Устройство для регулирования закачки жидкости по пластам
Предложение найдет применение при закачке воды в нагнетательные скважины преимущественно для ограничения закачки воды в нижний пласт. Технический эффект заключается в повышении надежности в работе. Сущность предложения. Устройство состоит из посадочного инструмента, пакера и дросселирующего узла. Последний представляет из себя насадку со штуцером и уплотнительной манжетой, установленную свободно в пустотелой головке упорного патрубка, снабженной продольными пазами и конусной опорной поверхностью. Насадка также имеет аналогичную конусную опорную поверхность. Упорный патрубок соединен с дорном, а последний - с корпусом пакера, на который надета эластичная манжета. Опорный патрубок связан срезными элементами с корпусом пакера. Колонна труб на нижнем конце снабжена клапаном, соединенным в транспортном положении посредством срезных винтов с посадочным инструментом. В случае прекращения закачки воды (авария, отключение электроэнергии и т.д.), жидкость из нижнего пласта будет воздействовать на насадку со штуцером, поднимет ее и откроет продольные пазы. В результате перепад давления в стволе скважины над и под пакером будет минимальным, что предотвратит его страгивание с места и тем самым обеспечит его надежную эксплуатацию при дальнейшей закачке воды. Предлагаемое устройство обеспечивает депрессионную очистку пласта в процессе посадки, очищая поры пласта от грязи и шлама, в следствии чего улучшаются коллекторские свойства пласта и повышается эффективность закачки воды.
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при закачке воды в нагнетательные скважины преимущественно для ограничения закачки воды в нижний пласт.
Известно устройство (ав. св. №909134, МПК 7 Е 21 В 43/20), содержащее пакер, включающий дорн и эластичную манжету, соединенную с пакером нижнюю трубу и дросселирующий узел. В качестве последнего используется турбодвигатель.
Недостатком устройства является то, что турбодвигатель является сложной и дорогостоящей машиной, к тому же отличается низкой надежностью и работоспособностью.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования закачки жидкости по пластам (патент на полезную модель №42858, МПК 7 Е 21 В 43/20, опубл. в бюл. №35 от 20.12.2004 г.), содержащее пакер, включающий корпус, дорн и эластичную манжету, соединенную с пакером нижнюю трубу и дросселирующий узел, при этом устройство снабжено посадочным инструментом в виде патрубка и упорным патрубком, соединенным снизу с дорном и заканчивающимся сверху муфтой с резьбой, патрубки, между собой связанные срезными элементами, дросселирующий узел установлен в муфте упорного патрубка и выполнен в виде заглушенной сверху насадки, в нижней части которой жестко установлен штуцер, а ниже заглушки по периметру насадки выполнены каналы, соединяющие ее внутреннее пространство с зоной скважины, причем каналы направлены вверх к оси устройства, нижняя труба является опорной трубой и снабжена фильтром.
Недостатком устройства является его низкая надежность в работе. Объясняется это тем, что при остановке закачки жидкости, вызванной аварийной ситуацией или другими причинами, происходит обратный отток жидкости из нижнего пласта, под воздействием которого пакер сдвигается с установленного места, а при возобновлении закачки он уже не обеспечивает надежной герметизации, в связи с чем снижается надежность работы устройства.
Кроме того, устройство не обеспечивает депрессионную очистку пласта в процессе посадки, в связи с чем пласт остается не очищенным, что ограничивает эффективность закачки воды.
Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего регулируемую депрессионную очистку пласта в процессе посадки и обладающего высокой надежностью в работе.
Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим посадочный инструмент в виде патрубка, спускаемого на колонне труб, пакер, включающий дорн и эластичную манжету, дросселирующий узел, включающий насадку со штуцером, упорный патрубок и корпус пакера, жестко соединенные с дорном соответственно сверху и снизу, а также опорный патрубок, связанный срезными элементами с корпусом пакера.
Новым является то, что упорный патрубок сверху снабжен пустотелой головкой с продольными пазами на боковых стенках, соединяющими пространства скважины над и под пакером во время отсутствия закачки жидкости, в которой насадка со штуцером установлена с возможностью продольного перемещения, причем она в нижней части снабжена конусной поверхностью с уплотнительной манжетой, взаимодействующей с адекватной конусной поверхностью упорного патрубка, расположенной ниже продольных пазов, при этом колонна труб на нижнем конце снабжена клапаном, соединенным в транспортном положении посредством срезных винтов с посадочным инструментом с возможностью разрушения срезных винтов в рабочем положении при разгрузке посадочного инструмента в следствии воздействия пустотелой головки упорного патрубка с клапаном.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.
На фиг.2 - тоже самое, в процессе закачки жидкости в скважину.
Устройство состоит (фиг.1) из посадочного инструмента, дросселирующего узла и пакера.
Посадочным инструментом является патрубок 1, который сверху соединен с колонной труб 2, а снизу - с упорным патрубком 3 и с пустотелой головкой 4, снабженной продольными пазами 5 и конусной опорной поверхностью 6. Внутри головки 4 находится дросселирующий узел, выполненной в виде насадки 7 со штуцером 8 и уплотнительной манжетой 9. Нижняя часть насадки имеет конусную поверхность 10, адекватную конусной поверхности 6 пустотелой головки 4. Упорный патрубок 3 соединен с дорном 11, а последний - с корпусом пакера 12, на который
надета эластичная манжета 13. Корпус пакера 12 кольцевым уступом 14 входит в опорный патрубок 15 нижней трубы 16 с фильтром 17. Патрубок 1 с упорным патрубком 3 и кольцевой уступ 14 корпуса пакера 12 с опорным патрубком 15 соединены соответственно срезными элементами 18 и 19.
Колонна труб 2 на нижнем конце снабжена клапаном 20, соединенным в транспортном положении посредством срезных винтов 21 с патрубком 1, выполняющим роль посадочного инструмента. Патрубок 1 имеет возможность разрушения срезных винтов 21 в рабочем положении при его разгрузке в следствии взаимодействия пустотелой головки 4 с клапаном 20. Клапан 20 имеет снизу ограничитель 22, исключающий попадание клапана 20 в колонну труб 2; 23 - высокопроницаемый пласт, 24 - низкопроницаемый пласт (см. фиг.1 и 2).
Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными элементами 25.
Устройство работает следующим образом.
Устройство на колонне труб 2 (см. фиг.1) спускают в скважину с таким расчетом, чтобы пакер находился выше высокопроницаемого пласта 23, а нижняя труба 16 с фильтром 17 с упором на забой. Инструмент частично разгружают, срезные элементы 19 разрушаются и дорн 11 под воздействием нагрузки опускается вниз до упора кольцевого уступа 14 в нижнюю часть опорного патрубка 15, расширяет и плотно прижимает эластичную манжету 13 к стенкам обсадной колоны 26.
Производят дополнительную разгрузку инструмента, в результате чего разрушаются срезные элементы 18 и посадочный инструмент, выполненный в виде патрубка 1, опускается вниз, при этом пустотелая головка 4 упорного патрубка 3 воздействует на клапан 20, в следствии чего разрушаются срезные винты 21. Клапан 20 за счет перепада давлений в колонне труб 2 и подпакерном пространстве 27 сдвигается вверх до тех пор, пока своим ограничителем 22 не упрется в нижний торец колонны труб 2. Происходит очистка пор пласта от грязи и шлама, в результате чего улучшаются коллекторские свойства пласта. Грязь и шлам сквозь клапан 20 устремляются в колонну труб 2. По мере поступления в колонну труб 2 грязи и шлама давление в колонне труб 2 и подпакерном пространстве 27 выравнивается и при последующем подъеме колонны труб 2 клапан 20 под действием веса грязи и шлама, попавшего в колонну труб 2 из пласта, смещает клапан 20 вниз, который принимает транспортное положение и предотвращает обратное выпадение грязи и шлама в скважину. Далее колонну труб 2 с клапаном 20 на конце и посадочным инструментом полностью извлекают на поверхность.
Скважина готова к закачке воды. Диаметр проходного канала штуцера 8 (см. фиг.2) устанавливают таким, чтобы закачка воды в оба пласта 23 и 24 проходила в оптимальном режиме согласно их коллекторским характеристикам и состоянию выработки пластов.
В случае прекращения закачки воды (авария, отключение электроэнергии и т.д.), жидкость из нижнего пласта будет воздействовать на насадку со штуцером, поднимет ее и откроет продольные пазы 5. В результате перепад давления в стволе скважины над и под пакером будет минимальным, что предотвратит его страгивание с места и тем самым обеспечит его надежную эксплуатацию при дальнейшей закачке воды.
Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает депрессионную очистку пласта в процессе посадки, очищая поры пласта от грязи и шлама, в следствии чего улучшаются коллекторские свойства пласта и повышается эффективность закачки воды.
Устройство для регулирования закачки жидкости по пластам, содержащее посадочный инструмент в виде патрубка, спускаемого на колонне труб, пакер, включающий дорн и эластичную манжету, дросселирующий узел, включающий насадку со штуцером, упорный патрубок и корпус пакера, жестко соединенные с дорном соответственно сверху и снизу, а также опорный патрубок, связанный срезными элементами с корпусом пакера, отличающееся тем, что упорный патрубок сверху снабжен пустотелой головкой с продольными пазами на боковых стенках, соединяющими пространства скважины над и под пакером во время отсутствия закачки жидкости, в которой насадка со штуцером установлена с возможностью продольного перемещения, причем она в нижней части снабжена конусной поверхностью с уплотнительной манжетой, взаимодействующей с адекватной конусной поверхностью упорного патрубка, расположенной ниже продольных пазов, при этом колонна труб на нижнем конце снабжена клапаном, соединенным в транспортном положении посредством срезных винтов с посадочным инструментом с возможностью разрушения срезных винтов в рабочем положении при разгрузке посадочного инструмента вследствие воздействия пустотелой головки упорного патрубка с клапаном.
