устройство для дозировки реагента в скважине

Формула изобретения

1. Устройство для дозировки реагента в скважине, включающее контейнер для реагента с разделителем, дозировочный узел с клапаном, выполненным в виде жестко соединенных собственно клапана, штока и диска, установленного на штоке с возможностью перемещения и приводимого в действие потоком жидкости, всасываемой насосом, кольцевой канал переменной длины для дозированного выпуска реагента, отличающееся тем, что оно снабжено втулкой конусного сечения, в которой размещен диск с возможностью плавного изменения его подъемной силы и подъема штока клапана при ходе плунжера насоса вверх.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что днище контейнера для реагента снабжено обратным клапаном, а разделитель выполнен в виде многоступенчатой манжеты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти.

Наиболее эффективным использованием реагентов при добыче нефти для повышения эффективности технологического процесса является введение реагента перед глубинным насосом в скважине, т.е. в самом начале движения нефтеводяной смеси в насосно-компрессорной трубе.

Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом (патент РФ 2085707, кл. 6 Е 21 В 37/06, 43/00, опубл. 27.07.97), содержащее дозировочный узел, контейнер для реагента с разделителем в виде поплавка из полого цилиндра, заполненного жидкостью с плотностью, обеспечивающей его плавучесть в пластовой жидкости. Дозировка реагента происходит только при работе штангового насоса в скважине.

Недостатком устройства является то, что в качестве разделителя используется поплавок, который при малой разности плотностей разделяемых жидкостей работает ненадежно, так как может сместиться от границы раздела жидкостей.

Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину (патент РФ №2132930, кл. 6 Е 21 В 37/06, опубликован 10.07.99), содержащее контейнер для реагента с разделителем, дозировочный узел с клапаном, выполненным в виде жестко соединенных собственно клапана, штока и двух дисков - большого и малого, приводимых в действие от перепада давления, возникающего при всасывании насоса, а канал для дозированного выпуска реагента представляет собой кольцевой канал переменной длины, который образован размещением конца штока в виде тонкого цилиндрического стержня в цилиндрическом отверстии седла клапана. Кольцевой канал переменной длины позволяет регулировать дозу реагента в широком диапазоне изменений.

Недостатком является ненадежная работа узла подъема штока клапана, состоящегося из двух подвижных дисков - большого и малого внутри цилиндрической части корпуса дозатора. При этом подъемная сила дисков в потоке жидкости изменяется скачком и нарушается плавность движения штока клапана, снижается надежность дозировки реагента.

С целью повышения надежности и эффективности работы, обеспечения работы в самых разных условиях эксплуатации нефтедобывающих скважин в известном устройстве для дозировки реагента в скважину, содержащем контейнер для реагента с разделителем, дозировочный узел с клапаном, выполненным в виде жестко соединенных собственно клапана, штока и диска, установленного на штоке с возможностью перемещения и приводимого в действие потоком жидкости, всасываемой насосом, кольцевой канал переменной длины для дозированного выпуска реагента, согласно изобретению оно снабжено втулкой конусного сечения, в которой размещен диск с возможностью плавного изменения его подъемной силы и подъема штока клапана при ходе плунжера насоса вверх, днище контейнера для реагента снабжено обратным клапаном, а разделитель выполнен в виде многоступенчатой манжеты.

Размещение диска для подъема штока во втулке конусного сечения обеспечивает плавную и надежную работу клапана при работе насоса скважины.

Разделитель в виде многоступенчатой манжеты предупреждает смешение реагента с поступающей в контейнер пластовой жидкостью. Использование такого разделителя позволяет эффективно эксплуатировать дозатор в любых случаях соотношений плотностей реагента и пластовой жидкости.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Устройство состоит из дозировочного узла, контейнера для реагента и разделителя. Дозировочный узел включает корпус 1 с окнами 2, седло клапана 3, клапана 4, штока 5, диска 6, втулки конусного сечения 7, опоры направляющей штока 8, ограничителя-регулятора хода штока 9. Контейнер для реагента включает днище 10 с обратным клапаном 11, насосно-компрессорные трубы 12 необходимой длины, муфту 13 для соединения труб. Разделитель состоит из корпуса 14 и манжет 15.

Устройство монтируется и работает следующим образом.

Устройство из отдельных узлов собирается непосредственно на устье скважины перед спуском в скважину. К днищу 10 с обратным клапаном 11 вварачивают насосно-компрессорную трубу. При этом в эту трубу с нижней стороны помещают разделитель, состоящий из корпуса 14 и манжет 15. Трубу с днищем подвешивают на устье скважины и далее собирают колонну необходимой длины из труб, соединяя их муфтами 13, в качестве контейнера для реагента. После оборки контейнера заливают реагент через открытый конец трубы на устье скважины. При этом обратный клапан 11 на днище 10 контейнера закрыт и реагент сохраняется в контейнере. Далее к контейнеру соединяют дозировочный узел, отрегулированный с учетом характеристик скважины. Производится регулировка клапана 4 на заданную дозировку реагента путем изменения положения ограничителя-регулятора хода штока 9 и опоры направляющей штока 8, регулируется ход диска 6 во втулке конусного сечения 7 с учетом дебита скважины путем изменения положения гаек на штоке 9 выше диска 6. Регулировочные работы производятся в соответствии с данными, полученными при испытаниях на стенде, моделирующего работу устройства в скважине.

К дозировочному узлу с помощью муфты 13 соединяется насос и далее все опускается путем соединения труб и штанг до расчетного уровня в скважине. При включении в работу насоса начинается дозировка реагента в пластовую жидкость перед насосом. Вытеснение реагента из контейнера происходит за счет перепада давления в затрубном пространстве и контейнере с реагентом на уровне выхода реагента из контейнера. Перепад давления создается из-за разной величины плотностей пластовой жидкости и реагента.

Вместимость контейнера определяется по расходу реагента и времени работы скважины до следующей заправки контейнера реагентом. При необходимости заправки контейнера реагентом выполняются подъемные операции всего оборудования, находящегося в скважине, и контейнер снова заполняется реагентом, и при этом производятся необходимые регулировочные работы дозирующего устройства.

Размещение диска 6 в втулке конусного сечения 7 обеспечивает плавное изменение подъемной силы диска 6 и подъем штока клапана 4 при ходе плунжера насоса вверх, т.е. при всасывании пластовой жидкости, и позволяет дозировку реагента в нормальном режиме, создает условия для надежной работы дозирующего устройства.

Выполнение разделителя в виде многоступенчатой манжеты обеспечивает надежную работу разделителя при любых величинах плотноотей реагента и пластовой жидкости. Многоступенчатость манжеты исключает возможность застревания манжеты на стыках труб, так как при попадании одной ступени манжеты в стык труб другие ступени манжеты обеспечивают необходимую работоспособность разделителя внутри контейнера для реагента. Такой разделитель движется за реагентом при его расходовании за счет перепада давления ниже и выше разделителя, а не за счет плавучести как поплавковый разделитель, поэтому разделитель в виде многоступенчатой манжеты надежно работает и когда под разделителем плотность жидкости меньше, чем плотность реагента выше разделителя. При этом вес разделителя должен быть меньше силы трения манжет о стенку контейнера, чтобы исключить оседание разделителя в среде жидкости в контейнере. Такая возможность дозирующего устройства позволяет его использовать и при случаях замещения реагента нефтью через нижнее отверстие контейнера.

Таким образом, предлагаемое техническое решение повышает надежность и эффективность дозирующего устройства, обеспечивает заданную дозировку реагента в самых разных условиях эксплуатации нефтедобывающих скважин.