устройство для очистки и эксплуатации скважины

Формула изобретения

1. Устройство для очистки и эксплуатации скважины, содержащее электроцентробежный насос, подвешенный на колонне насосно-компрессорных труб, образующей со стволом скважины кольцевое пространство, и газлифтный клапанный узел, отличающееся тем, что газлифтный клапанный узел содержит пусковую муфту, соединяющую электроцентробежный насос с колонной насосно-компрессорных труб, в стенке которой выполнены аэраторы, сообщающие канал насосно-компрессорной трубы с кольцевым пространством ствола скважины, перекрываемые полым запорным клапаном, перемещаемым вдоль колонны насосно-компрессорных труб посредством, например, каната, управляемого из устья скважины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность запорного клапана и посадочная поверхность пусковой муфты, по меньшей мере, на длине поперечного сечения аэраторов выполнены коническими с соответствующими друг другу углами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для предпусковой очистки скважины от тяжелой скважинной жидкости.

Известно устройство для эксплуатации и очистки скважины, содержащее полый шток, обратный клапан, корпус, соединенный с хвостовиком, оснащенным снизу фильтром и пакером, включающим вставленный в него и соединенный с полым штоком расширяющийся конус с цилиндрической нижней частью, которая телескопически вставлена в корпус с возможностью ограниченного перемещения вниз и зафиксирована относительно корпуса срезным элементом. Обратный клапан установлен в хвостовике ниже фильтра и выполнен в виде тарельчатого клапана. Седло клапана выполнено с возможностью герметичного взаимодействия с концевым ниппелем, спускаемым на колонне технологических труб внутрь устройства (патент RU № 2398957 С1. Устройство для эксплуатации и очистки скважины. - МПК: Е21В 37/00. - 10.09.2010). Недостатком известного устройства являются раздельные предпусковая очистка призабойной зоны пласта и очистка забоя скважины от шлама, песка и грязи для последующего ввода скважины в эксплуатацию, что требует больших затрат времени на запуск скважины в эксплуатацию.

Известен газлифтный клапанный узел для скважины, содержащий газлифтный клапан, имеющий запорный клапанный элемент, расположенный между кольцевым пространством и каналом насосно-компрессорной трубы, и изолирующий элемент, расположенный на впускной стороне запорного клапанного элемента и приспособленный спускаться в скважину в первом положении и в ответ на величину давления текучей среды, превышающую пороговую величину, переходить во второе положение (патент RU № 2419715 С2. Газлифтный клапанный узел. - МПК: Е21В 34/06. - 27.05.2011). Данное устройство принято за прототип.

Известное устройство предназначено для газлифта и используется для подъема жидкости из скважины за счет энергии газа, подаваемого в скважину под избыточным давлением, и не предназначено для предпусковой очистки скважины от тяжелой скважинной жидкости, содержащей шлам, песок и грязь, заполняемой в том числе для глушения скважины.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение предпусковой очистки скважины от тяжелой скважинной жидкости, содержащей шлам, песок и грязь, заполняемой в том числе для глушения скважины, и последующий ввод скважины в эксплуатацию за один спуск колонны насосно-компрессорных труб.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является сокращение времени на ввод скважины в эксплуатацию за счет аэрации тяжелой скважинной жидкости инертным газом и удаления ее из скважины во взвешенном состоянии электроцентробежным насосом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для очистки и эксплуатации скважины, содержащем электроцентробежный насос, подвешенный на колонне насосно-компрессорных труб, образующей со стволом скважины кольцевое пространство, и газлифтный клапанный узел, согласно предложенному техническому решению,

газлифтный клапанный узел содержит пусковую муфту, соединяющую электроцентробежный насос с колонной насосно-компрессорных труб, в стенке которой выполнены аэраторы, сообщающие канал насосно-компрессорной трубы с кольцевым пространством ствола скважины, перекрываемые полым запорным клапаном, перемещаемым вдоль колонны насосно-компрессорных труб посредством, например, каната, управляемого из устья скважины;

наружная поверхность запорного клапана и посадочная поверхность пусковой муфты, по меньшей мере, на длине поперечного сечения аэраторов выполнены коническими с соответствующими друг другу углами.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного устройства для очистки и эксплуатации скважины, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На фиг.1 показана схема устройства для очистки и эксплуатации скважины с открытым газлифтным клапанным узлом для аэрации тяжелой скважинной жидкости инертным газом; на фиг.2 - то же, с закрытым газлифтным клапанным узлом при эксплуатации скважины.

Устройство для очистки и эксплуатации скважины содержит электроцентробежный насос 1, подвешенный на колонне насосно-компрессорных труб 2, соединенные между собой пусковой муфтой 3, в стенке которой выполнены аэраторы 4, сообщающие канал 5 насосно-компрессорной трубы 2 с кольцевым пространством 6 ствола 7 скважины, перекрываемые запорным клапаном 8 с полостью 9, перемещаемым вдоль колонны насосно-компрессорных труб 2 посредством, например, каната 10, управляемого из устья скважины. Наружная поверхность запорного клапана 8 и посадочная поверхность пусковой муфты 3, по меньшей мере, на длине поперечного сечения аэраторов 4 выполнены коническими с соответствующими друг другу углами (фиг.1 и 2).

Устройство для очистки и эксплуатации скважины работает следующим образом.

Электроцентробежный насос 1 с колонной насосно-компрессорных труб 2, соединенные пусковой муфтой 3, с запорным клапаном 8 и канатом 10, размещенными внутри канала 5 колонны насосно-компрессорных труб 2, опускают в ствол 7 скважины, заполненный тяжелой скважинной жидкостью, включающей в себя шлам, песок и грязь, на глубину скважинного затвора (условно не показан), образуя между собой кольцевое пространство 6 с тяжелой скважинной жидкостью. Запорный клапан 8 посредством каната 10 смещают из пусковой муфты 3 вдоль колонны насосно-компрессорных труб 2, освобождая тем самым аэраторы 4 пусковой муфты 3 газлифтного клапанного узла. Затем в канал 5 колонны насосно-компрессорных труб 2 компрессором подают инертный газ под избыточным давлением. Инертный газ проходит через канал 5 колонны насосно-компрессорных труб 2, обтекая запорный клапан 8, поступает в полость 9 пусковой муфты 3, из которой через аэраторы 4 проходит в кольцевое пространство 6, барботируют в ней тяжелую скважинную жидкость, образуя в кольцевом пространстве 6 посредством аэрации инертным газом газожидкостную взвешенную смесь с удельным весом, значительно меньшим удельного веса тяжелой скважинной жидкости. После этого запорный клапан 8 смещают вдоль колонны насосно-компрессорных труб 2 посредством каната 9, управляемого из устья скважины, и опускают конической поверхностью запорного клапана 8 в коническую посадочную поверхность пусковой муфты 3, тем самым закрывают в ней аэраторы 4, прекращая доступ инертного газа в кольцевое пространство 6 с газожидкостной взвешенной смесью. Одновременно прекращают подачу избыточного давления в канал 5 колонны насосно-компрессорных труб 2 от компрессора и включают работу электроцентробежного насоса 1, который откачивает газожидкостную взвешенную смесь из кольцевого пространства 6 ствола 7 скважины через полость 9 запорного клапана 8 по каналу 5 в колонне насосно-компрессорных труб 2 наружу скважины до появления нефти.

Так обеспечивается предпусковая очистка скважины от тяжелой скважинной жидкости, содержащей шлам, песок и грязь, заполняемой в том числе для глушения скважины, и последующий ввод скважины в эксплуатацию за один спуск колонны насосно-компрессорных труб с электроцентробежным насосом.