УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ПРОМЫВКИ СКВАЖИНЫ ОТ ПЕСЧАНОЙ ПРОБКИ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в текущем и капитальном ремонтах скважин, связанных с промывкой скважин от песчаных пробок, осадков грязи, окалины и т.д.
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 простаиванию 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 работы устройства.
- в третьих, после размыва песчаной пробки ее остатки в виде водопесчаной смеси находятся в колонне труб и при последующем извлечении колонны труб из скважины остатки водопесчаной смеси из колонны труб вновь оседают в скважине, в связи с чем снижается эффективность очистки скважины от песчаной пробки.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также повышение надежности и эффективности его работы.
Поставленная техническая задача решается устройством для очистки и 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, 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 патрубок сверху снабжен радиальными отверстиями и втулкой телескопически установленной снаружи на его верхнем конце, при этом втулка имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно патрубка и герметичного перекрытия радиальных отверстий патрубка, причем полый корпус снабжен снизу внутри коническим сужением и жестко размещенным внутри него стаканом, установленным на патрубке с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом радиальные каналы патрубка выполнены с возможностью расположения внутри стакана или над ним, причем патрубок выполнен с возможностью ограниченного осевого
перемещения относительно полого корпуса и снаружи ниже радиальных отверстий оснащен обратным клапаном, выполненным в виде кольцевого упора, герметично перекрывающего центральный канал полого корпуса в крайнем верхнем положении патрубка, при этом нижняя наружная кромка стакана установлена с зазором по периметру относительно нижней внутренней кромки полого корпуса.
Устройство для очистки и 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, соединенную с нижней частью полого корпуса 3. Радиальные каналы 2 патрубка 1 выполнены с возможностью сообщения патрубка 1 с зоной образования песчаной пробки 7.
Патрубок 1 сверху снабжен радиальными отверстиями 8 и втулкой 9, телескопически установленной снаружи на его верхнем конце.
Втулка 9 имеет возможность ограниченного осевого перемещения относительно патрубка 1 и герметичного посредством уплотнительного элемента 10 перекрытия радиальных отверстий 8 патрубка 1.
Полый корпус 3 снабжен снизу внутри коническим сужением 11 и жестко размещенным внутри него стаканом 12, установленным на патрубке 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения на высоту - L, при этом радиальные каналы 2 патрубка 1 выполнены с возможностью расположения внутри стакана 12 или над ним.
Стакан 12 жестко закреплен к полому корпусу 3 посредством жестких центраторов 13, размещенных диаметрально на его наружной поверхности.
Патрубок 1 выполнен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно полого корпуса 3 и снаружи ниже радиальных отверстий 8 оснащен обратным клапаном 14, выполненным в виде кольцевого упора герметично перекрывающего центральный канал 15 полого корпуса 3 в крайнем верхнем положении патрубка 1 относительно полого корпуса 3.
Нижняя наружная кромка 16 стакана 12 установлена с зазором - S по периметру относительно нижней внутренней кромки 17 полого корпуса 3.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе на конце колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) 18 спускают в скважину 19 до взаимодействия зубчатой коронки 20 полой цилиндрической насадки 6 с зоной образования песчаной пробки 7. 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, в следствии чего стакан 12 находится в крайнем верхнем положении относительно патрубка 2, при этом находящаяся в скважине 19 жидкость попадает с одной стороны сквозь радиальные каналы 2 внутрь патрубка 1 поскольку стакан 12 находится выше радиальных каналов 2 патрубка 1 и далее в колонну НКТ 18, а с другой - по зазору S поднимается снизу вверх сначала по кольцевому зазору между стаканом 12 и полым корпусом 3 и далее сквозь центральный канал 15 полого корпуса 3 жидкость попадает в межколонное пространство 21 выше устройства. Кроме того, в процессе спуска устройства в скважину 19 внутреннее пространство колонны НКТ 18 сообщается с межколонным пространством 21 посредством радиальных отверстий 8 патрубка 1.
Колонну НКТ 18 полностью разгружают на песчаную пробку 7, при этом втулка 9 смещается вниз относительно патрубка 1 и герметично посредством уплотнительного кольца 10 перекрывает радиальные отверстия 8 патрубка 1.
Далее начинают закачивать промывочную жидкость в межколонное пространство 21 скважины 19. В результате этого, поток промывочной жидкости, поскольку самоуплотняющаяся манжета 5 находится в плотном контакте с внутренней стенкой скважины 19 и не пропускает промывочную жидкость вниз, через центральный канал 15 полого корпуса 3 попадает в кольцевые пространства сначала между патрубком 1 и полым корпусом 3, а затем между полым корпусом 3 и стаканом 12 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 и направляется в амбар, а это означает появление циркуляция промывочной 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 19 до необходимой глубины.
Для удаления водопесчаной смеси, оставшейся внутри патрубка 1 и колонны НКТ 18 приподнимают с устья скважины колонну НКТ 18 вверх, при этом сначала втулка 9 поднимается вверх относительно патрубка 1, при этом открываются радиальные
отверстия 8 патрубка 1. В результате межколонное пространство 21 и внутреннее пространство колонны НКТ 18 начинают гидравлически сообщаться между собой. При дальнейшем подъеме вверх колонны НКТ 18 и соответственно патрубка 1 находящийся на его наружной поверхности ниже радиальных отверстий 8 клапан 14, выполненный в виде кольцевого упора герметично перекрывает центральный канал 15 полого корпуса 3, предотвращая попадание промывочной жидкости под устройство. Подъем колонны НКТ 18 продолжают и уже стакана 12 своей внутренней поверхностью герметично перекрывает радиальные каналы 2 патрубка 1, поднявшегося вверх вместе с колонной НКТ 18 на высоту - L. В результате зона образования песчаной пробки 7 оказываются герметично отсеченной от межколонного пространства 21.
Подачей промывочной жидкости в межколонное пространство 21 скважины 19 через открытые радиальные каналы 8 патрубка 1 поток жидкости попадает в колонну НКТ 18 по которой поднимается вверх, поскольку радиальные каналы 2 патрубка 1 герметично перекрыты внутренней поверхностью стакана 9, и выносит водопесчаную смесь на поверхность, откуда ее направляют в желобную емкость или амбар.
Далее полностью извлекают колонну НКТ 18 вместе с устройством из скважины 19. Изменяя наклон конического сужения 11 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 очистки скважины от песчаной пробки имеет простую конструкцию, кроме того, оно надежно в работе за счет исключения тяг из конструкции устройства, а эффективность работы устройства связана с возможностью вымыва остатков водопесчаной смеси из колонны труб перед ее подъемом, что в целом позволяет произвести качественную очистку скважины от песчаной пробки.