Устройство для интенсификации отдачи скважин Российский патент 2004 года по МПК E21B43/25 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к интенсификации отдачи эксплуатируемой скважины путем восстановления перфорации обсадной колонны.

Известны устройства для обработки скважин, содержащие спускаемый в скважину на каротажном кабеле полый корпус в виде герметичной трубы с впускным отверстием в нижней части, открываемым при подаче импульса тока по кабелю.

Подобные устройства позволяют выполнить очистку нужного участка скважины, т.к. в момент открывания клапана, за счет разности давления в скважине и корпусе, происходит его заполнение скважинной жидкостью, увлекающей за собой осадок, который затем вместе с корпусом поднимается наверх (№ 97116308/03 от 01.10.97, МКИ 6 E 21 B 43/25, 43/18, з. № 98109375/03 от 15.05.98, МКИ 6 E 21 B 43/25).

Широко используются в нефтяной промышленности устройства на базе различных генераторов газа, позволяющих создавать внутри скважины в зоне перфорационных отверстий избыточное давление, существенно превышающее горное давление, за счет чего происходит очистка перфорационных отверстий и интенсификация отдачи нефтепродуктов.

Способы генерации газа могут быть самыми различными. В з. № 97118505/03 от 27.10.97, МКИ 6 Е 21 В4 3/25 используется термогазогенератор с реакционным материалом и рабочей жидкостью.

В качестве газогенерирующего вещества используется композиционный материал, продукты сгорания которого перемешиваются с рабочей жидкостью и создают гидродавление в зоне перфорации.

Чаще всего в качестве газогенераторов выступают пороховые заряды (з. № 97113482/03 от 28.10.97, МКИ 6 Е 21 В 43/25, з. № 97118482/03 от 28.10.97, МКИ 6 Е 21 В 43/25, а.с. № 407033 от 31.12.71, МКИ Е 21 В 43/11 и др.).

Кроме того, в ряде способов и устройств обеспечивается пульсация давления генерируемых газов (в том числе пороховых), как в з. № 97100623/03 от 20.01.97, МКИ 6 Е 21 В 43/25, 43/263.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ интенсификации отдачи буровых скважин и устройство для его реализации, з. № 97120168/03 от 05.12.97, МКИ 6 E 21 B 3/25.

Способ заключается в размещении генератора давления в скважине, сжигании горючего вещества и создании внутри скважины в зоне перфорационных отверстий избыточного давления, существенно превышающего горное, отличающийся тем, что в зону обработки скважины доставляют воду, в генераторе давления производят ее электролиз и поджигают полученную смесь водорода с кислородом, при этом зону обработки скважины герметизируют выше и ниже перфорационных отверстий.

Генератор давления, реализирующий вышеописанный способ, содержит корпус, горючее вещество и средство его инициирования. Он снабжен электролизером с подпружиненным клапаном, выполненным в нижней части корпуса, двумя самоклинящимися пробками, связанными с электролизером гибкими связями, и емкостью для запаса воды .

Средство инициирования выполнено в виде калильной системы, электрически связанной с одной стороны с электродом электролизера, с другой - с корпусом генератора, давления.

Недостатками устройства являются сложность и длительность процесса, взрывоопасность получаемой смеси кислорода и водорода.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, имеющем корпус в виде полого цилиндра с размещенным в нем баком с топливом, систему вытеснения и электрически управляемую крышку, бак согласно изобретению расположен в верхней части корпуса и теплоизолирован, герметичная крышка расположена в днище и снабжена плавким замком. Топливо является саморазлагающимся на кислород и воду в присутствии каталитически активных неорганических соединений и находится под высоким избыточным давлением инертного газ. Система вытеснения включает трубку подачи в скважину саморазлагающегося топлива, сообщающуюся с баком с топливом через электроклапан, управляемый по циклограмме.

В качестве саморазлагающегося топлива целесообразно использовать высококонцентрированную (98%) перекись водорода, стабилизированную ортофосфорной кислотой в количестве 0,03 кг на 1 м³ высококонцентрированной перекиси водорода.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство в разрезе, которое состоит из корпуса 1, выполненного в виде длинного пустотелого цилиндра, закрытого снизу герметичной крышкой 2 и снабженного замком 3, позволяющим в нужный момент открыть крышку с помощью электрического сигнала.

В верхней части корпуса располагается теплоизолированный бак 4, содержащий саморазлагающееся топливо 5. Избыточное давление в баке создается при помощи инертного газа 6. Подача топлива в скважину осуществляется по трубке 7. Процесс подачи регулируется электроклапаном 8.

Устройство работает следующим образом. Снаряженный на поверхности корпус 1 доставляется в зону перфорационных отверстий скважины.

Избыточное давление в баке создается инертным газом 6, например азотом.

Теплоизоляция бака предохраняет топливо от перегрева, который может вызвать преждевременную реакцию разложения.

Подается команда на открытие электроклапана 8, и топливо 5 начинает по трубке 7 поступать в скважину.

Попадая в среду скважины, насыщенную каталитически активными неорганическими соединениями, топливо начинает разлагаться. Образуется газовая подушка с высоким избыточным давлением, которая начинает вытеснять корпус устройства вверх.

Затем подается команда на закрытие электроклапана и происходит пробулькивание скопившегося газа вверх. Корпус резко оседает, что в водно-солевом растворе скважины сопровождается гидроударом.

Далее рабочий цикл повторяется.

Чередование избыточного давления и гидроударов способствует эффективной очистке перфорационных отверстий и восстановлению производительности скважины.

Длительность процесса очистки и количества циклов зависит от запасе топлива, причем его эффективность тем выше, чем больше рабочих циклов. Электроклапан работает в соответствии с управляющей циклограммой.

После полного опорожнения бака подается электрический сигнал, приводящий к расплавлению замка 3.

Крышка 2 открывается за счет разности давления в скважине, и корпус заполняется продуктами очистки, которые вместе с устройством поднимаются наверх.

В качестве топлива можно использовать высококонцентрированную перекись водорода (ВПВ), стабилизированную ортофосфорной кислотой в количестве 0,03 кг на 1 м³ ВПВ. Это вещество в присутствии каталитически активных неорганических соединений, таких как перманганаты, двуокись марганца, соли и окислы железа и пр., интенсивно разлагается на кислород и воду.

Ввиду склонности ВПВ к саморазложению, к внутренней поверхности бала предъявляются требования высокой чистоты поверхности, что является наилучшей гарантией стабильности ВПВ. Содержание каталитически активных примесей не должно превышать нескольких мг на литр.

Само топливо и продукты его разложения являются экологически чистыми веществами, кроме того, продукты разложения ВПВ взрывобезопасны.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к интенсификации отдачи скважины путем восстановления перфорации обсадной колонны. Устройство включает корпус в виде полого цилиндра, имеющего в днище герметичную крышку с плавким замком, выполненным с возможностью расплавления при подаче электрического сигнала, бак с топливом. Бак с топливом выполнен теплоизолированным и расположен в верхней части корпуса. Топливо является саморазлагающимся на кислород и воду в присутствии каталитически активных неорганических соединений и находится под высоким избыточным давлением инертного газа. Система вытеснения включает трубку подачи саморазлагающегося топлива в скважину и электроклапан, управляемый по циклограмме. Повышается эффективность и надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для интенсификации отдачи скважин, содержащее корпус в виде полого цилиндра, бак с топливом и системой вытеснения, отличающееся тем, что корпус имеет герметичную крышку в днище с плавким замком, выполненным с возможностью расплавления при подаче электрического сигнала, бак с топливом выполнен теплоизолированным и расположен в верхней части корпуса, топливо является саморазлагающимся на кислород и воду в присутствии каталитически активных неорганических соединений и находится под высоким избыточным давлением инертного газа, система вытеснения включает трубку подачи саморазлагающегося топлива в скважину и электроклапан, управляемый по циклограмме.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве саморазлагающегося топлива используется высококонцентрированная (98%) перекись водорода, стабилизированная ортофосфорной кислотой в количестве 0,03 кг на 1 м³ высококонцентрированной перекиси водорода.