Скважинный дозатор твердого реагента Советский патент 1980 года по МПК E21B43/00 G01F11/00 

(54) СКВАЖИННЫЙ ДОЗАТОР ТВЕРДОГО РЕАГЕНТА Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а также к устройству для дозированной подачи твердого реагента в рабочую среду, например, в эмульсию эксплуатационной скважины, и может быть использовано везде, где требуется растворить тверд.ый реагент в рабочей среде с заданной интенсивностью. Известно специальное забойное устройство, имеющее центральный стержень с патрубками для размещения гранулированного . ингибитора 1|. Однако для дозаправки этих устройств необходимыспециальные устройства и остановка скважины. Не обеспечивается постоян ,сгво концентрации растворенного реагента в ингибируемой среде. Величина дозировки изменяется от максимальной (сразу после засыпки) до минимальной (перед следующей засыпкой). Это приводит к непроизводительным потерям реагента. Ухудшается работа в наклонных скважинах; усложнена эксплуатация в целом. Известен металлический контейнер для размещения твердого реагента {2. Он имеет присоединительный элемент и изготовлен из 11/2 трубы, длиной 10м с 12 равнорас,положенными отверстиями внизу на расстоя НИИ 0,3м. Заполненный твердым реагентом, конвейер помещается в скважину. Реагент вымывается из контейнера через отверстия внизу. По мере вымывания реагент движется вдоль контейнера вниз. Такая система также не может обеспечить стабильность дозирования, хотя и обеспечивает более экономичный расход реагента. Но главным недостатком такого конвейера является свободный доступ жидкости к реагенту по всему объему. Поэтому объем заправки конвейера реагентом ограничен стойкостью физико-химических свойств в усливинх постоянного контакта с, жидкостью, а это обстоятельство требует дополнительных затрат по замене контейнера (спуско-подъемные работы). Цель изобретения - повышение точности дозирования, экономии расхода реагента, а также повышение проходимости в криволинейной скважине. Поставленная цель достигается тем, что дозатор снабжен концентрично установленными в корпусе стержнем с тарельчатым клапаном и набором втулок с выступами причем втулки имеют возможность перемещения вдоль стержня и образуют с корпусом камеру для {)еагента, а присоединительный элемент выполнен в виде шарнира Гука. На фиг. I изображена верхняя секция, заполненная реагентом; на фиг. 2- нижняя секция с реагентом в исходном положении; на фиг. 3 - нижняя секция дозатора с частично вымытым реагентом; на фиг. 4 - нижняя секция дозатора в момент срабатывания клапана после полного {)астворения в ней реагента; на фиг. 5 - конструкция втулки; на фиг. 6 - конструкция подвижной втулки; на фиг. 7 -разрез А-А фиг. 1. Дозатор состоит из отдельных, равных между собой по конструкции секций, выполненных в виде цилиндров, каждый из которых имеет с одного конца наружную, а с друтого - внутреннюю резьбу. При помощи этих резьбовых концов секции присоединяются последовательно одна к другой, создавая дозатор требуемого объема. Число секций может меняться от двух и более, в зависимости от числа промежуточных секций при обязательном наличии нижней и верх.ней. Корпус каждой секции состоит из цилиндра . I с наружной резьбой2 с одного конца и внутренней рез;ьбой 3 - с другого (высаженного конца), имеющего окно 4 для движения жидкости. Нижняя секция дозатора оснащена горловиной 5, имеющей отверстие б и окна 4 для входа жидкости. Верхняя секция оснащена шарнирным хвостовиком 7 для присоединения дозатора к колонне насосно-компрессорных труб или к погружной насосной установке 8. Для улучшения проходимости дозатора в криволи нейнрм стволе скважины хвостовик выполнен в виде шарнира Гука и состоит из вставки 9, вворачиваемой в верхнюю секцию, крестовиНы 10, пальцев 11 и резьбового наконечника 12. Концентрично вдоль продольной оси каждой секции установлен профилированный Стержень 13, например, крестообразной формы сечения (см. фиг. 7). В нижней секции один конец профилированного стержня 13 выполнен в виде цилиндра 14 и вставлен в отверстие 6 горловины 5, другой конец (верхний), также как и в промежуточных секциях, оснащен тарельчатым клапаном 15 и направляюйлей втулкой 16. Профилированный стержень верхней секции не имеет клапана 15 и направляющей втулки 16, а нижний его конец, так же как и в промежуточных секциях, выполнен не в виде цилиндра 14, а имеет геометрическую форму сечения, равную форме сечения профилированного стержня 13 (в данном iffpHMeре крестообразную форму). Профилированные стержни 13 всех секций вставлены в отверстие, образованное внутренней полостью подвижных втулок 17, до упора их крестообразного выступа 18 в концевую втулку 19. Каждая подвижная втулка 17 имеет по три равномерно расположенных стержня 20 (ем. фиг. 6), а концевая втулка 19 снабжена кольцевой пластиной 21 (см. фиг. 5), которая плотно прилегает к кольцу 22 корпуса секций, исключая в этом месте контакт реагента с жидкостью. Между кольцом 23 и тарельчатым клапаном 15 помешено резиновое уплотнительное кольцо 24, которое препятствует доступу жидкости в полость следующей секции. Образованная между корпусом I и, подвижными втулками 17 кольцевая полость заполняется твердым реагентом, например твердым предварительно плавленным полифосфатом натрия 25. В собранном дозаторе доступ к реагенту движущейся скважинной жидкости открыт лищь с торца нижней секции и полностью закрыт во всех последующих секциях. Дозатор работает следующим образом. Собранный из необходимого количества секций дозатор крепится, например, к погруж ной насосной установке 8 и вместе с установкой погружается в скважину 26 на необходимую глубину. CквaжиFIнaя жидкость, поднимаясь вверх по стволу скважины, встречает на своем пути дозатор и делится на два потока, один из которых омывает дозатор с наружной стороны, другой направляется в горловину 5 через окна 4. Здесь поток, соприкасаясь с реагентом, растворяет определенную его часть, затем нацравляется во внутреннюю полость подвижных втулок 17 и, двигаясь вдоль профилированного стержня 13, выходит из дозатора наружу через верхние окна 4, смешиваясь с внешним потоком и унося с собой растворенную часть реагента. По мере растворения реагента подвижная втулка 17 постепенно обнажается и между цилиндром 1 и втулкой 17 образуется кольцевая полость, движение жидкости в которой уменьшается, снижая несколько интенсивность растворения реагента. Однако, после полного освобождения подвижной втулки 17 с радиальными стержнями 20 от реагента она соскальзывает по профилированному стержню 13 вниз до упора в дно горловины 5 и гидродинамические условия растворения реагента в зоне последующей подвижной втулки 17 становится равными предыдущим. Равенство гидродинамических условий растворения реагента в зоне всех подвижных втулок 17 по всему объему дозатора и обеспечивает постоянный характер интенсивности его вымывания из секции, независимо от начального и конечного объема реагента. После освобождения и соскальзывания вниз всех подвижных втулок 17 освобождается (по мере растворения реагента) концевая втулка и вместе с профилированным стержнем 13, клапаном 15 и направляющей втулкой 16 перемещаются под собственным весом вниз до упора клапана 15 в кольцо 2, при этом клапан 15 закрывает доступ идкости в нижнюю (отработанную) секию и открывает в следующую. Порядок выработки последующей секии аналогичен описанному.

Постоянный характер растворения реагента в дозаторах данной конструкции, при прочих равных условиях, обеспечивает экономичность расхода реагента, а изоляция от контакта со скважиниой жидкостью, не вступившего в работу реагента, обеспечивает сохранность его свойств на длительное время.

Все это, в конечном счете, обеспечивает постоянную обработку скважинной жидкости реагентом с необходимой интенсивностью на протяжении всего цикла отработки подъемного нефтепромыслового оборудования. Кроме того, дозаторы не требуют контроля за работой, они универсальны, как с точки зрения способа эксплуатации, так и с точки зрения конструкции скважины, пригодны для любого времени года. Формула изобретения

1. Скважинный дозатор твердого реагента, содержащий цилиндрический корпус

-4

Фиг. 1

с окнами и присоединительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования и экономии расхода реагента, он снабжен концентрично установленными в корпусе стержнем с тарельчатым клапаном и набором втулок с выступами, причем втулки имеют возможность перемещения вдоль стержня к образуют с корпусом камеру для реагента.

2. Дозатор, по п. I, отличающийся тем, что, с целью повышения проходимости его в криволинейной скважине, присоединительный элемент выполнен в виде шарнира Гука.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 170442.

2.Журнал «Petroi interampr, 1969, № 4, с. 36, 4 (прототип).

(риг. 2