Устройство для гидродинамического воздействия на призабойную зону скважины

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для очистки призабойной зоны скважины. Устройство для гидродинамического воздействия на призабойную зону скважины содержит насосный агрегат, корпус, нагнетательную камеру с коническим седлом в нижней части, разрядную камеру, канал, соединяющий нагнетательную камеру с разрядной камерой, и, отделяющий нагнетательную и разрядную камеры друг от друга, запирающий элемент в виде резинового шара. Устройство снабжено пакером, струйным насосом, размещенным в нижней части корпуса, блоком обратных клапанов, установленным в разрядной камере и гидравлически соединенным со струйным насосом. Насосный агрегат подключают через устьевое оборудование и задвижки. Он обеспечивает поступление рабочей жидкости по насосно-компрессорным трубам в нагнетательную камеру и резкий сброс давления до его расчетного значения. Сброс давления необходим для достижения резиновым шаром разрядной камеры, и направления рабочей жидкости через обратный клапан блока обратных клапанов, в кольцевое пространство между корпусом и корпусом струйного насоса и далее в пласт. Насосный агрегат также обеспечивает закачку рабочей жидкости через затрубную задвижку, входные окна, соединенные с затрубным пространством скважины и кольцевым пространством между корпусом и корпусом струйного насоса для выноса кольматанта и продуктов реакции из призабойной зоны. Техническим результатом является повышение производительности скважины на длительный период времени. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для очистки призабойной зоны скважины путем гидродинамического воздействия.

Известно устройство для воздействия на призабойную зону скважины (авт. св. СССР 1518491, кл. Е 21 В 43/00 от 10.02.88 г., 1), включающее полый корпус с уступом и переводником, установленную в корпусе втулку, подвижно размещенный в корпусе полый поршень и клапанный узел, который для повышения надежности работы за счет возможности исключения ударных нагрузок на его элементы снабжен стаканом с радиальным и осевым каналами, размещенными в нижней части корпуса. В поршне выполнен радиальный сквозной канал, сообщающий полости над и под поршнем между собой, и осевой канал, сообщающий радиальный сквозной канал с подпоршневой полостью. При этом в корпусе выполнен канал для сообщения подпоршневой полости со скважинным пространством. Клапанный узел выполнен в виде пластины с конусным осевым отверстием, шарами и фиксатором, причем шары размещены между втулкой и пластиной с одной ее стороны и между уступом корпуса и пластиной с другой. Пластина размещена в радиальном сквозном канале поршня и перемещается под действием шаров, обеспечивая открытие и закрытие осевого канала. Данное устройство имеет достаточно сложную конструкцию, вследствие этого не обеспечивает необходимую надежность работы при многократном воздействии на пласт.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство по способу воздействия на продуктивный пласт, содержащее нагнетательную и разрядную камеры с отверстиями для потока жидкости, отделяемые друг от друга запирающим элементом в виде шара, располагаемом в коническом седле. Шар выполнен из эластичного материала, меняющего форму под воздействием давления, и при продавливании через камеры возникает серия гидравлических ударов, повышающих эффективность воздействия (патент RU 2151283 С1, Е 21 В 43/25, 2).

Недостатком устройства является незначительное увеличение производительности скважины после воздействия в случае разрушения адсорбционного слоя и создания продуктов кольматации и, как следствие, краткосрочность наблюдаемого эффекта воздействия, что приводит к потерям продуктивности, как вводимых в эксплуатацию после ремонта скважин, так и скважин, находящихся в процессе длительной эксплуатации в условиях повышенного содержания АСПО.

Задача изобретения состоит в разработке устройства гидродинамического воздействия, позволяющего на длительный период времени эксплуатации повысить производительность скважин, вводимых после ремонта в эксплуатацию, а также скважин, находящихся в процессе длительной эксплуатации в условиях повышенного содержания АСПО, за счет выноса продуктов кольматации из призабойной зоны пласта и восстановления коллекторских свойств пласта сразу после ударнохимического воздействия.

Поставленная задача решается тем, что устройство для гидродинамического воздействия на призабойную зону скважины, содержащее насосный агрегат, корпус, нагнетательную камеру с разрядной камерой и отделяющий нагнетательную и разрядную камеры друг от друга запирающий элемент в виде резинового шара, дополнительно снабжено пакером, струйным насосом, размещенным в нижней части корпуса, блоком обратных клапанов, установленным в разрядной камере и гидравлически соединенным со струйным насосом, причем насосный агрегат подключен через устьевое оборудование и задвижки с возможностью обеспечения поступления рабочей жидкости по насосно-компрессорным трубам в нагнетательную камеру, резкого сброса давления до его расчетного значения, необходимого для достижения резиновым шаром разрядной камеры, и направления рабочей жидкости через обратный клапан блока обратных клапанов в кольцевое пространство между корпусом и корпусом струйного насоса и далее в пласт, а также закачки рабочей жидкости через затрубную задвижку, входные окна, соединенные с затрубным пространством скважины и кольцевым пространством между корпусом и корпусом струйного насоса, для выноса кольматанта и продуктов реакции из призабойной зоны.

На чертеже изображена конструктивная схема устройства для гидродинамического воздействия на призабойную зону скважины.

Устройство состоит из корпуса нагнетательной камеры 1, на которой навернута муфта 2 с установленной в ней защитной решеткой 3 и резинового шара 4, который во время сборки устройства помещается в корпус нагнетательной камеры. В нижней части нагнетательной камеры выполнено коническое седло 5 с отверстиями, канал, соединяющий нагнетательную камеру с разрядной камерой 6. В разрядной камере установлен блок обратных клапанов 7 и 8, соединенных со струйным насосом 9, входные окна - 10, которые соединены с кольцевым пространством устройства между корпусом 11 и корпусом струйного насоса 9 и затрубным пространством 12 скважины 13.

Сообщение затрубного пространства 12 и пласта 14 через перфорационные отверстия 15 обеспечивается установкой пакера 16.

Подключение насосного агрегата 17 обеспечивается через устьевое оборудование и задвижки 18 и 19.

Устройство работает следующим образом: рабочая жидкость по насосно-компрессорным трубам поступает в корпус нагнетательной камеры 1 и силой давления жидкости запирает проходное сечение резиновым шаром 4, работающим в данном случае как клапан. При достижении расчетного давления, резиновый шар под влиянием сил упругости начинает "течь" принимая форму цилиндра, вдавленного в калиброванное отверстие. При достижении шаром 4 разрядной камеры 6 происходит резкий сброс давления и рабочая жидкость через обратный клапан 7, через кольцевое пространство между корпусом 1 и корпусом струйного насоса 8 и перфорационные отверстия 15 поступает в пласт 14.

Вынос кольматанта и продуктов реакции из призабойной зоны осуществляется при закачке воды от агрегата 17 через затрубную задвижку 18, окна 10, струйный насос 9, обратный клапан 8 и затрубное пространство 12 на устье скважины.

Последующие циклы ударно-химического воздействия и выноса кольматанта из призабойной зоны пласта могут повторяться в той же последовательности.

Таким образом, эффект от применения предлагаемого устройства достигается за счет создания мощного ударно-химического воздействия высокой амплитуды на призабойную зону, вызывающего волны сжатия разрушающие АСПО в зоне перфорационных отверстий и образование новых трещинных каналов в продуктивном пласте. Одновременно, периоды давлений при ударно-химическом воздействии изменяются попеременно по величине и направлению, в результате чего жидкость перемещается из застойных зон и каналов в зоны активного дренирования.

Возможность выноса кольматационного материала и продуктов реакции из призабойной зоны сразу после обработки позволит увеличить дебит скважины не только по сравнению с прототипом, но и по сравнению с первоначальным дебитом за счет улучшения коллекторских свойств пласта.

Источники информации 1. Авт. св. СССР 1518491, кл. Е 21 В 43/00 от 10.02.88 г.

2. Патент RU 2151283 С1, Е 21 В 43/25.

Формула изобретения

Устройство для гидродинамического воздействия на призабойную зону скважины, содержащее насосный агрегат, корпус, нагнетательную камеру с коническим седлом в нижней части, разрядную камеру, канал, соединяющий нагнетательную камеру с разрядной камерой, и, отделяющий нагнетательную и разрядную камеры друг от друга, запирающий элемент в виде резинового шара, отличающееся тем, что оно снабжено пакером, струйным насосом, размещенным в нижней части корпуса, блоком обратных клапанов, установленным в разрядной камере и гидравлически соединенным со струйным насосом, причем насосный агрегат подключен через устьевое оборудование и задвижки с возможностью обеспечения поступления рабочей жидкости по насосно-компрессорным трубам в нагнетательную камеру, резкого сброса давления до его расчетного значения, необходимого для достижения резиновым шаром разрядной камеры, и направления рабочей жидкости через обратный клапан блока обратных клапанов, в кольцевое пространство между корпусом и корпусом струйного насоса и далее в пласт, а также закачки рабочей жидкости через затрубную задвижку, входные окна, соединенные с затрубным пространством скважины и кольцевым пространством между корпусом и корпусом струйного насоса для выноса кольматанта и продуктов реакции из призабойной зоны.

РИСУНКИ

Рисунок 1