устройство для гидроимпульсной обработки призабойной зоны скважин

Формула изобретения

Устройство для гидроимпульсной обработки призабойной зоны скважин, содержащее распределитель потоков с каналом для закачки химического реагента, сопло, камеру смешения и аккумулятор давления, включающий корпус с конфузором и диффузором и эластичный шар, отличающееся тем, что в корпусе распределителя потоков выполнен второй канал с обратным клапаном, а в первом канале установлен запорный клапан с дифференциальным поршнем, больший диаметр которого обращен к призабойной зоне пласта, при этом аккумулятор давления с эластичным шаром в нижней части оснащен подвижным седлом и возвратной пружиной, опирающейся на защитную решетку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для очистки призабойной зоны скважины путем гидроимпульсного воздействия.

Известно устройство для воздействия на призабойную зону скважины (RU №2151283 С1, 20.06.2000), включающее в себя нагнетательную и разрядную камеры с отверстиями для потока жидкости, отделенные друг от друга запирающим элементом в виде шара, располагаемым в коническом седле. Шар выполнен из эластичного материала, меняющего форму под воздействием давления, и при продавливании через камеру возникает серия гидравлических ударов.

Недостатком устройства является незначительное увеличение производительности скважины после воздействия в случае разрушения адсорбционного слоя и создания продуктов кольматации и, как следствие, краткосрочность наблюдаемого эффекта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для гидродинамического воздействия на призабойную зону скважины, содержащее корпус, нагнетательную и разрядную камеры, отделяемые друг от друга запирающим элементом в виде шара, выполненного из эластичного материала, в верхней части устройства установлен струйный насос, гидравлически связанный с нагнетательной камерой гидродинамического устройства эксцентричным каналом, с седлом в верхней части канала, запираемого шаровым клапаном, сбрасываемым с устья скважины ( RU № 29333 U1,10.05.2003).

Недостатком данного устройства является невозможность многократной смены режимов обработки призабойной зоны скважины без подъема колонны НКТ.

Задача изобретения состоит в разработке устройства для гидроимпульсной обработки скважин, позволяющего многократно производить циклы обработки призабойной зоны пласта разными химическими реагентами и на длительный период времени эксплуатации повысить производительность скважин.

Поставленная задача решается тем, что устройство для гидроимпульсной обработки призабойной зоны скважин содержит распределитель потоков с каналом для закачки химического реагента, сопло, камеру смешения и аккумулятор давления, включающий корпус с конфузором и диффузором и эластичный шар, причем в корпусе распределителя потоков выполнен второй канал с обратным клапаном, а в первом канале установлен запорный клапан с дифференциальным поршнем, больший диаметр которого обращен к призабойной зоне пласта, при этом аккумулятор давления с эластичным шаром в нижней части оснащен подвижным седлом и возвратной пружиной, опирающейся на защитную решетку.

На чертеже изображена конструктивная схема устройства для гидроимпульсной обработки призабойной зоны скважин.

Устройство состоит из аккумулятора давления 1, включающего корпус 2 с конфузором 3 и диффузором 4, эластичный шар 5, защитные решетки 7 и 8, подвижное седло 9 и возвратную пружину 10. Диффузор 4 и конфузор 3 гидравлически связаны посредством критического канала 6.

Верхняя резьбовая часть аккумулятора давления 1 через резьбовую муфту 11 свинчена с распределителем потоков 12, включающим корпус 13 с каналами 14 и 15, сопло 16, камеру смешения 17, диффузор 18, запорный клапан 19 с дифференциальным поршнем 20, установленный на канале для закачки химических реагентов 15, и обратный клапан 21, установленный на канале 14.

Устройство работает следующим образом: при закрытой затрубной задвижке на устье скважины с использованием принципа гидрозамка для предотвращения попадания химических реагентов в затрубное пространство через сопло 16, камеру смешения 17 и выходной диффузор 18 химический реагент (глинокислота) от насосного агрегата по колонне НКТ 22 через канал 15 поступает к запорному клапану 19, при повышении давления дифференциальный поршень 20 запорного клапана 19 перемещается вниз и через отверстия 23 рабочий раствор попадает в верхнюю камеру 24 аккумулятора давления 1 и давлением жидкости прижимает эластичный шар 5 к конфузору 3, перекрывая при этом критический канал 6. При достижении расчетного давления эластичный шар 5 начинает деформироваться и проталкиваться в критический канал 6 и далее в диффузор 4. Продолжая двигаться, эластичный шар 5 толкает подвижное седло 9, сжимая пружину 10. В это время в пространстве под пакером 27 происходит резкий скачок давления (гидроудар) и рабочая жидкость через перфорационные отверстия 25 поступает в призабойную зону пласта 26.

После прекращения подачи рабочего раствора пружина 10 толкает подвижное седло 9 и прижимает эластичный шар 5 к диффузору 4, перекрывая при этом критический канал 6. Открыв трубную задвижку на устье скважины, давление в колонне НКТ 22 понижается до гидростатического, при этом дифференциальный поршень 20 запорного клапана 19 возвращается в исходное положение, перекрывая при этом гидравлическую связь через канал 15 между колонной НКТ 22 и верхней камерой 24 аккумулятора давления 1. Одновременно с этим обратный клапан 21 открывается и между колонной НКТ 22 и верхней камерой 24 аккумулятора давления 1 появляется гидравлическая связь через канал 14 и сопло 16. Давление в верхней камере 24 аккумулятора давления также понижается до гидростатического. Избыточным давлением, образовавшимся в подпакерном пространстве 28 вследствие закачки в зону перфорации рабочего раствора, эластичный шар 5 продавливается через критический канал 6 в верхнюю камеру 24 аккумулятора давления 1, при этом давление в подпакерном пространстве резко снижается до гидростатического, что способствует отрыву кольматанта и продуктов реакции.

Последующие циклы ударно-химического воздействия повторяются в той же последовательности.

Вынос кольматанта и продуктов реакции из призабойной зоны пласта осуществляется следующим образом.

Открыв затрубную задвижку на устье скважины, насосным агрегатом закачивают промывочную жидкость (воду) в колонну НКТ 22. Из колонны НКТ 22 вода подается в сопло 16, камеру смешения 17, выходной диффузор 18 и далее по затрубному пространству на устье скважины. При этом возникает эффект эжекции и в канале 14 происходит падение давления, вследствие чего обратный клапан 21 открывается и появляется гидравлическая связь между подпакерным пространством 28 и камерой смешения 17. Происходит падение давления в подпакерном пространстве, гидравлически связанном через отверстия 25 с призабойной зоной пласта 26, пластовый флюид из призабойной зоны пласта 26 через отверстия 25 поступает в подпакерное пространство 28 и далее через аккумулятор давления 1, канал 14 распределителя потоков 12 попадает в камеру смешения 17, где, смешиваясь с промывочной жидкостью, через выходной диффузор 18 по затрубному пространству подается на устье скважины, вынося с собой кольматант и продукты реакции, образовавшиеся в результате реакции раствора химического реагента (глинокислоты) и гидравлических импульсов.

При необходимости производится несколько циклов закачки различных химических .реагентов в призабойную зону пласта и отбор продуктов реакции и кольматанта на устье скважины без проведения дополнительных спуско-подъемных операций и смены оборудования.

Изобретением достигается эффективное перемещение пластовой жидкости из застойных зон и каналов в зоны активного дренирования с возможностью выноса кольматационного материала и продуктов реакции сразу после обработки в различной последовательности, позволяя увеличить дебит скважины за счет улучшения коллекторных свойств пласта, причем весь цикл обработки проводится только по колонне НКТ.