устройство для закачки песчаной суспензии в нефтяные пласты

Формула изобретения

Устройство для закачки песчаной суспензии в нефтяные пласты, состоящее из бункера с конусом для песка, патрубков в верхней и нижней частях устройства, напорной и подпорной линий, отличающееся тем, что бункер выполнен концентрическим из нескольких труб и с центральной трубой, в верхней части которой размещен клапан-шар для перекрытия конуса после освобождения центральной трубы от песка, а в нижней части - конус для песка, поворотная заслонка, калиброванное отверстие и расходомер, при этом патрубки соединяют трубы бункера, а устройство подсоединено к соплу, обеспечивающему возможность создания перепада давления в трубах бункера и поступления песка из боковых труб после перекрытия конуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для закачки песчаной суспензии в нефтяные пласты, применяемым при проведении гидроразрыва пласта (ГРП).

Сущность ГРП сводится к закачке в нефтяные пласты песчаной суспензии при давлении, превышающем горное.

Проходя через насосы высокого давления, песчаная суспензия интенсивно изнашивает плунжеры, сальники, седла клапанов, что приводит к выходу их из строя в процессе ГРП и срыву операции.

Размер песка, входящего в суспензию, оказывает большое влияние на износ насосов, чем крупнее песок, тем интенсивнее их износ, и, как следствие, уменьшение коэффициента наполнения насосов, спад их производительности.

Технологически крупный песок является более совершенным закрепителем трещины, т.к. обеспечивает больший приток нефти из пласта в скважину и оказывает меньшее сопротивление при движении нефти к стволу скважины и к самой трещине.

Известно устройство, обеспечивающее движение песчаной суспензии, минуя нагнетательные насосы (А.С. СССР №613077, опубл. 30.06.78, Бюл. №24).

Существенным недостатком устройства является наличие клапана-штуцера и конфузора, применение которых в условиях песчаной суспензии невозможно.

Наиболее близким является устройство, решающее аналогичную задачу, «Устройство для закачки песчаной пульпы в нефтяные пласты» (А.С. СССР №141459, опубл. Бюл. №19 за 1961 г.).

Недостатком устройства является оседание песка в заполняемом шлюзе и, как следствие, выход из строя клапанов, работающих в условиях высокой концентрации песка.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в исключении указанных недостатков и как следствие, увеличение притока нефти из пласта к трещине и от трещины к скважине при проведении ГРП.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для закачки песчаной суспензии в нефтяные пласты, состоящем из бункера с конусом для песка, патрубков в верхней и нижней частях устройства, напорной и подпорной линий, бункер выполнен концентрическим из нескольких труб и с центральной трубой, в верхней части которой размещен клапан-шар для перекрытия конуса после освобождения центральной трубы от песка, а в нижней части - конус для песка, поворотная заслонка, калиброванное отверстие и расходомер, при этом патрубки соединяют трубы бункера, а устройство подсоединено к соплу, обеспечивающему возможность создания перепада давления в трубах бункера и поступления песка из боковых труб после перекрытия конуса.

Устройство позволяет закачивать в нефтяной пласт грубую песчаную суспензию минуя насосы.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже.

Устройство состоит из трубчатого бункера 1 для песка, состоящего из нескольких труб, в верхней и нижней частях соединенных патрубками 2 и 3. Центральная труба в нижней части имеет конус 4, регулирующую заслонку 5, калиброванное отверстие 6, расходомер 7. В верхней части центральной трубы помещается перекрывающий клапан - шар 8. Устройство подсоединено к напорной линии 9 высокого давления, идущей к скважине, подпорной линии 10 и соплу 11.

Работает устройство следующим образом.

В трубы бункера 1 загружается песок при закрытой регулирующей заслонке 5, которая имеет зазор по периметру, меньший размера песка. В центральной трубе помещается перекрывающий клапан-шар 8. При проведении ГРП путем закачки под давлением жидкости заслонка 5 открывается, песок поступает через калиброванное отверстие 6, служащее ограничителем максимальной подачи.

Струя песчаной суспензии воздействует на пластину расходомера 7, отклонение которой указывает на расход песка. При этом трубы 1 подвержены небольшому перепаду давления за счет сопла 11, а уходящий песок замещается жидкостью через подпорную линию 10. Первой от песка освобождается центральная труба и перекрывающий клапан-шар 8 садится на конус 4, перекрывая поток жидкости. Далее песок продолжает поступать из боковых труб. Расход песка фиксируется расходомером 7.