УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ ОТ ПЕСЧАНОЙ ПРОБКИ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при текущем и капитальном ремонте для очистки скважин от песчаной пробки.
Известно устройство для чистки забоя скважины от песчаной пробки, (авторское свидетельство SU №901476 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №4 от 30.01.1982 г.), состоящее из корпуса с приемным клапаном, штока с поршнем, причем поршень уплотнен манжетой относительно корпуса, устьевого отвода, при этом приемный клапан расположен в поршне, а над поршнем установлен поплавковый клапан с подпружиненным седлом, причем корпус выполнен с каналами выше подпружиненного седла на уровне устьевого отвода.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей. Кроме того, устьевой отвод технологически сложен в изготовлении и применении.
- во вторых, манжета быстро изнашивается в агрессивной среде (абразив, песок, шлам), с которой она непосредственно контактирует в процессе чистки забоя скважины, в связи с чем резко снижается эффективность работы устройства.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины от песчаной пробки (авторское свидетельство SU №1186787 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №39 от 23.10.1985 г.), включающее устьевой отвод с внутренним выступом, корпус с обратным клапаном и радиальными каналами для совмещения с каналом устьевого отвода и подвижный в осевом направлении башмак, при этом корпус имеет радиальные каналы, а башмак выполнен в виде жестко связанных между собой нижней частью втулок, концентрично установленных относительно одна другой, и корпуса, образующих кольцевую полость, и установленного в кольцевой полости подпружиненного патрубка с наружным кольцевым выступом для взаимодействия с верхними торцами втулок и выступом для взаимодействия с верхними торцами втулок и выступом устьевого отвода, при этом втулки установлены с возможностью перекрытия дополнительного радиального канала корпуса, а патрубок - с возможностью перекрытия радиального канала корпуса.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, и как следствие сложность изготовления и сборки;
- во-вторых, при спуске устройства в скважину возможно преждевременное открытие дополнительных радиальных каналов корпуса, в случае если в кольцевой полости, где установлена пружина останется атмосферное давление, и наоборот, при подъеме, если ниже втулок находится жидкость, то будет создаваться «эффект поршневания», противодействующий расжатию пружины, при этом дополнительные радиальные каналы могут не перекрыться втулками, кроме того, пружина в процессе работы подвергнута значительным знакопеременным нагрузкам, превышение которых выше допустимых может привести к поломке пружины, более того ситуация усугубляется тем, что пружина в процессе работы устройства в скважине находится в агрессивной жидкости, которая отрицательно влияет на ее прочностные характеристики. В связи с вышеизложенным снижается надежность работы устройства при очистке скважины от песчаной пробки.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности работы устройства.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством для очистки скважины от песчаной пробки, включающим устьевой отвод с внутренним выступом, корпус с обратным клапаном и радиальными каналами для совмещения с каналом устьевого отвода, а также дополнительными радиальными каналами, подвижный в осевом направлении башмак, подпружиненный патрубок, имеющий возможность перекрытия радиальных каналов корпуса, уплотнительные элементы.
1
2
3
Новым является то, что снизу на наружной поверхности корпуса выполнен упор, относительно которого сверху размещен подпружиненный патрубок, а снизу упор снабжен дополнительной пружиной, взаимодействующей с башмаком, выполненным в виде полого цилиндра с возможностью перекрытия дополнительных радиальных каналов корпуса, при этом снаружи патрубок и полый цилиндр жестко соединены между собой обечайкой с возможностью совместного осевого перемещения относительно корпуса и образуют с последним гидравлическую камеру, заполненную антикоррозионной жидкостью, причем наружный диаметр D патрубка больше наружного диаметра D корпуса, при этом патрубок своей наружной поверхностью имеет возможность герметичного взаимодействия с внутренним диаметром D внутреннего выступа устьевого отвода, причем уплотнительные элементы, обеспечивающие герметичность при опорожнении устройства установлены на наружных поверхностях патрубка и корпуса.
На фигуре изображено устройство для очистки скважины от песчаной пробки в продольном разрезе.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки состоит из корпуса 1 (см. фиг.), на верхнем конце которого имеется канатная заделка 2. В канатной заделке 2 размещен обратный клапан 3 с регулируемой пружиной 4. В нижнем конце корпуса 1 выполнены дополнительные радиальные каналы 5 и радиальные каналы 6. Низ корпуса 1 заглушен посредством заглушки 7.
Снизу на наружной поверхности корпуса 1 выполнен упор 8, относительно которого сверху размещен подпружиненный посредством пружины 9 патрубок 10. Упор 8 снизу снабжен дополнительной пружиной 11, взаимодействующей с башмаком, выполненным в виде полого цилиндра 12 с возможностью перекрытия дополнительных радиальных каналов 5 корпуса 1. Снаружи патрубок 10 и полый цилиндр 12 жестко соединены между собой обечайкой 13 с возможностью совместного осевого перемещения относительно корпуса 1 и образуют с ним гидравлическую камеру 14, заполненную антикоррозионной жидкостью, благодаря которой исключается вредное и агрессивное воздействие скважиной жидкости на работу пружины 9 и дополнительной пружины 11.
1
2
3
В исходном положении дополнительные радиальные каналы 5 корпуса 1 перекрыты полым цилиндром 12, а радиальные каналы 6 корпуса 1 перекрыты патрубком 10. Наружный диаметр D патрубка 10 больше наружного диаметра D корпуса 1, при этом патрубок 10 своей наружной поверхностью выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с внутренним диаметром D внутреннего выступа 15 устьевого отвода 16, установленного на устье скважины 17. Уплотнительные элементы 18 и 19 обеспечивают герметичность при опорожнении устройства и установлены, соответственно на наружных поверхностях патрубка 10 и корпуса 1.
Несанкционированные перетоки жидкости из корпуса 1 предотвращаются уплотнительными элементами 20, которые установлены на сопряженных поверхностях патрубка 10 и полого цилиндра 12 с корпусом 1.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки работает следующим образом.
Устьевой отвод 15 (см. фиг.) пропускается вверх через канатную заделку 2, соединенную с канатом 21. После этого канатная заделка 2 наворачивается на верхний конец корпуса 1. Устройство приспускают в скважину 17 и закрепляют устьевой отвод 16 на устье. Устройство с помощью каната 21 геофизического подъемника (на фиг. не показано) спускают в скважину 17. При спуске устройства ниже уровня жидкости в скважине гидравлическая камера 14 корпуса 1, заполненная антикоррозионной
жидкостью, остается герметично закрытой и недоступной для проникновения жидкости из скважины 17, благодаря уплотнительным кольцам 20.
При соприкосновении башмака, выполненного в виде полого цилиндра 12 с песчаной пробкой 22 в скважине 17 корпус 1 под действием собственного веса опускается вниз, сжимая дополнительную пружину 11, упертую сверху в упор 8, выполненный на наружной поверхности корпуса 1, при этом открываются дополнительные радиальные каналы 5. Под действием гидростатического давления столба жидкости в скважине 17 происходит интенсивное засасывание песка во внутреннюю полость корпуса 1 над заглушкой 7. После этого устройство посредством каната 21 начинают поднимать вверх. В момент подъема устройства полый цилиндр 12, жестко соединенный с патрубком 10 посредством обечайки 13 совместно под действием собственного веса и возвратной силы дополнительной пружины 11 опускаются вниз, при этом полый цилиндр 12 перекрывает дополнительные радиальные каналы 5, отделяя внутреннюю полость корпуса 1 от окружающей среды в скважине 17.
В процессе подъеме устройства сжатый воздух, образуемый при заполнении внутренней полости корпуса 1 водопесчаной смесью, выходит через обратный клапан 3 до тех пор, пока не достигнет того давления, на которое обратный клапан 3 отрегулирован пружиной 4. Из опыта практического применения это составляет 0,1-0,3 МПа. Давление предназначено для интенсивного опорожнения устройства.
1
3
При достижении устройством устья скважины 17 патрубок 10 своей наружной поверхностью диаметром D герметично вступает во взаимодействие с внутренним диаметром D внутреннего выступа 15 устьевого отвода 16. Продолжают тянуть канат 21 вверх, при этом патрубок 10 сверху упирается во внутренний выступ 15 устьевого отвода 16 и при дальнейшем натяжении канат 21 вверх патрубок 10 совместно с обечайкой 13 и полым цилиндром 12 опускаются вниз относительно корпуса 1, сжимая пружину 9 упертую снизу в упор 8, при этом из под патрубка 10 в корпусе 1 открываются радиальные каналы 6 и избыточным давлением воздуха во внутренней полости корпуса 1 песок принудительно выбрасывается через каналы 23 устьевого отвода 16.
Предлагаемое устройство обладает простой конструкцией и исключает несанкционированное срабатывание башмака, при этом пружины находятся в гидравлической полости, заполненной антикоррозионной жидкостью, исключающей отрицательное воздействие на них скважинной жидкости. Все это в целом позволяет с достаточной надежностью произвести очистку скважины от песчаной пробки, а значит повысить качество ремонтных работ.