УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ ОТ ПЕСЧАНОЙ ПРОБКИ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при текущем и капитальном ремонте для очистки скважин от песчаной пробки.
Известно устройство для чистки забоя скважины от песчаной пробки, (авторское свидетельство SU №901476 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №4 от 30.01.1982 г.), состоящее из корпуса с приемным клапаном, штока с поршнем, причем поршень уплотнен манжетой относительно корпуса, устьевого отвода, при этом приемный клапан расположен в поршне, а над поршнем установлен поплавковый клапан с подпружиненным седлом, причем корпус выполнен с каналами выше подпружиненного седла на уровне устьевого отвода.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей. Кроме того, устьевой отвод технологически сложен в изготовлении и применении.
- во вторых, манжета быстро изнашивается в агрессивной среде (абразив, песок, шлам), с которой она непосредственно контактирует в процессе чистки забоя скважины, в связи с чем резко снижается эффективность работы устройства.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины от песчаной пробки (авторское свидетельство SU №1186787 МПК 7 Е 21 В 37/00 опубл. Бюл. №39 от 23.10.1985 г.), включающее устьевой отвод с внутренним выступом, корпус с обратным клапаном и радиальными каналами для совмещения с каналом устьевого отвода и подвижный в осевом направлении башмак, при этом корпус имеет радиальные каналы, а башмак выполнен в виде жестко связанных между собой нижней частью втулок, концентрично установленных относительно одна другой, и корпуса, образующих кольцевую полость, и установленного в кольцевой полости подпружиненного патрубка с наружным кольцевым выступом для взаимодействия с верхними торцами втулок и выступом для взаимодействия с верхними торцами втулок и выступом устьевого отвода, при этом втулки установлены с возможностью перекрытия дополнительного радиального канала корпуса, а патрубок - с возможностью перекрытия радиального канала корпуса.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, и как следствие сложность изготовления и сборки;
- во-вторых, при спуске устройства в скважину возможно преждевременное открытие дополнительных радиальных каналов корпуса, в случае если в кольцевой полости, где установлена пружина останется атмосферное давление, и наоборот, при подъеме, если ниже втулок находится жидкость, то будет создаваться «эффект поршневания», противодействующий расжатию пружины, при этом дополнительные радиальные каналы могут не перекрыться втулками, кроме того, пружина в процессе работы подвергнута значительным знакопеременным нагрузкам, превышение которых выше допустимых может привести к поломке пружины, в связи с вышеизложенным снижается надежность работы устройства по очистке скважины от песчаной пробки.
- в-третьих, башмак в процессе очистки скважины от песчаной пробки может забиться крупными кусками отложений, которые могут осложнить или перекрыть доступ очищаемой песчаной пробки в корпус устройства, в связи с чем, снижается эффективность очистки скважины
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства и повышение надежности и эффективности работы устройства.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством для очистки скважины от песчаной пробки, включающим устьевой отвод с внутренним выступом, корпус с обратным клапаном и радиальными каналами для совмещения с каналом устьевого отвода, а также дополнительными радиальными каналами, подвижный в осевом направлении башмак, подпружиненный патрубок, имеющий возможность перекрытия радиальных каналов корпуса, уплотнительные элементы.
1
2
3
Новым является то, что башмак выполнен в виде полого цилиндра с возможностью перекрытия дополнительных радиальных каналов корпуса и снабжен на входе в нижней части фильтром, выполненным в виде металлических прутьев, расположенных диаметрально друг под другом, при этом в нижней части на наружной поверхности корпуса выполнен упор, относительно которого сверху размещен подпружиненный патрубок, а снизу упор снабжен дополнительной пружиной, взаимодействующей с полым цилиндром, причем наружный диаметр D патрубка больше наружного диаметра D корпуса, при этом патрубок своей наружной поверхностью имеет возможность герметичного взаимодействия с внутренним диаметром D внутреннего выступа устьевого отвода, причем уплотнительные элементы, обеспечивающие герметичность при опорожнении устройства установлены на наружных поверхностях патрубка и корпуса.
На фигуре 1 изображено устройство для очистки скважины от песчаной пробки в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображен разрез А-А фильтра устройства.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки состоит из корпуса 1 (см. фиг.1), на верхнем конце которого имеется канатная заделка 2. В канатной заделке 2 размещен обратный клапан 3 с регулируемой пружиной 4. В нижнем конце корпуса 1 выполнены дополнительные радиальные каналы 5 и радиальные каналы 6. Низ корпуса 1 заглушен посредством заглушки 7. В нижней части на наружной поверхности корпуса 1 выполнен упор 8, относительно которого сверху размещен подпружиненный посредством пружины 9 патрубок 10, при этом снизу упор 8 снабжен дополнительной пружиной 11, взаимодействующей с башмаком, выполненным в виде полого цилиндра 12. В исходном положении дополнительные радиальные каналы 5 перекрыты полым цилиндром 12, а радиальные каналы 6 перекрыты патрубком 10. Патрубок 10 и полый цилиндр 12 в рабочем положении имеют возможность ограниченного осевого перемещения относительно корпуса 1 независимо друг от друга. Полый цилиндр 12 снабжен на входе в нижней части фильтром 13 (см. фиг.1 и 2), выполненным в виде металлических прутьев, расположенных диаметрально друг под другом.
1
2
3
Наружный диаметр D патрубка 10 (см. фиг.1) больше наружного диаметра D корпуса 1, при этом патрубок 10 своей наружной поверхностью выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с внутренним диаметром D внутреннего выступа 14 устьевого отвода 15, установленного на устье скважины 16. Уплотнительные элементы 17 и 18 обеспечивают герметичность при опорожнении устройства и установлены, соответственно на наружных поверхностях патрубка 10 и корпуса 1.
Несанкционированные перетоки жидкости из корпуса 1 предотвращаются уплотнительными элементами 19, которые установлены на сопряженных поверхностях патрубка 10 и полого цилиндра 12 с корпусом 1.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки работает следующим образом.
Устьевой отвод 15 (см. фиг.1) пропускается вверх через канатную заделку 2, соединенную с канатом 20. После этого канатная заделка 2 наворачивается на верхний конец корпуса 1. Устройство приспускают в скважину 16 и закрепляют устьевой отвод 15 на устье. Устройство с помощью каната 20 геофизического подъемника (на фиг.1 и 2 не показано) спускают в скважину 16. При спуске устройства ниже уровня жидкости в скважине полость корпуса 1 остается герметически закрытой и недоступной для проникновения жидкости, благодаря уплотнительным кольцам 19.
При соприкосновении башмака, выполненного в виде полого цилиндра 12 с песчаной пробкой 21 в скважине 16 корпус 1 под действием собственного веса опускается вниз, сжимая дополнительную пружину 11, упертую сверху в упор 8, выполненный на наружной поверхности корпуса 1, при этом открываются дополнительные радиальные каналы 5. Под действием гидростатического давления столба жидкости в скважине 16 происходит интенсивное засасывание песка во внутреннюю полость корпуса 1 над заглушкой 7, при этом фильтр 13 (см. фиг.1 и 2), установленный внутри на входе в полый цилиндр 12 (см. фиг.1) предотвращает попадание крупных частиц отложений внутрь полого цилиндра 12.
После этого устройство посредством каната 20 начинают поднимать вверх. В момент подъема устройства полый цилиндр 12 под действием собственного веса и возвратной силы дополнительной пружины 11 опускается вниз и перекрывает дополнительные радиальные каналы 5, отделяя внутреннюю полость корпуса 1 от окружающей среды в скважине 16. В процессе подъеме устройства сжатый воздух, образуемый при заполнении внутренней полости корпуса 1 водопесчаной смесью, выходит через обратный клапан 3 до тех пор, пока не достигнет того давления, на которое обратный клапан 3 отрегулирован пружиной 4. Из опыта практического применения это составляет 0,1-0,3 МПа. Давление предназначено для интенсивного опорожнения устройства.
1
3
При достижении устройством устья скважины 16 патрубок 10 своей наружной поверхностью диаметром D герметично вступает во взаимодействие с внутренним диаметром D внутреннего выступа 14 устьевого отвода 15. Продолжают тянуть канат 20 вверх, при этом патрубок 10 сверху упирается во внутренний выступ 14 устьевого отвода 15 и при дальнейшем натяжении канат 20 вверх патрубок 10 опускается вниз, сжимая пружину 10 упертую снизу в упор 8, при этом открываются радиальные каналы 6 и избыточным давлением воздуха во внутренней полости корпуса 1 песок принудительно выбрасывается через каналы 22 устьевого отвода 15.
Предлагаемое устройство обладает простой конструкцией и исключает несанкционированное срабатывание башмака, при этом башмак и патрубок имеют возможность независимого перемещения относительно друг друга, а фильтр позволяет остановить доступ крупных кусков отложений, внутрь башмака, которые могут осложнить или перекрыть попадание очищаемой песчаной пробки в корпус устройства. Все это в целом позволяет с достаточной надежностью и эффективностью произвести очистку скважины от песчаной пробки, а значит повысить качество ремонтных работ.