УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТА

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны продуктивного пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений.
Известно «Устройство для очистки скважины» (Патент РФ №2068079, МКИ 6 Е 21 37/00, 21/00, 1996), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, причем шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, срезные и уплотнительные элементы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является «Устройство для очистки скважины» (Патент РФ №2186947, МКИ 7 Е 21 37/00, 2002). Устройство состоит из полого штока, выполненного с двумя рядами радиальных каналов, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой и в исходном положении перекрытых подпружиненной втулкой с цилиндрической выборкой внутри. Шток соединен с расширяющим конусом пакера. Корпус имеет обратный клапан и хвостовик и соединен с расширяющим конусом пакера. Полый шток имеет сбивной клапан. В исходном положении расширяющий конус соединен с корпусом и полым штоком срезными элементами. В рабочем положении расширяющий конус взаимодействует с выступом корпуса, а полый шток - с выступом расширяющего конуса.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки конструкции, а именно:
- сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей и недостаточная ее жесткость;
- низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством НКТ (насосно -компрессорных труб) произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка устройства, в результате этого НКТ будут заполнены скважинной жидкостью, а не загрязнениями из пласта и пластовой жидкостью;
- устройство позволяет достичь временного эффекта, т.к. после его подъема вместе с пакером, загрязнения, находящиеся в стволе скважины, будут опять входить в поры и каналы продуктивного пласта и снижать его проницаемость.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание устройства с относительно низкими эксплуатационными затратами и с расширенными функциональными возможностями.
Техническая задача решается предлагаемым устройством содержащим полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы, при этом корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами.
Новым является то, что полый шток дополнительно оснащен технологическим клапаном, выполненным с возможностью ограниченного упором перемещения вверх и зафиксированным срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана герметично установлено в верхней части расширяющего конуса, причем седло обратного клапана и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном и расширяющим конусом, радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом.
На чертеже изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в сважину.
Устройство для очистки скважины, содержащее полый шток 1 с кольцевым выступом 2 на внутренней поверхности, корпус 3 с хвостовиком 4, пакер 5 с расширяющим конусом 6, обратный клапан 7 (шар) с седлом 8, герметично установленным в верхней части расширяющего конуса 6, и уплотнительные элементы 9 и 10. Корпус 3 соединен с расширяющим конусом 6 с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером 5 снизу. Полый шток 1 и хвостовик 4 выполнены с радиальными каналами 11 и 12 соответственно. Полый шток 1 и корпус 3 в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами 13 и 14. Полый шток 1 дополнительно оснащен технологическим клапаном 15, выполненным с возможностью ограниченного упором 16 перемещения вверх и зафиксированным срезным винтом 17. Седло 8 обратного клапана 7 и кольцевой выступ 2 в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном 15 и расширяющим конусом 6. Радиальные
каналы 11 полого штока 1 расположены в исходном положении между расширяющим конусом 6 и кольцевым выступом 2.
Длину хвостовика 4 берут из расчета, чтобы радиальные отверстия 12 находились ниже перфорационных отверстий 18 продуктивного пласта 19 скважины 20, а пакер 5 - выше перфорационных отверстий 18.
Работает устройство следующем образом.
Устройство в собранном виде на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 21 спускают в скважину до упора хвостовиком 4 на забой скважины 20.
Затем инструмент разгружают, в результате чего разрушаются срезные элементы 14 и расширяющийся конус 6 опускается вниз, растягивает и прижимает пакер 5 к стенкам скважины 20, разобщая тем самым внутрискважинное пространство продуктивного пласта. При дальнейшей разгрузке инструмента, разрушается срезной элемент 13, полый шток 1 движется вниз и упирается поперечным выступом 2 в верхнюю часть расширяющегося штока 6. В это время седло обратного клапана 8 упирается в упор 16 технологического клапана 15, перемещая его вверх, при этом срезается срезной элемент 17 и технологический клапан 15 открывается. В это время происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ 21 с пространством под пакером 5, а так как внутри НКТ 21 давление атмосферное, на пласт 19 создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта 19, с забоя и со стенок скважины 20 через хвостовик 4, расширяющийся конус 6, обратный 7 и технологический 15 клапаны поступают в НКТ 21. Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости пласта и степени его загрязненности, его определяют экспериментальным путем) колонну НКТ 21, а с ней и полый шток 1 поднимают на расчетную высоту, при этом под действием столба жидкости, находящегося выше технологического клапана 15, последний закрывается, пространства над и под пакером 5 разобщаются и имплозионное воздействие на пласт 19 прекращается. Благодаря тому, что технологический клапан 15 перекрывает пространства над и под пакером 5, все загрязнения из скважины 20 находятся внутри полого штока 1 и НКТ 21.
После завершения операции по очистке скважины из скважины 20 на колонне НКТ 21 извлекаются полый шток 1 с технологическим клапаном 15, остальные детали остаются в скважине 20.
Депрессию на пласт можно регулировать путем заливки расчетного объема жидкости в НКТ.
Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию в обычном порядке.
При необходимости повторной очистки скважины, из нее извлекают насос и на НКТ спускают полый шток 1 с технологическим клапаном 15, зафиксированным срезным винтом 17. Полый шток 1 входит в верхнюю часть расширяющегося штока 6, седло обратного клапана 8 упирается в упор 16 технологического клапана 15, перемещая его вверх, во время перемещения которого срезается срезной элемент 17 и технологический клапан 15 открывается. В это время происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ 21 с пространством под пакером 5. А так как внутри НКТ 21 давление атмосферное, на пласт 19 создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта 19, с забоя и со стенок скважины 20 через хвостовик 4, расширяющийся конус 6, обратный 7 и технологический 15 клапаны поступают в НКТ 21.
Благодаря тому, что предлагаемое устройство для очистки скважины спускается на НКТ, а не на канате, устройство найдет широкое применение в горизонтальных скважинах оснащенных хвостовиками меньшего диаметра и скважинах с низким пластовым давлением для очистки призабойной зоны продуктивного пласта от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Обеспечиваются относительно низкие эксплуатационные затраты и расширяются функциональные возможности устройства.