SU1191563A1 - Устройство дл сооружени гравийного фильтра в скважине - Google Patents

Abstract

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА в скважине, содержащее последовательно установленные эксплуатационную и фильтровые колонны, соединенные между собой переходником и выпускными отверсти ми с перекрывающим узлом, водоподъемную колонну, распределительный узел с выпускными каналами между кольцеобразными уплотнени ми на внешней стороне и упорное кольцо, размещенное в нижней части переходника , отличающеес  тем, что,с целью повьшени  надежности работы, при сооружении многосекционного фильтра распределительный узел снабжен вьщвижными подпружиненными штыр ми со скошенными вверх торцами, закрепленными на шпонках и установленными над выпускными каналами и конусоидальным поршнем с пружиной и ограничительным болтом в нижней части, причем поршень установлен с возможностью взаимодействи  боковыми поверхност ми со скошенными торцами подпружиненных штырей, а упорное кольцо выполнено с наклонной нижней гранью, при этом перекрывающий узел выполнен в виде зафиксированной внутри переходника втулки с выпускньми .отверсти ми, размещенными против выпускных отверстий в переходнике, установленной вьше опорного кольца i с возможностью осевого перемещение (Л и посадки на указанное кольцо после расфиксации втулки, нижн   часть на внутренней поверхности упом нутой втулки выполнена с утолщением, верхт. НИИ торец которого имеет синусоидальную форму поверхности со впадинами , расположенными против отверстий :о . во втулке и переходнике,а распределительный узел установлен внутри СП втулки с возможностью взаимодействи  вьщвижных подпружиненных штыО ) рей с синусоидальной поверхностью 00 утолщени  в тухлей. 2.Устройство по п.1, о т л и чающеес  тем, что, с целью обеспечени  обратной циркул ции, водоподъемна  колонна выполнена КЗ двух коаксиально расположенных труб с бащмаком в нижней части.

Description

Изобретение относитс  к области горной промьшшенности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано дл  создани  гравийного фильтра.

Цель изобретени  - повьшение надежности работы при сооружении многосекционного фильтра.

На фиг.1 показана схема устройства дл  сооружени  многосекционного гравийного фильтра в скважине, разрез; на фиг. 2 - переходник в аксонометрической проекции; на фиг.З - устройство дл  сооружени  гравийного фильтра, оцущенное в скважину перед запуском насоса, разрез; на фиг.4 - устройство дл  сооружени  многосекционного гравийного фильтра после засыпки грави , разрез; на фиг.5 - двойна  водоподъемна  труба со специальным башмаком, разрез.

Устройство дл  сооружени  многосекционного гравийного фильтра содержит эксплуатационную 1, фильтровую 2 и водоподъемную 3 колонны, выпускные отверсти  4 и распределительньЙ узел 5 с выпускными 6 и водоподъемными 7 каналами. Между фильтровой 2 и эксплуатационной 1 колоннами установлен переходник 8, внутри которого имеетс  опорное кольцо 9 с наклонной нижней гранью 10, а выше на заклепках 11 закреплена втулка 12с утолщением 13 в нижней части, верхний торец 14 которого имеет синусообразную форму поверхности . Распределительный узел 5 снабжен подвижным поршнем 16 с конусо .иДальной поверхностью 17, пружиной 1 ограничительным болтом 18, вьщвижным штыр ми 19 со скошенными торцами 20, закрепленными на шпонках 21, пружинами 22, двойной водоподъемной колонной 23 со специальным башмаком 24, причем между эксплуатационной колонной 1 и распределительным узлом 5 имеютс  гибкие уплотн ющие кольца 25 В верхнем торце распределительного узла 5 имеетс  конусообразна  резьба 26 дл  соединени  с бурильными трубами 27.

При спуске в скважину 28 эксплуатационной 1 и фильтровой 2 колонн на рассто нии К от фильтровой колонны 2 устанавливают переходник 8.

Рассто ние Ь можно вычислить по формуле

вк- Д1

tiH.SL

где 1,3 - коэффициент разрыхлени 

грави ;

В и L, - диаметр и длина водоприемной каверны;

Бф - внешний диаметр фильтровой колонны;

DOS - внутренний диаметр обсадной колонны;

внешний диаметр эксплуатационной колонны. Устройство работает следующим образом.

После установки фильтровой 2 и эксплуатационной 1 колонны в посленюю на бурильных трубах 27 спускаю распределительный узел 5. При достжении специальным башмаком 24 водоподъемной колонны 23 глубины установки переходника 8 над кровлей самого глубокого продуктивного горизонта на поверхности включают буровой насос. Вода подаетс  в бурильные трубы, на подвижный поршень 16 с конусообразной поверхностью начинает действовать гидродинамическое давление Р , вычисл емое по формуле

РГ pfv2. где р - плотность воды;

- площадь поверхности поршн  V - скорость течени  воды в бурильных трубах.

В результате действи  силы гидрдинамического давлени  пружина 15 сжимаетс , поршень 16 опускаетс  и на вьщвижные штыри 19 со скошенными торцами 20 передаетс  усилие, равное в начальный момент закачки:

0,2SPp (cosoi+ c CDSut)

РШ.

sin 061- f cosoi

где d - угол между образующей конуса 17 поршн  16 и вертикалью;

TQ - коэффициент трени  скольжени  между конической по верхностью 17 поршн  16 и скошенными торцами 20 вьщвижных штырей 19. В процессе закачки поршень 16

опускаетс  и на вьщвижные штыри

действует сила гидродинамического

давлени , равна : 0,25-(2P,-F)(coso f;cosot) шг . sines.+f cosoi где F - сила сопротивлени  пружины F - КХ, где К - жесткость пружины 15; X - величина сжати  пружины 15. Усилие .J. удерживает вьщвижные штыри 19 в раскрытом положении. Распределительный узел 5 продолж ют опускать, пока вьщвижные штыри 19 не опуст тс  на верхний торец 14 утолщени  13 втулки 12, установленной внутри переходника 8 на заклепках 11. Специальный башмак 24 водоподъемной колонны 23 позвол ет беспреп тственно опускать распределительный узел 5 до упора вьщвижных штырей 19 со скошенными торцами 20. После упора вьщвижных штырей 19 со скошенными торцами 20 на торец 14 утолщени  13,втулки 12 за счет веса бурильных труб 27 и синусообразной формы поверхности торца 14 происходит проворот снар да (максимальный угол провррота 45), выпускные каналы 6 распределительного узла 5 совмещаютс  с выпускными отверсти ми 4, выполненными соосно в переход нике и в фигурной втулке. После это го на поверхности подают в струю жидкости гравий, происходит закачка После заполнени  гравием расчетного объема V давление в нагнетательной магистрали возрастает и подача грави  прекращаетс . Расчетньй объем заполн емой гравием полости находит с  по формуле V-0,.8F(D,.4)L.(D,, где i.. - длина продуктивного интерв Через бурильные трубы 27 на.вьщвижные штыри 19 со скошенными торца ми 20 на втулку передаетс  дополнительное осевое усилие вьиисл е мое по формуле:. с ., где |} - коэффициент, завис щий от типа соединений бурильных труб (дл  муфтово-замковых соединений 1 ,1 О J; с - вес единицы длины бурильных труб; Н - длина бурильных .труб; 34 т- - удельный вес жидкости, за-, полн ющей скважину - удельный вес материала бурильных труб; - запас прочности заклепочного соединени . Заклепки 11 срезаютс , вьтускные отверсти  4 перекрьтаютс  поверхностью фигурной втулки 12, опускающейс  до опорного кольца 9. После этого буровой насос на поверхности выключаетс , сила гидродинамического давлени  снижаетс  до нул , поршень 16 с конусоидальной поверхностью 17 поднимаетс  под действием пружины 15. Усилие, передаваемое на вьщвижные штыри Р снижает с  до нул , и распределительный узел 5 поднимают до переходника 8, установленного над следующим продуктивным горизонтом. Между распределительным узлом 5 и переходником 8 имеютс  гибкие кольцеобразные уплотнени  25, которые предохра- н ют внутрифильтровое пространство от попадани  в него гравийных частиц и- тем самым предотвращают возможность прихвата распределительного узла 5 при подъеме. При подъеме скошенные торцы 20 вступают в соприкосновение с наклонной гранью 10 опорного кольца 9 и выдвижные штыри. 1 9 .убираю.тс  в корпус распределительного узла 5 за счет передачи усили  подъема распределительного узла, что обеспечивает его свободный подъем через переходник 8. Распределительный узел 5 приподнимают над переходником 8 на длину двойной водоподъемной колонны 3. Длина последней выбираетс  по длине продуктивного горизонта наименьшей мощности. Дл  обеспечени  обратной циркул ции во- оподъемна  труба двойна , что позвол ет увеличить скорости восход щего потока и уменьшить давление внутри нее за счет чего наблюдаетс  эффект подсоса, если длина водоподъемной колонны значительно меньше мощности продуктивного интервала. Затем технологические операции повтор ют . Устройство обеспечивает стабильную доставку гравийного материала в зону каждого продуктивного горизонта и равномерное его распредеение по поверхности фильтра за

счет закачки через колонну бурильных труб (что исключает образование пробок между эксплуатационной и , обсадной колонной и между эксплуатационной колонной и стенками продуктивной каверны) и наличи  четырех вьтускных каналов распределительного узла, совмещаемых по очереди снизу вверх с вьтускными отверсти ми в переходниках При использовании этого устройства дл  сооружени  многосекционного гравийного фильтра исключаетс  кольматаци гравийного фильтра за счет размыва гилинистых пропластков водой при засыпке интервалов установки фильтров значительной прот женности.

Герметизаци  вьтускных отверстий в переходнике после окончани  за.качки на каждый продуктивный интервал обеспечивает надежную эксплуатацию скважины и полностью устран ет возможность песковани  скважины через выпускные отверсти .Совмещени

выпускных каналов распределительного узла с выпускными отверсти ми-в переходнике обеспечивает равномерную засыпку грави  по поверхности фильчра, а кольцеобразные уплотнени  обеспечивают изол цию внутрифильтрового Пространства от попадани  в него гравийных частиц, что исключает снижение дебита скважины за счет заполнени  фильтрового пространства гравием и предотвращает возможные прихваты при подъеме, распределительного узла.

Совмещение выпускных каналов распределительного узла с выпускными каналами в переходнике происходит за счет действи  веса колонны бурильнь1х труб в заполненной жидкостью скважине на внутренний торец втулки, имеющий синусообразную форму поверхности . Такое совмещение исключает отрьшы бурильных труб при передаче крут щего момента с поверхности.

Фие t

Фиг. Z

Фиг. Ъ

Фие. 5

Claims (2)

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА в скважине, содержащее последовательно установленные эксплуатационную и фильтровые колонны, соединенные между собой переходником и выпускными отверстиями с перекрывающим узлом, водоподъемную колонну, распределительный узел с выпускными каналами между кольцеобразными уплотнениями на внешней стороне и упорное кольцо, размещенное в нижней части переходника, отличающееся тем, что,с целью повышения надежности работы, при сооружении многосекционного фильтра распределительный узел снабжен выдвижными подпружиненными штырями со скошенными вверх торцами, закрепленными на шпонках и установленными над выпускными каналами, и конусоидальным поршнем с пружиной и ограничительным болтом в нижней части, причем поршень установлен с возможностью взаимодействия боковыми поверхностями со скошенными торцами подпружиненных штырей, а упорное кольцо выполнено с наклонной нижней гранью, при этом перекрывающий узел выполнен в виде зафиксированной внутри переходника втулки с выпускными отверстиями, размещенными против выпускных отверстий в переходнике, установленной выше опорного кольца с возможностью осевого перемещение и посадки на указанное кольцо после расфиксации втулки, нижняя часть на внутренней поверхности упомянутой втулки выполнена с утолщением, верх-:, ний торец которого имеет синусоидальную форму поверхности со впадинами, расположенными против отверстий во втулке и переходнике,а распределительный узел установлен внутри втулки с возможностью взаимодействия выдвижных подпружиненных штырей с синусоидальной поверхностью утолщения втулки.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения обратной циркуляции, водоподъемная колонна выполнена · из двух коаксиально расположенных труб с башмаком в нижней части.