автоматическое устройство для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в скважину

Формула изобретения

Автоматическое устройство для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в скважину, включающее лубрикатор, представляющий собой металлическую трубу, в верхней и нижней частях которой установлены запорные элементы и трехходовой кран для установки манометра и сброса давления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок кассет для размещения твердых стержней поверхностно-активных веществ, установленный над лубрикатором и закрепленный на кронштейне, блок управления, пневмоцилиндр одностороннего действия, соединенный с блоком управления и блоком кассет, диск с отверстием для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ, установленный неподвижно, при этом отверстие для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в лубрикатор расположено соосно с лубрикатором, запорные элементы выполнены в виде шаровых кранов с пневмоприводами, соединенными с блоком управления, блок кассет выполнен в виде комплекта полых цилиндров, расположенных вертикально, и установлен над диском с отверстием для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в лубрикатор с возможностью вращения вокруг оси до совмещения полости каждого из цилиндров с отверстием для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в лубрикатор, блок управления соединен с питающей магистралью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для ввода поверхностно-активных веществ в скважину для проведения работ по интенсификации добычи углеводородов путем вспенивания и удаления жидкости с забоя скважин.

Периодическое удаление жидкости можно осуществлять при подаче поверхностно-активных веществ на забой скважины. При контакте воды с пенообразующим веществом и барботаже газа через столб жидкости образуется пена. Поскольку плотность пены существенно меньше плотности воды, даже сравнительно небольшие скорости газа (0,3-0,5 м/с) обеспечивают вынос пенообразной массы на поверхность. (Р.И.Вяхирев, Ю.П.Коротаев, Н.И.Кабанов. Теория и опыт добычи газа. - М: Недра, 1998 с.228-229) [1].

Для вспенивания жидкости на забое скважины применяют два типа поверхностно-активных веществ - жидкие и твердые.

Жидкие поверхностно-активные вещества вводят в скважину с помощью агрегатов ЦА-100 или ЦА-320, которыми подают жидкий раствор поверхностно-активных веществ в затрубное пространство скважины.

В ходе информационного поиска авторами на выявлены автоматические устройства для ввода стержней твердых поверхностно-активных веществ в скважину.

Известно устройство для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в скважину, включающее лубрикатор, представляющий собой металлическую трубу заданной длины, один конец которой снабжен фланцем, а другой - самоуплотняющимся элементом, лубрикатор также снабжен трехходовым краном. Лубрикатор устанавливают над буферной заглушкой, загрузку лубрикатора осуществляют вручную через самоуплотняющийся элемент, а ввод стержней в скважину - через буферную задвижку (Временная инструкция по удалению жидкости из газовых и газоконденсатных скважин с помощью поверхностно-активных веществ. «СевКавНИИгаз», Ставрополь, 1977 г.) [2].

Вышеуказанное устройство принято авторами в качестве прототипа.

Недостатками известного устройства являются низкая производительность, обусловленная малым объемом загрузки лубрикатора, использованием ручного труда, необходимостью постоянного контроля параметров работы скважины для определения времени ввода стержней поверхностно-активных веществ в скважину, возможность утечки газа из-за неполного накручивания самоуплотняющего элемента лубрикатора, а также разрушение стержней поверхностно-активных веществ при использовании шиберной задвижки.

Задачей настоящего изобретения является автоматизация и обеспечение безопасности ввода твердых стержней в скважину.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известное автоматическое устройство для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в скважину, включающее лубрикатор, представляющий собой металлическую трубу, в верхней и нижней частях которой установлены запорные элементы и трехходовой кран для установки манометра и сброса давления, согласно изобретению дополнительно содержит блок кассет для размещения твердых стержней поверхностно-активных веществ, установленный над лубрикатором и закрепленный на кронштейне, блок управления, пневмоцилиндр одностороннего действия, соединенный с блоком управления и блоком кассет, диск с отверстием для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ, установленный неподвижно, при этом отверстие для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в лубрикатор расположено соосно с лубрикатором, запорные элементы выполнены в виде шаровых кранов с пневмоприводами, соединенными с блоком управления, блок кассет выполнен в виде комплекта полых цилиндров, расположенных вертикально, и установлен над диском с отверстием для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в лубрикатор, с возможностью вращения вокруг оси до совмещения полости каждого из цилиндров с отверстием для ввода твердых стержней поверхностно - активных веществ в лубрикатор, блок управления соединен с питающей магистралью.

На чертеже представлено заявляемое устройство.

Устройство для автоматического ввода твердых стержней твердых поверхностно-активных веществ содержит лубрикатор 1, представляющий собой металлическую трубу, в верхней и нижней части которой установлены шаровые краны 2, трехходовой кран 3 для манометра и стравливания давления, установленный под верхним шаровым краном 2, управляющую газовую магистраль 4, блок кассет 5 для размещения твердых стержней поверхностно-активных веществ, установленный над лубрикатором 1 и закрепленный на кронштейне 6 с возможностью осевого вращения вокруг оси 7, пневматический цилиндр 8 привода блока кассет 5, блок управления 9, питающую газовую магистраль 11, питающий вентиль 10, диск 13, установленный неподвижно и снабженный отверстием (не показано) для ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ в лубрикатор 1, расположенным соосно с лубрикатором 1, при этом блок управления 9 соединен управляющей газовой магистралью 4 с шаровыми кранами 2 и пневмоцилиндром 8, соединенным с питающей магистралью 10 через вентиль 11. Блок кассет 5 выполнен в виде комплекта полых цилиндров 12, установленных вертикально.

Устройство работает следующим образом.

В блок кассет 5 предварительно загружают твердые стержни поверхностно-активных веществ. Задают контролируемые параметры работы скважины: величину давления или временные значения ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ. Открывают питающий вентиль 11. При достижении заданного давления в затрубом пространстве скважины подается пневмопитание от блока управления 9 по управляющей газовой магистрали 4 на привод верхнего шарового крана 2, при этом шаровой кран 2 открывается. Одновременно подается питание от блока управления 9 по управляющей газовой магистрали 4 на пневмоцилиндр 8, и при его перемещении через систему привода происходит движение блока кассет 5 в горизонтальной плоскости с вращением по оси 7. Поочередно отверстия цилиндров 12 совмещаются с отверстием диска 13 и твердые стержни поверхностно-активных веществ спускаются в полость лубрикатора 1. После поступления заданного количества твердых стержней поверхностно-активных веществ в полость лубрикатора 1 перекрывается пневмопитание к приводу верхнего шарового крана 2 и пневмоцилиндру 8. Верхний шаровой кран 2 закрывается. Пневмоцилиндр 8 отключается. Подается пневмопитание от блока управления 9 по управляющей газовой магистрали 4 к приводу нижнего шарового крана 2, происходит его открытие, и твердые стержни поверхностно-активных веществ спускаются в колонну насосно-компрессорных труб. После спуска твердых стержней поверхностно-активных веществ в колонну насосно-компрессорных труб перекрывается пневмопитание к приводу нижнего шарового крана 2 и происходит его закрытие.

Последующий цикл ввода твердых стержней поверхностно-активных веществ производят в зависимости от заданного значения давления в затрубном пространстве скважины.

Заявляемое устройство по сравнению с устройством-прототипом позволяет автоматизировать процесс и обеспечить безопасность ввода твердых стержней в скважину, при этом снижается время на проведение операции по вводу, что в свою очередь ведет к увеличению дополнительной добычи газа, снижению на 30-50% транспортных расходов на доставку стержней и обслуживающего персонала на скважину в связи с имеющимся запасом стержней поверхностно-активных веществ на скважине.