforations in a casing set in a well bore is known form US Patent 3,760,878. It includes a cylindrical housing having an upper port, and a lower port. The housing is connected to the lower end of a string of tubing hung from the well bore. The housing has various packers and passages so that cleaning fluid circulated down the annulus between the tubing string and casing flows in through the first port and out the second port through perforations at the same level as the second port. The cleaning fluid return through lower perforations in the casing carrying sand or other plugging material with it and is returned up the tubing string.

Der nicht zu beeinflussende Verlauf des Flüssigkeitsstromes hinter den Liner führte in der Vergangenheit dazu, dass ein größeres Flüssigkeitsvolumen als rein rechnerisch erforderlich war, verpumpt werden mußte. Dabei war noch nicht einmal sicher, ob die Waschflüssigkeit überhaupt die Bohrlochwand erreichte und den vorgesehenen Zweck erfüllte. Es ist weiterhin bekannt, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art einen ringförmigen aufweitbaren Teil vorzusehen, der am Düsenkörper angebracht ist. Befindet sich dieser Körper unter genügend hohem Innendruck, so kann er sich bei der richtigen Dimensionierung an die Wandung des Bohrlochs oder des Liners anlegen und eine gewünschte Abdichtung für die Waschflüssigkeit schaffen. Der Nachteil bei dieser Ausführungsform ist jedoch, dass der Düsenkörper und damit die Düsen während des Einpumpens der Waschflüssigkeit nicht bewegt werden können und dass der Ring einem außerordentlich hohen Verschleiss ausgesetzt ist.In the past, the course of the liquid flow behind the liner, which could not be influenced, meant that a larger liquid volume than was required purely by calculation had to be pumped. It was not even certain whether the washing liquid even reached the borehole wall and served the intended purpose. It is also known to provide an annular expandable part which is attached to the nozzle body in a device of the type mentioned at the outset. If this body is under sufficiently high internal pressure, it can lie on the wall of the borehole or liner with the correct dimensions and create a desired seal for the washing liquid. The disadvantage of this embodiment, however, is that the nozzle body and thus the nozzles cannot be moved while the washing liquid is being pumped in, and that the ring is exposed to extremely high wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art einerseits sicherzustellen, dass die Waschflüssigkeit die vorgesehenen Bereiche tatsächlich erreicht und dass während des Einleitens der Waschflüssigkeit der Düsenkörper in beiden Richtungen bewegt werden kann.The object of the invention is, on the one hand, to ensure in a device of the type mentioned at the outset that the washing liquid actually reaches the intended areas and that the nozzle body can be moved in both directions during the introduction of the washing liquid.

Erreicht wird dies durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche angegebenen Merkmale.This is achieved by the features specified in the characterizing parts of the claims.

Am Beispiel der Spüldüse gemäß der Erfindung soll das System erläutert werden. Nach hydraulischer Vergrößerung des Außendurchmessers der Spüldüse wird der Fliessquerschnitt zwischen der Spüldüse und dem Innendurchmesser des Lochliners während des Pumpvorganges deutlich verkleinert, um damit eine Zwangsumlenkung der Behandlungsflüssigkeit in den Ringraum Lochliner / Bohrlochwand herbeizuführen. Während des Einbaues ist der Durchmesser des Gerätes den vorgegebenen Restriktionen in der Komplettierung angepaßt. Beim Verpumpen der Behandlungsflüssigkeit vor Ort öffnen ab einer bestimmten Pumprate federartig sechs Lamellen oder Segmente aus Metall (Diverter) , die den Fliessquerschnitt im Ringraum zwischen Spüldüse und Lochliner reduzieren und die Zwangsumlenkung des Flüssigkeitsstromes hinter den Lochliner bewirken. Nach Reduzierung der Pumprate gehen die Segmente auf den ursprünglichen Außendurchmesser zurück und das Gerät kann durch die Restriktionen ausgebaut werden. Da die Diverter aus Metall sind, unterliegen sie keinem nennenswerten Verschleiss; das „Aktivieren der Diverter ist daher beliebig oft durch Veränderung der Pumprate wiederholbar. Auch kann das Gerät während des Pumpens gefahren werden, da es trotz aktivierter Diverter nicht im Liner fixiert ist.The system will be explained using the example of the flushing nozzle according to the invention. After hydraulically increasing the outside diameter of the flushing nozzle, the flow cross-section between the flushing nozzle and the inside diameter of the hole liner is significantly reduced during the pumping process, in order to bring about a forced deflection of the treatment liquid into the ring liner / hole wall. During installation, the diameter of the device is adapted to the specified restrictions in the completion. When the treatment liquid is pumped in on site, spring-like six slats or metal segments (diverters) open from a certain pumping rate, which reduce the flow cross-section in the annular space between the flushing nozzle and the liner and the forced deflection of the Cause liquid flow behind the liner. After reducing the pumping rate, the segments go back to the original outer diameter and the device can be removed due to the restrictions. Since the divers are made of metal, they are not subject to any significant wear; “Activating the diverters can therefore be repeated any number of times by changing the pumping rate. The device can also be operated while pumping, as it is not fixed in the liner despite the activated diverter.

Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann mit einem relativ geringen Volumen der Waschflüssigkeit gearbeitet werden, so dass der Reinigungsgrad deutlich verbessert ist und die Arbeitszeit, die hiermit verbunden ist, ebenfalls.With the aid of the device according to the invention, it is possible to work with a relatively small volume of the washing liquid, so that the degree of cleaning is significantly improved, and so is the working time associated therewith.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing, for example.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Schnittansicht, wobei die Lamellen in der einge- fahreren Position gezeigt sind.1 shows a device according to the invention in a sectional view, the slats being shown in the retracted position.

Fig. 2 zeigt die entsprechende Darstellung mit ausgefahrenen Lamellen.Fig. 2 shows the corresponding representation with the slats extended.

In der Figur ist ein Düsenkörper lϊ gezeigt, an dessen oberen Ende eine Verschraubung 12 angebracht ist, die ihrerseits mit der nicht gezeigten Wasch- oder Spülmittelleitung verbunden ist. Am unteren, dem vorderen Ende des Düsenkörpers 11 befindet sich ein Düsenkopf 10 mit einer Mehrzahl ausgerichteter Düsen.In the figure, a nozzle body lϊ is shown, at the upper end of a screw 12 is attached, which in turn is connected to the detergent or dishwasher line, not shown. At the lower, the front end of the nozzle body 11 there is a nozzle head 10 with a plurality of aligned nozzles.

Mit Hilfe der vorangehend beschriebenen Teile kann über eine Druckmittelquelle Waschflüssigkeit über die Waschmittelleitung und über die Verschraubung 12 in den Innenraum des Düsenkörpers 11 unter genügend hohem Druck geführt werden, so dass das Waschmittel aus den Düsen des Düsenkörpers 10 austritt.With the help of the parts described above, washing liquid can be fed via a pressure medium source via the detergent line and via the screw connection 12 into the interior of the Nozzle body 11 are guided under sufficiently high pressure so that the detergent emerges from the nozzles of the nozzle body 10.

Am Düsenkörper gemäß der Erfindung sind jedoch noch weitere Teile vorgesehen, nämlich insgesamt sechs über den Umfang verteilte Lamellen, von denen nur zwei in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind und die dort die Bezugszahlen 13 tragen. Diese Lamellen 13 sind an einem Korb 15 so befestigt, dass sie eine nach außen gespreizte Lage einnehmen wollen, etwa diejenige, die in Figur 2 gezeigt ist. Die Lamellen können jedoch in der Betriebslage nach Fig. 1 diese Lage deshalb nicht einnehmen, weil sie von einer Hülse 14 umgeben sind. Die Hülse ist hin- und herbewegbar auf dem Düsenkörper 11 angeordnet und ist an ihrem freien Ende innen konisch ausgestattet, so dass bei relativ geringem Außendurchmesser die Lamellem 13 die in Fig. 1 gezeigte Lage einnehmen, in welcher die Vorrichtung in das Bohrloch eingebracht werden kann, und zwar unabhängig von allen Restriktionen in dem Bohrloch. Die Hülse 14 ist über zwei Dichtungen auf dem Düsenkörper 11 so angeordnet, dass über eine Querbohrung vom Innenraum des Düsenkörpers 11 her Waschmittel auch auf einen in Gegenrichtung vorspringen Teil, der am besten in Fig. 2 zu erkennen ist, einwirken kann. In dieser Lage übt die Waschflüssigkeit eine Kraft auf die Hülse 14 aus, so dass die Hülse 14 aus der in Fig. 1 gezeigten Lage in die in Fig. 2 gezeigte Lage übergeht. Durch die Axialverschiebung können die Lamellen 13 sich nach außen spreizen und wie in Fig. 2 gezeigt, sich an die Innenwandung des Bohrlochs bzw. des Liners anlegen. Auf diese Art und Weise entsteht die gewünschte Absperrung des Raumes hinter dem Düsenkörper, so dass die austretende Wasch- und Spülflüssigkeit in den Raum vor den Düsenkörper eintritt, praktisch jedoch nicht in den Raum hinter dem Düsenkörper. Damit die Hülse 14 die in Fig. 1 gezeigte Lage nach Beendigung des Spülvorganges wieder einnehmen kann, ist auf dem Düsenkörper 11 eine Spirale 16 vorgesehen, welche dafür sorgt, dass die Hülse 14 in die nach vorn gerichtete Lage, wie in Fig. 1 gezeigt, einnimmt. In der in Fig. 2 gezeigten Lage ist jedoch der Druck der Waschflüssigkeit so hoch, dass entgegen der Kraft der Feder die Hülse 14 sich zurückbewegt und die Feder zusammendrückt. Verringert sich dann der Waschmitteldruck wieder, kann die Feder 16 die Hülse in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurückführen.However, further parts are provided on the nozzle body according to the invention, namely a total of six fins distributed over the circumference, only two of which are shown in FIGS. 1 and 2 and which have reference numbers 13 there. These lamellae 13 are attached to a basket 15 in such a way that they want to assume an outwardly spread position, such as that shown in FIG. However, the slats cannot assume this position in the operating position according to FIG. 1 because they are surrounded by a sleeve 14. The sleeve can be moved back and forth on the nozzle body 11 and is conically equipped at its free end on the inside, so that, with a relatively small outside diameter, the fins 13 assume the position shown in FIG. 1, in which the device can be inserted into the borehole , regardless of any restrictions in the borehole. The sleeve 14 is arranged via two seals on the nozzle body 11 such that detergent can also act on a part projecting in the opposite direction, which can best be seen in FIG. 2, via a transverse bore from the interior of the nozzle body 11. In this position, the washing liquid exerts a force on the sleeve 14, so that the sleeve 14 changes from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2. As a result of the axial displacement, the lamellae 13 can spread outwards and, as shown in FIG. 2, lie against the inner wall of the borehole or the liner. In this way, the desired barrier of the space behind the nozzle body is created, so that the emerging washing and rinsing liquid enters the space in front of the nozzle body, but practically not in the space behind the nozzle body. So that the sleeve 14 can assume the position shown in FIG. 1 again after the end of the flushing process, a spiral 16 is provided on the nozzle body 11, which ensures that the sleeve 14 is in the forward-facing position, as shown in FIG. 1 , occupies. In the position shown in FIG. 2, however, the pressure of the washing liquid is so high that the sleeve 14 moves back against the force of the spring and compresses the spring. If the detergent pressure then decreases again, the spring 16 can return the sleeve to the position shown in FIG. 1.

Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, für die Bewegung der Lamellen 13 und der Hülse 14 auch andere Mittel einzusetzen als den hydraulischen Druck der Waschflüssigkeit. It is within the scope of the present invention to use other means for the movement of the slats 13 and the sleeve 14 than the hydraulic pressure of the washing liquid.

Claims

claims

1. Device for flushing gas and oil wells of an underground production equipment, in which the wells have been piped with a pre-perforated liner, comprising a flushing nozzle with a plurality of aligned nozzles, a nozzle body, at the front end of which the flushing nozzle and at the rear At the end of an insertable detergent line is arranged, wherein the detergent line is connected to a hydraulic pressure source of detergent, characterized in that a plurality of tongues or lamellae (13) is arranged on the periphery of the nozzle body (11) and is arranged during the Flushing outwards spreads the ring cross-section between the nozzle body

(11) and lower the wall of the hole or the liner.

2. Device according to claim 1, characterized in that between 4 to 8 lamellae (13) are present distributed uniformly over the circumference of the nozzle body (11).

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the slats (13) are resiliently biased radially outwards.

4. The device according to claim 3, characterized in that the lamellae (13) are formed at their free outwardly projecting ends with bent or rounded sliding parts sliding on the wall.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by an axially on the nozzle body (11) Movable sleeve (14) which in one position applies the fins (13) to the nozzle body (11) and releases the fins in the other position.

6. The device according to claim 5, characterized in that the sleeve (14) is movable by the pump pressure of the detergent.

7. The device according to claim 6, characterized in that the sleeve (14) is designed conically on the inside.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the lamellae (13) in two groups at different axial positions of the nozzle body (11) are arranged offset to one another in the circumferential direction.