Спосіб інжекції стимулятора в свердловину і свердловинний плунжерний інжектор для його здійснення
Номер патенту: 40292
Опубліковано: 16.02.2004
Автори: Зарубін Юрій Олександрович, Копичко Володимир Степанович, Сініцин Олег Анатолійович, Синицин Анатолій Георгійович, Лилак Микола Миколайович, Панков Вячеслав Анатолійович
Формула / Реферат
1. Спосіб інжекції стимулятора в свердловину, що містить подачу стимулятора до інжектуючих отворів, підвищення тиску стимулятора шляхом переміщення плунжера, дозовану інжекцію стимулятора у простір, обмежений обсадною колоною, який відрізняється тим, що інжекцію здійснюють нижче глибини промерзання або періодичних змін температури свердловини через зміни температури на поверхні грунту для даної місцевості і вище глибини, на якій температура свердловини становить 90% від температури на рівні розташування штангового насоса, причому стимулятор інжектують по висоті свердловини на одному або n рівнях нерухомого стовпа нафти і величину дози стимулятора визначають за величиною частки діапазону переміщення штанги зверху вниз.
2. Свердловинний плунжерний інжектор, що містить циліндричний корпус з інжекційними отворами, всередині якого розміщена штанга, що виконана з можливістю з'єднання зі штанговою колоною, плунжер, який виконаний з можливістю переміщення вздовж циліндричного корпусу і зв'язаний в середній частині зі штангою, нижче інжекційних отворів циліндричний корпус зв'язаний з перегородкою, в середині якої виконаний круговий отвір, який відрізняється тим, що в середині плунжера виконаний кільцевий отвір першого клапана, кільцева кришка якого жорстко зв'язана з верхньою частиною циліндричного штока, який виконаний з можливістю ковзного переміщення вздовж штанги, кришка першого клапана контактує у відкритому стані клапана з плунжером через елементи обмеження величини відкриття клапана, в перегородці виконаний кільцевий отвір другого клапана, кільцева кришка якого виконана з можливістю ковзного переміщення вздовж циліндричного штока і контактує у відкритому стані другого клапана з першим фіксатором, жорстко зв'язаним з низом циліндричного штока, зв'язок перегородки з циліндричним корпусом виконано через кругову виточку, наприклад із защіпкою, інжекційні отвори циліндричного корпусу містять випускні клапани, штанга жорстко зв'язана з другим фіксатором, який виконаний з можливістю контакту з нижнім торцем циліндричного штока, зв'язана з третім фіксатором, який розташований нижче другого і виконаний з можливістю роз’єднання перегородки і циліндричного корпусу, наприклад відмиканням защіпки, зв'язана з четвертим фіксатором, розташованим вище другого фіксатора на відстані, яка дорівнює
F=L (1-k) + H,
де L - діапазон переміщення штанги, м;
k - частка діапазону переміщення штанги із здійсненням інжекції, відн. од.;
Н - довжина циліндричного штока, м.
Текст
1. Спосіб інжекції стимулятора в свердловину, що містить подачу стимулятора до інжектуючих отворів, підвищення тиску стимулятора шляхом переміщення плунжера, дозовану інжекцію стимулятора у простір, обмежений обсадною колоною, який відрізняється тим, що інжекцію здійснюють нижче глибини промерзання або періодичних змін температури свердловини через зміни температури на поверхні грунту для даної місцевості і вище глибини, на якій температура свердловини становить 90% від температури на рівні розташування штангового насоса, причому стимулятор інжектують по висоті свердловини на одному або n рівнях нерухомого стовпа нафти і величину дози стимулятора визначають за величиною частки діапазону переміщення штанги зверху вниз. 2. Свердловинний плунжерний інжектор, що містить циліндричний корпус з інжекційними отворами, всередині якого розміщена штанга, яка допускає з'єднання з штанговою колоною, плунжер, який A (54) СПОСІБ ІНЖЕКЦІЇ СТИМУЛЯТОРА В СВЕРДЛОВИНУ І СВЕРДЛОВИННИЙ ПЛУНЖЕРНИЙ ІНЖЕКТОР ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 40292 хом переміщення плунжера, дозована інжекція стимулятора у простір, обмежений обсадною колоною. При використанні відомого способу інжекції стимулятора в свердловину стимулятор недостатньо перетинає потік високов'язкої нафти, через що недостатньо знижується її в'язкість. Відомий спосіб інжекції стимулятора в свердловину (п. RU № 2088749 Е21В43/00), вибраний нами за прототип, містить подачу стимулятора, наприклад малов'язкої рідини, до інжектуючих отворів, підвищення тиску стимулятора шляхом переміщення плунжера вгору разом із підйомом нафти і підвищення тиску стимулятора в гребні хвилі щільності. Величину дози інжекції стимулятора встановлюють шляхом підбору відповідних діаметрів вихідних отворів для стимулятора. Інжекцію стимулятора у простір, обмежений обсадною колоною і заповнений рухомим потоком нафти, здійснюють синхронно двома потоками стимулятора, один з яких подають радіально на внутрішню поверхню обсадної колони, а другий - тангенціально на зовнішню поверхню насоснокомпресорних труб. Ці потоки стимулятора, як варіант, можуть бути рознесеними по висоті свердловини. Перед інжекцією в затрубний простір стимулятор перемішують нижче рівня формування радіального його потоку. Співпадають з суттєвими ознаками способу, що пропонується, подача стимулятора до інжектуючих отворів, підвищення тиску стимулятора шляхом переміщення плунжера, дозована інжекція стимулятора у простір, обмежений обсадною колоною. При використанні відомого способу інжекції стимулятора в свердловину стимулятор недостатньо перетинає потік високов'язкої нафти, через що недостатньо знижується її в'язкість. Поставлена задача вдосконалення способу інжекції стимулятора в свердловину, в якому шляхом зміни технологічних параметрів забезпечується більш інтенсивне перетинання стимулятором стовпа високов'язкої нафти і тим самим в більшій мірі зменшення її в'язкості. Відомий свердловинний плунжерний інжектор (п. UA № 14669А, Е21В43/12) містить циліндричний корпус з інжекційними отворами, виконаними у вигляді ряду радіальних отворів. Всередині циліндричного корпусу розміщена штанга, яка допускає з'єднання зі штанговою колоною, і плунжер у вигляді гідроциліндра-змішувача, розташований під інжекційними отворами, який допускає переміщення вздовж корпусу і жорстко зв'язаний в середній частині зі штангою. Співпадають з суттєвими ознаками свердловинного плунжерного інжектора що пропонується, циліндричний корпус з інжекційними отворами, всередині якого розміщена штанга, яка допускає з'єднання з штанговою колоною, плунжер, який допускає переміщення вздовж корпусу і зв'язаний в середній частині зі штангою. При використанні відомого свердловинного плунжерного інжектора стимулятор недостатньо перетинає потік високов'язкої нафти, через що недостатньо знижується її в'язкість. Відомий свердловинний плунжерний інжектор (п. RU № 2088749 Е21В43/00), вибраний нами за прототип, містить циліндричний корпус з інжекційними отворами, виконаними у вигляді щонайменш одного ряду радіальних отворів і щонайменш одного ряду направлених угору тангенціальних отворів, розташованих вище від ряду радіальних. Радіальні отвори виконані, як варіант, в ребрах встановленого на циліндричному корпусі центратора. Всередині циліндричного корпусу розміщена штанга, яка допускає з'єднання зі штанговою колоною, і плунжер у вигляді змішувача, який допускає переміщення вздовж корпусу і жорстко зв'язаний в середній частині зі штангою. Нижче інжекційних отворів корпус жорстко зв'язаний з перегородкою, в середині якої виконаний круговий отвір, у якому між перегородкою і штангою розташований ущільнювач. Співпадають з суттєвими ознаками свердловинного плунжерного інжектора, що пропонується, циліндричний корпус з інжекційними отворами, всередині якого розміщена штанга, яка допускає з'єднання зі штанговою колоною, плунжер, який допускає переміщення вздовж корпусу і зв'язаний в середній частині зі штангою, нижче інжекційних отворів корпус зв'язаний з перегородкою, в середині якої виконаний круговий отвір. При використанні відомого свердловинного плунжерного інжектора стимулятор недостатньо перетинає потік високов'язкої нафти, через що недостатньо знижується її в'язкість. Поставлена задача вдосконалення свердловинного плунжерного інжектора, в якому шляхом зміни конструкції забезпечується більш інтенсивне перетинання стимулятором стовпа високов'язкої нафти і тим самим в більшій мірі зменшення її в'язкості. В способі інжекції стимулятора в свердловину, що містить подачу стимулятора до інжектуючих отворів, підвищення тиску стимулятора шляхом переміщення плунжера, дозовану інжекцію стимулятора у простір, обмежений обсадною колоною, згідно з винаходом інжекцію здійснюють нижче глибини промерзання або періодичних змін температури свердловини через зміни температури на поверхні грунту для даної місцевості і вище глибини, на якій температура свердловини становить 90% від температури на рівні розташування штангового насоса, причому стимулятор інжектують по висоті свердловини на одному або n рівнях нерухомого стовпа нафти і величину дози стимулятора визначають за величиною частки діапазону переміщення штанги зверху вниз. В свердловинному плунжерному інжекторі, що містить циліндричний корпус з інжекційними отворами, всередині якого розміщена штанга, яка допускає з'єднання зі штанговою колоною, плунжер, який допускає переміщення вздовж корпусу і зв'язаний в середній частині зі штангою, нижче інжекційних отворів корпус, зв'язаний з перегородкою, в середині якої виконаний круговий отвір, згідно з винаходом в середині плунжера виконаний кільцевий отвір першого клапана, кільцева кришка якого жорстко зв'язана з верхньою частиною циліндричного штока, який допускає ковзне переміщення вздовж штанги, кришка першого клапана контактує у відкритому стані клапана з плунжером через елементи обмеження величини відкриття клапана, в перегородці виконаний кільцевий отвір другого 2 40292 клапана, кільцева кришка якого допускає ковзне переміщення вздовж циліндричного штока і контактує у відкритому стані другого клапана з першим фіксатором, жорстко зв'язаним з низом плунжера, зв'язок перегородки з циліндричним корпусом виконано через защіпку, зафіксовану в круговій виточці циліндричного корпусу, інжекційні отвори якого містять випускні клапани, штанга жорстко з'єднана з другим фіксатором, який допускає контакт з нижнім торцем штока, з'єднана з третім фіксатором, який розташований нижче другого і містить ключ, що допускає відмикання защіпки у перегородці, з'єднана з четвертим фіксатором, розташованим вище другого фіксатора на відстані, яка дорівнює F=L(1-k)+H, де L - діапазон переміщення штанги, м; k - частка діапазону переміщення штанги із здійсненням інжекції, відн. од.; Н - довжина плунжера, м. Сукупність наведених ознак способу, що пропонується, забезпечує інжекцію стимулятора в критичні для підйому нафти ділянки свердловини, наприклад, для поновлення приповерхневого мастила міжтрубного простору та для проходження ділянок з пониженою температурою. Сукупність наведених ознак інжектора, що пропонується, забезпечує можливість встановлення його в колоні насосно-компресорних труб і штанговій колоні, здійснення дозованої інжекції, а також в разі необхідності можливість підйому штангової колони. На фіг. 1 зображено схематично свердловинний плунжерний інжектор, який реалізує спосіб, що пропонується; на фіг. 2 - схематично залежність температури свердловини від глибини свердловини; на фіг. 3 - елемент защіпки, вид з торця. Свердловинний плунжерний інжектор містить циліндричний корпус 1 з інжекційними отворами 2, кожен з яких містить шаровий клапан 3 з фіксуючими пружинами 4 і стопорними елементами 5. Всередині корпусу 1 розміщена штанга 6, яка з'єднана з штанговою колоною 7 штангового насоса, на фіг. не показаного. Плунжер 8 містить кільцевий отвір першого клапана 9 і зв'язаний з внутрішньою поверхнею корпусу 1 через сальники 10, зв'язаний зі штангою 6 -через ковзне з'єднання кришки першого клапана 11 і жорстко зв'язаного з ним циліндричного штока 12 та елементи обмеження величини відкриття клапана 11, які виконані у вигляді шпильок 13, приварених до плунжера 8, шайб 14 і гайок 15. Нижче інжекційних отворів 2 корпус 1 зв'язаний з перегородкою 16, в середині якої виконаний кільцевий отвір 17 другого клапана, кільцева кришка 18 якого зв'язана через сальники 19 із зовнішньою поверхнею циліндричного штока 12, в нижній частині якого закріплений перший фіксатор 20 кільцевої кришки 18. Перегородка 16 зафіксована в круговій виточці 21 циліндричного корпусу 1 через засув 22 защіпки, який жорстко зв'язаний з відмикачем 23 і контактує з пружиною 24. Кришка першого клапана 11 допускає контакт з ущільнюючою прокладкою 25 на плунжері 8, кришка другого клапана 18 - з ущільнюючою прокладкою 26 на перегородці 16. Штанга 6 жорстко з'єднана з другим фіксатором 27, який допускає контакт з нижнім торцем штока 12 і розташований внизу штанги 6, з'єднана з третім фіксатором 28, розташованим нижче, як варіант, на штанзі 7 штангового насоса, з'єднана з четвертим фіксатором 29, який розташований у верхній частині штанги 6 і допускає контакт з кришкою 11 першого клапана через прокладку 30. Третій фіксатор 28 містить ключ 31, що допускає контакт з відмикачем 23 защіпки. Схематична залежність температури свердловини від глибини свердловини ілюструє нерівномірність розподілу температури вздовж свердловини і її залежність, зокрема, від зміни пори року - показана пунктиром. Лінія поряд ілюструє ділянку геотермічної кривої. Глибина 32 над штанговим насосом відповідає першій границі діапазону для вибору місця здійснення інжекції стимулятора, глибина 33 - другій границі цього діапазону. Запропонований спосіб і свердловинний плунжерний інжектор реалізуються таким чином. За допомогою глибинного термометра вимірюють розподіл температур у свердловині в області нижче глибини промерзання або періодичних змін температури свердловини через зміни температури на поверхні грунту для даної місцевості і визначають глибину 33, враховуючи максимально можливе охолодження стальних елементів конструкції свердловини. Вимірюють розподіл температур у свердловині в області над штанговим насосом і визначають глибину 32, на якій температура свердловини становить 90% від температури на рівні розташування штангового насоса. Вибирають вид стимулятора: для високов'язкої нафти розчинник або малов'язку рідину, наприклад малов'язку нафту; для високопарафінистої нафти підігріту воду або газовий конденсат. Здійснюють відповідно визначеній задачі встановлення свердловинного плунжерного інжектора на одному або n рівнях у свердловині, при цьому величину дози стимулятора визначають за величиною частки діапазону переміщення штанги зверху вниз, для чого збільшують або зменшують відстань між фіксаторами 27, 29 і 20. Подають стимулятор у свердловину на глибину заповнення усіх рівнів інжекції, підвищують тиск стимулятора шляхом переміщення плунжера і здійснюють інжекцію визначеної дози стимулятора у нерухомий циліндричний стовп нафти під час руху штанги зверху вниз. Свердловинний плунжерний інжектор діє у складі обладнання для видобутку нафти штанговим насосом, з'єднаний з його штанговою колоною 7, насосно-компресорними трубами та системою заповнення їх порожнини стимулятором. Рух штанги вгору спричиняє підйом разом із штангою 6 другого фіксатора 27, штока 12 з кришкою 11 першого і кришкою 18 другого клапанів, а також плунжера 8 - через передачу зусиль від кришки 11 на шпильки 13 шайби 14 і гайки 15. Стимулятор заповнює порожнини свердловинного плунжерного інжектора через отвори 9 і 17 під відкритими кришками 11 і 18 клапанів, а також заповнює нижче розташовані порожнини через отвори у третьому фіксаторі 28. Під час руху штанги 6 вниз другий фіксатор 27 виходить із контакту зі штоком 12, перший фіксатор 20 утримує кришку 18 другого клапана на што 3 40292 ку 10. Фіксатор 29 вступає в контакт з кришкою першого клапана 11 через ущільнюючі прокладки 30. Кришка першого клапана 11 вступає в контакт з плунжером 8 через ущільнюючі прокладки 25, разом з тим кришка другого клапана 18 вступає в контакт з перегородкою 16 через ущільнюючі прокладки 26, внаслідок чого підвищення тиску у порожнині між першим і другим клапанами призводить до переміщення шарового клапану 3, відхилення фіксуючих пружин 4 до стопорних елементів 5. Кришка другого клапана 18 займає на штоку 12 своє верхнє положення, причому від цього моменту штанга 6 здійснює черговий рух вгору. Стимулятор інтенсивно розтинає циліндричний стовп нафти, який знаходиться під час руху штанги вниз у статичному стані, і утворює кільце із стимулятора, розмір і витривалість форми якого залежить від співвідношення фізичних і хімічних властивостей нафти і стимулятора. Подальший рух штанги 6 вгору спричиняє нове наповнення порожнин стимулятором, повернення шарового клапана 3 у закрите положення, а нафта своїм переднім фронтом руху витісняє стимулятор у напрямку стінок обсадної колони та насоснокомпресорних труб. Таким чином здійснюється зменшення в'язкості рідини у пристіночних областях порожнини, по якій рухається нафта, полегшується її підйом, можуть бути зменшені енергетичні витрати або збільшена інтенсивність видобутку нафти. Приклад. Свердловина пробурена до продуктивного пласта, розташованого на глибині 1460 м у регіоні, де немає вічної мерзлоти. Температура на поверхні грунту на час вимірювання складала 18°С, за даними метеорологічних спостережень найнижча температура складала мінус 34°С. Із вимірювання температури свердловини встановлено, в межах похибки вимірювання: глибина, на якій температура свердловини разом з металевими елементами її конструкції зменшується порівняно з температурою, яка визначається через геотермічний коефіцієнт, становить 13 м; температура свердловини на глибині розташування штангового насоса дорівнює 45°С; глибина, на якій температура свердловини 40,5°С, 90% попередньої величини, становить 1314 м. Нафта характеризується високою в'язкістю, яка становить на глибині розташування штангового насоса 60 мПа×с, що є разом з тим достатнім для продуктивної роботи насоса. Перший інжектор встановлено для подолання ускладнень, пов'язаних з підйомом стовпа нафти, на глибині 1200 м, другий - для відновлення дії стимулятора, інжектованого нижче, і для подолання ускладнень, пов'язаних із зниженням температури за геотермою та сезонними зниженнями температури, на глибині 200 м. Інжекція розчинника у високов'язку нафту на двох ділянках, в глибині свердловини та поблизу її гирла дозволяє здійснити ефективне стимулювання підйому нафти і збільшити інтенсивність видобутку нафти на 20-30%. 4 40292 Фіг. 1 5 40292 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for injection of the stimulator to the well and well piston injector for its implementation
Автори англійськоюSynytsyn Anatolii Heorhiiovych, Zarubin Yurii Oleksandrovych, Lylak Mykola Mykolaiovych, Kopychko Volodymyr Stepanovych, Sinitsyn Oleh Heorhiiovych, Sinitsyn Oleh Anatoliiovych, Pankov Viacheslav Anatoliiovych
Назва патенту російськоюСпособ инжекции стимулятора в скважину и скважинный плунжерный инжектор для его осуществления
Автори російськоюСиницин Анатолий Георгиевич, Зарубин Юрий Александрович, Лилак Николай Николаевич, Копичко Владимир Степанович, Синицын Олег Анатольевич, Панков Вячеслав Анатольевич
МПК / Мітки
МПК: E21B 43/00, E21B 43/12
Мітки: спосіб, свердловину, інжектор, стимулятора, плунжерний, інжекції, здійснення, свердловинний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-40292-sposib-inzhekci-stimulyatora-v-sverdlovinu-i-sverdlovinnijj-plunzhernijj-inzhektor-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб інжекції стимулятора в свердловину і свердловинний плунжерний інжектор для його здійснення</a>
Попередній патент: Похідні піримідинкарбонової кислоти, лікарський засіб на їх основі, 3,5-дифтор-2-піримідинкарбоксимідамід та 3,5-дифторпіримідин-2-карбонітрил
Наступний патент: Накладний вихорострумовий перетворювач для неруйнівного контролю
Випадковий патент: Водочутлива паста для визначення наявності води у ємкостях з нафтопродуктами