АГРЕГАТ СТРУЙНЫЙ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ Российский патент 2008 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для очистки призабойной зоны скважины.

Известна струйная скважинная установка (RU 2129672 С1 19.06.1998 г.), включающая в себя струйный насос с корпусом, активным соплом, камерой смешения, диффузором и запорным элементом с седлом.

Известен способ работы насосной эжекторной установки и насосная эжекторная установка для его реализации (RU 2199681 С1 22.11.2001 г.), включающая в себя эжекторный аппарат с седлом для установки запорного элемента.

Известна скважинная струйная установка для кислотной обработки пласта (RU 2206800 С1 22.02.2002 г.), включающая в себя струйный насос, в корпус которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал отвода откачиваемой из скважины и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями.

Недостатками этих установок является необходимость дополнительных операций по спуску и подъему в скважину на проволоке или кабеле различных элементов для изменения режимов работы установок.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для гидроимпульсной обработки призабойной зоны скважины (RU 2267608 С2 10.02.2004 г.), содержащее распределитель потоков с каналом для закачки химреагента, сопло, камеру смешения, второй канал с обратным клапаном, а в первом канале установлен запорный клапан с дифференциальным поршнем, больший диаметр которого обращен к призабойной зоне пласта.

Однако надежность дифференциального клапана недостаточна, так как возможно его открытие при низком пластовом давлении во время откачки химреагента струйным насосом. При закачивании химреагента в пласт происходит повышение его давления из-за сопротивления, оказываемого открытым дифференциальным клапаном, из-за чего химреагент может попасть в межтрубное пространство через сопло, камеру смешения и диффузор.

Данная конструкция не позволяет создать давление химреагента больше предельного допустимого давления для обсадной колонны.

Задача изобретения состоит в разработке струйного агрегата, позволяющего производить неограниченное количество переключений режимов работы без дополнительных усилий, производить закачку химреагента давлением, соответствующим прочностным характеристикам НКТ и большим, чем прочностные характеристики обсадной колонны, удержания повышенного давления в пласте на определенное время.

Поставленная задача достигается тем, что струйный агрегат для химической обработки призабойной зоны, содержащий корпус с каналами для закачки химического реагента, сопло, камеру смешения, обратный клапан, дополнительно снабжен двухпозиционным золотником, в одной позиции соединяющим каналы подачи химического регента к призабойной зоне скважины, во второй - соединяющим затрубное пространство со струйным насосом, и призабойную зону со струйным насосом и колонной НКТ, корпус снабжен каналом, соединяющим полость насосно-компрессорной трубы с торцом золотника, в котором выполнен канал подачи рабочей жидкости в струйный насос, а диффузор струйного насоса снабжен клапаном - захлопкой.

На фиг.1 изображена конструктивная схема (продольный разрез) струйного агрегата в режиме закачки химреагента. На фиг.2 изображена конструктивная схема в режиме откачки пластового флюида.

Струйный агрегат состоит из корпуса 1, который сверху присоединен к колонне 2 НКТ, снизу - к пакеру 3.

Корпус имеет канал 4 с тарельчатым клапаном 5 для соединения колонны 2 с подпакерной зоной, канал 6 с обратным клапаном 7, диффузором 8 и клапаном-захлопкой 9 для соединения подпакерной зоны с колонной 2 и золотник 10, установленный с зазором и возможностью перемещения в корпусе поперек оси последнего.

В корпусе выполнен канал 11, который соединяет колонну НКТ с левым торцом (на фиг.1) золотника, на правый торец через проточку 12 действует давление из межтрубного пространства 13. Колонна обсадных труб в области пласта имеет перфорации 14.

Принцип работы струйного агрегата заключается в следующем.

Режим закачки химреагента в пласт, фиг.1.

В нижней части агрегата устанавливается пакер 3. На насосно-компрессорных трубах производится спуск струйного агрегата в обсадную колонну выше уровня перфорации 14 в районе продуктивного пласта.

После установки пакера производится закачка химреагента в пласт по колонне 2 НКТ. При этом жидкость под давлением попадает в обводной канал 11 и сдвигает золотник 10 в крайнее правое положение, открывая канал для закачки химреагента и закрывая всасывающий канал струйного насоса 6. Тарельчатый клапан 5 открывается, и происходит закачка химреагента в пласт. При достижении расчетного давления прекращается подача химреагента, а тарельчатый клапан 5 удерживает его определенное время. Попаданию химреагента в струйный насос препятствует закрытый клапан-захлопка 9.

Режим откачки пластового флюида, фиг.2.

Рабочая жидкость под давлением подается в межтрубное пространство 13, при этом золотник 10 сдвигается в крайнее левое положение, закрывая канал 4 и открывая всасывающий канал струйного насоса 6, при этом гидравлически соединяется межтрубное пространство с форсункой струйного насоса через проточку в золотнике 12. Потоком жидкости клапан-захлопка 9 открывается, в камере смешения и во всасывающем канале 4 образуется зона пониженного давления, вследствие чего открывается обратный шариковый клапан 7 и струйным насосом происходит откачка пластового флюида. При необходимости снова закачать химреагент в пласт давление снова подается в НКТ, при этом клапан-захлопка 9 закрывается, предотвращающая попадание жидкости через струйный насос в межтрубное пространство, клапан 7 закрывается, предотвращая попадание жидкости через струйный насос и всасывающий канал в подпакерную зону. Жидкость, попадая в канал 11, сдвигает золотник в крайнее положение, открывая канал 4 и закрывая канал 6. Цикл закачка - откачка может повторяться неограниченное число раз без дополнительных операций.

Источники информации

1. Патент РФ №2129672 F04F 5/02, опубликован 27.04.1999 г.

2. Патент РФ №2199681 F04F 5/02, опубликован 27.02.2003 г.

3. Патент РФ №2206800 F04F 5/02, опубликован 20.06.2003 г.

4. Прототип - патент РФ №2267608 F04В 47/02, опубликован 27.07.2005 г.

Агрегат струйный предназначен для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности в оборудовании для очистки призабойной зоны скважины путем химического воздействия на призабойную зону с последующей откачкой кольматанта. Агрегат состоит из корпуса, струйного насоса, системы клапанов и золотников, расположенных в корпусе агрегата и служащих для переключения потоков жидкости при различных режимах работы. Технический результат - повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Струйный агрегат для химической обработки призабойной зоны, содержащий корпус с каналами для закачки химического реагента, сопло, камеру смешения, обратный клапан, отличающийся тем, что он снабжен двухпозиционным золотником, в одной позиции соединяющим каналы подачи химического регента к призабойной зоне скважины, во второй - соединяющим затрубное пространство со струйным насосом и призабойную зону со струйным насосом и колонной насосно-компрессорных труб.2. Струйный агрегат по п.1, отличающийся тем, что корпус снабжен каналом, соединяющим полость насосно-компрессорной трубы с торцем золотника, в котором выполнен канал подачи рабочей жидкости в струйный насос, а диффузор струйного насоса снабжен клапаном-захлопкой.