ИНЖЕКТОР ВВОДА ШАРОВ В СКВАЖИННЫЙ ТРУБОПРОВОД УСТЬЕВОЙ Российский патент 2025 года по МПК E21B23/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, является элементом наземного оборудования скважины и предназначено для ввода шаров во внутреннюю полость насосно-компрессорных труб без сбрасывания давления и перекрытия потока жидкости в трубопроводе, может применяться при гидравлическом разрыве пласта, а также при освоении, эксплуатации, ремонте нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин.

Уровень техники

Из уровня техники известен патентный источник информации (см. US 2010147866 А1, опубл. 17.06.2010), в котором раскрыто устройство ввода шаров в трубопровод, содержащее корпус с каналом для перемещения шаров, катушку переходную, соединяющую привод с корпусом устройства, механизм для ввода шаров, выполненный в виде стакана со шнеком, соединенным с приводом и снабженным механизмом фиксации шнека от произвольных вращений, стакан установлен в полости катушки, определяющим величину размера шаров, и закреплен в катушке с возможностью фиксации от проворота, корпус снабжен присоединительными элементами для монтажа сквозным каналом в трубопровод.

Недостатками известного уровня техники являются низкая надежность ввиду того, что внутреннюю полость корпуса размывает потоком жидкости, вследствие того, что корпус напрямую контактирует со средой, Низкая ремонтопригодность устройства ввиду того, что в случае, когда непрерывный поток жидкости размывает внутреннюю полость корпуса, для дальнейшей эксплуатации необходима полная его разборка и замена всего корпуса целиком.

Из уровня техники известно устройство для удаленного вертикального сброса шаров в трубопровод (см. описание RU 211067 U1, опубл. 18.05.2022).

Недостатком известного устройства является невозможность проведения операции ввода шара в скважинный трубопровод с входящими двумя потоками в разводной головке, установленной внизу устройства, при столкновении двух потоков образуется завихрение, которое не дает шару пройти в трубопровод (см. фиг. 1).

Из уровня техники известен наиболее близкий по технической сущности инжектор ввода шаров в скважинный трубопровод, принятый в качестве прототипа (см. описание RU 2818389 С1, опубл. 02.05.2024).

Недостатками известного инжектора ввода шаров являются низкая технологичность, повышенная трудоемкость проведения операции по вводу шаров в скважинный трубопровод, обусловленные тем, что данный инжектор необходимо устанавливать непосредственно в нагнетательную линию, тем самым увеличивается количество деталей, входящих в линию скважинного трубопровода, а также необходимо дополнительное оборудование для установки инжектора (см. фиг. 2).

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей изобретения является создание технологичного, удобного в эксплуатации устройства, имеющего возможность работы непосредственно на устье скважины с входящими двумя потоками нагнетания.

Технический результат заключается в упрощении конструкции заявленного устьевого инжектора ввода шаров во внутреннюю полость насосно-компрессорных труб с исключением образования завихрения, которое не дает шару пройти в скважинный трубопровод.

Технический результат достигается тем, что инжектор ввода шаров в скважинный трубопровод содержит корпус и механизм подачи шаров в скважинный трубопровод, при этом корпус состоит из верхней и нижней частей, жестко скрепленных между собой фланцевым соединением, в верхней части корпуса расположены взаимодействующие друг с другом канал загрузки/дозагрузки шаров и канал подачи шаров в скважинный трубопровод, механизм подачи шаров в скважинный трубопровод выполнен в виде стакана со шнеком, расположенных в канале подачи шаров в скважинный трубопровод, шнек соединен с мотор-редуктором, закрепленным сверху верхней части корпуса, канал загрузки/дозагрузки шаров расположен па боковой поверхности верхней части корпуса с размещенным в нем толкателем шаров, закрепленным на верхней части корпуса посредством быстроразъемного соединения, нижняя часть корпуса имеет взаимодействующие друг с другом два канала для соединения с нагнетательными линиями и один канал для соединения с устьем скважины посредством быстроразъемных соединений, при этом канал подачи шаров в скважинный трубопровод также расположен во внутренней полости нижнего корпуса, а торец стакана и конец шнека механизма подачи шаров расположены на пересечении двух каналов для соединения с нагнетательными линиями.

Расположение канала подачи шаров в скважинный трубопровод во внутренней полости нижнего корпуса, а торца стакана и конца шнека механизма подачи шаров на пересечении двух каналов для соединения с нагнетательными линиями позволяет сбрасывать шары в скважинный трубопровод в области непосредственного соединения двух потоков вне области их завихрения.

В каналах нижней части корпуса установлены защитные гильзы.

Защитные гильзы служат протектором для нижней части корпуса, не позволяющие его промыть постоянным потоком жидкости. При износе защитные гильзы подлежат замене, следовательно, корпус, в частности нижняя часть корпуса, рассчитан на весь срок службы устройства. При этом не возникает необходимости разборки корпуса устройства, и разборки устройства в целом.

Краткое описание чертежей

Заявленный инжектор ввода шаров в скважинный трубопровод устьевой поясняется следующими фигурами.

На фиг. 1 изображен скважинный трубопровод с входящими двумя потоками в разводной головке с образованием завихрения при столкновении двух потоков, которое не дает шару пройти в трубопровод, на фиг. 2 - линия скважинного трубопровода с отдельно размещенными на ней устьем скважины и инжектором ввода шаров, на фиг. 3 - общий вид заявленного инжектора ввода шаров устьевого, на фиг. 4 - вид сбоку.

Осуществление изобретения

Инжектор ввода шаров в скважинный трубопровод содержит корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, жестко скрепленных между собой фланцевым соединением 3, в верхней части корпуса расположены взаимодействующие друг с другом канал загрузки/дозагрузки 4 шаров 5 и канал подачи 6 шаров в скважинный трубопровод, и механизм подачи шаров в скважинный трубопровод, выполненный в виде стакана 7 со шнеком 8, расположенных в канале подачи шаров в скважинный трубопровод, шнек соединен с мотор-редуктором 9, закрепленным сверху верхней части корпуса, канал загрузки/дозагрузки шаров расположен на боковой поверхности верхней части корпуса с размещенным в нем толкателем 10 шаров, закрепленным с верхней частью корпуса посредством быстроразъемного соединения. Нижняя часть корпуса имеет взаимодействующие друг с другом два канала для соединения с нагнетательными линиями 11 и один канал 12 для соединения с устьем скважины посредством быстроразьемных соединений 13, при этом канал подали шаров в скважинный трубопровод также расположен во внутренней полости нижнего корпуса, а торец стакана и конец шнека механизма подачи шаров расположены на пересечении двух каналов для соединения с нагнетательными линиями. В каналах нижней части корпуса установлены защитные гильзы. 14.

Инжектор ввода шаров устьевой работает следующим образом.

Монтаж устройства на устье скважины и к нагнетательной линии скважинного трубопровода проводится посредством быстроразьемных соединений 13. Затем производят загрузку шаров 5 через канал загрузки/дозагрузки 4 шаров верхней части корпуса 1 при помощи толкателя 10 с поэтапным поворотом шнека 8. Когда необходимое количество шаров загружено, толкатель устанавливается обратно в устройство посредством быстроразъемного соединения, инжектор готов к эксплуатации. Для подачи шаров в трубопровод мотор-редуктор 9 передает вращательный момент шнеку, подача шаров происходит поэтапно, один оборот шнека на 360° соответствует подаче одного шара в трубопровод. Подача шара происходит канал подачи 6 шаров в скважинный трубопровод нижней части 2 корпуса в месте пересечения двух нагнетательных потоков, нижний торец стакана 7 расположен таким образом, что не дает возможности потокам жидкости образовать завихрение и подбросить шар кверху, вследствие чего произошло бы зависание шара и дальнейшая работа была бы невозможна без остановки потока жидкости. При необходимости дозагрузки шаров в инжектор, снимают толкатель 10, выполняют дозагрузку, затем выполняют сборку в обратном порядке. При необходимости ремонта нижней части корпуса вследствие размытия внутренней полости потоком жидкости, инжектор снимают с устья скважины, отсоединяют от нагнетательной линии, снимают быстроразъемные соединения 13, производят замену защитных гильз 14, сборку выполняют в обратном порядке, при этом не возникает необходимости разборки всего устройства, либо замены корпуса.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции инжектора ввода шаров устьевого, позволяет надежно выполнять ввод шаров в скважинный трубопровод без возможности образования зависания шара внутри устройства за счет действия встречных нагнетательных потоков жидкости, позволяет ускорить и упростить монтаж, демонтаж и ремонт устройства, а также в целом упрощает и ускоряет эксплуатацию и обеспечивает высокую надежность работы.

Изобретение относится к инжектору ввода шаров в скважинный трубопровод. Техническим результатом является упрощение конструкции заявленного устьевого инжектора ввода шаров во внутреннюю полость насосно-компрессорных труб с исключением образования завихрения, которое не дает шару пройти в скважинный трубопровод. Инжектор содержит корпус и механизм подачи шаров в скважинный трубопровод. Корпус состоит из верхней и нижней частей, жестко скрепленных между собой фланцевым соединением. В верхней части корпуса расположены взаимодействующие друг с другом канал загрузки/дозагрузки шаров и канал подачи шаров в скважинный трубопровод. Механизм подачи шаров в скважинный трубопровод выполнен в виде стакана со шнеком, расположенных в канале подачи шаров в скважинный трубопровод. Шнек соединен с мотор-редуктором, закрепленным сверху верхней части корпуса. Канал загрузки/дозагрузки шаров расположен на боковой поверхности верхней части корпуса с размещенным в нем толкателем шаров, закрепленным на верхней части корпуса посредством соединения. Нижняя часть корпуса имеет взаимодействующие друг с другом два канала для соединения с нагнетательными линиями и один канал для соединения с устьем скважины посредством соединений. Канал подачи шаров в скважинный трубопровод также расположен во внутренней полости нижнего корпуса. Торец стакана и конец шнека механизма подачи шаров расположены на пересечении двух каналов для соединения с нагнетательными линиями. Нижний торец стакана расположен таким образом, что не дает возможности потокам жидкости образовать завихрение. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Инжектор ввода шаров в скважинный трубопровод, содержащий корпус и механизм подачи шаров в скважинный трубопровод, при этом корпус состоит из верхней и нижней частей, жестко скрепленных между собой фланцевым соединением, в верхней части корпуса расположены взаимодействующие друг с другом канал загрузки/дозагрузки шаров и канал подачи шаров в скважинный трубопровод, механизм подачи шаров в скважинный трубопровод выполнен в виде стакана со шнеком, расположенных в канале подачи шаров в скважинный трубопровод, шнек соединен с мотор-редуктором, закрепленным сверху верхней части корпуса, канал загрузки/дозагрузки шаров расположен на боковой поверхности верхней части корпуса с размещенным в нем толкателем шаров, закрепленным на верхней части корпуса посредством соединения, отличающийся тем, что нижняя часть корпуса имеет взаимодействующие друг с другом два канала для соединения с нагнетательными линиями и один канал для соединения с устьем скважины посредством соединений, при этом канал подачи шаров в скважинный трубопровод также расположен во внутренней полости нижнего корпуса, а торец стакана и конец шнека механизма подачи шаров расположены на пересечении двух каналов для соединения с нагнетательными линиями, при этом нижний торец стакана расположен таким образом, что не дает возможности потокам жидкости образовать завихрение.

2. Инжектор ввода шаров устьевой по п. 1, отличающийся тем, что в каналах нижней части корпуса установлены защитные гильзы.