УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАБОЯ И СТВОЛА СКВАЖИНЫ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ И ПЛАВАЮЩИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к технике и технологии добычи углеводородов и предназначена для очистки ствола или пласта добывающей, нагнетательной или артезианской скважины, а именно от отложений на забое скважины, плавающего мусора и отходов.
Предпосылки для создания полезной модели.
Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.
При строительстве, ремонте и эксплуатации скважин возникают проблемы по очистке забоя от песчаных и иных пробок, возникающих при проведении различных технологических операций, а также отложений на забое скважины, плавающего мусора и отходов.
Это приводит к нарушению режима эксплуатации скважин, помимо этого из-за наличия на забое пробок происходит недостаточный приток нефти из пласта, что влечет за собой понижение дебита скважин и приводит к повышению стоимости и продолжительности ремонтных работ.
Некачественная промывка скважины, связанная с неполным удалением отложений, плавающего мусора и отходов способствует быстрому износу глубинно-насосного оборудования скважины.
Известно устройство для очистки скважинной жидкости от плавающего мусора, включающее трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, установленный на нем мусоросборник, выполненный в виде воронки с условным наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины, и обратный клапан, при этом мусоросборник снабжен мусороловителем, размещенным внутри него с зазором и выполненным в виде воронки, донной частью обращенным вверх и закрепленным к корпусу винтами, наружная поверхность мусоросборника снабжена потоковращателями, выполненными в виде крыльев, а к нижней части седла обратного клапана закреплен трубчатый фильтр тонкой очистки жидкости, установленный с зазором относительно корпуса, причем полость мусоросборника сообщена с упомянутым зазором через фильтрационные отверстия корпуса, при этом над мусоросборником на корпусе установлен по размерам большим дополнительный мусоросборник аналогичной конструкции, как у вышеупомянутого мусоросборника, причем верхняя присоединительная резьба корпуса снабжена элементом для крепления средства доставки устройства в скважину, кроме того мусоросборник выполнен из эластомерного материала, а средство доставки - в виде каната (патент РФ №2311524, МПК Е21В 27/00, опубл. 27.11.2007 г.). Недостатком данного устройства является:
- сложность конструкции, обусловленная наличием таких деталей как потоковращатели, выполненными в виде крыльев, трубчатого фильтра тонкой очистки и дополнительного мусоросборника.
- проведение дополнительных операций по очистке в случае загрязнения отложениями забоя или пласта скважины.
Известен гидравлический комплекс для очистки глубинных скважин содержащий желонку, в корпусе которой размещена нагнетательная полость, клапан и полый шток, соединенный с колонной труб в нижней ее части, и приемную камеру, имеющую приемную полость и клапан в виде заслонки, а также контейнер со шламосборной полостью, соединенной с приемной камерой и плунжерным насосом (патент РФ №2173380, МПК Е21В 37/00, опубл. 10.09.2001 г.)
Недостатками данного комплекса являются:
- эксплуатационные режимы гидравлического комплекса ограничены;
- сложность конструкции, обусловленная наличием таких деталей как приемная камера, имеющая приемную полость и клапан в виде заслонки, который недостаточно технологичен и недолговечен.
Наиболее близким техническим решением, принятым нами в качестве прототипа, является 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, при этом 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, оборудование в виде насосно-компрессорных труб, являющееся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама (патент РФ №84048, МПК Е21В 27/00, опубл. 27.06.2009 г.).
Недостатком данного технического решения является то, что при проведении очистки забоя скважины гидрожелонкой плавающие отходы (элементы пластмассовых изделий, элементы эпоксидных покрытий, остатки органических соединений и др.), которые находятся по всей длине эксплуатационной колонны не очищаются полностью из-за кратковременности работы гидрожелонки.
Гидрожелонка в зависимости от конструкции работает от 5 до 15 мин. Поэтому, после очистки гидрожелонкой забоя скважины и призабойной зоны пласта дополнительно проводят очистку ствола скважины от плавающих отходов стандартной промывочной технологией.
Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства, позволяющее повысить качество очистки скважины путем проведения очистки ствола и забоя скважины и призабойной зоны пласта и одновременного сбора плавающих отходов и мусора.
Поставленная задача решается устройством для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающего мусора, а также содержащее, гидрожелонку, которая состоит из пера-фильтра, обратного клапана, с регулируемой дроссельной муфтой, гидростатического узла и оборудование в виде колонны насосно-компрессорных труб, являющееся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама.
Новым является то, что выше гидрожелонки последовательно расположены нижний, сетчатый и верхний фильтры, и устройство для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов
Новым является также то, что устройство для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов содержит полый корпус с резиновыми сегментами, собранных в пакет с переходной трубкой с резьбовыми соединениями, пружину-компенсатор и пружинный кольцевой фиксатор.
На фиг.1 показан технологический комплекс устройства для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов и гидрожелонки.
На фиг.2 показано устройство для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов
На фиг.3 показана технология очистки скважины с гидрожелонкой и устройством для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов.
Устройство 1 для очистки забоя и ствола скважины 3 от отложений и плавающих отходов и гидрожелонка 2 с технологическими трубами 4 совместно образуют единый технологический комплекс (фиг.1). Далее «Технологический комплекс…»
Устройство для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов (фиг.2) содержит основные элементы:
Полый корпус 5 с помощью соединительных патрубков 6 и муфт 7 соединяется с технологическими трубами 4. На полом корпусе 5 устанавливаются резиновые сегменты 8. Собранные резиновые сегменты подпружинены, что позволяет устройству при прохождении неровных и смятых участков эксплуатационной колонны скважины не заклинивать.
Для гибкого соединения резиновых сегментов 8 установлен пружинный кольцевой фиксатор 9 и пружина-компенсатор 10 в количестве трех штук. Для перекрытия зазоров между резиновыми сегментами 8 установлены пластины перекрытия 11.
Для фильтрации скважинной жидкости имеются нижний фильтр 12, сетка-фильтр 13 и верхний фильтр 14. Для разделения полостей потока фильтрационной жидкости и контейнера гидрожелонки 2 установлены промежуточные шайбы 15.
После сборки устройство 1 совместно с гидрожелонкой 2 при спуске технологической компоновки в эксплуатационную колонну скважины 3, работает следующим образом: (фиг.2)
При помощи полого корпуса 5 скважинная жидкость, загрязненная плавающими отходами продавливается вниз к забою. При этом загрязненная жидкость, проходя через нижний 12, сетку-фильтр 13 и верхний фильтры 14, очищается от плавающих отходов и попадает в верхнюю часть эксплуатационной колонны скважины 3. Таким образом, по мере продвижения всей технологической компоновки вниз к забою, скважинная жидкость полностью очищается от плавающих отходов.
Технология очистки скважины с гидрожелонкой и устройством для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов производится следующим образом (фиг.3):
Плавающие отходы, собранные на забое за счет устройства 1 для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов (фиг.1), вместе с забойным шламом после срабатывания гидрожелонки 2, через перо-фильтр 16 и за счет депрессии (энергия, образованная за счет перепада гидростатического давления жидкости) всасываются в контейнер 17.
Обратный клапан 18 не дает возможности собранным отходам в контейнере 17 высыпаться из него. Регулируемая дроссельная муфта 19 снижает скорость потока жидкости, что соответственно уменьшает негативное воздействие резкого перепада давления (гидравлического удара) на эксплуатационную колонну скважины 3 при срабатывании гидрожелонки 2.
Гидростатический узел 20 является перепускным клапаном для гидрожелонки 2. Сбивной клапан 21 служит для слива излишек жидкости из технологических труб 4 после окончательной отработки гидрожелонки 2.
Применение устройства для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов позволяет:
- сократить время и количество спускоподъемных операций, в результате чего происходит сокращение времени очистки пласта, что позволяет повысить качество очистки скважины от плавающих отходов гидрожелонкой, не используя стандартную промывку водой;
- повысить качество ремонтов скважин, не используя дорогие технологии;
- предлагаемая конструкция позволяет многократно использовать устройство без ремонта и замены деталей;
- применение полезной модели позволяет проводить более качественное освоение продуктивного пласта, что, в свою очередь, предотвратит последующий выход из строя глубинно-насосного оборудования и повысить работоспособность насосов ШГН и ЭЦН, уменьшая количество механических примесей и отходов в составе скважинной жидкости;
- применение устройства позволяет уменьшить количество подземных ремонтов и уменьшить трудозатраты, увеличить производительность очистных работ, так как устройство может быть рассчитано на любой объем забираемого шлама.
- позволяет сохранить непрерывность технологического процесса, так как устройство достаточно всего один раз спустить в скважину;
- способствует уменьшению времени и экономии средств на использование специальной техники.
Применение устройства для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов позволяет эффективно воздействовать на пласты с учетом конкретных горно-геологических условий, что повышает результативность операций.
Предложенное устройство для очистки забоя и ствола скважины от отложений и плавающих отходов может быть изготовлено промышленным способом.