Спосіб інжекції стимулятора в свердловину і свердловинний інжектор для його здійснення

1 Спосіб інжекції стимулятора в свердловину, що містить подачу стимулятора до свердловинного інжектора з інжекційним блоком, періодичне переміщення збуджувача інжекції та дозовану інжекцію стимулятора у простір, заповнений нафтою, який відрізняється тим, що стимулятор дозують шляхом періодичного заповнення дозувального об'єму інжекційного блока і інжектують через механічний контакт інжекційного блока із збуджувачем інжекції 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що стимулятор подають до дозувального об'єму затрубним простором свердловинного інжектора та інжектують всередину його порожнини 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що стимулятор подають до дозувального об'єму порожниною свердловинного інжектора та інжектують у його затрубний простір 4 Спосіб по пп 1, і 2 або 3, який відрізняється тим, що частота заповнення дозувального об'єму та інжекції за час одного періоду поступального переміщення збуджувача інжекції дорівнює М разів 5 Свердловинний інжектор, що містить корпус із труби з інжекційним блоком, перша група отворів якого сполучена з затрубним простором корпуса, друга група отворів якого сполучена з порожниною корпуса, збуджувач інжекції виконаний у вигляді кільцеподібного елемента, що допускає фіксацію на штанзі штангового свердловинного насоса, КІНЦІ корпуса допускають з'єднання з насоснокомпресорними трубами, який відрізняється тим, що інжекційний блок виконаний як об'ємний насос, перша група отворів виконана як вхід або вихід об'ємного насоса, друга група отворів виконана ВІДПОВІДНО як вихід або вхід об'ємного насоса, плунжер об'ємного насоса зв'язаний з важільним елементом, який допускає періодичний механічний контакт із збуджувачем інжекції 6 Свердловинний інжектор по п 5, який відрізняється тим, що важільний елемент містить підпружинений шарнірний елемент, який допускає переміщення в порожнину корпуса 7 Свердловинний інжектор по пп 5 і 6, який відрізняється тим, що містить N кільцеподібних збуджувачів інжекції, які допускають фіксацію на штанзі штангового свердловинного насоса в межах ділянки, що дорівнює довжині ходу штанги 8 Свердловинний інжектор по пп 5, 6 і 7, який відрізняється тим, що у вихідному, верхньому або нижньому, розташуванні кільцеподібних збуджувачів інжекції зі штангою перший з них розташований на рівні важільного елемента і відстань між збуджувачами інжекції в межах довжини ходу штанги L визначена як L - S > F > S + V«T, де S - шлях, який проходить збуджувач інжекції зі штангою у контакті з важільним елементом, м, V - швидкість руху збуджувача інжекції зі штангою, м/с, Т - час зворотного руху важільного елемента під дією пружини, с 9 Свердловинний інжектор по пп 5, 6 і 7, який відрізняється тим, що збуджувач інжекції містить шарнірно зв'язаний елемент, який допускає односторонній за напрямом руху збуджувача інжекції механічний контакт з важільним елементом Винахід стосується нафтової промисловості і може бути використаним при видобутку високов'язкої нафти із застосуванням стимуляторів для зниження ті вязкое (О 44126 Відомий спосіб інжекції стимулятора в свердловину кційними отворами, збуджувач інжекції, виконаний у (п UA№14669A, E21 В43/12) містить подачу стимувигляді кільцеподібного елемента, що допускає фіксацію лятора, наприклад малов'язкої рідини, до інжектуюна штанзі штангового свердловинного насоса, КІНЦІ чих отворів поблизу штангового насоса, підвищення корпуса допускають з'єднання з насоснотискустимулятораі утворенні хвилі ЩІЛЬНОСТІ стимулякомп ресорн им и трубам и тора при переміщенні збуджувача інжекції із штангою При використанні відомого плунжерного інжектора вгору разом із підйомом насрти Величину дози інжекції стимулятор недостатньо перетинає потік високов'язкої стимулятора встановлюють шляхом підбору ВІДПОнасрти, через що недостатньо знижується и в'язкість ВІДНИХ діаметрів вихідних отворів для стимулятора а Відомий свердловинний інжектор (п RU №2088749 також шляхом нагнітання від зовнішньої системи Е 21 В 43Ю0), вибраний нами за прототип, містить корІнжекцію стимулятора у простір, обмежений обсадпус із труби з інжекційними блоками У першому з них, ною колоною і заповнений рухомим потоком насрти, подібному до центратора, виконані радіальні каназдійснюють синхронно радіальними потоками стимуляли, група вихідних отворів якого сполучена з затрутора бним простором корпуса, група вхідних отворів якого сполучена з затрубним простором корпуса У Співпадають з суттєвими ознаками способу, що задругому інжекційному блоку група вихідних отворів являється, подача стимулятора до свердловинного блоку виконана відносно поверхні корпуса Другий інжеінжектора, періодичне переміщення збуджувача інжекційний блок розташований вище першого, група вихікції і дозована інжекція стимулятора у простір, задних отворів каналів цього блоку виконана направповнений нафтою леними угору тангенціальне відносно поверхні При використанні відомого способу інжекції стикорпуса, причому сполучення внутрішного і зовнішномулятора в свердловину стимулятор недостатньо го просторів корпуса виконано аналогчно як у перперетинає потік високов'язкої насрти, через що недосташому блоці Всередині корпуса розміщено збуджутньо знижується и в'язкість вач інжекції у вигляді кільцеподібного змішувача, ВІДОМИЙ спосіб інжекції стимулятора в свердловину який допускає фіксацію на штанзі штангового све(п RU №2088749 Е 21 В 43/00), вибраний нами за рдловинного насоса, КІНЦІ корпуса допускають з'єднанпрототип, містить подачу стимулятора, наприклад ня з насосно-компресорними трубами малов'язкої рідини, до інжектуючих отворів, підвищення тиску стимулятора при переміщенні збуджуСпівпадають з суттєвими ознаками свердловинвача інжекції із штангою вгору разом із підйомом ного інжектора, що заявляється, корпус із труби з інженасрти, змішуванністимулятораз нафтою при утворенні кційним блоком, перша група отворів якого сполучена з хвилі ЩІЛЬНОСТІ стимулятора Величину дози інжекції затрубним простором корпуса, друга група отворів якого стимулятора встановлюють шляхом підбору ВІДПОВІДсполучена з порожниною корпуса, збуджувач інжекції, НИХ діаметрів вихідних отворів для стимулятора виконаний у вигляді кільцеподібного елемента, що Інжекцію стимулятора у простір, обмежений обсаддопускає фіксацію на штанзі штангового свердловинноною колоною і заповнений рухомим потоком насрти, го насоса, КІНЦІ корпуса допускають з'єднання з насосздійснюють синхронно двома потоками стимулятора, но-компресорними трубами один з яких подають радіально на внутрішню повеПри використанні відомого свердловинного інжекрхню обсадної колони, другий - тангенціально на тора стимулятор недостатньо перетинає потік високозовнішню поверхню насосно-компресорних труб Ці в'язкої насрти, через що недостатньо знижується и в'язпотокистимулятора,як варіант, можуть бути рознесеникість ми по висоті свердловини Поставлена задача вдосконалення свердловинного інжектора, в якому шляхом зміни конструкції заСпівпадають з суттєвими ознаками способу, що безпечується більш інтенсивне перетинання стимулязаявляється, подача стимулятора до свердловинного тором стовпа високов'язкої нафти і тим самим в інжектора з інжекційним блоком, періодичне перемібільшій мірі зменшення її в'язкості щення збуджувача інжекції і дозована інжекція стимулятора у простір, заповнений нафтою В способі інжекції стимулятора в свердловину, При використанні відомого способу інжекції стищо містить подачу стимулятора до свердловинного мулятора в свердловину стимулятор недостатньо інжектора з інжекційним блоком, періодичне переперетинає потік високов'язкої насрти, через що недоміщення збуджувача інжекції та дозовану інжекцію статньо знижується и в'язкість стимулятора у простір, заповнений нафтою, згідно винаходу стимулятор дозують шляхом періодичноПоставлена задача вдосконалення способу інжего заповнення дозувального об'єму інжекційного кціїстимуляторав свердловину, в якому шляхом зміни блока і інжектують через механічний контакт інжетехнологічних параметрів забезпечується більш інтенкційного блока із збуджувачем інжекції сивне перетинаннястимуляторомстовпависоков'язкої насрти і тим самим в більшій мірі зменшення и в'язкості Крім того, стимулятор подають до дозувального об'єму затрубним простором свердловинного інжекВідомий свердловинний інжектор (п UA тора та інжектують всередину його порожнини № 14669А, Е 21 В 43/12) містить корпус із труби з інжекційними отворами, розташованими радіально ВсереКрім того, стимулятор подають до дозувальнодині корпуса розміщена штанга, яка допускає з'єдго об'єму порожниною свердловинного інжектора та нання з штанговою колоною, і збуджувач інжекції у інжектують у його затрубний простір вигляді пдроциліндра-змішувача, розташований під Крім того, частота заповнення дозувального інжекційними отворами, який допускає переміщення об'єму та інжекції за час одного періоду поступавздовж корпуса і жорстко зв'язаний в середній частині з льного переміщення збуджувача інжекції дорівнює штангою М разів Співпадають з суттєвими ознаками свердловинноВ свердловинному інжекторі, що містить корго інжектора, що заявляється, корпус із труби з інжепус із труби з інжекційним блоком, перша група 44126 плунжером 5 Дозувальні об'єми 4 сполучені з вхідними клапанами 6 і вихідними клапанами 7 Між плунжером 5 і кришкою 8 кожного дозувального об'єму 4 розташована пружина 9 Середня по довжині частина плунжера 5 зв'язана з важільним елементом 10, який зв'язаний з шарнірним елементом 11, розташованим у вертикальному пазу 12 корпуса 1 і зв'язаним з роликом 13, який виступає за паз 12 у порожнину корпуса 1 Вертикальний паз 12 містить розширення 14 у верхній і нижній своїх частинах, поблизу яких внутрішня поверхня корпуса 1 плавно збігає до зовнішньої його поверхні Шарнірний елемент 11 важільного елемента 10 допускає положення 15, при якому він розташований за межами внутрішнього діаметра корпуса 1 Стрічкоподібні пружини 16 утримують Крім важільний елемент містить підпружинений шари клапанів 6 і 7 Кільцеподібні збуджувачі інжекції шарнірний елемент, який допускає переміщення в 17 закріплені на штанзі 18 Свердловинний інжектор порожнину корпуса представлено у варіанті із застосуванням зварювання Крім того, свердловинний інжектор містить N кікорпуса 1, інжекційного блока Зта кришки 8 льцеподібних збуджувачів інжекції, які допускають фіксацію на штанзі штангового свердловинного Кільцеподібні збуджувачі інжекції 17, як варінасоса в межах ділянки, що дорівнює довжині ходу ант, містять по периметру зв'язані через стержні 19 штанги контактні елементи 20, які утримуються в горизонтальному положенні виступом 21 і допускають переміщенКрім того, у вихідному, верхньому або нижня вгору ньому, розташуванні кільцеподібних збуджувачів інжекції зі штангою перший з них розташований на Запропонований спосіб інжекції стимулятора в рівні важільного елемента і відстань між збуджувасвердловину і свердловинний інжектор реалізуються чами інжекції в межах довжини ходу штанги L визнатаким чином чена як Корпус 1 свердловинного інжектора після зборки з інжекційним блоком 3 та кришкою 8 встановлюють L - S > F > S + V-T, на вибраній глибині у складі обладнання для видоде S - шлях, який проходить збуджувач інжекбутку нафти штанговим насосом, з'єднуючи його елеції зі штангою у контакті з важільним елементом, м, ментами 2 з насосно-компресорними трубами КільцеV - швидкість руху збуджувача інжекції зі штанподібні збуджувачі інжекції 17 закріплюють на штанзі 18 гою, м/с, Запакеровану нижче рівня встановлення свердловинТ - час зворотного руху важільного елемента ного інжектора порожнину між обсадною колоною, під дією пружини, с яка на рисунку не показана, і насосноКрім того, збуджувач інжекції містить шарнірно компресорними трубами заповнюють стимулятором зв'язаний елемент, який допускає односторонній Під час руху штанги 18 знизу вгору перший по ходу за напрямом руху збуджувача інжекції механічний збуджувач інжекції 17 вступає в контакт з роликом 13, контакт з важільним елементом який разом з шарнірним елементом 11, важільним Поставлена задача вдосконалення способу елементом 10 та плунжером 5 починають рухатись інжекції стимулятора в свердловину, в якому шляразом з штангою 18 У МІСЦІ розширення 14 паза 12 хом зміни технологічних параметрів забезпечуєтьролик 13 займає положення 15, пропускаючи перший ся більш інтенсивне перетинання стимулятором збуджувач інжекції 17 вгору При цьому плунжер 5 стовпа високов'язкої нафти і тим самим в більшій натискує у своєму крайньому положенні на пружину 9, мірі зменшення її в'язкості яка після проходу першого збуджувача інжекції 17 Сукупність наведених ознак способу, що заявповертає плунжер 5 наза на відстань, при якій ролик 13 ляється, забезпечує періодичну інжекцію стимулязаймає положення над пазом 12 і виступає над ним тора при заборі нафти і/або при и ПІДЙОМІ, ЩО ДОДругий збуджувач інжекції 17 вступає в контакт з ролиЗВОЛЯЄ ефективніше зменшити в'язкість ком 13 аналогічно першому Основна доза розчинвисоков'язкої нафти ника проходить після відгинання пружини 16 через Сукупність наведених ознак свердловинного вихідний клапан 7 при переміщенні плунжера 5 перінжектора, що заявляється, забезпечує можливість шим збуджувачем інжекції 17, а додаткова менша встановлення його в колоні насосно-компресорних доза - при переміщенні плунжера 5 другим збуджуватруб, надійний зв'язок із штанговою колоною, перічем інжекції 17 Під час руху штанги 18 зверху вниз одичну інжекцію стимулятора при заборі нафти верхній дозувальний об'єм 4 заповнюється розчині/або при її ПІДЙОМІ, що дозволяє ефективніше ником через вхідний клапан 6, одночасно через нижзменшити в'язкість високов'язкої нафти ній вихідний клапан 7 здійснюється нова інжекція отворів якого сполучена з затрубним простором корпуса, друга група отворів якого сполучена з порожниною корпуса, збуджувач інжекції, виконаний у вигляді кільцеподібного елемента, що допускає фіксацію на штанзі штангового свердловинного насоса, КІНЦІ корпуса допускають з'єднання з насосно-компресорними трубами, згідно винаходу інжекційний блок виконаний як об'ємний насос, перша група отворів виконана як вхід або вихід об'ємного насоса, друга група отворів виконана ВІДПОВІДНО як вихід або вхід об'ємного насоса, плунжер об'ємного насоса зв'язаний з важільним елементом, який допускає періодичний механічний контакт із збуджувачем інжекції На фіг 1 зображено схематично свердловинний інжектор, який реалізує спосіб, що заявляється, на фіг 2 - вид А з середини корпуса на фиг 1, на фіг З - елемент збуджувача інжекції у розрізі, на фіг 2 - вид Б з'єднання на фіг З Свердловинний інжектор містить корпус 1 із труби з елементами з'єднання 2 з насосно-компресорними трубами та інжекційний блок 3, який містить два дозувальних об'єми 4, які з одного боку обмежені При використанні варіанта кільцеподібного збуджувача інжекції 17 з контактними елементами 20, які утримуються в горизонтальному положенні виступом 21, рух штанги 18 вгору спричиняє інжекцію аналогічно викладеному вище Під час руху штанги 18 зверху вниз контактні елементи 20 при контакті з роликом 13 обертаються навколо стержня 19 і не спричиняють поздовжнє переміщення шарнірного елемента 11 Та 44126 8 льшується Інжекція стимулятора, наприклад малов'язку нафту, у КІЛЬКОСТІ 15 - 25% від об'єму видобуваємої насрти сприяє утворенню пристіночного ковзного шару в насосно-компресорних трубах і зменшенню витрат енергії на 5 -10%, а також збільшенню міжремонтного терміну експлуатації обладнання Встановлення двох свердловинних інжекторів дає позитивний ефект у 8 -15% Таким чином ефективне зменшення в'язкості нафти при використанні запропонованого способу інжекції стимулятора в свердловину та свердловинного інжектора для його здійснення дозволяє підвищити ефективність и видобутку ким чином здійснюють односторонній за напрямом руху механічний контакт збуджувачів інжекції 17 із інжекційним блоком З В такому виконанні інжекція здійснюється або під час руху штанги вгору, або вниз Виконання клапана 6 вихідним та клапана 7 вхідним дає можливість інжектувати стимулятор із порожнини корпуса 1 в його затрубний простір Приклад Видобуток високов'язкої насрти насоснокомпресорними трубами ускладнюється необхідністю використання потужного обладнання і значної КІЛЬКОСТІ енергії Для зменшення сили тертя високов'язкої нафти і поверхні насосно-компресорних труб встановлюють свердловинний інжектор на 0,5 глибини свердловини, вище якої в'язкість насрти суттєво збі ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90