Циркуляционная обвязка для сооружения гравийного фильтра
Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение эффективности процесса сооружения гравийного фильтра. Для этого в выходном патрубке 27 установлена регулируемая диафрагма 26, на герметичном бункере 19 размещен вибратор 21. Устройство имеет цилиндрическую емкость 30 с отверстием 31 в днище 32 и с эксцентричным входным патрубком 34 в нижней части, с опорами 33 для размещения ее в заполненном жидкостью отстойнике 6, выполненном на поверхности. Устройство также имеет входной патрубок 22 герметичного бункера 19 соединенный со сливной магистралью 14 бункера 19. С патрубком 34 связан выходной патрубок 27. На емкости 30 размещен всасывающий патрубок 35. Гравийную смесь приготавливают в емкости 30 при закрученном потоке, обеспечивающимся расположением патрубка 34. Для поддержания расхода жидкости - носителя с гравием, поступающего в емкость 30, равного расходу смеси в нагнетательной магистрали, в днище 32 выполнено отверстие диаметром 80-120 мм. Через это отверстие из отстойника 29 в емкость 30 поступает жидкость-носитель с расходом, обеспечивающим компенсацию поглощения жидкости-носителя в скважине. В процессе закачки уровень в емкости поддерживается равным уровню в отстойнике 29. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИН оп 4 Е 21 В 43/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4266488/23-03 (22) 22.06.86 (46) 30.07.89. Бюл. № 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) А. Д. Башкатов, П. Е. Ожерельев, А. М. Барский, А. И. Алборов и В. И. Тарабукин (53) 622.245.543 (088.8) (56) Патент США № 2014770, кл. 166 — 51, опубли к. 1937.
Патент США № 2173119, кл. 166 — 51, опубли к. 1937. (54) ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ОБВЯЗКА ДЛЯ
СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЪТРА (57) Изобретение относится к горному делу.
Цель изобретения — повышение эффективности процесса сооружения гравийного фильтра. Для этого в выходном патрубке 27 установлена регулируемая диафрагма 26, на герметичном бункере 19 размещен вибратор 21.
Устройство имеет цилиндрическую емкость 30
ÄÄSUÄÄ 1497375 д1 с отверстием 31 в днище 32 и с эксцентричным входным патрубком 34 в нижней части, с опорами 33 для размещения ее в заполненном жидкостью отстойнике 6, выполненном на поверхности. Устройство та кже и меет входной патрубок 22 герметичного бункера
19, соединенный со сливной магистралью 14 бункера 19. С патрубком 34 связан выходной патрубок 27: На емкости 30 размещен всасывающий патрубок 35. Гравийную смесь приготавливают в емкости 30 при закрученном потоке, обеспечивающимся расположением патрубка 34. Для поддержания расхода жидкости-носителя с гравием, поступающего в емкость 30, равного расходу смеси в нагнетательной магистрали в днище 32 выполнено отверстие диаметром 80 — 120 мм. Через это отверстие из отстойника 29 в емкость 30 поступает жидкость-носитель с расходом, обеспечивающим компенсацию поглощения жидкости-носителя в скважине. В процессе закачки уровень в емкости поддерживается равным уровню в отстойнике 29. 1 ил.
17 16
1497375
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении гра в и и ного фил ьтра в с к в а жи не.
Цель изобретения — повышение эффективности процесса сооружения грави йного фильтра, На чертеже представлена циркуляционная обвязка для закачки гравия в скважину.
Устройство для сооружения гравийного фильтра 1 в скважине 2 содержит фильтровую колонну 3 с основным 4 и контрольным 5 фильтрами, отстойником 6. Внутри фильтровой колонны 3 зафиксированы и последовательно установлены вспомогательная 7, распределительный узел 8 и водоподъемная 9 колонны со свабом 10, изолирующим кольцевое пространство между фильтровой 3 и водоподьемной 9 колоннами и установленным в интервале между основным 4 и контрольным 5 фильтрами. На устье скважины между обсадной 11 и фильтровой 3 колоннами установлен герметизирующий элемент 12. На фильтровой колонне 3 установлен превентор 13 со сливной магистралью 14. К насосному агрегату 15 с нагнетательным патрубком 16 подсоединена нагнетательная магистраль 17 с установленным на ней манометром 18. Сливная магистраль 14 подсое! инена к смесительному агрегату, состоящему из герметичного бункера 19 с загрузочным люком 20, вибратором 21, входным патрубком 22 с манометром 23, который соединен со сливной магистралью 14, и выходным патрубком 24 с манометром 25 и регулируемой диафрагмой
26, установленной в выходном патрубке 27, которая регулируется вентилем 28. В отстойнике 29, заполненном жидкостью сооруженном на поверхности, установлена цилиндрическая емкость 30 с отверстием 31 в днище 32, опорами 33 и эксцентричным входным патрубком 34 в нижней части, соединенным с выходным патрубком 24 герметичного бунк ра 19. Диаметр отверстия 3! равен 80 — !!0 мм. Всасывающий патрубок 35 насосного агрегата размещен в цилиндрической емкости 30.
Устройство работает следующим образом.
В скважину 2 устанавливают фильтровую колонну 3 с основным 4, контрольным 5 фильтрами и отстойником 6. Кольцевое пространство между обсадной 1 и фильтровой 3 колоннами изолируют герметизирующи ми элементами 12. Внутрь фил ьтровой колонны 3 на вспомогательной колонне
7 спускают распределительный узел 8 и водоподьемную 9 колонну со свабом 10, причем распределительный узел 8 фиксируют на расчетном расстоянии от верхних отверстий основного 4 фильтра. Сваб 10 в фиксированном положении герметизирует кольцевое пространство между фильтровой 3 и водоподъемной 9 колоннами в интервале между основным 4 и контрольным 5 фильтрами.
На устье скважины 2 устанавливают превентор 13 со сливной магистралью !4.
В герметичный бункер 19 через загрузочный люк 20 загружают гравий в объеме, равном расчетному объему гравийного 1 фильтра. В процессе загрузки гравий в бункере 19 уплотняют путем периодического включения вибратора 2!. Входной патрубок
22 герметичного бункера 19 после его заполнения гравием соединяют гибким шлангом со сливной магистралью 14 превентора 13, установленного на устье скважины 2.
Выходной патрубок 24 герметичного бункера соединяют гибким шлангом с входным патрубком 34, установленным эксцентрично по касательной к поверхности цилиндрической емкости 30. Цилиндрическую емкость 30 устанавливают на опоры 33 и опускают в отстойник 29. Внутрь цилиндрической емкости 30 опускают всасывающий патрубок
35 (!планг) насосного агрегата 15. Нагнетательную магистраль 17 от насосного агрегата 15 соединяют гибким шлангом со вспомогательной колонной 7.
При включении насосного агрегата 15 жидкость-носитель забирается через всасывающий патрубок 35 и закачивается через нагнетательную магистраль 17, всномогательную колонну 7 и распределительный узел 8 в интервал формирования гравийного фильтра 1. Гравий в месте формиров а н и я ф ил ь 1 р а От кл я!! ы Б а! ет с я, а ж и д кос т ьноситсль фильтруется в нисходящем потоке через намытый слой гравия и контрольный фильтр 5 и далее в восходящем потоке по водоподъемной 9 колонне, пройдя через распределительный узел 8 и кольцевое пространство между фильтровой 3 и вспомогательной 7 колоннами, поступает в спивную магистраль 14 превентора 3, отку ьа через входной патрубок 22 подается в герметичный бункер 19. В нем она фильтруется через гравий н по выходному патрубку 24 через диафрагму 26, гибкий шланг и входной эксцентричный патрубок 34 поступает в цилиндрическую емкость 30.
Расход смеси выбирается таким образом, чтобы в процессе закачки в скважине 2 создавалась репрессия (0,03 — 1,5 Мl!а), обеспечивающая поддержание стенок скважины 2 в устойчивом положении и минимизацию поглощения жидкости-носителя, при этом
Q=
kÔ Н„+;е И„+И„ +Нб где Q — расход смеси;
ЪР— расчетная репрессия на пласт;
Рп — пластовое давление;
Н„-, Ȅ— коэффициенты местных и линейных сопротивлений циркуляционной систсмы; п, ft! -- количество участков местных и линейных сопротивлений циркуляционной системы.
1497375
Н Н вЂ” коэффициенты сопротивления гравийного фильтра в скважине и герметичного бункера.
Регулированием диафрагмы 26 вентилем
28 обеспечивают заданную подачу гравия в цилиндрическую емкость 30, где приготовляется смесь расчетной концентрации.
С целью исключения зависания гравия у выходного патрубка 24 герметичного бункера
19 периодически включают вибратор 21 и осуществляют вибрационное воздействие на частицы.
Потери напора в герметичном бункере 19 в начале промывки соответствуют потерям напора в гравийном 1 фильтре в конечный момент сооружения фильтра. Давление в нагнетательной магистрали 17 в процессе закачки и репрессия на пласт поддерживаются постоянными, так как при опорожнения герметичного бункера 19 потери напора в нем уменьшаются на величину, соответствующую величине увеличения потерь напора в наматываемом гравийном 1 фильтре. Таким образом, уменьшение сопротивления и потерь напора в герметичном бункере на поверхности компенсирует увеличение сопротивления и потерь напора в намываемом гравийном 1 фильтре в скважине 2.
Гравийная смесь приготовляется в цилиндрической емкости 30 при закрученном потоке, обеспечивак>щимся эксцентричным расположением входного 34 патрубка. С целью поддержания расхода жидкости-носителя с гравием, поступающего в цилиндрическую емкость 30, равного расходу смеcil в нагнетате.lbHQH 17 магистрали в днище
32 емкости 30, выполнено отверстие диаметро"i 80--!20 мм, через которое из отстоиника
29 в емкость 30 поступает жидкость-носитель с расхотом, обеспечивающим компенсацию поглощения жидкости-носителя в скважине 2. Б процессе закачки уровень в цилиндрической емкости 30 поддерживается равным уровню в отстойнике 29.
По мере опорожнения герметичного бункера 19 давление, фиксируемое манометром
23, приближается к величине, фиксируемой манометром 25. При соответствии показаний манн>метром 23 и 25 при включенном вибраторе 21 полагают, что в скважину 2 закачан расчетный объем гравия, и работы по сооружению гравийного 1 фильтра прекращают.
Пример. Расчетный объем гравия, подлежащего закачке в скважину, составил
0,62 м при площади поперечного сечения гравийного фильтра 0,07 м- и высоте 8,9 м.
На поверхности в герметичный бункер, выполненный из трубы Я=296 мм длиной 9 м, через загрузочный люк засыпали фракционирова нный гра вий. В процессе заполнен и я бункера периодически включали вибратор, установленный на корпусе бункера.
Цилиндрическая емкость была выполнена из обсадной грубы pl=426 MM длиной 2 м с заваренным металлическим листом дном и приваренными лапами. В днигце выполнили отверстие 0=80 MM. В нижней части емкости по касательной к поверхности вварили входной патрубок Я=89 мм. Входной патрубок цилиндрической емкости соединили с выходным патрубком герметичного бункера гибким шлангом, после чего цилиндрическую емкость спустили в отстойник. Уровень воды в емкости установил.я таким же, как и в отстойнике.
Входной патрубок герметичного бункера соединили со сливной магистралью пре-! 5 вентора.
Внутрь цилиндрической емкости спусти. ли всасывающий шланг насосного агрегата, нагнетательную магистраль которого соединили со вспомогательной колонной
20 труб
В процессе закачки требуемая репрессия на пласт, определенная в процессе разведочного бурения и соответствукпцая
0,62 MIIa, установилась при расходе сме25 си 0,008 м /с. Начальный перепад давления на герметичном бункере, наполненным гравием, составил 0,3 МПа, давление в нагнетательной магистрали на насосном агрегате составило 1,02 МПа. По мере опорожнения бункера перепад давления на нем постеЗ0 пенно уменьшался, а давление в нагнетательной магистрали и следовательно репрессия на пласт, поддерживалась постоянными, равными 1,02 и 0,62 МПа соответственно.
Расход гравия, поступающего в цилиндрическую емкость от герметичного бункера, регулировался вентилем, а равномерность поступления — вибрационным воздействием на частицы при включении вибратора. В цилиндрической емкости приготавливали смесь объемной концентрации 3 — -5",,„, для чего рас4р ход гравия, поступающего в цилиндрическую емкость, составил около 3,2 10 м /с.
Через 33 мин с начала закачки перепад давления на герметичном бункере снизился до 0002 МПа и в течение 4 мин оставался постоянным. При включении вибd5 ратора перепад давления на герметичном бункере не уменьшался, что свидетельствовало о закачке в скважину расчетного объема гравия и окончании работ.
Гlри сооружении гравийных фильтров с применением предложенного устройства получили фильтры с высокими гидравлическими характеристиками. Удалось предотвратить поглощение жидкости-носителя н кольматацию пласта и фильтра. Время освоения скважины уменьшилось более, чем в два раза, а удельные дебиты возросли на 25-30 „ по сравнению со скважинами, пробуренными в аналогичных условиях и оборудованных гравийными фильтрами по технологии прототипа.
1497375
Формула изобретения
Составитель Е. Молчанова
Р<ö<êò«ð А. Долинич Техред И. Верес Корректор И. Муска
Заказ 4421/37 Тираж 514 Подписное
ВН11ИП11 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Г!роизвопств Hllo-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01
Циркуляционная обвязка для сооружения гравийного фильтра в скважине, содержащая установленную в скважине фильтровую колонну с основным и контрольным фильтрами и отстойником, зафиксированные внутри фильтровой колонны и последовательно установленные вспомогательную колонну, распределительный узел и водоподъемную колонну со свабом, установленным между основным и контрольным фильтрами, герметизирующий элемент между обсадной и фильтровой колоннами, превентор со сливной магистралью, установленный на фильтровой колонне смесительный агрегат, выполненный в виде герметичного бункера с загрузочным люком, входным патрубком и выходным с манометром, и насосный агрегат со всасывающим патрубком и нагнетательным, подсоединенным к нагнетательной магистрали, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сооружения гравийного фильтра, она снабжена регулируемой диафрагмой, установленной в выходном патрубке, вибратором, размещенным на герметичном бункере, и цилиндрической емкостью с отверстием в днище, эксцентричным входным патрубком в нижней части и с опорами для размещения ее в заполненном жидкостью отстойнике, выполненном на поверхности, причем входной патрубок герметичного бункера соединен со сливной магистралью превентора, выходной патрубок — с эксцентричным входным патрубком цилиндрической емкости, а всасывающий патрубок насосного агрегата размещен в цилиндрической емкости.
