RU211316U1

RU211316U1 - jet pump

Info

Publication number: RU211316U1
Application number: RU2021133310U
Authority: RU
Inventors: Хамит Гарипович Абдуллин
Original assignee: Хамит Гарипович Абдуллин
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2022-05-31

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, может быть использована при разработке нефтяных месторождений в оборудовании для очистки призабойной зоны скважины путем гидроразрыва пласта (ГРП), химического воздействия на призабойную зону с последующей откачкой кольматанта, позволяет производить без дополнительных спуско-подъемных операций гидроразрыв пласта (ГРП), закачку химреагентов, осваивать скважину и снимать характеристики пласта. Насос струйный, имеющий корпус, эжектор, смеситель, клапан, работающий созданием давления и расхода жидкости во внутренней полости насосно-компрессорных труб, клапан выполнен в виде шара, при перемещении которого в корпус насоса струйного открываются золотниковые запорные элементы, сообщающие внутреннюю полость насосно-компрессорных труб с полостью нагнетания эжектора, а полость подпакерной зоны - с камерой смешения, и в корпусе насоса ниже клапана установлено седло дополнительного обратного клапана. Таким образом, увеличивается эффективность депрессионной очистки пласта, уменьшаются энергозатраты, появляется возможность снятия характеристики КВД, уменьшается стоимость технологического процесса в целом.

The utility model relates to the oil industry, can be used in the development of oil fields in equipment for cleaning the bottomhole zone of a well by hydraulic fracturing (HF), chemical impact on the bottomhole zone, followed by pumping out the bridging agent, allows hydraulic fracturing (HF) without additional tripping ), chemical injection, well completion and formation characterization. A jet pump having a housing, an ejector, a mixer, a valve that works by creating pressure and fluid flow in the inner cavity of the tubing, the valve is made in the form of a ball, when moved into the jet pump housing, spool locking elements open, communicating the internal cavity of the tubing pipes with an ejector discharge cavity, and the cavity of the under-packer zone - with a mixing chamber, and an additional check valve seat is installed in the pump housing below the valve. Thus, the efficiency of depression cleaning of the formation increases, energy costs decrease, it becomes possible to take the characteristics of the pressure build-up, and the cost of the technological process as a whole decreases.

Description

Заявляемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, может быть использована при разработке нефтяных месторождений в оборудовании для очистки призабойной зоны скважины путем гидроразрыва пласта (ГРП), химического воздействия на призабойную зону с последующей откачкой кольматанта, позволяет производить без дополнительных спуско-подъемных операций гидроразрыв пласта (ГРП), закачку химреагентов, осваивать скважину и снимать характеристики пласта, определять добывные возможности скважины.The claimed utility model relates to the oil industry, can be used in the development of oil fields in equipment for cleaning the bottomhole zone of a well by hydraulic fracturing (HF), a chemical effect on the bottomhole zone, followed by pumping out the bridging agent, allows hydraulic fracturing without additional tripping operations ( hydraulic fracturing), injection of chemicals, well development and reservoir characterization, determination of well production capabilities.

Известна струйная скважинная установка (варианты) (патент RU №2129672, МПК F04F 5/02, заявка №98111778/06, конвенционный приоритет 19.06.1998, опубл. 27.04.1999), содержащая пакер и установленный на колонне труб струйный насос с корпусом, активным соплом, камерой смешения, диффузором и запорным элементом с седлом, причем седло запорного элемента выполнено в корпусе струйного насоса, корпус струйного насоса снабжен несколькими посадочными местами для установки заглушек или сопел с камерами смешения и диффузорами, а запорный элемент выполнен в виде полого цилиндрического корпуса с кольцевыми уплотнительными манжетами со стороны внешней поверхности корпуса, а в корпусе установлен подпружиненный относительно корпуса обратный клапан.A well-known jet installation (options) (patent RU No. 2129672, IPC F04F 5/02, application No. 98111778/06, convention priority 06/19/1998, publ. 04/27/1999), containing a packer and a jet pump mounted on a pipe string with a housing, an active nozzle, a mixing chamber, a diffuser and a shut-off element with a seat, the seat of the shut-off element is made in the jet pump housing, the jet pump housing is provided with several seats for installing plugs or nozzles with mixing chambers and diffusers, and the shut-off element is made in the form of a hollow cylindrical body with annular sealing cuffs on the side of the outer surface of the housing, and a check valve spring-loaded relative to the housing is installed in the housing.

Известна скважинная струйная установка для кислотной обработки пласта (патент RU №2206800, МПК F04F 5/02, опубл. 20.06.2003 г., бюл. №17), содержащая смонтированные на колонне труб снизу вверх входную воронку с хвостовиком, пакер с выполненным в нем центральным каналом и струйный насос, в корпусе которого соосно установлены активное сопло и камера смешения, а также выполнены канал подвода активной среды, канал подвода откачиваемой из скважины среды и ступенчатый проходной канал с посадочным местом между ступенями, при этом в ступенчатом проходном канале предусмотрена возможность установки герметизирующего узла, который подвижно размещен на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника для подсоединения приемника-преобразователя физических полей, функциональных вставок: блокирующей со сквозным проходным каналом, депрессионной и вставки для записи кривых восстановления пластового давления в подпакерном пространстве скважины с пробоотборником и автономным прибором, причем блокирующая вставка может быть подвижно размещена на каротажном кабеле или проволоке выше наконечника с подсоединенным к нему излучателем ультразвука, выход струйного насоса подключен к затрубному пространству скважины, сопло струйного насоса через канал подвода активной среды подключено к внутренней полости колонны труб выше герметизирующего узла и канал подвода откачиваемой из скважины среды подключен к внутренней полости колонны труб ниже герметизирующего узла, при этом функциональные вставки выполнены в верхней части с приспособлением для их установки и извлечения из скважины.A downhole jet unit for acidizing a formation is known (patent RU No. 2206800, IPC F04F 5/02, publ. there is a central channel and a jet pump, in the body of which an active nozzle and a mixing chamber are coaxially installed, as well as a channel for supplying the active medium, a channel for supplying the medium pumped out from the well and a stepped passage channel with a seat between the stages, while in the stepped passage channel it is possible to installation of a sealing unit, which is movably placed on a logging cable or wire above the tip for connecting a receiver-converter of physical fields, functional inserts: a blocking one with a through passage channel, a drawdown insert and an insert for recording formation pressure recovery curves in the under-packer space of the well with a sampler and an autonomous device, and blocking in the rate can be movably placed on a logging cable or wire above the tip with an ultrasound emitter connected to it, the outlet of the jet pump is connected to the annulus of the well, the nozzle of the jet pump is connected through the channel for supplying the active medium to the internal cavity of the pipe string above the sealing unit and the channel for supplying pumped out from the medium well is connected to the inner cavity of the pipe string below the sealing assembly, while the functional inserts are made in the upper part with a device for their installation and removal from the well.

Недостатками этих установок является необходимость дополнительных операций по спуску и подъему в скважину на проволоке или кабеле различных элементов для изменения режимов работы установок.The disadvantages of these installations is the need for additional operations for lowering and lifting into the well on a wire or cable of various elements to change the operating modes of the installations.

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является насос струйный (патент на полезную модель RU №110146, МПК F04F 5/02, опубл. 10.11.2011 г., Бюл. №31), имеющий корпус, эжектор, смеситель, клапан, работающий созданием давления и расхода жидкости во внутренней полости насосно-компрессорных труб, клапан выполнен в виде шара, при перемещении которого в корпус насоса струйного открываются золотниковые запорные элементы, сообщающие внутреннюю полость насосно-компрессорных труб с полостью нагнетания эжектора, а полость подпакерной зоны - с камерой смешения, и отсекающий подпакерную полость от линии нагнетания внутренней полости колонны насосно-компрессорных труб посадкой клапана в седло.The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is a jet pump (utility model patent RU No. 110146, IPC F04F 5/02, publ. a valve that works by creating pressure and fluid flow in the internal cavity of the tubing, the valve is made in the form of a ball, when moved into the jet pump body, spool locking elements open, communicating the internal cavity of the tubing with the ejector injection cavity, and the cavity of the under-packer zone - with a mixing chamber, and cutting off the under-packer cavity from the injection line of the inner cavity of the tubing string by seating the valve in the saddle.

Недостатком данного устройства являетсяThe disadvantage of this device is

во-первых, не возможность осваивать скважину и снимать характеристики пласта, определять добывные возможности скважины;firstly, it is not possible to develop the well and take the characteristics of the reservoir, to determine the production capabilities of the well;

во-вторых, при прекращении работы насоса струйного, давление от столба жидкости в скважине препятствует освоению скважины.secondly, when the jet pump stops working, the pressure from the liquid column in the well prevents the development of the well.

Задачей заявляемой полезной модели является создание надежного, экономически выгодного насоса струйного, обеспечивающего уменьшение времени и снижение затрат на освоение скважины и позволяющего:The objective of the claimed utility model is to create a reliable, cost-effective jet pump that reduces time and costs for well development and allows:

во-первых, осваивать скважину и снимать характеристики пласта, определять добывные возможности скважины. При установке обратного клапана появляется возможность снятия характеристики КВД (кривая восстановления давления).firstly, to develop the well and take the characteristics of the reservoir, to determine the production capabilities of the well. When installing a check valve, it becomes possible to take the HPC characteristic (pressure recovery curve).

во-вторых, увеличить эффективность депрессионной очистки пласта скважины в виду разъединения полостей подвески НКТ выше и ниже насоса струйного. При прекращении работы насоса струйного с применением обратной циркуляции, давление от столба жидкости в скважине не влияет в подпакерную полость, и пласт остается под воздействием депрессии.secondly, to increase the efficiency of depression cleaning of the well formation due to the separation of the tubing hanger cavities above and below the jet pump. When the jet pump stops working with the use of reverse circulation, the pressure from the liquid column in the well does not affect the under-packer cavity, and the reservoir remains under the influence of drawdown.

в третьих, уменьшить энергетические затраты на освоение скважины, в виду возможности циклической работы насосных агрегатов для создания требуемой депрессии на призабойную зону пласта скважины.thirdly, to reduce energy costs for well development, in view of the possibility of cyclic operation of pumping units to create the required drawdown on the bottomhole formation zone of the well.

Технический результат - увеличение технологической возможности насоса струйного в целом.The technical result is an increase in the technological capability of the jet pump as a whole.

Заявленный технический результат достигается тем, что заявляемый насос струйный, имеющий корпус, эжектор, смеситель, клапан, работающий созданием давления и расхода жидкости во внутренней полости насосно-компрессорных труб, а клапан выполнен в виде шара, при перемещении которого в корпус насоса струйного открываются золотниковые запорные элементы, сообщающие внутреннюю полость насосно-компрессорных труб с полостью нагнетания эжектора, а полость подпакерной зоны - с камерой смешения и в корпусе насоса ниже клапана установлено седло дополнительного обратного клапана.The claimed technical result is achieved by the fact that the inventive jet pump has a housing, an ejector, a mixer, a valve that works by creating pressure and fluid flow in the internal cavity of the tubing, and the valve is made in the form of a ball, when moved into the jet pump housing, spool valves open locking elements communicating the inner cavity of the tubing with the ejector discharge cavity, and the cavity of the under-packer zone - with the mixing chamber, and an additional check valve seat is installed in the pump housing below the valve.

Новым является то, что корпус насоса струйного ниже клапана имеет седло дополнительного обратного клапана.What is new is that the jet pump housing below the valve has an additional check valve seat.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема (продольный разрез) насоса струйного в режиме закачки химреагента.In FIG. 1 shows a structural diagram (longitudinal section) of a jet pump in the chemical injection mode.

На фиг. 2 изображена конструктивная схема (продольный разрез) в режиме откачки пластового флюида.In FIG. 2 shows a structural diagram (longitudinal section) in the reservoir fluid pumping mode.

Насос струйный (см. фиг. 1) состоит из корпуса 1, смесителя 2, эжектора 3, золотника 4, толкателя 5, золотника 6, полости подпакерной зоны 7, камеры смешения 8, полости нагнетания эжектора 9, внутренней полость насосно-компрессорных труб 10, клапана 11, клапана 12, седло насоса 13, седло дополнительного обратного клапана 14.The jet pump (see Fig. 1) consists of a housing 1, a mixer 2, an ejector 3, a spool 4, a pusher 5, a spool 6, a cavity under the packer zone 7, a mixing chamber 8, an ejector discharge cavity 9, an internal cavity of tubing 10 , valve 11, valve 12, pump seat 13, optional check valve seat 14.

Принцип работы струйного агрегата заключается в следующем.The principle of operation of the jet unit is as follows.

Режим закачки химреагента в пласт, гидроразрыв пласта (ГРП) (см. фиг. 1).The mode of injection of a chemical agent into the reservoir, hydraulic fracturing (HF) (see Fig. 1).

В скважину спускается компоновка оборудования в следующей последовательности: перо, контейнер с автономным прибором для регистрации изменения давления, пакер, насос струйный, подвеска насосно-компрессорных труб (НКТ). Закачка химреагентов или гидроразрыв пласта (ГРП) производится при «посаженном» пакере, созданием давления в НКТ. При этом жидкость закачки поступает из устья в пласт через подвеску НКТ (внутренняя полость НКТ 10), насос струйный (золотники 4 и 6 закрыты), седло насоса 13, седло дополнительного обратного клапана 14, контейнер с автономным прибором регистрации давления и перо. В виду больших поперечных размеров седла клапана 13 и седла дополнительного обратного клапана 14, через подвеску можно прокачивать жидкости больших вязкостей и производить ГРП.The equipment assembly is lowered into the well in the following sequence: a pen, a container with an autonomous device for recording pressure changes, a packer, a jet pump, a tubing hanger (tubing). Injection of chemicals or hydraulic fracturing (HF) is carried out with the packer "set" by creating pressure in the tubing. In this case, the injection fluid flows from the wellhead into the formation through the tubing hanger (internal cavity of the tubing 10), the jet pump (spools 4 and 6 are closed), the pump seat 13, the seat of the additional check valve 14, a container with an autonomous pressure recording device and a feather. In view of the large transverse dimensions of the valve seat 13 and the seat of the additional check valve 14, liquids of high viscosity can be pumped through the suspension and hydraulic fracturing can be performed.

Режим откачки пластового флюида, (см. фиг. 2).Formation fluid pumping mode, (see Fig. 2).

Для активации насоса струйного с устья в скважину сбрасывают клапан 11, клапан 12 с промежутком времени и дают расход жидкости во внутреннюю полость НКТ. Рабочая жидкость под давлением подается в полость 10. Клапан 11 проходит через подвеску НКТ, седло насоса 13 и садится на седло дополнительного обратного клапана 14, разобщая внутренние полости подвески до и после насоса струйного. Клапан 12, спущенный во внутреннюю полость НКТ, от давления жидкости в полости 10 прижимается в седло 13 корпуса 1 и перемещает толкатель 5 в крайнее левое положение, который, в свою очередь, перемещает золотники 4 и 6, сообщая полости 10 с полостью 9 и подпакерную полость 7 с камерой смешения 8. При этом в камере смешения 8 создается разряжение, пропорциональное скоростному напору технологической жидкости, вытекающей из эжектора 3. При прекращении работы насоса струйного депрессия в камере смешения не образуется, но подпакерная зона остается под депрессией за счет разобщения клапаном 11 и седлом дополнительного обратного клапана 14. При этом производится регистрация и запись кривой восстановления давления (КВД), или дальнейшая депрессионная очистка пласта скважины.To activate the jet pump from the wellhead, valve 11, valve 12 are dropped into the well with a time interval and fluid flow is given into the internal cavity of the tubing. The working fluid under pressure is supplied to the cavity 10. The valve 11 passes through the tubing suspension, the pump seat 13 and sits on the seat of the additional check valve 14, separating the internal cavities of the suspension before and after the jet pump. The valve 12, lowered into the internal cavity of the tubing, is pressed against the pressure of the fluid in the cavity 10 into the seat 13 of the body 1 and moves the pusher 5 to the extreme left position, which, in turn, moves the spools 4 and 6, communicating the cavity 10 with the cavity 9 and the under-packer cavity 7 with mixing chamber 8. In this case, a vacuum is created in mixing chamber 8, which is proportional to the dynamic pressure of the process fluid flowing from ejector 3. When the jet pump is stopped, depression is not formed in the mixing chamber, but the under-packer zone remains under depression due to disconnection by valve 11 and an additional check valve seat 14. In this case, the pressure recovery curve (PRC) is recorded and recorded, or further depression cleaning of the well formation is performed.

Переключение режимов работы насоса струйного производится вымывом клапана 11 обратной циркуляцией рабочей жидкости на поверхность.Switching the operating modes of the jet pump is carried out by washing out the valve 11 by the reverse circulation of the working fluid to the surface.

Таким образом, увеличивается эффективность депрессионной очистки пласта, уменьшается время прокачки жидкости гидроразрыва пласта, уменьшаются энергозатраты, появляется возможность снятия характеристики КВД, уменьшается стоимость технологического процесса в целом.Thus, the efficiency of depression cleaning of the formation increases, the time for pumping hydraulic fracturing fluid decreases, energy costs decrease, it becomes possible to take the pressure build-up characteristic, and the cost of the technological process as a whole decreases.

Claims

A jet pump having a housing, an ejector, a mixer, a valve that works by creating pressure and fluid flow in the internal cavity of the tubing, and the valve is made in the form of a ball, when moving into the jet pump housing, the spool locking elements open, communicating the internal cavity of the pump-compressor pipes compressor pipes with an ejector discharge cavity, and the cavity of the under-packer zone - with a mixing chamber, characterized in that an additional check valve seat is installed in the pump housing below the valve.