установка гидроимпульсная для освоения скважины

Формула изобретения

Установка гидроимпульсная для освоения скважины, содержащая аккумулятор давления с эластичным шаром, привод насоса, средоразделитель, глубинный насос с всасывающим и нагнетательным клапанами, отличающаяся тем, что аккумулятор давления в нижней части оснащен подвижным седлом с возвратной пружиной, а привод насоса и глубинного насоса выполнены с равноразмерными поршнями, жестко соединенными между собой полым штоком с клапанами на обоих его концах и одним или несколькими радиальными отверстиями, расположенными выше поршня глубинного насоса, причем в нижней части привода насоса расположены одно или несколько радиальных отверстий.

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; создании в призабойной зоне давления ниже пластового для вызова притока пластового флюида.

Известна гидроштанговая насосная установка (A.с. CCCP 853161, оп. 1981 г.), содержащая силовой и рабочий насосы, последний из которых выполнен в виде ступенчатого цилиндра с плунжером, нагнетательный и всасывающий клапаны, аккумулятор энергии и колонну насосно-компрессорных труб.

Недостатком этой установки является низкая эффективность притока продукции и сложность конструкции.

Известна установка для освоения скважин (п. РФ №2182677, оп. 20.05.2002 г.), 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 меньшей промежуточным патрубком, а на верхнем торце ступени меньшего цилиндра расположен амортизатор.

Недостатком 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.

Решаемая техническая задача 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.

Целью изобретения является повышение эффективности освоения скважин за счет гидроимпульсного воздействия на продуктивный пласт при низких и аномально низких пластовых давлениях, снижения затрат на проведение работ.

Поставленная цель достигается тем, что в известной установке гидроимпульсной для освоения скважины содержится аккумулятор давления с эластичным шаром, привод насоса, средоразделитель, глубинный насос с всасывающим и нагнетательным клапанами, причем аккумулятор давления в нижней части оснащен подвижным седлом с возвратной пружиной, а привод насоса и глубинный насос выполнены с равноразмерными поршнями, жестко соединенными между собой полым штоком с клапанами на обоих его концах и одним или несколькими радиальными отверстиями, расположенными выше поршня глубинного насоса, причем в нижней части привода насоса расположены одно или несколько радиальных отверстий.

На чертеже изображена установка гидроимпульсная для освоения скважины.

Установка гидроимпульсная для освоения скважины содержит глубинный насос 1, поршень 2, жестко связанный посредством полого штока 4 с равным ему по диаметру поршнем 5, привод насоса 6. В нижней части полого штока 4 устроено одно или несколько радиальных сквозных отверстий 20, которые расположены выше поршня 2, по концам полого штока смонтированы клапаны в клетках 3 и 7, привод насоса 6 и глубинный насос 1 соединены между собой посредством средоразделителя 8, в нижней части привода насоса 6 расположены одно или несколько радиальных сквозных отверстий 9. Сверху к приводу насоса 6 привинчен аккумулятор давления 10, включающий в себя корпус 17 с конфузором 18 и диффузором 19, эластичный шар 13, защитную решетку 20, подвижное седло 11 и возвратную пружину 12. Диффузор 19 и конфузор 18 гидравлически связаны посредством критического канала 14. Аккумулятор давления 10 соединен с колонной НКТ 15. Установка размещена в колонне обсадных труб 16 через пакер 21.

Установка работает следующим образом.

Трубная задвижка, расположенная на устье скважины, открыта на излив. Рабочая жидкость насосным агрегатом, расположенным на устье скважины, подается в межтрубное пространство 23, образованное колонной обсадных труб 16 и колонной НКТ 15, жидкость из межтрубного пространства через отверстия 9 поступает в полость 24 привода насоса 6, при движении поршня 5 вверх давление жидкости передается на шар 13, запирающий критический канал 14 аккумулятора давления 10 за счет действия пружины 12. Происходит накопление потенциальной энергии за счет деформации шара 13. При достижении критического значения давления жидкости шар 13 деформируется и продавливается из диффузора 19 в конфузор 18 через критический канал 14. Давление над поршнем 5 привода насоса 6 падает и происходит резкий скачек вверх, увлекая за собой поршень 2 глубинного насоса 1. Пластовый флюид, находящийся в полости 25 над поршнем 2, через отверстие 20, канал 26 полой штанги 4 и открытый клапан 7 перемещается в полость 27 над поршнем 5 привода насоса 6 и далее по колонне НКТ 15 на устье скважины. При этом под поршнем 2 глубинного насоса 1 создается разрежение и туда через открытый клапан 29 засасывается пластовый флюид из подпакерной зоны 22, заполняя внутреннюю полость 28 глубинного насоса 1.

После переключения насосного агрегата, расположенного на устье скважины, рабочая жидкость подается в колонну НКТ 15, при этом задвижка межтрубного пространства 25, расположенная на устье скважины, открыта на излив. В колонне НКТ 15 происходит повышение давления, при достижении его критического значения шар 13 деформируется и продавливается из конфузора 18 в диффузор 19. Конфузор 18 через критический канал 14 толкает подвижное седло 11 и сжимает тем самым пружину 12.

Давление жидкости толкает поршень 5 привода насоса 6, клапан 7 при этом закрыт. Жидкость, находящаяся под поршнем 5 в полости 24, через отверстия 9 перетекает в межтрубное пространство 23 и далее на устье скважины. При движении вниз поршень 5 посредством полого штока 4 толкает поршень 2 глубинного насоса 1, пластовый флюид, находящийся в полости 28 под поршнем 2, через открытый клапан 3 и отверстия 20 в полом штоке 4 перетекает в полость 25 глубинного насоса 1, расположенную над поршнем 2, заполняя ее. Закрытый клапан 29 препятствует передаче импульса давления в подпакерную зону 22.

Далее циклы повторяются необходимое число раз.

Предлагаемой установкой достигается динамическое возбуждение призабойной зоны пласта путем создания циклических депрессий на пласт и доставка отобранного пластового флюида по колонне НКТ на устье скважины.

Применение предлагаемой установки позволит качественно улучшить процесс освоения скважины после завершения строительства и капитального ремонта, причем этот процесс можно вести и на скважинах, где пластовое давление значительно ниже гидростатического, при этом за счет максимального использования внутреннего габарита обсадной колонны значительно повышается производительность установки, сокращается время обработки скважины, а следовательно, снижаются затраты на проведение работ.

Источники информации

1. А.с. СССР 853161, оп. 1981 г.

2. п. РФ №2182677, оп. 20.05.2002 г.