УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБУРИВАНИЯ УПЛОТНЕННОЙ ПРОБКИ В СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для разбуривания уплотненных пробок в скважине.
В отечественной практике при разбуривании уплотненных пробок, в частности песчаных или проппантовых, используют различные механические или гидравлические роторы, посредством которых осуществляется вращение спущенных в аварийную скважину колонны труб, например, бурильные трубы, насосно-компрессорные трубы, стальные бурильные трубы, с породоразрушающим инструментом, например, фрезером, долотом и др. [Амиров А.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин - М.: Недра, 1979. - с. 26-28].
На сегодняшний день большинство скважин вступили в позднюю стадию разработки, которая характеризуется низкими устьевыми параметрами и поступлением на забой скважины пластовой воды. Применение традиционных способов разбуривания уплотненной пробки с использованием роторов или забойных двигателей, для вращения колонны труб, подразумевает глушение скважины, что на данной стадии разработки может привести к выбытию скважины из эксплуатации. Для проведения ремонта без глушения скважины можно использовать колтюбинговую установку, при этом основной проблемой является отсутствие возможности вращения гибкой трубы.
Известно устройство для удаления уплотненных пробок из скважин с помощью гидробура, спускаемого в скважину на канате [Амиров А.Д. и др. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин - М.: Недра, 1979, с. 187]. Гидробур содержит долото, желонку, плунжерный насос, плунжер, корпус насоса, боковой клапан, корпус желонки, шариковый клапан, центральную трубу.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность разрушения пробки, а также его габаритный размер, который не исключает возможность прихвата гидробура в скважине. По этой же причине не получится разбурить уплотненную пробку за одну спускоподъемную операцию, так как корпус желонки гидробура ограничен по объему. Еще одним недостаткам гидробура является трос, который спутывается в колонне труб и не способен передавать осевое усилие на инструмент.
Известна желонка для очистки забоя скважины, содержащая переводники, контейнер, обратный клапан, центрирующую воронку [RU 136079 Ul, Е21В 27/00 (2006.01), Е21В 37/00 (2006.01), опубл. 27.12.2013].
Недостатком известного устройства является то, что оно не эффективно для разбуривания уплотненных пробок, а спуск его проводится исключительно на колонне насосно-компрессорных труб.
Задачей полезной модели является создание устройства, которое обеспечит разбуривание уплотненной пробки в скважине, с возможностью преобразования осевой нагрузки трубы во вращательное движение породоразрушающего инструмента.
Технический результат создания полезной модели заключается в обеспечении возможности создания устройства, предназначенного для разбуривания уплотненной пробки в скважине, в том числе в труднодоступной местности, при условии преобразования осевой нагрузки трубы во вращательное движение породоразрушающего инструмента.
Технический результат достигается тем, что устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине содержит последовательно соединенные средство приложения осевой силы, винтовой несамотормозящий механизм и породоразрушающий инструмент, винтовой несамотормозящий механизм содержит ведущее звено - полый цилиндрический вал, соединенный со средством приложения осевой силы и ведомое звено - полый цилиндрический корпус, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом в нижней части полого цилиндрического корпуса закреплен породоразрушающий инструмент.
Существует вариант, в котором указанное средство приложения осевой силы представляет собой колонну насосно-компрессорных труб.
Существует также вариант, в котором указанное средство приложения осевой силы представляет собой колонну бурильных труб.
Возможен вариант, в котором указанное средство приложения осевой силы представляет собой гибкую трубу.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине, в котором показано расположение полого цилиндрического вала в крайнем верхнем положении.
На фиг. 2 схематично изображено устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине, в котором показано расположение полого цилиндрического вала в крайнем нижнем положении.
Устройство для разбуривания уплотненной пробки в скважине (фиг. 1 и фиг. 2) содержит последовательно соединенные средство приложения осевой силы 1, винтовой несамотормозящий механизм 2 и породоразрушающий инструмент 3.
Винтовой несамотормозящий механизм 2 содержит (фиг. 1) ведущее звено - полый цилиндрический вал 4, соединенный со средством приложения осевой силы 1, например, колонной НКТ, или колонной бурильных труб, или гибкой трубой, посредством муфты 5 и ведомое звено - полый цилиндрический корпус 6, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси. Полый цилиндрический вал 4 и полый цилиндрический корпус 6 представляют собой винтовую пару.
При этом на наружной поверхности полого цилиндрического вала 4 выполнены ограничители хода 7 и 8, которые предназначены для ограничения хода полого цилиндрического вала 4 от осевого перемещения вверх или вниз. В средней части наружной поверхности полого цилиндрического вала 4 выполнены витки 9. Внутренняя полость 10 полого цилиндрического вала 4 служит для обеспечения циркуляции промывочной жидкости при разбуривании уплотненной пробки (на фиг. не показано).
В верхней и нижней частях полого цилиндрического корпуса 6 размещены уплотнительные кольца 11 и 12. В средней части внутренней поверхности полого цилиндрического корпуса 6 выполнены витки 13. Внутренняя полость 14 полого цилиндрического корпуса 6 заполнена смазкой, например, солидолом.
В нижней части полого цилиндрического корпуса 6 закреплен посредством переводника 15 породоразрушающий инструмент 3.
В качестве винтового несамотормозящего механизма 2 могут быть использованы винтовые передачи с малым трением скольжения или винтовые передачи качения.
Устройство работает следующим образом.
В аварийную скважину, до головы уплотненной пробки, например, песчаной или проппантовой, спускают устройство, например, с помощью передвижного подъемного агрегата с использованием колонны НКТ в качестве средства приложения осевой силы 1.
При упоре устройства в уплотненную пробку поступательное движение средства приложения осевой силы 1 преобразуется во вращательное движение породоразрушающего инструмента 3 в качестве которого используют, например, долото.
А именно, при действии осевой силой F происходит стопорение ведущего звена - полого цилиндрического вала 4 и его поступательное перемещение вниз. Ведомое звено - полый цилиндрический корпус 6 начинает вращаться, приводя во вращательное движение породоразрушающий инструмент 3.
При достижении полым цилиндрическим валом 4 крайнего нижнего положения, которое ограничивается ограничителем хода 7, производят приподъем колонны НКТ. После возвращения полого цилиндрического вала 4 в исходное положение, до упора в ограничитель хода 8, проводят повторный доспуск колонны НКТ, для продолжения технологической операции по разрушению уплотненной пробки. Причем сам породоразрушающий инструмент 3 в процессе приподъема колонны НКТ, будет продолжать вращаться, разбуривая пробку, до момента, когда силы трения о разбуриваемую поверхность не остановят его вращение. После завершения запланированных работ, производят извлечение из скважины устройства.
Возможен вариант, когда спуск устройства можно осуществить при помощи буровой установки с использованием колонны бурильных труб в качестве средства приложения осевой силы 1.
В случае проведения технологических операций с использованием буровой установки, позволяет вращать породоразрушающий инструмент без использования механического или гидравлического ротора. Роторы используют для того, чтобы провернуть колонну труб в скважинных условиях. Для этого требуется большой крутящий момент, так как необходимо преодолеть сопротивление в местах контакта колонны спускаемых труб и обсадной колонной. В некоторых случаях ротор может не выдержать и выйти из строя. Кроме этого роторы имеют большие габаритные размеры и вес, что затрудняет его доставку на скважину, особенно в труднодоступной местности. Также экономится время, которое затрачивается на монтажные работы.
Возможен также вариант, когда спуск устройства можно осуществить при помощи колтюбинговой установки с использованием гибкой трубы в качестве средства приложения осевой силы 1.
В случае проведения технологических операций с использованием колтюбинговой установки, позволяет разбуривать уплотненную пробку без глушения скважины, что благоприятно сказывается на состоянии призабойной зоны пласта ремонтируемой скважины, сокращает материальные и временные затраты на ремонт.
Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает разбуривание уплотненной пробки в скважине за счет преобразования осевой нагрузки трубы во вращательное движение породоразрушающего инструмента, что позволяет расширить арсенал технических средств, применяемых для разбуривания уплотненной пробки в скважине, особенно в труднодоступной местности.