Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473821

(19)

RU

(11)

2473821

(13)

C1

(51) МПК F04F5/02 (2006.01)

E21B43/26 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011138192/06, 19.09.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

19.09.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 19.09.2011

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2329409 C1, 20.07.2008. RU 2059891 C1, 10.05.1996. US 20110203847 A1, 25.08.2011. US 5372190 A, 13.12.1994.

Адрес для переписки:

77400, Украина, Ивано-Франковская обл., г. Тисменица, ул. Вильшанецкая, 33, З.Д. Хоминцу

(72) Автор(ы):

Хоминец Зиновий Дмитриевич (UA),

Вайгель Александр Александрович (RU),

Дудниченко Борис Анатольевич (UA),

Беленький Юрий Яковлевич (RU),

Лютин Евгений Викторович (RU),

Спивак Григорий Дмитриевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Хоминец Зиновий Дмитриевич (UA),

Вайгель Александр Александрович (RU),

Дудниченко Борис Анатольевич (UA),

Беленький Юрий Яковлевич (RU),

Лютин Евгений Викторович (RU),

Спивак Григорий Дмитриевич (RU)

(54) СКВАЖИННАЯ СТРУЙНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТОВ И ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к области насосной техники. Установка содержит смонтированный на колонне труб с входной воронкой струйный насос (СН) и пакер. В корпусе СH соосно установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал (СПК) с посадочным местом между ступенями, канал (К) подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный выше посадочного места со СПК, и К подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом, а со стороны входа в него - с затрубным пространством колонны труб выше пакера. К подвода активной рабочей среды выполнен с обратным клапаном, который прижат пружиной к седлу, СПК выполнен соосно колонне труб и сообщен с ней, и в нем предусмотрена возможность установки герметизирующего узла. Узел выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, в полости которого размещен уплотнительный элемент с осевым К для пропуска через него сборки из гладкостенных труб. Сборка подвешена на каротажном кабеле. Верхний конец сборки расположен выше корпуса СН, а нижний конец - ниже входной воронки. Сборка состоит из двух частей: верхней и нижней, причем верхняя часть сборки пропущена через осевой К расположенного на ней герметизирующего узла. На нижней части сборки смонтированы снизу вверх: коронка для разрушения проппантовой пробки и уплотнительная манжета, которая расположена в колонне труб ниже корпуса СН и выполненная с возможностью скольжения внутри колонны труб. В стенке гладкостенной трубы над уплотнительной манжетой выполнено технологическое отверстие, а длина сборки из гладкостенных труб не менее чем на 1 метр больше расстояния от забоя скважины до посадочного места в СПК струйного насоса. Как результат, достигается сокращение времени и повышение качества работы скважинной струйной установки при проведении гидроразрыва пластов, испытании и освоении скважин, а также расширение ее функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным струйным установкам для гидроразрыва пласта, испытания и освоения скважин.

Известна скважинная струйная установка, содержащая колонну труб со струйным насосом и пакером с возможностью прокачки жидкой рабочей среды через струйный насос (см. RU 2059891 C1, F04F 5/02, 10.05.1996).

Данная скважинная струйная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данной установке возможности проведения работ по исследованию скважины ограничены, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая смонтированный на колонне труб струйной насос и пакер, причем в корпусе струйного насоса соосно установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, канал подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный выше посадочного места со ступенчатым проходным каналом, и канал подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом и со стороны входа в него с затрубным пространством колонны труб выше пакера, при этом ступенчатый проходной канал выполнен соосно колонне труб и сообщен с ней, канал подвода активной рабочей среды выполнен с обратным клапаном, в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла для пропуска через него каротажного кабеля (см. патент RU 2329409, кл. F04F 5/54, 20.07.2008).

Данная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с невозможностью проведения ремонтных работ в скважине, в частности промывки забоя скважины от проппантовых пробок в режиме депрессии, что требует использования колонны гибких труб (колтюбинга) и азотной установки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является организация работ по проведению гидрозрыва пластов и промывки забоя скважины от проппантовых пробок в режиме депрессии без использования дополнительного наземного и скважинного оборудования.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является сокращение времени и повышение качества работы скважинной струйной установки при проведении гидроразрыва пластов, испытании и освоении скважины и расширение ее функциональных возможностей.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка содержит смонтированный на колонне труб с входной воронкой струйной насос и пакер, причем в корпусе струйного насоса соосно установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, канал подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный выше посадочного места со ступенчатым проходным каналом, и канал подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом, а со стороны входа в него - с затрубным пространством колонны труб выше пакера, при этом ступенчатый проходной канал выполнен соосно колонне труб и сообщен с ней, канал подвода активной рабочей среды выполнен с обратным клапаном, который прижат пружиной к седлу, в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, в полости которого размещен уплотнительный элемент с осевым каналом для пропуска через него сборки из гладкостенных труб, которая подвешена на каротажном кабеле, при этом верхний конец сборки из гладкостенных труб расположен выше корпуса струйного насоса, а нижний конец - ниже входной воронки, сборка из гладкостенных труб состоит из двух частей: верхней и нижней, причем верхняя часть сборки из гладкостенных труб пропущена через осевой канал расположенного на ней герметизирующего узла, а на нижней части сборки из гладкостенных труб смонтированы снизу вверх: коронка для разрушения проппантовой пробки и уплотнительная манжета, которая расположена в колонне труб ниже корпуса струйного насоса и выполненная с возможностью скольжения внутри колонны труб, причем в стенке гладкостенной трубы над уплотнительной манжетой выполнено технологическое отверстие, а длина сборки из гладкостенных труб не менее, чем на 1 метр больше расстояния от забоя скважины до посадочного места в ступенчатом проходном канале струйного насоса.

На чертеже схематически показана скважинная струйная установка. Скважинная струйная установка содержит смонтированный на колонне труб 1 с входной воронкой 2 струйной насос 3 и пакер 4. В корпусе 5 струйного насоса 3 соосно установлены активное сопло 6 и камера смешения 7 с диффузором 8, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал 9 с посадочным местом 10 между ступенями, канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный выше посадочного места 10 со ступенчатым проходным каналом 9, и канал 12 подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом 6 и со стороны входа в него с затрубным пространством колонны труб 1 выше пакера 4. Ступенчатый проходной канал 9 выполнен соосно колонне труб 1 и сообщен с ней. Канал 12 подвода активной рабочей среды выполнен с обратным клапаном 13, который прижат пружиной 14 к седлу 15. В ступенчатом проходном канале 9 предусмотрена возможность установки герметизирующего узла 16, который выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, в полости которого размещен уплотнительный элемент 29 с осевым каналом 17 для пропуска через него сборки из гладкостенных труб 18, которая подвешена на каротажном кабеле 19. Верхний конец 20 сборки из гладкостенных труб 18 расположен выше корпуса 5 струйного насоса 3, а нижний конец 21 сборки - ниже входной воронки 2. Сборка из гладкостенных труб 18 состоит из двух частей: верхней 22 и нижней 23, причем верхняя часть 22 сборки из гладкостенных труб 18 пропущена через осевой канал 17 расположенного на ней герметизирующего узла 16, а на нижней части 23 сборки из гладкостенных труб 18 смонтированы снизу вверх: коронка 24 для разрушения проппантовой пробки 30 и уплотнительная манжета 25, которая расположена в колонне труб 1 ниже корпуса 5 струйного насоса 3 и выполненная с возможностью скольжения внутри колонны труб 1, причем в стенке гладкостенной трубы 18 над уплотнительной манжетой 25 выполнено технологическое отверстие 26, а длина сборки из гладкостенных труб 18 не менее, чем на 1 метр больше расстояния от забоя 27 скважины до посадочного места 10 в ступенчатом проходном канале 9 струйного насоса 3.

Работа скважинной струйной установки осуществляется следующим образом.

Спускают в скважину до ее устья на колонне труб 1 установку, состоящую из входной воронки 2, пакера 4 и струйного насоса 3. Устанавливают пакер 4 выше кровли продуктивного пласта 28 и проводят его распакеровку. Через колонну труб 1, струйный насос 3 и входную воронку проводят гидроразрыв продуктивного пласта 28. Затем на каротажном кабеле 19 спускают сборку гладкостенных труб 18. Герметизирующий узел 16 устанавливают на посадочном месте 10 ступенчатого проходного канала 9 струйного насоса 3, а сборку гладкостенных труб 18 спускают вниз до контакта режущей кромки коронки 24 с поверхностью проппантовой пробки 30. По межтрубному пространству под давлением подают рабочий агент на активное сопло 6 струйного насоса 3 и проводят дренирование продуктивного пласта 28 от жидкости гидроразрыва, незакрепленного проппанта и пластового флюида. Жидкость гидроразрыва пласта с незакрепленным проппантом и пластовым флюидом поступают через коронку 24 во внутрь гладкостенных труб 18, движутся по ним вверх, далее через технологическое отверствие 26 попадают в межтрубное пространство между гладкостенными трубами 18 и внутренней полостью участка колонны труб 1 над уплотнительный манжетой 25, и по нему попадают в канал 11 подвода откачиваемой из скважины среды струйного насоса 3 и далее в камеру смешения 7 и диффузор 8 струйного насоса 3 и из последнего под действием струи из активного сопла 6 по внутренней полости колонны труб 1 над струйным насосом 3 выносятся на поверхность. При этом уплотнительная манжета 25 перекрывает межтрубное пространство между внешней поверхностью гладкостенных труб 18 и внутренними стенками колонны труб 1 ниже технологического отверстия 26 и препятствует подъему по нему откачиваемой из скважины среды. Одновременно идет разрушение проппантовой пробки и вынос проппанта из нее на поверхность, т.к. коронка 24 под давлением сборки гладкостенных труб 18 разрыхляет проппантовую пробку и проппант из нее увлекается откачиваемой из скважины средой и вместе с ней выносится на поверхность. По мере разрушения проппантовой пробки с помощью каротажного кабеля 19 сборка гладкостенных труб 18 опускается вниз таким образом, чтобы коронка 24 постоянно находилась в контакте с поверхностью проппантовой пробки, высота которой в скважине постепенно уменьшается по мере дренирования продуктивного пласта 28. И так до полной ее ликвидации. После ликвидации проппантовой пробки с помощью каротажного кабеля 19 проводят извлечение сборки гладкостенных труб 18 и проводят другие регламентные работы, используя другие функциональные вставки струйного насоса 3, в частности регистрацию профиля притока, регистрацию кривой восстановления пластового давления под пакером и т.п.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при освоении нефтегазовых скважин после бурения или при их капитальном ремонте.

Формула изобретения

Скважинная струйная установка, содержащая смонтированный на колонне труб с входной воронкой струйный насос и пакер, причем в корпусе струйного насоса соосно установлены активное сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены сужающийся сверху вниз ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, канал подвода откачиваемой из скважины среды, сообщенный выше посадочного места со ступенчатым проходным каналом, и канал подвода активной рабочей среды, сообщенный со стороны выхода из него с активным соплом, а со стороны входа в него с затрубным пространством колонны труб выше пакера, при этом ступенчатый проходной канал выполнен соосно колонне труб и сообщен с ней, канал подвода активной рабочей среды выполнен с обратным клапаном, который прижат пружиной к седлу, в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, в полости которого размещен уплотнительный элемент с осевым каналом для пропуска через него сборки из гладкостенных труб, которая подвешена на каротажном кабеле, при этом верхний конец сборки из гладкостенных труб расположен выше корпуса струйного насоса, а нижний конец - ниже входной воронки, сборка из гладкостенных труб состоит из двух частей: верхней и нижней, причем верхняя часть сборки из гладкостенных труб пропущена через осевой канал расположенного на ней герметизирующего узла, а на нижней части сборки из гладкостенных труб смонтированы снизу вверх: коронка для разрушения проппантовой пробки и уплотнительная манжета, которая расположена в колонне труб ниже корпуса струйного насоса и выполненная с возможностью скольжения внутри колонны труб, причем в стенке гладкостенной трубы над уплотнительной манжетой выполнено технологическое отверстие, а длина сборки из гладкостенных труб не менее чем на 1 м больше расстояния от забоя скважины до посадочного места в ступенчатом проходном канале струйного насоса.

РИСУНКИ