RU103871U1 - DISPLAY DEVICE - Google Patents

Abstract

Устройство нагнетания, содержащее корпус с выполненными в нем вертикальным центральным каналом, от одного и более струйных насосов, оси которых выполнены под углом к оси вертикального центрального канала, сообщающихся со смесительной камерой и нижним торцом корпуса, отличающееся тем, что оси струйных насосов выполнены под углами 1°-12°59', отношение диаметра сопла к диаметру смесительной камеры составляет 0,05-1,0, а отношение диаметра сопла к диаметру наклоненного подводящего канала составляет 10,0-0,1, причем корпус соединен с камерой разряжения, внутренняя полость которой сообщается со смесительной камерой посредством наклоненных подводящих каналов. An injection device comprising a housing with a vertical central channel formed therein from one or more jet pumps whose axes are made at an angle to the axis of the vertical central channel communicating with the mixing chamber and the lower end of the housing, characterized in that the axis of the jet pumps are made at angles 1 ° -12 ° 59 ', the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the mixing chamber is 0.05-1.0, and the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the inclined inlet channel is 10.0-0.1, the housing being connected to the chamber discharged oia, the inner cavity of which communicates with the mixing chamber by means of inclined supply channels.

Description

Полезная модель относится к оборудованию, используемому в нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для освоения и эксплуатации скважин.The utility model relates to equipment used in the oil and gas industry, namely, devices for the development and operation of wells.

Известно устройство для освоения и обработки скважин, включающее корпус с осевым каналом, пакер, установленный в корпусе струйный насос, смесительная камера которого сообщается с осевым каналом корпуса (А.с. СССР №874995, кл. Е21В 43/18, опубл. 23.10.81, бюл. №39).A device for the development and treatment of wells, including a housing with an axial channel, a packer installed in the housing of a jet pump, a mixing chamber which communicates with the axial channel of the housing (AS USSR No. 874995, class E21B 43/18, publ. 23.10. 81, bull. No. 39).

Недостатком данного устройства является высокое гидравлическое сопротивление вследствие резких изменений направления движения жидкости, что в целом снижает КПД устройства.The disadvantage of this device is the high hydraulic resistance due to sharp changes in the direction of fluid movement, which generally reduces the efficiency of the device.

Известен также наддолотный эжекторный гидронасос, включающий в себя корпус с выполненным в нем вертикальным каналом для подачи к соплам струйных насосов рабочего агента, от одного и более активных сопел, расположенных в корпусе по окружности вокруг вертикального канала и сообщающихся с ним при помощи подводящих каналов, и соосные с соплами камеры смешения, при этом последние сообщены с торцевой частью корпуса посредством сквозных соединительных каналов, выполненных прямолинейными, и камер смешения, расположенных под углом к оси вертикального канала (А.с. СССР №1736345, кл. F04F 5/10, опубл. 23.05.1992, бюл. №19). Указанный наддолотный эжекторный гидронасос по технической сущности более близок к предлагаемому устройству нагнетания, и его можно взять в качестве прототипа.Also known is a suprabital ejector hydraulic pump, which includes a housing with a vertical channel made therein for supplying a working agent to the nozzles of the jet pumps from one or more active nozzles arranged in a housing circumferentially around the vertical channel and communicating with it through the supply channels, and mixing chambers coaxial with the nozzles, the latter being in communication with the end part of the housing by means of through connecting channels made rectilinearly and mixing chambers located at an angle to the vertical axis channel ceiling elements (AS USSR №1736345, cl. F04F 5/10, publ. 05.23.1992, Bul. №19). The indicated suprabital ejector hydraulic pump is closer in technical essence to the proposed discharge device, and it can be taken as a prototype.

Недостатком данного наддолотного эжекторного гидронасоса является регулирование величины депрессии на пласт только лишь изменением диаметра активных сопел и/или изменением количества подаваемого на них рабочего агента до максимальной величины 6,0-7,0 МПа, что обусловлено его конструктивным исполнением.The disadvantage of this suprabital ejector pump is the regulation of the depression on the formation only by changing the diameter of the active nozzles and / or changing the amount of working agent supplied to them to a maximum value of 6.0-7.0 MPa, which is due to its design.

В процессе освоения скважин или добычи нефти часто возникает необходимость в широком регулировании депрессии на пласт, что очень трудно сделать, особенно если насос, подающий рабочий агент, не обладает регулируемым приводом. Также во многих случаях при освоении скважин необходимо создать циклические депрессии на пласт от 10 МПа и выше с последующими гидроударами, это приводит к возникновению усталостных напряжений в пласте и образованию в нем трещин, что современными техническими средствами практически не достижимо.In the process of well development or oil production, the need often arises for a wide regulation of the depression on the formation, which is very difficult to do, especially if the pump supplying the working agent does not have an adjustable drive. Also, in many cases, when developing wells, it is necessary to create cyclic depressions on the formation from 10 MPa and higher, followed by hydraulic shock, this leads to fatigue stresses in the formation and the formation of cracks in it, which is practically impossible to achieve with modern technical means.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание устройства, способного сократить время освоения скважины, снизить себестоимость добычи нефти за счет возможности широкого регулирования депрессии на пласт, снизить давление нагнетания рабочей жидкости по сравнению с существующими устройствами и увеличить срок работы подземного оборудования.The technical task of the claimed utility model is to create a device that can reduce the time of well development, reduce the cost of oil production due to the possibility of wide regulation of depression on the reservoir, reduce the pressure of the pumping fluid compared to existing devices and increase the life of underground equipment.

Поставленная техническая задача решается описываемым устройством нагнетания, содержащее корпус с выполненными в нем вертикальным центральным каналом, от одного и более струйных насосов, оси которых выполнены под углом к оси вертикального центрального канала, сообщающихся со смесительной камерой и нижним торцом корпуса.The stated technical problem is solved by the described injection device, comprising a housing with a vertical central channel made therein, from one or more jet pumps whose axes are made at an angle to the axis of the vertical central channel communicating with the mixing chamber and the lower end of the housing.

Именно выполнение осей камеры смешения и вертикального канала под углами 1°…12°59', отношение диаметра сопла к диаметру камеры смешения 0,05…1,0, отношение диаметра сопла к диаметру подводящего канала 10…0,1, а также соединение корпуса с камерой разряжения посредством подводящих каналов, обеспечивает реализацию технического результата.It is the execution of the axes of the mixing chamber and the vertical channel at angles of 1 ° ... 12 ° 59 ', the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the mixing chamber is 0.05 ... 1.0, the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the supply channel 10 ... 0.1, and also the connection of the housing with a vacuum chamber by means of supply channels, provides the implementation of the technical result.

Новым является то, что оси струйных насосов выполнены под углами 1°-12°59', отношение диаметра сопла к диаметру смесительной камеры составляет 0,05-1,0, а отношение диаметра сопла к диаметру наклоненного подводящего канала составляет 10,0-0,1, причем корпус соединен с камерой разряжения, внутренняя полость которой сообщается со смесительной камерой посредством наклоненных подводящих каналов.What is new is that the axes of the jet pumps are made at angles of 1 ° -12 ° 59 ', the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the mixing chamber is 0.05-1.0, and the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the inclined feed channel is 10.0-0 , 1, and the housing is connected to the discharge chamber, the inner cavity of which is in communication with the mixing chamber by means of inclined supply channels.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:The proposed utility model is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 представлен общий вид устройства нагнетания;- figure 1 presents a General view of the discharge device;

- на фиг.2 - узел I на фиг.1;- figure 2 - node I in figure 1;

- на фиг.3 - схема его работы (стрелками указано направление движения струй жидкости).- figure 3 is a diagram of its operation (arrows indicate the direction of motion of the jets of liquid).

Устройство нагнетания содержит корпус 1 (фиг.1) с выполненным в нем вертикальным центральным каналом 2. С вертикальным центральным каналом 2 соединены выполненные в корпусе 1 наклоненные подводящие каналы 3, заканчивающиеся соплами 4 и смесительными камерами 5, корпус 1 также содержит обратный клапан 6.The injection device comprises a housing 1 (Fig. 1) with a vertical central channel 2 formed therein. With a vertical central channel 2, inclined inlet channels 3 made in the housing 1 are connected, ending with nozzles 4 and mixing chambers 5, the housing 1 also includes a check valve 6.

Каждое из сопел 4, снабженных наклоненным подводящим каналом 3, в совокупности со смесительной камерой 5 образует струйный насос, предназначенный для транспортировки жидкости из пространства, расположенного под пакером II (фиг.3), в пространство над ним. Каждая из смесительных камер 5 (фиг.1) сообщается с камерой разрежения 7 прямолинейными соединительными каналами 8, конец каждого прямолинейного соединительного канала 8 выходит на нижний торец 9 корпуса 1.Each of the nozzles 4, equipped with a tilted inlet channel 3, together with the mixing chamber 5 forms a jet pump designed to transport liquid from the space located under the packer II (Fig.3), into the space above it. Each of the mixing chambers 5 (Fig. 1) communicates with the rarefaction chamber 7 by rectilinear connecting channels 8, the end of each rectilinear connecting channel 8 goes to the lower end 9 of the housing 1.

Устройство нагнетания работает следующим образом. Над зоной перфорации (фиг.3) устанавливается компоновка, состоящая из хвостовика - I, пакера - II, гидродинамического пульсатора давления - III и колонны труб НКТ - IV. Производится посадка пакера II. При этом в скважине образуется три гидравлически взаимосвязанные зоны, зона А - внутреннее пространство труб НКТ, находящихся над устройством нагнетания, зона Б - кольцевое пространство между НКТ и стенкой скважины, находящееся над пакером, зона В - пространство под пакером. Зона А через сопло 4 (фиг.1) и смесительную камеру 5 сообщается с зоной Б и через смесительную камеру 5, наклоненный подводящий канал 3 и камеру разрежения 7 - с зоной В. При подаче рабочей жидкости в зону А она поступает на сопло 4 струйного насоса, далее в смесительную камеру 5, где, расширяясь, передает свою энергию жидкости, находящейся в смесительной камере 5, и смесь выходит в зону Б. За счет этого в месте соединения смесительной камеры 5 и наклоненного подводящего канала создается разрежение и жидкость в зонах А, Б и В приобретает определенное направление движения.The discharge device operates as follows. Above the perforation zone (Fig. 3), an arrangement is established consisting of a liner - I, a packer - II, a hydrodynamic pressure pulsator - III, and a tubing string - IV. Packer II is landing. In this case, three hydraulically interconnected zones are formed in the well, zone A is the inner space of the tubing located above the injection device, zone B is the annular space between the tubing and the borehole above the packer, zone B is the space under the packer. Zone A through the nozzle 4 (Fig. 1) and the mixing chamber 5 communicates with zone B and through the mixing chamber 5, the inclined inlet channel 3 and the rarefaction chamber 7 communicate with zone B. When the working fluid is fed into zone A, it enters the jet nozzle 4 pump, then into the mixing chamber 5, where, expanding, it transfers its energy to the liquid in the mixing chamber 5, and the mixture goes into zone B. Due to this, a vacuum and a liquid are created in zones A at the junction of the mixing chamber 5 and the inclined feed channel , B and C acquire a certain n direction of movement.

Зона А сообщается с зоной Б только через смесительную камеру 5 и сопло 4 струйного насоса, исходя из того, что плотность жидкости в этих зонах одинакова и они фактически являются сообщающимися сосудами, гидростатические давления в них будут одинаковы и затраты энергии при движении жидкости в этих зонах будут идти только на преодоление гидравлических сопротивлений. Зоны Б и В друг с другом не сообщаются, т.к. они разделены обратным клапаном 6. Зоны А и В могут сообщаться только лишь через смесительную камеру 5, наклоненный подводящий канал 3 и камеру разрежения 7. Но т.к. движение жидкости имеет определенное направление: из зоны Б через смесительную камеру 5 в зону А, то движение жидкости из зоны А в зону В невозможно (при условии неограниченного притока жидкости из пласта). В реальных условиях приток жидкости из пласта ограничен, поэтому при удалении ее из зоны В энергии струи рабочей жидкости, вытекающей из сопла 4, не хватает для того, чтобы компенсировать гидростатическое давление столба жидкости, находящегося в зоне А, и она через смесительную камеру 5, наклоненный подводящий канал 3 и камеру разрежения 7 поступает в зону В. При этом возникает гидравлический удар в зоне В. Затем цикл повторяется.Zone A communicates with zone B only through the mixing chamber 5 and the nozzle 4 of the jet pump, proceeding from the fact that the density of the liquid in these zones is the same and they are actually communicating vessels, the hydrostatic pressure in them will be the same and the energy expenditure when moving the liquid in these zones will only go to overcome hydraulic resistance. Zones B and C are not communicated with each other, because they are separated by a check valve 6. Zones A and B can communicate only through the mixing chamber 5, the inclined inlet channel 3 and the rarefaction chamber 7. But since the fluid movement has a certain direction: from zone B through the mixing chamber 5 to zone A, then the movement of fluid from zone A to zone B is impossible (provided there is an unlimited flow of fluid from the reservoir). In real conditions, the flow of fluid from the reservoir is limited, therefore, when removing it from zone B, the energy of the jet of working fluid flowing out of the nozzle 4 is not enough to compensate for the hydrostatic pressure of the column of fluid located in zone A, and it is through the mixing chamber 5, the inclined inlet channel 3 and the rarefaction chamber 7 enters zone B. This causes a hydraulic shock in zone B. Then the cycle repeats.

Для проверки эффективности заявляемого устройства при различных значениях конструктивных элементов были проведены исследования с целью определения величины создаваемой депрессии на пласт.To verify the effectiveness of the claimed device at various values of structural elements, studies were conducted to determine the magnitude of the created depression on the reservoir.

Например, при обработке призабойной зоны пласта предлагаемым устройством на скважине N 4938 Повховского месторождения при создании периодической депрессии до 10,0 МПа дебит скважины увеличился с 7 до 21 м³/сут.For example, when treating the bottom-hole zone of the formation with the proposed device at well No. 4938 of the Povkhovskoye field while creating periodic depression up to 10.0 MPa, the flow rate of the well increased from 7 to 21 m ³ / day.

В приведенных ниже таблицах обобщены результаты исследования гидродинамического пульсатора давления предлагаемой конструкции при различных углах наклона камеры смешения и отношениях диаметров каналов.The tables below summarize the results of the study of the hydrodynamic pressure pulsator of the proposed design at various angles of inclination of the mixing chamber and the ratio of the diameters of the channels.

В таблице 1 представлена зависимость величины депрессии (Р, МПа) от величины угла наклона осей струйных насосов (α, град.) к оси вертикального канала.Table 1 shows the dependence of the magnitude of depression (P, MPa) on the magnitude of the angle of inclination of the axes of the jet pumps (α, deg.) To the axis of the vertical channel.

Таблица 1Table 1 α, градα, degree 00 1one 33 55 77 99 11eleven 12°59'12 ° 59 ' 15fifteen Р, МПаR, MPa 5,465.46 7,447.44 8,118.11 8,858.85 9,579.57 10,110.1 11,311.3 10,610.6 7,237.23

В таблице 2 представлены данные, характеризующие изменение депрессии на пласт в зависимости от соотношения d₁/d₂.Table 2 presents data characterizing the change in depression per formation, depending on the ratio d ₁ / d ₂ .

Таблица 2table 2 d₁/d₂ d ₁ / d ₂ 0,010.01 0,050.05 0,10.1 0,30.3 0,50.5 0,70.7 0,90.9 1,01,0 1,21,2 Р, МПаR, MPa 1,021,02 3,123.12 4,314.31 5,565.56 6,746.74 8,538.53 9,679.67 10,810.8 5,25.2

В таблице 3 представлены данные, характеризующие изменение депрессии на пласт в зависимости от соотношения d₁/d₂.Table 3 presents data characterizing the change in depression per formation, depending on the ratio d ₁ / d ₂ .

Таблица 3Table 3 d₁/d₃ d ₁ / d ₃ 11,011.0 10,010.0 6,06.0 3,03.0 1,01,0 0,50.5 0,30.3 1,01,0 0,050.05 Р, МПаR, MPa 1,171.17 2,862.86 3,763.76 5,485.48 7,877.87 10,510.5 9,569.56 4,244.24 2,762.76

На основании исследований выявлено, что оптимальными значениями заявляемого устройства являются: оси струйных насосов выполнены под углами 1°-12°59', отношение диаметра сопла к диаметру смесительной камеры составляет 0,05-1,0, а отношение диаметра сопла к диаметру наклоненного подводящего канала составляет 10,0-0,1.Based on the studies revealed that the optimal values of the claimed device are: the axis of the jet pumps are made at angles of 1 ° -12 ° 59 ', the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the mixing chamber is 0.05-1.0, and the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the inclined feed the channel is 10.0-0.1.

Благодаря этому техническому решению предлагаемое устройство позволяет создавать в скважине гидродинамические колебания с большой амплитудой от -10,0 МПа (депрессия) до +10,0 МПа (репрессия), что приводит к существенному увеличению дебита скважины после обработки. Предлагаемое устройство нагнетания также возможно использовать для очистки скважин от песка и парафина.Thanks to this technical solution, the proposed device allows you to create hydrodynamic vibrations in the well with a large amplitude from -10.0 MPa (depression) to +10.0 MPa (repression), which leads to a significant increase in well production after treatment. The proposed injection device can also be used to clean wells from sand and paraffin.

Claims (1)

Устройство нагнетания, содержащее корпус с выполненными в нем вертикальным центральным каналом, от одного и более струйных насосов, оси которых выполнены под углом к оси вертикального центрального канала, сообщающихся со смесительной камерой и нижним торцом корпуса, отличающееся тем, что оси струйных насосов выполнены под углами 1°-12°59', отношение диаметра сопла к диаметру смесительной камеры составляет 0,05-1,0, а отношение диаметра сопла к диаметру наклоненного подводящего канала составляет 10,0-0,1, причем корпус соединен с камерой разряжения, внутренняя полость которой сообщается со смесительной камерой посредством наклоненных подводящих каналов.

An injection device comprising a housing with a vertical central channel formed therein from one or more jet pumps whose axes are made at an angle to the axis of the vertical central channel communicating with the mixing chamber and the lower end of the housing, characterized in that the axis of the jet pumps are made at angles 1 ° -12 ° 59 ', the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the mixing chamber is 0.05-1.0, and the ratio of the diameter of the nozzle to the diameter of the inclined inlet channel is 10.0-0.1, with the housing connected to the chamber discharged oia, the inner cavity of which communicates with the mixing chamber by means of inclined supply channels.