Устройство для регулируемой закачки воды в пласт

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2634319:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для регулирования расхода закачиваемой воды в пласт при поддержании пластового давления. Технический результат – повышение надежности работы устройства и обеспечение возможности контроля приемистости пластов геофизическими методами. Устройство включает корпус со штуцерной втулкой, спущенное на насосно-компрессорных трубах со сквозными отверстиями против щелевых штуцеров, расположенных по периметру и выполненных с переменным поперечным сечением по длине щели. В нижнем торце штуцерная втулка выполнена в виде разрезной упругой цанги, лепестки которой оканчиваются треугольными выступами, входящими в зацепление с треугольными проточками в нижней части корпуса. Между лепестками цанги на внешней стороне в нижней части штуцерной втулки расположены направляющие срезные винты, входящие в продольные направляющие пазы в нижней части корпуса. В верхней части штуцерная втулка выполнена с седлом для ударного массивного груза и с треугольной проточкой для зацепления втулки ловителем. В нижней части корпуса установлена втулка с треугольными направляющими выступами по периметру ее торца и фиксирующими винтами. Для замены штуцерной втулки с цангой предусмотрена сменная штуцерная втулка, выполненная в виде шлямбура с треугольными направляющими. Они обеспечивают вместе с ответными треугольными направляющими выступами втулки точную посадку сменной штуцерной втулки против сквозных окон в корпусе. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для регулирования расхода закачиваемой воды в пласт при поддержании пластового давления.

Известен механически регулируемый штуцер [Патент РФ №2230885, МПК E21B 43/06, E21B 43/12, F16K 47/08, опубликован 20.06.2004], включающий корпус, цилиндр, выполненный перфорированным по всей длине, шток, размещенный в цилиндре с возможностью перекрытия части перфорационных отверстий и имеющий тарельчатый клапан для закрытия входного отверстия в корпусе, снабженном стопорными винтами для фиксации положения штока.

Предлагаемый штуцер выполняет регулирующую функцию расхода воды при закачке ее в пласт. Управление штуцером осуществляется оператором вручную с помощью перфорированного цилиндра и перекрывающего его отверстия штока. Однако он требует ручной переустановки стопорных винтов при смене режима закачки. Штуцер используется на поверхности и не предназначен для работы в скважине.

Известна установка для одновременно-раздельной эксплуатации скважины и скважинная камера для нее (прототип) [Патент РФ №2473791, МПК E21B 43/14, опубликован 20.06.2004], включающая скважинные камеры, выполненные виде полых тубусов со сквозными радиальными отверстиями, своими концами тубусы свинчены с насосно-компрессорными трубами (НКТ), внутри тубусов герметично установлены цилиндрические штуцеры со сквозными радиальными отверстиями против сквозных отверстий тубусов, вышерасположенный цилиндрический штуцер имеет больший диаметр по сравнению с нижерасположенным для сквозного прохождения последнего в случае замены его.

Регулирование расхода воды в скважине осуществляется сменой калиброванных штуцеров при одновременно-раздельной закачке воды в два пласта, разделенных пакером. Смена калиброванных штуцеров осуществляется также на поверхности с последующей доставкой их в каждый пласт. При этом для выбора режима закачки каждого пласта в отдельности требуются многократные спуско-подъемные операции.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве для регулируемой закачки воды в пласт цилиндрический штуцер выполнен в виде втулки с заданным рядом одинаковых щелевых штуцеров по ее периметру, выполненных с переменным поперечным сечением по длине щели, в нижнем торце штуцерная втулка выполнена в виде разрезной упругой цанги, лепестки которой оканчиваются треугольными выступами, входящими в зацепление с треугольными проточками в нижней части корпуса, между лепестками цанги на внешней стороне нижней части штуцерной втулки расположены срезные направляющие винты, входящие в продольные направляющие пазы в нижней части корпуса, в верхней части штуцерная втулка выполнена с седлом для ударного массивного груза и с треугольной проточкой для зацепления втулки ловителем, в нижней части корпуса установлена втулка с треугольными направляющими выступами по периметру ее торца и фиксирующими винтами, для замены штуцерной втулки с цангой предусмотрена сменная штуцерная втулка, выполненная в виде шлямбура с треугольными направляющими, обеспечивающими вместе с ответными треугольными направляющими выступами втулки точную посадку сменной штуцерной втулки против сквозных окон в корпусе.

На фиг. 1 показан разрез общего вида предлагаемого устройства для регулируемой закачки воды в пласт: 1 - корпус; 2 - штуцерная втулка; 3, 4 - резиновые уплотнения выходных отверстий в корпусе; 5 - щелевые штуцеры с переменным сечением; 6 - выходные отверстия в корпусе; 7 - лепестки цанги с треугольными зубчатыми выступами; 8 - ряд треугольных проточек в корпусе; 9 - продольные направляющие пазы в корпусе; 10 - ниппель; 11 - втулка с треугольными направляющими выступами; 12 - треугольные направляющие выступы; 13 - фиксирующие (стопорные) винты; 14 - массивный груз, гидро- или электроинструмент; 15 - трос (канат); 16 - треугольная проточка в штуцерной втулке; 17 - срезные направляющие винты.

На фиг. 2 показан поперечный разрез в увеличенном масштабе устройства в сечении А-А: 1 - корпус; 2 - штуцерная втулка; 5 - щелевые штуцеры; 6 - выходные отверстия в корпусе.

На фиг. 3 показан поперечный разрез в увеличенном масштабе устройства в сечении Б-Б: 1 - корпус; 2 - штуцерная втулка; 7 - лепестки цанги с треугольными зубчатыми выступами; 9 - продольные направляющие пазы в корпусе; 17 - срезные направляющие винты.

На фиг. 4 показан поперечный разрез фрагмента (вид сбоку) в увеличенном масштабе в сечении В-В: 1 - корпус; 2 - штуцерная втулка; 9 - продольные направляющие пазы; 17 - срезные направляющие винты.

На фиг. 5 показан разрез сменной штуцерной втулки: 2 - сменная штуцерная втулка; 5 - выбранные штуцеры; 6 - штриховые контуры выходных окон в корпусе (на фиг. 5 корпус не показан); 16 - треугольная проточка в штуцерной втулке; 18 - треугольные направляющие в сменной штуцерной втулке.

На фиг. 6 показан разрез устройства по линии Г-Г: 9 - продольные направляющие пазы в корпусе; 10 - ниппель; 11 - втулка с треугольными направляющими выступами; 12 - треугольные направляющие выступы; 13 - фиксирующие (стопорные) винты (показаны пунктиром как невидимые).

Предлагаемое устройство для регулируемой закачки воды в пласт (фиг. 1) включает корпус 1, в котором размещена штуцерная втулка 2 с рядом щелевых штуцеров 5, выполненных в ее теле по периметру на одинаковом расстоянии. Щелевые штуцеры 5 выполнены с переменным поперечным сечением по длине щели, имитируя против выходных окон 6 непрерывный ряд круглых отверстий (фиг. 1, 2) трапецеидальными. Область щелевых штуцеров 5 на штуцерной втулке 2 загерметизирована верхним 3 и нижним 4 резиновыми уплотнениями. Штуцерная втулка 2 оканчивается снизу разрезной цангой с лепестками 7, концы которых выполнены с треугольными выступами, входящими в зацепление с треугольными проточками 8 в корпусе 1. Упругая цанга выполнена с возможностью ступенчатого перемещения ее по проточкам 8 вниз или вверх из одной треугольной проточки в корпусе 1 в другую. Штуцерная втулка 2 в нижней ее части над цангой снабжена срезными направляющими винтами 17 (фиг. 1), перемещающимися по продольным направляющим пазам 9 (фиг. 1, 4) в корпусе 1. Направляющие пазы 9 в корпусе 1 расположены между лепестками 7 цанги. Штуцерная втулка 2 вместе с цангой перемещается ступенчато каждый раз на один зубец 8 в треугольных проточках корпуса 1 при очередном ударе массивного груза (гидро- или электроинструмента) 14 по штуцерной втулке 2. Перемещение штуцерной втулки 2 вниз ограничивается втулкой 11 с треугольными направляющими 12, выполненными по периметру ее торца и зафиксированную стопорными винтами 13 в ниппеле 10. Лепестками цанги 7 штуцерная втулка 2 упирается в торец втулки 11 между треугольными направляющими 12. Захват штуцерной втулки 2 с целью перевода ее в начальное верхнее положение осуществляется другим массивным грузом (ловильным инструментом, не показанном на фиг. 1) с помощью треугольной проточки 16. Для подъема на поверхность штуцерной втулки 2 срезаются срезные винты 17 и освобождаются из продольных направляющих пазов 9 (фиг. 4). Сменная штуцерная втулка (фиг. 5) спускается на тросе (канате) 15 или свободно сбрасывается в скважину. Достигнув своими треугольными направляющими 18, она входит в ответные треугольные направляющие 12, выполненные в торце втулки 11 (фиг. 6) по ее периметру.

Устройство для регулируемой закачки воды в пласт работает следующим образом.

Устройство с навинченным сверху пакером, а снизу заглушенной насосно-компрессорной трубой (на фиг. 1 не показана) спускается в скважину. При этом штуцерная втулка 2 зафиксирована в верхнем положении срезными направляющими винтами 17 в верхнем конце продольного направляющего паза 9 (фиг. 4). В этом положении штуцерная втулка 2 находится с минимальными штуцерами (щелями) против выходных отверстий 6 в корпусе 1. После чего производится закачка воды в пласт. Через лубрикатор спускается на тросе (канате) 15 массивный груз 14 (гидро- или электроинструмента), который садится своим конусом в седло штуцерной втулки 2 и своим весом перемещает ее во второе положение с увеличенными щелями 5 против выходных отверстий 6. Для дальнейшего увеличения расхода штуцерная втулка 2 ступенчато опускается еще ниже очередным ударом массивного груза 14 в ее седло. Перемещением щелей 5 с увеличивающейся шириной, вплоть до максимальной, выбирают оптимальный режим закачки воды в пласт по установившемуся насыщению пласта, т.е. по моменту прекращения роста расхода закачиваемой воды. Положение штуцерной втулки 2, соответствующее оптимальному режиму закачки, запоминают. Таким образом, с помощью предлагаемого устройства осуществляется выбор оптимального режима закачки воды в нижний пласт. Затем ударный груз 14 поднимают и спускают ловильный инструмент (на фиг. 1 не показан), которым поднимают штуцерную втулку 2 на поверхность, срезая направляющие срезные винты 17. После чего спускают или сбрасывают сменную штуцерную втулку 2 (фиг. 5) без щелей, для полного перекрытия закачки воды в нижний пласт.

Для установки второго устройства против верхнего пласта его снабжают вторым пакером и спускают в интервал пласта. При смежных пластах стыковку его производят непосредственную с первым устройством. Если второй пласт удален, то стыковку производят через промежуточные НКТ. Возможен спуск сразу двух пакеров и предлагаемых устройств. В отличие от первого второе устройство имеет больший диаметр на величину, необходимую для свободного прохождения нижней сменной штуцерной втулки без щелей через отверстие втулки с треугольными направляющими второго устройства. Затем спускается массивный груз 14 и вышеописанным способом осуществляется выбор оптимального режима закачки воды во второй вышележащий пласт. Выбранное положение штуцера также запоминается в случае его прохождения, а штуцерная втулка поднимается на поверхность. После чего сменная штуцерная втулка без щелей из первого устройства ловителем поднимается на поверхность и спускается или сбрасывается сменная штуцерная втулка в нижний пласт с запомненной для него при оптимальном режиме закачки щелью. Во второе устройство спускается сменная штуцерная втулка большего диаметра со щелью, запомненной для оптимального режима второго (верхнего) пласта. Закончив установку обоих сменных штуцерных втулок, начинают закачку воды в два пласта с суммарным расходом. Устройство может быть установлено и в следующие пласты аналогичным способом. Проходные отверстия в сменных штуцерных втулках позволяют осуществлять спуск геофизических приборов и другого оборудования через установленные в скважине предлагаемые устройства.

Технический эффект: Предлагаемое устройство повышает технологичность работ и сокращает количество спуско-подъемных операций при выборе оптимальных режимов закачки воды в пласты. При смене режимов закачки в пласты позволяет осуществлять контроль приемистости воды по пластам геофизическими методами.

1. Устройство для регулируемой закачки воды в пласт, включающее корпус, цилиндрический штуцер, спущенный в насосно-компрессорные трубы со сквозными отверстиями против штуцеров, отличающееся тем, что цилиндрический штуцер выполнен в виде втулки с заданным рядом одинаковых щелевых штуцеров по ее периметру, выполненных с переменным поперечным сечением по длине щелей, против штуцеров в корпусе выполнены сквозные окна, в нижнем торце штуцерная втулка выполнена в виде разрезной упругой цанги, лепестки которой оканчиваются треугольными выступами, входящими в зацепление с треугольными проточками в нижней части корпуса, между лепестками цанги в штуцерной втулке расположены срезные направляющие винты, входящие в продольные направляющие пазы в нижней части корпуса, в верхней части штуцерная втулка выполнена с седлом для ударного массивного груза и с треугольной проточкой для зацепления втулки ловителем, в нижней части корпуса установлена втулка с треугольными направляющими выступами по периметру ее торца и фиксирующими винтами.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для замены штуцерной втулки с цангой предусмотрена сменная штуцерная втулка, выполненная в виде шлямбура с треугольными направляющими, обеспечивающими вместе с ответными треугольными направляющими выступами втулки точную посадку сменной штуцерной втулки против сквозных окон в корпусе.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при одновременно-раздельной закачке (ОРЗ) жидкости в один или несколько пластов одной скважины.

Скважина для разработки нефтяного пласта // 2630830

Изобретение относится к области разработки нефтяных залежей с глубоким залеганием продуктивного пласта и может быть использовано для добычи нефти методом вытеснения закачиваемым агентом, в частности водой.

Способ разработки залежи нефти в карбонатных коллекторах, осложненной эрозионным врезом // 2630324

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке залежи нефти в карбонатных коллекторах, осложненной эрозионным врезом. Способ включает уточнение контура нефтеносности залежи и борта вреза, определение нефтенасыщенной толщины продуктивных терригенных пластов в эрозионном врезе, бурение добывающих, в том числе горизонтальных скважин в продуктивных терригенных пластах эрозионного вреза со вскрытием его борта, и нагнетательных скважин.

Способ разработки залежи нефти в слоистых коллекторах разветвленной горизонтальной скважиной // 2630321

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии отбора продукции из продуктивных пластов разветвленной горизонтальной скважиной.

Способ регулируемой закачки жидкости в продуктивный пласт // 2630320

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологиям отбора продукции из пласта и нагнетания жидкости для поддержания пластового давления.

Способ выработки пластов с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов // 2628343

Изобретение относится к нефтедобывающей и газодобывающей отраслям промышленности и, в частности, к методам увеличения коэффициента извлечения продукции пласта - нефти, газа и газоконденсата.

Способ разработки многопластовых нефтяных залежей с гидродинамически связанными пластами // 2626491

Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений, а именно к способам разработки многопластовых залежей нефти, включающих гидродинамически связанные пласты.

Способ разработки залежи нефти в карбонатных коллекторах, осложненной эрозионным врезом // 2626483

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к области разработки залежи нефти, представленной слабопроницаемыми карбонатными коллекторами, осложненной эрозионным врезом.

Способ закачки технологической жидкости в скважину и установка для его реализации // 2624856

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к закачке технологической жидкости в скважину. Изобретения могут быть использованы при бурении, эксплуатации, ремонте скважин, а также в других областях, где важным показателем является контролируемый уровень загрязнения технологической жидкости механическими примесями.

Способ разработки залежи нефти в карбонатных коллекторах // 2623409

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к области разработки залежи нефти в карбонатных коллекторах. Технический результат - повышение нефтеотдачи и эффективности разработки залежи нефти в карбонатных коллекторах при низконапорном заводнении.

Способ для эксплуатации скважин и устройства для его реализации // 2629290

Группа изобретений относится к нефтяному машиностроению, а именно к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин и к способам эксплуатации скважин, в которых используются такие насосы.

Обратный клапан для бурильной колонны // 2614342

Изобретение относится к устройствам для перекрытия бурильных труб и может быть использовано при бурении, смене инструмента и ремонте скважин без их глушения, для предотвращения фонтанирования скважин, зашламления турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб в процессе бурения.

Разрывная муфта и положительная индикация открытия муфты для гидроразрыва // 2611083

Группа изобретений относится к многостадийному гидроразрыву пласта со множеством зон пласта, которые должны быть последовательно изолированы для обработки. Для этого предусмотрен скважинный инструмент и способ его открытия.

Установка скважинная штанговая насосная с насосом двойного действия // 2609036

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при эксплуатации высокообводненных скважин. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности, обеспечение работоспособности установки при отборе скважинной продукции с высоким газовым фактором и увеличение добывных возможностей установки за счет упрощения насоса.

Скважинное клапанное устройство // 2608108

Изобретение относится с скважинному оборудованию и может быть использовано в нефтегазодобывающих скважинах, оборудованных погружными электроцентробежными насосами (далее ЭЦН).

Устройство для подземной скважины при термошахтной разработке нефтяных месторождений // 2608106

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для термошахтной разработки месторождения высоковязкой нефти. Устройство содержит корпус, гидравлически сообщающийся с устьем скважины, выпускной клапан, седло которого установлено в днище корпуса, а запорный орган соединен с поплавком.

Высокопроизводительная многоблочная система интенсификации добычи // 2604525

Группа изобретений относится к скважинной сборке для обработки углеводородсодержащего пласта и, в частности, к его множественному гидроразрыву за одну операцию. Технический результат - повышение надежности работы скважинной сборки.

Способ применения регулирующего устройства // 2603503

Изобретение относится к управлению или регулированию давления жидкостей и газов и к управлению или регулированию расхода в потоке текучей среды и может быть использовано для оптимизации объема оборудования, применяемого для создания систем измерений количества и показателей качества нефти или нефтепродукта (далее - СИКН).

Способ обработки призабойной зоны скважины // 2601960

Изобретение относится к области нефтедобычи и, в частности, к методам кислотной обработки призабойной зоны пласта с последующим вводом скважины в эксплуатацию. Способ также может быть применен при капитальном ремонте скважин и, в частности, при очистке каналов продуктивного пласта.

Устройство для обработки призабойной зоны скважины методом имплозии // 2600583

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обработки призабойных зон скважин. Устройство для обработки призабойной зоны скважины методом имплозии содержит корпус с верхним и нижним рядами радиальных каналов, размещенные в корпусе нижний ступенчатый поршень с осевым каналом и верхний подпружиненный поршень с осевым каналом, шаровой клапан с седлами, установленный между нижним ступенчатым и верхним подпружиненным поршнями и имеющий возможность перекрытия осевого канала верхнего поршня.

Управляемый клапан-отсекатель // 2636187

Изобретение относится к внутрискважинным клапанным устройствам, а именно к управляемым клапанам, применяемым для отсечки потока продукции скважины при нарушении установленного режима ее эксплуатации, а также для перекрытия ствола скважины при проведении капитального ремонта или временной приостановке добычи. Предложен клапан-отсекатель, управляемый изменениями перепада давлений над и под ним, содержащий корпус с гильзовым затвором, включающим сквозной и глухой патрубки, снабженные сквозными отверстиями на боковых стенках, открываемый давлением снизу обратный клапан на верхнем, открытом конце глухого патрубка, установленного с возможностью скольжения внутри верхнего переводника и сквозного патрубка, а также многоходовый кулачковый механизм, одним звеном которого является палец, скрепленный со сквозным патрубком, а вторым - сопряженный с глухим патрубком цилиндрический кулачок, имеющий выполненную в виде замкнутой по окружности кулачка последовательности сообщающихся пазов с чередующимися вертикальным и наклонным участками (j-slot механизм). Конфигурация пазов кулачка определяет последовательности повышений и сбросов давления над клапаном, требуемую для его открытия. В силу неизвестности этой последовательности посторонним лицам предложенный клапан-отсекатель предотвращает несанкционированный отбор пластовой жидкости из скважины. Кулачок может составлять часть боковой поверхности глухого патрубка или быть отдельной деталью. К кулачку снизу может быть присоединен поршень со скребком. Технический результат заключается в повышении эффективности управляемого клапана-отсекателя. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.