УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ И ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при текущем и капитальном ремонтах скважин, связанных с промывкой скважин с поглощающими пластами от песчаных пробок, осадков грязи, окалины и т.д.
Известно устройство для промывки песчаных пробок (ав./св. SU №857428, МПК 7 Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №31 от 23.08.1981 г.), содержащее соединенный через муфту с колонной насосно-компрессорных труб корпус с концентрично размещенным в нем патрубком, образующим с ним кольцевую полость.
Недостатком данного устройства является то, что оно не предотвращает поглощение промывочной жидкости при очистке перфорационных отверстий фильтра от песчаной пробки. Поэтому, по мере удаления пробки из забоя и очистки фильтра возрастает интенсивность поглощения пластом промывочной жидкости и в дальнейшем прекращается циркуляция и вынос песчаной пульпы на поверхность. При этом происходит осаждение взвешенных частиц песка и грязи в стволе скважины, что приводит тяжелым аварийным ситуациям: прихвату труб, длительному простаиванию скважин в капитальном ремонте. Прекращение промывки из-за поглощения жидкости приводит к тому, что скважина остается неочищенной от пробки и вводится в эксплуатацию с малым дебитом, повышенным содержанием механических примесей в добываемой продукции или вовсе простаивает из-за невозможности удаления пробки промывкой.
Известно устройство для промывки песчаных пробок (ав./св. SU №1081334, МПК 7 Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №11 от 23.03.1984 г.), содержащее соединенный через муфту с колонной насосно-компрессорных труб корпус с концентрично размещенным в нем патрубком, образующим с ним кольцевую полость, две эластичные манжеты, установленные в верхней и нижней части корпуса, а соединительная муфта имеет радиальные каналы для сообщения кольцевой полости, образованной корпусом и патрубком, с затрубным пространством.
Недостатками данного устройства является то, что манжеты находятся в постоянном контакте со стенками скважины, в результате чего возникает трение, которое
приводит к постепенному износу манжет в процессе спуска устройства к песчаной пробке, особенно в глубоких скважинах, что приводит к снижению герметичности в процессе промывки песчаной пробки, и как следствие, к увеличению расхода промывочной жидкости в поглощающих скважинах; кроме того, в запарафиненных скважинах в процессе спуска, ввиду плотного контакта, может произойти срыв манжеты, из-за чего снижается эффективность работы устройства.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для очистки скважины от песчаной пробки (патент RU №33599, МПК 7 Е 21 В 30/00, 21/00, опубл. в БИ №30 от 27.10.2003 г.), содержащее патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, самоуплотняющуюся манжету и зажимную гайку, при этом устройство снабжено запорным элементом в виде резинового шарика с решеткой и полой цилиндрической насадкой, на внутренней поверхности которого выполнена конусная расточка, в которую установлен резиновый шарик, зафиксированный в ней решеткой, при этом полая цилиндрическая насадка соединена с нижней частью полого корпуса, причем устройство снабжено четырьмя отводами, расположенными радиально в полом корпусе и сообщающими внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки, причем устройство снабжено ограничителем, жестко соединенным с полым корпусом при помощи тяг, которые оптимальное расстояние для эффективного размыва песчаной пробки L=0,15÷0,25 метра.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, при разгрузке устройства на песчаную пробку тяги могут быть подвержены искривлению или поломке, в связи с чем может быть нарушено оптимальное расстояние для эффективного размыва песчаной пробки, а это снижает надежность работы устройства;
- в третьих, в процессе очистки скважины от песчаной пробки давление промывочной жидкости над и под самоуплотняющейся манжетой примерно равно, в результате чего в скважинах, имеющих низкое пластовое давление происходит поглощение промывочной жидкости пластами, в связи с чем прекращается вынос
размываемой песчаной пробки на поверхность, что снижает эффективность работу устройства в таких скважинах.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также повышение надежности и эффективности работы устройства в скважинах, в скважинах с поглощающими пластами, имеющими низкое пластовое давление.
Устройство для промывки и очистки скважины содержит патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, полую цилиндрическую насадку, установленную на нижнем конце полого корпуса, отводы, расположенные в полом корпусе и соединяющие внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки, самоуплотняющуюся манжету, зажимную гайку, установленную на верхнем конце полого корпуса и ограничитель, жестко соединенный с полым корпусом.
Новым является то, что сверху полый корпус удлинен и снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности полого корпуса выполнен технологический паз, состоящий из горизонтальной и вертикальной проточек, причем вертикальная проточка снизу соединена с горизонтальной проточкой, при этом сверху на наружной поверхности полого корпуса концентрично установлена подвижная втулка, соединенная сверху с колонной труб, причем подвижная втулка оснащена сквозными отверстиями и жестко закрепленным в ней пальцем, взаимодействующим с технологическим пазом полого корпуса, и ограничивающим осевое возвратно-поступательное перемещение подвижной втулки относительно полого корпуса, причем в исходном положении палец находится в вертикальной проточке технологического паза в крайнем верхнем положении, в котором радиальные отверстия полого корпуса и сквозные отверстия подвижной втулки герметично разделены между собой, а в рабочем - палец находится как в вертикальной проточке в крайнем нижнем положении, так и в горизонтальной проточке технологического паза, при этом радиальные отверстия полого корпуса и сквозные отверстия подвижной втулки сообщены между собой, причем ограничитель выполнен в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой, кроме того устройство снабжено обратным клапаном, выполненным в виде седла и заглушки, причем седло жестко закреплено в ограничителе, а заглушка установлена на полой цилиндрической насадке с возможностью осевого перемещения и взаимодействия сверху с седлом.
На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе в рабочем положении.
На фигуре 2 изображена развертка технологического паза, выполненного на наружной поверхности полого корпуса.
Устройство для промывки и очистки скважины состоит из патрубка 1 (см. фиг.1), концентрично установленного в полом корпусе 2, полой цилиндрической насадки 3, установленной на нижнем конце полого корпуса 2, отводов 4, расположенных в полом корпусе 2 и соединяющих внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка 1 с зоной образования песчаной пробки (на фиг.1 и 2 не показано). Самоуплотняющаяся манжета 5 расположена на наружной поверхности 6 полого корпуса 2 и сверху закреплена зажимной гайкой 7 навернутой на полый корпус 2.
К нижнему концу полого корпуса 2 (см. фиг.1), жестко присоединен ограничитель 8, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой 9, при этом оптимальное расстояние, установленное в ходе практических исследований от нижнего конца полой цилиндрической насадки 3 до зоны образования песчаной пробки для эффективного размыва песчаной пробки составляет L=0,15÷0,25 метра.
Полый корпус 2 выше зажимной гайки 7 удлинен и снабжен радиальными отверстиями 10, ниже которых на наружной поверхности полого корпуса 2 выполнен технологический паз 11 (см. фиг.2), состоящий из вертикальной 12 и горизонтальной 13 проточек, причем вертикальная проточка 12 снизу соединена с горизонтальной проточкой 13. На наружной поверхности полого корпуса 2 (см. фиг.1) концентрично установлена подвижная втулка 14, соединенная сверху с колонной труб 15.
Подвижная втулка 14 имеет сквозные отверстия 16 и оснащена, жестко закрепленным в ней пальцем 17, взаимодействующим с технологическим пазом 11 полого корпуса 2.
Кроме того палец 17, находясь в вертикальной проточке 12 технологического паза 11 полого корпуса 2 ограничивает осевое возвратно-поступательное перемещение подвижной втулки 14 относительно полого корпуса 2.
В исходном положении палец 17 находится в вертикальной проточке 12 технологического паза 11 в крайнем верхнем положении, в котором радиальные отверстия
10 полого корпуса 2 и сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 герметично разделены между собой. В рабочем положении палец 17 находится как в крайнем нижнем положении вертикальной проточки 12, так и в горизонтальной проточке 13 технологического паза 11, при этом радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 сообщены между собой.
Устройство снабжено обратным клапаном 18, выполненным в виде седла 19 и заглушки 20, причем седло 19 жестко закреплено в ограничителе 8, а заглушка 20 установлена на полой цилиндрической насадке 3 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия сверху с седлом 19.
Несанкционированные перетоки жидкости исключаются посредством уплотнительных колец 21.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе (см. фиг.1) на колонне труб 15 (например, колонне насосно-компрессорных труб) спускают в скважину, при этом устройство находится в исходном состоянии (на фиг.1 и 2 не показано), при этом палец 17 находится в вертикальной проточке 12 технологического паза 11 в крайнем верхнем положении, в котором радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 герметично разделены между собой посредством уплотнительных колец 21.
Спуск устройства продолжают до взаимодействия зубчатой коронки 9 ограничителя 8 с песчаной пробкой в скважине.
Затем разгружают колонну труб 15 на песчаную пробку, подлежащую очистке (контроль ведут по индикатору весе, установленному на устье скважины), а затем поворачивают колонну труб 15 по часовой стрелке на угол больший длины развертки горизонтальной проточки 13 (см. фиг.2) вертикального паза 11, при этом зубчатая коронка 9 ограничителя 8 фиксирует устройство относительно песчаной пробки, а устройство принимает рабочее положение, при этом палец 17 сначала смещается в крайнее нижнее положение вертикальной проточки 12, а затем перемещается до упора по горизонтальной проточке 13 технологического паза 11, при этом радиальные отверстия 10 (см. фиг.1) полого корпуса 2 и сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 сообщаются между собой.
Затем начинают закачивать промывочную жидкость в межколонное пространство скважины (на фиг.1 и 2 не показано). Под действием давления закачки воротник самоуплотняющейся манжеты 5, установленной на наружной поверхности 6 полого корпуса 2, и закрепленной сверху зажимной гайкой 7 навернутой на полый корпус 2 прижимается к внутренним стенкам скважины и герметизирует пространство между устройством и скважиной ниже самоуплотняющейся манжеты 5.
В результате этого поток жидкости из межколонного пространства скважины через совмещенные между собой радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 сначала попадает в кольцевое пространство между патрубком 1 и полым корпусом 2, откуда через полую цилиндрическую насадку 3 попадает на песчаную пробку (на фиг.1 и 2 не показано), размывая ее. Размытая потоком жидкости песчаная пробка в виде водопесчаной смеси поднимается из зоны образования песчаной пробки, приподнимая заглушку 20 относительно седла 19 (обратный клапан 18 открывается). Далее водопесчаная смесь поступает в отводы 4, а затем внутрь патрубка 1 и по колонне труб 15 выносится на дневную поверхность, что означает появление циркуляция жидкости.
По мере размыва песчаной пробки колонну труб 15 опускают вниз, а при необходимости (в зависимости от высоты песчаной пробки) наращивают, при этом закачку промывочной жидкости в межколонное пространство скважины продолжают. Размыв песчаной пробки продолжается до тех пор, пока визуально не сократится поток вымываемой из скважины водопесчаной смеси или же циркуляция прекратится вообще. Это означает что, размыв песчаной пробки достиг пласта в скважине, который начал поглощать промывочную жидкость и поэтому давление в устройстве уже не обеспечивает подъем, находящейся в колонне труб 15 водопесчаной смеси на поверхность.
Горизонтальная проточка 13 (см. фиг.2) вертикального паза 11 предохраняет от возможных перемещений полый корпус 2 относительно подвижной втулки 10 ведущих к разобщению между собой радиальных отверстий 10 полого корпуса 2 и сквозных отверстий 16 подвижной втулки 14 в процессе промывки и очистки скважины.
Для удаления водопесчаной смеси, находящейся в патрубке 1 (см. фиг.1) и внутри колонны труб 15, сначала поворачивают колонну труб 15 против часовой стрелки на длину большую длины развертки горизонтальной проточки 13, а затем приподнимают с
устья скважины колонну труб 15 вверх на высоту большую длины вертикальной проточки 12 технологического паза 11, при этом палец 17, сначала по горизонтальной проточке 13 (см. фиг.2) перемещается в крайнее нижнее положение вертикальной проточки 12, а при последующем подъеме попадает в крайнее верхнее положение вертикальной проточки 12 технологического паза 11, при этом подвижная втулка 14 соединенная с колонной труб 15 (см. фиг.1) поднимается вверх относительно полого корпуса 2, а устройство принимает исходное положение, в котором радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 герметично разделяются между собой.
Подачей промывочной жидкости в межколонное пространство скважины через сквозные отверстия 16 подвижной втулки 14 и образовавшийся зазор между торцами подвижной втулки 14 и полого корпуса 2 и далее через нижний торец колонны труб 15 вымывают, находящуюся в колонне труб 15 водопесчаную смесь на поверхность, при этом обратный клапан 18 закрывается, то есть заглушка 20 садится на седло 19, исключая обратное попадание водопесчаной смеси на песчаную пробку. Далее поднятую на поверхность водопесчаную смесь отводят в желобную емкость или амбар (на фиг.1 и 2 не показано).
При необходимости дальнейшей промывки и очистки скважины весь цикл, описанный выше, повторяют. По окончании промывки и очистки скважины устройство извлекают из скважины.
Предлагаемое устройство для промывки и очистки скважины имеет простую конструкцию и более прочный ограничитель, кроме того, оно эффективно в работе, особенно в скважинах, имеющих поглощающие пласты, благодаря отсечению последних с последующим вымыванием водопесчаной смеси из колонны труб, в связи с чем сокращается время на очистку скважины происходит экономия финансовых и материальных затрат.