УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ ОТ ПЕСЧАНОЙ ПРОБКИ

Устройство для очистки скважины от песчаной пробки
Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при очистке скважин от песчаных пробок.
Известно устройство для очистки скважин от песчаных пробок (а.с. № 829877, МКИ Е21 В37/00 МКИ Е21 21/00, 1981), состоящее из неподвижного корпуса, на котором установлен подвижный стакан жестко связанный с турбиной. На корпусе установлена подпружиненная наружной пружиной гильза, состоящая из нижнего кожуха и верхнего наружного стакана. В верхней части неподвижного корпуса имеется прямоугольная кольцевая канавка, в которой установлено разрезное пружинное кольцо. В верхней части наружного стакана выполнены трапецеидальные проточки с взаимно противоположными углами конусности .
Недостатком устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием больщого количества подвижных узлов и деталей, которые в процессе очистки скважины в контакте со щламом (смесь рабочей жидкости и песка) снижают эффективность его использования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважин от песчаных пробок (Амиров А.Д., Овнатанов С.Т., Ящин А.С. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин - М., Недра, 1975, с. 214-216), содержащее циркуляционную муфту, соединенную с корпусом, в котором имеются радиальные отверстия. На верхний конец корпуса навинчена специальная муфта -Н наружной поверхности корпуса установлена резиновая самоуплотняющаяся манжета, которая удерживается распорным кольцом и зажимной гайкой. В середине циркуляционной муфты имеется гнездо, в резьбу которого ввинчен нижний конец внутреннего патрубка, а его верхний конец снаружи загерметизирован сальниковой
Объект-устройство глй «35|.4д
МПК7Е21В37/00,21/00 ц набивкой и грундбуксой, что исключает возможность прохода рабочей жидкости через соединение патрубка со специальной муфтой. Существенными недостатками устройства являются: -сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей; -осложненный интенсивный вынос шлама из-за различных площадей внутренних поперечных сечений внутреннего патрубка и промывочных труб; -повреждение самоуплотняющейся манжеты за счет трения о стенки скважины в процессе спуска его к песчаной пробке, что снижает эффективности очистки. Задачей полезной модели является разработка устройства более простой конструкции, позволяющей повысить эффективность очистки скважины от песчаной пробки за счет оптимизации процесса ее размыва с интенсивным выносом щлама, надежной герметизации межколонного пространства и сохранения целостности самоуплотняющейся манжеты во время спуска в скважину. Указанная задача рещается предлагаемым устройством, содержащим патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, самоуплотняющуюся манжету и зажимную гайку. Новым является то, что оно снабжено установочной втулкой и полой цилиндрической насадкой, соединенной с нижней частью полого корпуса, при этом к верхней части полого корпуса жестко соединена зажимная гайка, под которой закреплена верхняя часть самоуплотняющейся манжеты, а ее нижняя часть закреплена под вышеупомянутой установочной втулкой, причем на наружной поверхности полого корпуса выполнена цилиндрическая выборка, в которой расположена установочная втулка с возможностью ограниченного осевого перемещения в процессе сжатия самоуплотняющейся манжеты, кроме того установочная втулка соединена с полым корпусом срезными элементами, при этом наружный диаметр зажимной гайки меньше наружного диаметра установочной втулки; снабжено четьфьмя отводами,
расположенными радиально в полом корпусе и сообщающими внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки; причем соотношение конструктивных размеров этих элементов определяется по следующей зависимости:
где S - площадь внутреннего поперечного сечения патрубка,
Si - площадь внутреннего поперечного сечения одного отвода, м.
Новым также является то, что внутренний диаметр патрубка равен внутреннему диаметру промывочных труб.
Новым также является то, что оно снабжено ограничителем жестко соединенным с установочной втулкой при помощи тяг.
Новым также является то, что оно снабжено жесткими центраторами, установленными на установочной втулке, наружный диаметры которых больще наружного диаметра самоуплотняющейся манжеты в транспортном положении.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство.
Оно состоит из патрубка 1 (см.Фиг. 1), заглушенного снизу и концентрично расположенного в полом корпусе 2, на нижний конец которого навинчена полая цилиндрическая насадка 3. Внутренне пространство патрубка 1 посредством четырех патрубков 4 гидравлически соединено с пространством над зоной образования песчаной пробки 5. Отводы 4 расположены радиально и жестко соединены с одной стороны с патрубком 1, а с другой с полым корпусом 2. На наружной поверхности полого корпуса 2, выполнена цилиндрическая выборка 6. В нижней части цилиндрической выборки 6 расположена установочная втулка 7 с жесткими центраторами 8, при этом установочная втулка 7 соединена с полым корпусом 2 срезными элементами 9. На наружной поверхности полого корпуса 2, установлена самоуплотняющаяся манжета 10, которая снизу закреплена под установочной втулкой 7, а сверху закреплена под зажимной гайкой 11, жестко соединенной к верхней части полого корпуса 2.
(1)
Наружный диаметр 12 зажимной гайки 11 меньше наружного диаметра 13 установочной втулки 7. Ограничитель 14 нри помощи тяг 15 жестко соединен с установочной втулкой 7.
Наружный диаметр 16 жестких центраторов 8 больше наружного диаметра 17 самоуплотняющейся манжеты 10 в транспортном положении (см.Фиг. 1) , поэтому во время спуска она не повреждается, а в процессе размыва песчаной пробки 5 обеспечивает надежную герметизацию межколонного пространства.
Для эффективной работы устройства необходимо соблюдение соотношения конструктивных размеров элементов, которое определяют по зависимости (1).
Устройство работает следующим образом.
Его соединяют посредством муфты 18 с колонной промывочных труб. 19 (например, к гибкой трубе) и спускают в скважину 20 до зоны образования песчаной пробки 5.
Устье скважины герметизируют сальником 21, после чего колонну промывочных труб 19 начинают разгружать на песчаную пробку 5 в результате чего срезной элемент 9, рассчитанный на определенную нагрузку разрушается, в итоге детали 7, 8, 14, 15 остаются неподвижными, а устройство вместе с колонной промывочных труб 19 опускается вниз на длину - Ь, то есть до тех пор, пока установочная втулка 7 не упрется в верхний торец цилиндрической выборки 6 на наружной поверхности полого корпуса 2. В результате этого самоуплотняющаяся манжета 10 плотно прижмется ко внутренней стенке скважины 20, приняв при этом рабочее положение (см. Фиг.2).
После этого подают рабочую жидкость (например, техническую воду с поверхностно-активными веществами) под определенным давлением в межколонное пространство скважины 1, которая воздействует на самоуплотняющуюся манжету 10 сверху (см. Фиг.2) и дополнительно осуществляет гидравлическое прижатие
S 4Si ; ij самоуплотняющейся манжеты 10 ко внутренней стенке скважины 1 при этом рабочая жидкость параллельно попадает в кольцевое пространство образованное патрубком 1 и полым корпусом 2 и сквозь полую цилиндрическую насадку 3 попадает в зону образования песчаной пробки 5, размывая ее. Смесь размытой песчаной пробки и рабочей жидкости попадает через отводы 4 в патрубок 1 и по колонне промывочных труб 19 поднимается на дневную поверхность. По мере размыва песчаной пробки 5 колонна промывочных труб 19 спускается в скважину на высоту песчаной пробки 5 и в процессе ее размыва и выноса шлама на дневную поверхность всегда находится в разгруженном состоянии на нее. Об окончании процесса очистки скважины свидетельствует падение нагрузки на песчаную пробку 5, которая контролируется по индикатору веса, после чего с устья скважины 20 снимают сальник 21 , приподнимают колонну промывочных труб 19 , в результате чего самоуплотняющаяся манжета отходит от стенок скважины и принимает такую форму, которую она имела в транспортном положении. После этого производят полный подъем колонны промывочных труб 19 с устройством на поверхность. Предлагаемое устройство проще по конструкции, а благодаря надежному перекрытию межколонного пространства скважины самоуплотняющейся манжетой в процессе размыва песчаной пробки и высокой скорости восходящего потока щлама в промывочных трубах, достигнутой за счет одинаковой площади внутренних поперечных сечений патрубка и промывочных труб позволяют значительно повысить эффективность очистки скважины, и, следовательно, снизить стоимость проведения работ и сэкономить значительные материальные средства.