СКРЕБОК ИЗ КАНАТНОЙ ПРОВОЛОКИ МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ СКП 220М

Предложение относится к строительству скважин в нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для очистки стенок скважины от рыхлой фильтрационной корки и закупоривания пор и трещин коллектора в прискважинной части дисперсными частицами технологических жидкостей для предотвращения повторного образования фильтрационной корки.
Известно устройство для обработки ствола скважины (см. описание к А.С. №1357549, опубл. в Б.И. №45, 07.12.87 г., М.кл. 4 Е21В 37/02), включающее полый корпус и размещенные на нем скребковые элементы, выполненные в виде петель из гибкого металлического каната двух размеров, вдоль оси корпуса, образованных путем продевания канатов в различные по размерам отверстия корпуса, расположенные в диаметрально противоположных плоскостях, канат с большим диаметром предназначен для уплотнения фильтрационной корки, а канат с меньшим диаметром - для удаления верхнего (рыхлого) слоя фильтрационной корки.
Недостатком известного устройства является то, что оно недостаточно эффективно. Объясняется это тем, что в процессе удаления фильтрационной корки скребки, встречая сопротивление изменяют геометрический размер петель, где в большую, а где - в меньшую сторону и в результате происходит неравномерное удаление не только рыхлой фильтрационной корки, но и ее плотного слоя. Отсюда и некачественное крепление скважины.
Известны также устройства для обработки стенок скважины (см. А.с. СССР №640221, М. кл. Е21В 37/02, 1977 г., а также А.С. СССР №732501, М.кл. Е21В 37/02, 1977 г.), включающие полый корпус с присоединительными резьбами на концах и очистительными щетками, закрепленными в промывочных проемах между лопастями. При этом в устройстве по А.с. №732501 лопасти являются калибрующими, армированными твердым сплавом.
Общим недостатком известных устройств является то, что они не обеспечивают равномерную степень очистки стенок скважины от глинистой фильтрационной корки и кольматирование пор и трещин, поскольку вытекающие из насадок струи, разрушают стенку скважины, увеличивают диаметр и формируют ступенчатый ствол при наличии в разрезе скважины мягких и средней прочности, а также слабосцементированных пород. Ввиду удаления не только глинистой корки, но и закольматированной зоны приходится уменьшать гидродинамический напор струи, а это не всегда обеспечивает качественную кольматацию проницаемых пород. Кроме того, устройство имеет большие осевые размеры и связанную с этим поочередную работу устройства по обработке стенок скважины: гидродинамическую - механическую - статическую. Это затягивает процесс интенсивной фильтрации в пласт. Кольматация перового пространства горных пород осуществляется всем спектром дисперсных частиц глинистого раствора. В этом случае возможно более глубокое, чем это необходимо для управляемой кольматации проникновения коллоидных частиц в пласт.
В устройстве для обработки стенок скважины (см. А.С. Б.И. №1723311, кл. Е21В 37/02, опубл. в БИ №12, 30.03.92 г.) перечисленные выше недостатки аналогов устранены. Он содержит полый корпус с выполненными на наружной поверхности лопастями с присоединительными резьбами на концах. Для удаления рыхлой глинистой корки промывочные проемы между лопастями снабжены металлическими щетками.
Это устройство по технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа. Однако и оно не лишено недостатков. Оно сложно по конструктивному исполнению, а его изготовление трудоемко и требует больших затрат времени. Кроме того, выполнение в корпусе щелевых отверстий, расположенных тангенциально и ориентацией на боковую поверхность лопастей с целью создания кольматационного слоя более крупными частицами промывочной жидкости, истекающей из тангенциальных отверстий, не дают ожидаемых результатов. Объясняется это тем, что при этом одновременное вращение устройства и затопленная жидкая среда препятствуют удару закрученной промывочной жидкости к стенке скважины и уменьшают эффективность, и следовательно может произойти только частичная кольматация.
Технической задачей заявляемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение его эффективности.
Поставленная техническая задача решается описываемой полезной моделью - скребком из канатной проволоки, включающим полый корпус с присоединительными резьбами на концах и щетки закрепленные в проемах корпуса.
Новым является то, что через одного из проемов в корпусе выполнены под острым углом направленные друг к другу каналы, снабженные насадками, выходные отверстия которых направлены наружу, при этом оси каналов пересекаются в точке на окружности ствола скважины. Насадки установлены на расстоянии одной трети части корпуса от нижнего его торца. Щетки выполнены из отрезков каната распусканием их концов до образования пучков из множества проволок каната. Узлы крепления щеток выполнены разборными и одинаковой конструкции. Корпус выполнен из отрезка утяжеленной бурильной трубы (УБТ), или из кругляка такой же марки стали, что и у УБТ.
Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид заявляемого скребка из канатной проволоки в частичном продольном разрезе.
На фиг.2 - то же, что на фиг.1, сечение по А-А;
На фиг.3 - вид на Б по фиг.1, в разрезе.
Скребок из канатной проволоки содержит полый корпус 1 (см. фиг.1) с присоединительными резьбами на концах 2 и 3 и с продольно направленными проемами 4, 5 и 6 (см. фиг.2), отстоящими друг от друга на равных расстояниях. Через одного из проемов 4 в корпусе выполнены каналы 7 и 8, направленные друг к другу под острым углом, и снабженные насадками 9 и 10, выходные отверстия которых направлены наружу. Оси каналов 7 и 8 пересекаются в точке на окружности ствола 11 скважины. Насадки 9 и 10 установлены на расстоянии 1/3 части корпуса от нижнего его торца 12. В двух других проемах 5 и 6 установлены множество щеток 13 (см. фиг.1) одного и того же размера, выполненные из отрезков каната 14 распусканием их концов до образования пучков из множества проволок каната. В заявляемой полезной модели узел крепления щеток 13 выполнен разборным и одинаковой конструкции. На фиг.3 изображен один из вариантов закрепления щеток поджимной гайкой 15 с осевым каналом 16, через который пропускают отрезки канатов и зажимают один из концов их поджимной гайкой к корпусу, завинчивая в заранее подготовленные гнезда 17 с внутренней резьбовой нарезкой под резьбу поджимной гайки. Корпус скребка изготавливают из отрезка УБТ или из кругляка такой же марки стали, что и УБТ.
Скребок (СКП 220М) работает следующим образом.
Перед спуском в скважину СКП 220М сначала работниками геологической службы бурового предприятия, по данным геофизических исследований скважин уточняют интервалы залегания проницаемых отложений пород фактической толщины фильтрационной корки, подлежащей удалению и подлежащих закупориванию пор и трещин проницаемого пласта, интервалы разреза с кавернами, а также продуктивными пластами, проектную глубину забоя и другие параметры
Далее СКП-220М спускают в скважину в компоновке с низом бурильной колонны, непосредственно установив его над долотом. Затем его приводят во вращательное движение роторным или турбинным способом, одновременно осуществляя циркуляцию бурового раствора. В процессе вращения устройства в работу подключаются проволочные скребки - щетки 13, удаляя верхний рыхлый слой фильтрационной корки, которая уносится вверх буровым раствором к устью скважины. При этом одновременно из насадок 9 и 10 струи бурового раствора направляются в сторону стенки скважины и, встречаясь в одной точке окружности ствола, совершают гидроудар. Установлено, что затопленная струя выходящая из насадок имеет наибольшую гидравлическую энергию тогда, когда его длина L удовлетворяет условию: 5dn≤L≤8dn, где dn - диаметр выходного отверстия насадок, мм. Под действием гидроудара загустевший структурированный буровой раствор разбивается, который с помощью щеток удаляется со стенок скважины. В случае использования устройства в процессе углубления скважины долотом под действием гидроудара струи обеспечивается закупоривание пор и трещин проницаемого пласта в прискважинной части и тем самым, предотвращая повторное образование фильтрационной корки.
Создавая при этом механическое и гидравлическое воздействие на стенки скважины, обеспечивают удаление фильтрационной корки, с одновременным уплотнением и кольматированием стенок скважины, а также закупоривание пор и трещин проницаемых пластов. Таким образом, наряду с углублением скважины идет одновременно и подготовка ее ствола к качественному его креплению, исключающее осложнения при спуске колонны и заколонные перетоки после ее цементирования. Кроме этого достигается и другой эффект - качественное вскрытие продуктивных пластов за счет образования надежного кольматационного экрана, препятствующего проникновению фильтрата бурового раствора в пласт. В конечном счете, использование устройства приводит к повышению качества крепления скважины, позволит избежать дополнительных ремонтно-восстановительных работ по исключению заколонных перетоков.
Предлагаемый скребок СКП 220М прост по конструктивному исполнению, обладает меньшей металлоемкостью и повышенной эффективностью в сравнении с объектами аналогичного назначения.