Устройство для эксплуатации скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к добыче газа и нефти, в частности к движению газожидкостных смесей в подъемных трубах скважин и воздействию физическими полями на га зожидкостный поток и призабойную зону пласта, и может быть использовано для интенсификации работы газовых скважин при

наличии жидкости (воды и углеводородного конденсата) в добываемой продукции

Цель изобретения повышение эффективности удаления жидкости из газовой скважины и призабойной зоны пласта за очет обеспечения периодического дозированного ввода удаляемой жидкости в поток

пластового газа и одновременного импульсного воздействия на газожидкостный поток в стволе скважины и призабойную зону пласта под действием давления пластового флюида.

На чертеже представлено устройство для эксплуатации скважин.

Устройство устанавливается в скважине на колонне подъемных труб 1 и содержит корпус 2 с радиальными каналами 3, установленный внутри корпуса 2 над его радиальными каналами 3 эжектор (струйный насос) с камерой 4 инжекции в виде цилиндрического патрубка с пластиной, в которой выполнено перепускное отверстие 5, и соплом б кольцевого типа, расположенным между камерой 4 инжекции и сужающим устройством 7, расположенную под эжектором в корпусе 2 с возможностью осевого перемещения запорную втулку 8 с продольными вырезами на боковой поверхности и расположенными по кольцу отверстиями 9 в верхней части, клапан, выполненный в виде установленного внутри запорной втулки 8 полого цилиндра 10, на который свободно посажена запорная втулка 8. затвора 11 и седла 12 в виде сужающейся в сторону забоя скважины конической поверхности в нижней части корпуса 2,

Сужающее устройство 7 закреплено в корпусе 2 с помощью гайки 13. Запорная втулка 8 подпружинена относительно камеры 4 инжекции возвратной пружиной 14 и имеет в верхней части уплотнительный элемент 15. Цилиндр 10 закреплен в корпусе 2 устройства с помощью гайки 16. Затвор 11 подпружинен относительно цилиндра 10 возвратной пружиной 17 и имеет цилиндрические каналы 18 и 19 и радиальные отверстия 20. Положение затвора 11 в цилиндре 10 фиксируется сухарями 21, подпружиненными в радиальном направлении пружинами 22. В крайнем нижнем положении затвора 11 сухари 21 входят в радиальные отверстия 20 и удерживают клапан от вертикального перемещения. Для закрепления сухарей 21 с пружинами 22 в цилиндре 10 служат гайки 23. В цилиндрическом канале 19 затвора 11 расположен поршень 24 со штоком в верхней части. Поршень 24 подпружинен относительно цилиндра 10 возвратной пружиной 25. Для закрепления поршня 24 с пружиной 25 в клапане служат гайки 26 с центральным отверстием 27 и цилиндрическая втулка 28 с каналом 29. В канале 29 расположен поршень 30 с цилиндрическим углублением в нижней части, в которое входит шток поршня 24.

Для сборки устройства и регулирования объема его рабочей камеры 31 между эжектором и затвором корпус 2 выполнен разъемным.

Устройство работает следующим образом

В остановленной скважине затвор 11

находится в крайнем нижнем положении и перекрывает сообщение камеры 4 инжекции с забоем скважины.

В процессе эксплуатации скважины

0 происходит разделение поступающей из пласта газожидкостной смеси. Жидкость скапливается на забое скважины, а газ проходит через каналы 3 в корпусе 2 и поступает в сопло 6 эжектора, создавая разрежение

5 в камере 4 инжекции и рабочей камере 31. Под действием создавшегося перепада давления жидкость, заполняющая рабочую камеру 31, поступает в камеру 4 инжекции и впрыскивается в поток пластового газа.

0Для предупреждения образования в

верхней части камеры 31 висячей жидкостной пробки при откачке жидкости служит перепускное отверстие 5. По мере откачки жидкости снижается давление в камере 31

5 и соответственно в цилиндрическом канале 29. При достижении определенного перепада давления между давлением в цилиндрическом-канале 18, равном забойному давлению, и давлением в канале 29 пор0 шень 24 поднимается, отжимай подпружиненные фиксирующие сухари 21. В результате затвор 11 получает возможность перемещаться вверх под действием перепада давления и открывает доступ жидкости в

5 рабочую камеру 31. Конструкция клапанного узла позволяет жидкости практически мгновенно заполнять рабочую камеру 31 за счет большего размера проходного сечения седла 12. Вместе с затвором 11 перемеща0 ется вверх запорная втулка 8, сжимая пружину 14. Когда втулка 9 достигает крайнего верхнего положения, уплотнительный элемент 15 перекрывает вход в камеру 4 инжекции, разобщая полость стоного насоса с

5 рабочей камерой 31. В результате заполнения рабочей камеры 31 жидкостью и выравнивания давлений в цилиндрических каналах 18 и 29 затвор 11 с втулкой 8 и поршень 24 под действием силы сжатия пру0 жин 14, 17 и 25 опускаются. Затвор 11 плотно садится в седло 12 и перекрывает сообщение забоя скважины с рабочей камерой 31. При этом сухари 21 входят в отверстия 20 затвора 11 и удерживают его в

5 крайнем нижнем положении.

Отличительными особенностями предложенного устройства являются периодический (дозированный) ввод жидкости в поток пластового газа и импульсное воздействие на газожидкостный поток в стволе скважины и призабойную зону пласта. Они осуществляются путем непрерывного возвратно- поступательного перемещения запорной втулки 8 с затвором 11 под действием энергий, поступающих из пласта газа и жидкости. Объем отдельных порций жидкости, вводимой в поток пластового газа, соответствует объему рабочей камеры 31.

Периодический ввод жидкости в поток пластового газа сопровождается поочередным движением на выходе из устройства порций газа с жидкостью и чистого газа, что способствует более тонкому диспергированию жидкости и предупреждает сегретацию газожидкостной смеси в лифтовых трубах с образованием висячих жидкостных пробок.

При периодическом закрытии и открытии клапана создается импульс давления, распространяющийся в виде волны по колонне лифтовых труб и воздействующий на призабойную зону пласта Возникающие при этом колебания интенсифицируют дробление капель жидкости на выходе устройства, турбулизируют пристенный слой жидкости в подъемных трубах, препятствуя образованию жидкостных пробок, и обеспечивают поддержание по всей длине колонны лифтовых труб созданной в эжекторе высокодисперсной структуры газожидкостной смеси. При импульсном воздействии на призабойную зону пласта подключаются в эксплуатацию пропластки с начальным градиентом давления, уменьшается насыщенность пористой среды жидкой фазой, увеличивается ее подвижность происходит разрушение аномальных слоев жидкости на стенках поровых каналов и постепенная осушка призабойной зоны пласта, что приводит к росту фазовой проницаемости пористой среды для газа.

В результате создания высокодисперсного газожидкостного потока в колонне подъемных труб, снижения насыщенности и увеличения подвижности жидкости в призабойной зоне пласта уменьшаются потери давления в стволе скважины, повышаются

дебиты газа и конденсата и продлевается период устойчивой работы газовой скважины при наличии жидкости в добываемой продукции за счет использования естественной энергии пластового газа

Устройство целесообразно использовать при эксплуатации газовых скважин с жидкостью.

Формула изобретения

Устройство для эксплуатации скважины,

содержащее корпус с элементом для связи с колонной подъемных труб в верхней части и радиальными каналами,установленный внутри корпуса над его радиальными каналами эжектор с соплом кольцевого типа и камерой инжекции, расположенную под эжектором в корпусе с возможностью осевого перемещения запорную втулку с продольными каналами, отличающееся

тем, что, с целью повышения эффективности удаления жидкости из газовой скважины и призабойной зоны пласта за счет обеспечения периодического дозированного ввода удаляемой жидкости в поток пластового газа и одновременного импульсного воздействия на газожидкостный поток в стволе скважины и призабойную зону пласта под действием давления пластового флюида оно снабжено клапаном,выполненным в виде установленного внутри запорной втулки полого цилиндра с подпружиненным относительно него затвором, над которым свободно размещена запорная втулка, нижняя часть затвора установлена с возможностью

взаимодействия с седлом, выполненным в корпусе под затвором, установленного внутри верхней части затвора и подпружиненного относительно цилиндра поршня со штоком в крайнем нижнем положении затвор и поршень зафиксированы относительно цилиндра посредством подпружиненных в радиальном направлении сухарей, а запорная втулка в верхней части имеет уплот- нительный элемент, установленный с

возможностью перекрытия камеры инжекции в крайнем верхнем положении втулки.

Изобретение относится i- добыче га за и нефти и предназначено для движения газе жидкостных смесей в подъемных труба скважин и воздействия ФИЗИЧРСКИМИ поля ми на газожидкостный поток и призабоин/ю зону пласта Цель изобретения - повышение эффективности удаления жидкости из газовой скважины и призабойной зоны пласта за счет обеспечения периодического дозированного ввода удаляемой жидкости в поток пластового газа и одновременного импульсного воздействия на газолидкост 2 ныч поток в стволе скважины и призябои ную зону пласта под действием давления ппастового флюидз Клапан выполнен в ви де установленного внутри запорной втулки псмого цилиндра и с подпружиненным огно ситепьно него птиором Над not лодним своПодно размещена запорная втулка Нич- няя часть затвора установлена с возможно ггью взаимодействия с седлом выполненным в корпусе под затвором уста новпенным рнугри верхней части затво|и и подпру киненн IM оп осительно цилиндра поршня со иноком В кршнем нижнем по ложении зэкпр и поршень зафиксирован OiH ситегич) цилиндр посредством под пр, жиненмьх Р рздизлььс м напрчп/.ении сухарей icirifpi ая ртулкз в верхней |ясти имеет уплотнитьлоный элемент усьчнои ленный с Lозмох;ностью перекрытия каме ры инжекции F) крайнем верхнем положении втулки При импульсном воздействии на призабойную зону пласта подключаются в эксплуатацию пропластки с начальным гра диентом давления, уменьшается насыщен ность пористой среды жидкой фазой увеличивается ее подвижность происходит разру пение аномальных слоев жидкости на стенках перовых каналов и постепенная ocyti ч призабойной зоны пласта 1 ил in t О ел ел 00