Устройство для обработки гравийного фильтра

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА, состоящее из подводящей и отводящей труб и уплотнителей для перекрытия затрубного пространства, отличающеес я тем, что, с целью повьшения эффективности обработки фильтра путем периодического принудительного из3 , менег я направления и скорости гид , равлических потоков промывочной жидкости , снабжено дополнительной отводящей трубой и распределителем потока , размещенным в подводящей трубе , состоящим из гидроцилиндра с жиклером, дифференциального поршня с удлинителем, выполненных с осевым каналом и отверстиями в стенке удлинителя , золотника с пружиной, упора , и возвратной пружины, размещенной в нижней части гидроцилиндра, при этом надпорщневая полость гидроцилиндра сообщается через жиклер с подводящей трубой, подпоршневая - с VO отводящей, а осевой канаа дифференциального псзрщня и удлинителя сообщается с затрубным пространством и через отверстие в удлинителе с подпорщневой полостью гидроцнлиндра. 2. Устройство по п 1, отличающееся тем, что отводящие трубы снабжены регулировочными клапанами .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 4(51) Е 03 В 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2948768/29-26 (22) 30.06,80 (46) 23.02,85. Бюл. У 7 (72) Ф.Г.Аржанов, А.P.Ãàðóøåâ, В.Н.Коршунов, В,А.Кувшинов и В.А.Машков (711 Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти (53) 628.)12.2 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 615188, кл. Е 02 В 3/24, опублик.

15.07,78.

2. Патент США Ф 3945436, кл. 166-303, 23.06.76. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА, состоящее из подводящей и отводящей труб и уплотнителей для перекрытия затрубного пространства, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения эффективности обработки фильтра путем периодического принудительного из„„SU„„1141168 А менения направления и скорости гид, равлических потоков промывочной жидкости, снабжено дополнительной отводящей трубой и распределителем потока, размещенным в подводящей трубе, состоящим из гидроцилиндра с жиклером, дифференциального поршня с удлинителем, выполненных с осевым каналом и отверстиями в стенке удлинителя, золотника с пружиной, упора.и возвратной пружины, размещенной в нижней части гидроцилиндра, при этом надпоршневая полость гидроцилиндра сообщается через жиклер с подводящей трубой, подпоршневая — с отводящей, а осевой канал дифференциального поршня и удлинителя сообщается с затрубным.-пространством и через отверстие в удлинителе с подпоршневой полостью гидроцилиндра.

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отводящие трубы снабжены регупировочными клапанами.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может

: быть использовано для восстановления дебита пескопроявляющих скважин, Известно устройство для обработки гравийного фильтра скважины, содержащее наземный вибратор, жестко связанный с колонной труб, на внешней стороне которой расположены диски с окнами и обратными клапанами.

Внутри трубы установлена перегородка

1на одном уровне с дисками.

При включении вибратора диски с окнами, расположенные на колонне труб, совершают продольнонаправленные колебания, возбуждая в скважине импульсы гидродинамического давления, которые воздействуют на гравийный фильтр и стенки скважины. Через обратные клапаны производится перекачка жидкости в интервалах между дисками. Импульсный поток, создаваемый при вибрировании рабочего органа, распространяется в призабойную зону. При циркуляции мелких частиц в импульсном потоке облегчается их последующий вынос из скважины через окна, расположенные в верхней части рабочего органа под обратным клапаном, обеспечивающим соединение восходящего потока жидкости из скважины в процессе создания гравийной набивки. При перемещении.колонны труб вниз обратные клапаны закрыты, при движении вверх — открыты 113 °

К недостаткам устройства следует отнести необходимость применения специального наземного оборудования, невозможность получения после обработки плотной гравийной набивки, а также наличие длинного связующего звена между вибратором и рабочим органом устройства — колонны труб.

Это снижает эффективность проведения процесса очистки, так как колонна труб является в этом случае демпфером.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее отводящую и подводящую трубы и уплотнители для перекрытия затрубного пространства, выполненные в виде удлиненньгх пакетов, размещенных на определенном расстоянии друг от друга на внешней

+ поверхности отводящей трубы. Между вторым и третьим пакерами, считая

I 141 68 сверху, в отводяшей трубе имеются отверстия. Подводящая труба через колонну насосно-компрессорных труб связана с наземным источником давления и с полостью скважины между первым и вторым, третьим и четвертым пакерами 12 ), Однако обработка пласта или гра вийной набивки в пределах одной установки осуществляется стационарным

ПОТОКОМ ПРОМЫВОЧНОИ ЖИДКОСТИ, ЧТО снижает эффективность выноса мелких закупоривающих частиц и может.привести к снижению плотности гравий-. ной набивки . Наличие двух одновременно действующих потоков, восходящего и нисходящего, не дает возмож5

15 ности провести эффективную обработку одного из ийтервалов, так как промывочная жидкость направляется по интервалу, который обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, т.е, менее загрязнен. При этом некоторые интервалы практически не проходят обработку потоком промыьочной жидкости. При проведении обработки невозможно осуществить контроль за качеством обработки каждого интервала.

Пелью изобретения является повышение эффективности обработки гравийного фильтра путем периодического принудительного изменения направления и скорости гидравлических потоков промывочной жидкости. . I

2O

50.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее подводящую и отводящую трубы и уплотнители для перекрытия затрубного пространства, снабжено дополнительной отводящей трубой и размещенным в подводящей трубе распределителем потока, состоящим из гидроцилиндра с жиклером, дифференциального поршня с удлинителем, выполненных с осевым— каналом и отверстиями в стенке удлинителя, золотника с пружиной, упора и возвратной пружины, расположенной в нижней части гидроцилиндра, при этом надпоршневая полость гидроцилиндра сообщается через жиклер с подводящей трубой, подпоршневая— с отводящей, а осевой канал дифференциального поршня и удлинителя сообщается с затрубным пространством и через отверстие в удлинителе с подпоршневой полостью гидроцилиндра.!

141168

Причем отводящие трубы снабжены регулировочными клапанами, На фиг.l показано устройство для обработки гравийного фильтра в положении, когда осуществляется восходящий поток промывочной жидкости через гравийный фильтр, распределитель и далее на поверхность; на фиг.2 устройство в .момент переключения потока промывочной жидкости по фильтру на нисходящий; на фиг.3 — сече/ ние А-А на фиг.11 на фиг,4 — золотник во время восходящего потока промывочной жидкости в гравийном фильтре.

Устройство для обработки .гравииного фильтра содержит подводящуЮ трубу 1, связанную верхним концом с колонной насосно-компрессорных труб . 1,НКТ) 2. Труба 1 свободно проходит внутри обсадной колонны 3 и щелевого фильтра 4 и содержит на внешней стороне уплотнители 5-7, которые перекрывают кольцевой зазор между трубой 1 и внутренней поверхностью

25 обсадной колонны 3, а также щелевого фильтра 4, Внутри трубы 1 закреплен распределитель 8 потока, связанный с отводящей трубой 9, выходящей нижним концом из наружной поверхности трубы между уплотнителями 5 и 6. Труба 9 снабжена регулировочным клапаном 10: В трубе 1 ниже распределителя потока установлена вторая отводящая труба 11, верхний З5 конец которой выведен на наружную поверхность трубы 1 выше уплотнителя 5, а нижний конец проходит через галушку в торце трубы 1. Во второй отводящей трубе ll установлен регулировочный клапан 12, Между уплотнителями 6 .и 7 труба I имеет отверстия 13, сообщающие ее внутреннюю полость с полостью щелевого фильтра 4. g$

Распределитель 8 потока содержит гидроцилиндр 14, внутри которого установлены дифференциальный поршень 15 и удлинитель 16 имеющие общий осевой канал 17, перекрытый на нижнем конце заглушкой- В нижней части удлинителя 16 выполнены радиальные отверстия 18 и установлен с возможностью перемещения золотник 19 с пружиной 20, имеющий возможность занимать два фиксированных положения.

В средней части гидроцилиндра 14 ниже дифференциального поршня 15 выполнен упор 21, а в нижней части, в месте ооединения с отводящим патрубком 9, установлена возвратная пружина 22. Кольцевая камера 23 между внутренней поверхностью гидроцилиндра 14 и дифференциальным поршнем 15 сообщается через жиклер 24 с внутренней полостью трубы 1, Осевой канал поршня 15 и удлинитель 16 гидравлически связаны через канал 25 с кольцевым межтрубным пространством.

Устройство для обработки гравийного фильтра работает следующим образам.

На колонне НКТ 2 устройство опускают в скважину в-зону продуктивного пласта, оборудованную гравийным фильтром. Уплотнители 5-7 перекрывают кольцевой зазор: в скважине.

Уплотнитель 5 контактирует с внутренней стенкой обсадной колонны 3. Уп". . лотнители 6 и 7 расположены в зоне гравийного фильтра.По колонне НКТ 2 подают поддавлением промывочнуюжидкость, которая поступает во внутренню по" . лость трубы 1,проходит через радиальные отверстия 13 в гравийную набивку за щелевым фильтром 4. Промывочная жидкость протекает на гравийной набивке и возвращается во внутреннюю полость щелевого фильтра 4 под уплотнителем 6, проходит по отводящей трубе 9 через регулировоч» ньгй клапан 10 и поступает во внутреннюю полость гидроцилиндра 14 под дифференциальным поршнем 15. Золотник 19 при этом находится на удлинителе 16 в фиксированном нижнем положении, при котором радйальные отверстия 18 в удлинителе 16 открыты.

Восходящий поток промывочной жидкости вместе с загрязняющими частицами породы поступает из подпоршневой полости в гидроцилиндре 14 через радиальные отверстия 18 в осевой канал 17 и .канал 25, в кольцевое межтрубное пространство скважиньг. Одновременно промывочная жидкость иэ внутренней полости трубы 1 подается через жиклер 24 в кольцевую каме» ру 23;,од дифференциальным поршнем,:5, способствуя его перемещению вниз. Клапан 10 отводящего патрубка 9 открывается при определенном перепаде давления. Регулировочный клапан 12 второго отводящего патруб1141168 ка 11 закрыт, так как он рассчитан на больший перепад давления, чем регулировочный клапан 10. Поскольку давление внутри гидроцилиндра 14 под дифференциальным поршнем 15 ниже 5 давления в кольцевой камере 23 на величину рабочего перепада давления регулировочного клапана 10 и гидродинамических потерь потока промывочной жидкости в .гравийном фильтре и отводящем патрубке 9, то поршень 15 перемещается вниз со скоростью, определяемой расходом промывочной жидкости через жиклер 24. При подходе поршня 15 к крайнему нижнему положению золотник 19 упирается в возвратную .пружину 22,сжимая ее, При дости,жении определенного усилия сжатия пружина 22 переводит золотник 19 в верхнее фиксированное положение, перекрывая при этом радиальные отверстия 19 в удлинителе 16. При этом восходящий поток промывочной жидкости прерывается, давление промывочной жидкости в полости скважины растет, что приводит к открытию при определенном перепаде регулировочного клапана 12 во второй отво-. дящей трубе 11, Промывочная жидкость (фиг.2) направляется по гра- ЗО вийной набивке вниз и через регулировочный клапан 12, отводящую трубу 11 поступает в кольцевое межтрубное пространство скважины и далее на поверхность. При этом на площадь 35 дифференциального поршня 15, равную разности площади сечения гидроцилиндра 14 и кольцевой площади дифференциального поршня 15 в кольцевой камере 23, снизу действует перепад 40 давления, равный рабочему перепаду давления на клапане 12. Под действием этого перепада дифференциальный.поршень 15 перемещается вверх со скоростью, определяемой расходом 45 жидкости через жиклер 24 из кольцевой камеры 23.

При подходе поршня 15 к крайнему верхнему положению золотник 19 через пружину 20 взаимодействует с упором 21. Пружина 20 сжимается и при достижении определенного усилия сжатия перекидывает золотник 19 в нижнее фиксированное положение, тем самым открывая радиальные отверстия 19 удлинителя 16 и переключая поток промывочной жидкости с нисходящего на восходящий, Цикл завершен, В дальнейшем работа устройства повторяется по описанной схеме. Процесс изменения направления движения потока промывочной жидкости по гравийной набивке осуществляется периодически в автоматическом режиме в течение всего времени подачи промывочной жидкости.

При периодическом изменении направления движения потока по гравийному фильтру на противоположное на закупоривающие частицы действуют силы, переменные по величине и направлению. Периодическое"изменение величиньг и направления скорости фильтрации промывочной жидкости способствует улучшению результатов промывки.

Проводя обработку гравийного фильтра на одном интервале, устройство колонной труб перемещают выше на следующий интервал и процесс обработки повторяют, При перемещении на следующий интервал предыдущий интервал обрабатывается только нисходящим потоком, что способствует уплотнению уже промытой гравийной набивки, После обработки гравийного фильтра по всей его мощности устройство колонной НКТ поднимают на поверхность и скважину пускают в эксплуатацию.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства для обработки гравийного фильтра заключается в высокой конечной производительности скважины, увеличении межремонтного периода.

1141168

1141168

Составитель Е.Задорожный

Редактор О.Филиппова Техред С. Йовжий Корректор М.Леонтюк

Заказ 459/24 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4