Устройство для газлифтной эксплуатации скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодопромышленности и может быть использовано при газлифтной эксплуатации нефтяных скважин, Устройство включает размещенную в скважине колонну подъемных труб с пакером на нижнем конце. По длине колонны установлены скважинные-я камеры, выполненные в виде оправок с эксцентричным боковым карманом. В скважинных камерах размещены направляющие и узлы фиксации, за колонной подъемных труб размещены газлифтные клапаны. Газлифтные клапаны размещены с возможностью сообщения внутреннего пространства колонны подъемных труб с пространством за ней в виде двух конусов. Направляющие выполнены в виде двух конусов, обращенных вершиной кверху эксцентричного кармана с образованием между ними расширяющегося кверху осевого канала. Ось канала образует острый угол с осью проходного отверстия узла фиксации. Узел фиксации размещен под направляющими, а газлифтный клапан установлен в узле фиксации своим выходным каналом вверх. Выходной канал зал газлифтного клапана выполнен в виде расширяющегося кверху конуса и образует с осевым каналом бокового кармана диффузор эжекторной системы. 4 ил. ел С

СОКЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (si>c Е 21 В 34/06,43/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4763207/24 (22) 7.11.89 (46) 07.03.93, Бюл. N. 9 (71) утсобое конструкторское бюро по проектирОванию нефтегазодобывающих машин и оборудования пНефтемашп (72) О.И.Эфендиев, А.И,Раев, А.Э.Бабаев и

М,С Ахадов (73) Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования пНефтемашн (56) 1атент РСТ N. 086/03544, кл, 1 21 В 34/06, опублик. 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗЛИФТНДЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при газлифтной эксплуатации нефтяных скважин, Устройство включает размещенную в скважине колонну подъемных труб с пакером на нижнем конце. По длине колонны установлены скважинные:

Изобретение относится к подъему жидкости из скважин и может быть использовано при газлифтной эксплуатации нефтяных скважин.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства за счет более полного использования энергии компремированного газа при одновременном повышении надежности его работы. казанная цель достигается тем, что в устройстве для газлифтной эксплуатации скважины, включающем размещенную в ней,колонну подъемных труб с пакером на нижнем конце, скважинные камеры, установленные по длине колонны подъемных труб и выполненные в виде оправок с экс„., 50 „„1801170 А3 камеры, выполненные в виде оправок с эксцентричным боковым карманом, В скважинных камерах размещены направляющие и узлы фиксации, за колонной подъемных труб размещены газлифтные клапаны. Газлифтные клапаны размещены с возможностью сообщения внутреннего пространства колонны подъемных труб с пространством за ней в виде двух конусов, Направляющие выполнены в виде двух конусов, обращенных вершиной кверху эксцентричного кармана с образованием между ними расширяющегося кверху осевого канала, Ось канала образует острый угол с осью проходного отверстия узла фиксации. Узел фиксации размещен под направляющими, а газлифтный клапан установлен е узле фик- Б сации своим выходным каналом вверх. Выходной канал зал газлифтного клапана выполнен в виде расширяющегося кверху конуса и образует с осевым каналом бокового кармана диффузор эжекторной системы.

4 ил. центричным боковым карманом, размещено Ъ ными в нем направляющими и узлом фиксации с проходным отверстием, и газлифтные клапаны с входными и выходными каналами, размещенные в узлах фиксации за ко- С) лонной подъемных труб и установленные с возможностью сообщения внутреннего и ространства колонны подъемных труб с пространством за ней, его направляющие выполнены е виде двух конусов, обращенных вершиной к верху эксцентричного кармана с образованием между ними расширяющегося Ksepxy осевого канала, ось которого образует острый угол с осью проходного отверстия узла фиксации, при этом последний размещен под напраеляю1801170 щими, а гаэлифтный клапан установлен в узле фиксации своим выходным каналом вверх, причем выходной канал газлифтного клапана выполнен в виде расширяющегося

K, âåðõó конуса и образует с осевым каналом бокового кармана диффузор эжекторной системы, На фиг.1 изображена схема размещения устройства в скважине; на фиг.2 — сква. жинная камера; на фиг.3 — газлифтный клапан на фиг.4 — скважинная камера с установленным в ней газлифтным клапаном.

Устройство для газлифтной эксплуатации содержит спущенную в скважину ко- 15 лонну подъемных труб 1, на нижнем конце которой размещен пакер 2, По длине колонны подъемных труб 1 установлены скважинные камеры 3 с размещенным в них газл ифтны ми кл а панами 4. Глубина установки каждой скважинной камеры 3 определяется расчетным путем, Кроме газлифтных клапанов 4 в скважинных камерах 3 могут быть установлены глухие пробки или циркуляционные клапаны (на схеме не показаны).

Скважинная камера 3 состоит из оправки 5 с эксцентричным боковым карманом 6. Оправка 5 изготавливается из овальной или круглой трубы и имеет на своих концах присоединительные резьбы 7. В эксцентричном 30 боковом кармане 6 оправки 5 размещены направляющие 8, узел 9 фиксации с проходным отверстием 10, сообщающим внутреннюю полость оправки 5 и соответственно колонны подъемных труб с затрубным про- 35 странством скважины. Направляющие 8 выполнены в виде двух конусов 11 и 12, обращенных вершинами к верху эксцентричного кармана 6 с образованием между ними расширяющегося к верху осевого ка- 40 нала 13. ось которого образует острый угол с осью проходного отверстия 10 узла 9 фиксации. расположенного под направляющими 8, В верхней части оправки 5 установлена ориентирующая втулка 14, 45 обеспечивающая ориентацию газлифтного клапана 4 на эксцентричный карман 6. Оп. равка 5 может изготавливаться и без ориентирующей втулки 14. В этом случае применение устройства ограничивается 50 только областью условно вертикальных скважин. В верхней части узла 9 фиксации, имеется бурт 15. взаимодействующий с замком 16 газлифтного клапана 4. Замок 16 соединен с корпусом 17 газлифтного клапа- 55 на 4, внутри которого находится сильфонная камера 18 и запорный узел 19, состоящий из штока 2О и взаимодействующего с ним седла 21. Над седлом 21 в корпусе 17 расположен продолжающийся в замке 16 выходной канал 22 гаэлифтного клапана 4, выполненный в виде расширяюг егосч к верху конуса, образующего с осевым каналом 13 эксцентричного бокового кармана 6 диффузор эжекторной системы.

Корпус 17 имеет расположенные под седлом 21 радиальные отверстия 23, образующие входной канал гаэлифтного клапана 4, Под замком 16 расположен набор уплотнительных манжет 24. Зарядка сильфонной камеры 18 азотом осуществляется через эолотниковое устройство 25.

Устройство работает следующим образом.

После спуска в скважину колонни подьемных труб 1, на нижнем конце которой размещен пакер 2, а вдоль ее длины установлены в соответствии с расчетными данными скважинные камеры 3, осуществляют посадку пакера 2. Затем с помощью инструментов канатной техники (не показаны) осуществляют установку газлифтных клапанов

4 в боковой эксцентричный карман 6 скважинной камеры 3, при этом направление гаэлифтного клапана 4 в проходное отверстие 10 узла 9 фиксации обеспечивается направляющими 8 конусами 11 и 12, которые образуют канал 13, а также ориентирующей втулкой 14. Установленный в узле 9 фиксации, газлифтный клапан 4 фиксируется замком 16, взаимодействующим с буртом 15, узла 9 фиксации, а также уплотняется в его проходном отверстии. 10 набором уплотнительных манжет 24, Перед установкой в скважинных камерах 3 каждый газлифтный клапан 4 в соответствии с расчетными данными через золотниковое устройство 25 заряжается азотом, После установки в скважинных камерах

3 газлифтных клапанов 4 начинается процесс освоения и запуска скважины, для чего в ее затрубное пространство "а" закачивается сжатый газ.

Под действием давления нагнетаемого газа и гидростатистического давления столба жидкости в скважине все газлифтные клапаны 4 открываются (сжимается сильфон сильфонной камеры 18, эа счет чего шток 20 отходит от седла 21), Происходит переток жидкости из затрубного пространства в колонну подъемных труб 1 (через радиальные отверстия 23, выходной канал 22 газлифтного клапана 4 и осевой канал 13 скважинной камеры 3).

Уровень жидкости в затрубном пространстве в результате этого понижается.

При обнажении первого газлифтного клапана 4 нагнетаемый газ поступает в колонну подъемных труб 1 и выбрасывает

1801170

l0

35 газлифтный клапан 4, при этом все располо- .40 женные клапаны закрыты. Процесс освоения и запуска скважины закончен и начата .

45 торНой системы, образованной выходным 50 каналом 22, газлифтным клапаном 4, выполна 6, при этом оси каналов 22 и 13 55 пересекаются под острым углом 2. столб жидкости выше газлифтного клапана

4, Давление в колонне подъемных труб 1 на глубине установки первого газлифтного клапана 4 при этом уменьшается. Переток жидкости из затрубного пространства в колонну подъемных труб 1 продолжается через нижние газлифтные клапаны 4. Уровень жидкости в затрубном пространстве понижается и обнажается второй газлифтный клапан 4.

Так как давление закрытия первого (верхнего) газлифтного клапана.4 меньше давления открытия второго газлифтного клапана 4, первый газлифтный клапан 4 закрывается (под действием азота, заполняющего сильфонную камеру 18 шток 20 и рижимается к седлу. 21). Н агнетаемый газ поСтупает в колонну подъемных труб 1 через второй газлифтный клапан 4. Столб жидкости выше второго газлифтного клапана 4 аэрируется и выносится на поверхность, Давление в колонне подъемных труб 1 на глубине установки второго гаэлифтного клапана 4 уменьшается, что приводит к дальнейшему перетоку жидкости из затрубного пространства в подьемные трубы 1 через нижерасположенные клапаны.

Уровень жидкости в затрубном пространстве понижается и достигает третьего гаэлифтного клапана 4.

Нагнетаемый газ поступает в колойну подъемных труб 1 через третий газлифтный клапан 4, В момент обнажения третьего клапана закрывается второй газлифтный клапан 4 и т.д.

Процесс продолжается до тех пор, пока газ не начнет поступать в колонну подъемных труб 1 через самый нижний (рабочий) работа скважины на заданном технологической режиме, При этом, как в процессе пуска и освоения скважины, так и в процессе ее работы в заданном технологическом режиме, через рабочий газлифтный клапан 4 эффективность подъемника увеличена за счет эжекненным в виде расширяющегося к верху конуса, и осевым каналом 13 между направ-. ляющими 8 эксцентричного бокового кармаДанная эжекторная система обеспечивает, наряду с аэрацией извлекаемой жид20

30 кости, закачиваемым газом, исполь".îf àíèå кинетической энергии струи эаканчиоаемого газа, увеличивая тем самым эффективность подъемника. его КПД, При этом не создается противодавление на жидкость, поднимающуюся из пласта по колонне труб, что также повышает эффективность системы.

Данное устройство может эффективно использоваться в скважинах, отличающихся повышенным содержанием мехпримесей, Повышение надежности оборудования достигается эа счет однопакетной системы уплотнения газлифтного клапана в кармане скважинной камеры, увеличенного объема азотного купола. увеличенной эффективной площади сильфона, использования тради- . ционной технологии и инструментов канатной техники для установки и извлечения клапана. Предлагаемое устройство, сохраняя совместимость с существующими газлифтными системами, позволяет практически вдвое сократить количество типоразмеров производимого оборудования.

Формула изобретения

Устройство для гаэлифтной эксплуатации скважины, включающее размещенную в ней колонну подъемных труб с пакером на нижнем конце, скважинные камеры, установленные по длине колонны подъемных труб и выполненные в виде оправок с эксцентричным боковым карманом, размещенными в нем направляющими и узлом фиксации с проходным отверстием и газлифтные клапаны с входными и выходными каналами, размещенные в узлах фиксации за колонной подъемных труб и установленные с возможностью сообщения внутреннего пространства колонны подъемных труб с пространством за ней, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет более полного использования энергии компремированного газа при одновременном повышении нвдежности его работы, направляющие выполнены в виде двух конусов, обращенных вершиной к верху эксцентричного кармана с образованием между ними расширяющегося кверху осевого канала, ось которого образует острый угол с осью проходного отверстия узла фиксации, при этом последний размещен под направляющими, а газлифтный клапан установлен в узле фиксации своим выходным каналом вверх, причем выходной канал гаэлифтного клапана выполнен в виде расширяющегося кверху конуса и образует с осевым каналом бокового кармана диффуэор эжекторной системы.

1801170

1801170

Фи8, Составитель А. Рзаев

Техред M,Moðãåíòàë Корректор С,Патрушева

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор

) Заказ 1188 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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