Устройство для очистки забоя и промывки ствола скважины
DEVICE FOR CLEANING THE BOTTOM AND FLUSHING THE WELLBORE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при капитальном и текущем ремонте скважин, связанном с очисткой их забоя от песчаных и проппантовых пробок и промывкой ствола скважин.
Известно устройство для промывки забоя скважины, содержащее цилиндрический корпус с полостью, упорным кольцом и клапаном. Цилиндрический корпус имеет возможность присоединения к трубной колонне, при этом в упорном кольце корпуса выполнены гидромониторные каналы для гидравлического сообщения полости цилиндрического корпуса с затрубным пространством. Половина окружности нижнего торца цилиндрического корпуса выполнена в виде пилообразного рыхлителя, а другая половина оснащена косым срезом. В упорном кольце корпуса со стороны косого среза эксцентрично оси корпуса выполнено отверстие. В полости корпуса напротив отверстия установлен клапан, пропускающий снизу вверх и выполненный в виде клапанной клетки с шаром, установленным в отверстие упорного кольца (патент РФ №2529067, МПК Е21В 21/00, опубликован 27.09.2014 г.).
Недостатком известного устройства является необходимость вращения колонны труб для разрушения твердых отложений, отсутствие возможности изменения режима истечения жидкости в зависимости от промывки рыхлой или более плотной пробки, а также необходимость переключения направления промывки на обратное для удаления продуктов разрушения.
Известно устройство для промывки забоя скважины, содержащее корпус, заглушку с боковыми отверстиями, наконечник и возвратную пружину. Наконечник прикреплен к нижней части кожуха, установленного на корпусе с возможностью перемещения относительно последнего, возвратная пружина установлена между корпусом и кожухом. Снизу возвратная пружина опирается на упорное кольцо, установленное на внутреннем буртике кожуха, а сверху - в наружный выступ корпуса. Над наконечником расположено седло для взаимодействия с заглушкой, соединенной с корпусом. Во внутреннем канале заглушки закреплена трубка, верхний конец которой выполнен глухим, а в боковой стенке выполнены радиальные каналы, сообщающие внутреннюю полость трубки с полостью корпуса. Нижний конец трубки оснащен гидромониторной насадкой (патент РФ №2668100, МПК Е21В 37/00, опубликован 26.09.2018 г.).
Недостатком известного устройства является необходимость вращения колонны труб для разрушения наконечником твердой пробки, что очень сложно, особенно в скважинах со сложным профилем, может привести к деформации труб и вызвать различные осложнения.
Техническим результатом является повышение эффективности очистки забоя и промывки ствола скважины без необходимости вращения колонны труб.
Технический результат достигается устройством для очистки забоя и промывки ствола скважины, содержащим корпус, кожух, установленный с возможностью осевого перемещения относительного корпуса, наконечник, прикрепленный к нижней части кожуха, возвратную пружину, установленную между корпусом и кожухом, гидромониторную насадку, при этом, согласно изобретению, наконечник содержит боковые каналы, а корпус выполнен с возможностью перекрытия боковых каналов наконечника при осевом перемещении кожуха относительно корпуса, гидромониторная насадка установлена в осевом отверстии наконечника, нижняя часть наконечника снабжена торцевыми зубьями, кожух связан с корпусом при помощи штифтов, установленных в отверстиях кожуха, причем нижние части штифтов установлены в винтовых пазах, выполненных на наружной поверхности нижней части корпуса.
На фиг. 1 приведена схема устройства для очистки забоя и промывки ствола скважины, на фиг. 2 показана нижняя часть корпуса с винтовыми пазами.
Устройство для очистки забоя и промывки ствола скважины содержит корпус 1, кожух 2, установленный с возможностью перемещения относительно корпуса 1, наконечник 3, присоединенный к нижней части кожуха 2. Между корпусом 1 и кожухом 2 установлена возвратная пружина 4. В качестве возвратной пружины 4 может быть использована винтовая, кольцевая и другие виды пружин. Кольцевой зазор между корпусом 1 и кожухом 2 в верхней части уплотнен посредством втулки 5 и уплотнения 6. В верхней части установлен переводник 7 для соединения устройства с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ). Кожух 2 связан с корпусом 1 при помощи штифтов 8, установленных в отверстиях кожуха 2. Нижние части штифтов 8 установлены в винтовых пазах 9, выполненных на наружной поверхности нижней части корпуса 1 (фиг. 2). Количество пазов 9 совпадает с количеством штифтов 8. Наконечник 3 содержит боковые каналы 10 и осевое отверстие 11, в котором установлена гидромониторная насадка 12. Нижняя часть наконечника 3 снабжена торцевыми зубьями 13.
Устройство для очистки забоя и промывки ствола скважины работает следующим образом.
Устройство соединяют с помощью переводника 7 с колонной НКТ (на фиг. не показана) и спускают до забоя с пробкой, которую нужно разрушить. Предусмотрены два режима работы устройства - свободная промывка (при рыхлом забое) и усиленная промывка (при наличии твердой проппантовой или песчаной пробки). При промывке рыхлого забоя возвратная пружина 4 находится в разжатом состоянии. В НКТ нагнетают промывочную жидкость, которая по проходному каналу 14 устройства, далее через боковые каналы 10 и гидромониторную насадку 12 попадает на пробку. Подъем промывочной жидкости с размытым шламом происходит через межтрубное пространство (на фиг. не показано). В случае образования в скважине твердой проппантовой или песчаной пробки, проходка, как правило, прекращается. Разгрузку колонны НКТ на устройство увеличивают, в результате чего наконечник 3 с кожухом 2, сжимая возвратную пружину 4, перемещается вверх относительно корпуса 1. Боковые каналы 10 наконечника 3 перекрываются нижней частью корпуса 1, и промывочная жидкость выходит с увеличенной скоростью через гидромониторную насадку 12 и разрушает твердую песчаную или проппантовую пробку. При перемещении кожуха 2 вверх относительно корпуса 1 одновременно происходит вращение кожуха 2 с наконечником 3 вокруг корпуса 1, штифты 8 при этом перемещаются по винтовым пазам 9 корпуса 1. Происходит механическое разрушение пробки за счет проворота наконечника 3. Таким образом, за счет проворота наконечника 3, а также наличия торцевых зубьев 13 на конце наконечника 3 и выхода жидкости с увеличенной скоростью через гидромониторную насадку 12, установленную в осевом отверстии 11 наконечника 3, повышается эффективность разрушения твердой пробки и очистки забоя скважины. По мере размыва песчаной или проппантовой пробки, нагрузка на устройство уменьшается, и возвратная пружина 4 возвращает наконечник 3 в исходное положение. Боковые каналы 10 открываются, скорость потока уменьшается, объем прокачки увеличивается. Промывочная жидкость с продуктами разрушения поднимается через межтрубное пространство на поверхность, очищая ствол скважины от шлама.
Таким образом, повышается эффективность очистки забоя и промывки ствола скважины без необходимости вращения колонны труб.