Способ обработки призабойной зоны технологических скважин и устройство для его осуществления

(51) 21 37/00 (2006.01) 21 37/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат изобретения - повышение эффективности обработки призабойной зоны технологических скважин. Для этого используют способ, осуществляемый установкой для обработки призабойной зоны технологических скважин,содержащей транспортную базу, гидро-пневмосиловые агрегаты с средствами управления подачей и отключением текучей среды, гибкий трубопровод, намотанный на барабан, снабженный средствами ввода воды или сжатого воздуха, спуско-подъема трубопровода,имеющего на свободном конце опускаемого в скважину трубопровода дополнительный сменный наконечник для подачи сжатого воздуха,выполненный в виде продолговатой камеры с крестообразно расположенными наружными направляющими и соосно расположенными каналами, направленными вниз и вверх.(72) Сушко Сергей Михайлович Койкелдиев Кадыркул Касенович Кенбаев Куаныш Муратбекович Мушрапилов Алимжан Абдулжанович Латыпов Авис Самигуллинович Асанов Нуркелды Сатыбалдыулы Омиргали Арманбек Касымулы(56) Инновационный патент РК 24568, кл. Е 21 В 37/00, 37/08, 15.09.2011, бюл. 9(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретения относятся к горному делу, в частности к заканчиванию технологических скважин. Известен способ обработки призабойной зоны технологических скважин (м., Инновационный патент 24568, опубликованный 15.09.2011 г., бюл. 9), включающий формирование тороидального потока жидкости, которым воздействуют на призабойную зону технологических скважин,образование дебита на заданной глубине скважины подачей сжатого воздуха. Одним из недостатков известного способа обработки призабойной зоны технологических скважин является необходимость длительной обработки призабойной зоны технологической скважины. Известна установка для осуществления обработки призабойной зоны технологической скважины (м., Инновационный патент 24568,опубликованный 15.09.2011 г.,бюл. 9),содержащая источники жидкости и сжатого воздуха,соединенные с элементами сообщения с трубопроводом, имеющим возможность спуска в призабойную зону, намотанным на барабан и снабженный наконечником в виде струйного аппарата. Одним из недостатков известной установки является необходимость более длительной обработки призабойной зоны технологических скважин. Задачей группы изобретений является повышение эффективности процесса обработки призабойной зоны технологических скважин. Для этого в способе обработки призабойной зоны технологических скважин, включающем обработку призабойной зоны тороидальными потоками жидкости и образование дебита скважины на заданной глубине скважины подачей сжатого воздуха, периодически в призабойную зону скважины последовательно нагнетают сжатый воздух, который задавливают в продуктивный пласт водой, имеющей более высокое давление,образование дебита скважины осуществляют периодической подачей сжатого воздуха на заданной глубине в виде прямой струи,направленной вниз или одновременно в нижнем и верхнем направлениях. В частном случае реализации способа по мере достижения дебита самоизлива из скважины около 1,5 л/с воды для дальнейшего увеличения дебита на продуктивный пласт воздействуют гидроударами,формируемыми этим потоком. Способ реализуется установкой для обработки призабойной зоны технологических скважин,содержащей транспортную базу,гидропневмосиловые агрегаты с средствами управления подачей и отключением текучей среды, гибкий трубопровод, намотанный на барабан, снабженный средствами ввода воды или сжатого воздуха,спуско-подъема трубопровода, имеющего на свободном конце сменные наконечники, один из которых предназначен для подачи сжатого воздуха и выполнен в виде продолговатой камеры с 2 крестообразно расположенными наружными направляющими и соосно расположенными каналами, направленными вниз и вверх. В частном случае исполнения установка имеет оголовок, оснащенный тремя технологическими задвижками, разъемным сальником, выкидным трубопроводом и гидроимпульсатором,соединенным обводным трубопроводом с выкидным трубопроводом. Изобретение поясняется графическими приложениями, где на фиг.1 представлена схема установки для обработки призабойной зоны технологических скважин на фиг.2 - конструкция струйного аппарата на фиг.3 - наконечник для подачи сжатого воздуха на фиг.4 - устьевая обвязка с гидроимпульсатором. Установка состоит из транспортного средства 1(фиг.1), на шасси которого закреплено основание 2,на котором смонтированы основные элементы гидросиловой узел 3 с средствами управления (не указанными на фигуре) пневмосиловой узел 4 с средствами управления (не указанными на фигуре) переключатель 5 для изменения вида рабочей среды,подаваемой в скважину барабан 6 с средствами управления(не указанными на фигуре) направляющая штанга и шкив для центрации напорного трубопровода 7 над устьем технологической скважины, 8 (в дальнейшем скважина), в которую опущена эксплуатационная колонна 9 (в дальнейшем ЭК), оканчивающаяся отстойником 10 и фильтром 11, расположенным против продуктивного пласта 12. На верхнем конце эксплуатационной колонны 9 установлена устьевая обвязка 13 с сальником, через который пропущен трубопровод 7, технологические задвижки 3-0(закрыто открыто) Г-И (гидроимпульсатор),предназначенные для сообщения межтрубного пространства 14 с полостью выкидного трубопровода 15 обратного потока текучей среды в емкость 16 или отстойник 17, в которые опускают всасывающий шланг 18 насоса гидросилового узла 3. На свободном конце трубопровода 7 (фиг.2) могут быть расположены в зависимости от выполняемого вида технологической операции струйный аппарат или разделитель потока. Струйный аппарат 19 состоит (фиг.2) из корпуса 20, внутри которого имеется смесительная камера 21 с центральным соплом 22, каналами 23 инжектирования,создающие депрессионный поток текучей среды,конфузорное сопло 24 и диффузорную часть 25 с радиальными отверстиями 26, соединяемую при необходимости с разделителем 27 потока (фиг.3) текучей среды (воздуха, воды или их смесей). Разделитель 27 имеет каналы 28 и 29, направленные соответственно вверх и вниз. В поперечном сечении корпус 30 разделителя имеет крестообразную форму. Гидроимпульсатор 31 входит в состав устьевой обвязки 13 и установлен между двумя задвижками 3-0 с образованием дополнительного участка 32 выкидного трубопровода. Гидроимпульсатор имеет входной 33 и выходной 34 штуцера,в корпусе его расположены подпружиненные клапан 35 и ударник 36. Клапан имеет опорный выступ 37, а в корпусе имеется ограничитель хода клапана 38. Выходной штуцер 34 соединен с полостью выкидного трубопровода 15,штуцер 33 соединен обводным участком 32, с задвижкой Г-И. На фигурах чертежей индексами 3-0 обозначены задвижки устанавливаемые в положение закрыто-открыто индексами Г-И обозначена задвижка подачи текучей среды (воды, воздуха или их смесей) в гидроимпульсатор штрихпунктирными линиями тороидальный поток сплошными стрелками - поток сжатого воздуха вверх,прерывистыми стрелками - поток текучей среды вниз. Способ восстановления продуктивности скважин реализуется за счет использования установки в нижеописанной последовательности. Первоначально удаляют из полости скважины буровой раствор известным способом и заполняют скважину водой. В дальнейшем приступают к отработке призабойной зоны с целью удаления глинистой корки со стенок скважины и пор продуктивного пласта. Для этого к обслуживаемой скважине устанавливают элементы установки в соответствии с фиг.1, опускают к призабойной зоне 12 внутрь фильтра 11 над отстойником 10 эксплуатационной колонны 9, перекрывают устье скважины устьевой обвязкой 13, соединяемым выкидным трубопроводом 15 с емкостью 16 или отстойником 17. Перед монтажом устьевой обвязки 13 на устье скважины 8, через сальник его пропускают конец трубопровода 7, на котором закрепляют струйный аппарат 19 или разделитель 27 потока и опускают в ствол ЭК до уровня фильтра 11 или до глубины восстановления дебита, а также соединяют насос с всасывающим шлангом 18,который опускают, например, в емкость 16, которую заполняют рабочей жидкостью. По мере включения гидросилового узла 3 при установке переключателя 5 в положение подачи сжатого воздуха, который поступает через осевой сальник барабана 6 и заполняет внутреннюю полость трубопровода 9, по мере заполнения которой начинают спуск трубопровода 9 до призабойной части технологической скважины, имеющей фильтр 11,сообщающийся с продуктивным пластом 12 скважины 8. После этого подачу сжатого воздуха отключают, а подачу воды включают. Ввиду того,что давление, развиваемое насосом обычно значительно превосходит давление развиваемое компрессором происходит дожатие сжатого воздуха и нагнетание его в продуктивный пласт. После подачи воды в объеме равном объему внутренней полости трубопровода 9 задвижки 3-0 открывают,что снижает давление в межтрубной полости 14. Вследствие этого под действием суммарной энергии пластового давления насоса и сжатого воздуха через каналы оголовка начнет вытесняться газожидкостная смесь, имеющая пониженную плотность за счет наличия в ней сжатого воздуха,увеличивающегося в объема по мере подъема в верхнем направлении. Сжатый воздух,поступающий в межтрубное пространство 14 вместе с пластовой жидкостью интенсифицирует вынос из пласта мелкого песка и глинистых частиц,проникших в пласт при бурении. По мере начала повышения давления в напорной сети вновь включают подачу в полость трубопровода 9 порции сжатого воздуха при выключенном насосе до момента выравнивания показаний манометров установки и компрессора. После чего подачу сжатого воздуха отключают, а подачу воды включают. В дальнейшем упомянутую операцию периодически повторяют до момента прекращения поступления песка в межтрубную полость 14 из продуктивного пласта. После чего выходной конец трубопровода 9 поднимают и меняют струйный аппарат на разделитель 27 потока(фиг.3) и опускают до заданного уровня восстановления дебита и подают через него только сжатый воздух для создания эрлифтной технологии откачки воды из скважины. При этом периодически отключают подачу сжатого воздуха перекрытием управляющей задвижки компрессора и включают вновь, вследствие чего создается пневмоудар,формирующий в воде гидроудар, передаваемый через воду на фильтр 11 и далее в продуктивный пласт, способствуя повышению коэффициента фильтрации его. Наличие разделителя 27 потока способствует более равномерному распределению потоков сжатого воздуха в нижнем и верхнем направлениях и снижению величины пневмодинамического противодействия потоку жидкости из скважины. Поток идущий из каналов 28 способствует подъему воды, а идущий через каналы 29 способствуют передаче пневмоударов в нижнем направлении. По мере начала поступления воды из пласта с расходом около 1,5 л/с рекомендуется начать освоение скважины с применением выносного гидроимпульсатора 31(фиг.4), приводимого в действие обратным потоком воды, поступающей из скважины без подачи сжатого воздуха. Это позволит снизить трудовые и энергетические затраты. При этом прямой поток воды, поступающей через нижнюю задвижку 3-0 при закрытой верхней задвижке 3-0 и открытой задвижки Г-И в штуцер верхний 32 гидроимпульсатора 33 формирует гидроудар,который возвращается в виде ударной энергии в призабойную часть ЭК технологической скважины и через каналы фильтра передается в продуктивный пласт, способствуя повышению фильтрационной способности его. Гидроудар возникает ввиду того,что к моменту поступления воды канал подпружиненного клапана 34 перекрыт торцом подпружиненного ударника 35, вследствие этого система клапан-ударник начинают двигаться вниз до момента посадки опорного выступа 37 клапана 35 на ограничитель хода 38. Ударник 35 продолжает движение вниз за счет приобретенной энергии и возникает кольцевой проход для воды, которая через штуцер нижний 34, дополнительный участок 32 и выкидной трубопровод 15 поступает в емкость 16 (отстойник 17). В дальнейшем под действием сжатых во время хода вниз пружин клапан 35 и ударник 36 возвращаются в верхнее положение и цикл повторяется. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки призабойной зоны технологических скважин, включающий обработку призабойной зоны тороидальными потоками жидкости и образование дебита скважины на заданной глубине скважины подачей сжатого воздуха, отличающийся тем, что периодически в призабойную зону скважины последовательно нагнетают сжатый воздух, который задавливают в продуктивный пласт жидкостью, имеющей более высокое давление, образование дебита скважины осуществляют периодической подачей сжатого воздуха на заданную глубину в виде прямой струи,направленной вниз или одновременно в нижнем и верхнем направлениях. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по мере достижения дебита самоизлива скважины около 1,5 л/с воды для дальнейшего увеличения дебита на продуктивный пласт воздействуют гидроударами, формируемыми этим потоком. 3. Установка для обработки призабойной зоны технологических скважин,содержащая транспортную базу, гидро-пневмосиловые агрегаты с средствами управления подачей и отключением текучей среды, гибкий трубопровод, намотанный на барабан, снабженный средствами ввода воды или сжатого воздуха, спуско-подъема трубопровода,имеющего на свободном конце сменный наконечник, отличающийся тем, что имеет дополнительный сменный наконечник для подачи сжатого воздуха,выполненный в виде продолговатой камеры с крестообразно расположенными наружными направляющими и соосно расположенными каналами, направленными вниз и вверх. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что она имеет оголовок, оснащенный технологическими задвижками, разъемным сальником, выкидным трубопроводом и гидроимпульсатором,соединенным обводным трубопроводом с выкидным трубопроводом.