СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1997 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к струйным устройствам для подъема жидкости из скважин.

Известна скважинная струйная установка, содержащая установленные на колонне насосно-компрессорных труб пакер и струйный насос [1]
Однако конструкция данной струйной установки не позволяет проводить какие-либо работы в подпакерной зоне в период работы установки.

Наиболее близкой к предлагаемой является скважинная струйная установка, содержащая установленные на колонне насосно-компрессорных труб пакер и струйный насос с проходным каналом и расположенным в последнем съемным запорным элементом с осевым каналом для пропуска через запорный элемент несущего элемента, на котором в подпакерной зоне закреплено технологическое оборудование [2]
Установка позволяет проводить различные технологические работы в зоне пласта, например замерять расход перекачиваемой среды.

Однако в данной установке не предусмотрена возможность воздействия на пласт с целью интенсификации добычи перекачиваемой среды, что связано с ограниченными возможностями по передаче энергии, которую можно подвести по несущему элементу, например кабелю, в подпакерную зону к технологическому оборудованию, что не позволяет проводить эффективно работы по очистке прискваженной зоны.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки прискважинной зоны пласта путем создания низкочастотных колебаний забойного давления.

Указанная задача достигается тем, что в скважинной струйной установке, содержащей установленные на колонне насосно-компрессорных труб пакер и струйный насос с проходным каналом и расположенным в последнем съемным запорным элементом с осевым каналом для пропуска через запорный элемент несущего элемента, на котором в подпакерной зоне закреплено технологическое оборудование, на линии подачи активной среды в сопло струйного насоса установлен прерыватель потока активной среды, выполненный с возможностью регулирования частоты прерывания потока в диапазоне от 10^-1 до 10^-3 Гц.

Сущность изобретения заключается в том, что очистку прискважинной зоны пласта можно производить путем воздействия на кольматирующие частицы генератором колебаний, который размещают на несущем элементе кабеле в подпакерной зоне при депрессии на пласт. Однако глубинность действия генератора ограничена первыми сантиметрами от ствола скважины. Это объясняется тем, что эффективная глубинность колебаний обратно пропорциональна частоте. Снижение частоты колебаний увеличивает глубинность их эффективного действия, однако при этом значительно возрастают необходимые затраты энергии, так как объем среды, которому нужно передать колебания, пропорционален кубу глубины эффективного действия, при этом возможность передачи энергии по кабелю ограничивается несколькими киловаттами.

Глубина зоны пласта с ухудшенной проницаемостью в среднем составляет 3 - 10 м. Наиболее эффективная частота колебаний для действия на зону глубины составляет 10^-1 10^-3 Гц.

Колебания такой частоты можно создать струйным насосом. При этом энергия колебаний на два порядка превысит возможность передачи энергии по кабелю.

На чертеже схематически представлена предлагаемая скважинная струйная установка.

Скважинная струйная установка содержит установленный в скважине 1 над пластом 2 на колонне труб 3 пакер 4 и струйный насос 5, включающий активное сопло 6, камеру 7 смешения, диффузор 8, подводящий канал 9 и всасывающий канал 10. В струйном насосе выполнен проходной канал 11 для пропуска через него различного технологического оборудования, например излучателей и приемников преобразователей физических полей 12. На линии 15 подачи активной среды струйного насоса 5 установлен прерыватель потока активной среды, включающий ротор 16, установленный на оси 17 в потоке активной среды, сегментный затвор 18, установленный на оси 19 с возможностью поочередного закрытия открытия линии 15 подачи активной среды и линии 20 обратной циркуляции. Ось ротора 17 и ось сегментного затвора 19 соединены ступенчатым редуктором.

Установка работает следующим образом.

Насосными агрегатами подают активную (рабочую) среду на прерыватель потока. Поток вращает ротор 16, передающий вращение через ступенчатый редуктор 21 на сегментный затвор 18. Сегментный затвор поочередно направляет поток в линию 15 подачи активной среды струйного насоса 5 или в линию обратной циркуляции 20 (на вход насосных агрегатов). Частоту открытия линии 15 подачи активной среды струйного насоса 5 регулируют переключением ступеней редуктора 21 и расходом потока. Поток активной (рабочей) среды по колонне труб 3 поступает в подводящий канал 9 и далее в сопло 6 струйного насоса 5 и, истекает из него, увлекает из подпакерного пространства через всасывающий канал 10 в камеру 7 смешения перекачиваемую жидкостную среду. Из камеры 7 смешения смесь сред поступает в диффузор 8 и далее по затрубному пространству подается на поверхность. При всасывании среды в подпакерном пространстве происходит снижение гидростатического давления. При прекращении потока через сопло 6 жидкость из надпакерного пространства перетекает через струйный насос 5 в подпакерное пространство, что приводит к восстановлению первоначального гидростатического давления. Таким образом, в интервале пласта происходит циклическое изменение забойного давления.

Струйная установка имеет собственные резонансные частоты. Это объясняется инертностью (временем формирования струи) самого струйного насоса, а также упругими свойствами активной и перекачиваемой среды. Поэтому колебания забойного давления являются результатом наложения колебаний в прерывателе и резонансных частот струйной установки и могут усиливаться (или ослабляться) в зависимости от частоты прерывания потока. Выбор рабочей частоты прерывателя проводится путем замера забойных давлений дистанционным прибором 12 при изменении частоты прерывателя. Максимальная амплитуда колебаний забойных давлений указывает необходимую частоту работы прерывателя при очистке прискважинной зоны пласта, причем результаты экспериментальных исследований показали, что частота прерывания потока лежит в диапазоне от 10^-1 до 10^-3 Гц.

Использование: в струйной техники. Сущность изобретения: на линии подачи активной среды в сопло струйного насоса установлен прерыватель потока активной среды, выполненный с возможностью регулирования частоты прерывания потока в диапазоне от 10^-1 до 10^-3 Гц. 1 ил.

Скважинная струйная установка, содержащая установленные на колонне насосно-компрессорных труб пакер и струйный насос с проходным каналом и расположенным в последнем съемным запорным элементом с осевым каналом для пропуска через запорный элемент несущего элемента, на котором в подпакерной зоне закреплено технологическое оборудование, отличающаяся тем, что на линии подачи активной среды в сопло струйного насоса установлен прерыватель потока активной среды, выполненный с возможностью регулирования частоты прерывания потока в диапазоне от 10^- 1 до 10^- 3 Гц.