скважинная струйная установка для очистки забоя скважин от песчаных пробок в условиях аномально-низких пластовых давлений

Формула изобретения

1. Скважинная струйная установка для очистки забоя скважин от песчаных пробок, содержащая установленные на гибкой колонне насосно-компрессорных труб (ГНКТ) эжекторный насос, включающий корпус, в котором установлены соосно ГНКТ сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены осевой канал и сообщенный с ним поперечный канал подвода рабочей среды, выполненный ниже сопла, причем параллельно осевому каналу выполнен канал подвода откачиваемой из скважины среды, со стороны верхнего конца осевой канал сообщен с соплом, а со стороны нижнего конца осевой канал сообщен с установленной под корпусом с возможностью вращения под действием истекающей рабочей среды вокруг оси осевого канала многосопловой форсункой, ниже поперечного канала на наружной боковой поверхности корпуса установлен уплотнитель из эластичного материала, например из резины, состоящий не менее чем из двух уплотнительных манжет, разделенных металлическими прокладками.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что диаметр сопел многосопловой форсунки рассчитан на подачу через них от 10 до 20% рабочей среды, подаваемой в установку через поперечный канал подвода рабочей среды, а эжекторный насос рассчитан на коэффициент эжекции не ниже 0,20.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным струйным установкам для освоения скважин.

Известен струйный аппарат для промывки скважин, содержащий связанный с колонной труб корпус, размещенные в его нижней части пакерную манжету и взаимодействующий с ней поршень, гидравлически соединенный с каналом подвода активной среды, установленный в верхней части корпуса над манжетой струйный насос, включающий соединенное с каналом подвода активной среды сопло, диффузор с выходным отверстием в надпакерное пространство, камеру смешения, соединенную с подпакерной зоной каналом подвода пассивной среды, и образованные в корпусе центральную полость и сообщенный с ней коаксиальный последней и поршню кольцевой канал подвода активной среды (см. патент RU 2139422, 10.10.1999).

Однако выполнение струйного аппарата с поршнем и выполненным коаксиально центральной полости кольцевым каналом подвода активной среды к поршню усложняет конструкцию устройства, что приводит в ряде случаев к трудностям при размещении такой установки в скважине и снижению надежности ее работы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая струйный насос, узел разобщения, включающий патрубок, коаксиально установленный в корпусе с образованием всасывающего кольцевого канала, верхний и нижний пакерующие элементы и узел разрушения песчаной пробки, при этом струйный насос расположен над узлом разобщения, каждый пакерующий элемент состоит из распределительной гильзы с посадочным местом в верхней части, при этом струйный насос и узел разобщения имеют общую всасывающую вакуумную линию, образованную всасывающей кольцевой полостью струйного насоса, кольцевой полостью, радиальными отверстиями, всасывающим кольцевым каналом и радиальными отверстиями с уклоном вниз относительно оси устройства узла разобщения.

Данная установка позволяет проводить очистку скважины от песчаной пробки и шлама, однако конструкция данной установки имеет достаточно много подвижных подпружиненных элементов, что в условиях работы установки в скважине при откачке жидких сред в смеси с песком приводит к снижению надежности работы установки.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции установки.

Технический результат заключается в повышении эффективности проводимых работ по разрушению песчаных пробок и повышении надежности работы струйного насоса.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная струйная установка для очистки забоя скважин от песчаных пробок содержит установленные на гибкой колонне насосно-компрессорных труб (ГНКТ) эжекторный насос, включающий корпус, в котором установлены соосно ГНКТ, сопло и камера смешения с диффузором, а также выполнены осевой канал и сообщенный с ним поперечный канал подвода рабочей среды, выполненный ниже сопла, причем параллельно осевому каналу выполнен канал подвода откачиваемой из скважины среды, со стороны верхнего конца осевой канал сообщен с соплом, а со стороны нижнего конца осевой канал сообщен с установленной под корпусом, с возможностью вращения под действием истекающей рабочей среды вокруг оси осевого канала, многосопловой форсункой, ниже поперечного канала на наружной боковой поверхности корпуса установлен уплотнитель из эластичного материала, например из резины, состоящий не менее чем из двух уплотнительных манжет, разделенных металлическими прокладками.

Диаметр сопел многосопловой форсунки предпочтительно рассчитан на подачу через них от 10 до 20% рабочей среды, подаваемой в установку через поперечный канал подвода рабочей среды, а эжекторный насос предпочтительно рассчитан на коэффициент эжекции не ниже 0,20. Анализ проводимых в скважине работ по разрушению песчаных пробок показал, что очистка забоя скважин от песчаных пробок является важной проблемой при ремонте и освоении скважин. Пробкообразование, в основном, происходит при эксплуатации скважин, коллекторы которых представлены слабосцементированными песчанниками. Песок выносится из пласта в ствол скважины в результате разрушения пород под воздействием давления и фильтрационного напора пластовых флюидов. Песок, поступающий в скважину, осаждаясь на забое, образует пробку, которая приводит к снижению дебита скважины и интенсивному износу эксплуатационного оборудования.

Удаление пробки - трудоемкая ремонтная операция, связанная с потерями добычи из скважины.

Описываемая в изобретении скважинная струйная установка для очистки забоя скважин от песчаных пробок позволяет проводить разрушение песчаных пробок и промывку скважины без создания противодавления на продуктивный пласт. Разрушение песчаной пробки достигается одновременным воздействием на нее потока жидкой среды из сопел вращающейся многосопловой форсунки и созданием струйной установкой зоны пониженного давления в месте размыва песчаной пробки, что позволяет проводить работы при низких пластовых давлениях без загрязнения прискважинной зоны пласта рабочей средой. Таким образом, была решена поставленная в изобретении задача - повышение эффективности проводимых работ по разрушению песчаных пробок в скважинах.

В ходе проводимых исследований наилучшее сочетание работы форсунок и эжекторного насоса достигнуто при диаметре сопел форсунок, рассчитаном на подачу через них от 10 до 20% рабочей среды, подаваемой в установку через поперечный канал подвода рабочей среды, а эжекторный насос при этом рассчитан на коэффициент эжекции не ниже 0,20.

На чертеже схематически представлен продольный разрез скважинной струйной установки.

Скважинная струйная установка для очистки забоя скважин от песчаных пробок содержит установленные на гибкой колонне насосно-компрессорных труб (ГНКТ) 1 эжекторный насос 2, включающий корпус 3, в котором установлены соосно ГНКТ 1 сопло 4 и камера смешения 5 с диффузором 6, а также выполнены осевой канал 7 и сообщенный с ним поперечный канал 8 подвода рабочей среды, выполненный ниже сопла 4. Параллельно осевому каналу 7 выполнен канал 9 подвода откачиваемой из скважины среды, причем со стороны верхнего конца осевой канал 7 сообщен с соплом 4, а со стороны нижнего конца осевой канал 7 сообщен с установленной под корпусом 3, с возможностью вращения под действием истекающей рабочей среды вокруг оси осевого канала 7, многосопловой форсункой 10. Ниже поперечного канала 8 на наружной боковой поверхности корпуса 3 установлен уплотнитель 11 из эластичного материала, например из резины, состоящий не менее чем из двух уплотнительных манжет 12, разделенных металлическими прокладками 13.

Диаметр сопел форсунок 10 рассчитан на подачу через них от 10 до 20% рабочей среды, подаваемой в установку через поперечный канал 8 подвода рабочей среды, а эжекторный насос 2 рассчитан на коэффициент эжекции не ниже 0,20.

Способ работы скважинной струйной установки для очистки забоя скважин от песчаных пробок заключается в следующем.

На ГНКТ 1 спускают в скважину с установленной в ней колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) 14 эжекторный насос 2 с многосопловой форсункой 10 для разрушения песчаной пробки. При достижении форсункой 10 поверхности песчаной пробки 15 по кольцевому пространству 16 между ГНКТ 1 и НКТ 14 под давлением подают рабочую среду. Под действием рабочей среды манжеты 12 уплотнителя 11 разжимаются, препятствуя движению рабочей среды в сторону забоя скважины, и она попадает в поперечный канал 8 подвода рабочей среды, а из него - в осевой канал 7. При этом большая часть рабочей среды по осевому каналу 7 попадает на сопло 4, истекая из которого увлекает из под корпуса 3 жидкую среду с песком, а меньшая часть рабочей среды по каналу 7 попадает на сопла 17 многосопловой форсунки 10 и, истекая из сопел 17 с большой скоростью, размывает песчаную пробку 15. Из эжекторного насоса 2 смесь рабочей среды и песка по ГНКТ 1 подается на поверхность. Постепенно по мере размыва песчаной пробки производят спуск скважинной струйной установки до забоя скважины при работающих эжекторном насосе 2 и форсунке 10. При этом манжеты 12 уплотнителя 11 скользят по внутренним стенкам НКТ 14, выполняя роль пакера.

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