УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки забоя добывающих и нагнетательных скважин от песчаных и гипсовых пробок при текущих и капитальных ремонтах скважин.
Известно устройство для очистки забоя скважины от песчаных пробок (Лаврушко П.Н. Подземный ремонт скважины. М., Недра, 1968, с.281-282, рис.149), которое состоит из полого корпуса с направляющей втулкой в его верхней части, поршня со штоком, установленного на нижнем конце корпуса приемного клапана и размещенной на штоке пружины. Для разрыхления песчаных пробок на конце устройства предусмотрен дополнительный инструмент разрыхлитель, выполненный, например, в виде пики с конусной головкой, под которую в нижней части корпуса выполнено посадочное седло. В теле поршня устройства выполнены продольные перепускные каналы для перетока жидкости из нижней части устройства (из-под поршня) в верхнюю часть. С верхнего торца поршня свободно на штоке установлена крышка для перекрытия каналов в поршне, а для амортизации при ходе штока в крайнее верхнее и крайнее нижнее положения на штоке установлены пружины в свободном (ненагруженном) состоянии: одна - вне корпуса и другая в корпусе. На верхнем конце устройства имеется проушина для крепления тартального каната, на котором это устройство спускается в скважину для работы и поднимается на поверхность.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, наличие продольных перепускных каналов в теле поршня и крышки для их перекрытия из-за засорения песком не обеспечивает герметичность при эксплуатации, что снижает надежность устройства.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки забоя скважины (см. патент РФ на полезную модель №57343, МПК 7 Е21В 27/00 опубл. в бюл. №28 от 10.10.2006 г.), включающее полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, герметично заведенный с возможностью осевого перемещения вниз через направляющую втулку внутрь корпуса полый заглушенный с нижнего торца плунжер, оснащенный в боковых стенках, заведенными внутрь полого корпуса радиальными сквозными отверстиями, приемный клапан, при этом между полым
корпусом и приемным клапаном установлен штуцер с регулируемым проходным диаметром, причем под приемным клапаном установлен патрубок со скошенным нижним концом, при этом в транспортном положении плунжер зафиксирован относительно направляющей втулки полого корпуса срезным элементом.
Недостатками данного устройства является:
- во-первых, перед очисткой забоя скважины патрубок своим скошенным нижним концом упирается в очищаемый забой и если забой «твердый», то его весьма трудно разрыхлить, что очень резко снижает поступление внутрь полого корпуса песка, гипса, шлама, грязи с забоя скважины,
- во-вторых, при интенсивном подъеме размытого шлама, гипса, песка пропускная способность регулируемого штуцера может не оказаться не достаточной для стабильной работы устройства, то есть происходит запирание потока под регулируемым штуцером внутри устройства. Все вышеотмеченное снижает эффективность работы устройства
Задачей полезной модели является повышение эффективности очистки забоя скважины без усложнения технологии применения устройства.
Указанная техническая задача решается предлагаемым устройством для очистки забоя скважины, включающим полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части.
Новым является то, что внутри корпуса установлен винтовой вал с фрезой-рыхлителем на конце, причем фреза-рыхлитель подпружинена вверх и имеет возможность осевого и вращательного движения, при этом корпус снизу оснащен зубцами, а снаружи снабжен самоуплотняющейся манжетой, пропускающей снизу вверх, и радиальными отверстиями, выполненными выше самоуплотняющейся манжеты, причем внутри направляющей втулки установлена подшипниковая опора, а винтовой вал выше фрезы-рыхлителя снабжен опорной гайкой жестко соединенной с корпусом и снабженной вертикальными сквозными отверстиями, причем винтовой вал внутри оснащен каналом сообщающим пространство над фрезой-рыхлителем с внутренним пространством колонны труб, на которой спускается устройство.
На фигуре схематично изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
Устройство состоит из полого корпуса 1 с направляющей втулкой 2 в верхней его части. Внутри корпуса 1 установлен винтовой вал 3 с фрезой-рыхлителем 4 на конце, причем фреза-рыхлитель 4 подпружинена посредством пружины 5 вверх и имеет возможность осевого и вращательного движения.
Внутри направляющей втулки 2 размещена подшипниковая опора 6. Винтовой вал 3 выше фрезы-рыхлителя 4 снабжен опорной гайкой 7, жестко соединенной с корпусом 1.
Опорная гайка 7 снабжена вертикальными сквозными отверстиями 8.
Корпус 1 снизу оснащен зубцами 9, а снаружи снабжен самоуплотняющейся манжетой 10, пропускающей снизу вверх, и радиальными отверстиями 11, выполненными в патрубке 3 выше самоуплотняющейся манжеты 10.
Винтовой вал 3 внутри оснащен каналом 12, сообщающим пространство 13 над фрезой-рыхлителем 4 с внутренним пространством 14 колонны труб 15, на которой спускается устройство.
Устройство работает следующим образом.
Для очистки забоя скважины 16, например, от гипсовой пробки 17 закрепляют устройство в сборе (см. фиг.) на нижнем конце колонны труб 15, например колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) (на фигуре не показано) и спускают в скважину до опоры на гипсовую пробку 17.
Как только корпус 1 зубцами 9 упрется в забой скважины, о чем свидетельствует начало разгрузки устройства, отражающееся на показаниях индикатора веса (на фиг. не показано), установленного на устье скважины.
После чего доливают скважину 16 технологической жидкостью и устройство полностью вместе с колонной НКТ разгружают на гипсовую пробку 17, при этом под воздействием веса устройства фреза-рыхлитель 4 с винтовым валом 3 вращаются посредством подшипниковой опоры 6, размещенной внутри направляющей втулки 2 и фреза - рыхлитель 4 начинает углубляется внутрь песчаной пробки 17, разрушая ее.
В момент разгрузки устройства на гипсовую пробку 17 корпус 1 зубцами 9 фиксируется на обрабатываемой гипсовой пробке 17, одновременно устраняя реактивный момент от вращения фрезы-рыхлителя 4.
Далее производят закачку технологической жидкости в межколонное пространство 18 скважины 16, при этом технологическая жидкость из межколонного пространства 18 скважины 16, поскольку самоуплотняющаяся манжета 10 прижата к внутренним стенкам скважины 16 сквозь радиальные отверстия 11 корпуса 1 попадает внутрь корпуса 1, то есть в пространство 13 над фрезой-рыхлителем 4 и разрыхленный фрезой-рыхлителем 4 размытый гипс начинает поступать через канал 12 внутрь винтового вала 3, по которому поднимается вверх и попадает во внутреннее пространство 14 колонны НКТ 15. После вымыва разрыхленного фрезой рыхлителем 4 гипса из пространства 13 пружина 5 возвращает фрезу-рыхлитель 4 в исходное положение (штриховыми линиями показано расположение фрезы-рыхлителя 4 в исходном положении).
Таким образом, циклически осевыми перемещениями устройства вверх вниз, сочетая это с подачей технологической жидкости в межколонное пространство 18 скважины 16, и вымывая гипс, разрыхленный фрезой-рыхлителем 4, производят очистку забоя скважины до полного прекращения проходки. После очистки забоя скважины колонну НКТ 15 вместе с устройством поднимают на поверхность.
Предлагаемое устройство позволяет многократно повысить эффективность очистки скважин от гипсовых и песчаных пробок за счет движения фрезы-рыхлителя, а также одновременности разбуривания, измельчения и вымывания.