Патент на изобретение №2334131

(54) СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ЭМПИ-УГИС-(31-40)Ш

(57) Реферат:

Изобретение относится к насосным установкам для добычи нефти из скважин. Установка содержит колонну труб, на которой снизу вверх установлены пакер с осевым проходным отверстием и опора, в которой выполнен осевой канал с посадочным местом для струйного насоса (СН). В стенке опоры выполнен перепускной канал с обратным клапаном. СН включает цилиндрический корпус с кольцевым уступом на наружной поверхности для установки СН на посадочное место в опоре. В корпусе выполнены каналы (К) подвода активной среды в сопло СН и откачиваемой из скважины среды, К отвода смеси сред из СН и проходной К с установленным в его верхней части герметизирующим узлом (ГУ). Проходной К подключен ниже ГУ к К подвода откачиваемой среды. В ГУ выполнен осевой К для пропуска каротажного кабеля с каротажным прибором и перемещения его вдоль ствола скважины. К подвода активной среды сообщен с перепускным К опоры и через последний с окружающим колонну труб пространством. Соосно соплу установлена камера смешения с диффузором. Диффузор со стороны выхода через К отвода смеси сред сообщен с внутренней полостью колонны труб выше СН. Диаметр осевого канала опоры ниже посадочного места не меньше диаметра осевого проходного отверстия пакера. В результате достигается расширение функциональных возможностей установки за счет возможности разобщения внутритрубного и затрубного пространств при неработающем СН. 2 ил.

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из 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 С1, кл. F04F 5/02, 10.05.1996).

Данная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой 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 пакер, колонну труб с опорой, в которой выполнены перепускные окна и на которой установлен струйный насос, в корпусе которого выполнены канал подвода активной среды в сопло струйного насоса, канал подвода в струйный насос откачиваемой из скважины среды и канал отвода смеси сред из струйного насоса, а в корпусе над каналом подвода откачиваемой среды выполнен сообщенный с последним проходной канал с посадочным местом для установки герметизирующего узла, в котором выполнен осевой канал с возможностью пропуска через него и канал подвода откачиваемой среды каротажного кабеля для установки на нем в скважине ниже струйного насоса глубинных приборов с возможностью перемещения их вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе, при этом канал подвода активной среды в сопло струйного насоса сообщен с перепускными окнами и через последние с окружающим колонну труб пространством, а канал отвода смеси сред из струйного насоса сообщен с внутренней полостью труб выше струйного насоса (см. патент RU № 2188970, кл. F04F 5/54, 10.09.2002).

Данная струйная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе при наличии перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с невозможностью закачки в продуктивный пласт через струйный насос химических реагентов без предварительной установки в его проходном канале специальной вставки, разобщающей внутритрубное и затрубное пространство и, как следствие, имеет место сужение функциональных возможностей скважинной струйной установки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание скважинной струйной установки с возможностью разобщения внутритрубного и затрубного пространств при неработающем струйном насосе.

Техническим результатом от использования скважинной струйной установки является расширение функциональных возможностей скважинной струйной установки.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка содержит колонну труб, на которой установлены последовательно снизу вверх пакер, выполненный с осевым проходным отверстием, и опора, в которой выполнен осевой канал с посадочным местом для установки на него струйного насоса, причем в стенке опоры выполнен перепускной канал с установленным в нем обратным клапаном, а струйный насос включает цилиндрический корпус, на наружной поверхности которого выполнен кольцевой уступ для установки струйного насоса на посадочное место в опоре, а в корпусе выполнены канал подвода активной среды в сопло струйного насоса, канал подвода в струйный насос откачиваемой из скважины среды, канал отвода смеси сред из струйного насоса, а также проходной канал с установленным в его верхней части герметизирующим узлом, при этом проходной канал подключен ниже герметизирующего узла к каналу подвода откачиваемой из скважины среды, в герметизирующем узле выполнен осевой канал с возможностью пропуска через него каротажного кабеля для установки на нем в скважине ниже струйного насоса каротажного прибора для измерения физических параметров скважины, например давления и температуры, и обработки продуктивных пластов, например ультразвуком, с возможностью перемещения его вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе, канал подвода активной среды в сопло струйного насоса сообщен с перепускным каналом опоры и через последний с окружающим колонну труб пространством, соосно соплу установлена камера смешения с диффузором, последний со стороны выхода из него через канал отвода смеси сред из струйного насоса сообщен с внутренней полостью колонны труб выше струйного насоса, а диаметр осевого канала опоры ниже посадочного места не меньше диаметра осевого проходного отверстия пакера.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что представляется возможность расширить функциональные возможности скважинной струйной установки путем расширения диапазона работ, которые можно проводить в скважине без подъема струйного насоса на поверхность и установки на струйном насосе дополнительного оборудования.

Скважинная установка дает возможность создавать ряд различных депрессий с помощью струйного насоса в подпакерной зоне скважины с заданной величиной перепада давления, а с помощью каротажного прибора проводить регистрацию давления, температуры и других физических параметров скважины и откачиваемой из скважины среды, проводить исследование и испытание скважины, а также регистрацию кривой восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины без использования специально для этого предназначенной функциональной вставки. Однако в ряде случаев проведения только исследований или обработки продуктивного пласта с помощью каротажного прибора, например путем обработки продуктивного пласта физическими полями, в частности ультразвуком, недостаточно для интенсификации притока из продуктивного пласта. Выполнение в стенке опоры перепускного канала с обратным клапаном в сочетании с выполнением диаметра осевого канала опоры ниже посадочного места не меньше диаметра осевого проходного отверстия пакера позволяет организовать подачу по колонне труб в продуктивный пласт химических реактивов или жидкости гидроразрыва без использования каких-либо дополнительных приспособлений или функциональных вставок, повысить производительность работ, а обратный клапан при этом предотвращает поступление закачиваемых в продуктивный пласт сред в заколонное надпакерное пространство скважины в период их закачки. При этом важно указанное выше соотношение между диаметрами осевого канала опоры и осевого проходного отверстия пакера. Выполнение диаметра осевого канала опоры ниже посадочного месте не меньше диаметра осевого проходного отверстия пакера необходимо для организации возможности спуска в подпакерное пространство скважины каротажного прибора для обработки пласта физическими полями (указанная выше обработка ультразвуком или, например, создание теплового поля) и снижения гидравлического сопротивления как при закачке сред в продуктивный пласт, так и для откачки из продуктивного пласта продуктов его обработки и добываемой из продуктивного пласта среды при создании депрессии на продуктивный пласт. Одновременно представляется возможность контролировать величину депрессии путем управления скоростью прокачки активной рабочей среды. При проведении испытания пластов можно регулировать режим откачки посредством изменения давления активной рабочей среды, подаваемой в активное сопло струйного насоса. В то же время исключена возможность самопроизвольного перетока рабочей среды в подпакерную зону как при работающем, так и при неработающем струйном насосе.

Путем создания импульсной депрессии на продуктивные пласты в сочетании с воздействием на продуктивные пласты, например ультразвуковыми полями, создаваемыми глубинным прибором, можно проводить работы по интенсификации притока из продуктивных пластов.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки при закачке в продуктивный пласт химических реактивов или жидкости гидроразрыва. На фиг.2 представлен продольный разрез скважинной струйной установки при работающем струйном насосе.

Скважинная струйная установка содержит колонну труб 1, на которой установлены последовательно снизу вверх пакер 2, выполненный с осевым проходным отверстием 3, и опора 4, в которой выполнен осевой канал 5 с посадочным местом 6 для установки на него струйного насоса 7. В стенке опоры 4 выполнен перепускной канал 8 с установленным в нем обратным клапаном 9, а струйный насос 7 включает цилиндрический корпус 10, на наружной поверхности которого выполнен кольцевой уступ 11 для установки струйного насоса 7 на посадочное место 6 в опоре 4, при этом в корпусе 10 выполнены канал 12 подвода активной среды в сопло 13 струйного насоса 7, канал 14 подвода в струйный насос 7 откачиваемой из скважины среды, канал 15 отвода смеси сред из струйного насоса 7, а также проходной канал 16 с установленным в его верхней части герметизирующим узлом 17. Проходной канал 16 подключен ниже герметизирующего узла 17 к каналу 14 подвода откачиваемой из скважины среды. В герметизирующем узле 17 выполнен осевой канал 18 с возможностью пропуска через него каротажного кабеля 19 для установки на нем в скважине ниже струйного насоса 7 каротажного прибора 20 для измерения физических параметров скважины, например давления и температуры, и обработки продуктивных пластов, например ультразвуком, с возможностью перемещения его вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе 7. Канал 12 подвода активной среды в сопло 13 струйного насоса 7 сообщен с перепускным каналом 8 опоры 4 и через последний с окружающим колонну труб 1 пространством. Соосно соплу 13 установлена камера смешения 21 с диффузором 22. Последний со стороны выхода из него через канал 15 отвода смеси сред из струйного насоса 7 сообщен с внутренней полостью колонны труб 1 выше струйного насоса 7, а диаметр D₁ осевого канала 5 опоры ниже посадочного места 6 не меньше диаметра D₂ осевого проходного отверстия 3 пакера 2.

Колонну труб 1 с пакером 2 и опорой 4 опускают в скважину и располагают пакер 2 над продуктивным пластом (не показан на чертеже). Приводят пакер 2 в рабочее положение, разобщая окружающее колонну труб 1 пространство скважины. Подают под напором по колонне труб 1 в продуктивный пласт жидкость гидроразрыва пласта или кислотный раствор, после чего спускают в колонну труб 1 на каротажном кабеле 19 струйный насос 7 с установленным в проходном канале 16 герметизирующим узлом 17 и размещенным ниже корпуса 10 струйного насоса 7 на каротажном кабеле 19 каротажным прибором 20. Корпус 10 струйного насоса 7 устанавливают на посадочное место 6. В окружающее колонну труб 1 затрубное пространство закачивают рабочую (активную) среду, например воду, солевой раствор, нефть и др. Из затрубного пространства рабочая среда поступает через перепускной канал 8 и обратный клапан 9 в канал 12 подвода активной среды в сопло 13 струйного насоса 7. В течение нескольких секунд после прокачки рабочей среды через сопло 13 на выходе из него формируется устойчивая струя, которая, истекая из сопла 13, увлекает в камеру смешения 21 окружающую ее среду, что вызывает снижение давления сначала в канале 14 подвода откачиваемой среды, а затем и в подпакерном пространстве скважины. Величина снижения давления зависит от скорости прохождения рабочей (активной) среды через сопло 13, которая зависит, в свою очередь, от величины давления нагнетания рабочей (активной) среды через затрубное пространство скважины выше пакера 2. В результате откачивают из продуктивного пласта жидкость гидроразрыва или продукты химической обработки продуктивного пласта, а затем проводят откачку из продуктивного пласта пластовой среды, которая по колонне труб 1 через проходной канал 16 и канал 14 подвода откачиваемой среды поступает в камеру смешения 21, где смешивается с рабочей (активной) средой, и далее в диффузор 22. Из последнего смесь сред за счет энергии рабочей (активной) среды по колонне труб 1 поступает из скважины на поверхность. Во время откачки пластовой среды с помощью установленного на кабеле 19 каротажного прибора 20 проводят контроль параметров откачиваемой пластовой среды, а также воздействие на продуктивный пласт физическими полями, например ультразвуковыми полями, для интенсификации притока из продуктивного пласта. В зависимости от решаемой задачи возможно перемещение каротажного прибора 20 вдоль ствола скважины. Одновременно путем изменения давления рабочей (активной) среды для интенсификации притока из продуктивного пласта создают ряд депрессий на продуктивный пласт и посредством каротажного прибора 20 регистрируют параметры притока откачиваемой среды из продуктивного пласта. После прекращения исследования скважины и обработки продуктивного пласта каротажным кабелем 19 поднимают каротажный прибор 15, последним воздействуют на корпус 10 струйного насоса 7, с помощью каротажного кабеля 19 извлекают струйный насос 7 из скважины и проводят работы по переводу скважины в эксплуатационный режим.

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

Формула изобретения

Скважинная струйная установка, содержащая колонну труб, на которой установлены последовательно снизу вверх пакер, выполненный с осевым проходным отверстием, и опора, в которой выполнен осевой канал с посадочным местом для установки на него струйного насоса, причем в стенке опоры выполнен перепускной канал с установленным в нем обратным клапаном, а струйный насос включает цилиндрический корпус, на наружной поверхности которого выполнен кольцевой уступ для установки струйного насоса на посадочное место в опоре, при этом в корпусе выполнены канал подвода активной среды в сопло струйного насоса, канал подвода в струйный насос откачиваемой из скважины среды, канал отвода смеси сред из струйного насоса, а также проходной канал с установленным в его верхней части герметизирующим узлом, при этом проходной канал подключен ниже герметизирующего узла к каналу подвода откачиваемой из скважины среды, в герметизирующем узле выполнен осевой канал с возможностью пропуска через него каротажного кабеля для установки на нем в скважине ниже струйного насоса каротажного прибора с возможностью перемещения его вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе, канал подвода активной среды в сопло струйного насоса сообщен с перепускным каналом опоры и через последний с окружающим колонну труб пространством, соосно соплу установлена камера смешения с диффузором, последний со стороны выхода из него через канал отвода смеси сред из струйного насоса сообщен с внутренней полостью колонны труб выше струйного насоса, а диаметр осевого канала опоры ниже посадочного места не меньше диаметра осевого проходного отверстия пакера.

РИСУНКИ