Скважинная струйная установка для гидроразрыва пласта

 

Установка предназначена для гидроразрыва пласта. Установка содержит смонтированные на колонне труб снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал для подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей и функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной с автономным прибором и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором, снабженным, например, датчиками давления, температуры, дебита и состава пластового флюида, выход струйного насоса подключен к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла, сопло струйного насоса через канал подвода активной среды подключено к затрубному пространству скважины, и канал для подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, при этом функциональные вставки выполнены в верхней части с приспособлением для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки составляет не менее 0,4 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места, диаметр D3 ступенчатого проходного канала выше посадочного места больше диаметра D2 этого канала ниже посадочного места не менее чем на 0,5 мм, диаметр D4 излучателя и приемника-преобразователя физических полей не менее чем на 0,5 мм меньше диаметра D2 ступенчатого проходного канала ниже посадочного места и диаметра D5 центрального канала пакера, наибольший диаметр функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D6 колонны труб, находящихся над струйным насосом, не менее чем на 1,0 мм, а длина каждой из функциональных вставок не менее их наибольшего диаметра. Технический результат - повышение надежности. 4 ил.

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.

Известна скважинная струйная установка, включающая установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйный насос и размещенный ниже струйного насоса в колонне насосно-компрессорных труб геофизический прибор (см. RU 2059891 С1, F 04 F 5/02, 10.05.1996).

Данная скважинная струйная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например, нефти с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данной установке предусмотрена подача рабочей среды в сопло струйного аппарата по колонне труб, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая пакер, колонну труб и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло с камерой смешения и выполнен проходной канал с посадочным местом для установки герметизирующего узла с осевым каналом, при этом установка снабжена излучателем и приемником-преобразователем физических полей, размещенным со стороны входа в струйный насос откачиваемой из скважины среды и установленным на кабеле, пропущенном через осевой канал герметизирующего узла, выход струйного насоса подключен к колонне труб выше герметизирующего узла, вход канала для подвода откачиваемой среды струйного насоса подключен к колонне труб ниже герметизирующего узла, а вход канала подачи рабочей среды в активное сопло подключен к пространству, окружающему колонну насосно-компрессорных труб и в корпусе струйного насоса выполнено несколько каналов подвода откачиваемой среды (см. патент RU 2106540 С1, кл. F 04 F 5/02, 10.03.1998).

Данная струйная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с неоптимальными соотношениями размеров функциональных вставок, в частности блокирующей вставки скважинной струйной установки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация размеров различных элементов конструкции установки и за счет этого повысить надежность и производительность работы скважинной струйной установки.

Указанная задача решается за счет того, что скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб снизу-вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал для подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей и функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной с автономным прибором и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором, снабженным, например, датчиками давления, температуры, дебита и состава пластового флюида, выход струйного насоса подключен к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла, сопло струйного насоса через канал подвода активной среды подключено к затрубному пространству скважины и канал для подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, при этом функциональные вставки выполнены в верхней части с приспособлением для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки составляет не менее 0,4 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места, диаметр D3 ступенчатого проходного канала выше посадочного места больше диаметра D2 этого канала ниже посадочного места не менее чем на 0,5 мм, диаметр D4 излучателя и приемника-преобразователя физических полей не менее чем на 0,5 мм меньше диаметра D2 ступенчатого проходного канала ниже посадочного места и диаметра D5 центрального канала пакера, наибольший диаметр функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D6 колонны труб, находящихся над струйным насосом, не менее чем на 1,0 мм, а длина каждой из функциональных вставок не менее их наибольшего диаметра.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что надежность и производительность работы установки можно повысить путем выполнения различных элементов конструкции установки, в частности функциональных вставок, со строго определенными размерами. Было установлено, что выполнение в верхней части функциональные вставки приспособления для ее установки и извлечения из скважины позволяет контролировать процесс установки вставки в проходном канале корпуса струйного насоса на посадочное место. Кроме того, было выяснено, что в случае выполнения каждой из функциональных вставок длиной не менее их наибольшего диаметра позволяет повысить надежность и герметичность установки функциональной вставки в проходном канале корпуса струйного насоса. Снижение вероятности установки на посадочное место с перекосом позволяет предотвратить возможные перетоки среды через посадочное место, а также срыв функциональной вставки с посадочного места с последующим нарушением работы всей установки. Кроме того, предотвращается возможное застревание вставок в колонне труб и в корпусе струйного насоса в период установки или удаления функциональных вставок. На предотвращение застревания спускаемых по колонне труб приборов направлено также выполнение этих приборов со следующими соотношениями размеров: диаметр D3 ступенчатого проходного канала выше посадочного места больше диаметра D2 этого канала ниже посадочного места не менее чем на 0,5 мм, диаметр D4 излучателя и приемника-преобразователя физических полей не менее чем на 0,5 мм меньше диаметра D2 ступенчатого проходного канала ниже посадочного места и диаметра D5 центрального канала пакера, а наибольший диаметр функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D6 колонны труб, находящихся над струйным насосом не менее чем на 1,0 мм. Не менее важное значение имеет величина диаметра D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки, которая составляет не менее 0,4 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места. Блокирующая вставка решает задачу подачи жидкой среды по колонне труб в подпакерную зону и при этом предотвращает попадание этой среды в затрубное пространство скважины и в струйный насос. В связи с этим блокирующая вставка испытывает значительные перепады давления и в тоже время должна создавать как можно меньшее гидравлическое сопротивление. В ходе исследований было установлено приемлемое соотношение между гидравлическим сопротивлением и механическими характеристиками блокирующей вставки.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - оптимизация размеров элементов конструкции установки и за счет этого повышение надежности работы и производительности скважинной струйной установки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез описываемой скважинной струйной установки с герметизирующим узлом, на фиг.2 - продольный разрез установки с вставкой для регистрации кривой восстановления пластового давления, на фиг.3 - продольный разрез установки с блокирующей вставкой, на фиг.4 - продольный разрез установки с депрессионной вставкой.

Скважинная струйная установка содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу-вверх входную воронку 2 с хвостовиком 3, пакер 4 с выполненным в нем центральным каналом 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого соосно установлены активное сопло 8 и камера смешения 9, а также выполнены канал подвода активной среды 10, канал 11 для подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал 12 с посадочным местом 13 между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале 12 предусмотрена возможность установки герметизирующего узла 14, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке 15 выше наконечника 16 для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей 17 и функциональных вставок: блокирующей 18 со сквозным проходным каналом 19, депрессионной 20 с автономным прибором 21 и вставки 22 для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором 23, снабженным, например датчиками давления, температуры, дебита и состава пластового флюида, выход струйного насоса 6 подключен к внутренней полости колонны труб 1 выше герметизирующего узла, сопло 8 струйного насоса 6 через канал подвода активной среды 10 подключено к затрубному пространству скважины (колонны труб 1) и канал 11 для подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб 1 ниже герметизирующего узла 14, при этом функциональные вставки 18, 20 и 22 выполнены в верхней части с приспособлением 24 для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала 19 блокирующей вставки 18 составляет не менее 0,4 диаметра D2 ступенчатого проходного канала 12 корпуса 7 струйного насоса 6 ниже посадочного места 13, диаметр D3 ступенчатого проходного канала 12 выше посадочного места 13 больше диаметра D2 этого канала 12 ниже посадочного места 13 не менее чем на 0,5 мм, диаметр D4 излучателя и приемника-преобразователя физических полей 17 не менее чем на 0,5 мм меньше диаметра D2 ступенчатого проходного канала 12 ниже посадочного места 13 и диаметра D5 центрального канала 5 пакера 4, наибольший диаметр функциональных вставок 18, 20 и 22 меньше внутреннего диаметра D6 колонны труб 1, находящихся над струйным насосом 6 не менее чем на 1,0 мм, а длина всех функциональных вставок 18, 20 и 22 не менее их наибольшего диаметра.

В скважине на колонне труб 1 устанавливают струйный насос 6 и размещенные ниже струйного насоса 6, пакер 4 и входную воронку 2 с хвостовиком 3. Затем проводят распакеровку пакера 4, что позволяет разъединить пространство скважины. Далее подсоединяют к наконечнику 16 кабеля или проволоки 15 излучатель и приемник преобразователь физических полей 17 и устанавливают на кабеле или проволоке 15 герметизирующий узел 14 с обеспечением возможности возвратно-поступательного движения каротажного кабеля или проволоки 15 и спускают эту сборку во внутреннюю полость колонны труб 1. В процессе спуска проводят фоновые замеры температуры и других физических полей от устья до забоя скважины. После подают жидкую рабочую среду в активное сопло 8 струйного насоса 6, что позволяет начать откачку струйным насосом 6 из подпакерной зоны скважины пластовой среды. Таким образом проводят дренирование продуктивного пласта 25 и очистку пласта 25 от фильтрата бурового раствора. Параметры в подпакерной зоне скважины контролируют с помощью излучателя и приемника-преобразователя физических полей 17 и при этом поэтапно создают различные депрессии на пласт, регистрируют при каждой из них забойные давления, состав флюида, поступающего из продуктивного пласта и дебит скважины. Далее при работающем струйном насосе 6 при заданной величине депрессии на пласт 25 перемещают излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17 вдоль оси скважины в зоне продуктивного пласта 25 и проводят регистрацию профиля притока, параметров пластового флюида, забойного давления, а также изменения физических полей в пласте 25, при этом предусматривают возможность проведения указанной операции несколько раз как при указанной выше заданной величине депрессии на пласт 25, так и при другой величине депрессии на пласт 25. Потом прекращают подачу рабочей среды в струйный насос 6 и извлекают из скважины излучатель и приемник-преобразователь физических полей 17 с каротажным кабелем или проволокой 15 и герметизирующим узлом 14. После этого спускают по колонне труб 1 и устанавливают в проходном канале 12 на посадочное место 13 вставку 22 для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины вместе с пробоотборником и автономным прибором 23, снабженным датчиками давления, температуры, дебита, состава пластового флюида и др. Струйным насосом 6 проводят откачку пластовой среды и создают необходимую депрессию на пласт 25 и после расчетного времени дренирования продуктивного пласта резко прекращают подачу рабочей среды в сопло 8 струйного насоса 6. Проводится регистрация кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины, после чего извлекают вставку 22 и устанавливают блокирующую вставку 18 со сквозным проходным каналом 19, перекрывая блокирующей вставкой 18 в струйном насосе 6 канал 11 для подвода откачиваемой из скважины среды и выход из струйного насоса 6. После этого производят закачку раствора в продуктивный пласт 25 для его обработки или гидроразрыва. Затем извлекают блокирующую вставку 18, устанавливают на место блокирующей вставки 18 депрессионную вставку 20, разобщающую колонну труб 1 на верхнюю зону, сообщенную с выходом из струйного насоса 6, и нижнюю зону, сообщенную с каналом 11 для подвода откачиваемой из скважины среды. В сопло 8 струйного насоса 6 подают активную жидкую среду. Последняя, истекая из сопла 8 струйного насоса 6, увлекает из скважины пластовый флюид вместе с продуктами реакции образовавшимися в результате взаимодействия с раствором, который закачали ранее в пласт 25. После этого, если это необходимо возможна повторная установка в проходном канале 12 вставки 22 для регистрации кривой восстановления давления или герметизирующего узла 14 с размещением в зоне пласта излучателя и приемника-преобразователя физических полей 17 для обработки пласта 25. После завершения указанных выше работ по исследованию скважины и обработке пласта 25 возможна установка в скважине насоса для добычи сред из скважины.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и горной промышленности при испытании и интенсификации притока нефтегазовых скважин на этапе их бурения или восстановления.

Формула изобретения

Скважинная струйная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал для подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения излучателя и приемника-преобразователя физических полей и функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной с автономным прибором и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором, снабженным, например, датчиками давления, температуры, дебита и состава пластового флюида, выход струйного насоса подключен к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла, сопло струйного насоса через канал подвода активной среды подключено к затрубному пространству скважины, и канал для подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, при этом функциональные вставки выполнены в верхней части с приспособлением для их установки и извлечения из скважины, диаметр D1 сквозного проходного канала блокирующей вставки составляет не менее 0,4 диаметра D2 ступенчатого проходного канала корпуса струйного насоса ниже посадочного места, диаметр D3 ступенчатого проходного канала выше посадочного места больше диаметра D2 этого канала ниже посадочного места не менее чем на 0,5 мм, диаметр D4 излучателя и приемника-преобразователя физических полей не менее чем на 0,5 мм меньше диаметра D2 ступенчатого проходного канала ниже посадочного места и диаметра D5 центрального канала пакера, наибольший диаметр функциональных вставок меньше внутреннего диаметра D6 колонны труб, находящихся над струйным насосом, не менее чем на 1,0 мм, а длина каждой из функциональных вставок не менее их наибольшего диаметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Хоминец Зиновий Дмитриевич (UA)

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): ТОО "Принт" (UA)

Договор № 19999 зарегистрирован 27.08.2004

Извещение опубликовано: 10.10.2004        БИ: 28/2004

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к струйным установкам, используемым при проведении ремонтно-восстановительных и ремонтно-изоляционных работ в скважинах

Изобретение относится к струйным установкам для добычи и интенсификации притока нефти из скважин

Изобретение относится к струйным установкам, используемым при проведении ремонтно-восстановительных и ремонтно-изоляционных работ в скважинах

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи и интенсификации притока нефти из скважин

Изобретение относится к турбокомпрессоростроению и испытательным станциям авиационных двигателей, а конкретно к диффузорным устройствам

Изобретение относится к струйной технике и позволяет повысить качество смешивания сред

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи и интенсификации притока нефти из скважин

Изобретение относится к струйным установкам, используемым при проведении ремонтно-восстановительных и ремонтно-изоляционных работ в скважинах

Изобретение относится к струйным установкам для добычи и интенсификации притока нефти из скважин

Изобретение относится к струйным установкам, используемым при проведении ремонтно-восстановительных и ремонтно-изоляционных работ в скважинах

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи и интенсификации притока нефти из скважин

Изобретение относится к струйной технике и может быть использовано, в частности, при осуществлении воздействия на пласт созданием депрессий и последующим освоением и выводом на режим скважин без проведения операции по их глушению

Изобретение относится к насосной технике, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин
Наверх