КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КОЛОННЫ ПОДЪЕМНЫХ ТРУБ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ НЕЕ ГИБКОГО ЭЛЕМЕНТА

Предложение относится к области нефтегазодобычи и может быть использовано в обслуживании эксплуатационных скважинах.
В процессе нефтегазодобычи на стенках трубных колонн скважин, по которым движется добываемая продукция, отлагается слой отложений, которые называют обычно АСПО (асфальтены, смолы, парафины, гидраты и их смеси и т.д.), при этом сужается проходное сечение трубных колонн вплоть до полного его перекрытия, что приводит к снижению объема добьвзаемой продукции или к полному прекращению дебита скважины.
В нефтегазодобывающих скважинах с высоким содержанием АСПО возникает необходимость проводить очистку внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) очистными устройствами той или иной конструкции обычно на гибком элементе (проволока, кабель и др.) путем перемещения очистного устройства сверху-вниз и обратно на глубину отложений до 1000 метров и более, что по ряду причин может приводить к обрыву гибкого элемента, застреванию очистного устройства в колонне НКТ, осложнению дальнейшего процесса очистки скважины и как следствие уменьшению потока добываемой жидкости вплоть до образования глухой пробки и остановке скважины. Необходимость использования гибкого элемента, например, кабеля обусловлена проведением ряда исследований в скважинах, что может приводить также к его обрыву.
Известно устройство для восстановления циркуляции в нефтегазоконденсатодобывающей скважине, содержащее корпус с осевым каналом и резьбовым элементом в верхней части для соединения с колонной труб и гидромеханический очиститель, выполненный в виде скребковых элементов, установленных на корпусе, при этом скребковые элементы выполнены в виде, по меньшей мере, двух очистных головок с режущими ножами на наружной поверхности, установленных с возможностью свободного вращения в противоположные стороны одна относительно другой в потоке жидкости, режущие ножи имеют эвольвентный профиль, а в верхней части очистной головки и в нижней части нижней очистной головки - режущие буртики (RU 2010944, 1994).
Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет вести только очистку колонны подъемных труб, но не предназначено для извлечения из нее гибкого элемента.
Известен ловитель гибкого элемента, предназначенный для использования в нефтегазодобывающей промышленности для извлечения из скважин оборванного гибкого элемента, например, кабеля, троса или проволоки для повышения эффективности ловильных работ в наклонных скважинах. Известный ловитель содержит корпус, который имеет на верхнем конце эксцентричную резьбу для подсоединения к колонне труб, ограничитель, эксцентрично укрепленный на корпусе, и направляющий стержень с зубьями. Эксцентриситеты присоединительной резьбы и ограничителя находятся с одной стороны, а направляющий стержень присоединен к корпусу с противоположной стороны. Образовавшиеся петли гибкого элемента подхватываются зубьями в момент подъема ловителя из скважины (RU 2016187, 1994).
Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет осуществлять только извлечение гибкого элемента, но не предназначено для очистки колонны подъемных труб от отложений.
Техническим результатом предложенного технического решения является сокращение затрат времени за счет создания и использования универсального средства, позволяющего одновременно вести очистку колонны подъемных труб от отложений и извлекать оборванный гибкий элемент.
Технический результат достигается тем, что комбинированное устройство для очистки колонны подъемных труб и извлечения из нее гибкого элемента содержит корпус, связанный в нижней части с захватным модулем гибкого элемента, присоеданительный элемент в верней части корпуса для соединения с узлом осевого перемещения устройства, и установленную на корпусе с возможностью свободного вращения, по крайней мере, одну, очистную головку.
В частном случае захватный модуль гибкого элемента может быть выполнен, предпочтительно, в виде двух или трех направляющих стержней с зубьями на внутренней поверхности. Возможно наличие четырех направляющих стержней с зубьями на внутренней поверхности. Направляющие стержни захватного модуля обычно расположены равномерно (на равном удалении друг от друга). В другом частном случае захватный модуль гибкого элемента может иметь конструкцию, например, в виде одного стержня с зубьями на наружной поверхности (так называемый ерш). Возможно применение известного ловителя в качестве захватного модуля гибкого элемента.
Также в одном из частных случаев узел осевого перемещения устройства может быть выполнен в виде переходника-груза, связанного гибким элементом с лебедочным подъемником или в виде колонны штанг или труб, предназначенной для спуска-подъема устройства.
В другом случае корпус устройства может иметь сквозной осевой канал, причем этот канал в нижней части обычно имеет сопловой выход, а узел осевого перемещения устройства, предпочтительно, выполнен в виде колонны труб, предназначенной для спуска-подъема устройства и подачи очистного агента.
При этом конструкция устройства во всех частных случаях позволяет также выполнить узел осевого перемещения устройства в виде переходника-груза, связанного с колонной штанг, предназначенной для спуска-подъема устройства или в виде переходника-груза, связанного гибким элементом с лебедочным подъемником.
Примером возможности реального воплощения предложения в части использования рабочих головок может служить информация, раскрытая в RU 2147064, 2000.
Аналогично в случае наличия двух рабочих головок, они могут быть выполнены таким образом, что их принудительное вращение под действием обратного потока очистного агента может осуществляется в одну сторону, либо в другом случае - в противоположные стороны (разнонаправлено). Разнонаправленное вращение рабочих головок обеспечивается за счет соответствующего расположения на них режущих элементов, например, как описано в RU 2010944,1994.
Предложенное устройство поясняется графическими изображениями.
На фиг. 1 показан продольный разрез устройства. На фиг. 2 - то же при наличии в корпусе устройства сквозного осевого канала с сопловым выходом в нижней части и выполнении узла осевого перемещения устройства в виде колонны труб, предназначенной для спуска-подъема устройства и подачи очистного агента.
Устройство (фиг. 1) включает корпус 1, связанный, например, резьбовым соединением в нижней части с захватным модулем 2 гибкого элемента. Захватный модуль 2 гибкого элемента может быть выполнен, предпочтительно, в виде двух или трех направляющих стержней с зубьями на внутренней поверхности.
В верхней части корпуса 1 имеется присоединительный элемент 3 для соединения с узлом 4 осевого перемещения устройства. На корпусе 1 установлена с возможностью свободного вращения, по крайней мере, одна, очистная головка 5. Свободное вращение очистной головки 5 достигается, например, при помощи подшипников 6 качения.
Захватный модуль 2 в одном из конкретных воплощений, приведенных на фиг. 1,2, выполнен в виде двух направляющих стержней с зубьями 7 на внутренней поверхности.
Возможно наличие у захватного модуля 2 гибкого элемента трех или четырех направляющих стержней с зубьями 4 на внутренней поверхности. Направляющие стержни, обычно расположены равномерно (на равном удалении друг от друга). В других частных случаях захватный модуль 2 гибкого элемента может иметь известные конструкции (см. «Ловильный инструмент, применяемый при аварийных работах в нефтедобывающей промышленности». Обзор зарубежной литературы, ВНИИОЭНГ, Москва, 1966, с. 50, 51).
Узел 4 осевого перемещения устройства может быть выполнен в виде переходника-груза, связанного гибким элементом с лебедочным подъемником (не показаны) или в виде колонны штанг (труб), предназначенной для спуска-подъема устройства (не показаны).
Возможный частный случай выполнения устройства (фиг. 2) предполагает наличие в корпусе 1 сквозного осевого канала 8, в нижней части которого имеется сопловой выход 9. Узел 4 осевого перемещения устройства, как правило, используется в виде колонны труб, поскольку в этом случае дополнительно используется гидромониторный эффект от подачи с поверхности очистного агента для разрушения и очистки колонны подъемных труб (НКТ).
Устройство работает следующим образом. Собранное устройство спускают в колонну НКТ, когда требуется извлечь, например, оборванную проволоку и одновременно произвести очистку НКТ от отложений. Причем спуск устройства может быть осуществлен при загерметизированном устье скважины во встречном потоке добываемой продукции скважины (фиг. 1), либо с одновременной подачей по колонне труб подаваемого с поверхности очистного агента (фиг. 2). При встрече устройством оборванной проволоки (обычно она располагается в виде некоего спутанного мотка, пучка, разноразмерных колец) направляющие стержни захватного модуля 2 гибкого элемента внедряются (проникают) в оборванную проволоку и при подъеме устройства зубьями 7 подхватывают ее спутанный моток, пучек, разноразмерные кольца. Поскольку поперечные размеры НКТ постоянны, происходит затяжка и плотный контакт проволоки с зубьями 7 захватного модуля 2 гибкого элемента. В местах контакта проволоки с зубьями 7 происходит изгиб проволоки и ее скольжение относительно зубьев 7 прекращается. Перемещением устройства вверх происходит его извлечение на поверхность, а вместе с ним и извлечение на поверхность оборванного гибкого элемента, зажатого (заклиненного) в захватном модуле 2 гибкого элемента.