Устройство для повышения добычи нефти и газа из буровых скважин (варианты)

Полезная модель относится к устройствам для повышения добычи углеводородов и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности. По первому варианту устройство содержит корпус, выполненный цельным с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины. Поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности. По второму варианту корпус устройства состоит, по меньшей мере, из двух частей, поверхности центральных сквозных каналов которых сопряжены. По третьему варианту оправка снабжена уплотнителем для ее монтажа и выполнена полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины. В корпусе и уплотнителе выполнены сквозные отверстия для прохода жидкости. В заявленной полезной модели обеспечивается возможность регулирования и сохранения расчетного забойного давления под устройством и создания над устройством двухфазного газожидкостного однородного потока, что, в свою очередь, обеспечивает эффективное снятие углеводородов на поверхности.

Полезная модель относится к устройствам для повышения добычи углеводородов, а именно жидких или газообразных текучих сред, в частности, для повышения добычи нефти и природного газа из буровых скважин и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Из патента США 5,893,414 известно устройство для добычи жидких или газообразных текучих сред, имеющее систему сообщающихся полостей с входным коническим отверстием, образованных коаксиально расположенными над входным патрубком трубами Вентури, диаметр которых в направлении потока постепенно увеличивается.

Известное устройство имеет ряд существенных недостатков. Так многоступенчатая структура труб Вентури приводит к множеству мелких закрученных потоков, которые не могут быть точно рассчитаны на переходах от одного диаметра трубы к другому, что значительно затрудняет расчет потерь энергии потокав устройстве. Это, в свою очередь, делает невозможным прогноз оптимального режима работы текущего состояния скважины. При этом в «закрученных зонах» образуется кольцеобразный режим на входе и протекании жидкости вниз вдоль стен трубы в призабойной части скважины, что значительно повышает давление, а следовательно, снижает эффективность работы и замедляет процесс оптимизации скважины.

Задача заявленной полезной модели заключается в создании устройства для повышения добычи жидких или газообразных текучих сред.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в обеспечении возможности регулирования и сохранения расчетного забойного давления под устройством и создании над устройством двухфазного газожидкостного однородного потока, что обеспечивает эффективное снятие углеводородов на поверхности.

Технический результат по первому варианту выполнения устройства достигается тем, что устройство для повышения добычи углеводородов из буровых скважин содержит корпус, выполненный цельным с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины. Поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности.

Технический результат по первому варианту выполнения устройства достигается также тем, что устройство дополнительно снабжено средством для герметичного разъемного соединения корпуса с оправкой с возможностью их совместного спуска в скважину и расположения на заданной глубине.

Технический результат по первому варианту выполнения устройства достигается также тем, что в корпусе выполнены горизонтальные сквозные отверстия для создания прохода жидкости из призабойной зоны в зону низкого давления с последующим удалением.

Технический результат по второму варианту выполнения устройства достигается тем, что устройство для повышения добычи углеводородов из буровых скважин содержит корпус, выполненный с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины. Поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности. Корпус состоит, по меньшей мере, из двух частей, поверхности центральных сквозных каналов которых сопряжены.

Технический результат по третьему варианту выполнения устройства достигается тем, что устройство для повышения добычи углеводородов из буровых скважин содержит корпус, выполненный цельным с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку с уплотнителем для ее монтажа, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины. Поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности. В корпусе и уплотнителе выполнены сквозные отверстия для прохода жидкости.

Полезная модель поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено заявленное устройство в соответствии с первым вариантом выполнения;

На фиг.2 изображено заявленное устройство в соответствии со вторым вариантом выполнения;

На фиг.3 изображено заявленное устройство, размещенное в скважине;

На фиг.4 изображено заявленное устройство, размещенное в скважине выше оправки;

На фиг.5 изображено заявленное устройство, размещенное в скважине под оправкой;

На фиг.6 изображены сечения A-A и B-B по фиг.5.

Устройство 1 (фиг.1) имеет корпус 2 с центральным сквозным каналом (отверстием) 3, при этом корпус 2 имеет прочную, непроницаемую стену без отверстий. Сквозное канал 3 имеет форму сопла Лаваля. Канал 3 имеет две конических части 4 и 5, которые сопряжены друг с другом в самых узких местах 6.

Вход 4 канала 3 короче, определяется как конфузор, в то время как внешняя часть 5 больше и отождествляется с диффузором. Размер частей 4 и 5 внутреннего канала 3 зависит от текущих параметров слоя (давление слоя, текущее давление насыщения, содержание газа, воды, пористость, проницаемость, плотность нефти, воды, газа и т.д.), а также от параметров работы скважины (круглосуточное производство, характер производства масла, вода, газ, конденсата), давления на входе, размера входного сопла, давления в линии, давления в сепараторе и т.д.

Устройство может крепиться к оправкам различных типов. С оправкой оно опускается до желаемой рассчитанной (расчетной) глубины. Этот уровень фиксируется и сохраняется герметично закрытым с помощью уплотнителя оправки. В таком положении он хранится, чтобы обеспечить работу устройства.

В то время как на фиг.1 изображено устройство в виде цельной детали, оно также может быть выполнено из нескольких частей, как показано на фиг.2. Части устройства, которые обозначены цифрами 7, 8, 9, могут быть соединены друг с другом с помощью известных средств, например, резьбой 10.

На фиг.3 изображено расположение устройства в скважине и его связь с трубой с помощью оправки. Позицией 11 обозначена труба, позицией 12 обозначена оправка любого типа, позицией 13 обозначен механизм захвата оправки, позицией 14 обозначен уплотнитель оправки. Корпус 2 находится под оправкой 12. Устройство повышает добычу нефти и газового конденсата.

Когда устройство используется для удаления жидкости из призабойной части газовых и газоконденсатных скважин, корпус 2 с горизонтальными отверстиями 15 установлен над оправкой, как показано на фиг.4, или в конце трубы без оправки с помощью другого элемента.

В другом варианте, показанном на фиг.5, корпус 2 с горизонтальными отверстиями 15 находится под оправкой и уплотнителем 16, при этом монтаж оправки обеспечивается вертикальным проходом 17 в форме, например, продольного отверстия, через которое могут пройти жидкость и газовый конденсат.

Заявленное устройство может быть выполнено без этих продольных отверстий, в зависимости от состояния потока.

На фиг.5 изображены сечения в местах уплотнителя - A-A, и горизонтальных отверстий - B-B.

Устройство генерирует совершенно однородный газожидкостный поток в скважине за счет устранения ступенчатых зон в системе труб Вентури, которые создают источники закручивания с результирующей потерей энергии. Параметры устройства рассчитанные на основе текущих данных слоя и скважины могут обеспечить точный прогноз без отклонений от реальных условий, регламентирующих процесс и оптимизацию системы «слой-скважина» с помощью устройства и входного патрубка.

С устройством значительно увеличивается эффективность восстановления и время эксплуатации скважины, увеличивается ежедневное производство нефти и коэффициент нефтеотдачи в целом. При этом быстро и эффективно удаляется жидкость из призабойной части скважины, а следовательно и производительность газовых и газоконденсатных скважин увеличивается за счет снижения забойного давления к расчетному уровню.

1. Устройство для повышения добычи углеводородов из буровых скважин, содержащее корпус, выполненный цельным с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины, при этом поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено средством для герметичного разъемного соединения корпуса с оправкой с возможностью их совместного спуска в скважину и расположения на заданной глубине.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе выполнены горизонтальные сквозные отверстия для создания прохода жидкости из призабойной зоны в зону низкого давления с последующим удалением.

4. Устройство для повышения добычи углеводородов из буровых скважин, содержащее корпус, выполненный с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины, при этом поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности, причем корпус состоит, по меньшей мере, из двух частей, поверхности центральных сквозных каналов которых сопряжены.

5. Устройство для повышения добычи углеводородов из буровых скважин, содержащее корпус, выполненный цельным с центральным сквозным каналом, и, по меньшей мере, одну оправку с уплотнителем для ее монтажа, выполненную полой с возможностью крепления корпуса в трубе скважины, при этом поверхность полости оправки сопряжена или выровнена с поверхностью центрального сквозного канала, выполненного в виде сопла Лаваля с возможностью создания, регулирования и сохранения под устройством расчетного забойного давления, а над ним - двухфазного газожидкостного однородного потока, обеспечивающего эффективное снятие углеводородов на поверхности, причем в корпусе и уплотнителе выполнены сквозные отверстия для прохода жидкости.