устройство для раздельной закачки жидкости в два пласта

Формула изобретения

Устройство для раздельной закачки жидкости в два пласта, включающее корпус со сквозными и радиальными отверстиями, упор в нижней части и направляющие конусные поверхности в верхней части, размещенный в корпусе ниппель с верхним и нижним уплотнительными узлами, с радиальными отверстиями, упором в нижней части и проточкой на наружной поверхности, цилиндрическое седло, размещенное в ниппеле с возможностью перекрытия радиальных отверстий ниппеля, пружину под цилиндрическим седлом, сбрасываемый в устройство при его работе шар, при этом радиальные отверстия корпуса и ниппеля выполнены соосными и с наклоном вниз на величину выступающей части шара, размещенного в цилиндрическом седле, с расположением низа радиальных отверстий ниппеля на уровне верхней части шара, а объем камеры, образованной проточкой на наружной поверхности ниппеля и внутренней поверхностью корпуса, равен сумме объемов радиальных отверстий ниппеля и корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при раздельной закачке жидкости в два пласта в одной скважине.

Известен клапан обратный трехпозиционный, содержащий корпус с верхней и нижней присоединительными резьбами, служащими для встраивания клапана в колонну насосно-компрессорных труб, запорный элемент в виде шара, пружину, отличающийся тем, что корпус клапана выполнен составным и имеет верхнюю, среднюю и нижнюю части, полый шток закреплен внутри корпуса неподвижно, верхняя часть штока выполнена в виде седла для шара, а под седлом на нем выполнены сквозные радиальные каналы, в верхней части корпуса установлена втулка, являющаяся ограничителем движения шара вверх, выполненная в виде цанги, подвижным элементом клапана является полый поршень, расположенный на внешней образующей полого штока соосно с ним, и с возможностью перекрывать и открывать радиальные каналы полого штока, подвижный полый поршень подпружинен и имеет два бурта, между торцом верхней части составного корпуса и упором средней части корпуса установлены упорное и разрезное кольца (Патент на полезную модель РФ № 104618, кл. E21B 34/06, опубл. 20.05.2011).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является скважинное клапанное устройство, включающее корпус с радиальными отверстиями, седло, подвижный запорный элемент и обратный клапан, расположенный внутри запорного элемента, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит пружину, удерживающую запорный элемент в закрытом положении, причем запорный элемент совмещен со штоком, служащим для направления пружины, корпус соединен со штуцером, внутри которого размещена гайка, регулирующая натяг пружины, при этом запорный элемент с конусным седлом, расположенным в верхней части корпуса, образуют клапанную пару, а обратный клапан образован клапанной парой седло-шар, которая удерживается в закрытом положении пружиной, установленной на центраторах, снабженных торцевыми отверстиями (Патентна полезную модель РФ № 102671, кл. E21B 34/06, опубл. 10.03.2011 - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является наличие больших гидравлических сопротивлений в устройствах, что снижает эффективность их работы.

В предложенном изобретении решается задача снижения гидравлических сопротивлений в устройстве.

Задача решается устройством для раздельной закачки жидкости в два пласта, включающим корпус со сквозными и радиальными отверстиями, упором в нижней части и направляющими конусными поверхностями в верхней части, размещенный в корпусе ниппель с верхним и нижним уплотнительными узлами, с радиальными отверстиями, упором в нижней части и проточкой на наружной поверхности, цилиндрическое седло, размещенное в ниппеле с возможностью перекрытия радиальных отверстий ниппеля, пружину под цилиндрическим седлом, сбрасываемый в устройство при его работе шар, при этом радиальные отверстия корпуса и ниппеля выполнены соосными и с наклоном вниз на величину выступающей части шара, размещенного в цилиндрическом седле, с расположением низа радиальных отверстий ниппеля на уровне верхней части шара, а объем камеры, образованной проточкой на наружной поверхности ниппеля и внутренней поверхностью корпуса, равен сумме объемов радиальных отверстий ниппеля и корпуса.

Сущность изобретения

В настоящее время для организации одновременной раздельной закачки воды в продуктивные пласты применяют скважинную установку из двух колонн насосно-компрессорных труб. В этом случае на многих объектах широко применяется циклическая закачка воды, что предопределяет повышение эффективности закачки.

Применение двух колонн связано с большой металлоемкостью конструкции, специфичностью оборудования и сложностью внедрения, что приводит к большим материальным затратам на внедрение. При этом отсутствует возможность ее применения в скважинах малого диаметра с диаметром эксплуатационной колонны менее 168 мм, что ограничивает потенциальную возможность применения данной технологии.

При организации одновременной раздельной закачки воды продуктивные пласты в скважине разобщают пакером, а воду закачивают одновременно или попеременно в пласт под пакером и над пакером.

Однако при этом возникают значительные гидравлические сопротивления в устройствах, что снижает эффективность их работы. В предложенном изобретении решается задача снижения гидравлических сопротивлений при одновременно раздельной закачке воды. Задача решается устройством для раздельной закачки жидкости в два пласта, представленным на фиг.1 и 2.

На фиг.1 и 2 устройство включает корпус 1 со сквозными 2 и радиальными 3 отверстиями, упором 4 в нижней части и направляющими конусными поверхностями 5 в верхней части, размещенный в корпусе ниппель 6 с верхним 7 и нижним 8 уплотнительными узлами, с радиальными отверстиями 9, упором 10 в нижней части и проточкой 11 на наружной поверхности 12, цилиндрическое седло 13, размещенное в ниппеле 6 с возможностью перекрытия радиальных отверстий 9 ниппеля 6, пружину 14 под цилиндрическим седлом 13, сбрасываемый в устройство при его работе шар 15. Радиальные отверстия 3 корпуса 1 и радиальные отверстия 9 ниппеля 6 выполнены соосными и с наклоном вниз на величину «h» выступающей части шара 15, размещенного в цилиндрическом седле 13, с расположением низа 16 радиальных отверстий 9 ниппеля 6 на уровне верхней части 17 шара 15. Объем камеры, образованной проточкой 11 на наружной поверхности 12 ниппеля 6 и внутренней поверхностью корпуса 1, равен сумме объемов радиальных отверстий 9 ниппеля 6 и радиальных отверстий 3 корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

На колонне насосно-компрессорных труб (не показана) в скважине размещают пакер (не показан) и выше пакера заявленное устройство. Корпус 1 прикреплен к колонне насосно-компрессорных труб сверху и снизу. Ниппель 6 размещен в корпусе 1 и удерживается верхним 7 и нижним 8 уплотнительными узлами. Размещение ниппеля 6 в корпусе 1 облегчается за счет наличия направляющих конусных поверхностей 5.

При закачке воды в нижний пласт устройство находится в положении фиг.1. Пружина 11 выпрямлена, цилиндрическим седлом 13 перекрыты радиальные отверстия 9 ниппеля 6. При прокачке воды по колонне насосно-компрессорных труб вода протекает через сквозные отверстия 2 корпуса 1, ниппель 6, цилиндрическое седло 13 и пружину 14.

При закачке воды в верхний пласт в устройство по колонне насосно-компрессорных труб сбрасывают шар 15, который садится в цилиндрическое седло 13. Под давлением закачиваемой воды шар 15 и цилиндрическое седло 13 отжимаются вниз и сжимают пружину 14. Радиальные отверстия 9 ниппеля 6 открываются и вода протекает через сквозные отверстия 2 корпуса 1, ниппель 6, радиальные отверстия 9 ниппеля 6, радиальные отверстия 3 корпуса 1.

Выполнение радиальных отверстий 3 корпуса 1 и радиальных отверстий 9 ниппеля 6 соосными и с наклоном вниз на величину «h» выступающей части шара 15, размещенного в цилиндрическом седле 13, и расположение низа 16 радиальных отверстий 9 ниппеля 6 на уровне верхней части 17 шара 15 приводит к минимальным сопротивлениям протеканию воды в устройстве. Наличие объема камеры, образованной проточкой 11 на наружной поверхности 12 ниппеля 6 и внутренней поверхностью корпуса 1, равного сумме объемов радиальных отверстий 9 ниппеля 6 и радиальных отверстий 3 корпуса 1, способствует стабилизации потока, снижению пульсирующих воздействия и в конечном счете к снижению гидравлических сопротивлений при протекании воды через устройство.

При необходимости вновь перейти к закачке воды в нижний пласт шар 15 вымывают из устройства и скважины обратной промывкой.

Применение предложенного устройства позволит снизить гидродинамические потери при закачке воды в продуктивные пласты.