Установка для воздействия на продуктивный пласт

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для интенсификации добычи нефти и увеличению нефтеотдачи нефтегазоносных пластов.
Уровень техники
Из уровня техники известна установка для обработки призабойных зон нефтегазоносных пластов, содержащая снабженную запорной арматурой линию подвода жидкости в скважину, пневматический генератор, линии подачи сжатого газового агента с запорной арматурой и систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами. Причем пневматический генератор включает оголовок с полнопроходным сечением, содержащий выхлопное отверстие, с торцевой стенкой, установленный открытым торцом на скважине, для поступления сжатого газа по линиям подачи сжатого газового агента, а запорная арматура линии подачи газового агента выполнена в виде быстродействующей запорной арматуры (см. RU 2318984 С2, опубл. 10.03.2008).
Из уровня техники также известна установка для обработки призабойных зон нефтегазоносных пластов Установка для обработки нефтегазоносных пластов, содержащая устанавливаемый на скважину пневматический генератор с полнопроходным сечением, линии подачи сжатого газового агента с быстродействующей запорной арматурой, систему сброса сжатого газового агента с запорными элементами. Причем пневматический генератор снабжен выхлопным отверстием, центр которого совпадает с осью скважины, оборудованным быстродействующим запорным клапаном (RU 90715, опубл. 20.01.2010).
Также из уровня техники известен устьевой генератор импульсов давления пневматический, состоящий из корпуса с демпферной полостью и воздушным ресивером, внутри которого размещены дифференциальный поршень и подвижная втулка, с возможностью подсоединения к системе подачи сжатого воздуха посредством управляющих пневмоклапанов. Причем корпус генератора выполнен функционально разделенным на выхлопной и сбросной, причем в выхлопном корпусе с демпферной полостью и воздушным ресивером размещен дифференциальный поршень с возможностью открытия выхлопного отверстия, а в сбросном - подвижная втулка с возможностью открытия сбросного отверстия, выполненная также в виде дифференциального поршня, при этом сбросной корпус дополнительно снабжен демпферной полостью и установочным патрубком (RU 155729, опубл. 20.10.2015).
Сущность полезной модели
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является воздействие на продуктивный пласт для увеличения нефтеотдачи добывающих и увеличение приемистости нагнетательных скважин посредством генерирования и преобразования энергии пневматического удара на устье скважины в энергию гидроимпульса на забое скважины при уменьшении габаритов и массы оборудования монтируемого на устье скважины без снижения эффективности работы.
Техническим результатом заявленной полезной модели является: уменьшение габаритов и массы оборудования монтируемого на устье скважины без снижения эффективности работы.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что установка состоит из двух линий пневматической системы высокого давления, на каждой из которых установлена запорная арматура в виде впускного клапана, ресивера, подключенного к каждой к линии пневматической системы высокого давления с одной стороны, а также линии сброса со скважины газожидкостной смеси, запорной арматуры в виде выпускного клапана, установленной на линии сброса со скважины газожидкостной смеси, при этом линия сброса со скважины газожидкостной смеси подключена с одной стороны к технологической емкости, а с другой стороны подключена посредством запорной арматуры к стыковочному узлу, установленному на фонтанную арматуру, к которому также посредством запорной арматуры подключены две линии пневматической системы высокого давления противоположной от упомянутого ресивера стороной, при этом линия сброса со скважины газожидкостной смеси, соединена стыковочным узлом с линиями пневматической системы высокого давления таким образом, что запорные арматуры линий пневматической системы высокого давления расположены по бокам от запорной арматуры линии сброса со скважины газожидкостной смеси и при этом расположены между собой под углом в диапазоне 15-60°
В частном случае реализации заявленного технического решения запорная арматура выполнена в виде быстродействующего клапана с исполнительным механизмом, выполненного с возможностью открытия запорной арматуры в течение 0,5-1 сек.
В частном случае реализации заявленного технического решения стыковочный узел, выполнен в виде соединенных между собой патрубков, диаметры которых не меньше чем диаметры запорной арматуры линий пневматической системы высокого давления, линии сброса и фонтанной арматуры.
В частном случае реализации заявленного технического решения один из патрубков стыковочного узла, предпочтительно установленный на фонтанную арматуру, либо каждый из упомянутых патрубков снабжен разъемом, выполненный с возможностью установки телеметрических систем, в частности датчиков давления, температуры или комбинированных.
В частном случае реализации заявленного технического решения линии высокого давления и сброса со скважины газожидкостной смеси и избыточного давления выполнены из стандартных изделий труб или армированных резиновых рукавов.
В частном случае реализации заявленного технического решения запорная арматура выполнена с возможностью удаленного управления, как в ручном, так и в автоматическом режиме.
В частном случае реализации заявленного технического решения телеметрические системы выполнены с возможностью контроля режима работы и записи технологического процесса.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:
фиг. 1 - схематическое изображение установки для воздействия на продуктивный пласт;
фиг. 2 - схематическое изображение стыковочного узла.
На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:
1 - клапан выпускной; 2 - клапан впускной; 3 - исполнительный механизм запорной арматуры; 4 - стыковочный узел; 5 - разъем телеметрической системы; 6 - линия сброса газожидкостной смеси; 7 - линия пневматической системы высокого давления; 8 - ресивер.
Раскрытие полезной модели
Установка предназначена для генерирования и преобразования энергии пневматического удара на устье скважины в гидроимпульс на забое скважины, за счет использования энергии сжатого газа, предварительно накопленного в ресиверах, и быстрой ее подачи на зеркало скважинной жидкости с последующим усилением волной разряжения
Техническое решение представляет собой группу запорной арматуры, смонтированной между собой и срабатывающей в определенной последовательности, предназначенной для преобразования энергии сжатого газа в гидроимпульс на забое скважины.
Установка состоит из двух основных технологических систем:
системы сжатого газа;
сброса скважинной газожидкостной смеси;
а также из сопутствующих элементов.
Системы сжатого газа состоит из ресивера высокого давления (8) соединенного с помощью линии пневматической системы высокого давления (7) с впускным клапаном (2). При этом на линии (7) пневматической системы высокого давления дополнительно установлен по меньшей мере один выпускной (1) клапан. Данная система предназначена для передачи энергии накопленного в ресивере сжатого газа на устье скважины.
Система сброса скважинной ГЖС состоит из выпускного клапана, включенного в линию сброса. К линии сброса подключается технологическая емкость для сбора ГЖС во избежание загрязнения окружающей среды. На каждой линии сброса расположен по меньшей мере один выпускной клапан (1). Клапан (1) предназначен для сброса избыточного давления в скважине для усиления разряжением отраженной волны от забоя скважины. Также данный клапан может применяться для приведения параметров скважины в соответствие технологическому режиму обработки: в нагнетательных скважинах - сброс избыточного давления; в добывающих скважинах - доливка скважинной жидкости.
В состав установки входит по меньшей мере одна линия пневматической системы высокого давления и одна линия сброса скважинной ГЖС. На фиг. 1 изображена схема установки с двумя линиями пневматической системы и одной линией сброса ГЖС. Применения двух линий обусловлено увеличением диапазона количества применяемых ресиверов высокого давления, и как следствие возможность обработки скважин с разными параметрами. Увеличение количества ресиверов с применением одной линии приведет к снижению эффективности пневматического удара в силу увеличения сопротивления в линии.
Технологические линии пневматической системы высокого давления и сброса со скважины газожидкостной смеси и избыточного давления выполнены из стандартных изделий труб или армированных резиновых рукавов.
Клапаны установки выполнены с любым видом исполнительного механизма (3), позволяющего управлять удаленно как в автоматическом по заданной программе режиме, так и в ручном.
Скорость открытия запорной арматуры 0,5-1 сек. Управление арматурой производится подачей соответствующего электрического сигнала непосредственно на исполнительный механизм (3) запорной арматуры, например, на соленоид электромагнитного клапана, либо на промежуточный элемент управляемый электрическим сигналом в случае, если исполнительный механизм срабатывает по иному принципу, например, пневматический привод срабатывает при подаче в него газа под давлением, в результате работы электропневмоклапана. Запорная арматура выполнена с возможностью удаленного управления, как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Линии пневматической системы высокого давления и сброса со скважины газожидкостной смеси и избыточного давления выполнены из стандартных изделий труб или армированных резиновых рукавов.
Соединение технологических линии на устье скважины между собой должно обеспечивать наименьшие гидрогазодинамические потери, один из вариантов представлен на фиг. 2.
Соединение технологических линий осуществлено посредством стыковочного узла (4), монтируемого на фонтанную арматуру. Стыковочный узел, выполнен в виде соединенных между собой патрубков, диаметры которых не меньше чем диаметры запорной арматуры линий пневматической системы высокого давления, линии сброса и фонтанной арматуры. Стыковочный узел (4), представляющий собой ряд патрубков, диаметры которого должны быть не меньше чем диаметры смежных узлов (запорной арматуры на подачу сжатого газа и сброс давления, фонтанная арматура).
Технологические линии (6 и 7), с размещенными на них запорными арматурами, соединены стыковочным узлом (4) таким образом, что две запорные арматуры для подачи сжатого газа располагались по бокам от запорной арматуры сброса ГЖС и при этом были расположены между собой под углом в диапазоне 15-60°. В случае если линии соединены друг с другом под углом вне данного диапазона возможно взаимовлияние потоков подаваемого сжатого газа, увеличение потерь, в результате чего снижается эффективность пневматического удара, и увеличение нагрузки на стыковочный узел при сбросе давления (ГЖС). Таким образом, данное расположение линий позволяет отказаться от дополнительных применяемых сосудов, и соответственно, позволяет уменьшить габариты и массу оборудования монтируемого на устье скважины при сохранении эффективности работы.
В теле одного из патрубков, предпочтительно установленного на фонтанную арматуру, либо в каждом из них имеется разъем (5), позволяющий устанавливать телеметрические системы, такие как датчики давления, температуры или комбинированные. Телеметрические системы выполнены с возможностью контроля режима работы и записи технологического процесса.
Установка для воздействия на продуктивный пласт работает следующим образом.
Предварительно перед проведением работ ресиверы системы высокого давления заполняются сжатым газом и подключаются к установке. Обработка скважин производится по индивидуальной программе обработки, в которой отражен порядок, время и длительность срабатывания клапанов. Исходное положение клапанов - «закрыт». По команде программы или оператора подается сигнал на исполнительный(-ые) механизм(-ы) клапана(ов) подачи сжатого газа на открытие. После открытия лапана(-ов) сжатый газ устремляется из ресивера(-ов) в стыковочный узел, далее в скважину. Создается пневматический удар на столб скважинной жидкости с поддержанием фронта удара пока клапан(-ы) не закроется. Подается команда на закрытие впускного клапана(-ов), клапан(-ы) закрываются. Происходит распространение волны на забой скважины. После отражения волны от забоя скважины (время преодоления расстояния от устья до забоя и обратно зависит от глубины скважины) подается команда на открытие выпускного клапана. Происходит сброс давления со скважины, и усиление волны разряжения. Выпускной клапан закрывается спустя n времени (согласно программе обработки скважины). Далее при необходимости цикл повторяется с использованием частично разряженных ресиверов, либо с заполненными до давления Р.