SU1754883A1 - Способ создани гравийного фильтра в скважинах и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет производить плотную укладку в зафильтровом пространстве . Укладку грави  осуществл ют гидравлическими импульсами, действующими в зоне укладки. Дл  этого распределительный узел имеет активное сопло, соединенное с° колонной бурильных труб, и камеру смешени , на выходе которой размещен подпружиненный приемный клапан. Выход камеры смешени  гидравлически св зан с кольцевым каналом, выполненным на участке конического соединени  распределительного и перекрывающего узлов, и с зафильтровым пространством с помощью выпускных отверстий . 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано дл  создани  гравийного фильтра в скважине .

Известен способ создани  гравийного фильтра в скважине, заключающийс  в закачке грави  в скважину с помощью жидкости-носител .

Известен также способ создани  гравийного фильтра в скважине путем воздействи  на гравий гидродинамическими импульсами.

Кроме того, известен способ создани  гравийного фильтра в скважине, заключающийс  в укладке грави  при воздействии на частицы грави  гидродинамическими импульсами , возникающими при закачке рабочей жидкости по направлению из скважины в пласт.

Наиболее близко к предлагаемому устройство дл  осуществлени  известного способа , содержащее промывочную трубу с гидравлическим пульсатором, установленным на нижнем ее конце.

Однако известное техническое решение не обеспечивает плотную укладку грави , а также промывку кольматажа, так же воздействие на частицы грави  гидродинамически-0 ми импульсами осуществл етс  в основном с интенсивностью по направлению из скважины в пласт.

Цель изобретени  - повышение плотности укладки грави  с одновременной промывкой кольматажа прифильтровой зоны.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно созданию гравийного фильтра в скважине гидравлические импульсы формируют путем создани  импульсов с интенсивVJ

01 4 00 00 W

ностью по направлению из пласта в скважи- ну больше интенсивности из скважины в пласт.

Устройство дл  создани  гравийного фильтра в скважине, содержащее последовательно установленные фильтровую и эксплуатационную колонны, соединенные между собой переходником с внутренними отверсти ми, перекрывающий узел, выполненный в виде зафиксированной внутри перехода втулки с отверсти ми, размещенными против выпускных отверстий , колонну бурильных труб, распредели- тельный узел с радиальными и продольными каналами и упорное кольцо, размещенное в нижней части переходника, снабжено активным соплом, соединенным с камерой смешени , и подпружиненным приемным клапаном, а продольные каналы распределительного узла имеют нагнетательные клапаны, на участке конического соединени  распределительного и перекрывающего узлов выполнен кольцевой канал , при этом активное сопло соединено с колонной труб, на входе камеры смешени  размещен подпружиненный приемный клапан , а выход камеры смешени  гидравлически св зан с кольцевым каналом.

Пример. Устройство дл  осуществле- ( м  способа создани  гравийного фильтра в скважине на колонне бурильных труб опускают о эксплуатационную колонну диаметром 200 мм на глубину 60 м от поверхности земли. Закачку гравийной пульпы в скважину производ т с поверхности земли по колонне бурильных труб насосом марки НБ-50 с подачей 10 л/с. Производительность струпного аппарата устройства по подсасы- чанию внешней среды составл ет 10 л/с. Объем клапанной полости струйного аппа- ррта составл ет 1 дм3. Абсолютное давление в струйном аппарате, при котором открываетс  приемный клапан, принимают разным 0,2 кгс/см2. Диаметр входного отверста  приемного клапана равен 50 мм.

Определ ют усилие PL действующее на приемный клапан снаружи:

Р1(Рн- Рв) СО,

где Рн абсолютное давление на приемный клапан снизу, кгс/см ,

Рв - абсолютное давление в клапанной полости струйного аппарата, кгс/см2;

а) - площадь живого сечени  входного отверсти  приемного клапана, см2.

Pi

«(Рн-Р.)«(7-0,2)«

о л л , с 2

X 4 133,3 кгс .

Принимают жесткость пружины прием- ного клапана zi равной 10 кгс/мм. Тогда перемещение приемного клапана

Pi 13 3мм

Гидродинамическое давление Др в фильтровой колонне после резкого закрыти  приемного клапана определ ют по формуле

Ар а/ (vi -V2),

где а - скорость распространени  звука в жидкости; дл  воды а - 1425 м/с; р- плотность воды;

Vi и V2 - скорость движени  воды в фильтровой колонне соответственно в момент открыти  и после закрыти  клапана,

V2 0.

Скорость Vi определ ют по формуле

Vi-Ј

V1 со

где Q - производительность струйного аппарата по подсасыванию внешней среды, м3/с;

(Л- площадь живого сечени  фильтровой колонны, м2.

Vl 0-318 м/с. 3,14 f40

Гидродинамическое давление Ap a/ovi 1425 102 -0,318 4,6 кгс/см2

Врем  t одного цикла (открытие и закрытие ) работы приемного клапана определ ют по формуле

t - W Рн к О(Рн-Рв)

где W - объем клапанной полости, м3;

К - коэффициент запаса, учитывающий возможность проникновени  некоторого количества жидкости через неплотность прилегани  приемного клапана к посадочной поверхности, К 1,05- 1.1.

t . K aS9U-7- 4 0 11 С

: )

Частота гидравлических ударов при этом составл ет 1:0,11 9,0 уд/с.

Как видно из рассмотренного примера, укладку грави  предлагаетс  производить в сопровождении гидравлических ударов сравнительно небольшой величины с частотой 9 уд./с. Это позвол ет создать более плотный гравийный фильтр и предотвратить пескование скважин, а следовательно, и значительно продлить срок службы погружного артезианского электронасоса,

На фиг.1 показана схема укладки грави  в зафильтровое пространство с помощью предлагаемого устройства; на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1.

Устройство дл  создани  гравийного фильтра в скважине содержит колонну 1 бурильных труб, эксплуатационную колонну 2, переходник 3. фильтровую колонну 4, распределительный узел 5. В распределительном узле 5 выполнен подвод щий канал б, соедин ющий колонну 1 бурильных труб с активным соплом 7. Соосно с активным соплом 7 расположена камера 8 смешени , выход которой сообщен с каналом 9 распределительного узла 5. а также с кольцевым каналом 10 и через выпускные отверсти  11 с зафильтровым пространством. К переходнику 3 с помощью срезных штифтов 12 прикреплена втулка 13, соедин юща с  с распределительным узлом герметично благодар  коническим посадочным поверхност м . В нижней части распределительного узла 5 на входе камеры 8 смешени  выполнена проточка, в которой установлен приемный клапан 14. Этот клапан 14 с помощью упругого элемента 15 плотно прижат к основанию 16. В распределительном узле 5 выполнены каналы 17, с помощью которых полости фильтровой колонны 4 и эксплуатационной колонны 2 сообщаютс  одна с другой . На некотором рассто нии от нижнего торца втулки 13 в переходнике 3 неподвижно закреплено упорное кольцо 18. Устройство дл  создани  гравийного фильтра размещено в скважине, закрепленной обсадной колонной 19. Продольные каналы 17 распределительного узла 5 снабжены нагревательными клапанами 20

После установки фильтровой 4 и эксплуатационной 2 колонн, соединенных переходником 3, в них на колонне 1 бурильных труб опускают распределительный узел 5 до посадки его во втулку 13 с помощью бурового насоса (не показан) производ т закачку гравийной пульпы по колонне 1 бурильных труб в скважину. Пульпа по подвод щему каналу 6 поступает к активному соплу 7 и далее с большой скоростью в камеру 8 смешени . При этом давление в камере 8 смешени  снижаетс  и становитс  меньше атмосферного. Под действием разности внешнего и внутреннего давлений прием0 ный клапан 14 поднимаетс , упругий элемент 15 деформируетс , а клапан 20 закрываетс . В образовавшийс  зазор между приемным клапаном 14 и основанием 16 в камеру 8 смешени  из фильтровой колон5 ны 4 поступает жидкость, заполн юща  скважину и пласт с коэффициентом эжекции больше единицы. Давлени  на входе в камеру 8 смешени  и в фильтровой колонне 4 при этом сравниваютс , и под действием упру0 гого элемента 15 приемный клапан 14 резко закрывает входное отверстие, затем давление ниже распределительного узла 5 повышаетс  и открываетс  клапан 20. Движение,, жидкости в фильтровой колонне 4 резко тор5 мозитс , и возникает гидравлический удар, действие которого распростран етс  по всему объему, зан тому жидкостью. При закрытии входного отверсти  приемным клапаном давление на входе в приемную

0 камеру 8 смешени  вновь снижаетс  и цикл по формированию гидравлических ударов повтор етс . Под действием гидравлических ударов происходит равномерна  подача и укладка грави  в зафильтровое

5 пространство без закупорки прох одных каналов и образовани  сводов. По окончании закачивани  грави  в скважину на колонну 1 бурильных труб воздействуют осевой силой , под действием которой срезные штиф0 ты 12 срезаютс , втулка 13 перемещаетс  вниз до упорного кольца 18 и выпускные отверсти ми при этом перекрываютс . Колонна 1 бурильных труб вместе с распреде- лительным узлом 5 поднимаетс  на

5 поверхность; скважина готова к эксплуатации .

Использование предлагаемого способа создани  гравийного фильтра в скважине позвол ет по сравнению с известным резко

0 снизить энергозатраты. По известному способу закачку грави  ведут при высоком давлении (30 кгс/см2 и более), чтобы продавить закупорку каналов. Предлагаемый способ обеспечивает плотную укладку грави  в за5 фильтровое пространство при более низком давлении (10 - 15 кгс/см2). т.е. энергетические затраты при этом снижаютс  в 2 раза, Кроме этого, известный способ не обеспечивает плотной укладки грави  в зафильтровое пространство. При эксплуатации такой

скважины через пустоты в гравийном фильтре в скважину вместе с водой поступает песок, в результате чего погружной центробежный насос, установленный в скважине дл  подъема воды, преждевременно выходит из стро  из-за износа трущихс  поверхностей . За врем  эксплуатации такой скважины производ т 10 - 15 замен погружных насосов. Предлагаемый способ обеспечивает плотную укладку грави  и исключает пескование скважины.

Claims (2)

1.Способ создани  гравийного фильтра в скважинах, включающий закачку и укладку грави  при воздействии на частицы грави  гидравлическими импульсами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  плотносп укладки грави  с одновременной промывкой, кольматажа прифильтровой зоны , гидравлические импульсы формируют путем создани  импульсов с интенсивностью по направлению из пласта в скважину больше интенсивности из скважины в пласт.

2.Устройство дл  создани  гравийного фильтра s скважине, содержащее последо/

вательно установленные фильтровую л эксплуатационные колонны, соединенные между собой переходником с внутренними отверсти ми, перекрывающий узел, выполненный в виде зафиксированной внутри переходника втулки с отверсти ми, размещенными против выпускных отверстий , колонку бурильных труб с размещенным в ней распределительным узлом с

радиальными и продольными каналами и упорное кольцо, размещенное в нижней части переходника, отличающеес  тем, что, с целью повышени  плотности укладки грави  с одновременной промывкой от

кольматажа прифильтровой зоны, оно снабжено активным соплом, соединенным с камерой смешени , и подпружиненным приемным клапаном, а продольные каналы распределительного узла имеют нагнетательные к лапаны, на участке конического соединени  распределительного и перекрывающего узлов выполнен кольцевой канал, при этом активное сопло соединено с колонной бурильных труб, на входе камеры смещени  размещен подпружиненный клапан, а выход камеры смещени  гидравлически св зан с кольцевым каналом.

М S7

It

8

//

17

Фиг. 2