Opublikowano: 5.Y.1970 59600 KI. 5 a, 43/18 MX? E21b te/46 Wspóltwórcy wynalazku: inz. Adam Kilar, mgr inz. Jan Wróbel, inz. Le¬ onard Dudek, mgr inz. Adam Germanski Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Poszukiwan Naftowych, Pila (Polska) Urzadzenie do usuwania plynu z glebokich otworów wiertniczych przy uzyciu sprezonego powietrza Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do usu¬ wania plynu z glebokich otworów wiertniczych przy uzyciu sprezonego powietrza, szczególnie do oprózniania otworów wiertniczych w czasie opró- bowywania.Dotychczas usuwanie plynu sprezonym, powie¬ trzem przy uzyciu sprezarek mechanicznych mog¬ lo odbywac sie tylko w otworach wiertniczych o niewielkich glebokosciach, a do zczerpywania ply¬ nów z otworów glebokich, stosowane byly lyzki wiertnicze zapuszczane do otworu na linie. W pierwszym wypadku ograniczone mozliwosci mocy przerobowej wszystkich znanych dotychczas spre¬ zarek nie pozwalaly na zastosowanie ich do zczer¬ pywania plynów z otworów wiertniczych powy¬ zej 20O0 m.Zastosowanie natomiast calego zestawu spreza¬ rek dla zwiekszenia do maximum ich cisnienia i wydajnosci — zupelnie nieekonomiczne. Zczerpy- wanie plynu z otworów wiertniczych przy po¬ mocy lyzki trwalo bardzo dlugo, wymagalo zasto¬ sowania wielu urzadzen i narzedzi wiertniczych, poza tym bylo niebezpieczne, poniewaz moglo byc zródlem nieopanowanych erupcji zloza, a w zwiaz¬ ku z tym przyczyna przewleklych awarii wiertni¬ czych. Znane jest równiez w eksploatacji ropy, wydobywanie ropy ze zloza przy pomocy napo¬ wietrzania sprezonym powietrzem, polegajace na wykonaniu otworów zamykanych lub niezamyka- nych w runach produkcyjnych. 10 15 25 30 Brak mozliwosci regulowania ilosci doplywaja¬ cego powietrza w przypadku pierwszym, wzgled¬ nie koniecznosc zamykania kolejnych otworów, nie zapewnia wlasciwego przeprowadzenia zabiegu oraz komplikuje i przedluza go.Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogod¬ nosci. Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostalo rozwiazane w ten sposób, ze na kolumnie rur wydobywczych, zapuszczanej, do wypelnionego plynem zlozowym otworu wiertniczego, zakladane sa w okreslonych odleglosciach i ilosciach lacz¬ niki dyszowe z dyszami odpowiednio wyksztalco¬ nymi i usytuowanymi. Nasitepnie do przestrzeni pierscieniowej, tloczone jest sprezone powietrze sprezarka mechaniczna, które wywiera nacisk na znajdujacy sie tam plyn zlozowy. Dysze umiesz¬ czone w lacznikach dyszowych umozliwiaja prze¬ dostawanie w sposób ciagly, okreslonej ilosci tego powietrza do wewnatrz rur wydobywczych i na¬ powietrzanie znajdujacego sie tam plynu. Sprezo¬ ne powietrze, powiekszajac swoja objetosc prze¬ mieszcza sie ku górze dzwigajac równoczesnie ze soba plyn zlozowy. Na skutek napowieizzania, ob¬ niza, sie równiez ciezar wlasciwy plynu w rurach wydobywczych — co wywoluje róznice cisnien w otworze wiertniczym powodujaca ciagly doplyw plynu zlozowego ze zloza do rur. Proces ten ma charakter ciagly i trwa az do zupelnego zczerpa- nia plynu z otworu. • 59600%. 3 Korzysci techniczne wynikajace z zastosowania wynalazku, to mozliwosc zczerpywania plynu z glebokich otworów wiertniczych przy pomocy bar¬ dzo prostego do wykonania i obslugi urzadzenia.Równoczesnie znaczne skrócenie czasu wykonywa¬ nia zaibiegu, z kilkudziesieciu do kilku godzin przy¬ nosi duze efekty ekonomiczne.Urzadzenie wedlug wynalazku jest dokladnie przedstawione i wyjasnione na zalaczonych rysun¬ kach, na których fig. 1 — przedstawia lacznik dyszowy w przekroju podluznym, fig. 2. — prze- ; krój podluzny i poprzeczny dyszy, fig. 3 — szcze¬ gól umieszczenia lacznika dyszowego w rurach wy¬ dobywczych, fig. 4 do 10 — przedstawiaja sche¬ matycznie proces zczerpywania plynu z otworu wiertniczego przy uzyciu trzech laczników dyszo¬ wych.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z lacz¬ nika 1 z nagwintowana mufa i czopem do pola¬ czenia z rurami wydobywczymi 6 w sciankach, którego sa wykonane dwa otwory pod katem 45°, nagwintowane wewnatrz.Do otworów tych wkrecane sa dwie dysze 3, posiadajace wewnatrz otwór 4 o okreslonej sred¬ nicy i dlugosci, sluzacy do regulowania doplywu sprezonego powietrza do rur wydobywczych 6, oraz przelot 5 o wiekszej srednicy, doprowadza¬ jacy powietrze z przestrzeni pierscieniowej. Dy¬ sza 3 z jednej strony ma zakonczenie w postaci stozka scietego, z drugiej posiada zakonczenie o przekroju kwadratowym, diLa latwiejszego wkreca¬ nia do otworów 2. Srednice otworu 4 dysz 3 usta¬ lane sa w zaleznosci od cisnienia roboczego spre¬ zarki, wydajnosci sprezarki i glebokosci otworu wiertniczego. Pierwszy lacznik dyszowy winien znajdowac sie na wysokosci, na której cisnienie robocze sprezarki jest mndej wiecej równe cisnie¬ niu hydrostatycznemu slupa plynu znajdujacego sie w otworze wiertniczym. Nastepne laczniki dy¬ szowe winny byc rozmieszczone na kolumnie rur wydobywczych w takich odleglosciach i ilosciach, aby laczny wydatek dysz wszystkich laczników byl nizszy od efektywnego wydatku sprezarki, najlepiej rózny 8/4 wydajnosci calej sprezarki, na przyklad przy glebokosci 2000 m i zastosowa¬ niu sprezarki o cisnieniu 80 atm., najkorzystniej zastosowac trzy laczniki dyszowe o srednicy prze¬ lotu dysz równej 4 mm.Laczniki dyszowe 1 nalezy umieszczac na ko¬ lumnie rur wydobywczych 6 najlepiej w odleglosci od 400^-500 m.Dzialanie urzajdzenia wedlug wynalazku polega na tym, ze do otworu wiertniczego, wypelnionego plynem zlozowym zapuszczona zostaje kolumna rur wydobywczych 6 z umieszczanymi na niej lacz¬ nikami dyszowymi 1. Nastepnie do przestrzeni pierscieniowej wypelnionej plynem zlozowym, zo¬ staje tloczone sprezone powietrze P sprezarka me¬ chaniczna, które wywiera nacisk na znajdujacy sie tani plym zlozowy, powodujac obnizanie jego poziomu do wysokosci kolejnych dysz. Powietrze 4 sprezone przedostaje sie nastepnie do wewnatrz rur wydobywczych przez przeloty 5 i otwory 4 dysz 3 umieszczanych w lacznikach 1. Wewnatrz tych rur sprezone powietrze, w miare powieksze- 5 nia swojej objetosci przemieszcza sie ku wylo¬ towi rur wydobywczych 6, dzwigajac za soba plyn zlozowy. Z kolei przez napowietrzanie, obniza sie ciezar wlasciwy plynu zlozowego w rurach wy¬ dobywczych wskutek czego powstaje róznica cis- io nien, powodujaca staly doplyw plynu do rur.Proces, ten ma charakter ciagly az do zupelnego zczerpania plynu z otworu. Proces zczerpywania plynu przy zastosowaniu tego urzadzenia przed¬ stawiony jest na fig. 4—1,0. Na fig. 4 przedsta- 15 wiony jest otwór wiertniczy wypelniony plynem zlozowym z zapuszczonymi rurami wydobywczy¬ mi 6 i umieszczonymi w nich trzema lacznikami dyszowymi 1. Na plyn zlozowy, w przestrzeni pierscieniowej, wywierane jest cisnienie powie- 20 trzem sprezanym P tloczonym do otworu przez sprezarke kompresorowa, które powoduje obni¬ zanie plynu w przestrzeni pierscieniowej, jak na fig. 5.Po osiagnieciu przez plyn wysokosci pierwszego 25 lacznika dyszowego — fig. 6, powietrze zaczyna przedostawac sie do wewnatrz rur wydobywczych 6 przez dysze 3, powodujac napowietrzanie plynu znajdujacego sie nad lacznikiem i jego wynosze¬ nie na zewnatrz. Efekt dzwigania plynu w ru- 30 rach wydobywczych spowodowany jest zwieksze¬ niem objetosci sprezonego powietrza w miare jego przemieszczania sie ku górze.Mig. 7, 8, 9 przedstawiaja kolejne obnizanie sie plynu w przestrzeni pierscieniowej do poziomu dy- 35 szy drugiej i trzeciej, nastepnie przedostawanie sie sprezonego powietrza przez dysze i napowie¬ trzanie kolejnych partii plynu w rurach wydo¬ bywczych i wynoszenie go na zewnatrz. Fig. 10 — przedstawia zczerpanie plynu do spodu otworu. 40 Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku mo¬ ze miec miejsce nie tylko do zczerpywania plynu w czasie opróbowywania otworów poszukiwaw¬ czych lecz równiez przy wywolywaniu produkcji w otworach eksploatacyjnych. 45 PL