Устройство для удаления осадка с забоя скважины

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технологии очистки скважины от осадка. Устройство включает размещенные в эксплуатационной колонне питательную и компрессорную трубы. Смесительный узел в компрессорной трубе выполнен в виде трубы Вентури с капиллярно-пористой горловиной между диффузором и конфузором, которая образует с компрессорной трубой кольцевую камеру. Питательная труба сообщена с кольцевой камерой. Компрессорная труба имеет в нижней части обратный клапан и выполнена с перфорационными отверстиями, расположенными над клапаном под углом к ее стенке. Диффузор на внутренней поверхности имеет криволинейные винтообразные канавки. К компрессорной трубе над обратным клапаном присоединены тангенциально насадки, выполненные с внутренними криволинейными спиралевидными направляющими. На выкидной линии предусмотрен регулятор давления. В кольцевую камеру по питательной трубе подается рабочий агент-флотореагент в аэрозольном состоянии. Техническим результатом является повышение эффективности в работе устройства и снижение энергозатрат на удаление осадка с забоя скважины. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к технологии очистки скважины от осадка.

Известно устройство для удаления осадка с забоя скважины (см. патент США 3729054, Кл. 166-312, 1973), включающее размещенную в эксплуатационной колонне питательную трубу для подачи рабочего агента, установленную в эксплуатационной колонне компрессорную трубу с смесительным узлом.

Недостатком данного устройства является невысокая эффективность удаления осадка с забоя скважины из-за невозможности его полного взрыхления и взмучивания.

Известно устройство для удаления осадка с забоя скважины (см. а.с. 1677239 МКИ Е 81/00, 37/00, Бюл. 34, 1991), включающее размещенную в эксплуатационной колонне питательную трубу для подачи рабочего агента, установленную в эксплуатационной колонне компрессорную трубу со смесительным узлом, выполненным в виде трубы Вентури с капиллярно-пористой горловиной между диффузором и конфузором, которая образует с компрессорной трубой кольцевую камеру с возможностью ее сообщения с питательной трубой для подачи рабочего агента-флотореагента в аэрозольном состоянии, причем компрессорная труба имеет в нижней части обратный клапан и выполнена над последним с перфорационными отверстиями, расположенными под углом к ее стенке.

Недостатком данного устройства является недостаточно высокая эффективность работы и значительные энергозатраты из-за невозможности создания глубокодиспергированной эмульсии в скважине.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности работы устройства и снижение энергозатрат на удаление осадка с забоя скважины.

Технический результат достигается тем, что устройство для удаления осадка с забоя скважины, включающее размещенную в эксплуатационной колонне питательную трубу для подачи paбочего агента, установленную в эксплуатационной колонне компрессорную трубу со смесительным узлом, выполненным в виде трубы Вентури с капиллярно-пористой горловиной между диффузором и конфузором, которая образует с компрессорной трубой кольцевую камеру с возможностью ее сообщения с питательной трубой для подачи рабочего агента-флотореагента в аэрозольном состоянии, причем компрессорная труба имеет в нижней части обратный клапан и выполнена над последним с перфорационными отверстиями, расположенными под углом к ее стенке, имеет на внутренней поверхности диффузора криволинейные винтообразные канавки, над обратным клапаном тангенциально присоединенные к компрессорной трубе суживающиеся насадки с внутренними криволинейными спиралевидными направляющими, а на выкидной линии регулятор давления.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, на фиг.2 - тангенциально к компрессорной трубе присоединенные суживающиеся насадки, а на фиг.3 - развертка внутренней поверхности суживающейся насадки с криволинейными спиралевидными направляющими.

Устройство состоит из емкости 1 для флотореагента, компрессорной трубы 2, питательной трубы 3 или насоса-дозатора, эксплуатационной колонны 4, смесительного узла в виде трубы Вентури с капиллярно-пористой горловиной 5 между диффузором 6 и конфузором 7, которая образует с компрессорной трубой 2 кольцевую камеру с возможностью сообщения с питательной трубой 3, обратного клапана 8 в нижней части компрессорной трубы 2 с перфорационными отверстиями 9, расположенными под углом к ее стенке, выкидной линии 10, буферной емкости-флотокамеры 11 со съемом пенного осадка перфорированной пластмассовой лентой 12 к отвальной кучи 13. На внутренней поверхности диффузора 6 образованы криволинейные винтообразные канавки 14. К компрессорной трубе 2 тангенциально присоединены суживающиеся насадки 15 с внутренними криволинейными спиралевидными направляющими 16, расположенными над обратным клапаном 8 в пределах нижней части компрессорной трубы 2 с перфорационными отверстиями 9. На выкидной линии 10 предусмотрен регулятор давления 17.

Устройство для удаления осадка с забоя скважины работает следующим образом.

Газ, проходя горловину 5 трубы Вентури, создает разрежение, куда из емкости 1 для флотореагента засасывается (или подает насос-дозатор) флотореагент. Выходя из капиллярно-пористой горловины 5, флотореагент-собиратель и пенообразователь с ингибирующими свойствами тонко диспергируется вместе с газом и через перфорационные отверстия 9 компрессорной трубы 2 в пределах ее нижней части при закрытом обратном клапане 8 поступает в затрубную кольцевую камеру, заполненную жидкостью, например пластовой водой. Одновременно флотореагент, диспергированный газом, выбрасывается в затрубную кольцевую камеру через суживающиеся насадки 15, приобретая винтовое движение в криволинейных спиралевидных направляющих 16. Причем флотореагент при закрутке в криволинейных винтообразных канавках 14, образованных на внутренней поверхности диффузора 6, интенсивно перемешивается с водой. Тангенциальное присоединение суживающихся насадок 15 к поверхности компрессорной трубу 2 способствует интенсификации завихрения и перемешиванию имеющегося в забое осадка, разрыхляя и встряхивая его и увлекая вверх в кольцевую камеру. Кроме того, поток флотореагента, выбрасываемый из суживающихся насадок 15, способствует перемешиванию флотореагента, отбрасываемого из перфорационных отверстий 9. При этом происходит столкновение потока с отдельными струями и их перекрещивание, в результате чего образуется неупорядоченное зигзагообразное движение. Это придает флотореагенту центробежные, вибрационные и аэрогидродинамические силы. Закрученный поток флотореагента в виде глубокодиспергированной эмульсии, имея значительно меньшую плотность, чем жидкие и твердые компоненты, ее составляющие, подчиняясь эффекту эрлифта, винтообразно двигаясь, захватывая осадок с забоя скважины путем его взрыхления и смешивания с водой, поднимается по кольцевой камере, соскребая осевшие в виде кольматанта твердые отложения как с поверхности обсадной трубы скважины, так и с наружной поверхности компрессорной трубы 2, и флотирует его на устье скважины, одновременно десорбируя и смывая сульфид железа со стенок скважины. Газ, выходя из перфорированных отверстий 9 низа компрессорной трубу 2, вызывает вращение затрубной пластовой жидкости воды и по типу вихревого смерча осуществляет также взрыхление и подъем осадка с забоя скважины с последующим захватом осадка флотореагентом-собирателем и пенообразователем с ингибирущими свойствами и последующим флотовыносом на устье скважины, где по выкидной линии 10 поступает в буферную емкость 11 с удалением пенного продукта осадка перфорированной бесконечной пластмассовой лентой 12 гидрофобного типа, расположенной под углом к поверхности со складированием осадка в отвальную кучу 13. При необходимости отфлотированная вода или жидкость, в том числе промывная, может использоваться повторно. Для регулирования давления на выкидной линии 10 предусмотрен регулятор давления 17, так как при большом давлении газа в скважине может быть его выброс по выкидной линии 10 и тем самым нарушена подача газа потребителям. Кроме того, наличие насоса-дозатора на питательной трубе 3 и регулятора давления 17 на выкидной линии 10 процесс удаления осадка с забоя скважины делает управляемым дистанционно и позволяет автоматизировать удаление осадка в зависимости от количества накопившегося осадка.

Создание глубокодиспергированной эмульсии за счет закрутки флотореагента и газа в криволинейных винтообразных канавках и криволинейных спиралевидных направляющих и завихрения со смешиванием данной эмульсии с осадком, сообщение вращательного движения в кольцевой камере повышает эффективность работы устройства по удалению осадка, а подъем глубокодиспергированной эмульсии с меньшей плотностью снижает энергозатраты, а применение дистанционного управления и автоматизации повышает эксплуатационные показатели устройства для удаления осадка с забоя скважины.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока флотореагента в криволинейных винтообразных канавках и спиралевидных направляющих, приводящего к образованию глубокодиспергированной эмульсии, для повышения эффективности работы устройства для удаления осадка и снижения энергозатрат на его подъем.

Формула изобретения

Устройство для удаления осадка с забоя скважины, включающее размещенную в эксплуатационной колонне питательную трубу для подачи рабочего агента, установленную в эксплуатационной колонне компрессорную трубу со смесительным узлом, выполненным в виде трубы Вентури с капиллярно-пористой горловиной между диффузором и конфузором, которая образует с компрессорной трубой кольцевую камеру с возможностью ее сообщения с питательной трубой для подачи рабочего агента-флотореагента в аэрозольном состоянии, причем компрессорная труба имеет в нижней части обратный клапан и выполнена над последним с перфорационными отверстиями, расположенными под углом к ее стенке, отличающееся тем, что на внутренней поверхности диффузора образованы криволинейные винтообразные канавки, над обратным клапаном тангенциально присоединены к компрессорной трубе суживающиеся насадки с внутренними криволинейными спиралевидными направляющими, а на выкидной линии предусмотрен регулятор давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3