RU226691U1 - Устройство контроля притока нежелательной фазы в газовых скважинах - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к газодобывающей промышленности и направлена на выравнивание профиля притока добываемой продукции в горизонтальных и субгоризонтальных скважинах за счет предотвращения попадания в лифтовые трубы нежелательной жидкой фазы. Техническим результатом является ограничение притока нежелательной жидкой фазы в газовых скважинах. Устройство контроля притока нежелательной фазы в газовых скважинах за счет установки ограничителя потока, одна часть которого выполнена без отверстий, позволяет перекрывать пропускное отверстие в корпусе и предотвращать поступление нежелательной жидкой фазы до тех пор, пока из пласта не возобновится фильтрация чистого газа.

Description

Полезная модель относится к газодобывающей промышленности и направлена на выравнивание профиля притока добываемой продукции в горизонтальных и субгоризонтальных скважинах за счет предотвращения попадания в лифтовые трубы нежелательной жидкой фазы.

Известно устройство регулирования потока (патент РФ № 2600401, опубл. 20.10.2016 г.), содержащее корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой резьбовым соединением, осевой вход в корпус и радиально расположенные выходы, вход во вторичный канал в верхней части корпуса, выполненный в виде проточки, в которой расположен пористый элемент, систему капиллярных каналов в осевом направлении, выполненных в стенках корпуса, подвижный элемент, цангу и сопло малого диаметра, а в нижней части корпуса капиллярные каналы объединены в полость между подвижным элементом и нижней частью корпуса.

Недостатком данного устройства является наличие капиллярных каналов, где происходят значительные потери напора потока ввиду малого диаметра канала, а также возможность их засорения и перекрытия проходного сечения при наличии в потоке механических примесей.

Известна система управления потоком флюида в скважине, содержащая флюидный модуль с мостовой сетью для флюида, и способ применения такой системы (патент РФ № 2568619, опубл. 20.11.2015 г.), содержащая флюидный модуль с основным протоком, клапаном и мостовой сетью, клапан имеет первое положение, при котором флюид может течь через основной проток, и второе положение, при котором течение флюида через основной проток блокируется, мостовая сеть имеет первый и второй ответвительные протоки, каждый из которых имеет сообщающиеся с основным протоком впуск и выпуск и каждый из которых включает в себя два гидравлических сопротивления с расположенным между ними терминалом отбора давления, а в процессе работы перепад давления между терминалами первого и второго ответвительных протоков смещает клапан между первым и вторым положениями.

Недостатком данного устройства является наличие сети разветвлённых узких каналов во флюидном модуле, расположенных близко друг к другу, что повышает вероятность их кольматации и выхода системы из строя.

Известен регулируемый ограничитель потока для использования в подземной скважине (патент РФ № 2532410, опубл. 10.11.2014 г.), содержащий проточную камеру, через которую протекает многокомпонентный флюид, причем данная камера содержит, по меньшей мере, один вход, выход и, по меньшей мере, одну конструкцию, расположенную по спирали относительно выхода, способствующую закручиванию потока многокомпонентного флюида по спирали вокруг выхода. Другой вариант системы содержит проточную камеру, имеющую выход, по меньшей мере, одну конструкцию, способствующую закручиванию многокомпонентного флюида по спирали вокруг выхода, и, по меньшей мере, еще одну конструкцию, препятствующую перенаправлению потока многокомпонентного флюида на радиальную траекторию, проходящую к выходу.

Недостатком регулируемого ограничителя потока является низкая эффективность отделения скважинного флюида в спирали при поступлении среды с меньшей вязкостью.

Известно автономное устройство контроля притока (патент US № 8833466, опубл. 16.09.2014 г.), содержащее фильтр для удаления твердых частиц из пластового флюида и два ограничителя потока, ограничители потока расположены на противоположных сторонах устройства контроля притока и соединены изолированным каналом для жидкости, устройство контроля притока также включает одно устройство снижения давления, которое создает падение давления пластового флюида в ответ на давление флюида в резервуаре и дроссельное устройство, которое позволяет перекрыть поток добываемого флюида и очистить сажевый фильтр при условии установления устройства в скважине.

Недостатком данного устройства является наличие множества капиллярных каналов в участке после камер с шариками, что определяет значительные потери напора потока, а также возможность засорения и перекрытия проходного сечения при наличии в потоке механических примесей.

Известно устройство контроля газового притока (патент РФ № 218391, опубл. 24.05.2023 г.), принятое за прототип, содержащее корпус в форме полого цилиндра с утолщением в центральной части, включающий верхний и нижний концы с возможностью соединения с насосно-компрессорными трубами, корпус включает входные и выходные каналы, ограничитель потока, фильтр, закрепленный вокруг центральной части корпуса, входные каналы выполнены в корпусе параллельно друг другу от начала фильтра до центра корпуса, в котором выполнены камеры с размещенными в них ограничителями потока в форме шара, камеры соединены с дополнительными блокирующими каналами, которые выполнены в форме цилиндров с сужением между ними и соединены с выходными каналами во внутреннюю полость корпуса.

Недостатками данного устройства являются возможность ложного перекрытия блокирующего канала ограничителем потока при наличии в потоке жидкостной пробки, а также отсутствие механизма очистки фильтрующей сетки без подъема лифтовых труб, что может привести к полному перекрытию проходного сечения и прекращению работы устройства.

Техническим результатом является ограничение притока нежелательной жидкой фазы в газовых скважинах.

Технический результат достигается тем, что устройство содержит корпус в виде полого цилиндра в центральной части которого выполнено тонкостенное полое утолщение, с одной стороны указанного утолщения закреплен щелевой фильтр, а под ним поршень-щетка в форме цилиндра, на боковой поверхности которого выполнена щетка, между ограничителем потока и поршнем-щеткой выполнен регулирующий выступ в форме диска, при этом поршень-щетка одним концом опирается на боковую стенку тонкостенного полого утолщения, а другим – на регулирующий выступ, в центральной части тонкостенного полого утолщения установлен ограничитель потока, за которым внутри тонкостенного полого утолщения выполнены пропускные отверстия, причём в одной части ограничителя потока выполнено отверстие, сопоставимое по размерам с пропускными отверстиями, а другая часть выполнена сплошной при этом ограничитель потока закреплен на одном конце пружины, другой конец которой закреплен на боковой стенке тонкостенного полого утолщения.

Устройство поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 – общий вид устройства в открытом положении;

фиг. 2 – фронтальный разрез устройства;

фиг. 3 – устройство в закрытом положении с поршнем-щеткой в исходном состоянии;

фиг. 4 – устройство в закрытом положении с поршнем-щеткой в крайнем положении;

1 – корпус;

2 – внешняя резьба;

3 – внутренняя резьба;

4 – щелевой фильтр;

5 – пропускное отверстие;

6 – ограничитель потока;

7 – пружина;

8 – поршень-щетка;

9 – регулирующий выступ;

10 – пружина поршня-щетки;

11 – тонкостенное полое утолщение.

Устройство контроля притока нежелательной фазы в газовых скважинах состоит из корпуса 1 (фиг. 1, 2), который выполнен в форме полого цилиндра, в центральной части которого выполнено тонкостенное полое утолщение. С одной стороны корпуса 1 выполнена наружная резьба 2 (фиг. 3), а с другой – внутренняя резьба 3 (фиг. 4). С одной стороны тонкостенного полого утолщения 11, закреплен щелевой фильтр 4, а под ним поршень-щетка 8, в форме цилиндра, на боковой поверхности которого выполнена щетка. Поршень-щетка 8, закреплена пружиной поршня-щетки 10 (фиг. 2), другой конец которой закреплен за тонкостенное полое утолщение 11. Между ограничителем потока 6 и поршень-щеткой 8, выполнен регулирующий выступ 9, в форме диска, например из металла. Поршень-щеткой 8 одним концом опирается на боковую стенку тонкостенного полого утолщения 11, а другим на регулирующий выступ 9. В центральной части тонкостенного полого утолщения 11, установлен ограничитель потока 6, за которым внутри тонкостенного полого утолщения 11, выполнены пропускные отверстия 5, при этом в одной части ограничителя потока 6 выполнено отверстие, сопоставимое по размерам с пропускными отверстиями 5, а другая часть выполнена сплошной. Внутри тонкостенного полого утолщения 11, за ограничителем потока 6, выполнены пропускные отверстия 5. Ограничитель потока 6 закреплен на одном конце пружины 7, другой конец которой, закреплен на боковой стенке тонкостенного полого утолщения 11.

Устройство работает следующим образом. Корпус 1 (фиг. 1) устанавливают между насосно-компрессорными трубами с помощью наружной резьбы 2 и внутренней резьбы 3. Газ попадает в тело корпуса 1 через щелевой фильтр 4, где происходит очистка от механически примесей, после чего поступает через пропускные отверстия 5 напрямую в насосно-компрессорные трубы. В случае поступления вместе с газом воды плотность потока газожидкостной смеси растет, при этом увеличивается давление, создаваемое потоком, в результате чего ограничитель потока 6 начинает двигаться, а пружина 7 (фиг. 3) постепенно сжимается по мере увеличения плотности смеси. При достижении определенного давления ограничитель потока 6 полностью закрывает пропускное отверстие 5, в результате чего поток газожидкостной смеси в полость насосно-компрессорных труб прекращается. При этом жесткость пружины 7 подобрана таким образом, что поток чистого газа не может сдвинуть ограничитель потока 6 с места, а поток воды сдвигает ограничитель потока 6 настолько, что пропускное отверстие 5 полностью закрывается. Далее в тонкостенном полом утолщении 11 начинает скапливаться пластовая жидкость, уровень которой будет увеличиваться. При этом часть скопившейся жидкости начнет перетекать под поршень-щетку 8 через паз под регулирующим выступом 9. Когда давление потока станет выше минимально необходимого для начала растяжения пружины поршня-щетки 10, флюид начнет перемещать поршень-щетку 8 вверх, так как пружина поршня-щетки 10 начнет растягиваться. Это будет продолжаться до тех пор, пока поршень-щетка 8 (фиг. 4) не достигнет своего крайнего положения. При движении поршня-щетки 8 вверх до щелевого фильтра 4 будет происходить вытеснение части жидкости из тонкостенного полого утолщения 11, а также при достижении поршня-щетки 8 щелевого фильтра 4 – его очистка от механических примесей. Такое состояние будет наблюдаться до тех пор, пока жидкость не отойдет в пласт и плотность газожидкостной смеси снизится до такого значения, которое позволит открыться ограничителю потока 6 и снова пропускать газ в полость насосно-компрессорных труб.

Устройство контроля притока нежелательной фазы в газовых скважинах за счет установки ограничителя потока, одна часть которого выполнена без отверстий, позволяет перекрывать пропускное отверстие в корпусе и предотвращать поступление нежелательной жидкой фазы до тех пор, пока из пласта не возобновится фильтрация чистого газа.

Claims (1)

1. Устройство контроля притока нежелательной фазы в газовых скважинах, характеризующееся тем, что содержит корпус в виде полого цилиндра, в центральной части которого выполнено тонкостенное полое утолщение, с одной стороны указанного утолщения закреплен щелевой фильтр, а под ним поршень-щетка в форме цилиндра, на боковой поверхности которого выполнена щетка, между ограничителем потока и поршнем-щеткой выполнен регулирующий выступ в форме диска, при этом поршень-щетка одним концом опирается на боковую стенку тонкостенного полого утолщения, а другим – на регулирующий выступ, в центральной части тонкостенного полого утолщения установлен ограничитель потока, за которым внутри тонкостенного полого утолщения выполнены пропускные отверстия, причём в одной части ограничителя потока выполнено отверстие, сопоставимое по размерам с пропускными отверстиями, а другая часть выполнена сплошной, при этом ограничитель потока закреплен на одном конце пружины, другой конец которой закреплен на боковой стенке тонкостенного полого утолщения.