Скважинное диспергирующее регулируемое устройство

 

СКВАЖИННОЕ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЕ , РЕГУЛИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент с корпусом, отличающеес я тем, что, с цепью повышения степени диспергирования газожидкостной смеси при переменном дебите скважины за счет обеспечения посто-. янной скорости движения газожидкостного потока, диспергирующий элемент вьтолнен в виде двух рядов упругих пластин с установленными по их концам втулками, нижняя из которых жестко связана с корпусом, а верхняя расположена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упругие пластины образуют кольцевой зазор с внутренней поверхностью колонны лифтовых труб.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„115 72

4(51) Е 21 В 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРьГГий

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3573257/22-03 (22) 01. 04. 83 (46) 15.05..85. Бюл. N 18 (72) Ю.П. Коротаев, С.Н.Закиров, P.Ì.Êoíäðàò, М.М.Билецкий и 9.В.Марчук (71) Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.И. Губкина и Ивано-франковский институт нефти и газа (53) 622.276.5(088.8) .(56) 1. Муравьев И.М., Репин Н.Н.

Исследование многокомпонентных смесей в скважинах. М., "Недра", 1972, с. 137-138.

2. Эртэ Е.П. и др. Интенсификация процессов газлифтной добычи нефти. Научно-технический обзор, сер.

"Нефтепромысловое дело". М., ВНИИОЭНГ, 1978, с. 16-18 (прототип). (54) (57) СКВАЖИННОЕ ДИСПЕРГИРУЮЩЕЕ

PE ГУЛИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент с корпусом, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыаения степени диспергирования гаэожидкостной смеси при переменном дебите скважины за счет обеспечения посто-, янной скорости движения газожидкостного потока, диспергирующий элемент выполнен в виде двух рядов упругих пластин с установленными по их концам втулками, нижняя из которых жестко связана с корпусом, а верхняя расположена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упругие пластины образуют кольцевой зазор с внутренней поверхностью колонны лифтовых труб.

1155728

Изобретение относится к области добычи газа и нефти, в частности к движению газожидкостных смесей в подъемных трубах скважин, и может быть использовано для интенсифика- 5 ции выноса жидкости (воды и углевоФ дородного конденсата) из газовых скважин.

Известно диспергирующее устройство cq стационарной посадкой в муф товых соединениях лифтовых труб, состоящее из штуцера (диафрагмы) или набора штуцеров (диафрагм) для дробления жидкости в газе 1 ).

Недостатками известного устройст- 1 ва являются низкая эффективность диспергирования жидкости в газе и значительные потери давления в устройстве вследствие изменения направления движения газожидкостного потока при входе в него. Кроме того, оно не позволяет поддерживать оптимальную структуру газожидкостного потока в лифтовых трубах при значительных колебаниях дебита скважины.

Наиболее близким к данному является скважинное. диспергирующее устройство, содержащее узел фиксации устройства в муфтовом соединекии 30 колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент с корпусом 2 |.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность диспер-З5 гирования жидкоости в газе, особенно при значительных колебаниях дебита газовых скважин.

Цель изобретения — повышение степени диспергирования газожидкостной 40 смеси при переменном дебите скважины за счет обеспечения постоянной скорости движения газожицкостного потока.

Поставленная цель достигается 45 тем, что в скважинном диспергирующем регулируемом устройстве, содержащем узел фиксации устройства в муфтовом соединении колонны лифтовых труб, узел захвата и диспергирующий элемент50 с корпусом, диспергирующий элемент выполнен в виде двух рядов упругих пластин с установленными по их концам втулками, нижняя из которых жестко связана с корпусом, а верхняя 5$ расположена с возможностью осевого перемещения и подпружинена относительно корпуса, причем упругие пластины образуют кольцевой зазор с внутренней поверхностью колонны лифтовых труб.

На фиг. 1 изображено диспергирующее устройство в рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Скважинное диспергирующее устройство состоит из узлов захвата, фиксации (стопора) и диспергирующего элемента с корпусом. Узлы захвата и фиксации состоят из корпуса подвески 1, оправки 2, двух сегментных сухарей 3, замка 4, ограничителя 5, фиксатора 6, трех сухарей 7 и пружин 8 — 10. Диспергирующий элемент состоит из корпуса (штока) 11, внутреннего ряда упругих пластин 12, внешнего ряда упругих пластин 13, верхней втулки 14, нижней неподвижной втулки 15, пружины 16 и втулки регулирования растяже-, ния пружины 17.

Скважинное диспергирующее регулируемое устройство устанавливается в муфтавом соединении 18 колонны лифтовых труб 19 и удерживается с помощью сухарей 7.

В рабочем положении фиксатор 6 находится вверху, а сухари 7 выдвинуты между торцами труб в муфтовом соединении.

В исходном положении перед спуском скважинного диспергирующего устройства в скважину и в процессе подъема его из скважины фиксатор 6 находится в нижнем положении, а сухари 7 втянуты в гнезда фиксатора.

Спуск и подъем скважинного диспергирующего регулирующего устройства осуществляется методом канатных работ с помощью специального приспособления, включающего спускное устройство и ясс.

Перед спуском скважинного диспергирующего устройства в скважину штоком спускового устройства нажимают на замок 4 и, сжимая пружину 9, перемещают его ниже двух сегментных сухарей 3. При этом под действием пружины 1U, которая находится в сжатом состоянии, внутренний выступ корпуса подвески 1 перемещает сегментные сухари 3 внутрь оправки

Сегментные сухари 3 обжимают головку штока спускового устройства и удерживают диспергатор в зацеплении сп спускным устройством. Сбоку "диснер.гатор — спускное устройство — ясс

1155728 спускают в скважину. На заданной глу-! бине скважинное диспергирующее регулируемое устройство резким ударом ясса вверх останавливают. Под действием силы инерции корпус подвески. 1 перемещается вниз и выдвигает сухари 7 из гнезд фиксатора 6. При последующем плавном подъеме скважинного диспергирующего устройства вверх сухари / заходят в зазор между тор- 10 цами труб в муфтовом соединении 18 и удерживают от дальнейшего перемещения корпус подвески !. Фиксатор 6 вместе с оправкой 2 и замком 4 продолжает перемещаться вверх, сжимая 15 пружину 10. В процессе движения ,вверх сухари 3 проходят внутренний выступ неподвижного корпуса подвески 1 и выдвигаются из оправки 2, освобождая головку штока спускного 20 устройства. Под действием силы сжатия пружины 9 замок 4 перемещается вверх и фиксирует сухари 3 и оправку 2 в рабочем положении. Спускное устройство вместе с яссом поднимают иэ 25 скважины. Фиксатор 6 удерживает сухари 7 в рабочем положении, что предупреждает вертикальные перемещения .скважинного диспергирующего регулируемого устройства. Для подъема 30 диспергатора в скважину спускают спускное устройство и подсоединяют его к диспергатору аналогично.

Скважинное диспергирующее регулируемое устройство работает следую- З5 щим образом.

С помощью специального приспособления скважинное диспергирующее регулируемое устройство устанавливается на заданной глубине в одном щ0 из стыков колонны лифтовых труб..

Диспергирование жидкости осуществляется в кольцевом зазоре между упругими пружинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб.

В процессе эксплуатации скважины газожидкостная смесь поднимается по лифтовым трубам. При подходе к диснергирующему эдемту она плавно изменяет направпение движения и по- 50 ступает в кольцевой зазор, образованный упругими пружинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб. В зазоре образуется зона диспергирования, вызванная резким ув л: -g5 чением скорости движения газа. При этом газожидкостная смесь приобретает высокодисш рсную структуру, характеризующуюся меньшими г1отерями давления по длине колонны лифтовых труб.

Для повышения эффективности выноса жидкости из скважин в условиях значительного колебания дебита газа целесообразно одновременно.с применением диспергирующих устройств осуществлять ввод в газожидкостный поток вспенивающих пдверхностно-активных веществ. В этом случае предложенное диспергирующее устройство способствует созданию наиболее рациональной пенно-кольцевой структуры смеси низкой плотности.Величина зазора между упругими пластинами 12 и 13 и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб зависит от скоростного напора газожидкостного потока и силы растяжения пружины 16, которая регулируется втулкой 17. Под действием скоростного напора газожидкостного потока упругие пластины 12 и 13 распрямляются, втулка 14 перемещается вверх и кольцевой зазор между пругими пластинами и внутренней поверхностью колонны лифтовых труб увеличивается. Величина перемещения втулки 14, а следовательно, и кольцевого зазора определяется силой растяжения пружины 16, которая стремится возвратить упругие пластины в исходное положение. Соответствующим подбором пружины 16 и регулированием силы ее растяжения с помощью втулки 17 можно обеспечить постоянство скорости движения гаэожидкостной смеси в кольцевом зазоре и тем самым оптимальные условия ее диспергирования при значительных колебаниях дебита скважины.

Техническое преимущество предлагаемого скважинного диспергирующего регулируемого устройства по сравнению с известным заключается в обеспечении автоматического поддержания оптимальных гидродинамических условий диспергирования гаэожидкостной смеси при значительных суточных и сезонных колебаниях дебита скважин. В известном устройстве площадь сечения штуцеров, с помощью которых осуществляется диспергирование жидкости, является постоянной и не зависит от дебита скважины. 11оэтому при увеличении дебита скважины возникают неоправданно большие потери давления в диспергаторе, а при снижении дебита сква.

1155728 жины ухудшается степень диспергирования жидкости.

Важным преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом является уменьшение потерь давления при движении через диспергатор газожидкостной смеси и повышении степени диспергирования жидкости sa счет плавного изменения скорости движения потока на входе и выходе диспергирующего элемента. В известном устройстве возникают значительные потери давления, связанные с изменением направления движения жидкости на входе в диспергатор. На выходе известного устройства резко падает скорость движения газожидкостного потока, что приводит к частичному разделению компонент потока, образованию застойных эон по ходу движения за штуцерами и снижению зф фекта диспергирования.

В результате применения предлагаемого устройства снижаются суммар5 ные потери давления в колонне лифтовых труб (в среднем на 10-15K) предотвращаются самопроизвольные остановки скважин в условиях резких колебаний дебита скважиты, продлевается период устойчивой работы газовой скважины за счет использования собственной энергии пластового газа и в среднем на 8-123 увеличиваются суточные отборы газа и конденсата из скважины.

Технико"экономическая эффективность предлагаемого устройства определяется добычей дополнительного количества газа и конденсата.

11557 8

72

Фиг. 2 фНИИПИ Заказ 3066/29 Тираж 540 Подаисире

Филиал ППП "Патеит", г. Уигород, ул.Проектиаа,й