Пристрій для підвищення продуктивності свердловин

Винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до пристроїв для освоєння та підвищення продуктивності пластів шляхом очищення привибійної зони та вибою свердловини. Відомий пристрій для створення миттєвої депресії на пласт, котрий включає встановлену в колоні насоснокомпресорних труб з радіальними каналами мембрану, пакер і розташовану між пакером та мембраною циркуляційну втулк у, причому втулка виконана з наскрізними радіальними прорізами, а діаметр осьового каналу в верхній її частині менший площі радіальних каналів насосно-компресорних тр уб (а. с. СРСР № 977731, 1981). Недоліки даного пристрою полягають в наступному: - під час закачування рідини в затрубний простір з метою підняття тиску в насосно-компресорних тр убах для руйнування мембрани, значна частина рідини глушіння, в якості якої використовується вода або водні розчини, нагнітається в продуктивний пласт, що знижує фазову проникність для нафти і газу і негативно впливає на ефективність робіт; - після підняття рідини в трубах до статичного рівня, продукти забруднення знову осідають на вибій свердловини і проникають в пласт, повторно забруднюючи його; - поглинання свердловинної рідини пластом утруднює підняття тиску в затрубному просторі для руйнування мембрани. Відомий пристрій для підвищення продуктивності свердловин, який включає корпус, котрий містить всередині розраховану на заданий тиск руйнування мембрану, яка герметично його перекриває та встановлені на зовнішньому боці пристрою або на нижній частині насосно-компресорних труб турбулізатори потоку рідини, виконані у вигляді розташованих на віддалі один від одного кільцевих дисків або концентрично встановлених по відношенню до корпусу або труб заглушени х патрубків з діаметром, більшим від зовнішнього діаметру корпусу та труб, але який би забезпечував нормальний спуск труб в експлуатаційну колону, крім того, корпус або труби з турбулізаторами встановлюється по можливості ближче до продуктивного пласта (ПУ № 48609 А). Даний пристрій має ряд переваг над пристроєм по а. с. СРСР № 977731, в першу чергу це те, що він може використовува тися без пакера і після руйнування мембрани та створення високої миттєвої депресії тиску на пласт, одночасно з припливом рідини з пласта, рідина, яка знаходиться в затрубному просторі з великою швидкістю також перетікає в труби. Під час цього вона проходить через турбулізатори, різко змінюючи швидкість і напрями свого руху, в результаті чого утворюються завихрення та ділянки локального вакууму, що приводить до інтенсивних гідродинамічних коливань потоку та ударних хвиль, котрі передаються по рідині в пласт і сприяють кращому відриву продуктів кольматації від поверхні фільтрації та їх повному виносу з пласта. Однак конструкція даного пристрою не дозволяє отримати коливання потрібної інтенсивності при обробці пластів, котрі потребують значно сильнішої гідродинамічної дії. Крім того, при використанні пакера, затрубний простір ізольований від продуктивного пласта і коливання та ударні хвилі в затрубному просторі або не утворюються або не розповсюджуються на пласт. Метою винаходу є підвищення ефективності очищення привибійної зони пласта та вибою свердловини за рахунок збільшення інтенсивності гідродинамічних коливань потоку рідини та створення їх у свердловинах, обладнаних пакером. Вказана мета досягається тим, що в пристрою, який містить корпус, встановлений в ньому розрахований на заданий тиск відкриття запірний механізм, котрий герметично його перекриває, наприклад, мембрану, яка руйнується, при необхідності пакер, патрубок з радіальними отворами і циркуляційну втулку з радіальними отворами, які співпадають у початковому положенні втулки з радіальними отворами патрубка та встановлені на корпусі або нижній частині насосно-компресорних труб турбулізатори потоку рідини, останні розміщують також і всередині корпусу або нижньої частини труб, причому кількість зовнішніх та внутрішніх турбулізаторів та їх діаметр вибирають в залежності від необхідної інтенсивності гідродинамічних коливань, а при застосуванні пакеру, патрубка з радіальними отворами та циркуляційної втулки, останні розміщені вище пакера, а турбулізатори - нижче пакера, у свердловинах же, в яких конструкція або технічний стан експлуатаційних колон не дозволяє спуск пристрою з зовнішніми турбулізаторами, їх встановлюють тільки з внутрішньої сторони пристрою або нижньої частини труб. Схема пристрою приведена на фігурах 1, 2 та 3. Пристрій складається з корпусу 1, всередині якого міститься розрахований на заданий тиск відкриття запірний механізм, наприклад, мембрана 2, котра герметично перекриває корпус. На зовнішній та внутрішній стороні корпусу 1, розміщені зовнішні 3 та внутрішні 4 турбулізатори потоку, які виконані у вигляді кільцевих дисків. Товщина та діаметр дисків вибираються в залежності від швидкості потоку рідини, яка буде створена, діаметру експлуатаційної колони, корпусу пристрою чи труб та необхідної інтенсивності коливань. Пристрій встановлюється в нижній частині з'єднаних між собою муфтами 5 насосно-компресорних труб 6 (фіг. 1). Якщо пристрій застосовують з встановленням пакеру 7, патрубка 8 з радіальними отворами та циркуляційної втулки 9, то верхню частину корпусу з мембраною 2, патрубком 8 та циркуляційною втулкою 9, розміщують вище пакеру, а нижню частину корпусу або насосно-компресорні труби з турбулізаторами - нижче пакера (фіг. 2). У свердловинах, в яких конструкція або технічний стан експлуатаційних колон не дозволяє спуск пристрою з зовнішніми турбулізаторами, їх встановлюють тільки з внутрішньої сторони пристрою (фіг. 3). Пристрій працює наступним чином. Насосно-компресорні (бурильні) труби 6, на яких встановлений пристрій, опускають у свердловину та встановлюють в експлуатаційній колоні 10, яка має перфораційні отвори 11 напроти продуктивних пластів 12. Оскільки мембрана 2 герметично перекриває внутрішнє січення корпусу, то насосно-компресорні труби не будуть заповнені рідиною, що дає можливість в подальшому створення високої миттєвої депресії тиску. Потім нагнітають рідину в затрубний простір, створюють надлишковий тиск і руйнують мембрану 2. В процесі закачування рідини на пласт діє репресія тиску, а в момент руйнування діафрагми на вибої свердловини тиск різко падає і на продуктивний пласт створюється висока миттєва депресія тиску, в результаті чого пластова рідина поступає в свердловину, виносячи з пласта продукти його забруднення. Одночасно рідина, яка знаходиться у затрубному просторі, з великою швидкістю перетікає в насосно-компресорні труби. На ділянці, де встановлені турбулізатори рідина різко змінює швидкість та завихрюється, створюючи інтенсивні гідродинамічні коливання та ударні хвилі. Входження потоку рідини в труби приводить до різкого збільшення швидкості руху рідини. При використанні, наприклад, стандартного обладнання: експлуатаційна колона з внутрішнім діаметром - 150мм та насоснокомпресорні труби з внутрішнім діаметром 60мм, швидкість руху рідини збільшиться в 7,5 рази. Рух через внутрішні турбулізатори потоку значно збільшить інтенсивність гідродинамічних коливань і ударних хвиль. При встановленні у свердловині пакера 7, патрубка 8 і циркуляційної втулки 9, після герметизації пакера, створюють тиск у затрубному просторі, який через суміщені радіальні отвори патрубка та циркуляційної втулки діє на мембрану та при досягненні критичної величини руйнує її. В цей момент пластова рідина та рідина з затрубного простору з великою швидкістю почнуть руха тися по НКТ вверх і перепад тиску, який виникне в звуженні циркуляційної втулки перемістить її в верхнє положення, чим досягнеться роз'єднання радіальних отворів в патрубку і циркуляційній втулці та припинення перетоку рідини з затрубного простору в тр уби. В цих умовах розміщення турбулізаторів нижче пакера, забезпечить турбулентність потоку та гідродинамічні коливання, які будуть створюватися при русі пластової рідини в затрубному просторі та труба х. В свердловинах, у яких те хнічний стан експлуатаційних колон не дозволяє спуск пристрою з зовнішніми турбулізаторами, в пристрою встановлюють тільки внутрішні турбулізатори, які і створюють необхідну турбулентність потоку та гідродинамічні коливання. Інтенсивні гідродинамічні коливання та ударні хвилі, які діють на продуктивний пласт будуть сприяти руйнуванню агрегатних стр уктур продуктів, що закупорюють привибійну зону пласта, відриву їх від поверхні каналів фільтрації та повному вилученню з пласта і свердловини потоком рідини. Технічний результат винаходу полягає в тому, що за рахунок розташування турбулізаторів потоку одночасно на зовнішній та внутрішній поверхнях корпусу або насосно-компресорних труб , а при встановленні у свердловині пакера, патрубка з радіальними отворами та циркуляційної втулки, розміщення останніх вище пакера, а турбулізаторів - нижче пакера, і крім того, встановлення у свердловинах, в яких технічний стан експлуатаційних колон не дозволяє спуск зовнішніх турбулізаторів, тільки внутрішніх турбулізаторів, збільшить інтенсивність гідродинамічних коливань та ударних хвиль, що підвищить ефективність очищення привибійної зони і продуктивність пласта та розшириться область застосування пристрою.