Устройство для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин



Устройство для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин
Устройство для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин
Устройство для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин
Устройство для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин

 


Владельцы патента RU 2563903:

Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМГИДРОСЕТИ" (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности, к гидрокавитационной обработке продуктивных пластов и фильтров скважин. Устройство содержит корпус с входным штуцером и кавитаторы, сопла которых направлены на обрабатываемую поверхность скважин, ротор с крыльчаткой и два шнека. Корпус выполнен из плотно соединенных между собой верхней и нижней частей с образованием внутренней полости, входной штуцер расположен по центральной оси в верхней части корпуса, внутри которого на входе во внутреннюю полость закреплен первый шнек с обеспечением завихрения рабочей жидкости. Внутри ротора по центральной оси установлен второй шнек с обеспечением вращения ротора. Встречные концы шнеков выполнены конусообразными. В роторе выполнены боковые каналы. Кавитаторы установлены в нижней части корпуса, их оси расположены в одной плоскости с осями боковых каналов ротора с обеспечением гидродинамической пульсации рабочей жидкости. Входной штуцер выполнен с возможностью перемещения по центральной оси с обеспечением регулировки частоты и амплитуды пульсаций истекающих из кавитаторов потоков рабочей жидкости. Повышается эффективность и производительность при обработке продуктивных пластов и фильтров скважин. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к гидрокавитационной обработке продуктивных пластов и фильтров скважин и может быть использовано для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин.

Известно устройство для импульсной обработки продуктивных пластов и фильтров скважин (патент РФ №2211320, МПК Е21В 43/25, опубл. 2004 г.), включающее соединенный с высоконапорным насосом возбудитель кавитации, состоящий из диффузора и конфузора, связанных между собой соединительным элементом, включающее колонну труб, вибратор, состоящий из генератора колебаний давления жидкости с входным соплом и диффузором с углом раскрытия более 15° ствола, внутренний диаметр которого превышает не менее чем в 4 раза внутренний диаметр входного сопла, и выходного устройства, причем входное сопло сообщено с колонной труб и диффузором, а выходное устройство - со стволом и затрубным пространством; кроме того, оно снабжено размещенным над вибратором струйным насосом, состоящим из сопла, приемной камеры, камеры смешения и диффузора, причем вход сопла струйного насоса сообщен с колонной труб, камера смешения через обратный клапан и приемную камеру - с затрубным пространством, а его диффузор - с входным соплом вибратора.

Известное устройство имеет сложную конструкцию, включающую дополнительный насос, что снижает надежность этого устройства, и требует использования энерготехнологического оборудования высокой мощности, что обуславливает значительные энергозатраты при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство для гидрокавитационной обработки продуктивных пластов и фильтров (патент РФ на изобретение №2318115, МПК Е21В 43/25 от 16.11.2005), включающее высоконапорный насос, подводящую магистраль и возбудитель кавитации, состоящий из диффузора и конфузора, связанных между собой соединительным элементом, корпус, в котором расположен возбудитель кавитации, виброрезонатор, размещенный в полости соединительного элемента, представляющей собой расширительную камеру, выполненного в виде тела вращения, диаметр которого выбирают больше диаметра наименьшего проходного отверстия диффузора, при этом возбудитель кавитации установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения.

Это устройство обладает недостаточной производительностью и качеством очистки внутренних поверхностей в затопленном состоянии, т.е. под водой. Истекающие из сопел струи в затопленную полость теряют большую часть кинетической энергии за счет сопротивления окружающей струйные потоки воды.

В результате снижается эффективность воздействия этих потоков на отложения и тем самым снижается качество очистки.

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности и производительности при обработке продуктивных пластов и фильтров скважин в широком диапазоне изменения внешних условий за счет обеспечения максимальной степени развития кавитации без использования дополнительного энергоемкого оборудования, достигается в предлагаемом устройстве для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин, содержащем корпус с входным штуцером и кавитаторы, сопла которых направлены на обрабатываемую поверхность скважин, отличающемся тем, что оно содержит ротор с крыльчаткой и два шнека, при этом корпус выполнен из плотно соединенных между собой верхней и нижней частей с образованием внутренней полости, входной штуцер расположен по центральной оси в верхней части корпуса, внутри которого на входе в упомянутую внутреннюю полость закреплен первый шнек с обеспечением завихрения рабочей жидкости, внутри указанного ротора по центральной оси установлен второй шнек с обеспечением вращения ротора, причем встречные концы шнеков выполнены конусообразными, в роторе выполнены боковые каналы, кавитаторы установлены в нижней части корпуса, а оси кавитаторов расположены в одной плоскости с осями боковых каналов ротора с обеспечением гидродинамической пульсации истекающих из кавитаторов потоков рабочей жидкости.

Указанный технический результат достигается также и тем, что входной штуцер выполнен с возможностью перемещения по центральной оси с обеспечением регулировки частоты и амплитуды пульсаций истекающих из кавитаторов потоков рабочей жидкости.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами,

где на фиг. 1 представлена конструкция устройства в разрезе,

на фиг. 2 приведен вид устройства в рабочем состоянии с образованием суперкавитационных каверн в истекающих из кавитаторов струй жидкости,

на фиг. 3 приведена фотография, иллюстрирующая процесс истечения из кавитаторов пульсирующих кавитационных струй жидкости,

фиг. 4 иллюстрирует растекание кавитационных пульсирующих струй жидкости по поверхности обсадной трубы и фильтров скважины.

Устройство (фиг. 1) содержит корпус, выполненный из плотно соединенных между собой верхней 1 и нижней 2 частей с образованием внутренней полости.

По центральной оси устройства в верхней части 1 корпуса ввинчен входной штуцер 3, положение которого зафиксировано контргайкой 4.

Внутри штуцера 3 на входе в упомянутую внутреннюю полость закреплен первый шнек 5, выполненный с входным и выходным конусами для обеспечения завихрения потока рабочей жидкости.

В нижней части 2 корпуса смонтирован ротор 6 с крыльчаткой, выполненный в виде колеса центробежного насоса с возможностью свободного вращения его на центральной оси 7 в подшипнике 8.

Кавитаторы 9 (от 2 до 8) вмонтированы в соответствующие отверстия в нижней части 2 корпуса. Кавитаторы 9 выполнены по конструкции гидрокавитационных генераторов (патент РФ №2376193, МПК B63B 59/08, опубл. 20.12.2009).

По центральной оси в нижней части 2 корпуса установлен второй шнек 10 для обеспечения вращения ротора 6 под воздействием завихреннного потока рабочей жидкости.

При этом встречные концы шнеков 5 и 10 выполнены конусообразными.

Ротор 6 выполнен с боковыми каналами, оси которых расположены в одной плоскости с осями кавитаторов 9.

Входной штуцер 3 выполнен с возможностью перемещения по центральной оси для обеспечения регулировки частоты и амплитуды пульсаций истекающих из кавитаторов 9 потоков рабочей жидкости.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Высоконапорный поток рабочей жидкости (вода, эмульсия или другая жидкость) от насоса высокого давления (на чертежах не показан) по гибкому высоконапорному шлангу (не показан) поступает во входной штуцер 3 (показано стрелкой) и попадает на первый шнек 5, с помощью которого закручивается и истекает во внутреннюю полость устройства в виде закрученного потока.

Закрученный поток после шнека 5, взаимодействуя со вторым шнеком 10, поступает на вход ротора 6 и создает вращательный момент для ротора 6. Закрученный поток жидкости поступает на крыльчатку ротора 6 и поступает далее в виде вращающихся струй на кавитаторы 9. При этом при вращении ротора 6 вокруг центральной оси создается пульсация гидродинамического давления в потоке жидкости, поступающей на входы кавитаторов 9. Пульсация сохраняется и в струях жидкости, истекающих из кавитаторов 9.

Сопла кавитаторов 9 направлены на обрабатываемую поверхность скважин.

Рабочая жидкость, истекающая из кавитаторов 9 в окружающую среду 11 (фиг. 2 и фиг. 3), образует суперкавитационные пульсирующие отрывные от кавитаторов 9 полости 12, заполненные газопаровыми пузырьками, которые всхлопывая производят эрозионное разрушение наслоений на обрабатываемой поверхности и в отверстиях фильтра обсадной водозаборной трубы.

Масса схлопывающихся и истекающих из кавитаторов 9 пузырьков, находящихся в суперкавитационной каверне 12 (фиг. 4), переносится потоком на очищаемую поверхность 13, разрушая имеющиеся на ней наслоения и наслоения в отверстиях фильтра 14.

Пульсации динамического давления в струйных кавитационных потоках, истекающих из кавитаторов 9, приводят к гидравлическим ударам в микрообъемах, в результате чего происходит эрозионное разрушение наслоений, на которые производится воздействие.

Кавитация осуществляется на значительном протяжении потока рабочей жидкости. Струйные вращающиеся потоки жидкости, истекающие из каналов ротора 6, при совпадении с входным отверстием кавитаторов 9 на определенные доли секунды увеличивают динамическое давление и скорость истекающего из кавитаторов струй, а затем на доли секунды снижают гидродинамическое давление и скорость потока в кавитаторе, что приводит к высокочастотной пульсации кавитационной каверны 12 и гидродинамического давления в струйных потоках, истекающих из кавитаторов. Это приводит к еще большей интенсивности эрозионного воздействия струйных кавитационных потоков, истекающих из кавитаторов 9, на наслоения и окружающую затрубное пространство породу 15 (фиг 4). Наслоения активно разрушаются и уносятся потоком, а за счет высокочастотной пульсации потока жидкости, передающейся в затрубное пространство через отверстия 14 в фильтре обсадной трубы 13, увеличивается дебит скважины.

Регулировка частоты и амплитуды пульсации струйных потоков, истекающих из кавитаторов 9, осуществляется путем перемещения штуцера 3 и изменением расстояния между первым 5 и вторым 10 шнеками. Изменение расстояние между шнеком 5 и шнеком 10 приводит к изменению скорости вращения ротора 6 вокруг центральной оси 7 и тем самым к изменению частоты и амплитуды пульсации гидродинамического давления в струйных потоках.

Предлагаемое устройство позволяет использовать его как при незатопленных, так и в затопленных условиях.

Проведенные опытные испытания устройства показали высокую производительность и эффективность при очистке и восстановлении работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин и оно может изготавливаться в промышленном масштабе.

1. Устройство для очистки и восстановления работоспособности водоносных и нефтегазовых скважин, содержащее корпус с входным штуцером и кавитаторы, сопла которых направлены на обрабатываемую поверхность скважин, отличающееся тем, что оно содержит ротор с крыльчаткой и два шнека, при этом корпус выполнен из плотно соединенных между собой верхней и нижней частей с образованием внутренней полости, входной штуцер расположен по центральной оси в верхней части корпуса, внутри которого на входе в упомянутую внутреннюю полость закреплен первый шнек с обеспечением завихрения рабочей жидкости, внутри указанного ротора по центральной оси установлен второй шнек с обеспечением вращения ротора, причем встречные концы шнеков выполнены конусообразными, в роторе выполнены боковые каналы, кавитаторы установлены в нижней части корпуса, а оси кавитаторов расположены в одной плоскости с осями боковых каналов ротора с обеспечением гидродинамической пульсации истекающих из кавитаторов потоков рабочей жидкости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что входной штуцер выполнен с возможностью перемещения по центральной оси с обеспечением регулировки частоты и амплитуды пульсаций истекающих из кавитаторов потоков рабочей жидкости.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области горного дела и, в частности, к нефтедобывающей промышленности и может быть использована при эксплуатации скважин. Технический результат - повышение надежности эксплуатации скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению обводненной скважины и, в частности, к восстановлению обводненной скважины, верхняя часть которой расположена в заглинизированном низкотемпературном терригенном коллекторе вблизи многолетнемерзлых пород.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи углеводородов, в частности нефти или газоконденсата, в скважинах - повышения коэффициента их извлечения из продуктивного пласта за счет обработки призабойной зоны этого пласта, вскрытого скважинами, участвующими в разработке пласта.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для повышения нефтеотдачи продуктивных пластов. Способ возбуждения волнового поля на забое нагнетательной скважины заключается в том, что плоскую стесненную струю жидкости подают непрерывно из щелевого сопла на носик клина.

Группа изобретений относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использована для повышения нефтеотдачи пласта при разработке обводненных залежей с вязкой нефтью и битума на поздней стадии разработки.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к увеличению притока нефти на добывающих скважинах и приемистости нагнетательных скважин. Способ включает формирование компрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб путем закачки флюида, стравливание давления при передвижении флюида из призабойной зоны к дневной поверхности, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта, повторение этапов стравливания и создания импульсов давления; контроль за этими этапами.

Изобретение относится к области добычи метана в зоне угольных пластов. Технический результат - увеличение добычи угольного метана, уменьшение энергозатрат, повышение безопасности и экологичности процесса.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при освоении скважины в процессе ее эксплуатации с целью повышения продуктивности скважины.

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений для импульсной закачки жидкости в пласт.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к геолого-техническим мероприятиям при капитальном ремонте скважин - очистке каналов перфорации и пористой среды призабойной зоны пласта, а также к глушению и освоению скважин после подземного и капитального ремонта с помощью газо-жидкостных смесей.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к скважинным струйным установкам, и предназначено для очистки забоя от песчаных пробок. Устройство содержит установленные на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) эжекторный насос, включающий корпус, в котором установлены соосно внутренней колонне НКТ сопло и камера смешения с диффузором.

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к устройству, используемому при свабировании в насосно-компрессорной трубе, в частности в насосно-компрессорной трубе диаметром 2 дюйма.

Изобретение относится к оборудованию для нефтяных скважин и нефтепроводов и может быть использовано для профилактики образования асфальто-смоло-парафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах, межтрубном пространстве скважин и промысловых нефтепроводах.

Насос предназначен для промывки скважин. Насос содержит конусообразный корпус, внутри которого параллельно расположены канал подвода активной жидкостной среды и активное сопло, сопряженное через боковой паз с камерой смешения, соединенной с трубопроводом отвода смеси сред, при этом внизу конусообразного корпуса установлена функциональная насадка, выполненная в виде цилиндрического корпуса насадок, горизонтально разделенного на две части, при этом верхняя часть непосредственно примыкает к конусообразному корпусу и через наклонные патрубки разных диаметров соединена с активным соплом и каналом подвода активной жидкостной среды, а нижняя часть, равная основному диаметру конусообразного корпуса, содержит по четыре радиальные насадки, расположенные по периметру, и одну насадку, расположенную по оси функциональной вставки.

Изобретение относится к области эксплуатации буровых скважин и предназначено для восстановления их работоспособности и дебитов, а также может быть использовано для очистки трубопроводов.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к увеличению притока нефти на добывающих скважинах и приемистости нагнетательных скважин. Способ включает формирование компрессионного перепада давления между призабойной зоной пласта и полостью насосно-компрессорных труб путем закачки флюида, стравливание давления при передвижении флюида из призабойной зоны к дневной поверхности, создание периодических импульсов давления в призабойной зоне пласта, повторение этапов стравливания и создания импульсов давления; контроль за этими этапами.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли. Устройство включает установленные на колонне насосных труб приемный патрубок в виде пера, клапан обратный тарельчатый, клапан обратный шариковый, фильтр, клапан гидродинамический, муфту дроссельную, клапан гидростатический, клапан сбивной; клапан с принудительным срабатыванием.
Изобретение относится к нефтедобыче и может найти применение при очистке внутрискважинного оборудования от асфальтосмолопарафиновых отложений. Способ включает закачку в затрубное пространство скважины эмульгатора из расчета 60-80 г на 1 м3 добываемой воды, выпуск газа из затрубного пространства в атмосферу.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для проведения ремонтных работ в скважинах. Устройство содержит корпус, соединительный патрубок, седло с продольными пазами и дроссельным каналом, толкатель с перфорированной клеткой с седлом и шаровым клапаном внутри, кольцевой поршень с полым штоком, гайку.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к консервации промысловых нефтепроводов на месторождениях, в продукции которых содержится сероводород.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для промывки горизонтальных скважин с открытым стволом. Устройство содержит корпус с отводящим и подводящим каналами, выполненными тангенциальными, насадку в отводящем канале, установленный с возможностью свободного вращения в корпусе центрированный ротор с чередующимися пазами и выступами, взаимодействующий с потоком жидкости. В подводящем и отводящем тангенциальных каналах между корпусом и ротором образованы щели за счет смещения подводящего и отводящего каналов. Тангенциальный подводящий канал смещен на большую величину, чем тангенциальный отводящий канал. Площадь сечения щели тангенциального подводящего канала больше площади сечения щели тангенциального отводящего канала. Ротор установлен в корпусе на шариковых опорах с помощью заглушек. Верхняя часть корпуса соединена с колонной промывочных труб. Сверху в корпус установлен шток с проходным каналом. Шток снабжен верхним и нижним рядами радиальных отверстий, разделенных глухой перегородкой, установленной в проходном канале штока, и сообщающихся между собой посредством перепускных продольных каналов, выполненных на внутренней поверхности корпуса. На наружной поверхности корпуса тангенциально размещены лопатки, позволяющие в рабочем положении корпусу вращаться относительно штока. В качестве колонны промывочных труб используют колонну гибких труб. Повышается эффективность работы устройства, снижается вероятность прихвата, снижается длительность спуско-подъемных операций. 4 ил.
Наверх