УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРИТОКА ФЛЮИДА

Устройство относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для регулирования добычи флюида при эксплуатации нефтяных пластов с зонами различной проницаемости.
Данное устройство относится к пассивным узлам регулирования притока флюида и в зависимости от условий эксплуатации (геологии пласта, пластового давления, жидкого или газообразного состояния добываемого продукта и его дебита) может применяться как самостоятельное звено в конструкции добывающих скважин, так и в качестве дополнительного средства для оптимизации потоков рабочей среды в стволе скважины.
Известно устройство регулирования притока пластовой жидкости при эксплуатации горизонтальной скважины, включающее фланец с отверстиями определенного диаметра, прикрепленный к нему сетчатый фильтр, расположенный соосно с эксплуатационной колонной, вдоль которой проложена линия управления, соединенная с соответствующим отверстием во фланце, в корпусе установлены возвратная пружина требуемой жесткости и взаимодействующий с ней гидравлически управляемый поршень, который боковой поверхностью примыкает к корпусу и эксплуатационной колонне, а противоположный пружине конец поршня сообщается с линией управления (патент РФ на полезную модель № 166287, МПК Е21В 43/12, Е21В 34/10, опубл. 20.11.2016).
Известна система регулирования притока в скважину, обеспечивающая регулирование притока в обсадную трубу жидкости, поступающей снаружи обсадной трубы, например из продуктивного пласта или промежуточной обсадной трубы, содержащая обсадную трубу с осевым направлением и стенку, имеющую толщину, клапан-регулятор притока, имеющий корпус, содержащий упор, с длиной, заданной продольной осью корпуса, и пружинный элемент, подвижный относительно корпуса и, тем самым, регулирующий приток жидкости, проходящей через клапан от входного отверстия корпуса к выходному отверстию корпуса, в которой клапан расположен таким образом, что осевое направление клапана перпендикулярно осевому направлению обсадной трубы, причем пружинный элемент выполнен с возможностью проявления своих упругих свойств в направлении указанной оси клапана и перпендикулярно осевому направлению обсадной трубы, с созданием упругой силы, обеспечивающей возможность регулирования потока жидкости через клапан от входного отверстия к выходному отверстию корпуса, при этом пружинный элемент выполнен с возможностью работы как диафрагма в направлении указанного упора с обеспечением закрывания отверстия (патент РФ № 2551599, МПК Е21В 43/12, Е21В 34/08, опубл. 27.05.2015).
Недостатком регулятора притока является низкая долговечность его фильтрующего элемента, размер которого меньше размера клапана, что приведет к его быстрой кольматации.
Известно устройство пассивного управления текучей средой в скважине регулирования потока для регулирования потока текучей среды из пласта, содержащее элемент регулирования потока, сформированный из материала с приспосабливающейся формой с открытоячеистой структурой и гидрофильного полимера, нагнетаемого в проемы открытоячеистой структуры материала с приспосабливающейся формой в количестве, достаточном, чтобы элемент регулирования потока ограничивал поток протекающей через него воды, причем гидрофильный полимер сцеплен со стенками ячеек материала с приспосабливающейся формой и размещается в проемах открытоячеистой структуры для ограничения потока воды через них (патент РФ № 2540764, МПК Е21В 43/12, Е21В 21/08, опубл. 10.02.2015).
Известно устройство для регулирования расхода флюида, включающее трубчатую диодную втулку, имеющую диодное отверстие; трубчатую внутриканальную втулку, установленную концентрически внутри диодной втулки, причем внутриканальная втулка содержит внутренний канал, находящийся в гидравлическом сообщении с диодным отверстием; и трубчатую наружноканальную втулку, внутри которой концентрически установлена диодная втулка, причем наружноканальная втулка содержит наружный канал, находящийся в гидравлическом сообщении с диодным отверстием; в котором форма диодного отверстия, положение внутреннего канала относительно диодного отверстия и положение наружного канала относительно диодного отверстия определяют сопротивление потоку флюида, перемещающегося во внутренний канал из наружного канала, и другое сопротивление потоку флюида, перемещающегося в наружный канал из внутреннего канала (патент РФ № 2529316, МПК Е21В 43/12, Е21В 21/08, опубл. 27.09.2014).
Известно устройство для выравнивания притока нефтяной скважины, содержащее несущую трубу, на которой между фиксирующими кольцами установлен фильтрующий элемент, соединенный сетью каналов с отверстием в трубе, сеть каналов для обеспечения высокого гидравлического сопротивления выполнена с многократным изменением направления движения потока жидкости и/или с многократным сужением и расширением потока, на внутренней поверхности удерживающего фильтрующий элемент фиксирующего кольца со стороны сети каналов выполнены пазы для прохождения добываемого продукта, сеть каналов выполнена на кольцах, установленных на несущей трубе в количестве необходимом для создания нужного гидравлического сопротивления, причем на торцах колец выполнены выступы и впадины, обеспечивающие радиальную ориентацию колец относительно друг друга, а перед и после колец с сетью каналов на трубе установлены переходные кольца с отверстиями для прохождения добываемого продукта. Кольца с сетью каналов закрыты кожухом, зафиксированным ступенчатым кольцом, на внутренней поверхности которого выполнены пазы для прохождения добываемого продукта. За ступенчатым кольцом в отверстии для прохождения добываемого продукта в несущую трубу на резьбе установлен регулятор притока, выполненный с проходным отверстием, диаметр которого подбирается в зависимости от интенсивности притока в месте установки устройства. Регулятор притока закрыт крышкой, которая зафиксирована на трубе винтами. Крышка, кожух и регулятор притока уплотнены резиновыми кольцами (патент РФ на полезную модель № 173196, МПК Е21В 43/12, опубл. 16.08.2017).
В данном решении рассмотрена лабиринтная схема притока, в которой негативным фактором является возможное забивание каналов, связанное с резким изменением потока и появлением застойных зон, в которых собираются мелкие частицы, прошедшие через фильтрующий элемент.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в создании оптимальных условий добычи флюида, а также снижение трудоемкости изготовления и сборки устройства.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство регулирования притока флюида, установленное на базовой трубе в зоне расположения перфорационных отверстий между фильтрующими элементами, включает корпус с выполненными соосно перфорационным отверстиям базовой трубы резьбовыми отверстиями, в которых установлены винты, расположенный между кольцами, в которых выполнены коаксиально расположенные сквозные пазы для прохода флюида.
Кроме того, фильтрующие элементы выполнены в виде цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы и создают жесткий экран с кольцевыми щелями размером от 50 до 1000 мкм и с допуском на ширину щели до 15 мкм.
Кроме того, в резьбовых отверстиях корпуса установлены стопорные винты с коническим концом, закрывающие перфорационные отверстия базовой трубы.
Кроме того, в резьбовых отверстиях корпуса установлены короткие винты, не доходящие до поверхности базовой трубы,
Кроме того, в резьбовых отверстиях корпуса установлены стопорные винты с коническим концом, закрывающие перфорационные отверстия базовой трубы, и короткие винты, не доходящие до поверхности базовой трубы.
Кроме того, диаметр перфорационных отверстий предварительно рассчитывается по разработанной математической программе.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
Фиг. 1 - общий вид расположения устройства регулирования притока флюида на базовой трубе;
Фиг. 2 - общий вид устройства регулирования притока флюида;
Фиг. 3 - сечение А-А, расположение коаксиально расположенных пазов для прохода флюида в кольце;
Фиг. 4 - сечение Б-Б, перфорационные отверстия закрыты;
Фиг. 5 - сечение В-В, перфорационные отверстия открыты.
Устройство регулирования притока флюида 1 установлено между фильтрующими элементами 2 на базовой трубе 3 хвостовика скважины. Фильтрующие элементы 2 выполнены, например, в виде цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы и создают жесткий экран с кольцевыми щелями размером от 50 до 1000 мкм и с допуском на ширину щели до 15 мкм.
Устройство регулирования притока флюида установлено в зоне расположения перфорационных отверстий 4, выполненных на базовой трубе 3 хвостовика скважины, диаметр которых предварительно рассчитывается по разработанной математической программе.
Устройство регулирования притока флюида 1 включает корпус 5 с резьбовыми отверстиями, выполненными соосно перфорационным отверстиям 4. В резьбовых отверстиях корпуса 5 установлены винты, которые могут быть выполнены, например, в виде стопорных винтов 6 с коническим концом, закрывающих перфорационные отверстия 4. Корпус 5 расположен между кольцами 7, в которых выполнены коаксиально расположенные сквозные пазы 8 для постоянного прохода флюида. С другой стороны в кольцах 7 закреплены фильтрующие элементы 2. Между корпусом 5 и базовой трубой 3 образована полость Г.
В резьбовых отверстиях корпуса 5 могут быть установлены короткие винты 9, не доходящие до поверхности базовой трубы 3, при этом перфорационные отверстия 4, выполненные на базовой трубе 3 хвостовика скважины, свободны для прохода флюида.
В резьбовых отверстиях корпуса 5 могут быть установлены стопорные винты 6 с коническим концом, закрывающие перфорационные отверстия базовой трубы, и короткие винты 9, не доходящие до поверхности базовой трубы 3.
Устройство регулирования притока флюида работает следующим образом.
Для открытия требуемого количества отверстий стопорные винты 6 с коническим концом вывинчиваются, а на их место ввинчиваются короткие винты 9, не доходящие до поверхности базовой трубы 3.
Поток жидкости, пройдя через щелевую решетку фильтрующих элементов 2, движется вдоль внешней поверхности базовой трубы 3 и через пазы 8 в кольце 3 попадает в полость Г, и через открытые перфорационные отверстия 4 поступает внутрь базовой трубы 3, где сливается с общим потоком.
Применение данного устройства обеспечивает выравнивание притока вдоль ствола скважины, позволяет регулировать перепад давления в сети каналов, повышает технологичность изготовления и сборки устройства.