УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛАМОПЕСКОУЛАВЛИВАНИЯ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в текущем и капитальном ремонтах скважин, связанных с удалением из скважины шлама, песка, окалины.
Известно устройство для промывки песчаных пробок (авторское свидетельство SU №1081334, МПК 7 Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №11 от 23.03.1984 г.), содержащее соединенный через муфту с колонной насосно-компрессорных труб корпус с концентрично размещенным в нем патрубком, образующим с ним кольцевую полость, две эластичные манжеты, установленные в верхней и нижней части корпуса, а соединительная муфта имеет радиальные каналы для сообщения кольцевой полости, образованной корпусом и патрубком, с затрубным пространством.
Недостатками данного устройства является то, что манжеты находятся в постоянном контакте со стенками скважины, в результате чего возникает трение, которое приводит к постепенному износу манжет в процессе спуска устройства к песчаной пробке, особенно в глубоких скважинах, что приводит к снижению герметичности в процессе промывки песчаной пробки и, как следствие, к увеличению расхода промывочной жидкости. Кроме того, в запарафиненных скважинах в процессе спуска, ввиду плотного контакта, может произойти срыв манжеты, из-за чего снижается эффективность работы устройства.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для шламопескоулавливания (авторское свидетельство SU №2007544, МПК 7 Е 21 В 21/00, В 37/00 опубл. в БИ №3 от 15.02.1994 г.), содержащее цилиндрический корпус, соосно установленные внутри него шламопескоподводящую трубку с обратным клапаном в своей верхней части и выводной патрубок с переходником для присоединения к трубной колонне, закрепленный в верхней части корпуса, и обратный клапан излива для сообщения шламопескоприемной зоны с внешним пространством при шламопескоулавливании и ее изолировании при подъеме устройства из скважины, при этом оно снабжено фильтрующим узлом, в полости корпусаконцентрично выводному
патрубку выполнена кольцевая полость, гидравлически связанная через фильтрующий узел с шламоприемной зоной и с внешним пространством через обратный клапан излива, при этом запорные органы отсекающего обратного клапана и обратного клапана излива выполнены подпружиненными.
Недостатком конструкции данного устройства являются:
во-первых, рабочий агент прокачивается в межтрубное пространство скважины и воздействует на вымываемый шлам только по периферии (снаружи устройства по кольцу), то есть малая площадь воздействия рабочего агента на шлам, в связи с чем увеличивается продолжительность проведения промывки.
во-вторых, выполнение запорного органа отсекающего обратного клапана в виде подпружиненного шарика, требует определенного усилия для сжатия пружины для последующего открытия отсекающего обратного клапана, чего трудно добиться при низком давлении промывки, а это ведет к снижению работоспособности устройства в целом.
Технической задачей полезной модели является повышение работоспособности и сокращение продолжительности удаления шлама из скважины без усложнения конструкции устройства.
Поставленная техническая задача решается устройством для шламопескоулавливания, содержащим цилиндрический корпус, соосно установленные внутри него шламопескоподводящую трубку с отсекающим обратным клапаном в своей верхней части и выводной патрубок с переходником для присоединения к трубной колонне, закрепленный в верхней части цилиндрического корпуса, и обратный клапан излива для сообщения шламопескоприемной зоны с внешним пространством при шламопескоулавливании и ее изолировании при подъеме устройства из скважины, фильтрующий узел, кольцевую полость, выполненную в полости цилиндрического корпуса концентрично выводному патрубку, гидравлически связанную через фильтрующий узел с шламоприемной зоной и с внешним пространством через обратный клапан излива, при этом запорный орган обратного клапана излива выполнен подпружиненным.
Новым является то, что цилиндрический корпус снизу снабжен радиальными отверстиями, гидравлически сообщающими межтрубное пространство скважины с зоной
накопления шлама, при этом шламоприемная зона снизу отделена от зоны накопления шлама конусом, сужающимся сверху вниз и жестко установленным в шламоприемной зоне напротив радиальных отверстий цилиндрического корпуса, при этом в шламопесковыводящей трубке наклонно установлен отсекающий обратный клапан, выполненный в виде пластины, шарнирно закрепленной относительно седла.
На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе в рабочем положении.
Устройство для шламопескоулавливания содержит цилиндрический корпус 1, соосно установленные внутри него шламопескоподводящую трубку 2 с отсекающим обратным клапаном 3 в своей верхней части и выводной патрубок 4 с переходником 5 для присоединения к трубной колонне 6.
В верхней части цилиндрического корпуса 1 установлен обратный клапан излива 7 для сообщения шламопескоприемной зоны 8 с внешним пространством при шламопескоулавливании и ее изолировании при подъеме устройства из скважины.
Внутри цилиндрического корпуса напротив выводного патрубка 4 размещен фильтрующий узел, выполненный в виде сетки 9 с размерами ячейки 0,16×0,16 или 0,25×0,25 в зависимости от гранулометрического состояния текучей среды. Сетка 9 с выводным патрубком 4 образуют кольцевую полость 10, гидравлически связанную через фильтрующий узел с шламоприемной зоной 8 и с внешним пространством (межколонным пространством скважины) через обратный клапан излива 7. Запорный орган обратного клапана излива 7 выполнен подпружиненным посредством пружины 11. Цилиндрический корпус 1 снизу снабжен радиальными отверстиями 12, гидравлически сообщающими межтрубное пространство скважины с зоной накопления шлама (на фиг. не показано).
Шламоприемная зона 8 снизу отделена от зоны накопления шлама конусом 13, сужающимся сверху вниз и жестко установленным в шламоприемной зоне 8 напротив радиальных отверстий 12 цилиндрического корпуса 1. В шламопесковыводящей трубке 2 наклонно установлен отсекающий обратный клапан 3, выполненный в виде пластины 14, шарнирно закрепленной относительно седла 15.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе (см. фигуру) посредством переходника 5 на трубной колонне 6 спускают в скважину (на фиг не показано) в зону накопления шлама. С помощью
сальника (на фигуре не показано) герметизируют пространство на устье скважины между трубной колонной 6 и эксплуатационной колонной (на фиг не показано).
Закачкой промывочной жидкости в межколонное пространство устанавливают прямую циркуляцию. После чего разгружают устройство на вымываемый из скважины шлам и начинают промывку, при этом закачиваемая в межтрубное пространство промывочная жидкость, достигнув устройства из межколонного пространства сквозь радиальные отверстия 12 попадает внутрь цилиндрического корпуса 1 и взаимодействует с конусом 13, который направляет поток промывочной жидкости на вымываемый шлам, Поток жидкости действует на вымываемый шлам как по межколонному пространству скважины, так и снизу внутри устройства по пространству между полым корпусом 1 и шламопесковыводящей трубе 2, ускоряя процесс промывки.
Размытый шлам с потоком жидкости входит в шламопесковыводящую трубку 2 снизу. Далее восходящий поток промывочной жидкости со шламом по шламопесковыводящей трубке 2 достигает отсекающего обратного клапана 3 и, воздействуя снизу на его пластину 14 поднимает последнюю вверх относительно седла 15, при этом поток жидкости со шламом устремляется вверх внутрь цилиндрического корпуса 1, где происходит резкое снижение скоростного напора восходящего потока.
Здесь происходит первая ступень цикла сепарации крупных по размеру фракций от текучей среды (потока жидкости) непосредственно внутри цилиндрического корпуса 1, которые оседают в его шламоприемной зоне 8.
Из-за своевременной разгрузки текучей среды от взвешенных крупных фракций шлама улучшается процесс транспортировки оставшихся мелких фракций при любой скорости восходящего потока, который из цилиндрического корпуса 1 по выводному патрубку 4 и трубной колонне 6 поднимается вверх на дневную поверхность. Промывку с разгрузкой устройства продолжают до ликвидации шламонакоплений в скважине.
После этого циркуляцию промывочной жидкости прекращают и начинают подъем устройства вверх посредством трубной колонны 6, при этом отсекающий обратный клапан 3 закрывается пластина 14 садится на седло 15 (за счет веса пластины и установки отсекающего обратного клапана 3 в шламопесковыводящей трубке 2 наклонно). В процессе подъема устройства происходит вторая ступень сепарации, поскольку находящаяся в трубной колонне 6 промывочная жидкость сначала попадает сквозь сетку 9
в кольцевую полость 10, откуда жидкость, через открывшийся за счет столба промывочной жидкости и шлама в трубной колонне 6 обратный клапан излива 7 (пружина 11 сжимается) вытекает в межколонное пространство скважины, при этом в кольцевую полость 10 вместе с промывочной жидкостью попадают только мелкие фракции шлама, которые меньше ячеек сетки 9, а более крупные фракции, не прошедшие сквозь ячейки сетки 9 оседают в шламоприемной зоне 8 цилиндрического корпуса 1. Мелкие фракции шлама оседают в кольцевой полости 10.
Таким образом, происходит активное шламопескоулавливание как в процессе промывки, так и в процессе подъема устройства на поверхность, в связи с чем исключается обратное шламопопадание в скважину.
Предлагаемое устройство имеет достаточную работоспособность, поскольку отсекающий обратный клапан срабатывает вне зависимости от давления на него, а сокращение продолжительности удаления шлама из скважины достигается путем воздействия потока промывочной жидкости по всему сечению вымываемого шлама, что в целом ускоряет весь процесс и приводит к экономии финансовых средств.