УСТРОЙСТВО ДЕПРЕССИОННОЙ ОЧИСТКИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к области горного дела, в частности к очистке забоев скважин от шлама, песка и других отложений.
Известно устройство депрессионной очистки забоя скважин, включающее депрессионную камеру с разделительным поршнем, гидравлически связанную посредством соединительной муфты со шламоприемной камерой через устройство гидродинамического воздействия, клапан-затвор, размещенный в нижней части шламоприемной камеры. Верхняя часть поршня оснащена переводником, соединенным с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), а нижняя часть оснащена окнами и установлена в депрессионную камеру, относительно которой в транспортном положении разделительный поршень зафиксирован срезными элементами с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз благодаря пальцу, жестко зафиксированному в депрессионной камере и размещенному в вертикальном пазу на наружной поверхности разделительного поршня. В транспортном положении окна разделительного поршня герметично перекрыты депрессионной камерой. Камера соединена с устройством гидродинамического воздействия с помощью муфты. Устройство гидродинамического воздействия выполнено в виде дифференциального клапана, установленного в верхней части шламоприемной камеры и подпружиненного относительно депрессионной камеры. Депрессионная и шламоприемная камеры выполнены с возможностью сближения при вращении относительно друг друга. Шламоприемная камера снаружи оснащена сверху вниз пакерующим и фиксирующим механизмами. Пакерующий механизм выполнен в виде верхнего упора с радиальными каналами, эластичной манжеты и конусного нижнего упора, выполненными с возможностью ограниченного перемещения вверх относительно шламоприемной камеры. Фиксирующий механизм выполнен в виде втулки с пружинными центраторами и подпружиненными внутрь плашками, выполненными с возможностью взаимодействия с конусным нижним упором пакерующего механизма. Нижняя торцевая приемная часть шламоприемной камеры выполнена в виде трубного паука и свинчена с последней посредством переходника. Нижняя торцевая приемная часть оснащена изнутри ловильными перьями и выполнена с возможностью взаимодействия с забоем без вращения и сближения со шламоприемной камерой при вращении относительно друг друга. Шламоприемная камера дополнительно оснащена перекрытыми в транспортном положении верхним упором радиальными отверстиями, которые выполнены с возможностью совмещения с радиальными каналами верхнего упора. Верхний упор пакерующего механизма и втулка фиксирующего механизма зафиксированы в транспортном положении относительно шламоприемной камеры срезными винтами. Выше разделительного поршня встроен клапан-пробка в виде сбивного клапана. (Патент RU 2 290 492 О. Устройство депресионной очистки забоя скважин. - МПК: Е21В 37/00. - 27.12.2006). Недостатком технического решения является отсутствие возможности фрезеровки и рыхления песчаной пробки, что снижает эффективность очистки забоя.
Известен технологический комплекс для разбуривания песчаной пробки и депрессионной очистки скважин, состоящий из бурильного и депрессионного устройств и устройства для регулирования потока воздуха, отличающийся тем, что устройство для регулирования потока воздуха содержит шланг и шаровой кран, выполненные с возможностью оптимального расходования энергии депрессии, а при этом винтовой шнек, установленный в бурильное устройство, выполнен с возможностью беспрепятственной транспортировки разбуренной песчаной пробки, жидкости и шлама через корпус бурильного устройства и обратный клапан в контейнер из труб НКТ (Патент RU 131061 U1. Технологический комплекс для разбуривания и депрессионной очистки песчаной пробки. - МПК: Е21В 27/00. - 10.08.2013). Недостатками технического решения являются неэффективность использования устройства регулирования воздуха ввиду высокого коэффициента сжимаемости воздуха, что не позволяет регулировать скорость потока жидкости через депрессионное устройство на протяжении всей работы комплекса, и высокая вероятность засорения каналов для протока жидкости в бурильном и депрессионном устройстве при наличии на забое крупной фракцией шлама.
Известен скважинный комплекс для проведения беспромывочной технологии, состоящий из технологического оборудования для проведения подземного и капитального ремонта скважин, эксплуатационной колонны, насосно-компрессорных труб, базовой части, модульной части для очистки забоя и модульной части для очистки призабойной зоны пласта, отличающийся тем, что базовая часть включает технологическую компоновку гидрожелонки с перепускным клапаном с регулируемой дроссельной муфтой и трубами с возможностью регулировки скорости потока жидкости для создания депрессии и использования перепада гидростатического давления, обеспечивающего полный цикл очистки, причем модульная часть для очистки забоя содержит бурильную насадку, с возможностью фрезеровки и рыхления песчаной пробки, а модульная часть для очистки призабойной зоны пласта включает трубный щелевой фильтр, экранирующий центратор и оборудование в виде насосно-компрессорных труб, являющееся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама. (Патент RU 84048 U1. Скважинный комплекс для проведения беспромывочной технологии. - МПК: Е21В 27/00. - 27.06.2009). Данное техническое решение принято за прототип.
Основными недостатками известного технического решения, принятого за прототип, являются высокая вероятность засорения каналов для протока жидкости в бурильном и депрессионном устройстве при наличии на забое крупной фракции шлама и невозможность поддержания оптимальной скорости потока жидкости через регулируемую дроссельную муфту при различных перепадах давления на нее на протяжении всей работы комплекса.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности работы устройств депрессионной очистки скважин.
Техническим результатом является снижение времени и повышение надежности операций очистки забоя.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве депрессионной очистки скважин, состоящем из бурильного устройства, контейнера с обратным клапаном для шлама, колонны насосно-компрессорных труб, перепускного и сбивного клапанов, согласно предложенному техническому решению, между бурильным устройством и обратным клапаном контейнера расположен фильтр для сбора крупной фракции шлама, состоящий из коаксиально установленных патрубков, внутренний патрубок которого имеет щелевые отверстия и образует с внешним патрубком межтрубную приемную камеру, при этом между перепускным и сбивным клапаном установлен регулятор расхода жидкости прямого действия.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного устройства депрессионной очистки скважин, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявленное техническое решение может быть использовано на нефтедобывающих скважинах по общепринятой технологии. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
На представленной фигуре схематично показано устройство депрессионной очистки скважин.
Устройство депрессионной очистки скважин содержит последовательно спускаемые на колонне лифтовых труб 1: бурильное устройство 2, выполненное в виде механической фрезы, вращающейся от действия продольных сил колонны технологических труб, разбуривает и разрыхляет пробку; фильтр 3 для сбора крупной фракции шлама, состоящий из коаксиально установленных патрубков, внутренний патрубок которого имеет щелевые отверстия и образует с внешним патрубком межтрубную приемную камеру; обратный клапан 4; контейнер 5 для сбора шлама, состоящий из труб НКТ; перепускной клапан 6, регулятор расхода жидкости прямого действия 7; сбивной клапан 8.
Эксплуатацию устройства депрессионной очистки скважин осуществляют следующим образом.
Устройство депрессионной очистки спускается в эксплуатационную колонну 9. Скважина заполняется жидкостью для создания перепада гидростатического давления. Бурильное устройство 2 от действия продольных сил колонны технологических труб разбуривает и разрыхляет пробку. При открытии перепускного клапана происходит сбор разрыхленной пробки 10 в контейнер 5.
Процесс происходит циклично с периодическим подъемом и опусканием устройства до достижения положительного результата.
Использование регулятора расхода прямого действия позволяет:
- обеспечить постоянную скорость потока жидкости с целью создания оптимальной и безопасной величины создаваемой депрессии на эксплуатационную колонну с сохранением необходимого скоростного напора для обеспечения вымывания шлама с забоя;
- эффективно использовать потенциал создаваемой энергии за счет перепада гидростатического давления уровня жидкости.
Использование фильтра 3 позволяет поднимать с забоя скважины крупные фракции шлама, исключая вероятность засорения узких каналов в обратном клапане 4, перепускном клапане 6, регуляторе расхода 7.
После окончания очистки забоя производят извлечение устройства из скважины.