Устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта Российский патент 2024 года по МПК E21B43/18 E21B34/06 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при закачке жидкости (воды, кислоты, растворителя) в пласт и последующего освоения пласта.

Известно устройство для импульсной закачки жидкости в пласт (патент RU № 2531954, опубл. 27.10.2014), включающее корпус концентрично расположенный в корпусе патрубок с центральным каналом, окнами и гайкой, пружину, причем гайка установлена на наружной поверхности патрубка в ее верхней части, а пружина установлена между гайкой и корпусом, в котором выполнена внутренняя цилиндрическая выборка, в нижней части внутренней цилиндрической выборки корпуса выполнены радиальные каналы, при этом снизу к патрубку, вставленному в корпус, жестко присоединен полый цилиндрический клапан, оснащенный кольцевым выступом сверху с возможностью ограниченного герметичного перемещения вниз относительно внутренней цилиндрической выборки корпуса, причем полость внутренней цилиндрической выборки корпуса над кольцевым выступом цилиндрического клапана сообщена окнами с центральным каналом, а полость внутренней цилиндрической выборки под выступом сообщена радиальными каналами с пространством снаружи корпуса, сменную втулку и жесткий центратор со сбивным клапаном, размещенный на верхнем конце патрубка. Полый цилиндрический клапан ниже внутренней цилиндрической выборки корпуса оснащен радиальными окнами, а ниже радиальных окон в полом цилиндрическом клапане выполнены радиальные отверстия, герметично перекрытые изнутри сменной втулкой, причем сверху сменная втулка соединена с корпусом стержнем, вставленным в радиальные окна полого цилиндрического клапана, при этом полый цилиндрический клапан заглушен снизу, а корпус имеет возможность ограниченных возвратно-поступательных осевых перемещений совместно со сменной втулкой относительно полого цилиндрического клапана с циклическим открытием и закрытием радиальных отверстий полого цилиндрического клапана в процессе закачки жидкости в устройство.

Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, низкое качество циклической закачки жидкости. Это связанно с тем, что сквозные окна полой втулки через, которые происходит переток жидкости, конструктивно ограничивают расход из-за своих размеров, поэтому при большом расходе происходит «запирание» потока (растёт давление, а расход ограничен), что не позволяет произвести качественную циклическую закачку жидкости в пласт;

- во-вторых, низкая надёжность работы конструкции, связанная с тем, что в процессе работы устройства скважинная жидкость, содержащая грязь, шлам, асфальтено-парафиновые отложения (АСПО) и т.д. перетекают через сквозные окна сменной втулки, при этом происходит постепенное засорение и забивание сквозных окон шламом, грязью, АСПО, что постепенно приводит к снижению производительности устройства сокращению длины хода L и импульсной закачки. В результате это приводит к отказу устройства в работе по импульсной закачке жидкости в пласт;

- в-третьих, устройство не позволяет производить извлечение продуктов реакции свабированием по колонне труб без подъёма устройства на поверхность, например, после импульсной закачки кислоты в пласт;

- в-четвёртых, при подъеме колонны вверх, находящаяся в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) жидкость будет изливаться на устье, вызывая загрязнение окружающей территории и нанося вред экологии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для импульсной закачки жидкости в пласт (патент RU № 2543241, опубл. 27.02.2015), включающее корпус, концентрично расположенный в корпусе патрубок с центральным каналом, окнами и гайкой, пружину, причем гайка установлена на наружной поверхности патрубка в ее верхней части, а пружина установлена между гайкой и корпусом, в котором выполнена внутренняя цилиндрическая выборка, в нижней части внутренней цилиндрической выборки корпуса выполнены радиальные каналы, при этом снизу к патрубку, вставленному в корпус, жестко присоединен полый цилиндрический клапан, оснащенный кольцевым выступом сверху с возможностью ограниченного герметичного перемещения вниз относительно внутренней цилиндрической выборки корпуса, причем полость внутренней цилиндрической выборки корпуса над кольцевым выступом цилиндрического клапана сообщена окнами с центральным каналом, а полость внутренней цилиндрической выборки под выступом сообщена радиальными каналами с пространством снаружи корпуса, сменную втулку. Полый цилиндрический клапан ниже внутренней цилиндрической выборки корпуса оснащен радиальными окнами, ниже радиальных окон цилиндрический клапан снабжен сменной втулкой со сквозными окнами сверху, причем в сменную втулку установлен глухой стержень, оснащенный сверху радиальным сквозным отверстием, в которое установлен палец, вставленный в радиальные окна полого цилиндрического клапана и жестко зафиксированный в корпусе, при этом глухой стержень имеет возможность ограниченных возвратно-поступательных осевых перемещений совместно с корпусом относительно сменной втулки с полым цилиндрическим клапаном с возможностью циклического открытия и закрытия сквозных отверстий сменной втулки в процессе закачки жидкости в устройство.

Недостатками данного устройства являются:

-во-первых, низкая надёжность работы, связанная с тем, что в процессе спуска устройства на колонне НКТ в скважину скважинная жидкость, содержащая грязь и шлам, действует снизу на глухой стержень, приподнимая его путём сжатия пружины и перетекает через сквозные окна сменной втулки внутрь полого цилиндрического клапана, откуда попадает в кольцевое пространство устройства засоряя и забивая его грязью. В результате это приводит к отказу устройства в работе по импульсной закачке жидкости в пласт;

-во-вторых, низкое качество циклической закачки жидкости. Это связанно с тем, что сквозные окна полой втулки через, которые происходит переток жидкости, конструктивно ограничивают расход из-за своих размеров, поэтому при большом расходе происходит «запирание» потока (растёт давление, а расход ограничен), что не позволяет произвести качественную циклическую закачку жидкости в пласт;

- в-третьих, ограниченные функциональные возможности, так как устройство не позволяет производить извлечение продуктов реакции свабированием по колонне труб без подъёма устройства на поверхность, например, после импульсной закачки кислоты в пласт;

- в-четвертых, вред экологии, заключающийся в загрязнение окружающей среды и территории вокруг скважины, так как при извлечении устройства (подъеме колонны НКТ вверх), находящаяся в колонне НКТ жидкость, например кислотный раствор, будет изливаться на устье скважины из колонны НКТ.

Техническим результатом является разработка конструкции устройства, позволяющей повысить надёжность работы устройства путём исключения его загрязнения в процессе спуска устройства в скважину и повысить качество циклической закачки жидкости в пласт путем увеличения пропускной способности устройства, а также расширение технологических возможностей в применении за счёт возможности проведения свабирования жидкости из пласта после проведения циклической закачки, а также исключение вреда наносимого экологии при подъёме колонны НКТ, изливающих кислотный раствор на устье скважины.

Технические результаты достигаются устройством для циклической закачки жидкости и освоения пласта, включающим корпус, концентрично расположенный в корпусе патрубок с центральным каналом, окнами и гайкой, пружину, причем гайка установлена на наружной поверхности патрубка в ее верхней части, а пружина установлена между гайкой и корпусом, в котором выполнена внутренняя цилиндрическая выборка, в нижней части внутренней цилиндрической выборки корпуса выполнены радиальные каналы, при этом снизу к патрубку, вставленному в корпус, жестко присоединен полый цилиндрический клапан, оснащенный кольцевым выступом сверху с возможностью ограниченного герметичного перемещения вниз относительно внутренней цилиндрической выборки корпуса, причем полость внутренней цилиндрической выборки корпуса над кольцевым выступом цилиндрического клапана сообщена окнами с центральным каналом, а полость внутренней цилиндрической выборки под выступом сообщена радиальными каналами с пространством снаружи корпуса, сменную втулку и полый цилиндрический клапан ниже внутренней цилиндрической выборки корпуса оснащен радиальными окнами, ниже радиальных окон цилиндрический клапан снабжен сменной втулкой, причем в сменную втулку установлен глухой стержень, оснащенный сверху радиальным сквозным отверстием, в которое установлен палец, вставленный в радиальные окна полого цилиндрического клапана и жестко зафиксированный в корпусе.

Новым является то, что глухой стержень жестко соединён со сменной втулкой высотой - а, причем в полом цилиндрическом клапане выше сменной втулки выполнена внутренняя цилиндрическая выборка высотой – b, при этом b>a, а ниже сменной втулки в полом цилиндрическом клапане установлена заглушка, зафиксированная срезным штифтом, при этом глухой стержень со сменной втулкой имеют возможность ограниченных возвратно-поступательных осевых перемещений совместно с корпусом относительно полого цилиндрического клапана с возможностью циклического открытия и закрытия внутренней цилиндрической выборки полого цилиндрического клапана для перетока жидкости, причём сверху корпус оснащён патрубком с перфорированными отверстиями, а внутри патрубка напротив перфорированных отверстий установлена полая втулка внутренним диаметром D, герметично перекрывающая перфорированные отверстия диаметром d патрубка, и зафиксированная срезным винтом относительно патрубка, при этом должно соблюдаться следующее соотношение:

∑s/k = S,

где ∑s -суммарная площадь перфорированных отверстии диаметром d патрубка, м²;

k – коэффициент эффективности освоения, учитывающий снижения пропускной способности (сужение) перфорированных отверстий d патрубка в процессе освоения скважины, k = 1,5 и определяется опытным путем;

S – площадь поперечного сечения полой втулки внутренним диаметром D, м²;

причём полая втулка оснащена снизу наружной кольцевой проточкой, а сверху посадочным седлом под трёхступенчатую резиновую пробку, проталкиваемую под избыточным давлением по колонне труб, при этом диаметр – D₁ верхней ступени трёхступенчатой резиновой пробки равен внутреннему диаметру – d₁ колонны труб, а диаметр – D₂ средней ступени трёхступенчатой резиновой пробки в 1,05 раза больше внутреннего диаметра - D полой втулки, а диаметр – D₃ нижней ступени трёхступенчатой резиновой пробки в 0,8 раза меньше внутреннего диаметра - D полой втулки, при этом патрубок снизу оснащён внутренним кольцевым выступом, а выше внутреннего кольцевого выступа выполнена внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещено разрезное пружинное кольцо, имеющее возможность фиксации в наружной кольцевой проточке полой втулки.

На фиг. 1 изображено устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта в продольном разрезе в процессе закачки жидкости в пласт.

На фиг. 2 изображено сечение А-А устройства для циклической закачки жидкости и освоения пласта.

На фиг. 3 изображено предлагаемое устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта в продольном разрезе в процессе освоения пласта.

Устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта состоит из корпуса 1 (см. фиг. 1-3), концентрично размещенного в нём патрубка 2 (см. фиг. 1, 2) с центральным каналом 3 (см. фиг. 1-3), снабженным окнами 4 (см. фиг. 1, 2) и гайкой 5, и пружиной 6. Гайка 5 установлена на наружной поверхности патрубка 2 в её верхней части. Пружина 6 установлена между гайкой 5 и корпусом 1 и упирается нижним концом в верхний торец 7 (см. фиг. 1, 2) корпуса 1. В корпусе 1 выполнена внутренняя цилиндрическая выборка 8 (см. фиг. 1, 2), в нижней части внутренней цилиндрической выборки 8 корпуса 1 выполнен радиальный канал 9 (см. фиг. 1 и 2). Снизу к патрубку 2, вставленному в корпус 1, жёстко присоединен полый цилиндрический клапан 10 (см. фиг. 1-3), оснащенный кольцевым выступом 11 (см. фиг. 1, 2) сверху, выполненный с возможностью ограниченного герметичного перемещения вниз относительно внутренней цилиндрической выборки 8 корпуса 1 на длину L относительно внутренней цилиндрической выборки 8 корпуса 1.

Полость 12 (см. фиг. 1 и 2) внутренней цилиндрической выборки 8 корпуса 1 над кольцевым выступом 11 цилиндрического клапана сообщена окнами 4 с центральным каналом 3. Полость 13 (см. фиг. 1 и 2) внутренней цилиндрической выборки 8 под кольцевым выступом 11 сообщена радиальными каналами 9 с пространством (не показано) скважины снаружи корпуса за устройством, что исключает «поршневание» жидкости в процессе работы.

Полый цилиндрический клапан 10 ниже внутренней цилиндрической выборки 8 корпуса 1 оснащён радиальными окнами 14 (см. фиг. 1 и 2)

Глухой стержень 15 жестко соединён, например с помощью резьбового соединения со сменной втулкой 16 высотой – а, например равной 10 см, причем в полом цилиндрическом клапане 10 выше сменной втулки 16 выполнена внутренняя цилиндрическая выборка 17 (см. фиг. 1-3) высотой – b например равной 15 см, при этом

b > a = 15 см > 10 см.

Глухой стержень 15 сверху жестко закреплен с корпусом 1 посредством пальца 18 (см. фиг. 1, 2), вставленного в радиальные окна 14 полого цилиндрического клапана 10 и жестко зафиксированного в корпусе 1.

Глухой стержень 15 со сменной втулкой 16 имеют возможность ограниченных возвратно-поступательных осевых перемещений совместно с корпусом 1 относительно полого цилиндрического клапана 10 с возможностью циклического открытия и закрытия внутренней цилиндрической выборки 17 полого цилиндрического клапана 10, обеспечивающей переток жидкости.

В полом цилиндрическом клапане 10 (фиг. 1, 2) ниже сменной втулки 16 установлена заглушка 19 (см. фиг. 1), зафиксированная срезным штифтом 20.

Заглушка 19, установленная в цилиндрическом клапане 10 ниже сменной втулки 16 и зафиксированная срезным штифтом 20 при спуске устройства в скважину исключает попадание скважинной жидкости, содержащей грязь и шлам, через сквозные окна сменной втулки 16 внутрь полого цилиндрического клапана 10. Благодаря чему кольцевое пространство устройства не засоряется и не забивается грязью. В результате исключается отказ устройства в работе по импульсной закачке кислотного раствора в пласт.

Сверху патрубок 2 оснащён патрубком 21 (фиг. 1, 2) с перфорированными отверстиями 22, а внутри патрубка 21 напротив перфорированных отверстий 22 установлена полая втулка 23, герметично перекрывающая перфорированные отверстия 22 патрубка 21, и зафиксированная срезным винтом 24 относительно патрубка 21. Патрубок 2 и патрубок 21 соединены друг с другом посредством резьбового соединения.

Полая втулка 23 оснащена снизу наружной кольцевой проточкой 25, а сверху посадочным седлом 26 под трехступенчатую резиновую пробку 27 (фиг. 3), проталкиваемую под избыточным давлением по колонне труб (на фиг. 1-3 не показано).

Патрубок 21 (см. фиг. 1) снизу оснащён внутренним кольцевым выступом 28 (фиг. 1, 2).

Выше внутреннего кольцевого выступа 28 выполнена внутренняя цилиндрическая проточка 29, в которой размещено разрезное пружинное кольцо 30, имеющее возможность фиксации в наружной кольцевой проточке 25 полой втулки 23.

Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы устройства предотвращаются уплотнительными кольцами (на фиг. 1, 2 и 3 показано условно).

Предлагаемая конструкция устройства позволяет повысить качество циклической закачки жидкости в пласт путем увеличения пропускной способности устройства путём выполнения в полом цилиндрическом клапане 10 (см. фиг. 1-3) выше сменной втулки 16 внутренней цилиндрической выборки 17, глубина которой соответствует расходу жидкости прокачиваемой через устройство (определяется опытным путём).

Также устройство позволяет произвести свабирование пласта, в который была произведена импульсная закачка жидкости (воды, кислоты, растворителя). Свабирование продуктов реакции – технологическая операция, которая необходима после проведения циклической кислотной закачки, поэтому возможность проведения свабирования без проведения дополнительных спуско-подъёмных операций, распакеровки пакера и извлечения колонны труб, позволяет сократить продолжительность работ. При подъеме устройства с колонной НКТ из скважины происходит перелив жидкости из колонны НКТ обратно в скважину, что исключает излив жидкости из колонны НКТ на устье скважины и, как следствие, загрязнение окружающей среды и территории вокруг скважины, а значит не наносится вред экологии.

Следовательно, повышается надёжность работы устройства, а также расширяются технологические возможности применения за счёт обеспечения возможности проведения свабирования жидкости из пласта после проведения циклической закачки, а также исключается вред, наносимый экологии, при подъёме колонны труб, изливающих на устье скважины.

Устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта работает следующим образом.

Перед спуском устройства в скважину (не показано) в зависимости от приемистости пласта производят регулировку устройства, то есть подбирают оптимальный режим (частоту колебаний, амплитуду) импульсной закачки.

В оптимальном режиме работы устройства процесс охвата импульсным воздействием неоднородностей углеводородной залежи имеет значительные границы, что положительно сказывается на уменьшении остаточной нефтенасыщенности (ускоряются процессы капиллярной пропитки замкнутых пор) и, как следствие, увеличивается нефтеоотдача в эксплуатационных скважинах.

Подбирают пропускную способность цилиндрической выборки 17 глубиной выборки (см. фиг. 1) и настраивают жесткость пружины 6 так, что при определенном расходе жидкости и давления создают требуемую частоту колебаний и амплитуду импульсов, подбираемую при стендовых испытаниях. Увеличить амплитуду колебаний импульсного воздействия на пласт и соответственно перепад давлений можно увеличив жесткость пружины путем заворота гайки 5 в патрубок 2 и, наоборот, уменьшить амплитуду колебаний импульсного воздействия на пласт и соответственно перепад давлений можно уменьшив жесткость пружины путем отворота гайки 5 на патрубке 2.

После регулировки устройство для импульсной закачки жидкости и освоения пласта соединяют с колонной труб, например, колонной НКТ с пакером (на фигурах 1, 2 и 3 не показано) любой известной конструкции (например, проходной пакер с механической осевой установкой ПРО-ЯМО (на 25 МПа) производства научно-производственной фирмы «Пакер» г. Октябрьский, Республика Башкортостан, Российская Федерация).

С целью последующего после импульсной закачки кислоты в пласт освоения скважины определяют диаметры - d перфорированных отверстии 22 патрубка 21 и внутренний диаметр - D полой втулки 23, исходя из следующего соотношения:

∑s /k = S×, (1)

где ∑s – суммарная площадь перфорированных отверстии диаметром d патрубка, м²;

k – коэффициент эффективности освоения, учитывающий снижение пропускной способности (сужение) перфорированных отверстий d патрубка в процессе освоения скважины, k = 1,5 и определяется опытным путем;

S – площадь поперечного сечения полой втулки внутренним диаметром D, м².

Например, примем d = 0,01 м, а количество - n перфорированных отверстий патрубка равным 30. Тогда, подставляя в формулу 1 получим:

∑s = π × (0,01 м)²/4 ×n= 3,14 × (0,01м)²/4 ×30 = 0,002355 м²

∑s/k = S = 0,002355 м²/1,5 = 0,00157 м²

D = √(4×S/π) = √(4×0,00157 м²/3,14) = 0,0447 м = 0,045 м

Примем внутренний диаметр D = 0,045 м = 45 мм

Также определим конструктивные размеры трёхступенчатой резиновой пробки.

Диаметр – D₁ верхней ступени трёхступенчатой резиновой пробки равен внутреннему диаметру – d₁ колонны труб, а диаметр – D₂ средней ступени трёхступенчатой резиновой пробки в 1,05 раза больше внутреннего диаметра - D полой втулки 23, а диаметр – D₃ нижней ступени трёхступенчатой резиновой пробки равен 0,8 D, где D – внутренний диаметр полой втулки.

Учитывая, что внутренний диаметр патрубка 21 d₁ = 0,064 = 64 мм, то D₁ = d₁ = 64 мм.

Тогда диаметр – D₂ средней ступени трёхступенчатой резиновой пробки в 1,05 раза больше внутреннего диаметра - D полой втулки, т.е. D₂ = 1,05 × D = 1,05 × 64 мм = 67 мм.

Диаметр D₃ – нижней ступени трёхступенчатой резиновой пробки в 0,8 раза меньше внутреннего диаметра - D полой втулки, т.е. D₃ = 0,8×D = 0,8 × 64 мм = 51 мм.

Применение трёхступенчатой резиновой пробки 27 позволяет повысить надёжность работы устройства в целом, так как сбрасываемые с устья запорные элементы (куски штанг, шары) не могут обеспечить герметичную посадку из-за загрязнения посадочного седла 26 полой втулки 23 в процессе работы, а продавливаемая под действием избыточного давления с помощью насосного агрегата трехступенчатая резиновая пробка 27 гарантированно обеспечивает герметичность устройства ниже трехступенчатой резиновой пробки 27 при освоении (свабировании) пласта по колонне труб после импульсной закачки кислоты в пласт. В качестве материала резины применяют, например резину кислотостойкую по ГОСТ 15180 86 «Прокладки плоские эластичные».

Далее в скважину производят спуск колонны НКТ с пакером так, чтобы пакер находился на 5-10 м выше кровли пласта, подлежащего импульсной закачке жидкости, например, сточной воды или раствора кислоты.

В процессе спуска устройства на колонне НКТ в скважину благодаря заглушке 19 (см. фиг. 1), зафиксированной в полом цилиндрическом клапане 10 срезным штифтом 20 исключается воздействие скважинной жидкости, содержащей грязь и шлам, на стержень. Благодаря этому скважинная жидкость не попадает внутрь полого цилиндрического клапана и соответственно, не засоряет и не забивает грязью кольцевое пространство устройства. В результате исключается отказ устройства и повышается надежность устройства.

После спуска устройства на колонне НКТ в заданный интервал производят герметизацию заколонного пространства, для этого производят посадку проходного пакера в скважине, после чего, производят долив жидкости в колонну НКТ, обвязывают верхний конец колонны с насосным агрегатом любой известной конструкции, например, с насосным агрегатом ЦА-320. После чего начинают импульсную закачку жидкости (например, 15% водного раствора соляной кислоты с целью обработки закольматированного пласта) в скважину по колонне НКТ с расходом 3-4 л/с.

Поток жидкости под действием давления, создаваемого с устья скважины через центральный канал 3 через окна 4 попадает в полость 12.

В полости 12 поток жидкости под действием давления воздействует на верхний торец кольцевого выступа 11 полого цилиндрического клапана 10.

Длина - l радиальных окон 14, в которых с возможностью осевого перемещения находится палец 18, больше длины L – длины хода кольцевого выступа 11 полого цилиндрического клапана 10 равной длине а = 10 см (указано выше), из-за чего полый цилиндрический клапан 10 имеет возможность перемещения вниз на длину L = а = 10 см. Тогда l примем равным 18 см.

Корпус 1 начинает смещаться вверх относительно кольцевого выступа 11 полого цилиндрического клапана 10 (максимально на длину L), сжимая пружину 6, при этом кольцевой выступ 11 полого цилиндрического клапана 10 оказывается в нижней части внутренней цилиндрической выборки 8 корпуса 1, при этом вместе с корпусом 1, также поднимаются вверх сменная втулка 16, глухой стержень 15 с пальцем 18 относительно полого цилиндрического клапана 10, причём палец 18 перемещается вверх в пределах длины l радиальных окон 14 полого цилиндрического клапана 10.

Как только нижний торец сменной втулки 16, окажется на уровне внутренней цилиндрической выборки 17 полого цилиндрического клапана 10 жидкость (кислотный раствор) перетекает сверху вниз по внутренней цилиндрической выборке 17, так как b > а (15 см > 10 см) и воздействует сверху на заглушку 19. При достижении давления, например, 5,0 МПа, срезной винт 20 разрушается, и заглушка 19 спускается вниз и выпадает из предлагаемого устройства.

В результате жидкость из пространства полого цилиндрического клапана 10 ниже сменной втулки 16 попадает в пласт (на фигурах 1, 2 и 3 не показано), при этом давление в центральном канале 3 полого цилиндрического клапана 10 выше сменной втулки 16, а также внутри патрубка 2 и в полости 12 резко снижается под действием возвратной силы пружины 6 корпус 1, сменная втулка 16, глухой стержень 15 с пальцем 18 смещаются вниз относительно полого цилиндрического клапана 10, причём палец 18 перемещается вниз в пределах длины l радиальных окон 14 полого цилиндрического клапана 10. При этом внутренняя цилиндрическая выборка 17 (см. фиг. 1) полого цилиндрического клапана 10 оказывается выше сменной втулкой 16 и герметично перекрывается снизу сменной втулкой 16.

Поступление жидкости под сменную втулку 16 и, соответственно, в пласт прекращается, так происходит один цикл импульсной закачки жидкости в пласт. Далее в момент герметичного разделения внутренней цилиндрической выборки 17 полого цилиндрического клапана 10 снизу сменной втулкой 16 давление в центральном канале 3 полого цилиндрического клапана 10 выше сменной втулки 16, а также внутри патрубка 2 и в кольцевом пространстве 12 вновь возрастает и повторяется, как описано выше.

Эти циклы многократно повторяют, как описано выше, при этом равномерный поток жидкости преобразуется в импульсный, при этом корпус 1 циклически перемещается относительно полого цилиндрического клапана 10. Происходит импульсная закачка 15% водного раствора соляной кислоты.

По окончании закачки заданного объёма 15% водного раствора соляной кислоты в продуктивный пласт, например в объёме 10 м³ отсоединяют насосный агрегат ЦА 320 от колонны НКТ. Выдерживают технологическую паузу в течение 4 часов.

Далее производят освоение пласта свабированием (отбор из пласта продуктов реакции кислоты с породой пласта в призабойной зоне свабом по колонне НКТ).

Для этого с устья скважины в колонну НКТ устанавливают трёхступенчатую резиновую пробку 27 (см. фиг. 3). На устье скважины обвязывают насосный агрегат ЦА 320 с колонной НКТ и с помощью насосного агрегата под действием избыточного давления жидкости, например 2,0 МПа проталкивают ступенчатую резиновую пробку 27 верхней ступенью диаметром – d₁ по колонне НКТ, до тех пор пока ступенчатая резиновая пробка 27 сядет на посадочное седло 26 полой втулки 23. Далее с помощью насосного агрегата повышают избыточное давления в колонне НКТ и устройстве над ступенчатой резиновой пробкой 27, при этом происходит вход её нижней и средней ступеней диаметром – D₃ и D₂ в полую втулки 23 и последующее разрушения срезного винта 24, например, при давлении 6,0 МПа в колонне НКТ. В результате происходит смещение вниз полой втулки 23 относительно патрубка 21 с открытием перфорированных отверстий 22 патрубка 21. Полая втулка 23 своим нижним торцом упирается во внутренний кольцевой выступ 28 патрубка 21, разрезное пружинное кольцо 30, находящееся во внутренней цилиндрической проточке 29 патрубка 21, фиксируется в наружной кольцевой проточке 25 полой втулки 23.

В результате полая втулка 23 закрепляется неподвижно относительно патрубка 21.

Отсоединяют насосный агрегат ЦА 320 от колонны НКТ. Устанавливают на устье скважины геофизический подъёмник (на фиг. 1, 2 и 3 не показано), например марки ПКС 5, спускают сваб в колонну НКТ и с помощью сваба отбирают продукты реакции кислоты с породой пласта в призабойной зоне через перфорированные отверстия 22 патрубка 21 (см. фиг. 3) по колонне НКТ на устье скважины в желобную ёмкость (на фиг. 1-3 не показано).

По окончании свабирования производят извлечение колонны НКТ с устройством из скважины.

Применение ступенчатой резиновой пробки 27 позволяет повысить надёжность работы устройства в целом, так как сбрасываемые с устья запорные элементы (куски штанг, шары) не могут обеспечить герметичную посадку из-за загрязнения посадочного седла 26 полой втулки 23 в процессе работы, а продавливаемая под действием избыточного давления с помощью насосного агрегата ступенчатая резиновая пробка 27 гарантированно обеспечивает герметичность.

Благодаря патрубку 21 с перфорированными отверстиями 22 предлагаемое устройство позволяет произвести свабирование пласта, в который была произведена импульсная закачка жидкости (15% водного раствора соляной кислоты). Свабирование продуктов реакции технологическая операция, которая необходима после проведения циклической кислотной закачки, поэтому возможность проведения свабирования без проведения дополнительных спуско-подъёмных операций, распакеровки пакера и извлечения колонны труб позволяет сократить продолжительность работ.

Также благодаря патрубку с перфорированными отверстиями, при подъеме устройства с колонной НКТ из скважины, происходит перелив жидкости из колонны НКТ обратно в скважину, что исключает излив жидкости из колонны НКТ на устье скважины и, как следствие, загрязнение окружающей среды и территории вокруг скважины, а значит не наносится вред экологии.

Устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта позволяет повысить надёжность работы устройства путём исключения его загрязнения в процессе спуска устройства в скважину, а также произвести освоение пласта свабированием жидкости из пласта после проведения импульсной закачки жидкости и освоения пласта (обработанного кислотой пласта), что расширяет его технологические возможности в применении, а также исключить вред наносимый экологии при подъёме изливающих на устье скважины колонны труб с устройством.

Устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта позволяет:

- повысить надёжность работы устройства;

- произвести освоение пласта свабированием;

- исключить вред наносимый экологии.

Изобретение относится к устройству для циклической закачки жидкости и освоения пласта. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства, повышение качества циклической закачки жидкости в пласт, также расширение технологических возможностей в применении за счет возможности проведения свабирования жидкости из пласта после проведения циклической закачки, а также исключение вреда, наносимого экологии. Устройство включает корпус, концентрично расположенный в корпусе патрубок с центральным каналом, окнами и гайкой, пружину, сменную втулку. Гайка установлена на наружной поверхности патрубка в ее верхней части. Пружина установлена между гайкой и корпусом, в котором выполнена внутренняя цилиндрическая выборка. В нижней части внутренней цилиндрической выборки корпуса выполнены радиальные каналы. Снизу к патрубку, вставленному в корпус, жестко присоединен полый цилиндрический клапан. Полость внутренней цилиндрической выборки корпуса над кольцевым выступом цилиндрического клапана сообщена окнами с центральным каналом. Полость внутренней цилиндрической выборки под выступом сообщена радиальными каналами с пространством снаружи корпуса, и полый цилиндрический клапан ниже внутренней цилиндрической выборки корпуса оснащен радиальными окнами. Ниже радиальных окон цилиндрический клапан снабжен сменной втулкой. В сменную втулку установлен глухой стержень. Глухой стержень жестко соединен со сменной втулкой высотой а. В полом цилиндрическом клапане выше сменной втулки выполнена внутренняя цилиндрическая выборка высотой b, b>a. Ниже сменной втулки в полом цилиндрическом клапане установлена заглушка, зафиксированная срезным штифтом. Глухой стержень со сменной втулкой имеют возможность ограниченных возвратно-поступательных осевых перемещений совместно с корпусом относительно полого цилиндрического клапана с возможностью циклического открытия и закрытия внутренней цилиндрической выборки полого цилиндрического клапана для перетока жидкости. Сверху корпус оснащен патрубком с перфорированными отверстиями. Внутри патрубка напротив перфорированных отверстий установлена полая втулка внутренним диаметром D, герметично перекрывающая перфорированные отверстия диаметром d патрубка, и зафиксированная срезным винтом относительно патрубка. Должно соблюдаться следующее соотношение: Σs/k = S, где Σs - суммарная площадь перфорированных отверстии диаметром d патрубка, м²; k – коэффициент эффективности освоения, учитывающий снижения пропускной способности (сужение) перфорированных отверстий d патрубка в процессе освоения скважины, k = 1,5 и определяется опытным путем; S – площадь поперечного сечения полой втулки внутренним диаметром D, м². Полая втулка оснащена снизу наружной кольцевой проточкой, а сверху посадочным седлом под трехступенчатую резиновую пробку. Диаметр D₁ верхней ступени трехступенчатой резиновой пробки равен внутреннему диаметру d₁ колонны труб. Диаметр D₂ средней ступени трехступенчатой резиновой пробки в 1,05 раза больше диаметра D полой втулки. Диаметр D₃ нижней ступени трехступенчатой резиновой пробки в 0,8 раза меньше диаметра D полой втулки. Патрубок снизу оснащен внутренним кольцевым выступом. Выше внутреннего кольцевого выступа выполнена внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещено разрезное пружинное кольцо, имеющее возможность фиксации в наружной кольцевой проточке полой втулки. 3 ил.

Устройство для циклической закачки жидкости и освоения пласта, включающее корпус, концентрично расположенный в корпусе патрубок с центральным каналом, окнами и гайкой, пружину, причем гайка установлена на наружной поверхности патрубка в ее верхней части, а пружина установлена между гайкой и корпусом, в котором выполнена внутренняя цилиндрическая выборка, в нижней части внутренней цилиндрической выборки корпуса выполнены радиальные каналы, при этом снизу к патрубку, вставленному в корпус, жестко присоединен полый цилиндрический клапан, оснащенный кольцевым выступом сверху с возможностью ограниченного герметичного перемещения вниз относительно внутренней цилиндрической выборки корпуса, причем полость внутренней цилиндрической выборки корпуса над кольцевым выступом цилиндрического клапана сообщена окнами с центральным каналом, а полость внутренней цилиндрической выборки под выступом сообщена радиальными каналами с пространством снаружи корпуса, сменную втулку, и полый цилиндрический клапан ниже внутренней цилиндрической выборки корпуса оснащен радиальными окнами, ниже радиальных окон цилиндрический клапан снабжен сменной втулкой, причем в сменную втулку установлен глухой стержень, оснащенный сверху радиальным сквозным отверстием, в которое установлен палец, вставленный в радиальные окна полого цилиндрического клапана и жестко зафиксированный в корпусе, отличающееся тем, что глухой стержень жестко соединен со сменной втулкой высотой а, причем в полом цилиндрическом клапане выше сменной втулки выполнена внутренняя цилиндрическая выборка высотой b, при этом b>a, а ниже сменной втулки в полом цилиндрическом клапане установлена заглушка, зафиксированная срезным штифтом, при этом глухой стержень со сменной втулкой имеют возможность ограниченных возвратно-поступательных осевых перемещений совместно с корпусом относительно полого цилиндрического клапана с возможностью циклического открытия и закрытия внутренней цилиндрической выборки полого цилиндрического клапана для перетока жидкости, причем сверху корпус оснащен патрубком с перфорированными отверстиями, а внутри патрубка напротив перфорированных отверстий установлена полая втулка внутренним диаметром D, герметично перекрывающая перфорированные отверстия диаметром d патрубка, и зафиксированная срезным винтом относительно патрубка, при этом должно соблюдаться следующее соотношение:

Σs/k = S, где

Σs - суммарная площадь перфорированных отверстии диаметром d патрубка, м²;

k – коэффициент эффективности освоения, учитывающий снижения пропускной способности (сужение) перфорированных отверстий d патрубка в процессе освоения скважины, k = 1,5 и определяется опытным путем;

S – площадь поперечного сечения полой втулки внутренним диаметром D, м²;

причем полая втулка оснащена снизу наружной кольцевой проточкой, а сверху посадочным седлом под трехступенчатую резиновую пробку, проталкиваемую под избыточным давлением по колонне труб, при этом диаметр D₁ верхней ступени трехступенчатой резиновой пробки равен внутреннему диаметру d₁ колонны труб, а диаметр D₂ средней ступени трехступенчатой резиновой пробки в 1,05 раза больше диаметра D полой втулки, а диаметр D₃ нижней ступени трехступенчатой резиновой пробки в 0,8 раза меньше диаметра D полой втулки, при этом патрубок снизу оснащен внутренним кольцевым выступом, а выше внутреннего кольцевого выступа выполнена внутренняя цилиндрическая проточка, в которой размещено разрезное пружинное кольцо, имеющее возможность фиксации в наружной кольцевой проточке полой втулки.