устройство для удаления жидкости из скважины

Формула изобретения

Устройство для удаления жидкости из скважины, включающее связанный с колонной труб корпус с радиальными и вертикальными каналами для связи затрубного пространства с внутритрубным, размещенный внутри корпуса эжектор с обратным клапаном и установленный в нижней части гидравлический золотник, состоящий из цилиндра и соединительного стакана с патрубком, отличающийся тем, что в цилиндре гидравлического золотника установлен комбинированный клапан, состоящий из поршневого клапана и телескопического клапана-отсекателя с осевым глухим каналом и боковыми циркуляционными отверстиями, при этом у основания патрубка стакана выполнены радиальные каналы.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для удаления жидкости из забоев обводняющихся скважин на разных стадиях разработки газоконденсатных месторождений.

Известно устройство для удаления воды из газовых скважин, содержащее связанный с колонной труб эжектор, корпус с радиальными и вертикальными каналами для связи затрубного пространства с внутритрубным и с камерой смещения эжектора, обратный клапан (см. журнал "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", переводное издание журнала США № 11, 1979, с. 15).

Основным недостатком устройства является то, что удаление жидкости из забоя осуществляется принудительно с использованием дополнительной энергии для работы нагнетательных агрегатов, введением колонны сифонных труб и стационарного нагнетательного оборудования. Кроме того, наличие дополнительной сифонной колонны осложняет проведение текущего ремонта скважин.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является устройство для удаления жидкости из скважин (см. а.с. СССР № 1477899, М. кл.³ Е 21 В 43/00 от 15.12.86 г., опубл. 07.05.89, БИ № 17), включающее связанный с колонной труб корпус с радиальными и вертикальными каналами для связи затрубного пространства с внутритрубным, размещенный внутри корпуса эжектор с обратным клапаном, снабженное подпружиненным поршневым кольцом и установленным ниже эжектора гидравлическим золотником, выполненным в виде соединенного с нижней частью корпуса неподвижного стакана с цилиндром, причем внутри цилиндра установлена подпружиненная поршневая втулка с поршнем, имеющим направляющий патрубок, выступающий за нижний торец цилиндра, в неподвижном стакане выполнены вертикальные и радиальный дросселирующие каналы для сообщения полости цилиндра над поршневой втулкой с полостью корпуса и полостью под обратным клапаном, а под вертикальными каналами неподвижного стакана между корпусом и эжектором установлено подпружиненное поршневое кольцо.

Недостатком этого устройства является то, что золотниковый механизм состоит из множества элементов, требующих высокоточной обработки и функционирующих с помощью энергии сжатия пружин, что при работе в скважинной среде (высокая температура, большое содержание мехпримесей, наличие агрессивных и коррозионных веществ) резко снижает работоспособность и надежность работы механизма.

Задачей данного изобретения является повышения технологичности и надежности работы устройства.

Для решения поставленной задачи в устройстве для удаления жидкости из скважины, включающем связанный с колонной труб корпус с радиальными и вертикальными каналами для связи затрубного пространства с внутритрубным, размещенный внутри корпуса эжектор с обратным клапаном и установленный в нижней части гидравлический золотник, состоящий из цилиндра и соединительного стакана с патрубком, согласно изобретению в цилиндре гидравлического золотника установлен комбинированный клапан, состоящий из поршневого клапана и телескопического клапана-отсекателя с осевым глухим каналом и боковыми циркуляционными отверстиями, при этом у основания патрубка стакана выполнены радиальные каналы.

На фиг.1 изображено устройство для удаления жидкости из скважины, общий вид;

на фиг.2 - выносной элемент I на фиг.1, комбинированый клапан гидравлического золотника перемещен в крайнее верхнее положение;

на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство для удаления жидкости из скважины состоит из корпуса 1, связанного с колонной насосно-компрессорных труб 2 посредством переводника 3. В переводнике 3 имеются радиальные отверстия 4, соединяющие затрубное пространство с кольцевой полостью 5 внутри корпуса с внутритрубным пространством 6 через сквозной радиальный канал 7 и осевой канал 8. Внутри корпуса 1 расположен эжектор 9, состоящий из основания 10, к которому прикреплены сопло 11, конусная втулка 12 и обратный клапан 13. В основании 10 имеются вертикальные каналы 14, связывающие полость обратного клапана 13 с камерой 15 разрежения эжектора.

Под эжектором 9 установлен гидравлический золотник 16, состоящий из неподвижного стакана 17 с патрубком 18, в нижней части которого выполнены радиальные каналы 19 цилиндра 20 комбинированного клапана 21, содержащего поршневой клапан 22 и телескопический клапан-отсекатель 23 с осевым глухим каналом 24 и с боковыми циркуляционными отверстиями 25.

Устройство работает следующим образом. После спуска устройства в скважину на насосно-компрессорных трубах 2 производят освоение скважины воздухом от компрессорной установки или высоконапорным газом, нагнетаемым в затрубье. Жидкость глушения будет вытесняться на поверхность через радиальные отверстия 4 в кольцевую полость 5 корпуса 1 через сквозной радиальный канал 7, осевой канал 8 во внутреннюю полость сопла 11 эжектора 9, во внутритрубное пространство 6.

После начала газопроявлений продуктивного пласта устройство автоматически включается в работу, при этом рабочим агентом, обеспечивающим вынос жидкости, является газ.

С целью создания стойкой пенной структуры газожидкостной смеси в затрубное пространство вводится поверхностно-активное вещество (ПАВ), например, сульфанол, превоцелл и др. Подхваченное газом ПАВ устремляется через радиальные отверстия 4 в кольцевую полость 5 корпуса 1 и далее через радиальный канал 7 и осевой канал 8 сопла 11. На выходе из сопла 11 газ и ПАВ смешиваются с подсасываемой из камеры разрежения 15 жидкостью, образуя устойчивую пенную газожидкостную смесь.

Подсос жидкости в камеру 15 разрежения эжектора из гидравлического золотника 16 происходит следующим образом. При возникновении разности давлений между затрубьем и насосно-компрессорными трубами осуществляется подъем жидкости из полости цилиндра 20 через радиальные каналы 19 патрубка 18, обратный клапан 13 и вертикальные каналы 14 в камеру разрежения 15. Одновременно с подъемом жидкости поднимается вверх комбинированный клапан 21 и поршневой клапан 22, отсекая приток забойной жидкости, поступающей в эжектор 9.

Подача жидкости практически прекращается на время движения поршневого клапана 22 в патрубке 18 до упора телескопического клапана-отсекателя 23 с основанием патрубка 18 и перекрывает входное отверстие клапана 13. Потоком газа порция устойчивой пенной структуры газожидкостной смеси, образовавшаяся в эжекторе 9, выносится в колонну нососно-компрессорных труб 2. Подъем такой порции пенной структуры по колонне насосно-компрессорных труб осуществляется одновременно с подъемом комбинированного клапана 21. Когда боковые циркуляционные отверстия 25 достигнут границы внутренней полости цилиндра 20 и забойная жидкость из затрубья через осевой глухой канал 24 и боковые циркуляционные отверстия 25 заполнит внутреннюю полость цилиндра 20, комбинированный клапан 21 под собственным весом опустится вниз с посадкой телескопического клапана-отсекателя 23 в первоначальное положение, чем приостановит поступление забойной жидкости в золотник 16.

Эти циклы повторяются, и по колонне насосно-компрессорных труб выносятся на поверхность порции пенной структуры газожидкостной смеси в виде пробок, которые разделены чистым газом. Для удаления забойной жидкости этим способом требуется незначительная пластовая энергия.

Такое техническое решение позволяет автономно производить вынос жидкости из скважин с низким пластовым давлением флюида (не ниже 0,1 Мпа) газовых и газоконденсатных месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, и обеспечивает надежную их работу в устойчивом режиме.