скважинная струйная установка для каротажных работ

Формула изобретения

Скважинная струйная установка, содержащая корпус, в котором выполнены перепускные окна и посадочное седло для установки на него вкладыша и установленного в нем струйного насоса, при этом во вкладыше выполнены проходной канал, канал подвода активной среды в сопло струйного насоса и канал подвода в струйный насос откачиваемой среды, который сообщен с проходным каналом, а над каналом подвода откачиваемой среды в проходном канале установлен герметизирующий узел и в последнем выполнен осевой канал с возможностью пропуска через него и проходной канал вкладыша каротажного кабеля или проволоки для установки на них в скважине ниже струйного насоса скважинных приборов и оборудования с возможностью перемещения их вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе, канал подвода активной среды со стороны входа в него сообщен с затрубным пространством скважины, а на вкладыше установлены уплотнительные элементы, отличающаяся тем, что вкладыш и герметизирующий узел выполнены составными из двух частей, причем плоскость разъема частей проходит через осевой канал герметизирующего узла и проходной канал вкладыша вдоль последних, части вкладыша соединены между собой посредством болтового соединения, а проходной канал вкладыша ниже герметизирующего узла выполнен прямоугольным в поперечном его сечении и образован продольным пазом, выполненным в, по крайней мере, одной из частей вкладыша.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области насосной техники, преимущественно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин.

Известна скважинная струйная установка, включающая установленный в скважине на колонне насосно-компрессорных труб струйный насос и размещенный ниже струйного насоса в колонне насосно-компрессорных труб геофизический прибор (см. патент RU №2059891 кл. F04F 5/02, 10.05.1996).

Данная установка позволяет проводить откачку из скважины различных добываемых сред, например нефти, с одновременной обработкой добываемой среды и прискважинной зоны пласта, однако в данной установке предусмотрена подача рабочей среды в сопло струйного аппарата по колонне труб, что в ряде случаев сужает область использования данной установки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная струйная установка, содержащая корпус, в котором выполнены перепускные окна и посадочное седло для установки на него вкладыша и установленного в нем струйного насоса, при этом во вкладыше выполнены проходной канал, канал подвода активной среды в сопло струйного насоса и канал подвода в струйный насос откачиваемой среды, который сообщен с проходным каналом, а над каналом подвода откачиваемой среды в проходном канале установлен герметизирующий узел, и в последнем выполнен осевой канал с возможностью пропуска через него и проходной канал каротажного кабеля или проволоки для установки на них в скважине ниже струйного насоса скважинных приборов и оборудования с возможностью перемещения их вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе, канал подвода активной среды со стороны входа в него сообщен с затрубным пространством скважины, а на вкладыше установлены уплотнительные элементы (см. патент RU №2188970, кл. F04F 5/54, 10.09.2002).

Данная струйная установка позволяет проводить различные технологические операции в скважине ниже уровня установки струйного насоса, в том числе путем снижения перепада давлений над и под герметизирующим узлом. Однако данная установка не позволяет в полной мере использовать ее возможности, что связано с тем, что размеры проходного канала скважинной струйной установки ограничены, что не позволяет устанавливать ниже вкладыша приборы и оборудование, диаметр которых превышает в поперечном сечении минимальное расстояние между противоположными стенками проходного канала.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация конструкции скважинной струйной установки при проведении каротажных работ в скважине ниже струйного аппарата с помощью приборов и оборудования, поперечные размеры которых превышают поперечные размеры проходного канала вкладыша, в котором установлен струйный аппарат.

Техническим результатом, который достигается от реализации изобретения, является расширение функциональных возможностей скважинной струйной установки при проведении каротажных работ за счет расширения номенклатуры приборов и оборудования, которые могут быть использованы в скважине при проведении указанных выше каротажных работ.

Указанная задача решается за счет того, что скважинная струйная установка содержит корпус, в котором выполнены перепускные окна и посадочное седло для установки на него вкладыша и установленного в нем струйного насоса, при этом во вкладыше выполнены проходной канал, канал подвода активной среды в сопло струйного насоса и канал подвода в струйный насос откачиваемой среды, который сообщен с проходным каналом, а над каналом подвода откачиваемой среды в проходном канале установлен герметизирующий узел, и в последнем выполнен осевой канал с возможностью пропуска через него и проходной канал вкладыша каротажного кабеля или проволоки для установки на них в скважине ниже струйного насоса скважинных приборов и оборудования с возможностью перемещения их вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе, канал подвода активной среды со стороны входа в него сообщен с затрубным пространством скважины, а на вкладыше установлены уплотнительные элементы, при этом вкладыш и герметизирующий узел выполнены составными из двух частей, плоскость разъема частей проходит через осевой канал герметизирующего узла и проходной канал вкладыша вдоль последних, части вкладыша соединены между собой посредством болтового соединения, а проходной канал вкладыша ниже герметизирующего узла выполнен прямоугольным в поперечном его сечении и образован продольным пазом, выполненным в, по крайней мере, одной из частей вкладыша.

Анализ работы скважинной струйной установки показал, что эффективность проведения каротажных работ в скважине можно повысить путем обеспечения возможности расположения ниже струйного насоса различных приборов и оборудования, поперечные размеры которых превышают попереные размеры проходного канала во вкладыше. В свою очередь диаметр проходного канала не может быть выбран произвольно. Это связано с тем, что излишне большой диаметр проходного канала приводит к снижению прочности вкладыша и, как следствие, к снижению надежности работы скважинной струйной установки, а излишне маленький диаметр этих каналов приводит к снижению производительности струйного насоса и не позволяет пропускать через проходной канал практически все приборы и оборудование, которые необходимы для проведения каротажных работ, связанных с исследованием скважины и продуктивных пластов, а также для проведения ремонтных работ в скважине. В то же время максимально возможный поперечный размер проходного канала не позволяет спускать в скважину все необходимое для проведения каротажных работ оборудование.

Выполнение вкладыша и герметизирующего узла составными из двух частей с плоскостью разъема частей, проходящей через осевой канал герметизирующего узла и проходной канал вкладыша вдоль последних, позволяет на поверхности устанавливать на каротажном кабеле или проволоке оборудование, поперечные размеры которого ограничены только внутренним диаметром колонны труб и гидравлическим сопротивлением, которое создают установленные на каротажном кабеле в колонне труб приборы и оборудование.

Поскольку части вкладыша соединены между собой посредством болтового соединения, он легко собирается и разбирается, позволяя свободно перемещать после спуска вкладыша в скважину установленное на каротажном кабеле или проволоке оборудование и приборы вдоль скважины, в том числе вдоль продуктивных пластов.

Выполнение проходного канала ниже герметизирующего узла прямоугольным в поперечном его сечении и образование его продольным пазом, выполненным в, по крайней мере, одной из частей вкладыша, позволяет увеличить его поперечное сечение и одновременно упростить технологию изготовления проходного канала. В конечном итоге это позволяет, с одной стороны, снизить гидравлическое сопротивление проходного канала, а с другой стороны, в случае необходимости располагать в нем приборы и оборудование, которые не могут быть расположены в цилиндрическом проходном канале.

Как указано выше, в процессе работы установки необходимо перемещать на каротажном кабеле или проволоке приборы и оборудование вдоль скважины и в то же время необходимо минимизировать перетекание среды через осевой канал герметизирующего узла. Сборка вкладыша на поверхности позволяет провести более тщательную проверку собранного вкладыша, что позволяет повысить надежность работы скважинной струйной установки и достоверность получаемой информации за счет снижения перетечек через герметизирующий узел.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинной струйной установки для каротажных работ.

На фиг.2 представлен продольный разрез вкладыша скважинной струйной установки в разобранном состоянии.

На фиг.3 представлено сечении А-А на фиг.1.

На фиг.4 представлено сечение Б-Б на фиг.1

Скважинная струйная установка содержит корпус 1, в котором выполнены перепускные окна 2 и посадочное седло 3 для установки на него вкладыша 4 и установленного в нем струйного насоса 5. Во вкладыше 4 выполнены проходной канал 6, канал 7 подвода активной среды в сопло 8 струйного насоса 5 и канал 9 подвода в струйный насос 5 откачиваемой среды, который сообщен с проходным каналом 6. Над каналом 9 подвода откачиваемой среды в проходном канале 6 установлен герметизирующий узел 10, и в последнем выполнен осевой канал 11 с возможностью пропуска через него и проходной канал 6 каротажного кабеля 12 или проволоки для установки на них в скважине ниже струйного насоса 5 скважинных приборов и оборудования 13 с возможностью перемещения их вдоль ствола скважины при работающем или неработающем струйном насосе 5. Канал 7 подвода активной среды со стороны входа в него сообщен с затрубным пространством скважины, а на вкладыше 4 установлены уплотнительные элементы 14. Вкладыш 4 и герметизирующий узел 10 выполнены составными из двух частей, причем плоскость разъема частей проходит через осевой канал 11 герметизирующего узла 10 и проходной канал 6 вкладыша 4 вдоль последних. Части вкладыша 4 соединены между собой посредством болтового соединения 15, а проходной канал 6 ниже герметизирующего узла 10 выполнен прямоугольным в поперечном его сечении и образован продольным пазом, выполненным в, по крайней мере, одной из частей вкладыша 4. Корпус 1 установлен на колонне труб 16, при этом ниже корпуса 1 на колонне труб 16 установлен пакер 17.

Перед началом работ в скважинке вкладыш 4 с установленными в нем струйным насосом 5 и герметизирующим узлом 10 разбирают по плоскости его разъема. После этого через осевой канал 11 и проходной канал 6 одной из частей соответственно герметизирующего узла 10 и вкладыша 4 пропускают каротажный кабель 12 или проволоку, выполненные с кабельным наконечником 18. Затем на описанную выше первую часть вкладыша 4 с герметизирующим узлом 10 накладывают вторую часть вкладыша 4 с герметизирующим узлом 10 и части вкладыша соединяют друг с другом посредством болтового соединения 15, при этом каротажный кабель 12 или проволока, выполненные с кабельным наконечником 18, пропущен через осевой канал 11 гереметизирующего узла 10 и проходной канал 6 вкладыша 4. Потом на вкладыше 4 устанавливают уплотнительные элементы 14 и подсоединяют к кабельному наконечнику 18 скважинные приборы или оборудование 13.

Колонну труб 16 с пакером 17 и корпусом 1 опускают в скважину и располагают пакер 17 над продуктивным пластом. Приводят пакер 17 в рабочее положение, разобщая окружающее колонну труб 16 пространство скважины. На каротажном кабеле 12 или проволоке спускают в колонну труб 16 приборы и оборудование 13 и расположенный выше них на кабеле 12 или проволоке вкладыш 4 со струйным насосом 5 и герметизирующим узлом 10. Вкладыш 4 устанавливают на посадочное седло 3 в корпусе 1, при этом канал 7 подвода активной среды сообщается с перепускными окнами 2. В окружающее колонну труб 16 затрубное пространство закачивают активную (рабочую) среду, например воду, солевой раствор, нефть и др. Из затрубного пространства активная среда поступает через перепускные окна 2 и канал 7 подвода активной среды и далее в сопло 8 струйного насоса 5. В течение нескольких секунд после прокачки активной среды через сопло 8 на выходе из него формируется устойчивая струя, которая, истекая из сопла 8, увлекает в струйный насос 5 окружающую ее среду, что вызывает снижение давления сначала в канале 9 подвода откачиваемой среды, а затем в проходном канале 6 под герметизирующим узлом 10 и далее в подпакерном пространстве скважины, создавая депрессию на продуктивный пласт. Величина снижения давления зависит от скорости прохождения активной среды через сопло 8, которая зависит, в свою очередь, от величины давления нагнетания активной среды в затрубное пространство скважины выше пакера 17. В результате пластовая среда по колонне труб 16 и через проходной канал 6 поступает в струйный насос 5, где смешивается с активной средой, и смесь сред за счет энергии активной среды по колонне труб 16 поступает из скважины на поверхность. Во время откачки пластовой среды с помощью установленного на каротажном кабеле 12 или проволоке оборудования и приборов 13 в скважине проводят каротажные работы, например контроль параметров откачиваемой пластовой среды, а также воздействие на продуктивный пласт физическими полями. В зависимости от решаемой задачи возможно перемещение приборов и оборудования 13 вдоль скважины.

Изобретение может найти применение при испытании, освоении и эксплуатации нефтяных и газоконденсатных скважин, а также при их капитальном ремонте.