Функциональная вставка скважинной струйной установки

Изобретение относится к струйной технике, а именно к функциональным вставкам в насосах скважинной установки для исследования продуктивных пластов призабойной зоны, и используется в нефтегазодобывающей промышленности. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей установки, повышение надежности работы вставки и упрощение снятия ее с насоса. Вставка состоит из корпуса, размещенного в корпусе струйного насоса (СН), и имеет запорный клапан и осевой канал для каротажного кабеля с закрепленным каротажным прибором. Дополнительно вставка содержит разрядный клапан. Корпус вставки имеет окна в средней части, которые сообщают среднюю полую часть вставки с камерой смещения СН. В верхней и нижней частях корпуса вставки размещены верхний и нижний уплотнители, ограниченные опорными элементами с каждой из сторон последних соответственно. При этом запорный клапан установлен в нижней части вставки и сопряжен с камерой смешения СН и пакерной полостью. Разрядный клапан проходит через верхнюю, среднюю и нижнюю части вставки и сопряжен с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб и каротажным прибором. При этом осевые каналы клапанов эксцентричны и параллельны осевому каналу вставки, а разрядный клапан снабжен штоком с выступающим концом относительно корпуса вставки. 4 ил.

 

Изобретение относится к струйной технике, а именно к функциональным вставкам в насосах скважинной установки для исследования продуктивных пластов призабойной зоны, и используется в нефтегазодобывающей промышленности.

Известна функциональная вставка скважинной струйной установки для испытания и освоения скважин, выполненная с возможностью установки на ней каротажного прибора, закрепленного на каротажном кабеле, см. патент Российской Федерации №2190779 по кл. F 04 F 5/02, 5/44, опубл. 2002 г.

Для снятия этой вставки из насоса требуется устройство, это усложняет работу установки с такой вставкой.

Известна функциональная вставка, например, для записи кривых восстановления пластового давления, скважинной струйной установки для испытания и освоения скважин, имеющая осевой канал, совмещенный с осевым каналом струйного насоса, см. патент Российской Федерации №2190781 по кл. F 04 F 5/02, 5/44, опубл. 2002 г.

Функциональные возможности этой вставки ограничены.

Известна функциональная вставка насосно-эжекторной скважинной установки, имеющая запорный клапан, см. патент Российской Федерации №2107842 по кл. F 04 F 5/54, опубл. 1998 г.

В этой установке не обеспечивается быстрый переход от одного режима исследования к другому.

Известна функциональная вставка скважинной струйной установки, содержащей пакер, струйный насос, имеющий корпус, активные и пассивные сопла, камеру смешения и установленный соосно на колонне насосно-компрессорных труб, состоящая из корпуса, размещенного в корпусе насоса, опорных элементов, уплотнителей, снабженная запорным клапаном и осевым каналом для каротажного кабеля с закрепленным каротажным прибором, см. патент Российской Федерации №2129672 по кл. F 04 F 5/02, опубл. 1999 г.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

В установке прототипа разобщение подпакерной и надпакерной полостей осуществляет запорный клапан вставки, а при повторении технологических процессов и переходе от одного процесса к другому для выравнивания давления требуется время, пока пласт уровняет давление или необходим срыв пакера с разгерметизацией затрубного пространства, отсутствие управляемого механизма разряжения в полостях насоса и в подпакерной зоне не позволяет проводить быстрое воздействие на пласт, продолжить снятие замеров или повторить операции процесса, кроме того, снятие вставки затруднено гидростатическим столбом жидкости над вставкой, это ухудшает работу установки и снижает ее функциональные возможности.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей расширить функциональные возможности установки, повысить надежность работы вставки, упростить снятие ее из насоса.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что функциональная вставка скважинной струйной установки содержит пакер, струйный насос, имеющий корпус, активные и пассивные сопла, камеру смешения и установленный соосно на колонне насосно-компрессорных труб, состоит из корпуса, размещенного в корпусе насоса, опорных элементов, уплотнителей, снабжена запорным клапаном и осевым каналом для каротажного кабеля с закрепленным каротажным прибором; вставка содержит дополнительный разрядный клапан, а корпус имеет окна в средней части, которые сообщают среднюю полую часть вставки с камерой смешения, в верхней и нижней частях корпуса размещены верхний и нижний уплотнители, ограниченные опорными элементами с каждой из сторон последних соответственно, при этом запорный клапан установлен в нижней части вставки и сопряжен с камерой смешения и пакерной полостью, а разрядный клапан проходит через верхнюю, среднюю и нижнюю части вставки и сопряжен с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб и каротажным прибором, кроме того, осевые каналы клапанов эксцентричны и параллельны осевому каналу вставки, а разрядный клапан снабжен штоком с выступающим концом относительно корпуса вставки.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Установка во вставке разрядного клапана расширяет функциональные возможности устройства.

Выполнение в средней части корпуса окна и сообщение ее с камерой смешения насоса обеспечивает надежность работы запорного клапана вставки.

Размещение в верхней и нижней частях корпуса вставки уплотнителей и ограничение их опорными элементами повышает надежность вставки.

Установка запорного клапана в нижней части вставки и взаимодействие его с камерой смешения насоса и пакерной полостью и установка разрядного клапана в верхней, средней и нижней частях вставки и взаимодействие его с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб и пакерной полостью расширяет функциональные возможности установки.

Эксцентричное расположение осевых каналов клапанов при параллельности их осевому каналу вставки обеспечивает необходимую функциональность вставки и повышает надежность ее работы при чередовании процессов исследования пласта.

Наличие в разрядном клапане штока, имеющего выступающий конец, и взаимодействие последнего с каротажным прибором осуществляет быстрое разряжение в устройстве и способствует свободному снятию вставки из насоса.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - скважинная струйная установка /разрез/,

на фиг.2 - функциональная вставка /разрез/,

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1,

на фиг.4 - вид Б на фиг.2.

Функциональная вставка установлена в корпусе насоса скважинной струйной установки.

Скважинная струйная установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, пакер 2, струйный насос 3, корпус 4 (насоса 3), активные сопла 5 (насоса 3), пассивные сопла 6 (насоса 3), камеру смешения 7 (насоса 3).

Функциональная вставка содержит корпус 8, верхнюю часть 9 (корпуса 8), нижнюю часть 10 (корпуса 8), среднюю часть 11 (корпуса 8), окно 12 (в средней части 11), верхний уплотнитель 13, верхние опорные элементы 14, нижний уплотнитель 15, нижние опорные элементы 16, запорный клапан 17, затвор 18 (клапана 17), осевой канал 19 (клапана 17), разрядный клапан 20, затвор 21 (клапана 20), осевой канал 22 (клапана 20), шток 23 (клапана 20), осевой канал 24, каротажный кабель 25, каротажный прибор 26.

Функциональная вставка имеет корпус 8 с окном 12 в средней его части 11. В верхней 9 и нижней 10 частях корпуса 8 размещены уплотнители верхний 13 и нижний 15 соответственно. Уплотнители 13 и 14 ограничены с верхней и нижней сторон (каждый) опорными элементами 14 и 16 соответственно.

Вставка снабжена запорным 17 и разрядным 20 клапанами, каждый из которых имеюет затворы 18 и 21 и осевые каналы 19 и 22 соответственно. Разрядный клапан 14 дополнительно содержит шток 23.

Вставка, например, для записи кривых пластового давления имеет осевой канал 24 для каротажного кабеля 25, на котором закреплен каротажный прибор 26, например активный манометр.

Осевые каналы 19 и 22 эксцентричны и параллельны осевому каналу 24 вставки.

Скважинная струйная установка содержит пакер 2, струйный насос 3, который установлен соосно на колонне насосно-компрессорных труб 1.

Струйный насос 3 имеет корпус 4, активные 5 и пассивные 6 сопла, камеру смешения 7. Вставка размещена в корпусе 4 насоса 3.

Запорный клапан 17 вставки взаимодействует с камерой смешения 7 насоса 3 и с пакерной полостью пакера 2. Разрядный клапан 20 взаимодействует с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб 1 и пакерной полостью пакера 2, а выступающий конец (относительно корпуса 8 вставки) штока 23 клапана 20 сопряжен с каротажным прибором 26.

Функционирование вставки осуществляется следующим образом.

Вставка спускается в насос 3 на кабеле 25. После подачи рабочей жидкости под давлением по трубе 1 в зоне сопел 5 и 6 возникает разряжение, затвор 18 запорного клапана 17 приподнимается, и жидкость по осевому каналу 19 откачивается из-под пакера 2. При прекращении подачи жидкости затвор 18 закрывает проходное отверстие и под пакером 2 остается разряжение, которое притоком из пласта снимается. Каротажный прибор 26 передает измеряемые параметры пласта, например манометр записывает кривые восстановления давления.

При необходимости создают дополнительную депрессию на пласт в зависимости от показаний активного каротажного прибора 26. Выравнивание давления в надпакерной и подпакерной полостях осуществляют с помощью разрядного клапана 20. Открытие клапана 20 осуществляют натяжением кабеля 25, при этом каротажный прибор 26 нажимает на выступающий конец штока 23, который приподнимает затвор 21 и осевой канал 22 сравнивает давление над пакером 2 и под ним. Вставка с помощью каротажного кабеля 25 легко вынимается из насоса 3.

При снятии показаний с активного каротажного прибора 26 при проводимых исследованиях обеспечивается возможность влиять на процесс создания депрессий на пласт в нужном количестве.

Предложенная функциональная вставка может быть изготовлена промышленным способом, что подтверждают испытания опытной партии, и это обуславливает, по мнению заявителя, ее соответствие критерию “промышленная применимость”.

Предложенная функциональная вставка скважинной струйной установки позволяет:

- расширить функциональные возможности вставки за счет установки разрядного клапана и размещения его в верхней, средней и нижней частях вставки с возможностью взаимодействия с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб и пакерной полостью и за счет установки запорного клапана в нижней части вставки с возможностью взаимодействия его с камерой смешения насоса и пакерной полостью;

- обеспечить необходимую функциональность вставки и повысить надежность ее работы при чередовании процессов исследования пласта за счет эксцентричного расположения осевых каналов клапанов при параллельности их осевому каналу вставки;

- повысить надежность работы вставки за счет выполнения в средней части корпуса окна и сообщения средней полой части с камерой смешения насоса и за счет размещения в верхней и нижней частях корпуса вставки уплотнителей и ограничения их опорными элементами;

- упростить снятие вставки из насоса за счет наличия в разрядном клапане штока, взаимодействия его выступающего конца с каротажным прибором и быстрого разряжения давления в устройстве.

Функциональная вставка скважинной струйной установки, содержащей пакер, струйный насос, имеющий корпус, активные и пассивные сопла, камеру смешения и установленный соосно на колонне насосно-компрессорных труб, состоящая из корпуса, размещенного в корпусе насоса, опорных элементов, уплотнителей, снабженная запорным клапаном и осевым каналом для каротажного кабеля с закрепленным каротажным прибором, отличающаяся тем, что вставка содержит дополнительный разрядный клапан, а корпус имеет окна в средней части, которые сообщают среднюю полую часть вставки с камерой смешения, в верхней и нижней частях корпуса размещены верхний и нижний уплотнители, ограниченные опорными элементами с каждой из сторон последних соответственно, при этом запорный клапан установлен в нижней части вставки и сопряжен с камерой смешения и пакерной полостью, а разрядный клапан проходит через верхнюю, среднюю и нижнюю части вставки и сопряжен с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб и каротажным прибором, кроме того, осевые каналы клапанов эксцентричны и параллельны осевому каналу вставки, а разрядный клапан снабжен штоком с выступающим концом относительно корпуса вставки.