Устройство для обработки призабойной зоны скважины

 

Использование: в области нефтегазодобывающей промышленности, в частности в устройствах для обработки призабойной зоны скважины. Очистка скважины мгновенными импульсами давления при освоении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: устройство для обработки призабойной зоны скважины включает корпус с каналами. В корпусе концентрично установлены подпружиненные дифференциальный поршень и обратный клапан, обратный клапан снабжен седлом для посадки дифференциального поршня, обратный клапан соединен с дифференциальным поршнем с возможностью телескопического соединения. Использование изобретения позволяет проводить более качественную очистку продуктивного пласта за счет импульсов давления повышенной мощности. 1 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обработки призабойной зоны скважин, очистки ее мгновенными импульсами давления при освоении нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для обработки призабойной зоны скважины [1] включающее корпус с приводными и выхлопными каналами, концентрично установленный в корпусе подпружиненный дифференциальный поршень и обратный клапан.

Это устройство имеет следующий недостаток: для осуществления обработки необходима компрессорная установка высокого давления, что снижает эффективность обработки.

Более близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обработки призабойной зоны скважины [2] включающее корпус с каналами, концентрично установленные в нем дифференциальную втулку и подпружиненные дифференциальный поршень и обратный клапан.

Это устройство имеет следующие недостатки: наличие дифференциальной втулки, вводя дополнительный подвижный элемент, усложняет конструкцию, снижая тем самым надежность всего устройства; большое количество уплотнений разных типоразмеров требует постоянной ревизии и замены при износе; устройство требует тщательной взаимофиксации составляющих его деталей, что в полевых условиях сложно выполнить, так как все детали представляют собой концентрическое тела вращения; установочные пружины устройства работают на растяжение, что неконструктивно; процесс спуска устройства нетехнологичен, так как требует постоянной дозаливки жидкости вовнутрь колонны насосно-компрессорных труб (НКТ).

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы.

Поставленная задача решается описываемым устройством для обработки призабойной зоны скважины, включающим корпус с каналами, концентрично установленные в нем подпружиненные дифференциальный поршень и обратный клапан, новым является то, что обратный клапан снабжен седлом для посадки дифференциального поршня и соединен с ним с возможностью телескопического взаимодействия.

Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям "новизна" и "существенные отличия" предлагаемого решения.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в исходном положении.

Устройство спускают в скважину на колонне НКТ (на фиг. не показаны). Оно содержит корпус 1 с окнами 2 и внутренними рабочими выступами 3 и 4 (технологические разъемы корпуса на фиг. не показаны). На выступ 3 опирается дифференциальный поршень 5, подпружиненный установочной пружиной 6. Дифференциальный поршень 5 относительно рабочего выступа 3 уплотнен уплотнением 7. В выступе 4 размещен обратный клапан 8 с рабочей поверхностью, седлом 10 для телескопической посадки дифференциального поршня 5, торцовой поверхностью 11 и упором 12, выполненным с возможностью взаимодействия с регулировочной гайкой 13, перемещающейся по резьбе 14 корпуса 1. В торцевой части дифференциального поршня 5 в зоне контакта его с буртом 15 обратного клапана 8 размещено торцовое уплотнение 16. Обратный клапан 8 относительно корпуса 1 подпружинен возвратной 17 и ограничительной 18 пружинами.

Устройство работает следующим образом.

В положении, указанном на чертеже, устройство на колонне НКТ спускают в скважину. По мере углубления под слой жидкости плавучесть колонны возрастает и при усилии на рабочую поверхность 9 дифференциального поршня 5, превышающем усилие установочной пружины 6, последний приподнимается и колонна НКТ заполняется жидкостью. По достижению заданной глубины устье скважины оборудуют фонтанной арматурой и осуществляют обвязку насосного агрегата таким образом, чтобы была обеспечена возможность создания давления как в полости труб, так и в затрубном пространстве. Путем осуществления прямой циркуляции через обратный клапан 8 заменяют (при необходимости) скважинную жидкость на требуемую, вызывают приток из пласта и ведут обработку через затрубное пространство. Для обработки пласта способом переменных давлений повышают давление в затрубном пространстве. Перепад давлений между затрубным пространством и полостью НКТ через окно 2 передается на рабочую поверхность. Одновременно тот же самый перепад давления через седло обратного клапана 8 воздействует на торцовую поверхность 11 дифференциального поршня 5. С ростом перепада давления растет сила, прижимающая обратный клапан 8 к торцовой поверхности 11 дифференциального поршня 5, и перемещаясь он сжимает установочную пружину 6. С ростом перепада давления обратный клапан 8 совместно с дифференциальным поршнем 5 перемещаются до тех пор, пока обратный клапан 8 своим упором 12 не упрется в регулировочную гайку 13 и не остановится.

Результатом этого будет то, что перепад давлений станет воздействовать только на рабочую поверхность 9 дифференциального поршня 5, и он будет неподвижен до тех пор, пока перепад давлений не возрастет настолько, что усилие на рабочую поверхность 9 дифференциального поршня 5 превышает усилие установочной пружины 6. Это приведет к отрыву дифференциального поршня 5 от торцового уплотнения 16, при этом на него начинает действовать дополнительное усилие, эквивалентное площади сечения открывшегося торца, резко подталкивающее дифференциальный поршень 5 вверх. В результате поршень 5 выходит из телескопического соединения с обратным клапаном 8, образуя кольцевой канал, по которому скважинная жидкость импульсом устремляется вовнутрь устройства и колонну НКТ, а в скважине происходит сброс давления, вызывающий прилив пластовой жидкости. Открытие канала вызывает выравнивание давлений в полости устройства и затрубном пространстве, что принуждает установочную 6, возвратную 17 и ограничительную 18 пружины возвратить устройство в исходное состояние, то есть оно готово для повторного цикла и при возникновении перепада давления между НКТ и затрубным пространством, совершает его.

Технико-экономические преимущества устройства в следующем. Применение изобретения позволит проводить более качественную очистку продуктивного пласта за счет импульсов давления повышенной мощности, что, в свою очередь, предотвратит последующий выход из строя глубинно-насосного оборудования и уменьшит количество подземных ремонтов, связанных с некачественной очисткой пласта, то есть не потребуется никаких дополнительных преждевременных спускоподъемных операций.

При изготовлении устройства снижаются материальные затраты за счет уменьшения количества деталей, возрастает надежность устройства за счет уменьшения количества подвижных частей и уплотнений.

Снижается время на обработку скважины за счет отпадания необходимости в дозаливке устройства при спуске его в скважину.

Формула изобретения

Устройство для обработки призабойной зоны скважины, включающее корпус с каналами, концентрично установленные в нем подпружиненные дифференциальный поршень и обратный клапан, отличающееся тем, что обратный клапан снабжен седлом для посадки дифференциального поршня и соединен с ним с возможностью телескопического взаимодействия.

РИСУНКИ

Рисунок 1