Скважинный извлекаемый струйный насос

Полезная модель относится к области скважинной струйной техники и может быть использована при создании насосной установки, предназначенной для снижения забойного давления, вызова притока жидкости из пласта, воздействия на пласт периодическими импульсами, кислотными обработками в динамическом режиме, и проведения регистрации кривой восстановления давления автономными электронными глубинными манометрами. Задачей полезной модели является создание устройства, устраняющего недостатки аналогов. Технический результат - расширение арсенала технических средств. Скважинный извлекаемый струйный насос включает корпус с выполненными в нем отверстиями, головку для захвата ловильным инструментом, каналы подвода и отвода пассивного и активного потоков, активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор, обратный клапан, выполненную с возможностью извлечения рабочую вставку, в которой смонтированы распределитель потоков, выполненный с периферийными осевыми каналами подвода пассивного потока, центральным и радиальными каналами отвода смешанного потока, при этом в центральном канале размещены диффузор и камера смешения, соединенная посредством резьбы с нижней частью насадкодержателя, в котором установлено активное сопло, жестко зафиксированное прижимной гайкой, приемная камера с перепускными окнами для входа пассивного потока, образованная между активным соплом и камерой смешения, головка для захвата ловильным инструментом, содержащая радиальные каналы для входа активного потока и внутреннюю проточку для размещения насадкодержателя, а также раздвижной узел, присоединенный к нижней части распределителя потоков и включающий упорную втулку и регулятор потока, в которых выполнены радиальный отверстия, и обратный клапан, размещенный во внутренней проточке регулятора потока, при этом регулятор потока соединен с основанием, в котором выполнены отверстия для входа продукции из скважины и резьбовое гнездо для присоединения глубинных приборов.

Полезная модель относится к области скважинной струйной техники и может быть использована при создании насосной установки, предназначенной для снижения забойного давления, вызова притока жидкости из пласта, воздействия на пласт периодическими импульсами, кислотными обработками в динамическом режиме, и проведении регистрации кривой восстановления давления автономными электронными глубинными манометрами.

Известна скважинная струйная установка, содержащая колонну труб с посадочным седлом и установленный в колонне труб с возможностью осевого перемещения струйный насос с активным соплом, камерой смешения, диффузором и радиальным каналом для отвода смеси сред, при этом в колонне труб выполнены перепускные отверстия, а струйный насос снабжен срезным штифтом, закрепленным в колонне труб, при этом насос установлен в последней на срезном штифте выше посадочного седла [Авторское свидетельство СССР 1525342, МПК⁴ F04F 5/54, опубл. 31.03.1988].

Основным недостатком конструкции описанной струйной установки является то, что струйный насос установлен в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) на срезном штифте по этой причине его спуск можно производить только на НКТ. Не описан процесс извлечения, при этом после извлечения насоса на кабеле перепускные окна в НКТ остаются открытыми, поэтому для проведения дальнейших работ необходимо произвести подъем НКТ.

Известна скважинная струйная установка, содержащая спускаемый струйный аппарат с активным соплом, камерой смешения, диффузором и корпусом. Колонна лифтовых труб снабжена корпусом с соосно выполненными внутренними ступенчато-посадочными расточками и седлом. Между верхней расточкой и седлом выполнены радиальные отверстия подвода активной среды. Корпус струйного аппарата выполнен в виде ступенчатой втулки с наружными кольцевыми выступами, в расточках которой расположено основное сопло с каналами подвода пассивной среды, камера смешения с дополнительным соплом - кольцевым зазором подвода активной среды дополнительного сопла и диффузором. Кольцевые зазоры основного и дополнительного сопел сообщены с общей камерой подвода активной среды, которая сообщена с подводом активной среды через радиальные отверстия. Струйный аппарат в сборе выполнен с разъемом и установлен в корпусе колонны лифтовых труб с возможностью установки и извлечения его на кабеле и выполнен опирающимся, по крайней мере, одним из наружных кольцевых выступов корпуса струйного аппарата установки на опорное седло корпуса колонны [Патент РФ 2171920, МПК⁷ F04F 5/14, опубл. 10.08.2001].

Недостатком описанной установки, по мнению заявителя, является сложность ее изготовления из-за наличия дополнительного сопла, также отсутствуют признаки, характеризующие конструктивные элементы, предназначенные для удержания столба откачиваемой среды в случае остановки подачи рабочего агента. Считаем данные обстоятельства серьезными недостатками.

Однако основным недостатком обоих устройств является то, что подача активной среды происходит через затрубное пространство, что неприемлемо для целей применения заявленной полезной модели.

Задачей полезной модели является создание устройства, устраняющего описанные выше недостатки.

Технический результат - расширение арсенала технических средств.

Поставленная задача и технический результат в скважинном извлекаемом струйном насосе (далее - СИСН), включающем корпус с выполненными в нем отверстиями, головку для захвата ловильным инструментом, каналы подвода и отвода пассивного и активного потоков, активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор и обратный клапан, решается и достигается тем, что насос содержит выполненную с возможностью извлечения рабочую вставку, в которой смонтированы распределитель потоков, выполненный с периферийными осевыми каналами подвода пассивного потока, центральным и радиальными каналами отвода смешанного потока, при этом в центральном канале размещены диффузор и камера смешения, соединенная посредством резьбы с нижней частью насадкодержателя, в котором установлено активное сопло, жестко зафиксированное прижимной гайкой, приемная камера с перепускными окнами для входа пассивного потока, образованная между активным соплом и камерой смешения, головка для захвата ловильным инструментом, содержащая радиальные каналы для входа активного потока и внутреннюю проточку для размещения насадкодержателя, а также раздвижной узел, присоединенный к нижней части распределителя потоков и включающий упорную втулку и регулятор потока, в которых выполнены радиальный отверстия, и обратный клапан, размещенный во внутренней проточке регулятора потока, при этом регулятор потока соединен с основанием, в котором выполнены отверстия для входа продукции из скважины и резьбовое гнездо для присоединения глубинных приборов.

Существенными отличительными признаками являются:

- СИСН содержит выполненную с возможностью извлечения рабочую вставку;

- в рабочей вставке смонтированы:

а) распределитель потоков, выполненный с периферийными осевыми каналами подвода пассивного потока, центральным и радиальными каналами отвода смешанного потока, при этом в центральном канале размещены диффузор и камера смешения, соединенная посредством резьбы с нижней частью насадкодержателя, в котором установлено активное сопло, жестко зафиксированное прижимной гайкой;

б) приемная камера с перепускными окнами для входа пассивного потока, образованная между активным соплом и камерой смешения;

в) головка для захвата ловильным инструментом, содержащая радиальные каналы для входа активного потока и внутреннюю проточку для размещения насадкодержателя;

г) раздвижной узел, присоединенный к нижней части распределителя потоков и включающий упорную втулку и регулятор потока, в которых выполнены радиальный отверстия, и обратный клапан, размещенный во внутренней проточке регулятора потока, при этом регулятор потока соединен с основанием, в котором выполнены отверстия для входа продукции из скважины и резьбовое гнездо для присоединения глубинных приборов.

Совокупность признаков заявленной полезной модели не известна из источников патентной и научно-технической информации, также не известны факты открытого применения на территории РФ устройств, содержащих в себе все перечисленные признаки, поэтому заявляемая полезная модель соответствует условию патентоспособности «Новизна».

На заявленный СИСН выполнены рабочие чертежи и изготовлен опытный образец, который успешно прошел испытания в промысловых условиях. В связи с этим заявленное нами устройство соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Сущность и работа заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображен СИСН с рабочей вставкой, на фиг.2 - СИСН с герметизирующей вставкой, на фиг.3 - СИСН в момент извлечения.

На колонне НКТ 1 (фиг.1) смонтированы пакер 2, корпус СИСН 3, в котором выполнены отверстия 4, соединяющие затрубное пространство и внутреннюю поверхность НКТ.

Рабочая вставка (фиг.1) СИСН содержит распределитель потоков 5, выполненный с радиальными 6 и центральным 7 каналами отвода смешанного потока, с периферийными осевыми каналами подвода пассивного потока 8. Переходник 9, выполнен в виде ступенчатой втулки и соединяет распределитель потоков 5 и головку для захвата ловильным инструментом 10. В верхней части переходника 9 размещен насадкодержатель 11. Во внутренней полости насадкодержателя установлено активное сопло 12 и прижимная гайка 13. В нижнюю часть насадкодержателя 11 посредством резьбы ввернута камера смешения 14 с диффузором 15. Проточка в насадкодержателе между активным соплом 12 и камерой смешения 14 образует приемную камеру 16. В приемной камере 16 выполнены перепускные окна для входа пассивного потока 17. Головка для захвата ловильным инструментом 10 содержит радиальные отверстия 18 для входа активного потока и проточку 19 для размещения насадкодержателя. В верхней части головки для захвата ловильным инструментом выполнен бурт 20 для захвата рабочей или герметизирующей вставок ловильным инструментом. К нижней части распределителя потоков 5 присоединяется раздвижной узел, который включает упорную втулку 21, в которой размещен регулятор потока 22 с седлом 23 обратного клапана 24. Конструкция раздвижного узла позволяет перемещать вверх подвижную часть струйного насоса на нужную высоту при закрытом обратном клапане 24, т.е. до момента открытия радиальных отверстий 25 упорной втулки 22 и радиальных отверстий 26 регулятора потока 22. Регулятор потока 22 соединяется с основанием 27, в котором выполнены отверстия 28 для входа продукции из скважины в СИСН, и резьбовое гнездо 29 для присоединения глубинных приборов. Герметизация рабочей вставки СИСН в корпусе 3 осуществляется уплотнительными манжетами 30, 31.

Герметизирующая вставка (фиг.2) СИСН содержит ступенчатый корпус 32, выполненный с проточками в которых размещены уплотнительные манжеты 30 и 31, радиальными отверстиями 18, центральным каналом 33 и головкой для захвата ловильным инструментом 10.

СИСН работает следующим образом.

В заглушенную скважину на колонне НКТ 1 спускают пакер 2 и корпус насоса 3. Сбрасывают герметизирующую вставку, которая перекрывает отверстия 4. Скважину спрессовывают. Герметизирующую вставку извлекают. С помощью канатной техники или путем свободного падения производят спуск рабочей вставки. Рабочая вставка герметично садится в корпус 3. Рабочую жидкость подают насосным агрегатом под давлением в НКТ. Через каналы 18 в головке для захвата ловильным инструментом 10 и активное сопло 12 рабочий поток поступает в приемную камеру 16. При прохождении рабочей жидкости через активное сопло 12 в приемной камере 16 создается разрежение, передающееся через перепускные окна для входа пассивного потока 17, периферийные осевые каналы подвода пассивного потока 8 распределителя потоков 5 и отверстия 28 основания 27 в подпакерное пространство, обеспечивая депрессию на пласт. При работающем СИСН обратный клапан 24 открыт. Пластовый флюид, поступающий из пласта скважины через отверстия 28 основания 27, седло 23 обратного клапана 24, периферийные осевые каналы подвода пассивного потока 8 распределителя потоков 5 в приемную камеру 16, увлекается рабочим потоком и через камеру смешения 14 и диффузор 15, радиальные каналы отвода смешанного потока 6 и отверстия 4 корпуса 3 подается в затрубное пространство, а затем на поверхность. В нижней части СИСН выполнено резьбовое гнездо 29 для крепления глубинных приборов, например, автономного манометра. В момент остановки закачки рабочей жидкости обратный клапан 24 закрывает отверстие седла 23, и в подпакерном пространстве сохраняется пониженное давление, созданное при работе СИСН. Одновременно в подпакерном пространстве начинается процесс восстановления давления за счет энергии пласта, регистрируемый автономным манометром.

Извлечение рабочей и герметизирующей вставок осуществляют подачей рабочей жидкости в затрубное пространство с одновременным применением ловильного инструмента, подаваемого к головке 10 на кабеле или проволоке. Процесс извлечения контролируют по манометру на устье скважины и по величине нагрузки на кабеле или проволоке.

Извлечение из корпуса рабочей вставки осуществляется подачей рабочей жидкости по затрубному пространству в кольцевое пространство, образованное ступенчатым переходником 9 и корпусом СИСН 3 и во внутреннюю полость насоса. Усилие, создаваемое давлением в кольцевом пространстве за счет разности площадей посадочных мест, и усилие, создаваемое увеличением давления во внутренней полости под активным соплом 12 и над обратным клапаном 24, перемещают вверх часть рабочей вставки с уплотнительными манжетами 30, 31 и упорной втулкой 21. Основание 27, регулятор потока 22 с закрытым обратным клапаном 24 под действием избыточного давления сохраняют прежнее положение в корпусе 3. Упорная втулка 21, переместившись на определенную высоту, позволяет открыть радиальные отверстия 25 и радиальные отверстия 26 регулятора потока 22, что приводит к выравниванию давления над и под СИСН. Последующий подъем рабочей вставки на поверхность производится канатной техникой.

Скважинный извлекаемый струйный насос, включающий корпус с выполненными в нем отверстиями, головку для захвата ловильным инструментом, каналы подвода и отвода пассивного и активного потоков, активное сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор и обратный клапан, отличающийся тем, что содержит выполненную с возможностью извлечения рабочую вставку, в которой смонтированы распределитель потоков, выполненный с периферийными осевыми каналами подвода пассивного потока, центральным и радиальными каналами отвода смешанного потока, при этом в центральном канале размещены диффузор и камера смешения, соединенная посредством резьбы с нижней частью насадкодержателя, в котором установлено активное сопло, жестко зафиксированное прижимной гайкой, приемная камера с перепускными окнами для входа пассивного потока, образованная между активным соплом и камерой смешения, головка для захвата ловильным инструментом, содержащая радиальные каналы для входа активного потока и внутреннюю проточку для размещения насадкодержателя, а также раздвижной узел, присоединенный к нижней части распределителя потоков и включающий упорную втулку и регулятор потока, в которых выполнены радиальные отверстия, и обратный клапан, размещенный во внутренней проточке регулятора потока, при этом регулятор потока соединен с основанием, в котором выполнены отверстия для входа продукции из скважины и резьбовое гнездо для присоединения глубинных приборов.