Промывочная насадка гибкой непрерывно-компрессорной трубы для сопровождения активационных шаров в скважине Российский патент 2024 года по МПК E21B23/02 E21B17/18 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к инструментам, работающим внутри скважины, таким как промывочная насадка для сопровождения активационных шаров в скважине до их посадки в седло. Активационные шары предназначены для активации внутрискважинного оборудования, такого, как муфты гидравлического разрыва пласта, активационные муфты.

Из уровня техники известны промывочные насадки различного назначения, применяемые для промывки скважин после гидравлического разрыва пласта (ГРП) или для активации внутрискважинных устройств с предварительной промывкой места посадки. Компания ООО «Биттехника», г. Пермь выпускает такие промывочные насадки, которые представлены ниже.

Насадка-сфера типа НС предназначена для промывки скважины, вымыва пропанта из скважины после проведения ГРП, а так же размыва песчаных и гидратно-парафиновых пробок в колоннах насосно-компрессорных труб. Конструкция насадки представляет собой корпус сферической формы, в котором выполнен один прямой промывочный канал и четыре боковых канала разнонаправленных для прохода промывочной жидкости (http://bittehnika.ru/catalog/oborudovanie-dlya-koyltyubingovykh-ustanovok/nozzlens/nozzlesphereNS/).

Насадка промывочная шаровая (ШНП) предназначена для активации внутрискважинных устройств с предварительной промывкой места посадки. Конструктивно имеет на одном конце сферическую насадку определенного размера, в корпусе выполнены боковые промывочные отверстия, позволяющие за счет струи промывочной жидкости очищать от накопившегося шлама посадочное место (http://bittehnika.ru/catalog/oborudovanie-dlya-koyltyubingovykh-ustanovok/nasadkapromiv/nasadkaSHNP/).

Насадка размывочная с боковыми каналами (НРБК) предназначена для промывки скважины, вымыва пропанта из скважины после проведения ГРП, а так же размыва песчаных и гидратно-парафиновых пробок в колоннах насосно-компрессорных труб. Конструкция насадки представляет собой корпус сферической формы, в котором выполнен один прямой промывочный канал и четыре боковых канала, расположенных под углом 45°C, для прохода промывочной жидкости (http://bittehnika.ru/catalog/oborudovanie-dlya-koyltyubingovykh-ustanovok/nasadka/nozzlewithlateralchannels/).

Насадки промывочные не предназначены для сопровождения активационного шара в скважине до его посадки в седло на плановой глубине скважины, что является их недостатком.

Известна стандартная равнопроходная промывочная насадка, предназначенная для сопровождения активационного шара в скважине до его посадки в седло с целью активации внутрискважинного оборудования, выбранная в качестве ближайшего аналога (https://uralimp.ru/katalog/zaboynye-komponovki/promyvochnye-nasadki-standartnogo-tipa?ysclid=lsmuh3x1yn950985487). Промывочная насадка с наружным диаметром 44,45 мм имеет в торцевой части полусферическую форму и пять отверстий, четыре из которых расположены под углом 45° к оси полусферы по периметру окружности, и одного отверстия в центре, проходящего через всю полусферу вдоль ее оси. Отверстия для промывки имеют диаметр 5 мм и площадь поперечного сечения 19,6 мм². Размер промывочной насадки и общая площадь поперечного сечения отверстий 98 мм² обеспечивают прохождение ее с активационным шаром через внутренние проходные размеры в выше расположенных седлах муфты гидравлического разрыва пласта (МГРП). Однако в процессе спуска происходят посадки, затяжки, затруднения прохода, что связано с фактором расхождения шара с промывочной насадкой и приводит к увеличению продолжительности работ. Перемещение промывочной насадки осуществляется за счет гидромеханического воздействия через колонну гибкой-непрерывной компрессорной трубы. При гидравлических и механических сопротивлениях в скважине промывочная насадка не всегда доводит активационный шар до посадки в седло на требуемой глубине в скважине, что является существенным недостатком. В результате замедляется весь процесс активации внутрискважинного оборудования.

Изобретение решает техническую проблему по устранению указанных недостатков, а именно сокращает время активации внутрискважинного оборудования.

Технический результат изобретения заключается в быстрой и точной доставке активационного шара в скважине до его посадки в седло на требуемой глубине скважины за счет конструктивных особенностей промывочной насадки.

Для решения указанной технической проблемы и достижения заявленного технического результата предлагается промывочная насадка гибкой непрерывно-компрессорной трубы (ГНКТ) для сопровождения активационного шара в скважине, состоящая из корпуса с наружным диаметром 44,45 мм, торцевой части корпуса в виде полусферы с промывочными отверстиями для промывки. Отличительной особенностью насадки является форма торцевой части корпуса в виде вогнутой внутрь полусферы с кольцевой образующей, по периметру которой расположено восемь промывочных отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга, каждое из которых имеет диаметр 4 мм.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлена схема промывочной насадки, где:

1 - корпус,

2 - торцевая часть,

3 - промывочное отверстие.

Промывочная насадка ГНКТ имеет корпус (1) из стали с наружным диаметром 44,45 мм, внутри насадка полая до торцевой части. Торцевая часть (2) выполнена в виде вогнутой внутрь полусферы с кольцевой образующей, по периметру которой размещены восемь промывочных отверстий (3) на одинаковом расстоянии друг от друга, диаметром 4 мм каждое, соединенные с полой частью насадки.

Промывочная насадка с формой торцевой части корпуса в виде вогнутой внутрь полусферы позволяет лучше удерживать активационный шар. Расположенные по кольцевой образующей вогнутой внутрь полусферы промывочные отверстия (3) для промывки в количестве восьми штук и диаметром 4 мм каждое, создают струи потока жидкости «круговым веером» с углом наклона к оси насадки около 45°, что приводит к центрации и удержанию шара за счет гидравлического воздействия потока жидкости. Площадь поперечного сечения восьми промывочных отверстий составляет 100 мм² и соответствует площади сечений пяти промывочных отверстий стандартной промывочной насадки, равной 98 мм², что обеспечивает отсутствие гидравлического сопротивления потока жидкости. Расположение отверстий (3) и их количество обеспечивают достаточную интенсивность потока жидкости «круговым веером». Такой поток жидкости, а также торцевая часть с вогнутой внутрь полусферой и отсутствие промывочного отверстия в ее центре в совокупности создают оптимальные условия для удержания активационного шара, центрируя его в вогнутой внутрь полусфере торца за счет гидравлического воздействия потока жидкости. Фактор расхождения шара с насадкой для сопровождения шара снижается до минимума и в результате сокращается время доставки шара для активации внутрискважинного оборудования, что доказано на практике в ходе производства работ спуско-подъемной операции гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ) в реальной скважине.

Таким образом, с помощью промывочной насадки активационный шар быстро и точно доставляется до его посадки в седло на требуемой глубине скважины, за счет чего достигается технический результат.

Пример

Испытания промывочной насадки были проведены в газовой скважине с горизонтальным заканчиванием с муфтами ГРП. Скважина с горизонтальным хвостовиком 114,00 мм и внутренним диаметром 97,18 мм. В результате расхождение промывочной насадки диаметром 44,45 мм с шаром составило 5,10 мм.

Спуско-подъемная операция испытываемой промывочной насадки в скважине на плановую глубину 5355 м при интервале сопровождения с момента получения разгрузок насадки на активационный шар равном 465 м была завершена за 14 часов (0,58 суток).

Спуско-подъемная операция стандартной насадки в скважине на максимальную глубину 4870 м, где интервал сопровождения с момента получения разгрузок насадки на активационный шар момента встречи шара равен 120 м, была завершена за 54 часа (2,25 суток).

Разница по временным затратам ощутимая при применении заявленной промывочной насадки и стандартной насадки в спуско-подъемных операциях (СПО) в газовых скважинах.

Источником экономического эффекта являются временные затраты на СПО, которые при прочих равных условиях уменьшаются примерно в 3 раза. Следовательно, прямой экономический эффект для недропользователя в денежном выражении будет примерно равен 3-кратной фактической стоимости услуг, оказанных с использованием заявленной промывочной насадки.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к инструментам, работающим внутри скважины, таким как промывочная насадка для сопровождения активационных шаров в скважине до их посадки в седло. Промывочная насадка гибкой непрерывно-компрессорной трубы для сопровождения активационного шара в скважине состоит из корпуса с наружным диаметром 44,45 мм, торцевой части корпуса в виде полусферы с промывочными отверстиями для промывки, выходящими наружу. Она имеет полую часть, простирающуюся до торцевой части корпуса, торцевая часть корпуса выполнена в виде вогнутой внутрь полусферы с кольцевой образующей, промывочные отверстия выполнены в виде восьми промывочных отверстий, расположенных по периметру указанной кольцевой образующей на одинаковом расстоянии друг от друга, каждое из промывочных отверстий имеет диаметр 4 мм и соединено с полой частью. Технический результат заключается в быстрой и точной доставке активационного шара в скважине до его посадки в седло на требуемой глубине скважины, что сокращает время активации внутрискважинного оборудования. 1 пр., 2 ил.

Промывочная насадка гибкой непрерывно-компрессорной трубы для сопровождения активационного шара в скважине, состоящая из корпуса с наружным диаметром 44,45 мм, торцевой части корпуса в виде полусферы с промывочными отверстиями для промывки, выходящими наружу, отличающаяся тем, что она имеет полую часть, простирающуюся до торцевой части корпуса, торцевая часть корпуса выполнена в виде вогнутой внутрь полусферы с кольцевой образующей, промывочные отверстия выполнены в виде восьми промывочных отверстий, расположенных по периметру указанной кольцевой образующей на одинаковом расстоянии друг от друга, каждое из промывочных отверстий имеет диаметр 4 мм и соединено с полой частью.