Устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин

 

Изобретение относится к устройствам для удаления жидкости, скапливающейся на забое газовых скважин в период падающей добычи. Устройство содержит герметично закрепленный в соединительном замке колонны лифтовых труб ствол. Этот ствол образует с внутренней стенкой труб глухую полость. Над верхним концом ствола расположен циркуляционный патрубок, образующий с трубой кольцевую полость. Глухая полость разделена полой гильзой на сообщающиеся снизу две полости - внешнюю и внутреннюю. Первая ограничена внутренним диаметром трубы, вторая - наружной поверхностью ствола. В гильзе имеются отверстия, расположенные ниже отверстий, выполненных в стволе, на величину 2d, где d - диаметр отверстий. Устройства устанавливаются равномерно друг от друга в лифтовой колонне труб и позволяют производить диспергацию сопутствующей газовому потоку жидкости за счет дробления жидкости в полости устройства на границе разницы скоростей смещения основного потока с циркуляционным потоком, образованного за счет эжектирования вокруг циркуляционного патрубка, в полости которого происходит соединение потоков. При более низких скоростях потока газа в полости устройства, когда процесс диспергирования становится неэффективным, поднимаемая жидкость начинает стекать пристеночным слоем в глухую полость устройства, разбавляется с раствором ПАВ и вытекает в проточную полость, где подхватывается восходящим потоком газа в пенообразном состоянии, поднимается до следующего устройства, в котором, еще раз разгоняясь в проточной полости устройства, приобретает дополнительный импульс, поэтапно достигая устья скважины. Расширяется диапазон изменяющегося дебита скважин, увеличиваются межремонтные циклы профилактических работ, улучшается стабильность работы скважины. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к устройствам, обеспечивающим интенсификацию отбора газа из скважин в период падающей добычи за счет принудительного извлечения жидкости с забоя скважины.

Известно устройство для удаления жидкости из газовых скважин с помощью равномерно установленных по высоте колонны лифтовых труб полых диспергаторов [1].

Недостатком данного устройства является ограничение скорости потока газа в проточной полости устройства в пределах критической скорости в лифте скважины V_кр.л.

Критической лифтовой скоростью потока газа для данного параметра скважины и состояния газа является та минимальная скорость в лифте скважины, которая обеспечивает естественное удаление жидкости с забоя скважины.

Известна конструкция устройства по удалению жидкости из скважины с помощью пенообразующего сужающего устройства - сопла, погруженного в слой скважинной жидкости [2].

Недостатком данного устройства является наличие дополнительного оборудования, дозирующего расход ПАВа, и обязательный столб жидкости на зумпфе скважины для погружения в него лифтовой трубы вместе с сужающим устройством.

Целью изобретения является снижение порога минимальной скорости потока газа в полости лифта за счет пенообразования удаляемой жидкости.

Это достигается тем, что устройства, равномерно расположенные по высоте лифтовой трубы скважины, выполнены в виде сужающих проточных полостей и позволяют, на момент диспергации жидкости, разогнать газовый поток до тех значений скоростей, которые способствуют достижению мелкодисперсионного распыления жидкости, обеспечивающей в этом состоянии по времени преодоление дистанции между устройствами.

При более низких скоростях потока газа в полости устройства V_ycтp. < V_кр.л., когда жидкость пристеночным слоем по лифтовой трубе стекает в глухую полость устройства и, смешиваясь с ПАВом, вытесняется разбавленной концентрацией в проточную полость устройства, где происходит ее пенообразование восходящим потоком газа.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит колонну лифтовых труб 1, в соединительном замке которых крепится данное устройство, состоящее из ствола 2, образующего со стенкой трубы 1 глухую полость 3. Полость 3 разделена полой гильзой 4 на сообщающиеся снизу полости: внешнюю 5, ограниченную внутренним диаметром трубы 1, и внутреннюю 6, ограниченную наружной поверхностью ствола 2. В верхней части ствола 2 имеются отверстия 7, а в гильзе 4 - отверстия 8, расположенные ниже отверстий 7 на величину 2d, где d - диаметр отверстий.

Над верхним концом ствола 2 находится циркуляционный патрубок 9, образующий с лифтовой трубой 1 кольцевую полость 10.

В месте крепления ствола 2 с лифтовой трубой 1 герметичность соединения обеспечивается уплотнительными резиновыми кольцами 11.

Устройство работает следующим образом.

В полость лифтовой трубы 1 с устья скважины насосом подают концентрированный раствор ПАВа расходом, обеспечивающим пристеночное течение раствора в количестве суммы объемов глухой полости всех 3 установленных устройств.

Раствор ПАВа, переполняя глухую полость 3 верхнего устройства, стекает через кольцевую полость 6 и отверстия 7 вниз по полости ствола 2 на заполнение следующего устройства, где процесс повторяется вплоть до нижнего устройства.

Причем уровень гидравлического сопротивления движения потока ПАВа в полостях 5 и 6 не должен превышать величины h.

Пролитый ПАВ на забой скважины удаляется продувкой скважины со скоростью потока выше критической V_кр.л.

Затем скважину пускают в работу, и при скорости потока газа в полости устройства V_ycтp V_кр.л. вынос жидкости с забоя скважины происходит за счет ее диспергации на выходе из полости устройства. Дробление жидкости в полости 9 происходит на границе разности скоростей потоков основного и циркуляционного, образованного за счет эжекции через кольцевую полость 10 вокруг патрубка 9.

Образованная дисперсия жидкости поэтапно переносится от устройства к устройству с выносом ее из скважины.

В летний период года, когда дебит скважин падает и скорость потока газа в проточной полости устройства уменьшается до значений V_ycтp. < V_кр.л, улавливаемая жидкость с некоторой высоты пристеночным слоем стекает вниз в полость 5, смешивается с ПАВом и разбавленным раствором перетекает через отверстия 8 в полость 6, а затем через отверстия 7 отсасывается восходящим потоком газа в проточную полость 2, где взвешенная капельная жидкость, за счет турбулизации от смешения основного и циркуляционного потоков газа в полости 9, интенсивно пенообразуясь, увлекается потоком газа до следующего устройства. Получая новый импульс пенообразования за счет увеличенной скорости в стволе 2, улавливаемая жидкость поэтапно переносится к устью скважины.

Устройства в хаотичном порядке, но с постепенным уменьшением концентрации ПАВа в глухой полости 3 каждого устройства, в конечном счете, заполняются пластовой водой, и скважина самозадавливается. Установив этот факт, производят повторное заполнение устройства концентрированным ПАВом.

Размер L, определяющий объем глухой полости 3 устройства и время функционирования пенообразования, определяется для каждой скважины отдельно.

Преимуществом предложенного устройства является его универсальность для широкого диапазона изменяющего дебита скважин, а экономическая эффективность обуславливается увеличением межремонтных циклов профилактических работ и увеличением добычи газа за счет стабильной работы скважины.

К тому же полая конструкция устройства позволяет проводить геофизические работы и некоторые виды работ на забое без подъема лифтовых труб.

Используемая литература 1. Патент Российской Федерации 2112865.

2. Обзорная информация Министерства газовой промышленности, серия "Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений" вып. 9. М., 1984, с. 13.

Формула изобретения

Устройство для удаления жидкости с забоя газовых скважин, содержащее герметично закрепленный в соединительном замке колонны лифтовых труб ствол, образующий с ее внутренней стенкой глухую полость и циркуляционный патрубок, расположенный над верхним концом ствола и образующий с трубой кольцевую полость, отличающееся тем, что глухая полость разделена полой гильзой на сообщающиеся снизу две полости внешнюю, ограниченную внутренним диаметром трубы, и внутреннюю, ограниченную наружной поверхностью ствола, при этом в гильзе имеются отверстия, расположенные ниже отверстий, выполненных в стволе, на величину 2d, где d - диаметр отверстий.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.09.2006        БИ: 25/2006