RU219276U1 - Устройство регулирования притока пластового флюида - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяных скважин, и может быть использована для регулирования притока пластового флюида путем обеспечения переменной сопротивляемости потоку различным пластовым флюидам (целевому и нецелевому) внутрь трубы. Устройство регулирования притока пластового флюида повышает эффективность работы устройства, в том числе и за счет регулируемых геометрических размеров внутренней полости корпуса. При этом устройство регулирования притока пластового флюида содержит корпус, крышку и диск, корпус выполнен с днищем и с возможностью размещения в нем крышки и диска, снабжен сливными отверстиями и выступами, крышка выполнена со сквозным осевым отверстием и с возможностью герметичного размещения и закрепления ее на входе в корпус с образованием в нем внутренней полости, диск выполнен с возможностью размещения во внутренней полости корпуса под крышкой и установлен на выступах с возможностью перемещения между крышкой и выступами, ограничивающими его перемещение в корпусе, сливные отверстия выполнены в днище и расположены с возможностью гидравлического сообщения со сквозным осевым отверстием крышки посредством внутренней полости корпуса и зазора между крышкой и диском с образованием проходного канала с размером проходного сечения меньшим размера поперечного сечения внутренней полости, выступы расположены на днище и выполнены с возможностью размещения их между сливными отверстиями и с возможностью размещения на них диска, при этом каждый выступ выполнен формой, обеспечивающей положение диска на выступах параллельно крышке, внешняя поверхность выходного участка корпуса выполнена с резьбой, крышка герметично закреплена на входе в корпус при помощи закатки внешних боковых краев корпуса сверху на крышку без образования полости над ней, сквозное осевое отверстие крышки выполнено спрофилированным, внешняя поверхность входного участка корпуса выполнена многогранной формой, обеспечивающей посадочное место под инструмент. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяных скважин, и может быть использована для регулирования притока пластового флюида путем обеспечения переменной сопротивляемости потоку различным пластовым флюидам (целевому и нецелевому) внутрь трубы.

Известно устройство контроля притока, устанавливаемое в скважине на боковой поверхности трубы между трубным и затрубным пространством, включающее корпус с отверстиями в днище, расположенными по краю внутренней полости корпуса, крышку с одним отверстием в центре и подвижный диск, выполняющий функции клапана, установленный между расположенными на днище выступами осевой ориентации и крышкой (патент РФ №2738045, Е21В 34/08, опубл. 07.12.20 г.)

Недостатками известного технического решения являются: ограниченность применения в скважинах малого диаметра за счет больших габаритов устройства, низкая прочность при воздействии в направлении в пласт, например, при закачке или обработке пласта.

Наиболее близким является автономный регулятор притока, включающий корпус, крышку и диск, корпус выполнен с днищем и с возможностью размещения в нем крышки и диска, снабжен сливными отверстиями и выступами, крышка выполнена со сквозным осевым отверстием и с возможностью герметичного размещения и закрепления ее на входе в корпус с образованием в нем внутренней полости, диск выполнен с возможностью размещения во внутренней полости корпуса под крышкой и установлен на выступах с возможностью перемещения между крышкой и выступами, ограничивающие его перемещение в корпусе, сливные отверстия выполнены в днище и расположены с возможностью гидравлического сообщения со сквозным осевым отверстием крышки посредством внутренней полости корпуса и зазора между крышкой и диском с образованием проходного канала с размером проходного сечения меньшим размера поперечного сечения внутренней полости, выступы расположены на днище и выполнены с возможностью размещения их между сливными отверстиями и с возможностью размещения на них диска, при этом каждый выступ выполнен формой, обеспечивающей положение диска на выступах параллельно крышке, внешняя поверхность выходного участка корпуса выполнена с резьбой (патент РФ №2739173, Е21В 34/08;43/12; 43/32, опубл. 21.12.20 г., прототип).

Недостатками известного технического решения являются: ограниченность применения в скважинах малого диаметра за счет больших габаритов устройства, низкая прочность при воздействии в направлении в пласт, например, при закачке или обработке пласта.

Технический результат заявленного технического решения заключается в повышении эффективности работы устройства, в том числе и за счет регулируемых геометрических размеров внутренней полости корпуса, а также позволяя обеспечить надежность работы устройства в скважинных условиях и расширить применение устройства за счет уменьшения габаритов устройства.

Поставленный результат достигается тем, что устройство регулирования притока пластового флюида включает корпус, крышку и диск, корпус выполнен с днищем и с возможностью размещения в нем крышки и диска, снабжен сливными отверстиями и выступами, крышка выполнена со сквозным осевым отверстием и с возможностью герметичного размещения и закрепления ее на входе в корпус с образованием в нем внутренней полости, диск выполнен с возможностью размещения во внутренней полости корпуса под крышкой и установлен на выступах с возможностью перемещения между крышкой и выступами, ограничивающие его перемещение в корпусе, сливные отверстия выполнены в днище и расположены с возможностью гидравлического сообщения со сквозным осевым отверстием крышки посредством внутренней полости корпуса и зазора между крышкой и диском с образованием проходного канала с размером проходного сечения меньшим размера поперечного сечения внутренней полости, выступы расположены на днище и выполнены с возможностью размещения их между сливными отверстиями и с возможностью размещения на них диска, при этом каждый выступ выполнен формой, обеспечивающей положение диска на выступах параллельно крышке, внешняя поверхность выходного участка корпуса выполнена с резьбой, при этом крышка герметично закреплена на входе в корпус при помощи закатки внешних боковых краев корпуса сверху на крышку без образования полости над ней, сквозное осевое отверстие крышки выполнено спрофилированным, внешняя поверхность входного участка корпуса выполнена многогранной формой, обеспечивающей посадочное место под инструмент.

На фиг. 1 - устройство регулирования притока пластового флюида;

на фиг. 2 - вид сверху устройства регулирования притока пластового флюида.

Обозначения на фигурах:

1 - корпус;

2 - крышка;

3 - диск;

4 - проходной канал;

5 - сквозное осевое отверстие;

6 - сливное отверстие;

7 - внутренняя полость;

8 - выступы;

9 - днище.

Устройство регулирования притока пластового флюида (далее по тексту - устройство) содержит корпус 1, крышку 2 и диск 3.

Корпус 1 выполнен с размером по высоте, позволяющим применять устройство на трубах с минимальным размером наружного диаметра при сохранении полнопроходного диаметра трубы - добывающей колонны,

с днищем 9 и с возможностью размещения в нем крышки 2 и диска 3, снабжен сливными отверстиями 6 и выступами 8.

Внешняя поверхность выходного участка корпуса 1 выполнена с резьбой, а внешняя поверхность входного участка корпуса 1 выполнена многогранной формой, обеспечивающей посадочное место под инструмент, например, под ключ, обеспечивающей возможность установки Устройства.

При этом диаметр окружности внешней поверхности входного участка корпуса 1, в которую вписан многогранник, больше наружного диаметра резьбы внешней поверхности выходного участка корпуса 1.

Крышка 2 выполнена со сквозным осевым отверстием 5 и с возможностью герметичного размещения и закрепления ее на входе в корпус 1 с образованием в нем внутренней полости 7.

Крышка 2 выполнена, например, в виде диска со сквозным осевым отверстием 5, при этом размер диаметра крышки 2 определяют исходя от производительности устройства.

Крышка 2 размещена и герметично закреплена на входе в корпус 1 при помощи закатки внешних боковых краев корпуса 1 сверху на крышку 2 без образования полости над ней, а сквозное осевое отверстие 5 крышки 2 выполнено спрофилированным и гидравлически сообщено со сливными отверстиями 6 посредством зазора и внутренней полости 7 с образованием проходного канала 4.

Такая фиксация крышки 2 повышает ее герметичность по краю корпуса 1 и надежно защищает от выдавливания ее из корпуса 1 при воздействии давления из трубного пространства в направлении пласта, позволяя устройству выдерживать без изменений внутреннее давление при проведении работ по закачке реагентов в пласт.

Выступы 8 расположены на днище 9 корпуса 1, выполнены с возможностью размещения их между сливными отверстиями 6, например, равномерно и не менее трех штук, и выполнены с возможностью размещения на них диска 3 параллельно крышке 2, обеспечивая образование зазора между диском 3 и крышкой 2 и осевую ориентацию диска 3.

Каждый выступ 8 выполнен формой, обеспечивающей положение диска 3 на выступах 8 параллельно крышке 2. Выступы обеспечивают зазор между дном корпуса 1 и диском 3, позволяя флюиду протекать по направлению от входного отверстия 5 к сливным отверстиям 6.

Сливные отверстия 6 выполнены в днище 9 и расположены с возможностью гидравлического сообщения со сквозным осевым отверстием 5 крышки 2 посредством внутренней полости 7 корпуса 1 и зазора между крышкой 2 и диском 3 с образованием проходного канала 4 с размером проходного сечения меньшим размера поперечного сечения внутренней полости 7, например, сливные отверстия 6 расположены в днище 9 между боковой поверхностью внутренней полости 7 корпуса 1 и выступами 8.

Диск 3 выполнен из стали, твердого сплава или другого материала с высокой абразивной стойкостью, обеспечивающего предотвращение преждевременного износа и обеспечивающего его легкость, позволяя снизить влияние сил гравитации при установке устройства в различных положениях в скважине.

Диск 3 выполнен с возможностью размещения его во внутренней полости 7 корпуса 1 под крышкой 2 и установлен на выступах 8 с возможностью перемещения его между крышкой 2 и выступами 8, ограничивающие его перемещение в корпусе 1, то есть

диск 3 размещен во внутренней полости 7 корпуса 1 под крышкой 2 с возможностью перемещения между крышкой 2 и выступами 8, обеспечивая функции клапана, закрывая и открывая зазор - проходной канал 4 между крышкой 2 и диском 3, например, для ограничения потока флюидов, с высоким содержанием воды и низким содержанием нефти (нецелевых флюидов), так

при положении, когда диск во взаимодействии с крышкой 2 -проходной канал 4 имеет меньшее сечение;

при положении, когда диск во взаимодействии с выступами 8 -проходной канал 4 имеет большее сечение.

Перемещение диска 3 во внутренней полости 7 ограничено посредством крышки 2 с одной стороны, а с другой стороны - выступами 8, обеспечивает регулирование геометрическими размерами внутренней полости 7 корпуса и зазором - проходного канала 4, повышая эффективность работы по ограничению нецелевых флюидов, содержащих меньше нефти и больше воды.

Учитывая уравнение Бернулли, что при течении жидкости по каналам с различными сечениями в узких местах статическое давление меньше, но скорость пластового флюида больше, и наоборот, статическое давление больше в широких местах, то есть там, где скорость меньше, так

V1 - скорость движения флюида в зоне над диском;

Р1 - статическое давление в зоне над диском;

V2 - скорость движения флюида в зоне под диском;

Р2 - статическое давление в зоне под диском.

Можно сделать выводы, что внутри устройства при течении нецелевого флюида возникает разница скоростей V1>V2 и статических давлений (Р2>Р1) и диск 3 внутри устройства реагирует на скорость поступающего пластового флюида (V1), при этом чем выше скорость течения пластового флюида, тем больше разница давлений внутри устройства (Р1 значительно меньше Р2), что приводит к перемещению диска 3 и уменьшению сечения проходного канала 4, уменьшая размер рабочего зазора между диском 3 и крышкой 2.

Устройство реагирует на вязкость пластового флюида, поступающего в скважину, и ограничивает приток пластового флюида с низкой вязкостью (нецелевой флюид), относительно флюида с высокой вязкостью (целевой флюид).

Устройство регулирования притока пластового флюида работает следующим образом.

Установку устройства осуществляют на трубе, таким образом, чтобы поток добываемого флюида входил через сквозное отверстие 5 и выходил через сливные отверстия 6.

Ограничивающими факторами по применимости устройства является малая высота пространства между внутренним диаметром обсадной трубы и наружным диаметром камеры установки устройства, поэтому - чем меньше размер высоты устройства, тем шире возможности по его применению.

Многокомпонентный пластовый флюид, содержащий нефть, воду и/или газ, поступает в устройство через сквозное отверстие 5 в крышки 2, которое полностью открыто, далее пластовый флюид проходит в проходной канал 4, например, с высокой вязкостью и низкой скоростью (фиг. 1), при этом сквозное отверстие 5 полностью открыто, а когда в устройство поступает пластовый флюид с водой и/или газом, обеспечивающие низкую вязкость, высокую скорость, то внутри устройства перепад давления увеличивается (Р2 значительно больше Р1), и под воздействием давления Р2 диск 3 смещается в сторону проходного канала 4 крышке 2 и перекрывает его - уменьшая зазор. За счет данного перемещения диска 3 достигается эффект ограничения поступления воды или газа и увеличение притока нефти.

Когда в устройство поступает пластовый флюид с небольшим количеством воды и/или газа, обеспечивающие высокую вязкость, низкую скорость, то внутри устройства перепад давления уменьшается (Р2 значительно меньше Р1), и под воздействием давления Р1 диск 3 смещается в сторону выступов 8, открывая проходной канал 4 - открывая зазор. За счет данного перемещения диска 3 - достигается эффект увеличения притока целевого флюида.

Повышенная эффективность регулирования притока пластового флюида достигается, в том числе и за счет регулируемых геометрических размеров внутренней полости 7, повышения прочности при воздействии в направлении в пласт, позволяя повысить надежность работы устройства в скважинных условиях.

Пример.

Устройство установлено на трубе, таким образом, чтобы поток добываемого флюида входил через сквозное отверстие 5 и выходил через сливные отверстия 6.

Пластовый флюид поступает из пласта в устройство, а именно, в сквозное отверстие 5 крышки 2, которое полностью открыто, далее пластовый флюид с более высокой вязкостью, обеспечивающий низкую скорость проходит в проходной канал 4 (фиг. 1), огибая диск 3, который остается в нижнем положении обеспечивая максимальный расход флюида и минимальный перепад давления в устройстве. Из проходного канала 4 флюид проходит в сливные отверстия 6 и далее попадает в трубное пространство.

Когда в устройство (тарельчатого типа) поступает пластовый флюид с водой и/или газом низкой вязкости, обеспечивающей высокую скорость потока, то давление Р1 над диском 3 падает, и давление Р2 под диском 3 становится больше давления Р1, и диск 3 смещается в сторону проходного канала 4, уменьшая его проходное сечение - уменьшая зазор, тем самым обеспечивая минимальный расход флюида и максимальный перепад давления в устройстве.

Заявленное техническое решение повышает эффективность работы устройства, в том числе и за счет регулируемых геометрических размеров внутренней полости корпуса,

позволяя расширить применение устройства за счет возможности уменьшения габаритных размеров,

позволяя обеспечить надежность устройства путем обеспечения механической прочности при закачке в пласт.

Claims (1)

1. Устройство регулирования притока пластового флюида, содержащее корпус, крышку и диск, корпус выполнен с днищем и с возможностью размещения в нем крышки и диска, снабжен сливными отверстиями и выступами, крышка выполнена со сквозным осевым отверстием и с возможностью герметичного размещения и закрепления ее на входе в корпус с образованием в нем внутренней полости, диск выполнен с возможностью размещения во внутренней полости корпуса под крышкой и установлен на выступах с возможностью перемещения между крышкой и выступами, ограничивающими его перемещение в корпусе, сливные отверстия выполнены в днище и расположены с возможностью гидравлического сообщения со сквозным осевым отверстием крышки посредством внутренней полости корпуса и зазора между крышкой и диском с образованием проходного канала с размером проходного сечения меньшим размера поперечного сечения внутренней полости, выступы расположены на днище и выполнены с возможностью размещения их между сливными отверстиями и с возможностью размещения на них диска, при этом каждый выступ выполнен формой, обеспечивающей положение диска на выступах параллельно крышке, внешняя поверхность выходного участка корпуса выполнена с резьбой, отличающееся тем, что крышка герметично закреплена на входе в корпус при помощи закатки внешних боковых краев корпуса сверху на крышку без образования полости над ней, сквозное осевое отверстие крышки выполнено спрофилированным, внешняя поверхность входного участка корпуса выполнена многогранной формой, обеспечивающей посадочное место под инструмент.

Images