УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ
DEVICE FOR LIQUID CLEANING IN WELL SHAFT

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц.
Известен скважинный комплекс для проведения беспромывочной технологии, состоящий из технологического оборудования для проведения подземного и капитального ремонта скважин, эксплуатационной колонны, насосно-компрессорных труб, базовой части, модульной части для очистки забоя и модульной части для очистки призабойной зоны пласта. Базовая часть включает технологическую компоновку гидрожелонки с перепускным клапаном с регулируемой дроссельной муфтой и трубами с возможностью регулировки скорости потока жидкости для создания депрессии и использования перепада гидростатического давления, обеспечивающего полный цикл очистки. Модульная часть для очистки забоя содержит бурильную насадку с возможностью фрезеровки и рыхления песчаной пробки, а модульная часть для очистки призабойной зоны пласта включает трубный щелевой фильтр, экранирующий центратор и оборудование в виде насосно-компрессорных труб, являющихся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама (патент РФ №84048, МПК Е21В 27/00, опубл. 27.06.2009 г.).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для обработки стенок эксплуатационной колонны и забоя скважины, включающее полый корпус, щетки, при этом устройство дополнительно снабжено пером с клапаном в виде заслонки, гидрожелонкой, контейнерами-накопителями мусора, обратным клапаном, рыхлителями, щетками-скребками, шаблонами с режущими рабочими поверхностями. Часть щеток-скребков расположена между шаблонами (патент РФ №89602, МПК Е21В 37/02, опубл. 10.12.2009 г. - прототип).
Недостатком известных технических решений является то, что устройства не в состоянии очистить скважинную жидкость от взвешенных твердых частиц. При подъеме щетки-скребка дополнительно очищают эксплуатационную колонну от загрязнений, которые оседают на забое или находятся во взвешенном состоянии, что в дальнейшем сказывается на работе глубинно-насосного оборудования. Повторные спускоподъемные операции, если достигнута цель по очистке забоя, как правило, не производятся, поэтому взвешенные частицы остаются в стволе скважины. Применяемый подвижный герметизатор межтрубного пространства, который собирает под собой во время спуска крупный плавающий мусор, отжимая его к забою с последующим забором в гидрожелонку, не может быть плотно прилегающим к стенке эксплуатационной колонны и тем более не может быть самоуплотняющимся, т.к. должен при сработке гидрожелонки позволять проскальзывать жидкости над подвижным герметизатором для уноса плавающего мусора.
В предложенном изобретении решается задача более эффективной очистки скважинной жидкости.
Задача решается тем, что устройство для очистки жидкости в стволе скважины, включающее контейнер-накопитель мусора и клапан, согласно изобретению, дополнительно содержит расположенные снизу заглушку и фильтр-отстойник, и расположенные выше контейнера-накопителя мусора, щелевой патрубок, соединительные муфты и нижний и верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства скважины, клапан размещен в заглушке и имеет диаметр седла больше максимального размера загрязнений в скважине, фильтр-отстойник выполнен с продольными щелями и закрыт мелкоячеистой сеткой с размером ячеек меньше минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине, нижний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства размещен снаружи контейнера-накопителя мусора между двумя муфтами на расстоянии от заглушки, равном 15-20% от общей длины устройства, верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства 7 размещен снаружи контейнера-накопителя мусора между двумя муфтами на расстоянии от верхнего конца устройства, равном 15-20% от общей длины устройства, щелевой патрубок выполнен с продольными щелями шириной больше максимального размера загрязнений в скважине.
На фиг.1 представлено заявленное устройство.
Устройство состоит из расположенных снизу вверх заглушки 1, фильтра-отстойника 2, контейнера-накопителя мусора 3, щелевого патрубка 4, соединительных муфт 5 и нижнего 6 и верхнего 7 зонтообразного резинового герметизатора межтрубного пространства скважины 8. В заглушке 1 размещен клапан 9 с диаметром седла 10, большим максимального размера загрязнений в скважине. Фильтр-отстойник 2 выполнен с продольными щелями 11 и закрыт мелкоячеистой сеткой 12 с размером ячеек, меньшим минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине. Нижний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства 6 размещен снаружи контейнера-накопителя мусора 3 между двумя муфтами 5 на расстоянии от заглушки 1, равном 15-20% от общей длины устройства. Верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства 7 размещен снаружи контейнера-накопителя мусора 3 между двумя муфтами 5 на расстоянии от верхнего конца устройства, равном 15-20% от общей длины устройства. Щелевой патрубок 4 выполнен с продольными щелями 13 шириной больше максимального размера загрязнений в скважине. Через верхнюю муфту 5 устройство соединено с тянущим органом типа геофизического кабеля, троса, каната и т.п. (не показано).
Устройство работает следующим образом.
При спуске устройства вниз в скважине 8 нижний 6 и верхний 7 зонтообразные резиновые герметизаторы межтрубного пространства скважины 8 скользят по стенкам скважины 8, частично пропуская жидкость и часть загрязнений вдоль стенок скважины 8. Основной поток жидкости с загрязнениями открывает клапан 9 заглушки 1, проходит через седло 10, проходит внутри фильтра-отстойника 2, внутри контейнера-накопителя мусора 3, внутри щелевого патрубка 4 и выходит через щели 13 в скважину 8.
При подъеме устройства вверх в скважине 8 клапан 9 закрывается, нижний 6 и верхний 7 зонтообразные резиновые герметизаторы межтрубного пространства скважины 8 прижимаются к стенкам скважины 8 и скользят вдоль стенок скважины 8, практически не пропуская жидкость и загрязнения вдоль стенок скважины 8. Весь поток жидкости с загрязнениями проходит через щели 13 внутрь щелевого патрубка 4, проходит внутри контейнера накопителя мусора 3, внутри фильтра-отстойника 2 и выходит через продольные щели 11 ячейки мелкоячеистой сетки 12 внутрь скважины 8. При этом загрязнения задерживаются мелкоячеистой сеткой 12, накапливаются сначала внутри фильтра-отстойника 2, а затем и внутри контейнера-накопителя 3. Устройство с загрязнениями поднимают из скважины и очищают от загрязнений. При необходимости очистку скважины повторяют до полной очистки.
При спуске и подъеме устройства в скважине возможны касания и даже удары устройства о стенки скважины, особенно в местах крутых искривлений. Во избежание поломки наиболее чувствительных элементов, какими являются заглушка и мелкоячеистая сетка, нижний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства, выполняющий одновременно и роль амортизатора и центратора, приближен к нижнему концу устройства и размещен на расстоянии от заглушки, равном 15-20% от общей длины устройства. Во избежание повреждения подвески устройства верхний зонтообразный резиновый герметизатор межтрубного пространства приближен к верхнему концу устройства и размещен снаружи контейнера-накопителя мусора на расстоянии от верхнего конца устройства, равном 15-20% от общей длины устройства. Размещение герметизаторов между муфтами способствует их удержанию муфтами в заданном месте.
Выбор размера щелей щелевого патрубка и диаметра седла клапана больше максимального размера загрязнений в скважине позволяет собирать в устройство весь набор загрязнений любого размера.
Размер ячеек мелкоячеистой сетки меньше минимального размера улавливаемых загрязнений в скважине позволяет удерживать в устройстве весь набор заданных загрязнений в скважине.
Все загрязнения собрать в скважине невозможно. Есть загрязнения столь малого размера, что для их сбора требуются спецфильтры. Однако такие загрязнения собирать не следует по причине отсутствия их отрицательного влияния на работу глубинно-насосного оборудования. Задачей данного устройства является сбор загрязнений размера несколько меньшего, чем те, которые отрицательно влияют на работу глубинно-насосного оборудования. Очистка от таких загрязнений гарантирует нормальную работу оборудования после очистки жидкости в скважине. Размер ячеек мелкоячеистой сетки выбирают из условия собирания в устройстве соответствующих загрязнений.
В результате применения заявленного устройства удается очистить жидкость в скважине от загрязнений.
Применение предложенного устройства позволит эффективно очищать жидкость в скважине от загрязнений.