Устройство для промывки скважины

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для промывки и очистки забоя скважины и призабойной зоны пласта от песчаных или проппантовых пробок.
Известно устройство для промывки скважины, имеющее сливные и радиальные каналы, включающее шаровый клапан, полый шток, разделитель потока с входными и выходными каналами, герметизирующий элемент. Сливные отверстия в верхней части устройства выполнены с возможностью открытия в транспортном положении и закрытия в рабочем положении перемещением штока, радиальные отверстия в корпусе, связывающие кольцевое пространство скважины над устройством с полостью хвостовика с гидромониторной насадкой или забойным двигателем, сообщаются с внутренней полостью между корпусом и полым цилиндрическим герметизирующим элементом, а входные каналы разделителя потока соединяют кольцевое пространство скважины под устройством с полостью полого штока и насосно-компрессорных труб (НКТ) или бурильных труб, полый шток выполнен подвижным, верхний бурт которого является седлом шарового клапана, в него упирается пружина, обеспечивающая возвратно-поступательное движение штока, а в нижней части штока выполнена проточка, взаимодействующая с механизмом переключения устройства в транспортное или рабочее положение, состоящего из стопора, фиксатора, профильной втулки, толкателя, который верхним концом взаимодействует с поворотной профильной втулкой, а нижний профилированный конец при помощи цанги находится в зацеплении с герметизирующим элементом, который, в свою очередь, нижним торцом неподвижно закреплен с помощью ответной профилированной втулки с цанговым зацепом к устройству, герметизирующий элемент через толкатель и механизм переключения имеет возможность сжиматься в рабочем положении и вытягиваться в транспортном (патент РФ №2405914, опубликован 10.12.2010 г.).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции.
Известно промывочное устройство ПУ-1, состоящее из циркуляционной муфты с продольными и поперечными отверстиями для направления жидкости из кольцевого пространства (над резиновой манжетой) в трубы и обратно из кольцевого пространства (под резиновой манжетой) в промывочные трубы. На нижний конец циркуляционной муфты навинчивают переводник для присоединения промывочного устройства к трубам. В верхний конец циркуляционной муфты навинчивают корпус, в котором просверлены несколько отверстий. Снаружи на корпус надета резиновая самоуплотняющаяся манжета, которая удерживается распорным кольцом и зажимной гайкой. На верхний конец корпуса навинчивают муфту. В середине циркуляционной муфты имеется гнездо, в резьбу которого ввинчивают нижний конец внутреннего патрубка. Верхний конец этого патрубка снаружи герметизируется сальниковой набивкой (Амиров А.Д., Овнатанов С.Т., Яшин А.С. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1975, с.215).
Недостатком известного устройства является то, что манжета подвержена знакопеременным динамическим нагрузкам, под воздействием которых очень часто разрушается, что, в свою очередь, приводит к выходу из строя всего устройства в целом. Следствием чего является необходимость повторных спуско-подъемных операций по замене устройства, что, в конечном счете, ведет к увеличению времени проведения ремонтных работ, удорожанию их и к потерям в добычи жидких или газообразных углеводородов. В кармане между корпусом и манжетой возможно скапливание грязи, механических примесей, что может привести к заклиниванию манжеты, получению осложнения и преждевременному ее износу.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности устройства для промывки скважины.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для промывки скважины, содержащем корпус с отверстиями, шток, самоуплотняющуюся манжету, циркуляционную муфту, имеющую продольные входные каналы и поперечные выходные каналы, согласно полезной модели, на корпусе установлены, по меньшей мере, две самоуплотняющиеся манжеты, отверстия корпуса выполнены напротив верхней самоуплотняющейся манжеты, а в верхней части устройства установлен центратор, соединенный со штоком и корпусом и имеющий на наружной поверхности продольные шлицы для перетока жидкости.
Кроме того, самоуплотняющиеся манжеты выполнены из модифицированного полиуретана.
Наличие центратора и второй самоуплотняющейся манжеты, которая выполняет функцию как центратора, так и запасного герметизирующего элемента в случае повреждения первой манжеты, обеспечивает сохранение целостности манжет при спуско-подъемных операциях, в том числе при прохождении через муфтовые стыки обсадных труб, во время операции по промывке скважины, повышая надежность устройства.
Выполнение отверстий корпуса напротив верхней самоуплотняющейся манжеты исключает попадание грязи и механических примесей во внутреннюю полость манжеты, тем самым предотвращая заклинивание и износ манжеты, что обеспечивает повышение надежности устройства и безопасное проведение работ по промывке скважины.
На фиг. 1 представлена схема устройства для промывки скважины, на фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1.
Устройство для промывки скважины состоит из корпуса 1 с отверстиями 2, расположенных на корпусе 1 самоуплотняющихся манжет 3 и 4 с поджимными конусами, соответственно, 5 и 6. Внизу корпус 1 соединен с циркуляционной муфтой 7, имеющей продольные входные каналы 8 (фиг. 2) и большие поперечные выходные каналы 9, не связанные между собой. На нижний конец циркуляционной муфты 7 навинчен переводник 10 для присоединения устройства к трубам (хвостовику). Внутри корпуса 1 размещен шток 11, нижний конец которого установлен во внутреннее отверстие (гнездо) 12 циркуляционной муфты 7. При этом проходной канал 13 штока 11 сообщается с поперечными выходными каналами 9 циркуляционной муфты 7. В верхней части устройства установлен центратор 14, соединенный с корпусом 1 и штоком 11. Центратор 14 имеет на наружной поверхности продольные шлицы 15 для перетока жидкости. Центратор 14 выполняет функцию центрирования устройства при спуско-подъемных операциях, тем самым предотвращая износ самоуплотняющихся манжет 3 и 4.
Отверстия 2 корпуса 1 выполнены напротив верхней самоуплотнящейся манжеты 3 (фиг. 1), что предотвращает скапливание грязи, механических примесей внутри манжеты, которое могло бы привести к осложнениям и преждевременному износу манжеты, благодаря тому, что нет кармана, куда могла бы забиваться грязь и механические примеси. Вся грязь и механические примеси проходят дальше по продольным входным каналам 8.
Поджимные конусы 5 и 6 защищают самоуплотняющиеся манжеты 3 и 4 во время спуско-подъемных операций, центрируя их и предотвращая от износа.
Установка, по меньшей мере, двух самоуплотняющихся манжет 3 и 4 повышает надежность устройства, так как в случае выхода из строя одной из манжет, вторая будет обеспечивать работоспособность устройства. Установка, по меньшей мере, двух манжет обеспечивает также лучшую центрацию устройства с целью минимального износа манжет и исключения получения осложнения.
Самоуплотняющиеся манжеты 3 и 4 выполнены в данном случае из модифицированного полиуретана, обладающего повышенной износостойкостью, что также обеспечивает повышение надежности устройства.
Устройство для промывки скважины работает следующим образом.
Устройство спускают на колонне НКТ в заданный интервал скважины. При этом самоуплотняющиеся манжеты 3 и 4 устанавливают на уровне выше верхних отверстий интервала перфорации. Производят обратную промывку, подавая промывочную жидкость в затрубное пространство (на фиг. не показано). Вследствие перекрытия межтрубного пространства самоуплотняющимися манжетами 3 и 4, жидкость через отверстия 2 корпуса 1 поступает в кольцевое пространство между корпусом 1 и штоком 11, далее через продольные входные каналы 8 циркуляционной муфты 7 переходит во внутреннюю полость труб (хвостовика) (на фиг. не показано) и движется до забоя скважины. Как при прямой промывке, происходит разрушение песчаной или проппанотовой пробки. Далее смесь размытой пробки и жидкости поднимается по затрубному пространству до циркуляционной муфты 7 и, проходя через ее поперечные выходные каналы 9, поступает во внутреннюю полость штока 11 и далее в НКТ, а затем выносится на поверхность. После промывки и проходки всего запланированного интервала, осуществляют подъем НКТ с устройством для промывки скважины на поверхность.