УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтяной, газовой и горнодобывающей промышленности и предназначено для очистки скважин. Изобретение применяется для очистки без промывки текущего забоя скважины и пласта зоны перфорации от механических примесей (мелких металлических предметов, песка, шлама, проппанта, кольматанта и пр.) при освоении, ремонте, эксплуатации скважины. Изобретение применимо в скважинах с низким пластовым давлением (при поглощении пластом промывочной жидкости), а также в горизонтальных скважинах.
Известна серийная установка очистки забоя скважин ТОЗ-114, содержащая установленные на колонне труб герметичную воздушную камеру, ловушку и систему клапанов (см. паспорт предприятия-изготовителя OOO «НИК «Петрос», 127422, Москва, Дмитровский проезд, 10).
В процессе работы установка постоянно находится в открытом состоянии, тем самым исключается многократность цикла отбора мех. примесей, высока вероятность заклинивания, отсутствует возможность передачи крутящего момента. Скорость спуска ТОЗ-114, ограниченная до 0,1 м/с, и малый объем отбора мех. примесей увеличивают продолжительность работ.
Ряд указанных недостатков устранен в другом известном устройстве для очистки скважины, наиболее близком к предлагаемому по совокупности существенных признаков (см. патент РФ №2203393, МПК 7 Е 21 В 37/00, 43/18, бюл. №12 (1 ч.), 27.04.2003, с.197). Устройство содержит верхнюю колонну труб, корпус с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения штоком, который соединен с верхней колонной труб и выполнен с внутренним отверстием вдоль оси, корпус соединен с нижней колонной труб, в нижней части которой установлен забойный инструмент.
К недостаткам известного устройства можно отнести следующее: наличие зазора при установке штока, что требует регулировки в качестве дополнительной операции; в процессе работы устройства не исключается возможность преждевременного срабатывания, что может привести к отказу в работе устройства.
Задачей предложенного изобретения является создание устройства для очистки скважины, при использовании которого достигается следующий технический результат: увеличение рабочего ресурса, многократность цикла очистки скважины, исключение преждевременного срабатывания, отсутствие ограничения скорости спуска устройства,
выполнение технологических отстоев, надежность эксплуатации в среде с мех. примесями и предотвращение заклинивания, возможность работы в средах с различной плотностью.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки скважины, содержащем верхнюю колонну труб, корпус с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения штоком, имеющим внутреннее отверстие вдоль оси, и соединенную с корпусом нижнюю колонну труб, снабженную на конце полым забойным инструментом, согласно предложенному, корпус соединен с верхней колонной труб с возможностью передачи крутящего момента и имеет в нижней части перепускной клапан, шток выполнен с покрытием из хрома и имеет откидной клапан в верхней части и сквозные радиальные отверстия - в нижней, а забойный инструмент имеет опорную поверхность.
Наличие в нижней части корпуса перепускного клапана необходимо для стравливания воздушной пробки из трубного пространства в затрубное. Тем самым предотвращается преждевременное срабатывание устройства при его спуске в скважину и исключается ограничение скорости спуска устройства.
Выполнение штока с покрытием из хрома предотвращает износ штока и исключает вероятность заклинивания при работе в среде с мех. примесями и, следовательно, увеличивает рабочий ресурс всего устройства и надежность эксплуатации. Кроме того, наличие указанного покрытия обеспечивает сохранение работоспособности устройства в процессе очистки скважины в течение длительного времени и тем самым позволяет проводить необходимые технологические отстой, связанные с очисткой скважины.
Откидной клапан в верхнем торце штока предотвращает его засорение, что уменьшает вероятность повреждения штока и, следовательно, увеличивает рабочий ресурс устройства и надежность его эксплуатации.
Сквозные радиальные отверстия в нижней части штока способствуют многократности цикла процесса очистки.
Опорная поверхность забойного инструмента обеспечивает необходимую разгрузку устройства при контакте с забоем, что способствует работе в средах с различной плотностью, в том числе и в средах с высокой степенью сыпучести (проппант, песок).
Предлагаемое устройство для очистки скважины иллюстрируется чертежами, где изображены: на фиг.1 - продольный разрез устройства, положение «Закрыто», на фиг.2 - схема компоновки устройства.
Устройство для очистки скважины содержит (фиг.1) корпус 1, соединенный с верхней колонной 2 труб посредством, например, шлицевого соединения 3. Внутри корпуса 1 установлен шток 4, в верхнем торце которого имеется откидной клапан 5, а в нижней части выполнены сквозные радиальные отверстия 6. В нижней части корпуса 1 установлен
перепускной клапан 7. С корпусом 1 соединена нижняя колонна 8 труб, которая снабжена забойным инструментом 9 (на фиг.2).
При компоновке устройства (фиг.2) выше верхней колонны 2 труб крепится вертлюг 10. Нижняя колонна 8 труб содержит контейнер 11.
Работа устройства для очистки скважины осуществляется следующим образом. До начала работы на скважинах с низким гидростатическим давлением и при выполнении процесса очистки в затрубное пространство доливают промывочную жидкость для достижения расчетной депрессии.
Устройство компонуется на поверхности в последовательности согласно схеме (фиг.2), после чего компоновку опускают в скважину до уровня текущего забоя скважины. Скорость спуска благодаря конструкции устройства не ограничивается. При упоре забойного инструмента 9 на текущий забой производят разбуривание загрязненного мех. примесями участка с периодическим отрывом забойного инструмента 9. В момент разгрузки колонны 2 труб шток 4 перемещается в корпусе 1 вниз, и сквозные радиальные отверстия 6 открываются. В результате трубное пространство сообщается с затрубным, и под действием перепада давлений происходит отбор порции скважинной жидкости с мех. примесями. После этого нижняя колонна 8 труб провисает, шток 4 возвращается в исходное положение, перекрывая отверстия 6 и прекращая доступ скважинной жидкости с мех. примесями в контейнер 11. Периодически нагружая верхнюю колонну 2 труб, повторяют операцию отбора мех. примесей, производя постепенную очистку скважины.
При отсутствии проходки повторяют операции разбуривания и отбора мех. примесей с наращиванием колонны труб на устье скважины.
Для подтверждения забоя после очистки скважины, а также каких-либо сопутствующих операций в процессе очистки скважины выполняют технологические отстои - операции с выдержкой по времени (около 2 часов) без потери работоспособности устройства.
При необходимости выполняют очистку пласта зоны перфорации. Для этого компоновка устройства дополняется пакером (на фиг.2 не показан), установленным выше контейнера 11. Устройство спускают в скважину, и при достижении забойным инструментом 9 интервала перфорации производят посадку пакера разгрузкой верхней колонны 2 труб. При этом шток 4 перемещается в корпусе 1 вниз, и через сквозные радиальные отверстия 6 трубное пространство сообщается с затрубным пространством под пакером. Вследствие этого происходит приток пластового флюида и вынос мех. примесей из пласта зоны перфорации в контейнер 11.
Примером практического применения предложенного устройства для очистки скважины являются опробования, проведенные на скважинах Ноябрьского региона. В устройстве, называемом ГЖС (гидростатическая желонка), в качестве труб используют насосно-компрессорные трубы (НКТ-73, -89). Контейнер представляет собой также колонну НКТ, длина и диаметр которой подбирается по каждой конкретной скважине исходя из расчета пластового давления и объема мех. примесей в скважине. Забойным инструментом служит пикодолото (кольцевой фрез, коронка и т.д.) нескольких типоразмеров в зависимости от диаметра эксплуатационной колонны и предполагаемой твердости образовавшейся в скважине пробки, исходя из условий эксплуатации скважины.
Результаты некоторых испытаний приведены в таблице.
№ п/п
№ скважины
Диаметр эспл. колонны
Интервал отбора
Кол-во забитых НКТ
Объем извлеченных мех. примесей,  л
Работа гидрожелонки №001
1
153/2131. В.Яха.
146
2758-281 2 (54 м)
11 шт - 3", 2 шт - 2,5"
495; 60
2
4/1138 Сугмут
168
3114-3117 (3 м)
1,5 шт - 3"
70
3
4/П38 Сугмут
168
3115-31 56 (41 м)
15 шт - 3"
675
4
475-Р Сугм.
146
2786-2821 (35 м)
5 шт - 3", 7 шт - 2,5"
225;210
5
475-Р Сугм.
146
2741-2818 (77 м)
1 шт - 3"
45
6
475-Р Сугм.
146
2787-281 8 (31 м)
3 шт - 3", 12 шт - 2,5"
135; 360
7
22/54 Мур.
146
2790-2796 М(6 м)
3 шт - 2,5", 3 шт - 3"
90; 135
8
11/117 Мур.
146
2650-2705 (55 м)
11 шт - 3", 2 шт - 2,5"
470
9
124а Сут.
146
2776-2784 (8 м)
1 шт - 3", 1 шт - 2,5"
45; 60
10
06/7020 Сут
146
2898-2924 (26 м)
1 шт - 3", 3 шт - 2,5"
45; 93
11
6 г/4290 Мур.
146
2569-2674 (105 м)
28 шт - 3" (279 м)
1255
Работа гидоожелонки №002
1
80 Р Умс.
139,7
2820-2856 (36 м)
1,5 шт - 3", 4 шт - 2,5"
160
2
21 9/3579 Сут.
146
2680-2688 (8 м)
3 шт - 3"
135
3
6 г/4290 Мур.
146
2549-2576 (27 м)
7 шт - 3"
315
4
334/1742 Вынг.
146
3019-3039 (20 м)
5 шт. - 3"
225
5
40/2021 Сугм.
146
2934-2938 (4 м)
1,5 шт. -3"
52
Работа гидрожелонки №003
1
134/2225 В.Яха.
146
2389,2-2423 (33,8 м)
7,5 шт - 3"
330
2
11/117 Мур.
146
2693-2715 (22 м)
5 шт - 3"
209
3
3/1014 Етып.
178
2544-2568 (24 м)
14 шт - 2,5" (конт)
480
2 шт - 2.5"
Из представленных в таблице результатов испытаний видно, что процесс очистки протекает бесперебойно при указанных скважинных условиях. Испытания, проведенные в других условиях, подтвердили высокую эффективность предложенного устройства при различных скважинных условиях.