Устройство для освоения скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B43/18 

Изобретение относится к нефтегазоды- вающей промышленности и может быть использовано для освоения нефтяных и газовых скважин, вскрывших слабосцементированные или трещинные коллектора.

Известно устройство для плавного освоения скважин, представляющее собой корпус-поршень, оборудованный клапаном, открывающимся при спуске и закрывающемся при подъеме -, сваб. Сваб спускают в насосно-компрессорные трубы на стальном канате 1.

Известно также устройство для освоения и эксплуатации скважин - скважинный насос, состоящий из корпуса - рабочего ци- линдра, поршня-плунжера, всасывающего и нагнетательного клапанов, колонны штанг и устьевого оборудования в виде станка-качалки 2,

Недостатком известного устройства яв- ляется низкая эффективность его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства. Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект - сокращение времени и затрат на освоение скважины.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для освоения скважины содержит рабочий цилиндр, поршень-плунжер с уплотнительным элементом, прикреплен- ный к насосно-компрессорным трубам, всасывающий и нагнетательный клапаны, хвостовик, причем устройство дополнительно снабжено опорной втулкой, концентрич- но установленной во внутренней полости рабочего цилиндра, в его верхней части, диаметр которой больше диаметра насосно- компрессорных труб, а в нижней части рабочего цилиндра размещено седло всасывающего клапана, жестко связанное с хво- стовиком, кроме того поршень-плунжер имеет радиальные отверстия, расположенные выше уплотнительного элемента с возможностью сообщения полости насосно-компрессорных труб с затрубным пространством и их перекрытия подвижным в осевом направлении седлом нагнетательного клапана.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид: на фиг. 2 - схема компоновки устройст- ва в скважине и оборудование устья.

Устройство содержит рабочий цилиндр 1, который через переводник 2 жестко связан с трубами-хвостовиком 3. Переводник 2 одновременно является седлом всасываю- щего клапана с запирающим шаром 4. Пор- шень-плунжер 5 с уплотнительным элементом б крепится к колонне насосно- компрессорных труб 7 и имеет ряд радиальных отверстий 8, расположенных над

уплотнительным элементом 6 и соединяющихся с затрубным пространством. Отверстия 8 перекрываются перемещающейся втулкой 9 с уплотнениями 10, расположенной в осевом канале поршня-плунжера 5 и закрепленной в исходном положении шпильками 11Ч расположенными под уплотнительным элементом 6. Перемещающаяся втулка 9 служит седлом нагнетательного клапана с запирающим шаром 12. Уплотни- тельный элемент 6 поршня-плунжера 5 поджимается гайкой 13. Сверху в рабочий цилиндр 1 вворачивается опорная втулка 14.

Устройство в компоновке насосно-компрессорных труб спускают в скважину 15, вскрывшую продуктивный пласт 16. Для связи труб с затрубным пространством тру- бы-хвостовик 3 оборудуют фильтром 17. На устье насосно-компрессорные трубы 7 соединяют с подвесным фланцем 18, оборудованным задвижкой 19. Колонна насосно-компрессорных труб 7 вместе с устройством и трубами-хвостовиком 3 подвешивается с помощью элеватора 20 на талевой системе подъемной установки. Трубы через гибкий шланг 21 соединены с мерной емкостью 22.

Устройство работает следующим образом. После спуска устройства в компоновке насосно-компрессорных труб, состоящей из труб хвостовика 3 и лифтовых труб 7 в скважину 15 и упора труб-хвостовика 3 в забой подбирают длину колонны лифтовых труб 7 с таким расчетом, чтобы в крайнем нижнем положении поршня-плунжера 5 подвесной фланец 18 садился на крестовину фонтанной арматуры и герметизировал устье скважины 15. Крайнее верхнее положение поршня-плунжера 5 фиксируется опорной втулкой 14.

Производят промывку скважины с заменой глинистого раствора на воду и, если запланировано, на нефть. В трубы 7 бросают шар 4, а затем шар 12. Обвязывают трубы 7 через гибкий шланг 21 с мерной емкостью 22 и начинают откачку жидкости. Для этого поднимают и спускают на длину рабочего хода поршень-плунжер 5, соединенный с трубами 7. При ходе поршня-плунжера 5 в рабочем цилиндре 1 вверх запорный шар 12 нагнетательного клапана под действием избыточного давления плотно садится в седло втулки 9. В то же время, запорный шар 4 всасывающего клапана за счет создающегося повышенного давления в затрубном пространстве относительно внутренней полости рабочего цилиндра 1 под поршнем- плунжером 5 приподнимается, открывая свободный доступ жидкости из затрубного пространства через фильтр 17 во внутреннюю полость рабочего цилиндра 1. При ходе поршня-плунжера 5 в рабочем цилиндре 1 вниз под действием создающегося давления шар 4 прижимается в седло переводника 2 и закрывает всасывающий клапан. Под действием того же давления жидкость, заполняющая внутреннюю полость рабочего цилиндра 1, поступает в насосно-компрес- сорные трубы 7 через нагнетательный клапан при подьеме шара 12 из седла втулки 9. В это же время при ходе поршня-плунжера 5 вниз избыточная жидкость из труб 7 через гибкий шланг 21 сливается в мерную емкость 22.

При каждом цикле подьема и спуска поршня плунжера 5 из скважины удаляется объем жидкости, равный объему внутренней полости рабочего цилиндра 1 в пределах хода поршня-плунжера 5. Пропорционально объему жидкости, уда- ленной из скважины, снижается уровень жидкости в затрубном пространстве. За счет этого на продуктивный пласт 1 б плавно создается депрессия.

При снижении уровня жидкости в за- трубном пространстве до определенной, заранее спланированной величины за счет перепада давления над и под шаром 12 шпильки 11 срезаются, втулка 9 перемещается вниз и открывает отверстия 8. которые соединены с затрубным пространством скважины 15. Уровень жидкости в трубах и затрубном пространстве выравнивается. При этом появляется возможность при слабом притоке проследить за ростом уровня

жидкости в стволе скважины во времени, при фонтанирующем притоке- освободить трубы 7 от запирающих шаров 4 и 12.

Использование предлагаемого устройства для освоения скважин позволит сократить сроки и затраты на освоение скважин, предупредить завоз на удаленные точки многотоннажного, сложного в эксплуатации оборудования.

Формула изобретения

Устройство для освоения скважин, содержащее размещенные в насосно-комп- рессорных трубах рабочий цилиндр, поршень-плунжер с уплотнительным элементом, всасывающий и нагнетательный клапаны и хвостовик, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе устройства, оно снабжено опорной втулкой, концентрично установленной во внутренней полости рабочего цилиндра в его верхней части, диаметр которой больше диаметра насосно-компрессорных труб, в нижней части рабочего цилиндра размещено седло всасывающего клапана, жестко связанного с хвостовиком, а поршень-плунжер имеет радиальные отверстия, расположенные выше уплотнительного элемента с возможностью перекрытия подвижным в осевом направлении седлом нагнетательного клапана в его крайнем верхнем положении и сообщающие полости насосно-компрессорных труб с затрубным пространством.

21

Изобретение поззоляет повысить эффективность освоения скважин за счет того, что рабочий цилиндр 1 через проводник 2 жестко связан с трубами хвостовиком 3. Переводник 2 одновременно является седлом всасывающего клапана с запирающим шаром 4. Поршень-плунжер 5 с уплотнитель- ным элементом 6 крепится к колонне насосно-компрессорных труб 7 и имеет ряд радиальных отверстий 8, расположенных над уплотнительным элементом 6 и соединяющихся с затрубным пространством. Отверстия 8 перекрываются втулкой 9 с уплотнениями 10, расположенной в осевом канале поршня-плунжера 5 и закрепленной в исходном положении шпильками 11, расположенными под уплотнительным элементом 6, Перемещающаяся втулка 9 служит седлом нагнетательного клапана с запирающим шаром 12. Уплотнительный элемент 6 поршня-плунжера 5 прижимается гайкой 13. Сверху в рабочий цилиндр 1 вворачивается опорная втулка 14. 2 фиг. 1 п.ф. 2 ил. - 7 сл С 1 vj о VI VI CJ