Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации многопластовых скважин, как для раздельной выработки пластов, так и для одновременной.
Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины содержит корпус с отверстиями, выполненными напротив каждого продуктивного пласта, установленные в корпусе напротив каждого из его отверстий с возможностью осевого перемещения клапанные втулки с пружинными кольцевыми фиксаторами и захватными элементами, механизм управления, спускаемый в скважину с дневной поверхности и перемещающий клапанные втулки для открытия или закрытия отверстий корпуса, пакеры.
Снаружи к корпусу напротив каждого из его отверстий жестко присоединены обратные клапана, при этом внутри обратных клапанов установлены дроссели, позволяющие регулировать отбор скважинной жидкости отдельно из каждого продуктивного пласта, причем захватные элементы клапанных втулок выполнены в виде их нижних торцов, а внутренний диаметр каждой из клапанных втулок уменьшается сверху вниз.
Предлагаемое устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины позволяет избирательно перемещать клапанные втулки за один спуск механизма управления в скважину, при этом наличие обратных клапанов исключает обратное поступление скважинной жидкости в пласт в период остановки скважины, а это исключает кольматацию призабойной зоны пластов и не снижает планируемый общий дебит скважины по нефти. Кроме того, установка дросселей внутрь обратных клапанов позволяет регулировать объем добываемой скважинной жидкости по пластам.
2 илл. на 1 л.
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации многопластовых скважин как для раздельной выработки пластов, так и для одновременной.
Известен способ одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины и приемный клапан для периодического перекрывания потока из пластов (патент РФ на изобретение №2161698, МПК 8 Е21В 43/14; Е21В 34/06, опубл. в бюл. №1 от 10.01.2001 г.), состоящий из корпуса, являющегося частью эксплуатационной колонны, золотника с приемными отверстиями и пружины, установленной под торцем золотника, при этом на торцах золотника выполнены упоры, один из которых в устойчивом положении клапана входит в пазовый венец в корпусе с двумя последовательно чередующимися по глубине видами пазов, что и определяет состояние смещения золотниковых отверстий по отношению к отверстиям в корпусе, а упор другого торца золотника при переключении клапана входит в пазовый венец с криволинейными пазами в корпусе с другой стороны, обеспечивающий при движении золотника в осевом направлении его разворот.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, для перевода приемных клапанов из одного устойчивого положения в другое, то есть для открытия или наоборот закрытия приемных клапанов, необходим размещенный на поверхности земли гидронасос с рабочей средой, что требует дополнительных затрат на осуществление этого способа;
во-вторых, открывание-закрывание приемных клапанов происходит при подаче импульса давления гидронасосом, нагнетающим в эксплуатационную колонну рабочую жидкость, причем каждый приемный клапан имеет индивидуальный элемент, определяющий порог его срабатывания и имеет определенную последовательность, нарушение которой, например, при резком скачке импульса давления, может привести к сбою в работе приемных клапанов, то есть будет не определено в каком из устойчивых положений «открыто» или «закрыто» находится каждый приемный клапан.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для одновременной эксплуатации нескольких продуктивных пластов одной скважины (авторское свидетельство SU №907225, МПК 7 Е21В 43/14; опубл. в бюл. №7 от 23.02.1982 г.), выполненное в виде расположенных в корпусной детали регулирующих клапанных втулок, снабженных проходными каналами и захватными элементами и управляемых с дневной поверхности при помощи механизма
управления, снабженного ответным захватным элементом, при этом захватные элементы клапанных втулок расположены выше проходных каналов, а механизм управления выполнен в виде двух радиально подпружиненных и кинематически связанных между собой полувтулок, на которых расположен захватный элемент механизма управления. Недостатками данной конструкции являются:
- во-первых, для перемещения каждой клапанной втулки, то есть закрытия-открытия клапана, установленного напротив продуктивного пласта, необходима отдельная спуско-подъемная операция механизма управления в скважину;
- во-вторых, после остановки эксплуатации скважины добываемая скважинная жидкость, находящаяся в скважине, произвольно возвращается обратно через отверстия корпуса в продуктивные пласты, клапанные втулки которых открыты, при этом происходит кольматация призабойной зоны продуктивных пластов, что снижает общий дебит скважины;
- в-третьих, процесс отбора скважинной жидкости не регулируется по пластам.
Технической задачей полезной модели является возможность избирательного перемещения клапанных втулок за один спуск механизма управления в скважину, а также исключение обратного поступления скважинной жидкости в пласт в период остановки скважины и регулируемый отбор скважинной жидкости по пластам.
Поставленная техническая задача решается устройством для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины, содержащим корпус с отверстиями, выполненными напротив каждого продуктивного пласта, установленные в корпусе напротив каждого из его отверстий с возможностью осевого перемещения клапанные втулки с пружинными кольцевыми фиксаторами и захватными элементами, механизм управления, спускаемый в скважину с дневной поверхности и перемещающий клапанные втулки для открытия или закрытия отверстий корпуса, пакеры.
Новым является то, что снаружи к корпусу напротив каждого из его отверстий жестко присоединены обратные клапана, при этом внутри обратных клапанов установлены дроссели, позволяющие регулировать отбор скважинной жидкости отдельно из каждого продуктивного пласта, причем захватные элементы клапанных втулок выполнены в виде их нижних торцов, а внутренний диаметр каждой из клапанных втулок уменьшается сверху вниз.
На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины.
На фигуре 2 изображен обратный клапан в открытом положении - клапанная втулка находится в нижнем положении.
Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины (в данном примере на фигуре 1 изображена скважина с тремя продуктивными пластами) содержит корпус 1 с отверстиями 2; 2'; 2'', выполненными напротив каждого продуктивного пласта 3; 3'; 3''. В корпусе 1 (см. фиг.1) напротив каждого из его отверстий 2; 2'; 2'' с возможностью осевого перемещения размещены клапанные втулки 4; 4'; 4'' с пружинными кольцевым фиксаторами 5; 5'; 5'' и захватными элементами 6; 6'; 6'', выполненными в виде их нижних торцов, соответственно. Каждый из продуктивных пластов в скважине 7 герметично разделен друг от друга соответственно пакерами 8; 8'; 8''.
Снаружи к корпусу 1 напротив каждого из его отверстий 2; 2'; 2'', жестко присоединены, соответственно, обратные клапана 9; 9'; 9'' (см. фиг.2). Для открытия или закрытия отверстий 2; 2'; 2'' корпуса 1, то есть перемещения им соответствующих клапанных втулок 4; 4'; 4'' в корпус 1 в скважину 7 с дневной поверхности спускается механизм управления (на фиг.1 и 2 не показано).
Для регулирования отбора добываемой скважинной жидкости по продуктивным пластам 3; 3'; 3'' в обратных клапанах 9; 9'; 9'' установлены дроссели 10; 10'; 10'', проходное сечение которых подобрано под определенный дебит, исходя из геолого-технических характеристик пластов 3; 3'; 3''. Внутренний диаметр каждой из клапанных втулок 4; 4'; 4'' (см. фиг.1) уменьшается сверху вниз соответственно, то есть d 1>d2>d3 (см. фиг.). Аналогичного диаметра выполнены ответные детали механизма управления (на фиг не показано). Кроме того, клапанные втулки 4; 4'; 4'' своими пружинными кольцевым фиксаторами 5; 5'; 5'', соответственно, взаимодействуют в верхнем положении, то есть в положении закрыто, с соответствующими кольцевыми проточками 11; 11'; 11'', выполненными напротив клапанных втулок 4; 4'; 4'' на внутренней поверхности корпуса 1.
Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины работает следующим образом.
Перед монтажем устройства в скважине 7 внутрь обратных клапанов 9; 9'; 9'' устанавливают дроссели 10; 10'; 10'', причем проходные сечения 14 (см. фиг.2); 14'; 14'' подбирают в зависимости от требуемого дебита из каждого продуктивного пласта 3; 3'; 3'', то есть, если необходимо уменьшить дебит скважинной жидкости из продуктивного пласта 3 и увеличить дебит скважинной жидкости из продуктивного пласта 3'', то соответственно проходной сечение 14 (см. фиг.2) дросселя 10 уменьшают, а проходной сечение 14'' (на фиг.1 и 2 не показано) дросселя 10'' увеличивают. Далее устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины монтируют в скважине 7, как показано на фигуре 1. Далее в скважину 7 на колонне труб 11 спускают насос 12 любой известной конструкции (например, электроцентробежный насос). После чего запускают
скважину 7 в эксплуатацию. При этом происходит одновременная эксплуатация всех трех пластов 3; 3'; 3'', то есть насос 12 перекачивает добываемую скважинную жидкость из скважины 7 на дневную поверхность. В процессе эксплуатации обводняются, например продуктивные пласты 3; 3'', что резко увеличивает обводненность добываемой скважинной жидкости. С целью снижения обводненности добываемой скважинной жидкости возникает необходимость их отсечения.
Для этого останавливают скважину 7, извлекают из нее колонну труб 11 с насосом 12, при этом обратные клапана 9; 9'; 9'' (см. фиг.1 и 2) исключают обратное поступление скважинной жидкости в соответствующие продуктивные пласты 3; 3'; 3'', при этом не происходит кольматация призабойной зоны пластов и не снижается планируемый общий дебит скважины по нефти. Затем спускают в скважину 7 (см. фиг.1) на колонне труб или канате механизм управления (на фиг. не показан), который входит в корпус 1 и своими ответными захватными элементами, выполненными, например в виде пружинных разрезных колец (на фиг. не показано), вступает во взаимодействие с захватными элементами 6 и 6'', выполненными в виде их нижних торцов, соответственно клапанных втулок 4 и 4''.
Далее с устья скважины 7 посредством колонны труб или каната приподнимают вверх механизм управления, при этом клапанные втулки 4 и 4'' перемещаются вверх и закрывают отверстия 2 и 2'' корпуса 1 и, соответственно, обратные клапана 9 и 9'', при этом в процессе перемещения клапанных втулок 4 и 4'' вверх их пружинные кольцевые фиксаторы 5 и 5'', соответственно сначала сжимаются внутренней поверхностью корпуса 1, а затем разжимаются, попав в соответствующие кольцевые проточки 10 и 10'' корпуса 1. После этого извлекают механизм управления из корпуса 1 и скважины 7, а отверстия 2 и 2'' корпуса 1 и, соответственно, обратные клапана 9 и 9 остаются в закрытом положении. Далее вновь в скважину 7 на колонне труб 11 спускают насос 12 любой известной конструкции и продолжают эксплуатацию. В дальнейшем при необходимости открытия или закрытия любых из клапанных втулок 4; 4'; 4'' вновь спускают в скважину 7 посредством колонны труб или каната механизм управления, на котором избирательно размещают ответные захватные элементы напротив соответствующих клапанных втулок 4; 4'; 4''.
Предлагаемое устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины позволяет избирательно перемещать клапанные втулки за один спуск механизма управления в скважину, при этом наличие обратных клапанов исключает обратное поступление скважинной жидкости в пласт в период остановки скважины, а это исключает кольматацию призабойной зоны пластов и не снижает планируемый общий дебит скважины по нефти. Кроме того, установка дросселей внутрь обратных клапанов позволяет регулировать объем добываемой скважинной жидкости по пластам.
Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины, содержащее корпус с отверстиями, выполненными напротив каждого продуктивного пласта, установленные в корпусе напротив каждого из его отверстий с возможностью осевого перемещения клапанные втулки с пружинными кольцевыми фиксаторами и захватными элементами, механизм управления, спускаемый в скважину с дневной поверхности и перемещающий клапанные втулки для открытия или закрытия отверстий корпуса, пакеры, отличающееся тем, что снаружи к корпусу напротив каждого из его отверстий жестко присоединены обратные клапана, при этом внутри обратных клапанов установлены дроссели, позволяющие регулировать отбор скважинной жидкости отдельно из каждого продуктивного пласта, причем захватные элементы клапанных втулок выполнены в виде их нижних торцов, а внутренний диаметр каждой из клапанных втулок уменьшается сверху вниз.
