скважинный дроссель

Формула изобретения

Скважинный дроссель, размещенный на насосно-компрессорных трубах и содержащий корпус с отверстиями, подпружиненный обратный клапан и сменную насадку, отличающийся тем, что у корпуса сверху и снизу выполнена присоединительная резьба, с помощью которой он присоединен непосредственно к насосно-компрессорным трубам, корпус снабжен кожухом, а обратный клапан и сменная насадка расположены в кольцевом зазоре между корпусом и кожухом, при этом внутри корпуса размещена гильза с отверстиями с возможностью ее сдвига инструментом канатной техники для совмещения или разобщения отверстий гильзы и отверстий корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленностям, в частности к скважинному оборудованию нефтегазовых месторождений, и может быть использовано, например, при обустройстве эксплуатационных скважин под одновременно-раздельную эксплуатацию (ОРЭ) двух или более пластов с различными характеристиками с добычей флюида по одной колонне насосно-компрессорных труб, при газлифтном способе добычи нефти из нижнего высокодебитного пласта, при освоении и глушении скважины обратной циркуляцией и т.д.

Известна конструкция скважинного дросселя, предназначенного для регулирования режима отбора газа, устанавливаемого инструментом канатной техники внутри насосно-компрессорных труб и состоящего из корпуса и сменной насадки с внутренним диаметром, обеспечивающим заданный режим добычи флюида из нижних подпакерных пластов [1].

Недостатками известной конструкции являются невозможность предупреждения перетока флюида из нижних пластов в верхние надпакерные, а также невозможность поддержания заданного режима добычи флюида из верхних пластов в схеме ОРЭ скважины по однорядному лифту насосно-компрессорных труб.

Известен скважинный дроссель, выбранный в качестве прототипа, размещенный на насосно-компрессорных трубах и содержащий корпус с отверстиями, подпружиненный обратный клапан и сменную насадку [2]. Скважинный дроссель устанавливается инструментом канатной техники в боковом кармане скважинной камеры - мандрели. Мандрель сверху и снизу имеет присоединительную резьбу, с помощью которой она закреплена на насосно-компрессорных трубах и составной частью конструкции дросселя не является. Обратный клапан и сменная насадка расположены внутри корпуса скважинного дросселя.

Эта конструкция дросселя имеет следующие недостатки:

- ограниченная пропускная способность по газу из верхних пластов, так как его конструктивные характеристики не позволяют увеличить проходной внутренний диаметр больше 8-10 мм в наиболее распространенных конструкциях скважин с диаметром эксплуатационной колонны до 168 мм и с диаметром насосно-компрессорных труб, равным 89 мм (см. таблицу).

- конструкция дросселя не исключает возможность неконтролируемого перетока газа или другого флюида в насосно-компрессорные трубы из верхних надпакерных пластов при проведении работ по интенсификации притока газа, исследовательских, изоляционных и ремонтных работах по нижним подпакерным пластам. В этих случаях дроссель необходимо извлекать и вместо него устанавливать в боковой карман мандрели глухую пробку.

При создании устройства решались следующие задачи:

- увеличить пропускную способность по газу из верхних надпакерных пластов в схеме ОРЭ скважины по одной колонне насосно-компрессорных труб;

- исключить переток газа на нижних подпакерных в верхние надпакерные пласты при остановке скважины без ее глушения;

- исключить переток газа в насосно-компрессорные трубы при проведении ремонтных работ в скважине, когда давление в этом пространстве против дросселя будет больше, чем давление в насосно-компрессорных трубах.

Данные технические задачи решаются благодаря тому, что в скважинном дросселе, содержащем корпус с отверстиями, подпружиненный обратный клапан и сменную насадку, у корпуса сверху и снизу выполнена присоединительная резьба, с помощью которой он присоединен непосредственно к насосно-компрессорным трубам, корпус снабжен кожухом, а обратный клапан и сменная насадка расположены в кольцевом зазоре между корпусом и кожухом, при этом внутри корпуса размещена гильза с отверстиями с возможностью ее сдвига инструментом канатной техники для совмещения или разобщения отверстий гильзы и отверстий корпуса.

На чертеже изображена схема скважинного дросселя (продольный разрез по линии А-А).

Скважинный дроссель состоит из корпуса 1 с отверстиями 2, сверху и снизу которого выполнены присоединительные резьбы 3 и 4. Корпус 1 снабжен кожухом 5, между корпусом 1 и кожухом 5, в кольцевом зазоре 6 расположены обратный клапан 7, сменная насадка 8, седло 9 и пружина 10. Внутри корпуса 1 размещена гильза 11 с отверстиями 12.

Скважинный дроссель работает следующим образом.

Перед спуском в скважину скважинный дроссель присоединяют к верхней трубе нижней секции насосно-компрессорных труб и к нижней трубе верхней секции насосно-компрессорных труб с помощью присоединительных резьб 3 и 4. После спуска скважинного дросселя на насосно-компрессорных трубах и установки пакера, инструментом канатной техники сдвигают гильзу 11 вверх для совмещения отверстий 12 с отверстиями 2 корпуса 1. Обратной промывкой открывают обратный клапан 7 и осваивают скважину до притока чистого газа. После освоения скважины усилием пружины 10 закрывается обратный клапан 7 и затем скважину пускают в эксплуатацию. В ходе работы скважины по нижнему пласту давление в насосно-компрессорных трубах против скважинного дросселя становится меньше, чем пластовое давление верхнего надпакерного пласта. Под воздействием перепада давлений обратный клапан 7 смещается вверх, преодолевая усилие пружины 10, тем самым обеспечивается доступ газа из верхнего надпакерного пласта в насосно-компрессорные трубы через сменную насадку 8 и кольцевой зазор 6 между кожухом 5 и корпусом 1 и совмещенные отверстия 2, 12. Режимный дебит газа из верхнего пласта определяют внутренним диаметром сменной насадки 8. После остановки скважины давления внутри насосно-компрессорных труб и за скважинным дросселем выравниваются. В данный момент пружина 10 возвращает обратный клапан 7 в седло 9. Это исключает переток газа из нижнего пласта в верхний, когда давление в насосно-компрессорных трубах больше, чем давление за скважинным дросселем (в период простоя скважины под газом). Если требуется полностью исключить приток газа или другого флюида в насосно-компрессорных трубах из верхнего пласта при ремонте скважины гильзу 11 сдвигают инструментом канатной техники для разобщения отверстий 12 и отверстий 2 корпуса 1, обеспечивая вход газа в насосно-компрессорные трубы.

Предложенная конструкция скважинного дросселя дает возможность увеличить пропускную способность газа, так как проходное сечение, по сравнению с прототипом увеличено в 20-30 раз (см. таблицу) и, тем самым, расширить диапазон режимных дебитов газа из верхнего объекта, обеспечить благоприятные условия освоения скважины без применения типового циркуляционного клапана.

При проведении работ по интенсификации притока газа и других работах в верхних надпакерных пластах скважины, установка предложенного дросселя непосредственно на насосно-компрессорные трубы, с помощью присоединительных резьб, позволяет исключить переток газа из нижних подпакерных в верхние надпакерные пласты, что исключает необходимость установки в боковой карман мандрели глухой пробки.

Применение в предложенном скважинном дросселе гильзы с отверстиями обеспечивает полную герметизацию между трубным пространством и насосно-компрессорными трубами при проведении ремонтных работ в скважине.

Источники информации

1. Каталог ОКБ Нефтемаш "Оборудование для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с устройствами для предупреждения открытых фонтанов". М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1989, с. 90.

2. Camco "Gas Lift Product Catalog", Retrievable Single - Point - Injection Gas Lift Orifice Valves, 1993, c. 22. В переводе: Каталог фирмы Камко, 1993, с. 22.

Извлекаемый диафрагменный клапан одностороннего действия (для постоянной, односторонней подачи газа в НКТ из межтрубного пространства). Тип ДКО-2, ВКО-3.