Устройство для автоматического регулирования забойного давления при эксплуатации газлифтных и фонтанных скважин

 

Использование; добыча газожидкостныхсред фонтанным и газлифтнымспособами эксплуатации. Сущность изобретения: устройство содержит установленный внутри корпуса с возможностью взаимодействия с седлами дросселирующий узел, имеющий затвор двухстороннего действия с приводом в виде сильфона, заполненного сжатым рабочим агентом. В корпусе над дросселирующим узлом установлено средство для отделения газа, которое выполнено в виде последовательно установленных Друг над другом по высоте корпуса завихрмтелей, каждый из которых имеет лопасти или щелевые прорези. Лопатки или щелевые прорези каждого последующего завихрителя имеют угол наклона, противоположный предыдущему . 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

„,!рЦ„„1813875 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .... 2 (21) 4798840/03 ..::: ми эксплуатации. Сущность изобретейия: (22) 19.01.90: .. : .,: . устройствосодержитустановленный внутри (46) 07.05;93. Бюл. М 17: .::.. ; корпуса с возможностью взаимодействия с (71} Нижневартовский научно-исследова-, седлами дросселирующий узел, имеющий тельский и проектный институт нефти .. затвор двухстороннего действия с приво(72} М.Х.Аминев, В;А,Леонов и Ж;С.Хайхулов . - дом в виде сильфона, заполненного сжатым (56) Авторское свидетельство СССР рабочим агентом. В корпусе над дроссели- .

%1036909, кл. Е21 843/12,1981.. рующим узлом установлено средство для

Патент США hh 2681014, . отделения газа, которое выполнено в виде

НКИ.417-112, 1954. ":: последовательно установленных друг над

:.. (54)УСТРОЙСТВОДЛЯАВТОМАТИЧЕСКО- другом по высоте корпуса завихрителей, ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ 3АБОЙНОГО ДАВ- каждый из которых имеет лопасти йли щелеЛЕНИЯ . ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ выепрореэи.Лопаткиилищелевыепрореэи

ГАЗЛИФТНЫХ И ФОНТАННЫХ СКВАЖИН каждого последующего завихрителя. имеют (57) Использование; добыча газожидкост-.. угол наклона, противоположный предыдунйхсред фонтанным и газлифтным способа- . щему. 2 з,п, ф-лы, 1 ил.

Pvo Pn (So

Рэ=

Зэф

Изобретение относится к нефтедобыва ющей промышленности, в частности к спо собам добычи газожидкостных сред— газлифтным и фонтанным, и может быть применено для автоматического управления постоянной или периодической газлифтной и фонтанной скважиной по заданному забойному давлению.

Цель изобретения — повышение зффек тивности в работе за счет интенсификации . процесса выделения газа.

На чертеже представлено устройство для автоматического регулирования забой ного давления в закрытом положении, продольный разрез.

Устройство для автоматического регулирования забойного давления состоит иэ корпуса 1 с радиальными каналами "а", "б", ° и "в" и осевым каналом "r", на котором уста- Ж новлены уплотняющие манжеты 2 для разобщения полости насосно-компрессорных (д) труб и кольцевого пространства скважины.. QQ

Внутри корпуса 1 размещены сепаратор 3 с . эавихрителями 4 и обратным каналом 5, Л сильфон 6 с узлом 7 зарядки и штоком 8, на котором установлен затвор 9 со сквозными каналами 10, выполненный таким образом, а что составляет клапанные пары с соплами дросселирующего узла 11.

Уравнение баланса сил, действующих на состояние клапана, следующее:

1813875 где P3 — забойное давление, при котором дросселирующий узел закрыт;

P« — давление в куполе сильфона при данных термодинамических условиях; . Рл — давление потока жидкости в точке установки устройства; — — отношение площади проходного

$о эф сечения дросселирующего узла к эффектив ной площади сильфона.

Устройство для автоматического регулирования забойного давления работает следующим образом.

Перед спуском в скважину устройство подвергают стендовым испытаниям, Задается минимально допустимое значение забойного давления P3""". Рассчитывается давление потока жидкости или газа в ниппеле — воронке (месте установки устройства)

Рл. Через узел 7 зарядки сильфон 6 заполняют сжатым воздухом до достиженИя давления срабатывания сильфона p," ", которое соответствует Рз""" и P„, Находят зависимость Р = f (Р, " Рл) в интервале

Рс""". < Р < Р " ", и используя параметры, характеризующие приточные характеристики скважины, рассчитывают необходимый диаметр и компоновку под;земного оборудования от ожидаемого дебита пластового флюида и способа ее эксплуатации, Устройство спускается в скважину и устанавливается на расчетной глубине в ниппеле-воронке стандартным канатным инструментом. Освоение и запуск скважины осуществляется известным способом.

В процессе работы скважины, в зависимости от величины забойного давления, флюид, поступающий из продуктивного пласта, через радиальные каналы "в" воздействует на сильфон 6 (его эффективную . площадь $эф), а через радиальные каналы

"б" — на затвор 9, в котором выполнены сквозные продольные каналы 10 для,уменьшения площади воздействия, с таким расчетом, чтобы эффективная площадь затвора

$ была меньше эффективной площади сильфона $эф; $эф» $О, а также для устранения биения затвора о сопло при забойных давлениях, близких к давлению зарядки сил ьфо на.

Если забойное давление Р больше давления зарядки сильфона 6, сильфон будет сжиматься, от-гягивая на себя шток 8 с затвором 9 и тем самым открывая проходное сечение сопла в дросселирующем узле 11 для поступления пластового флюида из ствола скважины через радиальные каналы

"б", дросселирующий узел 11, сепаратор 3 с

25 завихрителями 4, радиальные каналы "а" и осевой канал "r" в лифтовые трубы. При прохождении флюида через эавихрители 4, изменяющие направление вращения потока на противоположное, происходит интенсивное выделение газа из жидкости, а так как после последнего завихрителя газожидкостный поток имеет направленное вращение, то вследствие действия центробежных сил выделившийся газ поступает в лифтовые трубы через осевой канал "r", а жидкость— через радиальные каналы "а". При увеличении забойного давления площадь проходного сечения в дросселйрующем узле будет увеличиваться, а при уменьшении — уменьшаться, причем в случаях периодической эксплуатации скважин после выброса флюида и падения забойного давления ниже заданного затвор 9 перекроет проходное сечение дросселирующего узла 11 полностью, а обратный клапан 5 опустится на свое седло и предотвратит воздействие столба жидкости в лифтовых трубах на затвор 9 для исключения изменения давления открытия устройства до накопления необходимого забойного давления и повторения цикла работы.

Формула изобретения

З0 1. Устройство для автоматического регулирования забойного давления при эксплуатации газлифтных и фонтанных скважин, содержащее корпус с седлами и радиальными каналами для прохода флюида, уплотниЗ5 тельные элементы, расположенные на корпусе, установленный внутрь корпуса с возможностью взаимодействия с седлами дросселирующий узел, имеющий затвор двустороннего действия с приводом в виде

40 сильфона под дросселирующим узлом, заполненного сжатым рабочим агентом, и обратный клапан, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности в работе за счет интенсификации процесса

45 выделения газа, он снабжен средством для отделения газа, установленным в корпусе над дросселирующим узлом, а обратный клапан размещен между средством для отделения газа и дросселирующим узлом.

50 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в затворе дросселирующего узла выполнены продольные сквозные каналы, расположенные с возможностью их поочередного перекрытия седлами в край55 них положениях затвора.

3. Устройство по пп.1 и 2, от л и ч а ю ще е с я тем, что средство для отделения газа выполнено в виде последовательно установленных друг над другом по высоте корпуса завихрителей., каждый из которых

1813875 имеет лопасти или щелевые прорези, причем лопасти или щелевые прорези каждого гг последующего завихрителя имеют угол наклона, противоположный предыдущему.

/О

У

1t

Составитель M.Àìèíåâ

Редактор - Техред М.Моргентэл Корректор С.Лисина

Производственно-издетельский комбинат "Патент", г. Умгород. ул.Гвгвринв, 101

Заказ 1817 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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