установка гидроимпульсная для освоения скважин

Формула изобретения

Установка гидроимпульсная для освоения скважин, включающая привод насоса с присоединенными по концам аккумулятором давления и глубинным насосом, отличающаяся тем, что аккумулятор давления в нижней части оснащен подвижным седлом с возвратной пружиной, опирающейся на защитную решетку, при этом воздействие на поршень привода насоса осуществляется непосредственно рабочей жидкостью, подаваемой насосным агрегатом с устья скважины, а полость, образованная поршнем привода насоса и поршнем глубинного насоса, гидравлически связана с межтрубным пространством, образованным обсадной колонной и колонной НКТ посредством одного или нескольких радиальных отверстий переводника привода насоса, причем глубинный насос в нижней части оснащен клапаном, предотвращающим передачу импульса давления в подпакерную зону.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к технике освоения нефтяных и газовых скважин.

Необходимость освоения скважин обусловлена технологией их строительства, которая заключается в разрушении горной породы механическим способом и создании в призабойной зоне давления ниже пластового для вызова притока пластового флюида.

Известен насос для освоения скважин, содержащий цилиндр, плунжер, соединенные трубчатыми штангами, нагнетательный и всасывающий клапан в клетке, выполненной с возможностью перемещения относительно корпуса, снабженного отверстиями, и перекрываемый клеткой при ее верхнем положении. (RU №2073118 C1, 10.02.1997).

Недостатком насоса является общая сложность конструкции и низкая производительность.

Известна установка для освоения скважин, содержащая насос, выполненный в виде ступенчатого цилиндра с плунжером, нагнетательный и всасывающий клапаны, аккумулятор энергии, выполненный в виде шара из упругого материала, размещенного в большей ступени цилиндра и размещенного на штоке, причем большая ступень цилиндра соединена с меньшим промежуточным патрубком, а на верхнем торце ступени меньшего цилиндра расположен амортизатор. (RU №2182677 C2, 20.05.2002).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность притока флюида и сложность конструкции из-за использования жесткой механической связки при передаче усилий от аккумулятора давления на привод глубинного насоса.

Задача изобретения состоит в обеспечении эффективного извлечения флюида из подпакерной зоны на устье по колонне НКТ с максимальным воздействием на пласт независимо от величины пластового давления, выноса пластового флюида из подпакерной зоны на устье скважины по колонне НКТ, для повышения эффективности освоения скважин за счет импульсного воздействия на продуктивный пласт.

Поставленая задача достигается тем, что в известной гидроимпульсной установке для освоения скважин, включающей в себя привод насоса с присоединенными по концам аккумулятором давления и глубинным насосом, причем аккумулятор давления в нижней части оснащен подвижным седлом с возвратной пружиной, опирающейся на защитную решетку, при этом воздействие на поршень привода насоса осуществляется непосредственно рабочей жидкостью, подаваемой насосным агрегатом с устья скважины, а полость, образованная поршнем привода насоса и поршнем глубинного насоса, гидравлически связана с межтрубным пространством, образованным обсадной колонной и колонной НКТ посредством одного или нескольких радиальных отверстий переводника привода насоса, причем глубинный насос в нижней части оснащен клапаном, предотвращающим передачу импульса давления в подпакерную зону.

Установка гидроимпульсная для освоения скважин содержит аккумулятор давления 1, включающий в себя корпус 2 с конфузором 3 и диффузором 4, эластичный шар 5, меняющий свою форму под воздействием давления рабочей жидкости, а после снятия нагрузки восстанавливающий первоначальную форму, защитные решетки 7 и 8. Аккумулятор давления 1 в нижней части оснащен подвижным седлом 9 с возвратной пружиной 10, опирающейся на защитную решетку 8. Конфузор 3 и диффузор 4 гидравлически связаны между собой посредством критического канала 6. Через переводник 11 аккумулятор давления 1 присоединен к одному концу привода насоса 12, включающему в себя верхний переводник 13, поршень 14, закрепленный на штоке 15. Переводник 16 привода насоса 12 оснащен одним или несколькими сквозными радиальными отверстиями 17 и соединяет другой конец привода насоса 12 с глубинным насосом 19, поршень 18 которого оснащен клапаном 20 и жестко соединен посредством штока 15 с поршнем 14 привода насоса 12, причем диаметр поршня 14 привода насоса 12 больше диаметра поршня 18 глубинного насоса 19. В нижней части глубинного насоса 19 расположен клапан 21. Подпоршневое пространство 22 глубинного насоса 19 гидравлически связано через открытый клапан 20, канал 23 в штоке 15 и окна 24, через полость 25, образованную поршнем 18 глубинного насоса 19 и поршнем 14 привода насоса 12, и через отверстия 17 в переводнике 16 - с межтрубным пространством 26, образованным колонной НКТ 27 и обсадной колонной 28. Межтрубное пространство 26 отделено от подпакерной зоны 30 пакером 29.

Установка гидроимпульсная для освоения скважин работает следующим образом.

Трубная задвижка, расположенная на устье скважины, открыта на излив. Рабочая жидкость (вода, нефть) насосным агрегатом, расположенным на устье скважины, подается в межтрубное пространство 26, образованное колонной обсадных труб 28 и колонной НКТ 27, откуда через отверстия 17 попадает в полость 25, образованную поршнем 14 привода насоса 12 и поршнем 18 глубинного насоса 19. За счет разницы площадей поршня 14 и поршня 18 давление рабочей жидкости передается на шар 5 аккумулятора давления 1, который за счет действия пружины 10 плотно перекрывает критический канал 6. Происходит накопление потенциальной энергии за счет деформации эластичного шара 5. При достижении критического значения давления рабочей жидкости шар 5 деформируется и проталкивается через критический канал 6 в конфузор 3 аккумулятора давления 1. Поршень 14 привода насоса 12 начинает движение вверх, увлекая за собой поршень 18 глубинного насоса 19, жестко связанный с ним посредством штока 15. При этом давление в полости 22 глубинного насоса 19 падает, клапан 21 открывается, и полость 22 заполняется пластовым флюидом из подпакерной зоны 30. Пластовый флюид, находящийся в полости 25, через отверстия 17 перетекает в межтрубное пространство 26. После переключения насосного агрегата, расположенного на устье скважины, рабочая жидкость подается в колонну НКТ 27, при этом задвижка межтрубного пространства 26, расположенная на устье скважины, открыта на излив. Давление в колонне НКТ 27 повышается, и при достижении критического значения шар 5 аккумулятора давления 1 деформируется и проталкивается из конфузора 3 через критический канал 6 в диффузор 5, толкая подвижное седло 9 и сжимая возвратную пружину 10, давление жидкости передается на поршень 14 привода насоса 12, происходит его резкое перемещение вниз, при этом вниз перемещается жестко связанный с ним поршень 18 глубинного насоса 19. Клапан 21 глубинного насоса 19 закрывается и тем самым не допускает передачи импульса давления в подпакерную зону 30. Клапан 20, расположеный на поршне 18, открывается, и пластовый флюид, находящийся в полости 22 через канал 23 и окна 24 штока 15, перетекает в полость 25, откуда через отверстия 17 в межтрубное пространство 26 и далее на устье скважины. Циклы повторяются необходимое число раз.

Описываемой гидроимпульсной установкой для освоения скважин достигают динамическое возбуждение подпакерной зоны путем создания циклической депрессии.

Применение установки позволит оптимизировать процесс освоения скважины после завершения строительства и капитального ремонта, сократив при этом время на монтаж и демонтаж установки, тем самым снизить затраты на проведение работ.