УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины (патент на полезную модель RU №38002, МПК 7 Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №14 от 20.05.2004 г.), содержащее корпус, пакер, полый шток с радиальными каналами, состоящими из двух рядов и разделенными между собой перегородкой, кольцевым выступом и установленными на нем сбивными клапанами и пружиной сжатия, взаимодействующей с втулкой, имеющей цилиндрическую выборку на внутренней поверхности, при этом втулка выполнена с возможностью ограниченного снизу продольного перемещения и перекрытия в исходном положении радиальных каналов, при этом пакер выполнен в виде стакана с упором, размещенным внутри и выполненным с возможностью взаимодействия с корпусом и наконечником жестко соединенным с полым штоком, при этом на стакане жестко закреплен снаружи в середине симметрично эластичный рукав, причем стакан сверху и снизу соединен с возможностью ограниченного перемещения соответственно с наконечником и корпусом, относительно которых в транспортном положении он закреплен срезными элементами, а в рабочем - верхним и нижним фиксаторами положения, при этом эластичный рукав сверху и снизу жестко прикреплен соответственно к наконечнику корпусу, при этом вышеупомянутый полый шток взаимодействует с внутренним выступом наконечника в рабочем положении.
Кроме того устройство снабжено стволом с фигурным пазом на наружной поверхности с чередующимися продольными короткими и длинными участками и жестко расположенным на нем конусом, а также установленными на стволе обойму с направляющим штифтом, размещенным вышеупомянутом фигурном пазе, причем в обойме по ее окружности установлены шлипсы, подпружиненные в радиальном направлении, при этом ствол жестко соединен с корпусом, а устройство со стволом имеет возможность продольного перемещения по траектории фигурного паза относительно подпружиненных шлипсов, обоймы и направляющего штифта.
Существенными недостатком устройства является то, что при спуске устройства в скважину эластичный рукав пакера, из-за своей трубчатой формы может быть поврежден или сорван при контакте со стенками скважины, особенно это касается старых скважинах,
где стенки имеют наросты в виде твердых отложений. В итоге имеем негерметичную посадку пакера, что значительно снижает эффективность очистки скважины.
Другим недостатком устройства является проблематичное извлечение устройства из скважины в случае его негерметичной посадки или после продолжительной эксплуатации, поскольку в конструкцию устройства не заложена возможность его извлечения стандартным ловильным инструментом.
Известно устройство для очистки скважины (патент RU №2186947, МПК 7 Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №22 от 10.08.2002 г.), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, включающим расширяющий конус на внутренней поверхности которого выполнена цилиндрическая выборка, причем полый шток и хвостовик выполнен с радиальными каналами, причем радиальные каналы в полом штоке расположенными двумя рядами и разделены между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой установленной на полом штоке, срезные и уплотнительные элементы.
Существенными недостатками устройства являются:
- в процессе эксплуатации скважины радиальные каналы хвостовика забиваются грязью и шламом из пласта и скважины, а это резко снижает дебит скважины, в связи с чем необходимо производить восстановление проходного сечения радиальных каналов хвостовика путем извлечения устройства из скважины.
- ограничивает проведение технологических операций по работе с пластом, поскольку для обработки призабойной зоны пласта или его промывки необходимо полностью извлекать устройство из скважины, после чего проводить его ревизию и осуществлять повторную посадку, а ведет к дополнительным затратам в процессе эксплуатации данного устройства.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства при проведении работ с пластом без извлечения устройства.
Указанная задача решается предлагаемым устройством для очистки скважины, содержащим полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы, при этом корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а полый шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами
Новым является то, что полый шток дополнительно оснащен технологическим клапаном, выполненным с возможностью ограниченного упором перемещения вверх и
зафиксированным в исходном состоянии срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана, который выполнен подпружиненным, расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном и расширяющим конусом, при этом радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом полый шток.
Новым является также то, что седло обратного клапана изготовлено съемным.
На фигуре изображено предлагаемое устройство для очистки скважины в продольном разрезе.
Устройство содержит полый шток 1 с кольцевым выступом 2, корпус 3 с хвостовиком 4, пакер 5 с расширяющим конусом 6, обратный клапан 7 с седлом 8.
Корпус 3 соединен с расширяющим конусом 6 с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером 5 снизу. Полый шток 1 и хвостовик 4 снабжены, соответственно радиальными каналами 9 и 10. Полый шток 1 и корпус 3 в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса 6 срезными элементами 11 и 12.
Полый шток 1 дополнительно оснащен технологическим клапаном 13, выполненным с возможностью ограниченного упором 14 перемещения вверх и зафиксированным в исходном состоянии срезным винтом 15. Кольцевой выступ 2 полого штока 1 выполнен на внутренней поверхности. Седло 8 обратного клапана 7, который выполнен подпружиненным посредством пружины 16, расположено в верхней части расширяющего конуса 6. Седло 8 и кольцевой выступ 2 в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном 13 и расширяющим конусом 6, при этом радиальные каналы 9 полого штока 1, расположены в исходном положении между расширяющим конусом 6 и кольцевым выступом 2 полого штока 1.
Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 17.
Работает устройство следующим образом.
Устройство на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 18 спускают в скважину 19 и устанавливают на 3-5 метров выше интервала перфорационных отверстий продуктивного пласта 20 (см. фиг.). В процессе спуска устройства в скважину 19, благодаря технологическому клапану 13, герметично закрепленному в полом штоке 1 в исходном положении срезным винтом 15, во внутреннем пространстве колонны НКТ 18 образуется депрессионная камера 21, находящаяся под атмосферным давлением.
Затем колонну НКТ 18 разгружают на устройство, в результате этого разрушается срезной элемент 12 и корпус 3 поднимается вверх до упора своим верхним торцом в нижний торец расширяющего конуса 6, который дорнирует пакер 5, в следствии чего, последний прижимается к стенкам скважины 19, разобщая тем самым внутрискважинное пространство 22 продуктивного пласта 20.
При дальнейшей разгрузке колонны НКТ 18 на устройство разрушается срезной элемент 11 и полый шток 1 опускается вниз до упора своим кольцевым уступом 2 в верхний торец расширяющего конуса 6, при этом седло 8 установленное на верхнем конце расширяющего конуса 6 воздействует на упор 14 технологического клапана 13. В итоге, разрушается срезной винт 15 и технологический клапан 13 поднимается вверх до тех пор, пока не упрется своим упором 14 внутри в верхнюю часть полого тока 1, при этом радиальные каналы 9 полого штока 1 герметично перекрываются посредством уплотнительных элементов 17.
Происходит соединение внутрискважинного пространства 22 продуктивного пласта 20 с внутренним пространством колонны НКТ 18, а так как во внутреннем пространстве колонны НКТ 18 давление атмосферное, то на пласт создается значительная депрессия.
Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из продуктивного пласта 20, с забоя и со стенок скважины 19, из внутрискважинного пространства 22 продуктивного пласта 20 сквозь нижнюю часть хвостовика 4, внутренние пространства корпуса 3 и расширяющего конуса 6, отжимая вверх пружину 16 и соответственно обратный клапан 7 и далее через внутреннее пространство полого штока 1 устремляются во внутреннее пространство колонны НКТ 18.
Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости продуктивного пласта 20 и степени его загрязненности) колонну НКТ 18 приподнимают вверх, в результате этого обратный клапан 7 возвращается в исходное положение и садится на седло 8.
После чего колонну НКТ 18 вместе с полым штоком 1 и технологическим клапаном 13 извлекают на поверхность, а оставшаяся часть устройства остается в скважине 19.
После чего спускаю необходимое глубинно-насосное оборудование (на фиг.1 и 2 не показано) и продолжают дальнейшую эксплуатацию скважины 19.
Когда в процессе эксплуатации возникает необходимость работы с продуктивным пластом 20 (промывка, обработка призабойной зоны пласта), то в скважину спускают ловильное инструмент (на фиг. не показано) с захватом за наружную поверхность (например, наружную труболовку), после чего проводят залавливание седла 8 за его
наружную поверхность, и далее вращением отворачивают его с верхнего конца расширяющего конуса 6, а следовательно, и находящиеся в нем обратный клапан 7 и пружину 16. После чего в устройство спускают колонну промывочных труб и производят промывку, восстанавливая тем самым площадь проходного сечения радиальных каналов 10 хвостовика 4, а при необходимости можно проводить работы с пластом (например, обработку призабойной зоны скважины).
По окончании этих работ извлекают колонну промывочных труб из скважины 19 и спускают туда на ловильном инструменте седло 8. Вращением ловильного инструмента вворачивают седло 8 на верхний конец расширяющего конуса 6.
После этого ловильный инструмент извлекают из скважины 19, которую запускают в дальнейшую эксплуатацию.
Предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями и позволяет проводить работы с пластом без извлечения устройства, а это позволяет избежать дополнительных затрат по извлечению, ревизии и повторной посадке устройства в скважину.