Забойный пульсатор давления

 

Пульсатор предназначен для обработки призабойной зоны пласта в нефтегазодобывающей промышленности. Шток забойного пульсатора выполнен из полуштоков (1,2) с наружным поршнем (16) и внутренней перегородкой (18). Пробка (22) с хвостовиком (23) установлена в перегородке (18). Дополнительные радиальные каналы (17) на штоке расположены над поршнем, а радиальные каналы (21) корпуса - под поршнем. При создании сжимающей нагрузки на пакер переходник (3) и полуштоки (1,2) перемещаются вниз, сжимая пружину (10). Радиальные каналы (15) разобщаются с радиальными каналами (19) и (20), а радиальные каналы (13) сообщаются с радиальными каналами (14). В этом положении подпакерное пространство сообщено с внутритрубным. Давление в полости труб над перегородкой (18) выравнивается с давлением под забойным пульсатором, и на пласт создается депрессия. При перемещении переходника (3) и полуштоков (1,2) радиальные каналы (13) разобщаются с радиальными каналами (14), а радиальные каналы (15) сообщаются с каналами (19, 20). Давление в подпакерном пространстве выравнивается с давлением столба жидкости в скважине, и на пласт создается репрессия. Циклы репрессий и депрессий повторяются несколько раз. Таким образом, осуществляется воздействие на призабойную зону пласта пульсирующим давлением для очистки и увеличения производительности скважин. Наличие пробки с хвостовиком облегчают очистку от шлама и грязи и сквозную промывку внутренней полости устройства. Использование изобретения повышает надежность управления работой пульсатора, увеличивает производительность, улучшает условия обслуживания. 1 ил.

Предложение относится к устройствам для обработки призабойной зоны пласта и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен забойный пульсатор, обеспечивающий создание циклов воздействия на пласт "депрессия-репрессия" с наибольшей амплитудой колебания давления на забое (RU, патент 2068951, кл. E 21 B 43/25, 1996).

Известный пульсатор не позволяет проводить испытание пласта до и после обработки призабойной зоны пласта.

Наиболее близким аналогом является забойный пульсатор давления, содержащий цилиндрический корпус с радиальными каналами, верхний и нижний переходники, полый шток с радиальными каналами, установленный в корпусе, и втулку с кольцевыми канавками на наружной и внутренней поверхностях, гидравлически связанными между собой радиальными каналами, расположенную между корпусом и полым штоком с возможностью гидравлической связи с их радиальными каналами (SU, авторское свидетельство 1456540, кл. E 21 B 43/25, 1987).

Недостатком этого забойного пульсатора является то, что для управления его работой требуется вращать всю колонну насосно- компрессорных труб, на которой это устройство спускают в скважину. Из-за докрепления резьбовых соединений насосно-компрессорных труб передать определенное необходимое число оборотов забойному пульсатору давления очень трудно, а в глубоких или искривленных и наклонных скважинах практически невозможно. Затруднена очистка внутренней полости штока от шлама и грязи при обслуживании. Кроме того, вращение колонны труб приводит, как правило, к нарушению герметичности резьбовых соединений, интенсивному износу труб и обсадной колонны, что является причиной некачественных или неудачных работ и связанных с этим повторных и дополнительных операций.

Задачей предложения является повышение надежности управления работой забойного пульсатора давления за счет исключения передачи вращательного движения и улучшения условий обслуживания для очистки и промывки внутренней полости штока за счет обеспечения сквозного канала внутри штока.

Поставленная задача достигается тем, что полый шток и корпус снабжены дополнительными радиальными каналами, на штоке выполнены наружный поршень и внутренняя кольцевая перегородка, расположенная между его радиальными каналами и снабженная пробкой с хвостовиком, причем дополнительные радиальные каналы штока расположены над поршнем, а корпуса - под поршнем.

Выполнение штока с поршнем и внутренней перегородкой и снабжение дополнительными радиальными каналами, размещенными на штоке над наружным поршнем, а на корпусе под поршнем, позволяет использовать перепад давления между внутренним и наружным пространством для управления работой пульсатора давления только осевыми перемещениями колонны труб без разгерметизации пакера. Наличие в перегородке штока пробки с хвостовиком обеспечивает сквозной канал в штоке для очистки от шлама и грязи и промывки внутренней полости штока после подъема из скважины. За счет этих признаков исключается необходимость передачи вращательного движения для работы пульсатора давления, существенно повышается надежность управления его работой, улучшается условия обслуживания при очистке и промывке внутренней полости составного штока.

В связи с вышеизложенным можно сделать вывод о соответствии заявляемого предложения критерию "новизна". Заявителю неизвестны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие заявляемое предложение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень".

Изобретение представлено чертежом, где показана конструктивная схема забойного пульсатора давления.

Забойный пульсатор давления включает составной полый шток, состоящий из нижнего 1 и верхнего 2 полуштоков, верхний переходник 3, составной корпус из элементов 4, 5, 6, 7 и нижний переходник 8, втулку 9, пружину 10, шпонки 11 и кожух 12. Полушток 1 имеет три ряда радиальных каналов 13, 14 и 15, снабжен наружным поршнем 16 и дополнительными радиальными каналами 17, выполненными над поршнем, а также внутренней перегородкой 18, выполненный между радиальными 13 и 14. Втулка 9 имеет радиальные каналы 19, а нижний элемент 7 корпуса - радиальные каналы 20. Элемент 5 составного корпуса снабжен дополнительными радиальными каналами 21, выполненными под поршнем 16. В перегородке 18 установлена пробка 22 с хвостовиком 23. Уплотнение подвижных и неподвижных соединений осуществлено стандартными резиновыми кольцами круглого сечения.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в положении разобщения радиальных каналов 13 и 14 полуштока 1 и совмещения радиальных каналов 15, 19 и 20 навинчивается на пакер и фильтр с заглушкой и на трубах опускается в скважину до заданной глубины. Производится пакерование (установка пакера). При этом шпонки 11 обеспечивают передачу вращательного движения через элементы 4, 5, 6 и 7 составного корпуса и переходник 8 для срабатывания байонетного замка пакера и его установки. При создании сжимающей нагрузки на пакер переходник 3 и соединенные с ним полуштоки 1 и 2 перемещаются вниз относительно составного корпуса, сжимая пружину 10. Радиальные каналы 15 полуштока 1 разобщаются с радиальными каналами 19 втулки 9 и радиальными каналами 20 элемента 7 корпуса, а радиальные каналы 13 полуштока 1, перемещаясь вниз, выходят за уплотнения 24 втулки 6 и сообщается с радиальными каналами 14.

При этом положении устройства пласт (подпакерное пространство) сообщается с внутритрубным пространством, давление P₁ в полости труб над перегородкой 18 выравнивается с давлением P₂ под забойным пульсатором, и на пласт создается депрессия. Через две-три минуты натяжением колонны труб с поверхности перемещают переходник 3 и полуштоки 1 и 2 вверх относительно составного корпуса. Радиальные каналы 13 разобщаются с радиальными каналами 14, а радиальные каналы 15 полуштока 1 сообщаются с радиальными каналами 19 втулки 9 и радиальными каналами 20 элемента 7 корпуса. Давление P₂ в подпакерном пространстве выравнивается с давлением P₃ столба жидкости в скважине, и на пласт создается репрессия. При натяжении колонны труб для перемещения переходника 3 и полуштоков 1 и 2 относительно составного корпуса снятие пакера с места (распакеровка) не происходит из-за гидравлической неуравновешенности за счет разности давлений P₁ над поршнем 16, действующим через канал 17, и P₃ под поршнем 16, действующим через радиальные каналы, 21 элемента 5 корпуса.

Через две-три минуты снова опускают колонну труб и создают сжимающую нагрузку на забойный пульсатор давления, при сжатии которого на пласт снова создается репрессия.

Циклы создания на пласт репрессий и депрессий повторяют несколько раз. Таким образом, осуществляется воздействие на призабойную зону пласта пульсирующим давлением с целью очистки и увеличения производительности скважин.

Использование предложенного устройства обеспечивает: высокую надежность управления работой забойного пульсатора давления, сохранение герметичности пакера и резьбовых соединений, исключение интенсивного износа труб и обсадной колонны, а в глубоких, искривленных и наклонных скважинах - исключение неудачных операций и обусловленные этим повторные спуски инструмента в скважину. Кроме того, улучшаются условия обслуживания при очистке от шлама и грязи и промывке внутренней полости устройства.

Формула изобретения

Забойный пульсатор давления, содержащий цилиндрический корпус с радиальными каналами, верхний и нижний переходники, полый шток с радиальными каналами, установленный в корпусе, и втулку с кольцевыми канавками на наружной и внутренней поверхностях, гидравлически связанными между собой радиальными каналами, расположенную между корпусом и полым штоком с возможностью гидравлической связи с их радиальными каналами, отличающийся тем, что полый шток и корпус снабжены дополнительными радиальными каналами, на штоке выполнены наружный поршень и внутренняя кольцевая перегородка, расположенная между его радиальными каналами и снабженная пробкой с хвостовиком, причем дополнительные радиальные каналы штока расположены над поршнем, а корпуса - под поршнем.

РИСУНКИ

Рисунок 1