Циркуляционная обвязка для сооружения гравийного фильтра Советский патент 1989 года по МПК E21B43/04 

11

со сд

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении гравийного фильтра в скважине.

Цель изобретения - повьпиение эффективности процесса сооружения гравийного фильтра.

На чертеже представлена циркуляционная обвязка для закачки гравия в скважину.

Устройство для сооружения гравийного фильтра 1 в скважине 2 содержит фильтровую колонну 3 с основным 4 и контрольным 5 фильтрами, отстойником 6. Внутри фильтровой колонны 3 зафиксированы и последовательно установлены вспомогательная 7, распределительный узел 8 и водоподъемная 9 колонны со свабом 10, изолирующим кольцевое пространство между фильтровой 3 и водоподъемной 9 колоннами и установленным в интервале между основным 4 и контрольным 5 фильтрами. На устье скважины между обсадной 11 и фильтровой 3 колоннами установлен герметизирующий элемент 12. На фильтровой колонне 3 установлен превентор 13 со сливной магистралью 14. К насосному агрегату 15 с нагнетательным патрубком 16 подсоединена нагнетательная магистраль 17 с установленным на ней манометром 18. Сливная магистраль 14 подсое/|.инена к с.меси- тельному агрегату, состоящему из герметичного бункера 19 с загрузочным люком 20, вибратором 21, входным патрубком 22 с манометром 23, который соединен со сливной магистралью 14, и выходным патрубко.м 24 с манометром 25 и регулируемой диафрагмой 26, установленной в выходном патрубке 27, которая регулируется вентилем 28. В отстойнике 29, заполненном жидкостью сооруженном на поверхности, установлена цилиндрическая емкость 30 с отверстием 31 в днище 32, опорами 33 и эксцентричным входным патрубком 34 в нижней части, соединенным с выходным патрубком 24 герметичного бункера 19. Диаметр отверстия 31 равен 80-120 мм. Всасывающий патрубок 35 насосного агрегата размещен в цилиндрической емиости 30.

Устройство работает следующим образом.

В скважину 2 устанавливают фильтровую колонну 3 с основным 4, контрольным 5 фильтрами и отстойником 6. Кольцевое пространство между обсадной 11 и фильтровой 3 колоннами изолируют герметизирующими элементами 12. Внутрь фильтровой колонны 3 на вспомогательной колонне 7 спускают распределительный узел 8 и водо- под ьемную 9 колонну со свабом 10, причем распределительный узел 8 фиксируют на расчетном расстоянии от верхних отверстий основного 4 фильтра. Сваб 10 в фиксированном положении герметизирует кольцевое пространство между фильтровой 3 и водоподъемной 9 колоннами в интервале между основным 4 и контрольным 5 фильтрами.

На устье скважины 2 устанавливают превентор 13 со сливной магистралью 14.

В герметичный бункер 19 через загрузочный люк 20 загружают гравий в объеме, г равном расчетному объему гравийного 1 фильтра. В процессе загрузки гравий в бункере 19 уплотняют путем периодического включения вибратора 2l. Входной патрубок 22 герметичного бункера 19 после его заполнения гравием соединяют гибким щлан- гом со сливной магистралью 14 превенто- ра 13, установленного на устье скважины 2. Выходной патрубок 24 герметичного бункера соединяют гибким щлангом с входным патрубком 34, установленным эксцентрично по 5 касательной к поверхности цилиндрической емкости 30. Цилиндрическую емкость 30 устанавливают на опоры 33 и опускают в отстойник 29. Внутрь цилиндрической емкости 30 опускают всасывающий патрубок 35 (шланг) насосного агрегата 15. Нагне0

0

тательную магистраль 17 от насосного агрегата 15 соединяют гибким 11 лангом со вспомогательной колонной 7.

При включении насосного агрегата 15 жидкость-носитель забирается через всасы5 вающий патрубок 35 и закачивается через нагнетательную магистраль 17, вспомогательную колонну 7 и распределительный узел 8 в интервал формирования гравийного фильтра 1. Гравий в месте формирования фильтра откладывается, а жидкость0 носитель фильтруется в нисходящем потоке через намытый слой гравия и контрольный фильтр 5 и далее в восходящем потоке по водоподъемной 9 ко.аонне, пройдя через распределительный узел 8 и кольцевое пространство между фильтровой 3 и вспомога5 тельной 7 колоннами, поступает в сливную магистраль 14 превентора 13, откуда через входной патрубок 22 подается в герметичный бункер 19. В нем она фильтруется через 1 равий и по выходному патрубку 24 через

п диафрагму 26, гибкий и входной эксцентричный патрубок 34 поступает в цилиндрическую е.мкость 30.

Расход смеси В1)|бирается таким образом, чтобы в процессе закачки в скважине 2 создавалась репрессия (0,03- 1,5 МПа),

5 обеспечивающая поддержание стенок скважины 2 в устойчивом положении и минимизацию поглощения жидкости-носителя, при этом

О- / „

0 1; WM +1Г .р + Hg

где Q- расход смеси;

АР - расчетная репрессия на пласт; Рп - пластовое давление; Нн; Н„- коэффициенты местных и линейных сопротивлений циркуляционной системы;

л, т - количество участков местных и линейных сопротивлений циркуляционной систе.мы;

5

Hr He- коэффициенты сопротивления гравийного фильтра в скважине и герметичного бункера. Регулированием диафрагмы 26 вентилем

28обеснечивают заданную подачу гравия в цилиндрическую емкость 30, где приготовляется смесь расчетной концентрации. С целью исключения зависания гравия у выходного патрубка 24 герметичного бункера 19 периодически включают вибратор 21 и осуществляют вибрационное воздействие на частицы.

Потери напора в герметичном бункере 19 в начале промывки соответствуют потерям напора в гравийном 1 фильтре в конечный момент сооружения фильтра. Давление в нагнетательной магистрали 17 в процессе закачки и репрессия на пласт поддерживаются постоянными, так как при опорожнении герметичного бункера 19 потери напора в нем уменьшаются на величину, соответствующую величине увеличения потерь напора в наматываемом гравийном 1 фильтре. Таким образом, уменьи ение сопротивления и потерь напора в герметичном бункере на поверхности компенсирует увеличение сопротивления и потерь напора в намывае.мом гравийном 1 фильтре в скважине 2.

Гравийная смесь приготовляется в цилиндрической емкости 30 при закрученном потоке, обеспечиваюЕцимся эксцентричным расположением в.ходного 34 патрубка. С целью поддержания расхода жидкости-носителя с гравием, поступающего в цилиндрическую емкость 30, равного расходу смеси в нагнетате.чьной 17 магистрали в днище 32 емкости 30, выполнено отверстие диаметром 80--120 мм, через которое из отстойника

29в емкость 30 поступает жидкость-носитель с расходом, обеспечивающим компенсацию поглощения жидкости-носителя в скважине 2. В процессе закачки уровень в цилиндрической емкости 30 поддерживается равным уровню в отстойнике 29.

По .мере опорожнения герметичного бункера 19 давление, фиксируемое манометром 23, приближается к величине, фиксируемой мано.метром 25. При соответствии показаний манометром 23 и 25 при включенном вибраторе 21 полагают, что в скважину 2 закачан расчетный объе.м гравия, и работы по сооружению гравийного 1 фильтра прекращают.

Пример. Расчетный объем гравия, подле- жан.1его закачке в скважину, составил 0,62 м при площ.ади поперечного сечения гравийного фильтра 0,07 м и высоте 8,9 м. На поверхности в герметичный бункер, выполненный из трубы 0 296 мм длиной 9 м, через загрузочный люк засыпали фракционированный гравий. В процессе заполнения бункера периодически включали вибратор, установленный на корпусе бункера.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Цилиндрическая емкость была выполнена из обсадной грубы 0 426 мм длиной 2 м с заваренным металлическим листом дном и приваренными лапами. В днище выполнили отверстие мм. В нижней части емкости по касательной к поверхности вварили входной патрубок мм. Входной патрубок цилиндрической емкости соединили с выходным патрубком герметичного бункера гибким щлангом, после чего цилиндрическую емкость спустили в отстойник. Уровень воды в емкости установился таким же, как и в отстойнике.

Входной патрубок герметичного бункера соединили со сливной магистралью пре- вентора.

Внутрь цилиндрической емкости спустили всасывающий щланг насосного агрегата, нагнетательную магистраль которого соединили со вспомогательной колонной труб.

В процессе закачки требуемая репрессия на пласт, определенная в процессе разведочного бурения и соответствующая 0,62 МПа, установилась при расходе смеси 0,008 M Vc. Начальный перепад давления на герметичном бункере, наполненным гравием, составил 0,3 МПа, давление в нагнетательной магистрали на насосном агрегате составило 1,02 МПа. По мере опорожнения бункера перепад давления на нем постепенно уменьщался, а давление в нагнетательной магистрали и следовательно репрессия на пласт, поддерживалась постоянными, равными 1,02 и 0,62 МПа соответственно.

Расход гравия, поступающего в цилиндрическую емкость от герметичного бункера, регулировался вентилем, а равномерность поступления - вибрационным воздействием на частицы при включении вибратора. В цилиндрической емкости приготавливали смесь объе.мной концентрации 3-5%, для чего расход гравия, поступающего в ци.чиндрическую емкость, составил около 3,2 м /с.

Через 33 мин с начала закачки перепад давления на герметичном бункере снизился до 0,002 МПа и в течение 4 мин оставался постоянным. При включении вибратора перепад давления на герметичном бункере не уменьщался, что свидетельствовало о закачке в скважину расчетного объема гравия и окончании работ.

При сооружении гравийных фильтров с применением предложенного устройства получили фильтры с высокими гидравлическими характеристиками. Удалось предотвратить поглощение жидкости-носителя и коль- матацию пласта и фильтра. Время освоения скважины уменьщилось более, чем в два раза, а удельные дебиты возросли на 25-- 30% по сравнению со скважинами, пробуренными в аналогичных условиях и оборудованных гравийными фильтрами по технологии прототипа.

7 ормула изобретения

1497375

ны на тел с са сна но ро и в д

Циркуляционная обвязка для сооружения гравийного фильтра в скважине, содержащая установленную в скважине фильтровую колонну с основным и контрольным фильтрами и отстойником, зафиксированные внутри фильтровой колонны и последовательно установленные вспомогательную коный агрегат со всасывающим патрубком и нагнетательным, подсоединенным к нагнетательной магистрали, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности процесса сооружения гравийного фильтра, она снабжена регулируемой диафрагмой, установленной в выходном патрубке, вибратором, размещенным на герметичном бункере, и цилиндрической емкост1 ю с отверстием в днище, эксцентричным входным патрубком

лонну, распределительный узел и водо- „,....„.....

подъемную колонну со свабом, установлен- в нижней части и с опорами для размещеным между основным и контрольным филь-ния ее в заполненном жидкостью отстойтрами, герметизирующий элемент междунике, выполненном на поверхности, причем

обсадной и фильтровой колоннами, превен-входной патрубок герметичного бункера соетор со сливной магистралью, установленныйдинен со сливной магистралью превентора,

на фильтровой колонне смесительный агре-15 выходной патрубок - с эксцентричным входгат, выполненный в виде герметичного бун-ным патрубком цилиндрической емкости, а

кера с загрузочным люком, входным пат-всасывающий патрубок насосного агрегата

рубком и выходным с манометром, и насос-размещен в цилиндрической емкости.

ный агрегат со всасывающим патрубком и нагнетательным, подсоединенным к нагнетательной магистрали, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности процесса сооружения гравийного фильтра, она снабжена регулируемой диафрагмой, установленной в выходном патрубке, вибратором, размещенным на герметичном бункере, и цилиндрической емкост1 ю с отверстием в днище, эксцентричным входным патрубком

„,....„.....

в нижней части и с опорами для размеще

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение эффективности процесса сооружения гравийного фильтра. Для этого в выходном патрубке 27 установлена регулируемая диафрагма 26, на герметичном бункере 19 размещен вибратор 21. Устройство имеет цилиндрическую емкость 30 с отверстием 31 в днище 32 и с эксцентричным входным патрубком 34 в нижней части, с опорами 33 для размещения ее в заполненном жидкостью отстойнике 6, выполненном на поверхности. Устройство также имеет входной патрубок 22 герметичного бункера 19 соединенный со сливной магистралью 14 бункера 19. С патрубком 34 связан выходной патрубок 27. На емкости 30 размещен всасывающий патрубок 35. Гравийную смесь приготавливают в емкости 30 при закрученном потоке, обеспечивающимся расположением патрубка 34. Для поддержания расхода жидкости - носителя с гравием, поступающего в емкость 30, равного расходу смеси в нагнетательной магистрали, в днище 32 выполнено отверстие диаметром 80-120 мм. Через это отверстие из отстойника 29 в емкость 30 поступает жидкость-носитель с расходом, обеспечивающим компенсацию поглощения жидкости-носителя в скважине. В процессе закачки уровень в емкости поддерживается равным уровню в отстойнике 29. 1 ил.