УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ В СКВАЖИНЕ ОТ АСПО

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для очистки внутренней поверхности труб в скважине от асфальтено-парафиновых отложений (АСПО).
Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб в скважине от АСПО (см. патент на полезную модель RU №20129, МПК 7 Е 21 В 37/02, опубл. БИ №29 от 20.10.2001 г.), содержащее шток с установленными на нем скребками в виде последовательно размещенных кольцевых ножей, наружный диаметр которых, начиная со среднего уменьшается в направлении книзу, и присоединительным элементом в верхней части для взаимодействия с тяговым органом, непосредственно или через груз или с другим устройством, и узел фиксации скребков на штоке, при этом наружный диаметр кольцевых ножей, начиная со среднего уменьшается также и в направлении кверху, при этом верхний и/или нижний скребок выполнен в виде рассекателя из радиально расположенных вертикальных ориентированных пластин или в виде кольцевого ножа, причем кольцевые ножи имеют верхнюю и нижнюю рабочие кромки с односторонней или двусторонней заточкой, при этом пластины рассекателя имеют верхнюю, нижнюю и боковую рабочие кромки с двусторонней заточкой, а присоединительный элемент выполнен в виде резьбового переходника и контрогайки, при этом узел фиксации скребков на штоке выполнен в виде установленных на упомянутом штоке промежуточных втулок и резьбового наконечника.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб в скважине от АСПО (см. патент на полезную модель RU №23457, МПК 7 Е 21 В 37/02, опубл. БИ №17 от 20.06.2002 г.), содержащее шток с размещенными на нем скребками в виде кольцевых ножей на обеих сторонах скребка и расположенными между ними втулками, при этом скребки установлены на штоке с возможностью вращения вокруг штока, в скребках выполнены сквозные отверстия, толщина скребка превышает муфтовый зазор в трубах.
Этим устройствам присущи общие недостатки, связанные с тем, что:
- во-первых, невозможно одновременно с очисткой внутренней поверхности труб удалить продукты очистки (АСПО);
- во-вторых, продукты очистки (АСПО) с внутренний поверхности труб оседают на забой скважины и попадают в призабойную зону пласта, ухудшая коллекторский свойства продуктивного пласта;
- в-третьих, после очистки внутренней поверхности труб необходимо произвести промывку скважины от продуктов очистки (АСПО).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки внутренней поверхности труб в скважине от АСПО (см. патент на полезную модель RU №50595, МПК 7 Е 21 В 37/02, опубл. БИ №2 от 20.01.2006 г.), содержащее шток с размещенными на нем скребками в виде кольцевых ножей на обеих сторонах скребка, при этом скребки установлены на штоке с возможностью вращения вокруг него, в скребках выполнены сквозные отверстия, а толщина скребка превышает муфтовый зазор в трубах, при этом шток сверху снабжен уплотнительным элементом, жестко установленным на его наружной поверхности, причем наружный диаметр уплотнительного элемента равен внутреннему диаметру труб, при этом сверху шток оснащен сетчатым фильтром, а снизу оборудован конусом, сужающимся снизу вверх, выше которого внутри штока установлен обратный клапан, выполненный в виде клапанной клетки с седлом и шариком, причем обратный клапан и сетчатый фильтр внутри штока образуют шламоприемную камеру.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, низкая эффективность среза наростов АСПО с внутренних стенок труб скважины, поскольку лезвия кольцевых ножей расположены параллельно стенкам труб и не имеют возможность радиального перемещения, в связи с чем необходимо постоянно увеличивать нагрузку на устройство;
во-вторых, кольцевые ножи данной конструкции постоянно заклинивают и забиваются АСПО, особенно в сильно запарафиненных скважинах, что исключает их вращение, а для возобновления нормальной работы необходимо поднять и вновь опустить устройство, что увеличивает продолжительность очистки внутренней поверхности труб в скважине.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности очистки внутренней поверхности труб в скважине от АСПО, а также сокращение проджолжительность очистки.
Указанная техническая задача решается предлагаемым устройством для очистки внутренней поверхности труб в скважине от АСПО, содержащим шток с размещенными на нем скребками, при этом шток сверху снабжен уплотнительным элементом, жестко установленным на его наружной поверхности, причем наружный диаметр уплотнительного элемента равен внутреннему диаметру труб, при этом сверху шток оснащен сетчатым фильтром, а снизу оборудован конусом, сужающимся снизу вверх, выше которого внутри штока установлен обратный клапан, выполненный в виде
клапанной клетки с седлом и шариком, причем обратный клапан и сетчатый фильтр внутри штока образуют шламоприемную камеру.
Новым является то, что шток снаружи снабжен окнами, расположенными по диаметру штока через равные углы в несколько рядов, причем в окна штока установлены скребки, выполненные в виде резцов с режущими элементами, при этом резцы диаметрально охватывают весь периметр внутренней поверхности труб и подпружинены внутрь с возможностью ограниченного радиального возвратно-поступательного перемещения в окнах штока.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
Устройство для очистки внутренней поверхности труб от АСПО состоит из штока 1 с окнами 2, расположенными по диаметру через равные углы в несколько рядов (например, в два ряда 3 и 4). В окна 2 штока 1 установлены скребки, выполненные в виде резцов 5 с режущими элементами 6 например, по два резца в каждом из рядов 3 и 4 с углом между окнами 2 в 90° (на фиг. не показано).
Резцы 5 диамтрально охватывают внутреннюю поверхность труб 7 по всему периметру и подпружинены внутрь посредством пружинных пластин 8 с возможностью ограниченного радиального возвратно-поступательного перемещения в окнах 2 штока 1.
Шток 1 сверху снабжен уплотнительным элементом 9, жестко установленным на его наружной поверхности посредством верхней 10 и нижней 11 шайб.
Наружный диаметр уплотнительного элемента 9 равен внутреннему диаметру очищаемых труб 8 в скважине. Сверху шток 1 оснащен сетчатым фильтром 12, а снизу оборудован конусом 13, сужающимся снизу вверх. Внутри штока 1 установлен обратный клапан, выполненный в виде клапанной клетки 14 с седлом 15 и шариком 16. Между обратным клапаном и сетчатым фильтром 12 внутри штока 1 расположена шламоприемная камера 17.
Устройство для очистки внутренней поверхности труб от АСПО работает следующим образом.
Устройство в собранном виде посредством муфты 18 на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 19 (см. фиг.) спускают в скважину. В процессе спуска устройства в скважину скребки, выполненные в виде резцов 5 при взаимодействии с наростами в виде АСПО, шлама, окалины (на фиг не показано) радиально перемещаются внутрь окон 2, сжимая пружинные пластины 8, а при выходе из взаимодействия - возвращаются в исходное положение за счет возвратной силы пружинных пластин 8, при этом режущие элементы 6 резцов 5 срезают наросты с внутренней поверхности очищаемых труб 7, обеспечивая равномерную нагрузку на устройство.
Одновременно с этим в процессе спуска начинается поршневание жидкости, из-за того, что наружный диаметр уплотнительного элемента 9, жестко установленного на наружной поверхности штока 1 благодаря верхней 10 и нижней 11 шайбам выше скребков равен внутреннему диаметру труб 7 (уплотнительный элемент 9 плотно прижат к внутренней поверхности труб 7 в связи с чем исключаются перетоки скважинной жидкости вверх по межтрубному пространству 20 выше уплотнительного элемента 9).
1
2
1
2
2
Поскольку в шламоприемной камере 17 и внутри колонны НКТ 19 давление P ниже чем давление Р в скважинном пространстве 21 (P<Р), то обратный клапан под действием давления P, воздействующего снизу и перемещающего шарик 16 вверх, открывается. В этот момент скважинная жидкость с продуктами очистки сквозь конус 13 и седло 15 устремляются в шламоприемную камеру 17, при этом шарик 16 имеет ограниченную возможность перемещения вверх, в пределах клапанной клетки 14. Очистку внутренней поверхности труб 7 скважины продолжают до заданного интервала очистки, при этом продукты очистки АСПО, шлам, окалина попадают в шламоприемную камеру 17.
По достижении требуемого интервала очистки внутренней поверхности труб 7 в скважине спуск колонны НКТ 19 вниз прекращают. После этого начинают подъем колонны НКТ 19 с устройством вверх. В процессе подъема, находящаяся в шламоприемной камере 17 скважинная жидкость из сетчатого фильтра 12 переливается в межтрубное пространство 20 скважины, а продукты очистки АСПО, шлам, окалина остаются в шламоприемной камере 17 до достижения ею устья (на фиг. не показано), после чего их удаляют из шламоприемной камеры 17.
Предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности труб в скважине от АСПО позволяет произвести достаточно эффективную очистку внутренней поверхности труб в скважине от АСПО, благодаря «плавающей» конструкции скребков, выполненных в виде резцов, имеющих возможность возвратно-поступательного радиального перемещения при срезе наростов АСПО, что исключает заклинивание устройства в скважине и позволяет сократить время на проведение очистки внутренней поверхности труб в скважине.