Результат интеллектуальной деятельности: КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ПОДАЧИ РЕАГЕНТА В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к погружным контейнерам с порошкообразным реагентом и предназначено для предотвращения отложения солей на насосном оборудовании.

Известно устройство для обработки скважинной жидкости в виде соединенного с башмаком лифтовых труб патрубка, снабженного радиальными отверстиями в верхней части и заполненного ниже отверстий твердым реагентом с открытой пористостью (патент РФ №2165009, E21B 37/06, 1999).

Недостатком данного устройства является кратковременность работы, поскольку скважинная жидкость, протекая сквозь пористый реагент, растворяет его сразу по всей поверхности.

Известно устройство для подачи реагента в скважину в виде заполненного реагентом цилиндрического контейнера с камерами смешения по торцам, которые отделены от реагента дозирующими сеточными фильтрами, гидравлически соединенными со скважиной через отверстия (патент РФ №2386791, E21B 37/06, 2008).

Недостаток устройства состоит в том, что со временем количество попадающего в скважинную жидкость реагента уменьшается из-за заиливания ячеек сетки.

Известен контейнер для подачи реагента в скважину, состоящий из цилиндрического корпуса с перфорациями в верхней части, заполненного порошкообразным реагентом ниже уровня перфораций, нижней крышки и верхней крышки с центральным отверстием (патент РФ №2502860, E21B 37/06, 2013).

Недостаток контейнера заключается в уменьшении скорости вытекания реагента в скважину по мере его растворения, так как уровень реагента в корпусе постепенно отдаляется от перфораций и центрального отверстия и скважинной жидкости приходится циркулировать в корпусе по удлиняющейся траектории.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является контейнер для подачи реагента в скважину, содержащий верхнюю крышку с отверстием, цилиндрический корпус с перфорациями по длине, которые за исключением верхней перекрыты растворимыми пробками, нижнюю крышку и порошкообразный реагент, заполняющий корпус до уровня верхней перфорации с образованием свободной полости выше нее (патент РФ №2472922, E21B 37/06, 2013).

Недостатком принятого за прототип контейнера является то, что растворимые пробки находятся в контакте не только с реагентом, но и со скважинной жидкостью, и при определенном сочетании физико-химических свойств контактирующих материалов существует высокая вероятность инициирования процесса растворения пробок снаружи, а не изнутри. В результате произойдет не поочередное, а одновременное растворение пробок с быстрым вымыванием реагента из корпуса.

Настоящее изобретение направлено на повышение надежности функционирования контейнера за счет обеспечения квазистабильного дозирование реагента в скважинную жидкость.

Поставленная цель достигается тем, что в контейнере для подачи реагента в скважину, содержащим цилиндрический корпус с перфорациями по длине, растворимые пробки, перекрывающие каждую перфорацию за исключением верхней, верхнюю крышку с отверстием, нижнюю крышку и твердый реагент, заполняющий корпус до уровня верхней перфорации, согласно изобретению в корпус через перфорации введены трубки, в которых размещены растворимые пробки, отделенные от скважины поджатым пружиной поршнем.

На фиг. 1, 2 и 3 схематично изображен заявляемый контейнер для подачи реагента на начальной, промежуточной и заключительной стадии эксплуатации соответственно; на фиг. 4 показан фрагмент контейнера с растворимой пробкой в трубке; на фиг. 5 - фрагмент контейнера с трубкой после растворения пробки.

Контейнер для подачи реагента в скважину содержит цилиндрический корпус 1 с открытой верхней перфорацией 2 и закрытыми остальными перфорациями 3, нижнюю крышку 4 и верхнюю крышку 5 с центральным отверстием 6 (фиг. 1-3). В каждую перфорацию 3 корпуса 1 вмонтирована трубка 7. В трубку 7 последовательно вставлены растворимая пробка 8 и поршень 9, поджатый пружиной 10 (фиг. 4). Поршень 9 отделяет растворимую пробку 8 от находящейся в скважине жидкости. Поршень 9 способен перемещаться по трубке 7 при разжатии пружины 10 в случае растворения пробки 8. Корпус 1 заполнен до уровня открытой верхней перфорации 2 твердым реагентом 11, при этом трубки 7 оказываются пересыпанными реагентом (фиг. 1). В стенке трубки 7 в пределах растворимой пробки 8 выполнены отверстия 12, сообщающие пробку с помещенным в корпус 1 реагентом 11. Количество закрытых перфораций 3 по длине корпуса 1 определяется требованием к равномерности дозирования реагента.

Свободная от реагента 11 полость 13 в корпусе 1 гидравлически связана со скважиной через открытую верхнюю перфорацию 2 и центральное отверстие 6 в верхней крышке 5. Состав реагента 11 подбирается с учетом температуры, обводненности и химического состава добываемой скважинной жидкости. В реагент может быть добавлен трассер с индивидуальным для каждой области контейнера химическим составом, позволяющий контролировать процесс растворения реагента.

Контейнер для подачи реагента в скважину работает следующим образом.

Контейнер (один или несколько в зависимости от внутрискважинных условий, определяющих потребность в количестве реагента) присоединяют с помощью перфорированной муфты (не показана) к погружному электродвигателю. При функционирующем погружном насосе пластовая жидкость в виде водонефтяной эмульсии омывает корпус 1 и за счет вихревых течений попадает через открытую верхнюю перфорацию 2 в свободную полость 13 корпуса 1 (фиг. 1). Водная составляющая скважинной жидкости растворяет поверхностный слой реагента 11. Образовавшийся раствор реагента движется за счет диффузии вверх, подхватывается вихревыми течениями скважинной жидкости и выносится через центральное отверстие 6 из корпуса 1 в скважину.

Уровень реагента 11 в корпусе 1 по мере растворения снижается и увеличивается длительность передвижения раствора реагента от поверхности растворения до области вихревых течений вблизи открытой перфорации 2. Это приводит к уменьшению количества реагента, выносимого из контейнера в пластовую жидкость за единицу времени, поскольку скорость циркуляции пластовой жидкости через свободную полость 13 остается неизменной.

Так продолжается до тех пор, пока вода не растворит реагент 11, занимающий объем между открытой верхней перфорацией 2 и соседней закрытой перфорацией 3, и не проникнет через отверстия 12 в трубку 7, где находится растворимая пробка 8. При контакте с водой пробка 8 растворяется и поршень 9, перемещаясь по трубке 7 за счет энергии сжатой пружины 10, занимает ее место. В результате вскрывается второй канал для движения скважинной жидкости из скважины в корпус 1 через верхнюю перфорацию 3 и отверстия 12 в стенке трубки 7 (фиг. 2, 5). Вклад вихревых течений в процесс переноса реагента начинает превалировать над диффузионным движением, и количество попадающего в скважинную жидкость реагента достигает почти исходного значения.

По описанному механизму происходит поочередное раскрытие нижерасположенных перфораций 3 и образование дополнительных траекторий для движения скважинной жидкости через контейнер (фиг. 3), обеспечивающих квазистабильное, то есть приближенное к равномерному, дозирование реагента, предотвращающего отложение солей на рабочих органах погружного насоса.