УСТРОЙСТВО ДЕПРЕССИОННОЙ ОЧИСТКИ ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в качестве технологического оборудования для очистки забоя (зумпфа) скважин от шлама, песка, парафина и других посторонних и трудноизвлекаемых отложений.
Известно устройство для очистки забоя скважины (авторское свидетельство SU №2099506 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №22, 1995 г.), содержащее корпус с депрессионной камерой и клапаном-заглушкой, шламоприемную камеру, камеру с разделительным поршнем, ударным штоком со срезным штифтом и выдвижным фиксатором поршня.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, низкая наполняемость шламоприемной камеры продуктами очистки скважины из-за влияния напора столба жидкости в эксплуатационной колонне, в связи с чем снижается эффективность работы устройства.
- во вторых, устройство не обеспечивает в условиях глубоких скважин защиту обсадных труб и цементного кольца в заколонном пространстве от гидроудара в момент создания депрессии в зоне очистки, в следствие чего, при разрушении цементного кольца ослабляется крепление ствола скважины, что приводит к осложнениям, например, заколонным перетокам жидкости и загрязнению пресноводных горизонтов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство депрессионной очистки забоя скважин (патент RU №2213847 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №28 от 2003 г.), включающее депрессионную камеру с разделительным поршнем, гидравлически связанную с шламоприемной камерой, и средством перекрытия, выполненным в виде клапана-затвора, размещенного в нижней ее части, при этом оно снабжено устройством гидродинамического воздействия, выполненным в виде диффузора-конфузора и эластичного шара, установленного между разделительным поршнем, выполненным дифференциальным, и шламоприемной камерой с торцевой приемной частью, выполненной в виде трубного паука, при этом выше разделительного поршня, дополнительно, встроен клапан-пробка для сообщения внутренней полости
колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) с затрубным пространством скважины при извлечении устройства на поверхность.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, несовершенна конструкция разделительного поршня, поскольку после спуска устройства в скважину перед началом очистки забоя необходимо заполнить колонну НКТ жидкостью, что вызывает дополнительные затраты.
- во-вторых, отсутствие фильтра на приеме в шламоприемную камеру может привести к засорению решетки устройства гидродинамического воздействия, чем создается препятствие дополнительному выносу продуктов очистки с забоя скважины. Кроме того, диафрагма клапана-пробки разрушающаяся под действием избыточного давления требует высокой точности изготовления, поскольку в обратном случае она может разрушиться, не достигнув заданного значения давления. При большой депрессии на пласт возможно «залипание» эластичного шара в проходном канале устройства гидродинамического воздействия. Все вышеописанные факторы снижают эффективность работы устройства по очистке забоя скважины.
- в-третьих, сложность контроля проводимых технологических операций при депрессионной очистке забоя скважины.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства за счет с усовершенствования его конструкции с возможностью контроля проводимых технологических операций.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством депрессионной очистки забоя скважин, включающим корпус с депрессионной камерой и разделительным поршнем, гидравлически связанной с шламоприемной камерой, имеющей торцевую приемную часть, выполненную в виде трубного паука, устройство гидродинамического воздействия, средство перекрытия, выполненное в виде клапана-затвора, размещенного в нижней части шламоприемной камеры, при этом выше разделительного поршня встроен клапан-пробка для сообщения внутренней полости насосно-компрессорных труб с затрубным пространством скважины.
Новым является то, что торцевая приемная часть шламоприемной камеры внутри снабжена фильтром, выполненным в виде металлических прутьев, расположенных под различными углами, при этом устройство гидродинамического воздействия, выполнено в виде клапана, состоящего из седла и подпружиненного относительно последнего подвижного цилиндра, имеющего сквозные вертикальные пазы, сообщающие между собой депрессионную и шламоприемную камеры, причем клапан-пробка выполнен в виде сбивного клапана, разрушающегося под действием сбрасываемого с устья груза, а
разделительный поршень в транспортном положении зафиксирован относительно корпуса депрессионной камеры срезным элементом.
На фигуре 1 изображена верхняя часть устройства депрессионной очистки забоя скважин в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображена нижняя часть устройства депрессионной очистки забоя скважин в продольном разрезе.
Устройство состоит из корпуса 1 (см. фиг.1), депрессионной камеры 2, представляющей собой колонну НКТ 3, соединенную снизу с переводником 4, разделительного поршня 5, устройства гидродинамического воздействия 6, средства перекрытия, выполненного в виде клапана-затвора 7 (см фиг.2), размещенного в нижней части шламоприемной камеры 8. Разделительный поршень 5 (см. фиг.1) сверху ввернут в переводник 4, а снизу имеет окна 9 и в транспортном положении зафиксирован в корпусе 1 срезным элементом 10, при этом окна 9 перекрыты верхней частью корпуса 1 герметично посредством уплотнительных элементов 11.
Устройство гидродинамического воздействия 6, установлено между депрессионной 2 и шламоприемной 8 камерами и выполнено в виде клапана, состоящего из седла 12 и подпружиненного относительно него посредством пружины 13 подвижного цилиндра 14. Подвижный цилиндр 14 имеет сквозные вертикальные пазы 15, гидравлически сообщающие и регулирующие в рабочем положении между собой депрессионную 2 и шламоприемную 8 камеры.
Корпус 1 снизу посредством присоединительной муфты 16 соединен с устройством гидродинамического воздействия 6. Выше переводника 4 в нижней части колонны НКТ 3 размещен клапан-пробка, выполненный в виде сбивного клапана 17, который разрушается под действием сбрасываемого с устья груза (на фиг не показано) и предназначен для сообщения депрессионной камеры 2, то есть внутреннего пространства НКТ 3 с затрубным пространством скважины (на фиг. не показано). Шламоприемная камера 8 имеет торцевую приемную часть, выполненную в виде трубного паука 18 (см. фиг.2). Сверху шламоприемная камера 8 соединена с устройством гидродинамического воздействия 6 посредством муфты 19 (см. фиг.1), а снизу - посредством муфты 20 (см. фиг.2) свинчена с клапаном-затвором 7, состоящим из седла 21, затвора 22. Снизу клапан-затвор 7 соединен через муфту 23 с трубным пауком 18.
Трубный паук 18 внутри снабжен фильтром, выполненным в виде металлических прутьев 24, расположенных под различными углами.
Устройство депрессионной очистки забоя скважин работает следующим образом.
Устройство в сборе (см. фигуры 1 и 2) посредством переводника 4 соединяют с колонной НКТ 3 и спускают в скважину до упора на забой (на фигурах не показано), после чего создают осевую нагрузку вниз, то есть разгружают колонну НКТ 3 на забой, при этом разрушается срезной элемент 10 и разделительный поршень 5 (см. фиг.1) смещается вниз, до упора нижнего торца переводника 4 в верхний торец корпуса 1. Это контролируется визуально на устье скважины по изменению показаний индикатора веса (на фиг. не показано) и смещению вниз колонны НКТ 3. В результате происходит сообщение депрессионной 2 и шламоприемной 8 камер.
Под действием перепада давления над и под разделительным поршнем 5 в депрессионной камере 2 происходит имплозионный эффект и начинается всасывание через трубный паук 18 (см. фиг.2) в шламоприемную камеру 8 продуктов отложений 25 (шлам, песок) с забоя скважины 26. Под их напором клапан-затвор 7 открывается, причем для гарантированного закрытия и снижения гидравлического сопротивления его затвор 22 выполнен со смещенной относительно центра тяжести осью вращения. Продукты очистки 25 с забоя скважины 26 заполняют шламоприемную камеру 8, при этом более крупные из них с целью предотвращения «забивания» сквозных вертикальных пазов 15 (см. фиг.1) подвижного цилиндра 14 отфильтровываются посредством фильтра, установленного в трубном пауке 18 (см. фиг.2) и выполненного в виде металлических прутьев 24, расположенных под различными углами.
Размещенное между разделительным поршнем 5 и шламоприемной камерой 8 устройство гидродинамического воздействия 6 (см. фиг.1), благодаря подпружиненному посредством пружины 13 относительно седла 12 подвижному цилиндру 14, имеющему вертикальные сквозные пазы 15, перекрывающихся в седле 12, под действием созданного перепада давления создают регулируемое воздействие. Перепад давления изменяет проходное сечение вертикальных сквозных пазов 15 и способствуют дополнительному выносу продуктов очистки с забоя скважины.
По окончании депрессионной очистки, давления в депрессионной 2 и шламоприемной 8 камерах выравниваются, причем время депрессионной обработки от продуктов очистки 25 забоя скважины 26 (см. фиг.2) определяется опытным путем и зависит от глубины спуска устройства и степени загрязненности забоя скважины.
Затем приподнимают устройство с забоя на 1-2 метра, при этом клапан-затвор 7 закрывается, то есть затвор 22 садится на седло 21, исключая обратно выпадение продуктов очистки 25, находящихся в шламоприемной камере 8. О наличии в устройстве скважинной жидкости и продуктов очистки 25 в шламоприемной камере 8,
свидетельствует превышение показаний индикатора веса, расположенного на устье скважины над первоначальным весом, то есть веса устройства с колонной НКТ 3 перед разгрузкой на забой скважины 26.
С устья скважины сбрасывают груз (на фиг. не показан), который разрушает клапан-пробку, выполненный в виде сбивного клапана 17 (см. фиг.1), в результате чего происходит сообщение депрессионной камеры 2, то есть внутреннего пространства НКТ 3 с затрубным пространством скважины, предотвращая перелив скважинной жидкости на устье при подъеме устройства на поверхность, о разрушении сбивного клапана 17 свидетельствует снижение показаний на индикаторе веса в процессе подъема устройства.
Устройство полностью извлекают на поверхность и производят очистку депрессионной 2 и шламоприемной 8 камер. При необходимости процесс депрессионной очистки повторяют.
Прелагаемое устройство более эффективно в работе за счет усовершенствованной конструкции, кроме того, оно обладает возможностью контроля проводимых технологических операций, что в целом позволяет сократить время на очистку, и как следствие, сэкономить материальные и финансовые затраты.