Устройство для обработки и освоения скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности-сти. Цель - повышение эффективности работы устр-ва за счет возможности увеличения величины депрессии на призабойную зону. Устройство включает связанный с колонной труб 1 корпус (К) 2, установленный на К 2 струйный насос 3 с соплом 4, диффузором 5 и камерой смешения (КС) 6 гидродинамический излучатель 7, трубопроводы (ТП) 8 и 9 для сообщения колонны труб 1 с излучателем 7 и КС 6 с пространством под пакером. Сопло 4 и диффузор 5 сообщены соответственно с колонной труб 1 и затрубным пространством, а ТП 9 выполнен в К 2. Излучатель 7 установлен в нижней части К 2. Длина ТП 8 и 9 выполнена такой, чтобы выполнялось условие: 2πC:ω(1/6+2n)</L<SUB>21/<2πC:ω(5/6+2n) , где C - скорость звука в жидкости, м/с, ω - круговая частота излучателя 7, c^-1, n = 0, 1, 2.. . - натуральный ряд чисел, L₁ - длина ТП 8, м, L₂ - длина ТП 9, м. При обработке призабойной зоны пласта межтрубное пространство на устье перекрывают. Реагент через колонну труб 1, ТП 8 и излучатель 7 задавливается в пласт. В этом случае насос 3 не работает и в КС 6 реагент не попадает. При прохождении через излучатель 7 реагент испытывает пульсации скорости, которые передаются на призабойную зону и очищают ее. Возможна многократная обработка скважины без подъема устр-ва. 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обработки и освоения скважин. Цель изобретения повышение эффективности работы устройства за счет возможности увеличения величины депрессии на призабойную зону скважины. На чертеже устройство показано в разрезе. Устройство для обработки и освоения скважины включает связанный с колонной труб 1 корпус 2, струйный насос 3 с соплом 4, диффузором 5 и камерой 6 смешения, гидродинамический излучатель 7, трубопроводы 8 и 9 для сообщения колонны труб 1 с гидродинамическим излучателем 7 и камеры 6 смешения струйного насоса 3 с пространством под пакером 10. Струйный насос 3 размещен на корпусе 2, причем его сопло 4 и диффузор 5 сообщены соответственно с колонной труб 1 и затрубным пространством. Трубопровод 9 для сообщения камеры смешения струйного насоса 3 с пространством под пакером выполнен в корпусе 2. Гидродинамический излучатель 7 установлен в нижней части корпуса 2. Длина трубопроводов 8 и 9 выполнена такой, чтобы их разность определялась выражением: +2n <(L<SUB>21)< +2n (1) где с скорость звука в жидкости, м/с; ω круговая частота гидродинамического излучателя, с^-1; n 0,1,2. натуральный ряд чисел; L₁ длина трубопровода для сообщения колонны труб с гидродинамическим излучателем, м; L₂ длина трубопровода для сообщения камеры смешения струйного насоса с пространством под пакером, м. Устройство для освоения и обработки скважины работает следующим образом. При обработке призабойной зоны пласта межтрубное пространство на устье перекрывают. Реагент для обработки при этом через колонну труб 1, трубопровод 8 и гидродинамический излучатель 7 задавливается в пласт. В этом случае струйный насос 3 не работает. При прохождении через гидродинамический излучатель 7 реагент испытывает пульсации скорости и давления, распространяющиеся в окружающую среду в виде звуковых волн (волн давления). Звуковое поле, воздействуя на призабойную зону пласта, облегчает отмыв загрязнений со стенок скважины, поровых каналов и трещин в призабойной зоне. При освоении скважины ее межтрубное пространство на устье открывают. Рабочую жидкость под давлением подают во внутреннюю полость колонны труб 1. Часть рабочей жидкости через сопло 4 струйного насоса 3 поступает в камеру 6 смешения, а другая часть через трубопровод 8 в гидродинамический излучатель 7. Прохождение жидкости через излучатель 7 в этом случае также вызывает в ней пульсации скорости и давления, распространяющиеся в окружающую среду в виде звуковых волн. Звуковые колебания передаются в подпакерное пространство, а также сообщаются рабочей жидкости и через трубопровод 8 и внутреннюю полость колонны труб 1 подаются в камеру 6 смешения струйного насоса 3. В подпакерном пространстве звуковые колебания сообщаются инжектируемой жидкости и через трубопровод 9 также передаются в камеру 6 смешения струйного насоса 3. При выполнении условия (1) момент максимума давления рабочей жидкости на входе в камеру 6 смешения будет приходиться на минимум давления инжектируемой жидкости в этой же камере, т.е. создается дополнительный перепад давления рабочей и инжектируемой жидкости. При этом абсолютная величина депрессии на призабойную зону увеличивается. В камере 6 смешения струйного насоса 3 происходит подсос инжектируемой жидкости и далее вынос ее вместе с рабочей жидкостью через межтрубное пространство на поверхность. Вместе с этим распространение звуковой волны по пласту приводит к возбуждению осесимметричных колебаний стенок поровых каналов. Эти колебания, имеющие вид бегущих синусоидальных волн, способствуют движению загрязнений к стволу скважины. Выбор разности длин трубопроводов из выражения (1) может быть обоснован следующим образом. При движении жидкости через гидродинамический излучатель возникают звуковые волны с частотой ω Эти волны sin (ω t KX), где K волновое число; с скорость звука, двигаясь по трубопроводам 8 и 9, попадают соответственно или на вход струйного насоса, или на вход камеры смешения. В зависимости от того, какова будет разность фаз между фазой (ωt- L₁), волны давления на входе струйного насоса и фазой (ωt- L₂) волны давления на входе в камеру смешения (инжекции), будет наблюдаться пульсирующий или же непульсирующий режим работы струйного насоса. Максимальные пульсации при работе насоса определяются из условия, чтобы разность фаз между волной, пришедшей на вход струйного насоса, и волной на входе камеры смешения была равна π, то есть чтобы удовлетворялось соотношение: sin (ωt- L₁)- sin (ωt- L₂)= 1-(-1)=2
(2) или после преобразования:
cost- (L₁+L₂) sin (L₂-L₁) 1
(3)
Через некоторое время это значение сменится на противоположное, то есть на -1. Отсюда для выполнения условий (2) и (3) необходимо, чтобы:
(L₂-L₁) + 2πn, где n 0,1,2. Если же волны подойдут с одинаковыми фазами, то есть:
sin (ωt- L₁)- sin (ωt- L₂)= 0 то пульсаций при работе насоса не будет при:
(L₂-L₁) где n 0,1,2, то есть при равенстве L₁ и L₂ эффекта пульсаций не будет. Если же рассматривать ситуацию, когда струйный насос и излучатель работают независимо, то есть нет максимальных пульсаций, то в этом случае можно записать:
sin (ωt- L₁)- sin (ωt- L₂)= ± 1 что будет выполняться при условии:
(L₂-L₁)
n 0,1,2. Таким образом для осуществления пульсаций при работе струйного насоса необходимо, чтобы длина L₁ трубопровода 8 и длина L₂ трубопровода 9 были выполнены разной величины, и их разность определялась бы выражением:
+2n < (L₂-L₁)≅ +2n
Максимальный эффект будет наблюдаться в середине этого интервала при:
(L₂-L₁) +2πn
Таким образом, указанное выражение устанавливает связь между выполнением длин каналов и частотой гидродинамического излучателя волн давления для осуществления максимальных пульсаций в устройстве.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИНЫ, включающее связанный с колонной труб и установленный на пакере корпус, струйный насос с соплом, диффузором и камерой смешения, гидродинамический излучатель, трубопроводы для сообщения колонны труб с гидродинамическим излучателем и камеры смещения струйного насоса с пространством под пакером, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет возможности увеличения величины депрессии на призабойную зону, струйный насос установлен на корпусе, причем его сопло и диффузор сообщены, соответственно, с колонной труб и межтрубным пространством, а трубопровод для сообщения камеры смещения струйного насоса с пространством под пакером выполнен в корпусе, при этом гидродинамический излучатель установлен в нижней части корпуса, а разность длин трубопроводов выбрана в соответствии с соотношением

где c - скорость звука в жидкости, м/с;
ω - круговая частота гидродинамического излучателя, с^-1;
n = 0,1,2... - натуральный ряд чисел;
L₁ - длина трубопровода для сообщения колонны труб с гидродинамическим излучателем, м;
L₂ - длина трубопровода для сообщения камеры смешения струйного насоса с пространством под пакером, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1