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 разжатию 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, в связи с вышеизложенным снижается надежность работы устройства по очистке скважины от песчаной пробки.
- в-третьих, башмак в процессе очистки скважины от песчаной пробки может забиться крупными кусками отложений, которые могут осложнить или перекрыть доступ очищаемой песчаной пробки в корпус устройства, в связи с чем, снижается эффективность очистки скважины
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности и эффективности 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, подвижный в осевом направлении башмак, уплотнительные элементы, уплотнительные элементы.
1
2
3
Новым является то, что башмак выполнен в виде полого цилиндра и сверху подпружинен относительно корпуса с возможностью герметичного перекрытия радиальных каналов корпуса, при этом корпус снизу снабжен наконечником, на котором размещена полая втулка, подпружиненная снизу от наконечника к нижнему торцу корпуса, причем наружный диаметр d полой втулки больше наружного диаметра d корпуса, но меньше внутреннего диаметра d башмака, при этом башмак снизу подперт полой втулкой, а наружной поверхностью башмак имеет возможность герметичного взаимодействия с внутренней поверхностью внутреннего выступа устьевого отвода, а также обладает возможностью осевого перемещения вниз ниже радиальных каналов корпуса после взаимодействия с внутренним выступом устьевым отводом.
На фигуре изображено устройство для очистки скважины от песчаной пробки в продольном разрезе.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки состоит из корпуса 1, 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 радиальные каналы 5. Низ корпуса 1 заглушен и снабжен наконечником 6.
На наконечнике 6 с возможностью осевого перемещения размещена полая втулка 7, подпружиненная снизу от наконечника 6 к нижнему торцу корпуса 1 посредством пружины 8.
1
2
3
Наружный диаметр d полой втулки 7 больше наружного диаметра d корпуса 1, но меньше внутреннего диаметра d башмака 9.
Башмак 9 выполнен в виде полого цилиндра и расположен на наружной поверхности корпуса 1. Снизу башмак 9 подперт полой втулкой 7. Башмак 9 поджат сверху относительно корпуса 1 посредством пружины 10. В исходном положении радиальные каналы 5 перекрыты башмаком 9.
Башмак 9 своей наружной поверхностью имеет возможность герметичного взаимодействия с внутренней поверхностью внутреннего выступа 11 устьевого отвода 12, причем башмак 9 и полая втулка 7 имеют возможность совместного осевого перемещения вниз.
Сопряженные поверхности корпуса 1 и башмака 9 оснащены уплотнительными кольцами 13. Несанкционированные перетоки жидкости из корпуса 1 при опорожнении устройства предотвращаются уплотнительными элементами 14 и 15, которые установлены соответственно на наружных поверхностях корпуса 1 и башмака 9.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки работает следующим образом.
Устьевой отвод 12 пропускается вверх через канатную заделку 2, соединенную с канатом 16. После этого канатная заделка 2 наворачивается на верхний конец корпуса 1. Устройство приспускают в скважину 17 и закрепляют устьевой отвод 12 на устье скважины 17. Далее устройство на канате каната 16 посредством геофизического подъемника (на фиг. не показано) спускают в скважину 17. При спуске устройства ниже уровня жидкости в скважине полость корпуса 1 остается герметически закрытой и недоступной для проникновения жидкости, благодаря уплотнительным кольцам 13.
1
При соприкосновении башмака 9, выполненного в виде полого цилиндра с песчаной пробкой 18 в скважине 17 корпус 1 под действием собственного веса опускается вниз, сжимая пружину 10, зафиксированную сверху относительно корпуса 1, при этом открываются радиальные каналы 5. Под действием гидростатического давления столба жидкости в скважине 17 и благодаря тому, что наружный диаметр d полой втулки 7
2
3
больше наружного диаметра d корпуса 1, но меньше внутреннего диаметра d башмака 9 происходит интенсивное засасывание песка во внутреннюю полость 19 корпуса 1 над наконечником 6. Когда давление во внутренней полости 19 корпуса 1 и во внутреннем пространстве скважине 17 выравнится поступление песка прекратится.
После этого устройство посредством каната 16 начинают поднимать вверх. В момент подъема устройства башмак 9 под действием собственного веса и возвратной силы пружины 10 опускается вниз и перекрывает радиальные каналы 5, отделяя внутреннюю полость корпуса 1 от внутреннего пространства скважины 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.
При достижении устройством устья скважины 17 башмак 9 своей наружной поверхностью герметично вступает во взаимодействие с внутренней поверхностью внутреннего выступа 11 устьевого отвода 12.
Продолжают тянуть канат 16 вверх, при этом башмак 9 сверху упирается во внутренний выступ 11 устьевого отвода 12 и при дальнейшем натяжении каната 16 вверх башмак 9 опускается вниз, сдвигая вниз полую втулку 7, сжимая пружину 8 упертую снизу в наконечник 6, при этом башмак 9 оказывается ниже радиальных каналов 5, которые открываются и избыточным давлением воздуха во внутренней полости 19 корпуса 1 песок принудительно выбрасывается через каналы 20 устьевого отвода 12.
По окончании очистки внутренней полости 19 корпуса 1 от песка устройство приспускают в скважину 17, при этом под действием возвратной силы пружины 8 полая втулка 7 поднимается вверх до упора в нижний торец корпуса, увлекая сверху башмак 9 который перекрывает радиальные каналы 5 корпуса 1.
Далее устройство демонтируют или вновь спускают в скважину для последующей ее очистки от песчаной пробки.
Предлагаемое устройство обладает простой конструкцией, исключающей несанкционированное срабатывание башмака, что позволяет с достаточной высокой эффективностью произвести очистку скважины от песчаной пробки, а значит снизить продолжительность и стоимость ремонтных работ.