Устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважин

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти с одновременной обработкой призабойной зоны скважины. Цилиндрический корпус в верхней части на уровне приемных отверстий снабжен внутренней проточкой шириной не меньше диаметра приемных отверстий. Снаружи корпус на уровне приемных отверстий снабжен фильтром, зафиксированным посредством зажима в виде нажимного элемента и цанги, состоящей из набора клиньев. Внутренняя поверхность клиньев снабжена накаткой и соответствует наружному диаметру цилиндрического корпуса. Наружная поверхность клиньев выполнена под конус и в соответствии с внутренней поверхностью нажимного элемента. В корпусе установлен возвратно-поступательно перемещающийся плунжер с клапаном. Устройство позволяет повысить надежность глубинно-насосного оборудования, улучшить эффект обработки призабойной зоны скважины. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти с одновременной обработкой призабойной зоны скважины.

Из уровня техники известен источник информации, раскрывающий наиболее близкое к предлагаемому устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, содержащее цилиндрический корпус с приемными отверстиями в верхней его части и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном (см. ПОПОВ А.А. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М.: Недра, 1990, с. 66, 67).

К моменту открытия приемных отверстий происходит максимальное разрежение под плунжером напротив отверстий. В процессе открытия этих отверстий нефть устремляется из призабойной зоны скважины в цилиндр насоса. Под действием имеющих место кавитационных явлений, а также из-за наличия в нефти абразивных составляющих, происходит местный снос покрытий рабочих поверхностей плунжера и цилиндра, особенно на подступах приемных отверстий, что приводит к преждевременному выходу из строя насоса в целом, уменьшая его надежность.

Идеальные условия для обработки призабойной зоны и заполнения цилиндра в момент открытия приемных отверстий были бы созданы в случае заполнения не через отдельные отверстия, расположенные по периметру цилиндра, а по полному его периметру, сохранив при этом целостность цилиндра.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, содержащем цилиндрический корпус с приемными отверстиями в верхней его части и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, цилиндрический корпус в нижней торцевой части заглушен, на уровне приемных отверстий снабжен внутренней проточкой шириной не меньше диаметра приемных отверстий, а снаружи - фильтром, зафиксированным посредством зажима в виде нажимного элемента и цанги, состоящей из набора клиньев, внутренняя поверхность которых снабжена накаткой и соответствует наружному диаметру цилиндрического корпуса, а наружная поверхность выполнена под конус и в соответствии с внутренней поверхностью нажимного элемента, при этом плунжер с клапаном выполнен длиной не меньше длины его хода.

На фиг.1 изображено устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины; на фиг.2 - выноска I на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1 с заглушкой (не указана) в нижнем его конце и отверстиями 2, закрепленного на колонне насосно-компрессорных труб 3 посредством муфты 4, плунжера 5 с нагнетательными клапанами 6. Колонна штанг 7 соединяет плунжер 5 со станком-качалкой (на фиг.1 не показан). Корпус 1 на уровне приемных отверстий 2 имеет внутреннюю проточку 8 (фиг.2) шириной (B) не меньше диаметра приемного отверстия (D) и глубиной "e".

Устройство снабжено фильтром, установленным на уровне приемных отверстий 2, включающим корпус 9 с отверстиями и сеткой 11. Фильтр зафиксирован на корпусе 1 посредством зажима, представляющего из себя цангу с набором равнорасположенных по периметру клиньев 12 и нажимным элементом 13. Внутренняя поверхность клиньев 12 соответствует наружному диаметру корпуса 1 и снабжена накаткой для обеспечения сцепления, а наружная поверхность выполнена под конус 14 и в соответствии с внутренней поверхностью нажимного элемента 13, соединенного с корпусом 9 фильтра с помощью резьбы 15. Для улучшения эффекта зацепления клиньев 12 за корпус 1 необходимо затягивание нажимного элемента 13 сопровождать ударами молотка по его периметру.

Устройство работает следующим образом.

При ходе колонны штанг 7 и связанного с ней плунжера 5 вниз открываются клапаны 6, перекрываются отверстия 2 корпуса 1 и нефть под забойным давлением набирается в пространство над плунжером 5.

При ходе колонны штанг 7 и связанного с ней плунжера 5 вверх закрываются клапаны 6, нефть попадает в колонну насосно-компрессорных труб 3. Подача нефти происходит под забойным давлением. Отверстия 2 перекрыты плунжером 5, поступления нефти из скважины под плунжером не происходит.

В корпусе 1 под плунжером 5 создается разрежение тем больше, чем больше объем под плунжером 5. К моменту подхода плунжера 5 к проточке 8 происходит максимальное разрежение под плунжером 5. При открытии проточки 8 с отверстиями 2 нефть устремляется из призабойной зоны скважины в корпус 1, проходя через установленный на корпусе фильтр. Создается импульсное разрежение, а затем импульсное давление, которое вновь сменяется разрежением и т.д. Закон изменения давления имеет затухающий характер. Импульсы давления вызывают резкий приток нефти из забоя, образование трещин в горных породах и очистку от загрязнения призабойной зоны.

Важно, чтобы глубина проточки "e" была соизмерима с величиной И=B-D, где B - ширина проточки, D - диаметр приемных отверстий. При соблюдении этих условий получается максимальный эффект импульсного разрежения призабойной зоны, т. к. разрежение происходит одномоментно по максимально возможному контуру - всему периметру плунжера 5, а не только по участкам, где расположены приемные отверстия 2, как это было в прототипе. Другое предназначение проточки 8 заключается в смазке плунжера 5 нефтью по всему его периметру и длине при каждом цикле движения. Причем при движении плунжера вверх, например, твердые включения в виде песка, содержащиеся в нефти, из-за перепада давления остаются в проточке 8 до следующего цикла разрежения, а не попадают в плунжерную пару. В случае работы с желобчатым плунжером, каждый его желоб, проходя через проточку 8, получает свою дополнительную порцию смазки. Такая смазка плунжерной пары облегчает работу станка-качалки и продляет срок службы оборудования в целом.

Устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны позволяет повысить надежность скважинной штанговой насосной установки в целом, улучшить эффект обработки призабойной зоны, а фильтр с цанговым зажимом гарантирует его качественную установку на требуемом участке цилиндра штангового насоса в любых условиях.

Формула изобретения

Устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, содержащее цилиндрический корпус с приемными отверстиями в верхней его части и установленный в нем с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапаном, отличающийся тем, что цилиндрический корпус в нижней торцевой части заглушен, на уровне приемных отверстий снабжен внутренней проточкой шириной не меньше диаметра приемных отверстий, а снаружи - фильтром, зафиксированным посредством зажима в виде нажимного элемента и цанги, состоящей из набора клиньев, внутренняя поверхность которых снабжена накаткой и соответствует наружному диаметру цилиндрического корпуса, а наружная поверхность выполнена под конус и в соответствии с внутренней поверхностью нажимного элемента, при этом плунжер с клапаном выполнен длиной не меньше длины его хода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2