УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки забоя нефтяных, газовых и нагнетательных скважин после их бурения, а также при текущих и капитальных ремонтах скважин.
Известно устройство для очистки забоя скважины от песчаных пробок (Лаврушко П.Н. Подземный ремонт скважины. М., Недра, 1968, с.281-282, рис.149), которое состоит из полого корпуса с направляющей втулкой в его верхней части, поршня со штоком, установленного на нижнем конце корпуса приемного клапана и размещенной на штоке пружины. Для разрыхления песчаных пробок на конце устройства предусмотрен дополнительный инструмент разрыхлитель, выполненный, например, в виде пики с конусной головкой, под которую в нижней части корпуса выполнено посадочное седло. В теле поршня устройства выполнены продольные перепускные каналы для перетока жидкости из нижней части устройства (из-под поршня) в верхнюю часть. С верхнего торца поршня свободно на штоке установлена крышка для перекрытия каналов в поршне, а для амортизации при ходе штока в крайнее верхнее и крайнее нижнее положения на штоке установлены пружины в свободном (ненагруженном) состоянии: одна-вне корпуса и другая в корпусе. На верхнем конце устройства имеется проушина для крепления тартального каната, на котором это устройство спускается в скважину для работы и поднимается на поверхность.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, наличие продольных перепускных каналов в теле поршня и крышки для их перекрытия из-за засорения песком не обеспечивает герметичность при эксплуатации, что снижает надежность устройства.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки забоя скважины (см. патент РФ на полезную модель №46032, МКИ 7 Е 21 В 27/00 опубл. в бюл. №16 от 10.06.2005 г.), включающее полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, герметично заведенный с возможностью осевого перемещения вниз через направляющую втулку внутрь корпуса полый заглушенный с нижнего торца плунжер, оснащенный в боковых стенках, заведенной в корпус нижней части радиальными сквозными отверстиями, а на наружной поверхности, находящейся вне корпуса в верхней части, кольцевым буртиком, установленный на нижнем конце
корпуса приемный клапан, пакерное уплотнение, при этом корпус является корпусом приемного клапана, а пакерное уплотнение установлено между верхним торцом направляющей втулки корпуса и кольцевым буртиком плунжера.
Недостатками данного устройства является:
- во-первых, перед очисткой забоя скважины полый корпус нижним торцом упирается в очищаемый забой и если забой «твердый», то его весьма трудно разрыхлить, что очень резко снижает поступление внутрь полого корпуса песка, шлама, грязи с забоя скважины,
- во-вторых, если забой наоборот «мягкий», то за счет резкого (нерегулируемого) поступления песка, шлама и грязи внутрь полого корпуса сквозные радиальные отверстия могут забиться. Все вышеотмеченное снижает эффективность работы устройства
Задачей полезной модели является повышение эффективности очистки забоя скважины без усложнения технологии применения устройства.
Указанная техническая задача решается предлагаемым устройством для очистки забоя скважины, включающим полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, герметично заведенный с возможностью осевого перемещения вниз через направляющую втулку внутрь корпуса полый заглушенный с нижнего торца плунжер, оснащенный в боковых стенках, заведенными внутрь полого корпуса радиальными сквозными отверстиями, приемный клапан.
Новым является то, что между полым корпусом и приемным клапаном установлен штуцер с регулируемым проходным диаметром, причем под приемным клапаном установлен патрубок со скошенным нижним концом, при этом в транспортном положении плунжер зафиксирован относительно направляющей втулки полого корпуса срезным элементом.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе в транспортном положении.
штуцера
Устройство состоит из полого корпуса 1 с направляющей втулкой 2 в его верхней части, а также герметично заведенный посредством уплотнительных колец 3 с возможностью осевого перемещения вниз через направляющую втулку 2 внутрь полого корпуса 1 полый заглушенный с нижнего торца плунжер 4. Плунжер 4 оснащен в боковых стенках, заведенными внутрь полого корпуса 1 радиальными сквозными отверстиями 5. На нижнем конце полого корпуса 1 установлен штуцер 6 с регулируемым проходным диаметром - d, позволяющим регулировать скорость поступления шлама, грязи и песка с забоя скважины в процессе его очистки. На нижнем конце штуцера 6 посредством переводника 7 установлен приемный клапан 8, под которым установлен патрубок 9 со
скошенным нижним концом 10. В транспортном положении плунжер 4 зафиксирован относительно направляющей втулки 2 полого корпуса 1 срезным элементом 11.
Устройство работает следующим образом.
Для очистки забоя скважины верхнюю часть плунжера 4 устройства посредством муфты 12 закрепляют на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 13. После чего устройство на колонне НКТ 13 спускают в скважину до поры на забой скважины (на фиг. не показано). Как только патрубок 9 скошенным концом 10 углубится в забой скважины, разрыхлив сверху песчаную пробку, устройство прекратит свое движение вниз. Далее разгружают колонну НКТ 13 на плунжер 4, при этом сначала разрушается срезной элемент 11. Колонну НКТ 13 продолжают разгружать, при этом продолжается движение плунжера 4 вниз относительно полого корпуса 1, в определенный момент радиальные сквозные отверстия 5 плунжера 4 выйдут из направляющей втулки 2 полого корпуса 1, внутренняя полость 14 полого корпуса 1 через радиальные сквозные отверстия 5 и внутренняя полость 15 плунжера 4 сообщатся с внутренним пространством колонны НКТ 13 и далее с атмосферой.
штуцера
Из-за разности давлений в колонне насосно-компрессорных труб 13 и на забое скважины жидкость вместе с песком, шламом и грязью, сквозь открывшийся приемный клапан 8 через штуцер 6 с регулируемым проходным диаметром - d, позволяющим регулировать скорость поступления шлама, грязи и песка поступает во внутреннюю полость 14 полого корпуса 1 и далее через радиальные отверстия 5 плунжера 4 во внутреннюю полость 15 плунжера 4 и далее во внутреннюю полость колонны НКТ 13.
штуцера
штуцера
штуцера
Таким образом происходит процесс очистки забоя скважины, причем чем больше проходной диаметр - d, тем больше скорость поступления шлама, грязи и песка с забоя скважины внутрь устройства, и тем меньше времени требуется для очистки забоя скважины. Наоборот, чем меньше проходной диаметр - d тем меньше скорость поступления шлама, грязи и песка с забоя скважины внутрь устройства, и тем больше времени требуется для очистки забоя скважины. Таким образом, изменяя проходной диаметр - d в зависимости от состояния забоя можно добиться максимально эффективной очистки забоя скважины.
После очистки забоя скважины колонну НКТ 13 поднимают на поверхность.
Предлагаемое устройство позволяет достаточно эффективно очистить забой скважины за счет оптимального подбора проходного диаметра штуцера в зависимости от состояния забоя, предварительно углубившись в забой, а это ведет к исключению дальнейших повторных работ по очистке забоя скважины, и, как следствие, экономии средств.