насосно-эжекторная импульсная скважинная установка

Формула изобретения

Насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу-вверх хвостовик, гидроимпульсное устройство, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и двухступенчатый проходной канал, причем в двухступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки сменных функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом и депрессионной, активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой при установке последней и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем этой вставкой, при ее установке, перекрыто поперечное сечение колонны труб, отличающаяся тем, что пакер выполнен с центральным каналом, гидроимпульсное устройство состоит из двух частей: стационарной и спускаемой, при этом в стационарной части, установленной на колонне труб ниже пакера, выполнен двухступенчатый проходной канал с возможностью пропуска через него закрепленных на каротажном кабеле или проволоке приборов и устройств для исследования и обработки продуктивного пласта, например, перфоратора или излучателя и приемника-преобразователя физических полей, и размещения в нем выполненной в виде вставки спускаемой части гидроимпульсного устройства и сменных функциональных вставок для исследования и обработки продуктивного пласта и пластового флюида, причем последние и спускаемая часть гидроимпульсного устройства выполнены с возможностью их прохода через ступенчатый проходной канал струйного насоса и центральный канал пакера, а диаметр нижней ступени проходного канала стационарной части гидроимпульсного устройства не менее чем на 1 мм меньше диаметра нижней ступени проходного канала струйного насоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к скважинным установкам для испытания и освоения скважин.

Известна насосно-эжекторная скважинная установка, содержащая установленный на колонне труб струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения и диффузором (патент US 4744730, кл. F 04 F 5/00, 17.05.1988).

Однако данная установка не имеет возможности оказывать какое-либо воздействие на прискважинную зону продуктивного пласта, что резко сужает возможности использования данной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является насосно-эжекторная импульсная скважинная установка, содержащая смонтированные на колонне труб снизу-вверх хвостовик, гидроимпульсное устройство, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и двухступенчатый проходной канал, причем в двухступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки сменных функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом и депрессионной, активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой при установке последней и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем этой вставкой при ее установке перекрыто поперечное сечение колонны труб (патент RU 2143600, кл. F 04 F 5/54, 27.12.1999).

Данная установка позволяет производить обработку прискважинной зоны продуктивного пласта с помощью гидроимпульсного устройства. Однако в данной установке ограничены возможности по проведению исследования скважины как перед проведением обработки прискважинной зоны, так и после ее обработки, что связано с необходимостью извлечения колонны труб из скважины, чтобы обеспечить возможность исследования скважины ниже уровня расположения в скважине гидроимпульсного устройства.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение функциональных возможностей установки и повышение эффективности проводимых исследований и обработки прискважинной зоны продуктивного пласта.

Указанная задача решается за счет того, что насосно-эжекторная импульсная скважинная установка содержит смонтированные на колонне труб снизу-вверх хвостовик, гидроимпульсное устройство, пакер и струйный насос, в корпусе которого установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и двухступенчатый проходной канал, причем в двухступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки сменных функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом и депрессионной, активное сопло со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой при установке последней и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем этой вставкой при ее установке перекрыто поперечное сечение колонны труб, пакер выполнен с центральным каналом, а гидроимпульсное устройство состоит из двух частей: стационарной и спускаемой, при этом в стационарной части, установленной на колонне труб ниже пакера, выполнен двухступенчатый проходной канал с возможностью пропуска через него закрепленных на каротажном кабеле или проволоке приборов и устройств для исследования и обработки продуктивного пласта, например перфоратора или излучателя и приемника-преобразователя физических полей, и размещения в нем выполненной в виде вставки спускаемой части гидроимпульсного устройства и сменных функциональных вставок для исследования и обработки продуктивного пласта и пластового флюида, причем последние и спускаемая часть гидроимпульсного устройства выполнены с возможностью их прохода через двухступенчатый проходной канал струйного насоса и центральный канал пакера, а диаметр нижней ступени проходного канала стационарной части гидроимпульсного устройства не менее чем на 1 мм меньше диаметра нижней ступени проходного канала струйного насоса.

Анализ проводимых в скважине работ по их исследованию и обработке прискважинной зоны продуктивного пласта показал, что все эти работы можно проводить без извлечения колонны труб на поверхность, что позволяет значительно повысить эффективность проводимых исследований. Этого удалось добиться в первую очередь благодаря тому, что и корпус струйного насоса, и пакер, и гидроимпульсное устройство выполнены с проходным каналом, что позволяет производить через колонну труб спуск и установку в зоне продуктивного пласта различного рода оборудования, например перфоратора или источника и приемника-преобразователя физических полей. Более того, выполнение гидроимпульсного устройства составным, состоящим из двух частей - стационарной и спускаемой, позволило использовать стационарную часть для размещения в ней различного рода оборудования, например функциональной вставки для регистрации кривых восстановления пластового давления. Для этого в стационарной части гидроимпульного устройства центральный проходной канал выполнен в виде двухступенчатого проходного канала, что и позволяет устанавливать и фиксировать в стационарной части гидроимпульсного устройства указанное выше оборудование. Существенное значение имеет рациональное использование поперечного сечения колонны труб, чтобы обеспечить, насколько это возможно, минимально возможное гидравлическое сопротивление для протекания откачиваемого из скважины флюида и в тоже время дать возможность устанавливать различного рода функциональные вставки как в двухступенчатом проходном канале корпуса струйного насоса, так и в двухступенчатом проходном канале стационарной части гидроимпульсного устройства. При этом функциональная вставка, которая предназначена для установки в стационарной части гидроимпульсного устройства, не должна застревать в корпусе струйного насоса при ее спуске по колонне труб. Этого удалось добиться при условии, что диаметр нижней ступени проходного канала стационарной части гидроимпульсного устройства не менее чем на 1 мм меньше диаметра нижней ступени проходного канала струйного насоса.

Таким образом, описанная выше насосно-эжекторная установка обеспечивает возможность проведения комплексных исследований продуктивного пласта и скважины в целом и предоставляет возможность проводить обработку прискважинной зоны продуктивного пласта различными методами, включая гидроимпульную обработку, ультразвуковую обработку и кислотную обработку прискважинной зоны продуктивного пласта.

На фиг. 1 представлен продольный разрез установки с установленным в скважине излучателем и приемником-преобразователем физических полей, на фиг. 2 представлен продольный разрез установки перед началом гидроимпульсной обработки с собранным гидроимпульсным устройством и блокирующей вставкой в корпусе струйного насоса.

Насосно-эжекторная импульсная скважинная установка содержит смонтированные на колонне труб 1 снизу-вверх хвостовик 2 с входной воронкой 3, гидроимпульсное устройство 4, пакер 5 и струйный насос 6, в корпусе 7 которого установлены активное сопло 8 и камера смешения 9 с диффузором, а также выполнены канал подвода активной среды 10, канал подвода откачиваемой из скважины среды 11 и двухступенчатый проходной канал 12, причем в последнем предусмотрена возможность установки сменных функциональных вставок: блокирующей 13 со сквозным проходным каналом 14 и депрессионной (не показана). Активное сопло 8 со стороны входа в него перекрыто блокирующей вставкой 13 при установке последней и открыто для подвода активной среды при установке депрессионной вставки, причем этой вставкой при ее установке перекрыто поперечное сечение колонны труб 1. Пакер 5 выполнен с центральным каналом 15, гидроимпульсное устройство 4 для обработки продуктивного пласта 16 состоит из двух частей: стационарной 17 и спускаемой 18. В стационарной части 17, установленной на колонне труб 1 ниже пакера 5, выполнен двухступенчатый проходной канал 19 с возможностью пропуска через него закрепленных на каротажном кабеле или проволоке 20 приборов и устройств для исследования и обработки продуктивного пласта, например перфоратора (не показан) или излучателя и приемника-преобразователя физических полей 21, и размещения в нем выполненной в виде вставки спускаемой части 18 гидроимпульсного устройства 4 и сменных функциональных вставок для исследования и обработки продуктивного пласта и пластового флюида, причем последние и спускаемая часть 18 гидроимпульсного устройства 4 выполнены с возможностью их прохода через ступенчатый проходной канал 12 струйного насоса 6 и центральный канал 15 пакера 5, а диаметр D₁ нижней ступени проходного канала 19 стационарной части 17 гидроимпульсного устройства 4 не менее чем на 1 мм меньше диаметра D₂ нижней ступени проходного канала 12 струйного насоса 6. В стационарной части 17 гидроимпульсного устройства выполнены сопловые отверстия 22. При установке в скважине излучателя и приемника-преобразователя физических полей 21 на каротажном кабеле или проволоке 20 подвижно располагают герметизирующий узел 23, который устанавливают в двухступенчатом проходном канале 12 корпуса 7 струйного насоса 6.

Колонну труб 1 с хвостовиком 2, стационарной частью 17 гидроимпульсного устройства 4, пакером 5 и струйным насосом 6 спускают в скважину и устанавливают хвостовик 2 над кровлей продуктивного пласта 16. Затем на каротажном кабеле или проволоке 20 спускают в скважину герметизирующий узел 23 и излучатель и приемник-преобразователь физических полей 21. Герметизирующий узел 23 устанавливают в двухступенчатом проходном канале 12 струйного насоса 6, а излучатель и приемник-преобразователь физических полей располагают в зоне продуктивного пласта 16. Производят распакеровку пакера 5. Активную жидкую среду по колонне труб 1 подают в активное сопло 8 струйного насоса 6. Активная жидкая среда, истекая из активного сопла 8, откачивает из подпакерной зоны скважины находящуюся в ней среду, создавая в подпакерной зоне требуемый уровень депрессии на продуктивный пласт 16. Одновременно проводят запись профиля притока и определяют с помощью излучателя и приемника-преобразователя физических полей 21 неработающие пропластки продуктивного пласта 16. Извлекают излучатель и приемник-преобразователь физических полей 21 с герметизирующим узлом 23 и каротажным кабелем или проволокой 20. Производят депакеровку пакера 5 и устанавливают в стационарной части 17 гидроимпульсного устройства 4 спускаемую часть 18. В двухсупенчатом проходном канале 12 струйного насоса 6 устанавливают блокирующую вставку 13. С помощью колонны труб 1 располагают гидроимпульсное устройство напротив неработающего пропластка продуктивного пласта 16. По колонне труб 1 через блокирующую вставку 13 и спускаемую часть 18 гидроимпульсного устройства 4 подают в сопловые отверстия 22 стационарной части 17 жидкую среду, которая, истекая из сопловых отверстий 22, производит обработку призабойной зоны продуктивного пласта 16. При необходимости после гидроимпульсной обработки продуктивного пласта 16 производят извлечение блокирующей вставки 13 и спускаемой части 18 гидроимпульсного устройства 4. После этого в двухступенчатом проходном канале 12 может быть произведена установка депрессионной вставки или герметизирующего узла 23 с пропущенным через него каротажным кабелем или проволокой 20, на которой установлен, например, излучатель и приемник-преобразователь физических полей 21. Подачей активной жидкой среды по колонне труб 1 в активное сопло 8 может быть произведена откачка из подпакерной зоны пластового флюида с кольматирующими частицами. Таким образом, может быть произведена очистка подпакерной зоны скважины. После этого может быть повторно создана депрессия на продуктивный пласт 16, замерен профиль притока пластового флюида и сделан вывод о готовности скважины к штатной эксплуатации.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтегазовой промышленности при проведении работ по освоению и ремонту скважин.