Скважинная струйная установка

Скважинная струйная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для испытания нефтегазовых скважин.

Известна скважинная струйная установка, включающая установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйный насос и размещенный ниже струйного насоса в колонне насосно-компрессорных труб геофизический прибор (см. патент RU 2059891, кл. F 04 F 5/02, 10.05.1996).

Данная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой и исследованием добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данной установке предусмотрена подача рабочей среды в сопло струйного аппарата по колонне труб, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая корпус, в котором выполнены перепускные окна, и вкладыш со струйным насосом, при этом во вкладыше выполнены канал подвода активной среды в сопло струйного насоса, канал подвода в струйный насос откачиваемой среды и выходной канал, выходной канал сообщен с внутренней полостью корпуса выше струйного насоса, а на вкладыше установлены уплотнительные элементы (см. патент US, №2004/0071557, кл. F 04 F 5/00, 15.04.2004).

Данная струйная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под струйным насосом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с ограниченными возможностями конструкции скважинной струйной установки при проведении исследований продуктивных пластов в скважине, а также при закачке в пласт кислотных растворов и жидкостей гидроразрыва.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей скважинной струйной установки при проведении различного рода исследований и других работ в скважине с ее использованием.

Как результат, сокращаются сроки проведения исследований, ремонта и освоения скважин, а также повышается достоверность получаемой информации о физических свойствах продуктивного пласта.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка содержит корпус, в котором выполнены перепускные окна, и вкладыш со струйным насосом, при этом во вкладыше выполнены канал подвода активной среды в сопло струйного насоса, канал подвода в струйный насос откачиваемой среды и выходной канал, выходной канал сообщен с внутренней полостью корпуса выше струйного насоса, а на вкладыше установлены уплотнительные элементы, причем в канале подвода откачиваемой среды установлен обратный клапан, на вкладыше ниже струйного насоса установлены автономные приборы для замера физических параметров, например давления, температуры и расхода, поступающей в струйный насос среды, в корпусе установлена подвижная в осевом направлении опорная втулка, подпружиненная относительно корпуса, и на выполненное в опорной втулке посадочное место установлен вкладыш со струйным насосом, причем опорная втулка выполнена с перепускными отверстиями в ее стенке и фланцем в нижней ее части, в корпусе под перепускными окнами выполнена кольцевая расточка, ограничивающая своими торцами перемещение расположенного в ней фланца опорной втулки и сообщенная через зазор между опорной втулкой и корпусом с перепускными окнами корпуса, при этом в нижнем положении опорной втулки канал подвода активной среды сообщен с окружающим корпус пространством через перепускные отверстия и перепускные окна, а в верхнем положении перепускные окна корпуса перекрыты стенкой опорной втулки.

На опорной втулке над перепускными отверстиями и на фланце могут быть установлены дополнительные уплотнительные элементы.

Перепускные окна корпуса могут быть снабжены фильтром в виде обечайки.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что интенсивность работы по исследованию скважины можно повысить путем расширения диапазона работ и исследований, которые могут быть проведены в скважине без подъема скважинной струйной установки на поверхность. Выполнение корпуса скважинной струйной установки с подпружиненной относительно корпуса опорной втулкой позволяет в ходе проведения некоторых технологических операций перекрывать перепускные окна и таким образом разобщать внутреннюю полость корпуса и окружающее корпус пространство. При необходимости вкладыш со струйным насосом может быть извлечен из опорной втулки и в скважину через опорную втулку в корпусе струйной установки без подъема на поверхность колонны труб, на которых, как правило, устанавливают корпус струйной установки, может быть пропущена гибкая труба для промывки забоя скважины или установки цементного моста. Также через колонну труб и опорную втулку можно закачать в пласт кислотный раствор и (или) жидкость гидроразрыва. После чего вкладыш со струйным насосом может быть возвращен на посадочное место в опорной втулке для продолжения работ по исследованию, испытанию и ремонту скважин, а также для удаления продуктов реакции или жидкости гидроразрыва. В результате, в ходе работы скважинной струйной установки представляется возможность проводить исследование скважины при различных режимах ее работы, как до обработки продуктивного пласта, так и после такой обработки.

Выполнение вкладыша с обратным клапаном в канале подвода откачиваемой среды и размещение на вкладыше автономных приборов дают возможность использовать скважинную струйную установку для регистрации кривых восстановления пластового давления, автономные приборы позволяют получать оперативную информацию о параметрах работы скважины.

Таким образом, достигнуто выполнение поставленной в изобретении задачи - расширение технологических возможностей скважинной струйной установки при проведении различного рода исследований пластов и других работ в скважине с ее использованием.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки. На фиг.2 представлен продольный разрез скважинной струйной установки при извлеченном вкладыше и пропущенной через колонну труб и корпус гибкой трубой.

Скважинная струйная установка содержит корпус 1, в котором выполнены перепускные окна 2, и вкладыш 3 со струйным насосом 4. Кроме того, во вкладыше 3 выполнены канал 5 подвода активной среды в сопло 6 струйного насоса 4, канал 7 подвода в струйный насос откачиваемой среды и выходной канал 8. В канале 7 подвода откачиваемой среды установлен обратный клапан 9, а на вкладыше 3 ниже струйного насоса установлены автономные приборы 10 для замера физических параметров, например давления, температуры и расхода, поступающей в струйный насос среды. Выходной канал 8 сообщен с внутренней полостью 11 корпуса 1 выше струйного насоса 4, а на вкладыше 3 установлены уплотнительные элементы 12, например уплотнительные кольца из эластичного упругого материала или фторопластовые уплотнительные манжеты. В корпусе 1 установлена подвижная в осевом направлении опорная втулка 13, подпружиненная относительно корпуса 1 с помощью пружины 14. На выполненное в опорной втулке 13 посадочное место 15 установлен вкладыш 3 со струйным насосом 4, причем все уплотнительные элементы 12 на вкладыше 3 имеют одинаковый диаметр и размещены над и под каналом подвода 5 активной среды на сопло 6 струйного насоса 4, а во втулке 13 выполнены перепускные отверстия 16, через которые и перепускные окна 2 корпуса 1 в крайнем нижнем положении опорной втулки 13 канал 5 подвода активной среды сообщен с окружающим корпус 1 пространством. При этом нижняя часть 17 опорной втулки 13 под перепускными отверстиями 16 имеет больший диаметр, чем ее верхняя часть 18, и выполнена в виде фланца. На верхней части 18 опорной втулки 13 над перепускными отверстиями 16 и на ее нижней части 17 (на фланце) под перепускными отверстиями 16 установлены дополнительные уплотнительные элементы 19 и 20, соответственно, меньшего и большего диаметра, которые перекрывают зазор 21 между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью опорной втулки 13. В корпусе 1 под перепускными окнами 2 выполнена кольцевая расточка 22, в которой расположена выполненная в виде фланца нижняя часть 17 опорной втулки 13. Кольцевая расточка выполнена с образованием в корпусе 1 верхнего и нижнего торцов 23. Передвижение опорной втулки 13 вниз ограничено нижним торцом 23, а ее передвижение вверх ограничено верхним торцом 23. Перепускные окна 2 корпуса 1 перекрыты фильтром 24 в виде обечайки.

Корпус 1 на колонне труб 25 опускают в скважину. При этом перепускные окна 2 корпуса 1 перекрыты опорной втулкой 13, которая под действием пружины 14 находится в своем верхнем положении. На кабеле или проволоке спускают в скважину вкладыш 3 со струйным насосом 4. Устанавливают вкладыш 3 со струйным насосом 4 и автономными приборами 10 на посадочное место 15 опорной втулки 13. В окружающее колонну труб 25 и корпус 1 затрубное пространство закачивают активную среду, например воду, солевой раствор, нефть и др. Через фильтр 24 активная среда попадает в перепускные окна 2, а далее через зазор 21 между корпусом 1 и опорной втулкой 13 - в кольцевую расточку 22, и находится между уплотнительными кольцами 19 и 20. Под давлением активной среды на нижнюю часть 17 опорной втулки 13 последняя перемещается вниз до нижнего торца 23 внутри корпуса 1. При этом перепускные отверстия 16 втулки 13 совмещаются с перепускными окнами 2 корпуса 1 и активная среда поступает через перепускные окна 2, перепускные отверстия 16 и канал 5 подвода активной среды в сопло 6 струйного насоса 4. В результате прокачки активной среды через сопло 6 на выходе из него формируется устойчивая струя, которая, истекая из сопла 6, увлекает в струйный насос 4 откачиваемую из скважины среду, что вызывает снижение давления сначала в канале 7 подвода откачиваемой среды, а затем и во внутренней полости 26 колонны труб 25 ниже корпуса 1 струйного насоса 4, создавая в скважине депрессию на продуктивный пласт. Величина снижения забойного давления зависит от скорости прохождения активной среды через сопло 6, которая зависит в свою очередь от величины давления нагнетания активной среды в затрубное пространство скважины. В результате пластовая среда через канал 7 подвода откачиваемой среды поступает в струйный насос 4, где смешивается с активной средой, и смесь сред за счет энергии активной среды по колонне труб поступает из скважины на поверхность. Во время откачки пластовой среды в режиме депрессии на продуктивный пласт с помощью установленных ниже вкладыша 3 автономных приборов 10 проводят контроль параметров откачиваемой пластовой среды.

Затем прекращают подачу активной среды в сопло 6 струйного насоса 4. Под действием пружины 14 втулка 13 поднимается в свое верхнее положение и перепускные окна 2 перекрываются опорной втулкой 13, изолируя таким образом внутреннюю полость 26 колонны труб 25. Одновременно обратный клапан 9 под действием гидростатического давления столба жидкости в колонне труб 25 выше струйного насоса 4 перекрывает канал 7 подачи откачиваемой среды, при этом с помощью приборов 10 производят регистрацию кривой восстановления пластового давления в зоне скважины ниже струйного насоса 4. После этого извлекают на поверхность из корпуса 1 вкладыш 3 со струйным насосом 4 и автономными приборами 10. При этом через колонну труб 25 можно закачивать в подпакерное пространство кислотный раствор, жидкость гидроразрыва или пропустить гибкие трубы для очистки забоя скважины от пропанта, песка, шлама и других загрязнителей, а также для закачки тампонажных материалов с целью водоизоляционных работ или установки цементных мостов.

Изобретение может найти применение в нефтегазовой промышленности при испытании, освоении и эксплуатации нефтяных и газоконденсатных скважин, а также при их капитальном ремонте.

1. Скважинная струйная установка, содержащая корпус, в котором выполнены перепускные окна, и вкладыш со струйным насосом, при этом во вкладыше выполнены канал подвода активной среды в сопло струйного насоса, канал подвода в струйный насос откачиваемой среды и выходной канал, выходной канал сообщен с внутренней полостью корпуса выше струйного насоса, а на вкладыше установлены уплотнительные элементы, отличающаяся тем, что в канале подвода откачиваемой среды установлен обратный клапан, на вкладыше ниже струйного насоса установлены автономные приборы для замера физических параметров, например давления, температуры и расхода, поступающей в струйный насос среды, в корпусе установлена подвижная в осевом направлении опорная втулка, подпружиненная относительно корпуса, и на выполненное в опорной втулке посадочное место установлен вкладыш со струйным насосом, причем опорная втулка выполнена с перепускными отверстиями в ее стенке и фланцем в нижней ее части, в корпусе под перепускными окнами выполнена кольцевая расточка, ограничивающая своими торцами перемещение расположенного в ней фланца опорной втулки и сообщенная через зазор между опорной втулкой и корпусом с перепускными окнами корпуса, при этом в нижнем положении опорной втулки канал подвода активной среды сообщен с окружающим корпус пространством через перепускные отверстия и перепускные окна, а в верхнем положении перепускные окна корпуса перекрыты стенкой опорной втулки.

2. Скважинная струйная установка по п.1, отличающаяся тем, что на опорной втулке над перепускными отверстиями и на фланце установлены дополнительные уплотнительные элементы.

3. Скважинная струйная установка по п.1, отличающаяся тем, что перепускные окна корпуса снабжены фильтром в виде обечайки.