PL10032B1 - Sposób i urzadzenie do eksploatacji otworów wiertniczych. - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku ninie j szego jest sposób eksploatacji otworów wiertni¬ czych, wydzielajacych niedostateczna ilosc gazów. Powszechnie wiadomo, ze kazdy o- twór wiertniczy winien wydzielac znaczna ilosc gazów, aby plyn wyciekal samoczyn¬ nie. Przy niedostatecznej ilosci gazów na¬ lezy stosowac inne mechaniczne sposoby eksploatacji.Sposób niniejszy polega na tern, iz wy¬ dzielane gazy gromadzone sa w zbiorni¬ kach pomocniczych, przewidzianych w tym celu wewnatrz rury wiertniczej zamknie¬ tej szczelnie w górnym koncu, Te zbiorniki uzyte sa podczas wydobywania ropy okre¬ sowo dopiero! w chwili, gdy wskutek wzmo¬ zonej preznosci gazów w przestrzeni za¬ mknietej rury wiertniczej poziom plynu w zbiorniku opadnie do tego stopnia, iz na¬ gromadzone w nim gazy o preznosci wiek¬ szej niz preznosc we wlasciwej rurze eks¬ ploatacyjnej znajda ujscie do tejze rury.Zastosowane zbiorniki przeznaczone do gromadzenia gazów posiadaja wieksza sre¬ dnice i duza pojemnosc w stosunku do srednicy, wzglednie pojemnosci rury eks¬ ploatacyjnej. Przez to osiaga sie, iz prez¬ nosc potrzebna podczas eksploatacji otwo¬ rów wiertniczych moze byc wewnatrz zbior¬ nika nizsza, anizeli przy stosowaniu zbior¬ ników o stosunkowo duzej srednicy, W przypadkach kiedy otwór wiertniczy wydziela tak malo gazów naftowych, iz osiagniecie potrzebnej preznosci gazów trwaloby zbyt dlugo, mozna, wedlug wy¬ nalazku niniejszego, doprowadzac do ru-ry wiertniczej sprezone powietrze lub inne gazy albo tez gazy naftowe sasiednich o- tworów wiertniczych, majace wieksza prez¬ nosc naturalna. Wtlaczajac sprezone po¬ wietrze lub gazy do otworu wiertniczego, przyspiesza sie znacznie jego dzialanie.Do wykonania tego sposobu moze sluzyc urzadzenie polegajace na tern, iz wewnatrz rury wiertniczej sa umieszczone zbiorniki gromadzace wydzielane gazy, o- bejmujace srodkowa rure eksploatacyjna, a#posiadajace mozliwie jak najwieksza srednice. Górne konce tych zbiorników sa odpowiednio obciazone zapomoca zawo¬ rów wstecznych i w ten sposób sa polaczo¬ ne z rura eksploatacyjna, iz preznosc w tych zbiornikach jest zawsze wieksza od preznosci w rurze, W dolnej zas czesci ru¬ ra eksploatacyjna laczy sie ze zbiornikiem zapomoca otworów, przez które — po do- statecznem opuszczeniu sie poziomu plynu wewnatrz .zbiornika — gazy sprezone do¬ staja sie do napelnionej plynem rury eks¬ ploatacyjnej, powodujac raptowny wy¬ plyw tego plynu. Rura eksploatacyjna po¬ siada ponizej zbiorników zamkniecia lewa¬ rowe, umieszczone swobodnie w dolnej cze¬ sci rury wiertniczej. Zamkniecie to powo¬ duje nagly wlot gazów zawartych w samej rurze wiertniczej w tym czasie, kiedy po¬ ziom plynu w: nurze opadnie ponizej górnej krawedzi zamkniecia lewarowego. Wresz¬ cie dolne zamkniecia lewarowe rury eks¬ ploatacyjnej moga byc polaczone z nia nie bezposrednio, lecz zapomoca rury o stoz- kowem zakonczeniu, umieszczonej we¬ wnatrz dolnego konca stozkowego rury eks¬ ploatacyjnej. Urzadzenie to ma na celu zwiekszenie predkosci odplywu dobywane¬ go plynu w chwili, gdy odnosne zamknie¬ cie lewarowe znajduje sie powyzej pozio¬ mu plynu w rurze wiertniczej. Wówczas bowiem dziala dolny koniec rury eksplo¬ atacyjnej jak dysza.Na rysunku uwidoczniono kilka przy¬ kladów wykonania urzadzen sluzacych do urzeczywistnienia tego sposobu eksploata¬ cji. Fig. 1 jest przekrojem podluznym przez otwór wiertniczy, zaopatrzony w takie u- rzadzenie. Fig. 2 jest to przekrój podluzny przez otwór wiertniczy z odmiennem urza¬ dzeniem. Fig, 3 jest to dolny koniec rury eksploatacyjnej, a fig, 4 — przekrój po¬ dluzny przez inna odmiane urzadzenia.• Na fig. 1 uwidoczniono ostatnia kolum¬ ne 3 rur wiertniczych, która ma jak wiado¬ mo najmniejsza srednice w otworze. O ile ta rura 3 dosiega wylotu otworu, zamyka sie ja szczelnie glowica 1, zaopatrzona w otwór przepuszczajacy rurki eksploatacyj¬ ne 4, oraz otwór dla przewodu 2, ze spre- zonem powietrzem lub gazem skierowany do przestrzeni 6, wewnatrz rury wiertni¬ czej 3. 0 ile ostatnia kolumna rur nie sie¬ ga wylotu otworu, zaklada sie wówczas po¬ dobna glowice 1 na nastepna kolumne sie¬ gajaca az do powierzchni.Rury eksploatacyjne 4 sa o malej sre¬ dnicy, w ich dolnej czesci przymocowany jest zbiornik 12 o znacznie wiekszej sredni¬ cy, uszczelniony zapomoca korka 8. Rury 4 maja otwory w miejscu 13 i szczelnie sa polaczone z dolnym koncem stozkowym zbiornika 12. Korek 8 posiada wglebienie laczace wnetrze 9 zbiornika 12 z rurami eksploatacyjnemi 4. Wglebienie to zaopa¬ trzone jest w zawór zwrotny 7, którego przeznaczeniem jest wypuszczanie pewnej ilosci gazów z wnetrza 9, jezeli miedzy nim i wnetrzem rurek eksploatacyjnych powstala pewna scisle okreslona róznica preznosci. W tym celu zawór 7 jest obcia¬ zony sprezyna srubowa, której nacisk moz¬ na dowolnie regulowac.Na dolnej czesci rur eksploatacyjnych 4, ponizej zbiornika 12, znajduje sie naczy¬ nie 16, wykonane z rury, zamknietej u do- lu korkiem, a otwartej u góry. Przez ten korek przepuszczona jest rurka 17, której górny koniec stozkowy wpuszczony jest do wnetrza dyszy stozkowej 14, umieszczonej wewnatrz dziurkowanego stozkowego kon- — 2 —ca 13 rury eksploatacyjnej 4. Dolny koniec rurki 17 jest osloniety naczyniem 18, u- do¬ lu zamknietemu a w górnej czesci otwarlem.W dolnej czesci rury eksploatacyjnej 4 u- tworzono wiec w ten sposób dwa zamknie¬ cia lewarowe, zamkniecie 16 dla dolnego konca samej rury 4 oraz zamkniecie 18 dla dolnego konca rurki 17, tworzacej czesc u- rzadzenia dyszowego 14. Rura 5 jest u- szcizelniona wzgledem rury 3 zapomoca dlawicy.Urzadzenie dziala w sposób nastepuja¬ cy* W otworze wiertniczym z pokladów ro- ponosnych" wyplywa ropa wraz z gazami.Gazy lzejsze od ropy wydzielaja sie z niej i gromadza w przestrzeni 6, przyczem na¬ czynia 18 i 16 nie pozwalaja gazom wydo¬ stac sie nazewnatrz przez rurke eksploata¬ cyjna 4. Plyn natomiast podnosi sie w o- tworze i zajmuje poczatkowo prawie jedna¬ kowy poziom w przestrzeniach 6 i 10, na zasad&ie naczyn polaczonych.Równoczesnie jednak gazy naftowe, na¬ gromadzone w tych przestrzeniach, w bra¬ ku wszelkiego odplywu zaczynaja sprezac sie, stawiajac coraz wiekszy opór plynowi, podnoszacemu sie w tych przestrzeniach.Wskutek czego znajdujacy sie wewnatrz rury eksploatacyjnej 4 i w zbiorniku 12 plyn zaczyna podnosic sie wyzej poziomu, anizeli w przestrzeniach 6 i 10, przyczem plyn napotyka na nierówne opory w zbior¬ niku i rurach. W rurach eksploatacyjnych opory rosna jedynie w stosunku prostym do wysokosci slupa plynu, a w zbiorniku 12 wytwarza sie opór hydrostatyczny, po¬ wiekszony przez cisnienie gazów sprezo¬ nych do takiej wysokosci powyzej prezno¬ sci wewnatrz rury 4, na jaka jest chwilowo nastawiony zawór zwrotny 7. Poziom plynu jest wiec w poszczególnych przestrzeniach rózny, a zawsze w zaleznosci od napotyka¬ nych oporów.W miare wzrostu preznosci gazów w przestrzeniach 6 i 10 plyn podnosi sie w nich coraz to wolniej, az wkoncu nastapi moment równowagi pomiedzy preznoscia pokladowa plynu a preznoscia gazów spre¬ zonych w tych przestrzeniach i wówczas plyn przestaje sie podnosic. Od tej chwili, w miare dalszego wzrostu preznosci gazów w przestrzeniach 6 \ 10, poziom plynu za¬ czyna w nich opadac, przyczem podnosi sie równoczesnie poziom plynu w rurce eks¬ ploatacyjnej i w zbiorniku 12. Ze wzgledu jednak na nierównosc srednic i objetosci zbiornika 12 i rur 4 plyn podnosi sie w ru¬ rach 4 o tyle wyzej, opadajac w przestrze¬ niach 6 i 10, o ile objetosc zbiornika 12 jest wieksza od objetosci rur 4. Gdyby nie by¬ lo wogóle zbiornika 12, wówczas plyn tlo¬ czony z przestrzeni 6 i 10, o duzej objeto¬ sci, musialby sie podniesc bardzo wysoko w przestrzeni rurek eksploatacyjnych 4', majacych mala objetosc, co wymagaloby bardzo znacznego sprezenia. Zbiornik 12 natomiast posiada znaczna objetosc i zapo¬ biega tej preznosci wysokiej, (zmniejszajac w wysokim stopniu potrzebna preznosc i powiekszajac przez to wydajnosc urzadze¬ nia* Podczas gdy poziom plynu w rurze wiertniczej spadnie i osiagnie poziom! na¬ czynia lewarowego 16, odslania sie dolny wylot rurki dyszowej 14, wskutek czego gaizy sprezone (znajduja ujscie w przestrze¬ ni // rurek eksploatacyjnych 4. Tu jedna¬ kowoz gazy napotykaja na slup ropy. Gazy jako lzejsze przeplywaja przez rope, nasy¬ caja ja soba, a uwalniajac sie osiagaja w rurkach 4, z powodu znacznej róznicy ci¬ snien, wielka predkosc, porywajac za soba czastki ropy. Z chwila pierwszego zaburze¬ nia, równowagi izaczynaja sie gazy bardzo energicznie rozprezac, porywajac za soba caly zapas ropy, zawartej w rurkach eks¬ ploatacyjnych i dzwigajac go ku górze, Obecnie jednak wystepuje, z powodu roz¬ prezenia gazów, róznica preznosci pomie¬ dzy przestrzenia 11 a. przestrzenia 9, która to róznica odpowiada sile sprezyny, naci¬ skajacej na zawór zwrotny. Gaz sprezonyzaczyna teraz wytlaczac plyn z przestrze¬ ni 9 przez otwory /3 do rurek eksploata¬ cyjnych 4. Gaz z przestrzeni 6 i 10, prze¬ plywajac z bardzo znaczna predkoscia przez dysze 14, porywa ten plyn ze soba< tak dlugo, az przestrzen 9 zostanie opróz¬ niona.Podczas tego przebiegu plyn w zlozu naftowem przybywa w dalszym ciagu. Do usuniecia tego plynu sluzy rurka 17 z za¬ mknieciem lewarowem 18. Z chwila gdy gazy nagromadzone w przestrzeniach 6 i 10 rozpreza sie do tego stopnia, ze ich przeplyw przez rury 4 ustaje ze wzgle¬ du na opory, reszta plynu pozostala na sciankach rurek opada na dno, wypel¬ niajac naczynia 16 i 18, przyczem two¬ rzy zamkniecie, uniemozliwiajace od¬ plyw gazów nazewnatrz. W ten spo¬ sób zaczyna gaz naftowy ponownie zbierac sie w przestrzeniach 6 i 10, a powyzsze dzialanie zaczyna sie powtórnie.Jezeli z otworu wiertniczego wyplywa zbyt malo gazów, wskutek czego na wy¬ wolanie opisanego dzialania trzebaby cze¬ kac zbyt dlugo, a produkcja wymaga ener¬ giczniejszej eksploatacji, mozna dzialanie urzadzenia przyspieszyc przez dodawanie gazów z zewnatrz. W tym przypadku wtla¬ cza sie powietrze lub gazy sprezone przez przewód 2 w glowicy 1 do przestrzeni 6.Przez to pomaga sie dzialaniu gazów natu¬ ralnych, wywolujac podobne przebiegi dzialania, powtarzajace sie jednakowoz w czasie znacznie krótszym. Przy odwiertach niewydzielajacych wogóle gazów nafto¬ wych mozna poslugiwac sie wylacznie tyl¬ ko gazami lub powietrzem sprezonem, do- prowadzanenii z zewnatrz, bez najmniej¬ szych zmian w samem urzadzeniu.Urzadzenie uwidocznione na fig. 2 nie rózni sie zasadniczo od poprzedniego, a jest to jedynie uproszczenie budowy, przy¬ czem 3' jest to rura wiertnicza, 5* — ze¬ wnetrzna rura, 4* — rura eksploatacyjna, V — górna glowica, a 2* — doplyw dla sprezonego powietrza lub gazu. Zbiornik 19 posiada korek uszczelniajacy 8* na rurze eksploatacyjnej 4', w którym znajduje sie zawór wsteczny 7'. Rura eksploatacyjna za¬ opatrzona jest w dolnej czesci .zbiornika 19 w otwory 21, przykryte otwartym w dol¬ nej czesci dzwonem 20. Na dolnym koncu rury eksploatacyjnej 4* znajduje sie naczy¬ nie lewarowe 22. Dzialanie tego urzadze¬ nia jest zupelnie podobne do poprzedniego, lecz bez dysz. Wytlaczanie plynu do rury eksploatacyjnej 4* ze zbiornika 19 oraz tlo¬ czenie plynu przez zamkniecie lewarowe 22 do tejze rury eksploatacyjnej odbywa sie podobnie jak poprzednio.Na fig. 4 uwidoczniono dalsza odmiane urzadzenia, które rózni sie od poprzedniej tern, iz w dolnej czesci zbiornika 24 znaj¬ duje sie dodatkowa przestrzen na plyn 26, utworzona zapomoca stozkowej pokrywy 25. Rura eksploatacyjna 4*" zakonczona jest u dolu zamknieciem lewarowem 27.Sama rura eksploatacyjna 4'" jest uszczel¬ niona wzgledem zbiornika 24 korkiem 8"', w którym znajduje sie zawór wsteczny 7".Wewnatrz zbiornika 24 jest rura eksplo¬ atacyjna 4'", zaopatrzona w otwory w miej¬ scu 21", które jest pokryte dzwonem 22", polaczonym w górnej czesci z rura 4'", a u dolu otwartym. Dzialanie tego urzadzenia jest podobne do poprzedniego.Na fig. 3 pokazano urzadzenie dolnego konca rury eksploatacyjnej 4", zaopatrzo- nsgo w zamkniecie lewarowe 23. Gdyby nie stosowano zbiorników uwidocznio¬ nych na fig. 1, 2, 4 to mogloby za¬ konczenie lewarowe rury eksploatacyj¬ nej równiez umozliwic eksploatacje o- kresowa zapomoca gazów sprezonych po¬ woli w rurze wiertniczej. Urzadzenie takie jednak, które ograniczyloby sie do przy¬ rzadu pokazanego na fig. 3, nie dawaloby tych korzysci, jakie przedstawia zastoso¬ wanie zbiorników umieszczonych wewnatrz rury wiertniczej. — 4 — PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób eksploatacji otworów wiert¬ niczych wydzielajacych niedostateczna ilosc gazów, znamienny tern, ze wydziela* ne gazy gromadzone sa w przestrzeniach przewidzianych w tym celu wewnatrz zamknietej szczelnie w górnym koncu ru¬ ry wiertniczej (3), które to zbiorniki (12) stosuje sie do energicznej eksploatacji o- kresowej dopiero wtenczas, kiedy wskutek wzmozonej preznosci gazów w zamknietej przestrzeni rury wiertniczej (6) poziom plynu w zbiorniku (12, 19) obnizy sie do tego stopnia, iz nagromadzone w nim ga¬ zy o preznosci wyzszej od preznosci w ru¬ rze eksploatacyjnej (4, 4') znajda ujscie do tej rury. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze zbiorniki przeznaczone do groma¬ dzenia gazów posiadaja duza srednice i duza pojemnosc w stosunku do srednicy wzglednie pojemnosci rury eksploatacyj¬ nej (4), w celu obnizenia preznosci po¬ trzebnej wewnatrz zbiornika do eksploata¬ cji otworów wiertniczych. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tern, iz w celu zwiekszenia prezno¬ sci gazów w przestrzeni zamknietych, rur wiertniczych doprowadza sie do rury wiertniczej (3, 3*) powietrze lub inne gazy sprezone silnikiem, albo sprezone gazy na¬ turalne z innych otworów wiertniczych. 4. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1 — 3, znamienne tern, ze wewnatrz rury wiertniczej (3, 3\) umie¬ szczone sa zbiorniki gromadzace gazy wy¬ dzielane (12, 19, 24), obejmujace srodkowa rure eksploatacyjna (4, 4'), a posiadajace mozliwie duza srednice i objetosc, których górne konce sa zlaczone z rura eksploata¬ cyjna (4, 4*) zapomoca odpowiednio obcia¬ zonych zaworów wstecznych (7, 7', 7") w taki sposób, iz preznosc w zbiorniku jest wyzsza od preznosci w rurze eksploatacyj¬ nej, przyczem w dolnej czesci rura eksplo¬ atacyjna posiada otwory (13, 21, 21*, 21"), przez które po dostatecznem obnizeniu sie poziomu plynu wewnatrz zbiornika gazy sprezone dostaja sie do napelnionej ply¬ nem rury eksploatacyjnej, powodujac rap¬ towny jego wyplyw. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, zna¬ mienne tern, ze rura eksploatacyjna /^/po¬ siada ponizej zbiornikowi (12) zamkniecie lewarowe, umieszczone swobodnie w dol¬ nej czesci rury wiertniczej, a powodujace nagly wlot gazów zawartych w samej za¬ mknietej rurze wiertniczej w tym czasie, kiedy poziom plynu w tej rurze opadnie ponizej górnej krawedzi zamkniecia lewa¬ rowego. 6, Urzadzenie wedlug zastrz. 4 lub 5, znamienne tern, ze dolne zamkniecia lewa¬ rowe rury eksploatacyjnej nie sa z nia po¬ laczone bezposrednio, lecz zapomoca prze¬ wodów o ksztalcie dysz konczacych sie w stozkowo rozwartym dolnym koncu rury eksploatacyjnej, w celu zwiekszenia pred¬ kosci odplywu dobywanego plynu w chwi¬ li, gdy odnosne zamkniecie lewarowe znaj¬ duje sie powyzej dolnego poziomu plynu w rurze wiertniczej. Wlodzimierz Lodzinski. Zastepca: Inz. W. Suchowiak, ( rzecznik patentowy,Do opisu patentowego Nr 10032. Fia.

1. nS

2. Fig

3. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. •veg..:. PL