Контейнер скважинный

Полезная модель, контейнер скважинный (долее - контейнер), относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использована при исследовании скважин, для получения замеров физических величин жидкости в нагнетательной линии полости насосно-компрессорных труб с помощью автономных измерительных приборов, спускаемых на насосно-компрессорных трубах.
Известно устройство для установки приборов на наружной поверхности трубы (варианты) (пат. RU №119390, Е21В 47/01, опубл. 20.08.2012, бюл. №23), содержащее закрепленный на трубе контейнер с размещенными внутри него автономными измерительными приборами, в котором имеются сквозное продольное отверстие для надевания на трубу, выполненное эксцентрично относительно оси контейнера, и сквозные радиальные отверстия для закрепления на трубе с помощью болтов, при этом в стенке контейнера со стороны сквозного продольного отверстия выполнено боковое окно, а автономные измерительные приборы размещены в пазах, выполненных внутри контейнера.
Известно устройство для замера затрубного давления (св. RU №29094 Е21В 47/00, опубл. 27.04.2003, бюл. №12). Устройство содержит трубу со сквозным каналом, верхний и нижний переходники, съемные крышки и трубки-контейнеры, размещенные параллельно вне основной трубы для установки и фиксации автономных измерительных приборов.
Недостатком данных устройств является то, что контейнеры не обеспечивают сообщение автономных измерительных приборов с полостью нагнетательной линии насосно-компрессорных труб, и замера параметров технологического процесса на скважине, в подпакерной зоне.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является контейнер для спуска приборов на колонне насосно-компрессорных труб (пат. RU №153956, Е21В 47/01, опубл. 10.08.2015, бюл. №22, содержащий корпус с размещенным на внешней стороне пазом, в котором устанавливают автономные измерительные приборы, в корпусе контейнера имеется сквозное отверстие сообщающее полость нагнетательной линии насосно-компрессорных труб с пазом, при этом отверстие выполнено ступенчатым, а в отверстии установлен шар, позволяющий перекрывать отверстие при возникающих утечках жидкости из полости насосно-компрессорных труб.
Контейнер для спуска приборов на колонне насосно-компрессорных труб (фиг. 1) содержит корпус 1, кожух 2, штуцер 3, паз 4, (фиг. 2) шар 5, отверстие 6.
Рассмотрим более детально узел сообщения автономных измерительных приборов с полостью нагнетательной линии насосно-компрессорных труб (фиг. 1). Контейнер и трубы насосно-компрессорных труб (далее НКТ) применяются, по ГОСТ 633-80, типоразмеров НКТ 89, НКТ114. Конструкция узла сообщения автономных измерительных приборов с полостью нагнетательной линии насосно-компрессорных труб в реальных условиях принимает вид по (фиг. 2). и имеет соответствующие размеры:
нкт
Δ=8 мм (толщина стенки НКТ 89 согласно ГОСТ 633-80);
ш
∅=2 мм (диаметр отверстия, которое перекрывает шар);
б
∅=1 мм (диаметр отверстия, полости установки автономного измерительного прибора);
ш
L=3 мм (максимальная длина хода шара).
ш
ш
ш
Вышеуказанные размеры нужны для вычисления V, объема жидкости, при утечке которого через отверстие контейнера, шар перекрывает отверстие ∅. При перекрытии отверстия ∅ автономный измерительный прибор прекращает работу (регистрацию параметров пласта).
ш
ш
Подсчитаем V, объем жидкости требуемый для перекрытия отверстия ∅:
ш
3
Подставляя значения, получим, V=9,42 мм.
к
б
Подсчитаем V, объем жидкости требуемый для заполнения канала отверстия ∅ до прибора:
к
б
где L=60 мм, длина отверстия (полости) от начала отверстия ∅ до автономного измерительного прибора.
к
ш
ш.
3
Подставляя значения, получим, V=47,1 мм, что в 5 раз больше объема V, объем жидкости требуемый для перекрытия отверстия ∅
ш
Данные расчетов показывают, что уже при спуске в скважину контейнера, при заполнении полостей отверстий соединяющих полость регистрации (внутренняя полость НКТ) с автономным измерительным прибором, шар перекрывает отверстие ∅ и автономный измерительный прибор не работает.
ш
Дополнительно надо учесть, что при малых расходах, при падении давления 0,5 атм. за 10 секунд, которые регламентированы по РД №02/02-404 от 30. 08. 2012 ООО «РН-Юганскнефтегаз», шар однозначно перекроет отверстие ∅ и автономный измерительный прибор прекратит свою работу.
Недостатком данного технического решения является то, что:
автономный измерительный прибор (установленный на данном контейнере) может не регистрировать параметры, в виду отсутствия, в некоторых случаях (рассмотрим ниже), сообщения полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб и автономного измерительного прибора.
автономный измерительный прибор, установленный на данный контейнер, не обеспечивает замеров физических величин жидкости в нагнетательной линии полости насосно-компрессорных труб в виду несовершенства конструкций, наличия возможных и регламентированных утечек жидкости через не герметичности.
Технической задачей предложенной полезной модели является создание надежного контейнера для спуска автономных измерительных приборов на колонне насосно-компрессорных труб, повышение долговечности и надежности работы контейнера.
Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является предотвращение разрушения контейнера при возникновении утечек из полости насосно-компрессорных труб в автономные измерительные приборы.
Достигается технический результат тем, что в контейнер для спуска автономных измерительных приборов на колонне насосно-компрессорных труб, содержащий корпус с размещенным на внешней стороне пазом, с возможностью установки автономных измерительных приборов, в корпусе контейнера имеется сквозное отверстие, сообщающее полость нагнетательной линии насосно-компрессорных труб с пазом, при этом отверстие выполнено ступенчатым, устанавливается цилиндр с зазором менее 0,1 мм, а между цилиндром и полостью установки автономного измерительного прибора устанавливается пружина.
Новым является то, что в контейнере для спуска приборов на колонне насосно-компрессорных труб, содержится корпус с размещенным на внешней стороне пазом, с возможностью установки автономных измерительных приборов, при этом в корпусе контейнера имеется сквозное отверстие сообщающее полость нагнетательной линии насосно-компрессорных труб с пазом, при этом отверстие выполнено ступенчатым, установлен цилиндр в отверстии, с зазором менее 0,1 мм, а между цилиндром и полостью установки автономного измерительного прибора установлена пружина. Жесткость пружины обеспечивает сжатие пружины, только при определенных расходах жидкости через отверстие. За счет подбора жесткости пружины с учетом усилия от гидродинамического сопротивления цилиндра с зазором 0,1 мм от протекающей через зазор жидкости, через не герметичность автономного измерительного прибора, или ее (прибора) соединения с контейнером, происходит перекрытие потока жидкости с большим расходом.
Так же, новым является то, что в отверстие, которое выполнено ступенчатым, установлен цилиндр, именно с зазором менее 0,1 мм, между цилиндром и корпусом, который выполняет еще одну функцию.
Зазор 0,1 мм обеспечивает перекрытие отверстия забиванием зазора песком присутствующем в прокачиваемой жидкости, (при поломке пружины, или не перекрытии цилиндром отверстия). Минимальный поперечный размер песка, в прокачиваемой жидкости, более 0,1 мм.
Предложенный контейнер может быть установлен в любом месте по высоте компоновки насосно-компрессорных труб, в зависимости от производственных потребностей, с реализацией назначения и достижением технического результата.
На фиг. 1 изображен продольный разрез контейнера по наиболее близкому аналогу.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез А-А фиг. 1 по наиболее близкому аналогу.
На фиг. 3 изображен продольный разрез контейнера.
На фиг. 4 изображен поперечный разрез Б-Б фиг. 3.
Контейнер для спуска приборов на колонне насосно-компрессорных труб (фиг. 3) содержит корпус 1, кожух 2, штуцер 3, паз 4, (фиг. 4) отверстие 6, цилиндр 7, пружина 8, отверстие полости установки автономного измерительного прибора 9.
ш
Работает полезная модель следующим образом. Перед спуском оборудования в скважину производят установку автономных измерительных приборов. В паз 4 (фиг. 3) корпуса 1, на штуцер 3 закрепляют автономный измерительный прибор и закрывают кожухом 2. Колонну насосно-компрессорных труб с установленным контейнером спускают в скважину на заданную глубину. Через отверстие 6 (фиг. 4), происходит сообщение полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб с полостью установки автономных измерительных приборов 9. После спуска контейнера в скважину, через отверстие соединяющее полость насосно-компрессорных труб с автономным измерительным прибором, производятся замеры физических величин жидкости. Цилиндр 7 (фиг. 4) установлен в штуцере 3 с зазором А менее 0,1 мм. Между цилиндром 7 и полостью установки автономного измерительного прибора 9, установлена пружина 8 (фиг. 4) с жесткостью, обеспечивающей сжатие пружины только при определенных расходах жидкости через отверстие ∅.
ш
Предлагаемая конструкция контейнера позволяет производить замеры физических величин жидкости в полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб при малых расходах жидкости из полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб в автономный измерительный прибор, через зазор А между цилиндром 7 и корпусом штуцера 3, за счет открытия отверстия ∅ пружиной 8. При возникновении больших утечек жидкости из полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб, пружина 8 сжимается, за счет гидродинамических сил, и цилиндр перекрывает отверстие, предотвращая утечку жидкости из полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб в автономный измерительный прибор и разрушение контейнера.
При больших расходах жидкости через отверстие и неполном перекрытии цилиндром 7 отверстия 8, предотвращающего утечку жидкости из полости нагнетательной линии насосно-компрессорных труб в автономный измерительный прибор, за счет зазора А цилиндра (фиг. 4), поток жидкости перекрывается забиванием зазора песком присутствующем в жидкости, предотвращая утечку жидкости и разрушение контейнера, что является дополнительной защиты автономного измерительного прибора и контейнера в целом.
Таким образом, предлагаемая конструкция контейнера дает возможность производить замеры физических величин жидкости в нагнетательной линией полости насосно-компрессорных труб, при малых расходах, при падении давления 0,5 атм. за 10 секунд (по РД №02/02-404 от 30. 08. 2012 ООО «РН-Юганскнефтегаз» разрешается падение давления с данными параметрами), а при больших расходах (аварии), цилиндр перекрывает отверстие посадкой цилиндра о ступень отверстия и предотвращает разрушения контейнера, прибора в целом, за счет эрозии от протекающей жидкости.
Техническое решение, используемое в предложенном контейнере, повышает надежность, долговечность работы контейнера, обеспечивает защиту от разрушений, а именно:
применение клапана в виде цилиндра с пружиной;
ш
использование зазор А менее 0,1 мм цилиндра 7 в отверстии ∅ (фиг. 4).