Устройство для обработки раствора в скважине

 

описдние

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

<и 891890 скважин и буровым растворам (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАСТВОРА

В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в част-ности к устройствам для проведения, изоляционных работ, например при ликвидации поглощений, путем закачки тампонажного раствора с повышением его вязкости на выходе из заливочной колонны.

Известен глубинный струйный гидродиспергатор, включающий корпус с уста. новленными в нем насадком и экра"

I 10 ном (1) .

Недостаток известного устройстваневоэможность применения инертных наполнителей и искажение результатов

15 гидродинамических исследовании при наличии диспергатора s составе заливочной колонны, что требует дополнительных спуско-подъемных работ, .Это приводит к увеличению затрат времени

20 и средств на борьбу с поглощениями, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обработки раствора в скважине, включающее полый корпус с седлом и полую пробку с насадком и фильтром 12) .

Недостатком устройства является то, что его применение влияет на гидростатическое давление среды, что не позволяет максимально реали зовать потенциальные возможности увеличения изолирующих свойств, например пластической прочности тампонажного раствора. Кроме того, наличие экрана в средней части кана— ла ограничивает возможность намыва крупнораэмерных и длинноволокнистых наполнителей ввиду опасности забива" ния ими канала. Все это снижает эффективность изоляционных работ, Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет устранения влияния гидростатического давления в скважине на работу устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено соединенным с нижней частью пробки патрубком с

891890

0 =d 1+ .3 gH де д "

45 проходным каналом, выполненным в виде последовательно расположенных по потоку конфузора, цилиндрической части и диффуэора, причем внутренний диаметр D цилиндрической час.ти находит ся из зависимости диаметр выходного отверстия 10 насадка, мм; давление нагнетания на устье, кПа; плотность жидкости .в скважине, г/см ;

15 ускорение свободного падения,, м/с

Э

Ъ глчбина установки устройства,м.

Такое выполнение устройства обес-.1:20 печивает. создание вакуума в полости патрубка при прокачивании через диспергатор. тампонажного раствора в расчетном режиме, что снижает энергоемкость диспергирования твердой фа- д эы и повышает эакупоривающую способность тампонажного раствора. Вакуум в полости патрубка повышает перепад давления на насадке на величину. гидростатического давления столба жидкости в трубах без изменения давления на устье, что интенсифицирует диспергирование твердой фазы. Отсутствие экрана позволяет до сбрасывания пробки вводить через трубы в скважину крупноразмерные и длинноволокнистые наполнители. Все это повышает эффективность изоляционных работ.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

Устройство содержит полый корпус

1 с седлом 2, полую пробку 3 с насадкам 4 и фильтром 5. К нижней части пробки 3 прикреплен патрубок

6, проходной канал которого выпол" нен в виде последовательно расположенных по потоку конфуэора 7, цилиндрической части 8 и диффузора 9, причем внутренний диаметр цилиндрической части 8 находится из зависи50 мости

D=.d 1+P

/AH где d — - диаметр выходного отверстия насадка, мм;

P - давление нагнетания на устье, 55

q - -ускорение свободного падения, /c

Н - глубина устройства, м, Длина цилиндрической части смещения и расстояние от нее до насадка должны быть соответственно 8-10 и

2-4 ее диаметра .

Выполнение наружного диаметра патрубка 6 должно обеспечивать свободное прохождение его через седло 2.

Устройство опускают в скважину на трубах 1.0.

Устройство работает следующим образом.

При изоляции поглощающего пласта корпус 1 с седлом 2 на бурильных трубах 10 спускают в скважину. При этом пробку 3 с насадком 4, фильтром

5 и патрубком 6 оставляют на поверхности, У

Проводят гидродинамические исследования и при необходимости намыв наполнителей. Затем в трубы бросают пробку 3, которую продавливают вниз до посадки ее на сопряженное с ней седло 2. Тампонажную смесь закачивают в скважину цементировочными агрегатами.

Начальное давление нагнетания с учетом конструкции устройства и условий работы находят по формуле

p„=8„<», где P - начальное давление нагнетаН ния на устье, кПа;

- плотность жидкости в скважине, г/см ; (- ускорение свободного падения, м/с й.

Н - глубина спуска устройства,м;

Д ц - диаметры соответственно на-. садка и цилиндрической камеры смешения, мм.

По гидравлической характеристике насадка Q. = (И с учетом плотности тампонажного раствора находят соответствующий Р расход жидкости для определения потребного количества агрегатов и режима их работы.

Приготовленный тампонажный раствор закачивают в скважину с найденным расходом. При этом давление нагнетания сначала возрастет До расчет ного Р, а затем упадет на величину, равную гидравлическому давлению столба жидкости в трубах, и будет равно кПа; — плотность жидкости в скважине, г/см ;

P=yqs -

891890 6 менения одного диспергатора составляет 20,3 тыс.руб. Ориентировочная годовая потребность в диспергаторах только Миннефтепрома превышает 25 шт. что позголит изолировать более 500 зон поглощений. Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального использования изобретения составит около 509 тыс.руб. формула изобретения

5

Падение давления нагнетания на величину, равную давлению столба жид кости в трубах, при неизменном расхо де связано с удалением жидкости из полости патрубка 6 струей из насадка

4 с образованием вакуума в пространстве между насадком 4 и цилиндрической час-ью .8.

Несмотря на падение давления нагнетания на устье, перепад давления 10 на насадке 4 сохранится и будет равен сумме давлений, создаваемых агрегатом и столбом жидкости в трубах, и составит расчетное Рн при неизменном расходе. Например, при давлении аг- 15 грегата на устье в 10 МПа (100 кгс/

/см ) и глубине спуска диспергатора

1000 )л перепад давления на насадке при наличии воды в скважине составит 20 МПа (200 кгс/см ). Истекая го иэ насадка 4, струя тампонажного раствора, практически не теряя энергии.в вакуумированной полости патруб ка, ударяет в жидкость, заполняющую цилиндрическую камеру смешения 8 под г5 давлением столба жидкости в затрубном пространстве, где происходит диспер-- . гирование с вытеснением полученной смеси через цилиндрическую часть 8 в скважину.

Неизбежное наличие противотоков жидкости в цилиндрической части 8, двигающихся навстречу струе и увле— каемых ею обратно, обеспечивает многократное диспергирование там- 35 понажного раствора, что повышает закупоривающие свойства тампонажного раствора.

Вакуумирование струи и жидкости в верхней части цилиндрической части 8 снижает энергоемкость диспергирования.

После окончания продавливания тампонажного раствора устройство поднимают на поверхность. 45

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение эффективности изоляционных работ, что позволит сократить затраты времени и средств на проведение изоляционных работ. Ожи- О даемый экономический эффект от приУстройство для обработки раствора в скважине, включающее полый корпус с седлом и полую пробку с насадкам и фильтром, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет устранения влияния гидростатического давления в скважине на работу устройства,оно снабжено соединенным с нижней частью пробки патрубком с проходным каналом, выполненным в виде последовательно расположенных по потоку конфузора, цилиндрической части и диффуэора, причем внутренний диаметр О цилиндрической части определяется из зависимости

0=d 1+- —, 9 с н) где d — - диаметр выходного отверстия насадка, мм;

Р— давление нагнетания на устье, кПа;

Д вЂ” плотность жидкости в скважине ь„

) г/см

- ускорение свободного падения, м/с

Н - глубина установки устройст" ва, м.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Крылов B,È. и др. Способ изоляции эон поглощений с применением глубинного гидродиспергирования.Труды ВНИИКрнефть, Вып.15, Краснодар, 1976, с. 123-127.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке. У 2743105/03, кл. E 21 В.33/13, 1979 (прототип).