Устройство для направления потока жидкости

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применена для регулирования потока жидкости или газа при закачке в скважину и добыче продукции пласта из скважины.
Известен «Инструмент для регулирования расхода флюида» (патент RU №2529316, Е21В 43/12, Е21В 21/08, опубл.: 27.09.2014 Бюл. №27), включающий 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; причем 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.
Недостатком инструмента является сложность изготовления из-за наличия большого количества сложных точно сопрягаемых деталей, которые при внешнем воздействии легко выходят из строя.
Известен «Скважинный фильтр» (патент RU №2190731, Е03В 3/18, Е21В 43/08, опубл.: 10.10.2002 Бюл. №28), содержащий перфорированную трубу и насадки с отверстиями, выполненные в форме трапецеидальных пазов - щелей или усеченных конусов, закрепленные на наружной поверхности трубы и совмещенные с ее отверстиями, при этом отверстия трубы и насадок расположены по винтовой линии, а каналы связи - отверстия выполнены тангенциально относительно наружной поверхности трубы по окружности.
Недостатками фильтра являются узкая область применения из-за работы только на добычу продукции и невозможности работы в малодебитных скважинах из-за высокого гидравлического сопротивления, а также возможность работы только в одном интервале из-за необходимости перекрытия центрального канала ниже входных отверстий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Устройство для управления потоком жидкости» (патент на ПМ RU №92905, Е21В 43/00, опубл.: 10.04.2010 Бюл. №10), поступающим в добывающую или инжекционную колонну скважины, при этом оно содержит корпус со средствами ввода и вывода потока жидкости, подключенными к сети каналов для протока жидкости, при этом сеть каналов выполнена с обеспечением возможности большого гидравлического сопротивления движущемуся потоку.
Недостатком этого устройства являются узкая область применения из-за невозможности работы в малодебитных скважинах с низким пластовым давлением (ниже 0,8 МПа) и промывки скважины из-за высокого гидравлического сопротивления.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание простой, надежной конструкции устройства для направления потока жидкости, позволяющей работать в любых скважинах, в том числе и в малодебитных с низким пластовым давлением, а также позволяющей производить промывку скважины.
Техническая задача решается устройством для направления потока жидкости, включающим подводящую трубу с радиальными отверстиями, охваченными корпусом с каналами, сообщающими отверстия со скважинным пространством.
Новым является то, что радиальные отверстия расположены на трех уровнях с одинаковым количеством расположенных друг над другом и равномерно по периметру трубы, каналы в корпусе выполнены в виде продольных сквозных каналов с возможностью сообщения с соответствующими тремя отверстиями, причем каналы сверху и снизу снабжены раструбами, позволяющими обеспечить отклонение при закачке флюида в скважину потока жидкости из корпуса не более чем на 30° от стенки трубы.
На фиг. 1 изображено устройство в продольном разрезе.
На фиг. 2 изображен разрез А-А см. фиг. 1
Устройство для направления потока жидкости включает подводящую трубу 1 (фиг. 1) с радиальными отверстиями 2, охваченными корпусом 3 с каналами 4, сообщающими отверстия 2 со скважинным пространством (не показано). Радиальные отверстия 2 расположены на трех уровнях с одинаковым количеством расположенных друг над другом и равномерно по периметру трубы 1 (фиг. 2). Каналы 4 (фиг. 1) в корпусе 3 выполнены в виде продольных сквозных каналов с возможностью сообщения с соответствующими тремя отверстиями 2 (по одному из каждого уровня). Каналы 4 сверху и снизу снабжены соответствующими раструбами 5 и 6, позволяющими обеспечить отклонение при закачке флюида в скважину потока жидкости из корпуса 3 не более чем на 30° от стенки трубы 1. Количество отверстий 2 (фиг. 2) на одном уровне и их диаметр подбирается с учетом прочностных характеристик трубы 1 производительности при закачке флюида в скважину, чтобы исключить большие сопротивления потоку.
Устройство работает следующим образом.
Данное устройство для отбора скважинной жидкости и/или закачки флюида может быть установлено в скважине на входе насоса, выше или ниже пакера (не показан), самостоятельно на колонне труб (не показана) или хвостовике (не показан). В состав спускаемого в скважину оборудования к колонне труб, подводящую трубу 1 резьбами 7 и 8 опускают в скважину в необходимый интервал.
Для закачки через колонну труб подают жидкий флюид (воду, минеральную воду, реагенты, растворы и эмульсии химических реагентов и т.п.) насосом (не показан) с устья скважины, который из подводящей трубы через отверстия 2 и каналы 4 корпуса 3 направляется в скважину. Раструбы 5 и 6 регулируют направление потока флюида: не более чем на 30° от стенки подводящей трубы 1.
При отборе скважинная жидкость через каналы 4 (фиг. 1 и 2) корпуса 3 и отверстия 2 трубы 1 попадают внутрь колонны труб и далее насосом или свабом поднимаются на поверхность, не оказывая большого гидравлического сопротивления.
Три уровня отверстий 2 (фиг. 1) обеспечивают хорошую производительность при закачке флюида, снижают до минимума возможность засорения при отборе скважинной жидкости (определено опытным путем). Сквозные каналы 4 в корпусе 3 исключают скапливание в них при отборе шлама, песка и т.п. Раструбы 5 и 6 обеспечивают направление потока закачиваемого в скважину жидкого флюида не более чем на 30° от стенки трубы 1 (выбрано практическим путем), исключая вскрытие или нарушение целостности обсадной колонны в скважине (не показаны). При этом данная конструкция каналов 4 и отверстий 2 обладает малым гидравлическим сопротивлением потоку скважинной жидкости, что позволяет работать в малодебитных скважинах с низким пластовым давлением (ниже 0,8 МПа).
Предлагаемая конструкция устройства для направления потока жидкости проста и надежна, позволяет работать в любых скважинах, в том числе и в малодебитных с низким пластовым давлением, и производить промывку скважины.