УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТА

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны продуктивного пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений.
Известно «Устройство для очистки скважины» (Патент РФ №2068079, МКИ 6 Е 21 37/00, 21/00, 1996), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, причем шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, срезные и уплотнительные элементы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является «Устройство для очистки скважины» (Патент РФ №2186947, МКИ 7 Е 21 37/00, 2002). Устройство состоит из полого штока, выполненного с двумя рядами радиальных каналов, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой и в исходном положении перекрытых подпружиненной втулкой с цилиндрической выборкой внутри. Шток соединен с расширяющим конусом пакера. Корпус имеет обратный клапан и хвостовик и соединен с расширяющим конусом пакера. Полый шток имеет сбивной клапан. В исходном положении расширяющий конус соединен с корпусом и полым штоком срезными элементами. В рабочем положении расширяющий конус взаимодействует с выступом корпуса, а полый шток - с выступом расширяющего конуса.
Как аналогу, так и прототипу присущи общие недостатки конструкции, а именно:
- сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей и недостаточная ее жесткость;
- низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством НКТ (насосно -компрессорных труб) произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка устройства, в результате чего НКТ будут заполнены скважинной жидкостью, а не загрязнениями из пласта и пластовой жидкостью;
- устройство позволяет достичь временного эффекта, т.к. после его подъема вместе с пакером, загрязнения, находящиеся в стволе скважины, будут опять входить в поры и каналы продуктивного пласта и снижать его проницаемость.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание устройства с относительно низкими эксплуатационными затратами и с расширенными функциональными возможностями.
Техническая задача решается предлагаемым устройством содержащим полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы, при этом корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами.
Новым является то, что полый шток дополнительно оснащен обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещаться вверх и зафиксированной срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с заглушкой и расширяющим конусом, радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом.
На чертеже изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.
Устройство для очистки скважины, содержащее полый шток 1 с кольцевым выступом 2 на внутренней поверхности в нижней его части и перегородками 3 и 4 с отверстиями 5 в верхней его части, с обратным клапаном 6 полого штока 1, корпус 7 с хвостовиком 8, пакер 9 с расширяющим конусом 10, обратный клапан 11 (шар) с седлом 12, герметично установленньм в верхней части расширяющего конуса 10, и уплотнительные элементы 13 и 14 Корпус 6 соединен с расширяющим конусом 10 с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером 9 снизу. Полый шток 1 и хвостовик 8 выполнены с радиальными каналами 15 и 16 соответственно. Полый шток 1 и корпус 7 в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами 17 и 18. Полый шток 1 дополнительно оснащен технологической заглушкой 19, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной срезным винтом 20. Седло 12 обратного клапана 11 и кольцевой выступ 2 в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологической заглушкой 19 и расширяющим
конусом 10. Радиальные каналы 15 полого штока 1 расположены в исходном положении между расширяющим конусом 10 и кольцевым выступом 2.
Длину хвостовика 8 берут из расчета, чтобы радиальные отверстия 16 находились ниже перфорационных отверстий 21 продуктивного пласта 22 скважины 23, а пакер 9 -выше перфорационных отверстий 21.
Работает устройство следующем образом.
Устройство в собранном виде на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 24 спускают в скважину до упора хвостовиком 8 на забой скважины 23.
Затем инструмент разгружают, в результате чего разрушаются срезные элементы 17 и расширяющийся конус 10 опускается вниз, растягивает и прижимает пакер 9 к стенкам скважины 23, разобщая тем самым внутрискважинное пространство выше продуктивного пласта 2 2. При дальнейшей разгрузке инструмента разрушается срезной элемент 18, полый шток 1 движется вниз и упирается поперечным выступом 2 в верхнюю часть расширяющегося штока 10. В это время седло обратного клапана 12 упирается в технологическую заглушку 19, перемещая ее вверх, при этом срезается срезной элемент 20 и технологическая заглушка 19 открывает доступ жидкости в полый шток 1. В это время происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ 24 через обратный клапан 6 с пространством под пакером 9, а так как внутри НКТ 24 давление атмосферное, на пласт 22 создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта 22, с забоя и со стенок скважины 23 через хвостовик 8, расширяющийся конус 10, обратные клапаны 11 и 6 поступает в НКТ 24. Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости пласта и степени его загрязненности, его определяют экспериментальным путем) колонну НКТ 24, а с ней и полый шток 1 поднимают на расчетную высоту, при этом под действием столба жидкости, находящегося выше обратного клапана 6, последний закрывается, пространства над и под пакером 9 разобщаются и имплозионное воздействие на пласт 22 прекращается. Благодаря тому, что обратный клапан 6 перекрывает пространства над и под пакером 9, все загрязнения из скважины 23 находятся внутри полого штока 1 и НКТ 24.
После завершения операции по очистке скважины 23 на колонне НКТ 24 извлекается полый шток 1 с обратным клапаном 6, остальные детали остаются в скважине 23.
Депрессию на пласт можно регулировать путем заливки расчетного объема жидкости в НКТ.
Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию скважины в обычном порядке.
При необходимости повторной очистки скважины, из нее извлекают насос и на НКТ спускают полый шток 1 с обратным клапаном 6, технологической заглушкой 19, зафиксированной срезным винтом 20. Полый шток 1 входит в верхнюю часть расширяющегося штока 10, седло обратного клапана 12 упирается в технологическую заглушку 19, перемещая ее вверх, во время перемещения которой срезается срезной элемент 20 и обратный клапан 6 открывается. В это время происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и НКТ 24 с пространством под пакером 9. А так как внутри НКТ 24 давление атмосферное, на пласт 22 создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта 22, с забоя и со стенок скважины 23 через хвостовик 8, расширяющийся конус 10, обратный клапан 11 и 6 и далее поступают в НКТ 24.
Благодаря тому, что предлагаемое устройство для очистки скважины спускается на НКТ, а не на канате, устройство найдет широкое применение в горизонтальных скважинах, оснащенных хвостовиками меньшего диаметра и скважинах с низким пластовым давлением для очистки призабойной зоны продуктивного пласта от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Обеспечиваются относительно низкие эксплуатационные затраты и расширяются функциональные возможности устройства.