Способ нагнетания аэрированной жидкости в скважину

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ изоьреткния 7919"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 021177 (21) 2542250/22-03 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 301280.Бюллетень Ко 48

Дата опубликования описания (53)М. Кл.

Е 21 В 21/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 622,243. .145 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. M.Мурадян, И. В. Белей, В. Г. Вартыкян, B.Д.Мураев, В.Т.Левкин, Ю.С.Лоратин и С.П.Олейник

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАГНЕТАНИЯ АЭРИРОВАННОЯ ЖИДКОСТИ

В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к бурению скважин, а именно с использованием аэрированных жидкостей, и может быть применено для повышения эффективности бурения, заканчивания и освоения скважин.

Известен способ нагнетания аэрированных жидкостей в скважину (1) .

По этому способу воздух и жидкость соответственно с помощью компрессора и насоса подают непосредственно в колонну бурильных труб. Такая подача воздуха и жидкости требует применения компрессоров высокого давления, причем при глубинах скважин 15 более 2000 м давление циркуляции, особенно при использовании турбобуров, превьхаает рабочее давление существующих компрессоров высокого давления. 20

Известен и другой способ нагнетания аэрированной жидкости в скважину (21, позволяющий подавать аэрированную жидкость при давлении, превышающем рабочее давление используемо- 25 го компрессора.

Согласно этому способу сжатый воздух компрессором с малым рабочим давлением, а жидкость насосом, называ емым дозированным, подаются в смеси- 30 тель, помещенный в трубопроводе, последовательно соединяющем дозировочный насос с дожимным насосом. Образовавшаяся в этом трубопроводе смесь забирается дожимным насосом и подается в бурильные трубы, а через них — в скважину.

Такой способ является наиболее близким к описываемому изобретению по своей технической сущности.

Недостатком этого способа является то, что при значениях расходного воздухосодержания (газосодержания) аэрированной жидкости р>0,2

Qs здесь 1Ъ = „> в +(и где Q> — расход воздуха; расход жидкости, и стейени повышения давления в дожимном насосе более 1,5 производительность дожимного насоса становится намного ниже установленной, в то время как на практике в большинстве случаев требуется применение аэрированной жидкости со значением р более

0,2 с сохранением производительности насоса.

Целью изобретения является сохранение производительности насоса при

791919

39

26

Формула изобретения

$5 повышенном воздухосодержании жидкосTH °

Указанная цель достигается тем, что одновременно с подачей жидкости и воздуха во всасывающую линию дожимного насоса вводят пенообразующее поверхностно-активное вещество (ПАВ) в количестве 0,04-0,05% от объема нагнетаемой в скважину жидкости.

На чертеже показана зависимость скорости движения воздуха относительно жидкости от концентрации С ПАВ-пенообразователя для Р =0,7.

Как показали лабораторные исследонания,при введении IIAB уже в таком количестве скорость всплывания пузырьков воздуха н жидкости сводится к минимуму.

В результате отделение воздуха от жидкости и era скопление и полостях мертвого пространства рабочих камер насоса практически отсутствует и производительность бурового (дожимного) насоса приближается к установленной.

Кроме того, и присутствии IIAB снижается коэффициент трения и, как следствие, износ цоршней и цилиндровых втулок насоса, а также исключается необходимость применения специального смесителя.

Количество ноздуха, которое выделяется от жидкости и скапливается в данном случае в полостях насоса находится н прямой зависимости от скорости движения воздуха относительно жидкости, т.е. относительной ско-. рости 1/Б, Vs=Vs " где V — относительная скорость;

С

V - скорость движения воздуха;

V — скорость движения жидкости.

На чертеже приведено изменение Vg в зависимости от концентрации С ПАВ-пенообразователя для р =0,7, которое практически является максимальным для аэрированной жидкости. Из данных чертежа следует, что увеличение С более 0, 04 по существу не оказывает влияния на неличину V . Такие же результаты получены и для значений А< 0,7 ° В исследованиях использовались три характерных типа IIAB-пенообразователей, поэтому можно считать, что полученная завйсимость V =1 (С) будет справедливой и для других IIAB-пенообраэователей, выпускаемых промышленностью.

Концентрация 0,05% выбрана из соображений надежности и возможных ошибок при определении количества

IIAB Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ-пенообразователя не оказывает нлияния на производительность дожимного насоса и введение ПАВ в количестве более 0,05% просто нецелесообразно.

Концентрация ПА — 0,04-0,05% (по активному веществу) справедлива как для ионогенных ПАВ-пенообразователей, таких как сульфонол, ДС-РАС, "Прогресс", "Новость" и др., так и ионогенных ПАВ-пенообразователей типа

"ДЬ", ОП-7, превоцелл-M-Ой-100 и др.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В жидкость, например в воду, предварительно вводится необходимое количество пенообразующего IIAB. Перемешивают IIAB в жидкости путем работы насоса "на себя". Эту жидкость первым насосом (дозировочным), а воздух компрессором подают во второй насос (дожимной),. который затем подает аэрированную (газированную) жидкость в скважину при давлении, превышающем рабочее давление компрессора.

Применение способа наиболее эффективно при бурении, заканчивании и освоении скважин н условиях низких пластоных давлений, где требуется существенное снижение давления на пласт.

1 ° Способ нагнетания аэрированной жидкости н скважину, включающими подачу сжатого воздуха от компрессоров с малым рабочим давлением и жидкости от дозирующего насоса во всасывающую линию дожимного насоса с последующей закачкой полученной смеси в скважину, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сохранения производительности насоса при повышенном воздухосодержании жидкости, во всасывающую линию дожимного насоса вводят пенообразующее поверхностноактивное вещество.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что пенообразующее поверхностно-активное вещество вводи- . тся в количестве 0,04-0,05% от объема нагнетаемой в скважину жидкости.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Межлумов A.O.Èñïoëüçîâàíèå аэрированных жидкостей при проводке скважин. М., "Недра", 1976, с. 50-60.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 142150, кл. F 04 В 23/06, 06. 01. 61 (прототип) .

791919

Vg см/сек

ыа

О От oàã aalu ОО гав с%

Составитель В. Никулин

Редактор Г. Прусова Техред N.Петко Корректор М. Вигула

Заказ 9415 .32 Тираж б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ

113035, Москва, М-35., Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. ужгород, ул. Проектная,4