УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ СКВАЖИНЫ ОТ ПЕСЧАНОЙ ПРОБКИ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при текущем и капитальном ремонте скважин, связанных с промывкой скважин от песчаных пробок, в том числе и с поглощающими пластами.
Известно устройство для промывки песчаных пробок (авторское свидетельство SU №857428, МПК 7 Е 21 В 21/00, опуб. в бюл. №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 песчаной пробки с 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 простаивайте скважин в капитальном ремонте. Прекращение промывки из-за поглощения жидкости приводит к тому, что скважина остается неочищенной от песчаной пробки и вводится в эксплуатацию с малым дебитом, повышенным содержанием механических примесей в добываемой продукции или вовсе простаивает из-за невозможности удаления песчаной пробки промывкой.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для очистки скважины от песчаной пробки (патент RU №33600, МПК 7 Е 21 В 30/00, 21/00, опубл. в бюл. №30 от 27.10.2003 г.), содержащее патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, на котором расположена самоуплотняющаяся манжета, при этом устройство снабжено полой цилиндрической насадкой, соединенной с нижней частью полого корпуса и установочной втулкой, на которой расположена самоуплотняющаяся манжета, а также зажимную гайку, установленную на наружной поверхности полого корпуса, кроме того, полый корпус имеет возможность осевого перемещения на определенную длину (l) относительно установочной втулки, что позволяет создать ограниченную нагрузку при
прижатии самоуплотняющейся манжеты к стенкам скважины, также устройство снабжено наконечником, имеющим продольные пазы на наружной поверхности и установленным в верхней части полого корпуса и 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 установочной втулкой 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 подвержены искривлению или поломке, в связи с чем может быть нарушено оптимальное расстояние для эффективного размыва песчаной пробки, что в целом снижает надежность и эффективность работы устройства.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также повышение надежности и эффективности его работы.
Поставленная техническая решается устройством для промывки скважины от песчаной пробки, содержащим заглушенный снизу патрубок с радиальными каналами внизу, который концентрично установлен в полом корпусе с установленной на наружной поверхности самоуплотняющаяся манжетой, поджатой сверху зажимной гайкой, центраторы, полую цилиндрическую насадку, соединенную с нижней частью полого корпуса, при этом радиальные каналы выполнены с возможностью сообщения патрубка с зоной образования песчаной пробки.
Новым является то, что полый корпус снабжен снизу внутри коническим сужением и оснащен жестко зафиксированным соосно стаканом с центральным каналом вверху под патрубок, который выполнен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно полого корпуса, причем нижняя наружная кромка стакана установлена с зазором по периметру относительно нижней внутренней кромки полого корпуса, при этом патрубок снизу снабжен радиальными отверстиями и наружной цилиндрической выборкой, в которой с возможностью осевого перемещения относительно патрубка установлен обратный клапан, выполненный в виде полой втулки, установленной над стаканом, при этом полая втулка в нижнем положении патрубка герметично перекрывает радиальные отверстия патрубка, причем в верхнем положении патрубка полая втулка
изнутри герметично перекрывает радиальные каналы патрубка, а снаружи - герметично перекрывает центральный канал полого корпуса.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
Устройство для промывки скважины от песчаной пробки содержит заглушенный снизу патрубок 1 с радиальными каналами 2 внизу, который концентрично установлен в полом корпусе 3 с установленной на наружной поверхности самоуплотняющейся манжетой 4, поджатой сверху зажимной гайкой 5. Также устройство содержит полую цилиндрическую насадку 6, жестко соединенную с нижней частью полого корпуса 3. Радиальные каналы 2 патрубка 1 выполнены с возможностью сообщения патрубка 1 с зоной образования песчаной пробки 7.
Полый корпус 3 снабжен снизу внутри коническим сужением 8 и оснащен жестко зафиксированным соосно стаканом 9 с центральным каналом 10 вверху под патрубок 1. Патрубок 1 выполнен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно полого корпуса 3. Нижняя наружная кромка 11 стакана 9 установлена с зазором - S по периметру относительно нижней внутренней кромки 12 полого корпуса 3.
При осевом перемещении патрубка 1 относительно полого корпуса 3, благодаря жестко установленным на наружной поверхности патрубка 1 жестким центраторам 13, скользящим по внутренней поверхности полого корпуса 3 в верхней части последнего обеспечивается соосность устройства.
Патрубок 1 снизу снабжен радиальными отверстиями 14 и наружной цилиндрической выборкой 15, в которой с возможностью осевого перемещения на длину -L относительно патрубка 1 установлен обратный клапан, выполненный в виде полой втулки 16, установленной над стаканом 9.
Полая втулка 16 в нижнем положении патрубка 1 герметично перекрывает радиальные отверстия 14 патрубка 1.
В верхнем положении патрубка 1 полая втулка 16 изнутри герметично перекрывает радиальные каналы 2 патрубка 1, а снаружи полая втулка 16 герметично перекрывает центральный канал 10 полого корпуса 3.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе посредством муфты 17 на конце колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 18 спускают в скважину 19. В процессе спуска устройства в скважину 19 самоуплотняющаяся манжета 4, закрепленная на наружной поверхности полого корпуса 3 зажимной гайкой 5 находится в плотном контакте с внутренней стенкой скважины 19, поэтому патрубок 1 жестко соединенный с колонной НКТ 18 находится в
нижнем положении, а обратный клапан, выполненный в виде полой втулки 16 открыт (см. фиг.), то есть не перекрывает центральный канал 10 полого корпуса 3, потому что полая втулка 16 упирается сверху в верхний торец наружной цилиндрической выборки 15 патрубка 1, а снизу на стакан 9, жестко зафиксированный внутри полого корпуса 1, при этом находящаяся в скважине 19 жидкость по зазору - S попадает внутрь устройства и поднимается снизу вверх по кольцевому зазору между патрубком 1 и полым корпусом 3 и попадает в межколонное пространство 21 выше устройства, а также жидкость сквозь радиальные каналы 2 внутрь патрубка 1 попадает внутрь патрубка 1 и колонны НКТ 18.
Спуск устройства в скважину 19 продолжают до взаимодействия зубчатой коронки 20 полой цилиндрической насадки 6 с зоной образования песчаной пробки 7. Колонну НКТ 18 полностью разгружают на песчаную пробку 7 и начинают закачивать промывочную жидкость в межколонное пространство 21 скважины 19.
В результате этого поток промывочной жидкости, поскольку самоуплотняющаяся манжета 4 находится в контакте с внутренней стенкой скважины 19 и не пропускает промывочную жидкость сверху вниз, сначала попадает в кольцевые пространства устройства сначала между патрубком 1 и полым корпусом 3, а затем между полым корпусом 3 и стаканом 9 и сквозь зазор S попадает на песчаную пробку 7, размывая ее.
Размытая потоком жидкости песчаная пробка в виде водопесчаной смеси (на фиг. не показано) поднимается из зоны образования песчаной пробки 7 и сквозь радиальные каналы 2 попадает внутрь патрубка 1, откуда по колонне НКТ 18 выносится на дневную поверхность, а это означает появление циркуляция жидкости.
По мере размыва песчаной пробки колонну НКТ 18 опускают вниз, а при необходимости (в зависимости от высоты песчаной пробки) наращивают (добавляют трубы, составляющие колонну НКТ 18), при этом закачку промывочной жидкости в межколонное пространство 21 скважины 19 продолжают и следят за тем, чтобы колонна НКТ 18 была постоянно разгружена на песчаную пробку 7. Размыв песчаной пробки 7 продолжается до тех пор, пока не размоют ее полностью или не углубят скважину до необходимой глубины.
По окончании промывки песчаной пробки устройство посредством колонны НКТ 18 приподнимают вверх примерно на 2 метра, при этом сначала патрубок 1 поднимается вверх относительно остающихся неподвижно и жестко соединенных между собой стакана
9 и полого корпуса 3, причем жесткие центраторы 13 патрубка 1 скользят вверх по внутренней поверхности полого корпуса 3, центрируя колонну НКТ 18 относительно устройства, при этом обратный клапан, выполненный в виде полой втулки 16 перемещается на длину L и оказывается в нижней части наружной цилиндрической выборки 15 патрубка 1, где упирается в ее нижний торец, при этом радиальные каналы 2 патрубка 1 герметично перекрываются полой втулкой 16, при этом радиальные отверстия 14 патрубка 1 открываются. Подъем вверх колонны НКТ 18, а значит и патрубка 1 продолжают, при этом полая втулка 16 выходит из взаимодействия с верхним торцом неподвижного стакана 9 и на нижнем торце наружной цилиндрической выборки 15 вместе с патрубком 1 поднимается вверх до тех пор, пока обратный клапан, выполненный в виде полой втулки 16 снаружи герметично не перекроет центральный канал 10 полого корпуса 3. В результате радиальные отверстия 14 патрубка 1 оказываются выше обратного клапана, выполненного в виде полой втулки 16, и гидравлически сообщают межколонное пространство 21 с внутренними пространствами патрубка 1 и колонны НКТ 18, поскольку радиальные каналы 2 патрубка 1 герметично перекрыты полой втулкой 16.
Подачей промывочной жидкости в межколонное пространство 21 через радиальные отверстия 14 патрубка 1 вымывают остатки водопесчаной смеси из внутреннего пространства патрубка 1 и колонны НКТ 18. Далее устройство полностью извлекают из скважины 19.
В процесс промывки песчаной пробки, вымываемую водопесчаную смесь направляют в желобную емкость или амбар.
Изменяя наклон конического сужения 8 полого корпуса 3 регулируют величину зазора - S, подбирая таким образом наиболее оптимальный режим размыва песчаной пробки в зависимости от подачи и напора промывочной жидкости.
Предлагаемое устройство для промывки скважины от песчаной пробки имеет простую конструкцию, кроме того, оно надежно и эффективно в работе за счет исключения тяг из конструкции устройства, что позволяет сократить время на промывку скважины, а это ведет к экономии финансовых средств.