Установка газожидкостного смешивания для аэрирования промывочной жидкости

Авторы патента:

E21B21/14 - с использованием жидкостей и газов, например пены

Владельцы патента RU 2760726:

Грошева Пелагея Андреевна (RU)

Изобретение относится к установке газожидкостного смешивания для аэрирования промывочной жидкости в процессе бурения скважин. Установка включает в себя две рабочие камеры, выполненные внутри корпуса тройника, который с одной стороны соединен с угловым нерегулируемым дросселем - на входе потока жидкости, с другой стороны с патрубком - на выходе газожидкостной смеси, с третьей с краном шаровым - на входе потока газа. Между тройником и краном установлен клапан обратный. На входе в камеру установлено сменное сопло, на выходе - сменная приемная трубка. Камеры расположены параллельно и соединены между собой последовательно с помощью тройников, образуя две рабочие линии установки, третья линия - байпас соединена с ними тройниками. Между тройниками и дросселями установлены задвижки. На выходе после патрубков, на концах линий, установлены задвижки и тройники для соединения потоков газожидкостной смеси, выходящих из рабочих камер. На входах жидкости и газа и на выходе газожидкостной смеси установки расположены фланцы с манометрами, между которыми установлены вентили манометрические. Изобретение направлено на создание установки газожидкостного смешивания, способной добавлять в промывочную жидкость как можно больше газа и создавать при этом максимально возможную однородную газожидкостную смесь. 2 ил.

Изобретение относится к установке газожидкостного смешивания для аэрирования промывочной жидкости в процессе бурения скважин.

В процессе бурения скважин возникает ряд осложнений, которые могут привести к увеличению сроков строительства скважины, поломкам бурового оборудования и даже к ликвидации скважины. Одним из таких осложнений является поглощение промывочной жидкости, которое приводит к снижению или полной потере циркуляции, и как следствие к невозможности выноса выбуренной породы с забоя скважины. Время, затрачиваемое на прохождение таких интервалов, может возрастать в 4-5 раз по сравнению с бурением интервала такой же протяженности без данного осложнения.

Существует ряд методов, направленных на ликвидацию поглощений. Одним из них является работа с поглощающим пластом во время бурения с применением аэрации промывочной жидкости. Существует ряд технических решений, позволяющих аэрировать промывочную жидкость, но имеющих свои недостатки, такие как: невозможность регулировать подачу по газу и воде без остановки бурения, неприменимость технических решений ко всем типам буровых установок и буровых насосов, а также дороговизна данных методов. Изучив наиболее используемые в процессе бурения устройства для создания газожидкостных смесей (бустерные установки, компрессоры высокого давления, и т.д.) и их недостатки, для реализации данного метода была спроектирована и изготовлена установка газожидкостного смешивания (установка ГЖС), которая аэрирует промывочную жидкость, понижая её плотность до 0,3 гр/см³, что позволяет проходить самые сложные интервалы поглощения с выходом циркуляции и выносом шлама. За счет создания газожидкостной смеси необходимой плотности выравниваются показатели давлений поглощающего пласта и столба жидкости в скважине. После выравнивания давления возможна дальнейшая корректировка работы с поглощающим пластом путём снижения давления столба жидкости на поглощающий пласт путём подбора режимов работы ГЖС, что позволит работать в диапазоне 0,6-0,9 от относительно полученного гидростатического давления столба жидкости после выравнивания давлений.

Известны, например, такие решения, направленные на создание газожидкостной смеси при бурении, как использование бустерной насосно-компрессионной установки (патенты РФ на изобретение №2149280, 2151911). Недостатками таких устройств является необходимость внесения изменений в конструкцию бурового насоса - монтаж специальных бустерных камер над рабочими камерами насоса, что приводит к временным затратам и затратам на использование подъемной техники. К тому же бустерная установка совместима не со всеми типами буровых насосов, особенно с современными типами буровых насосов. А также, при работе с бустерной установкой необходимо использовать источник, подающий сжатый газ под давлением, и подпорный насос для ввода жидкости под определенным давлением, равным давлению газа, при этом необходимо тщательно контролировать давления на входе жидкости и газа. Смесь получается неоднородной. Также объем газа, поступающий в смесь, ограничен объемом бустерной камеры и не зависит от производительности источника подачи газа.

Задачей настоящего изобретения является создание установки газожидкостного смешивания, способной добавлять в промывочную жидкость как можно больше газа (воздух, азот или другой инертный газ) и создавать при этом максимально возможную однородную газожидкостную смесь для работы с поглощающими пластами при минимальных значениях аномальности, а также совместимой с любым типом буровых насосов и буровых установок.

Технический результат при использовании заявляемого изобретения заключается в полном контроле подачи заданного количества газа в смеси, что позволяет корректировать выбранную модель работы по мере проводки скважины и вскрытии последующих поглощающих пластов без остановки бурения. Также заявляемая установка обладает универсальностью, которая выражается в возможности её работы с любым типом буровых насосов, используемых для подачи промывочной жидкости в скважину. Заявляемая установка не требует адаптации и подготовки штатного оборудования, она применима ко всем типам буровых установок и буровых насосов.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что установка газожидкостного смешивания включает в себя две рабочие камеры, выполненные внутри корпуса тройника, который с одной стороны соединен с угловым нерегулируемым дросселем - на входе потока жидкости, с другой стороны с патрубком - на выходе газожидкостной смеси, с третьей с краном шаровым - на входе потока газа, между тройником и краном шаровым установлен клапан обратный межфланцевый, на входе в камеру установлено сменное сопло, на выходе - сменная приемная трубка, камеры расположены параллельно и соединены между собой последовательно с помощью тройников в нижней части установки, образуя две рабочие линии установки, третья линия - байпас, представляющая собой рукав высокого давления, также соединена с двумя рабочими линиями тройниками, между тройниками, соединяющими линии установки, и угловыми нерегулируемыми дросселями установлены задвижки, на выходе после патрубков, на концах линий, установлены задвижки и тройники, с помощью которых происходит соединение потоков газожидкостной смеси, выходящих из рабочих камер, на входах жидкости и газа и на выходе газожидкостной смеси установки расположены фланцы с манометрами, между фланцами и манометрами установлены вентили манометрические.

Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - схема установки газожидкостного смешивания, фиг 2. - блок подачи воздуха.

На чертежах указаны:

1. Тройник

2. Задвижка

3. Дроссель

4. Манометр

5. Вентиль манометрический

6. БРС (быстроразъемное соединение)

7. Патрубок

8. Рукав

9. Фланец

10. Клапан обратный межфланцевый

11. Кран шаровый

12. Тройник с эжекционной камерой

Установка ГЖС представляет собой две рабочие камеры, в которых происходит смешивание промывочной жидкости с газом. Камеры выполнены внутри корпуса тройника 12, который с одной стороны соединен с угловым нерегулируемым дросселем 3 - на входе потока жидкости, с другой стороны с патрубком 7 - на выходе газожидкостной смеси, с третьей с краном шаровым 11 - на входе потока газа. Между тройником 12 и краном шаровым 11 установлен клапан обратный межфланцевый 10 для предотвращения передавливания газожидкостной смеси из рабочей камеры на вход подачи газа. На входе в камеру установлено сменное сопло, на выходе - сменная приемная трубка. Камеры расположены параллельно, и соединены между собой последовательно с помощью тройников 1 в нижней части установки, и представляют две рабочие линии установки ГЖС. Третья линия - байпас, представляет собой рукав высокого давления 8, также соединена с двумя рабочими линиями тройниками 1, и служит для прохождения жидкости через установку ГЖС без смешивания с газом. Между тройниками 1, соединяющими линии установки, и угловыми нерегулируемыми дросселями 3 установлены задвижки 2, с помощью которых возможно перекрытие линий установки ГЖС, что соответственно, дает возможность работы на одной, либо на двух линиях, либо на байпасе. На выходе после патрубков 7, на концах линий, установлены задвижки 2 и тройники 1, с помощью которых происходит соединение потоков газожидкостной смеси, выходящих из рабочих камер. На входах жидкости и газа, и на выходе газожидкостной смеси установки расположены фланцы 9 с манометрами 4 для контроля давления. Между фланцами 9 и манометрами 4 установлены вентили манометрические 5. Соединение установки ГЖС с буровым насосом и манифольдом буровой установки происходит при помощи гибких шлангов - рукавов высокого давления и БРС 6.

Работа установки ГЖС основана на принципе эжекции. Рабочий агент - промывочная жидкость (вода или буровой раствор) подается от бурового насоса на вход установки ГЖС. В зависимости от параметров скважины (диаметр ствола скважины, глубина интервала, аномальность поглощающего пласта) определяется необходимое количество задействованных рабочих линий установки, а также диаметр сменных сопел и приемных трубок в рабочих камерах. Промывочная жидкость под давлением проходит через сопло определенного диаметра на входе в камеру, и созданная струя жидкости, выходящая из сопла и попадающая в кольцевую полость, создает разрежения в камере. Образовавшийся вакуум в рабочей камере засасывает газ, который равномерно смешивается с промывочной жидкостью, и далее смесь жидкости с газом, проходя через приемную трубку на выходе из камеры, попадает в рабочую линию и проходит на выход установки ГЖС, где смешивается с потоком газожидкостной смеси из второй линии. Затем поток газожидкостной смеси подается на скважину для промывки.

Одна камера на вакууме способна насыщать промывочную жидкость газом в объеме от 1 до 3 м³/мин, в зависимости от выбранных сменных сопел и трубок. При необходимости большей подачи газа для создания более газированной газожидкостной смеси (т.е. для увеличения процента газовой составляющей в смеси) ко входу рабочей камеры, через который подается газ, с помощью гибких шлангов (дюритов) подключается источник сжатого газа, например, компрессор низкого давления. Подключение компрессоров дает возможность увеличения объема воздуха до 15 м³/мин на каждую из рабочих камер. Таким образом, используя одну рабочую линию или две, только на вакууме или с подключением компрессоров, пропускная способность установки ГЖС варьируется от 1 до 30 м³/мин, что позволяет получить равномерный поток газожидкостной смеси с необходимыми для конкретной скважины параметрами. Плотность получаемой газожидкостной смеси - от 1,0 до 0,3 г/см³.

Установка ГЖС позволяет регулировать параметры промывочной жидкости в любой момент проводки скважины и прохождения поглощающих пластов без остановок процесса бурения.

Установка газожидкостного смешивания, включающая две рабочие камеры, выполненные внутри корпуса тройника, который с одной стороны соединен с угловым нерегулируемым дросселем - на входе потока жидкости, с другой стороны с патрубком - на выходе газожидкостной смеси, с третьей с краном шаровым - на входе потока газа, между тройником и краном шаровым установлен клапан обратный межфланцевый, на входе в камеру установлено сменное сопло, на выходе – сменная приемная трубка, камеры расположены параллельно и соединены между собой последовательно с помощью тройников в нижней части установки, образуя две рабочие линии установки, третья линия – байпас, представляющая собой рукав высокого давления, также соединена с двумя рабочими линиями тройниками, между тройниками, соединяющими линии установки, и угловыми нерегулируемыми дросселями установлены задвижки, на выходе после патрубков, на концах линий, установлены задвижки и тройники, с помощью которых происходит соединение потоков газожидкостной смеси, выходящих из рабочих камер, на входах жидкости и газа и на выходе газожидкостной смеси установки расположены фланцы с манометрами, между фланцами и манометрами установлены вентили манометрические.

Настоящее изобретение относится к смазывающим композициям, применяемым в операциях бурения. Смазывающая композиция, подходящая для применения в операциях бурения, содержащая примерно от 90,0 до 99,0 мас.% по меньшей мере одной композиции базового масла, композиция базового масла содержит от примерно 1,0 до примерно 15,0 мас.% воды, и от примерно 1,0 до примерно 10,0 мас.% уменьшающей трение композиции, включающей по меньшей мере одно соединение, описывающееся приведенной формулой.

Способ спуска обсадной колонны в горизонтальном стволе большой протяженности // 2640844

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к технологии строительства глубоких скважин, в частности к спуску обсадных колонн в сложных горно-геологических условиях. Способ включает бурение интервала горизонтального ствола скважины «на депрессии», спуск обсадной колонны.

Способ повышения углеводородоотдачи пластов и интенсификации добычи нефтегазоконденсатных скважин посредством гидромониторного радиального вскрытия пласта на депрессии // 2632836

Изобретение относится к способам для промывки нефтегазоконденсатных скважин с использованием жидкостей и газов. Техническим результатом является повышение продуктивности скважин и коэффициента извлечения углеводородов.

Композиция, включающая соединение алкоксилированного амина и соединение карбоновой кислоты, ее применение в буровых жидкостях типа "вода в масле" и для улучшения свойств текучести на холоде сырой нефти // 2625683

Настоящее изобретение относится к композиции, содержащей соединения аминов, и их применению в буровых жидкостях. Композиция для применения в или в качестве буровой жидкости типа «вода в масле», содержащая: (А) одно или более первичных, вторичных или третичных алкоксилированных соединений аминов, (B) одно или более соединений карбоновых кислот, выбранных из одного или более представителей группы эфиров полиалкиленгликоль-карбоновых кислот с моноспиртами и эфиров полиалкиленгликоль-карбоновых кислот с полиолами, (C) масло, являющееся текучим по меньшей мере при 25°C, (F) воду и дополнительно соли, растворенные в воде в концентрации более 1 мас.%, и композиция является эмульсией типа «вода в масле», в которой масло образует непрерывную фазу, а вода образует дисперсную фазу.

Добавки для снижения водоотдачи и способы их получения и применения // 2605469

Настоящее изобретение относится к жидкостям для обслуживания ствола скважины. Неводная жидкость для обслуживания ствола скважины, содержащая добавку для снижения водоотдачи, где указанная добавка для снижения водоотдачи содержит продукт взаимодействия (i) функционального полимера, содержащего сополимер малеинового ангидрида, в котором содержание малеинового ангидрида составляет от около 10% до около 90%, и (ii) олигомерной жирной кислоты.

Устройство гидроударное // 2586122

Изобретение относится к эксплуатации и ремонту нефтяных и газовых скважин. Устройство гидроударное для очистки ствола скважины от песчано-глинистой пробки состоит из разъемного корпуса, седла с продольными пазами, соединительного патрубка с кольцевым поршнем, размещенным в корпусе компенсатора, подпружиненного толкателя торцевого клапана со штоком и коронкой, гайки на нижнем конце разъемного корпуса.

Способ бурения скважин, осложненных поглощающими горизонтами // 2563856

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам предупреждения и ликвидации поглощений бурового раствора в процессе строительства скважины. Технический результат - повышение эффективности способа бурения скважин, осложненных поглощающими горизонтами, при одновременном снижении материальных и временных затрат и обеспечении непрерывности процесса.

Неводные, кислоторастворимые, высокоплотные флюиды для заканчивания скважины и способ // 2547187

Изобретение относится к композициям и способам для обработки подземного пласта. Способ включает вытеснение первого флюида на углеводородной основе, присутствующего в необсаженном интервале ствола скважины, вторым флюидом, контактирование второго флюида с кислым природным пластовым флюидом с образованием третьего флюида, где второй флюид содержит водную жидкость, диспергированную как дисперсная фаза в маслянистой жидкости, и поверхностно-активное вещество ПАВ на основе амина, выбранное так, что указанное контактирование протонирует, по меньшей мере, часть ПАВ с образованием третьего флюида, включающего эмульсию, содержащую маслянистую жидкость, обратимо диспергированную как дисперсная фаза в водной жидкости, где по меньшей мере 40 об.% каких-либо твердых веществ, не относящихся к проппанту, присутствующих во флюиде, являются водорастворимыми при рН меньше чем или равном 6,5, а ПАВ имеет указанную структуру.

Способ вскрытия продуктивного пласта на депрессии // 2540701

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно к способам вскрытия скважинами продуктивных горизонтов. Способ включает спуск в скважину колонны бурильных труб с долотом и контейнерами с манометрами.

Контроль эквивалентной плотности циркулирующего бурового раствора при глубоководном бурении // 2514866

Изобретение относится к бурению нефтяных скважин. Способ обеспечения по существу постоянного реологического профиля бурового раствора в температурном диапазоне от примерно 120°F (49°С) до примерно 40°F (4°С) включает в себя добавление в буровой раствор добавки к буровому раствору, в котором добавка к буровому раствору включает в себя продукт реакции карбоновой кислоты, имеющей не менее двух карбоксильных фрагментов, и полиамина, имеющего не менее двух функциональных аминогрупп, при условии, что добавка не включает алкоксилированных алкиламидов и/или амидов жирных кислот.