Устройство для испытания моделей пескующих фильтров и бесфильтровых скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B43/08 

:,:; ; - ,. ;; Г . Изобретение относится к технике и влечения из недр жидкости (газа) с. помощью скважин и Предназначается для использования в лабораторнь1Х Н производственных условиях при раз работках и проверке работоспосЬбйости новых конструкций скважин ни. вёДу (.нефть, газ), кроме того, оно может быть использовано при разработке конструкций геологотехнологических скважин и в научных целях для исследования процессов, связанных с развитием .систем, типа; струя, полость, вторич- ная трещиноватость. : Известно устройство дЛя испытания фильтЬов скважин, состоящее из перфорированного .каркаса цилиндрической формы, в который засыпается песок и устанавливается испытываемый цескую щий сетчатый (проволочный) фильтр или его модель. Каркас помещен в металлический бак, заполненный жидко-V стью. Прибор предназначен, в основно для подбора размеров в свету ячеек сетки фильтра С1 Недостатком Прибора является невозможность визуально наблюдать за процессом разрушения песчанного монолита и образования приемной полости при испытании на нем фильтров, а бесфильтровые скважины на нем не подлежат опробованию. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дпя испытания моделей пескующих Фильтров и бесфильтровых скважин, состоящее из металлического бака с застекленным смотровым окном, в котором установлен перфорированный каркас для загрузки песком и установки приемников жидкости Гз Недостатком устройства является то, что на нем моделируются условия только нижней части опробуемого горизонта - в непосредственной близости от подошвенного водоупора. Кроме того, известное устройство отличается сравнительной громоздкостью из-эа нео0зсодимости большого объема песка для его разовой загрузки. На приборе нельзя исследовать процессы взаимодействия нескольких моделей приемников. Прибор не обладает достаточной жесткостью для испытания моделей под давлением жидкости С газа). Цель изобретения - обеспечение работы устройства на различных режимах испытания. Поставленная цель достигается тем что перфорированный каркас выполнен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и изменения угла наклона. Перфорированный каркас может быть выполнен в виде прямоугольной пласти ны, которую можно размещать в корпусе с помощью крепежа на различном расстоянии от испытываемых моделей и под различным углом наклона к горизонту. При необходимости можно менять и форму самого каркаса делая его, например, изогнутым. Размещение приемников в непосредственной близос ти у одной из боковых стенок прибора позволяет повысить жесткость прибора за счет уменьшения при этом его попе речных размеров в два раза. Уменьшение поперечных размеров снижает объе загрузочного пространства. Этому же способствует переход на плоскую модель прибора. На фиг. 1 изображен обтдий вид уст ройства в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Устройство для испытания пескующих фильтров и бесфильтровых скважин состоит из прямоугольного бака 1 со стенками из органического стекла, служащего смотровым окном 2. Бак зак рыт сверху крьшкой 3. Внутри бака у одной из боковых стенок его размещается выполненный в виде пластины шириной, равной зазору между стенкамистеклами, перфорированный каркас 4. Каркас может устанавливаться на любом расстоянии от боковой стенки при бора, под любым углом наклона к горизонту с помощью специальных крепеж нь1Х средств, расположенных в нижней 5 и верхней 6 частях устройства. У противоположной каркасу боковой стен ки в дне бака имеется несколько сквп ных отверстий с приваренными к дну напротив них снизу патрубками с саль никовыми устройствами 7, В отверстие ломещается испытываемый приемник (фильтр или бесфильтровая скважина) или его модель 8, снабженная снизу запорной пробкой 9. Любое из отверстий может быть перекрыто заглушкой 10.. Бак имеет в верхней части патрубок для подвода жидкости или газа 11. снабженный манометром 12. В нижней части бака имеется сливное отверстие 13, снабженное пробкой 14. Устройство .работает следующим образом. Закрепляют модель скважины 8 в сальнике 7 и закрывают ее пробкой 9. Устанавливают перфорированный каркас 4 с помощью крепежных средств 5 и 6 под нужным углом и на необходимом расстоянии от модели скважины 8. Расстояние перфорированного каркаса 4 от модели скважины 8 выбирают с учетом предполагаемых размеров полости в заВисимости от гранулометрического состава подготовленного к засыпке песка из расчета: чем больше предпола- гаемь1е размеры полости, тем дальше от модели должен быть удален перфорированный каркас. Наклон перфорированного пекаркаса 4 к горизонту определяется заданными условиями моделирования. При моде-пировании условий притока жидкости или газа, существующих в нижней части продуктивного горизонта, верхнюю часть перфорированного каркаса 4 наклоняют в сторону модели скважины, в верхней - верх каркаса наклоняют в противоположную от модели 8 сторону, в средней части перфорированный каркас 4 устанавливают вертикально. Для выяснения характера взаимодействия отдельных струй жидкости (газа) и их влияния на форму и устойчивость приемной полости могут одновременно размещаться несколько моделей скважин 8. После установки модели 8 и перфорированного каркаса 4 8 бак засыпают песок 15 между перфорированньм каркасом 4 и боковой стенкой корпуса, у которой размещен приемник 8. Песок постоянно, уплотняют и одновременно заливают в пространство между перфорированным каркасом 4 и ближайшей боковой стенкой бака 1 жидкость 16 для вытеснения из песка пузырьков воздуха. После засыпки и полной утрамбовки песка до требуемой отметки устанавливают необходимый напор жидкости (в безнапорных условиях на уровне верхнего патрубка 11, в этом случае крьшка 3 не ставится). В напорных условиях ставят крышку 3 с резиновой прокладкой и стяжными болтами, устанавливают по манометру 12 требуемое давление жидкости ( газа. Затем открывают пробку 9 модели 8 и приступают к опыту, добиваясь свободного вытекания смеси жидкости и песка. После образования в песке водо ( нефте-, газо-) приемной полости 17 переходят к переменному режиму эксплуатации путем неоднократного закрытия и открытия отверстия модели 8. Добиваются конечного результата: полного прекращения пескования или же обрушения полости. Во время опыта делаюФ зарисовки, фотографии, записи, наблюдают за развитием струй,.полостей, вторичной трещиноватости, при необходимости проводят киносъемку процессов, а также делают слепки полостей. После завершения опыта доступ воды нефти , таза) прекращают. Сливают из устройства жидкость чер.ез патрубок 13, открывая пробку 14. После этого освобождают устройство от песка, а при необходимости и от модели скважины, и приступают к следующему опыту,

В связи с наличием в устройстве одностороннего передвижного по расстоянию и углунаклона каркаса, выполненного в виде прямоугольной пластинь1, в засыпаемом в устройство песке формируется приток жидкости определенного направления, моделирующий результатирующее направление притока жидкости в натурных условиях, при размещении водо- нефте-, газо-) приемника В той или иной по высоте части продуктивного горизонта. Это расЩиряет границы применения устрой-

ства не только без увеличения его габаритов, но и позволяет сократить последние без -ухудшения качества исследования, В результате уменьшается требуемый для засыпки объем песка, снижаются время и затраты на изготовление и эксплуатацию устройства. Имег ющаяся возможность разместить одно- временно и испытать несколько рядом расположенных приемников жидкости(га0за на данном устройстве позволяет вести наблюдения по выявлению характера взаимодействия нескольких струй; развитию объединенной полости и вторичной трещиноватости в научных и

5 прикладных.целях,

у,

Формула изобретения

Устройство дпя испытания моделей

0 пескую1щх фильтров и бесфильтровых скважин, состоящее Ii3 металлического бака с застеклянным смотровым окном; в котором установлен перфорированный каркас для засыпки в него песка

5 и установки приемников жидкости, о тличающееся тем, что, с целью oбecrteчeния работы устройства на различных режимах испытания, перфорированный каркас выполнен с воз0можностью перемещения в горизонтальной плоскости и изменения угла наклона,.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник гидрогеолога. Под редакцией М, Е, Альтовского М., Гостоптехиздат, 1962, с. 360.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 356345, кл, Е 21 В 43/08, 1969 (про0тотип). .

1Z

фу. f

A-K

-2 Фуе.