УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для обработки призабойной зоны скважины, очистки ее мгновенными импульсами давления при освоении нефтяных и газовых скважин.
3
Известно "Устройство для обработки призабойной зоны скважины" (см. авт.св. №794199, МКИ Е21В 43/18, 26.12.78 г.) включающая корпус с каналами, концентрично размещенные в нем дифференциальную втулку и подпружиненные дифференциальный поршень и обратный клапан.
Это устройство имеет следующий недостаток: для осуществления обработки необходима компрессорная установка высокого давления, что снижает эффективность обработки.
Известно "Устройство для обработки призабойной зоны скважины" (патент №2162145 Е21В 43/25, 28/00 опубл. Бюлл. №2 от 20.01.2001 г.) содержащее полый корпус с выхлопными каналами, подпружиненную втулку, подпружиненный тарельчатый обратный клапан с осевым каналом, толкатель.
Недостатками данного устройства являются:
- наличие отдельной пружины для перемещения втулки вниз,
- применение специального штифта для ограничения перемещения втулки вниз,
- наличие в седле клапана осевого и продольного каналов.
Целью данного предложения является повышение надежности работы установки за счет упрощения конструкции. Эта цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве исключена пружина, перемещавшая втулку вниз, изменен способ ограничения перемещения втулки вниз, в седле клапана оставлен только осевой канал.
С этой целью пружина толкателя применяется и для перемещения втулки вниз, толкатель в верхней части снабжен кольцевым выступом, втулка выполнена в виде стакана со сливными окнами на боковой поверхности и осевым каналом в донной части. В осевом канале донной части втулки концентрично размещен толкатель, выполненный в виде ступенчатого стержня, меньшая ступень которой телескопически соединена с осевым каналом донной части втулки, большая ступень которой телескопически соединена с осевым каналом обратного клапана.
На Фиг.1 изображено Устройство для обработки призабойной зоны скважины (далее устройство).
Устройство содержит корпус 1 с полостью 2 и внутренней цилиндрической поверхностью 3 между верхней 4 и нижней 5 перегородками. В верхней перегородке 4 корпуса 1 выполнен кольцевой выступ 6 и резьбовая поверхность 7 для крепления устройства к колонне подъемных труб(на Фиг.1 не показана). В нижней перегородке 5 корпуса 1 выполнены кольцевой выступ 8, осевой канал 9, коническая поверхность 10.
В корпусе 1, выполнены радиальные сливные окна 11. Между перегородками 4 и 5 корпуса 1 с возможностью продольного перемещения размещена втулка 12, снабженная поперечиной 13 с осевым каналом 14, цилиндрической поверхностью 15 и дополнительной поверхностью 16. В осевом канале 14 поперечины 13 с возможностью продольного перемещения размещен толкатель 17, с верхним кольцевым выступом 18 и цилиндрическими поверхностями меньшего 19 и, большего 20 диаметров, верхним 21 и нижним 22 кольцевыми упорами. С конической поверхностью 10 корпуса 1 контактирует тарельчатый клапан 23 с осевым каналом 24 и торцовой поверхностью 25. Между тарельчатым клапаном 23 и нижним кольцевым упором 22 толкателя 17 размещена пружина 26.
Принцип работы устройства при закачке промывочной жидкости в полость труб. Промывочная жидкость из полости труб поступает в полость 2 корпуса 1. В исходном положении сливные окна 11 корпуса 1 перекрыты цилиндрической поверхностью 15 втулки 12, осевой канал 9 в нижней перегородке 5 закрыт клапаном 23, усилием пружины 26. Пружина 26, нижней торцовой поверхностью контактирует с нижним кольцевым упором 22 толкателя 17, который верхним кольцевым выступом 18 опирается на верхнюю часть поперечины 13, которая взаимодействует с нижним кольцевым выступом 8 корпуса 1. При закачке, промывочная жидкость из полости труб поступает в полость 2 корпуса 1. При отсутствии выхода жидкости в затрубное пространство скважины из-за перекрытия сливных окон 11 осевого канала 9 в корпусе 1, в полости 2 начинается рост давления жидкости. Давление жидкости в полости 2 корпуса 1 передается на торцовую поверхность 25 клапана 23, который на конической поверхности 10 нижней перегородки 5 удерживается усилием пружины 26. При давлении промывочной жидкости меньше определенного значения сила, действующая на торцовую поверхность 25 клапана 23 от гидравлического давления не может преодолеть силу пружины 26, поэтому осевой канал 9 в нижней перегородке закрыт тарельчатым клапаном 23. При повышении давления промывочной жидкости в полости 2 корпуса 1, сила действующая на торцовую поверхность тарельчатого клапана 23 от гидравлического давления промывочной жидкости преодолевает силу пружины 26 и перемещает клапан 23 вниз. Между клапаном 23 и конической поверхностью 10 нижней перегородки 5 образуется зазор, через который поток жидкости из полости 2 корпуса 1 устремляется в затрубное пространство. Давление в полости 2 корпуса 1 уменьшается и клапан возвращается в исходное закрытое положение. При продолжении закачки промывочной жидкости циклы повышения давления и сброса жидкости повторяются с определенной периодичностью.
Принцип работы устройства при закачке промывочной жидкости в затрубное пространство.
Устройство находится в исходном положение. Сливные окна 11 корпуса 1 перекрыты цилиндрической поверхностью 15 втулки 12, осевой канал 9 нижней перегородки 5 закрыт подпружиненным клапаном 23. Закачка промывочной жидкости в затрубное пространство и невозможность ее выхода через полость 2 корпуса 1 в трубы способствует росту давления жидкости в затрубном пространстве. Давлением промывочной жидкости клапан 23 прижимается к конической поверхности 10 корпуса 1 с силой пропорциональной ее величине. Подпружиненный толкатель 17 имеет возможность продольного перемещения вверх в осевом канале 24 клапана 23 и осевом канале 14 поперечины 13, но удерживается в нижнем положении силой пружины 26. Давление промывочной жидкости в затрубном пространстве через толкатель 17 передает на пружину 26 усилие, прямо пропорциональное площади сечения цилиндрической поверхности большего диаметра и величине избыточного давления между затрубным пространством и полостью 2. При определенном значении избыточного давления сила действующая на нижнюю торцовую поверхность толкателя 17, преодолевая сопротивление пружины 27, перемещает толкатель 17. При движении толкателя 17 верхний кольцевой упор 21 перемещается вверх от поперечины 13 втулки 12. Одиночное движение толкателя 17 вверх продолжается до контакта толкателя 17 кольцевым выступом 20 с нижней частью поперечины 13 втулки 12. Дальнейшее движение толкателя 17 вверх происходит вместе со втулкой 12, которая перемещается вдоль сливных окон 11 корпуса 1. При этом верхний кольцевой упор 21 находится на неизменном расстоянии от поперечины 13 втулки 12. Движение втулки 12 вдоль сливных окон 11 вверх происходит медленно пропорционально росту давлению промывочной жидкости в затрубном пространстве до тех пор, пока нижняя часть цилиндрической поверхности 15 втулки 12 на мгновение не приоткроют при перемещении сливные окна 11 корпуса 1. Давление промывочной жидкости начнет действовать и на дополнительную поверхность 16 втулки 12, которая резко перемещается вверх, не встречая никакого сопротивления своему движению, мгновенно открывает сливные окна 11 корпуса 1. Промывочная жидкость из затрубного пространства 27 устремляется в полость 2 корпуса 1 и трубы резко снижая давление в затрубном пространстве. После снижения давления в затрубном пространстве усилием пружины 26 толкатель 17 верхним кольцевым упором 21 захватывает втулку 12 за перекладину 13 и перемещает втулку 12 вниз до упора в кольцевой выступ 8. При этом перекрываются сливные окна 11 корпуса 1. При продолжении закачки промывочной жидкости циклы повышения давления и сброса жидкости повторяются с определенной периодичностью.