КАНАТНО-ПРОВОЛОЧНЫЙ СКРЕБОК-КПС-230 ДЛЯ ОЧИСТКИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ

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., 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, кл. Е21В 37/02, 1977 г., а также А.с. СССР №732501, 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 - гидродинамическую. 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 сводит его к минимуму, 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 - «Канатно-проволочным скребком - КПС-230 для очистки стенок скважины», включающем полый корпус с выполненными на наружной поверхности лопастями и с присоединительными резьбами на концах и щетки, закрепленные в промывочном проеме между лопастями.
Новым является то, что лопасти выполнены спиралевидными, в
одном из проемов которых закреплены внахлест установленные петли из гибких отрезков металлического каната, при этом щетки выполнены из того же материала, что и петли - из отрезков каната, распусканием их концов до образования пучков из множества проволок каната, причем узел крепления щеток и петель выполнены разборными и одинаковой конструкции.
Представленные рисунки поясняют суть полезной модели, где на фиг.1 изображен общий вид заявляемого канатно-проволочного скребка-КПС-230 в частичном разрезе. На фиг.2 - взаимное расположение петель, выполненных из отрезков гибкого металлического каната, закрепленных в одном из проемов между лопастями корпуса, где приведен один из вариантов узла крепления в разрезе, вид по стрелке А на фиг.1, на фиг.3 - проволочные скребки, выполненные также из отрезков каната, вид по стрелке Б на фиг.1.
Канатно-проволочный скребок содержит полый корпус 1 (см. фиг.1) с присоединительными резьбами на концах 2 и 3. На наружной поверхности корпуса выполнено несколько спиралевидных лопастей 4 и 5. В одном из проемов 6 между лопастями закреплены внахлест установленные петли 7 (см. фиг.2) из отрезков гибкого металлического каната, а в проеме 8 диаметрально-противоположно расположенном от проема 6, закреплены проволочные скребки в виде щеток 9 (см. фиг.3), выполненных из того же материала, что и петли - из отрезков каната, предварительно распустив их концы до образования пучков из множества проволок каната. В заявляемой полезной модели узел крепления щеток 9 и петель 7 выполнены разборными и одинаковой конструкции. На фиг.2 изображен один из вариантов закрепления щеток и петель с помощью болтов 10 с осевым
каналом 11, через который пропускают отрезки канатов и зажимают один из концов их болтами к корпусу, завинчивая в заранее подготовленные гнезда 12 с внутренней резьбовой нарезкой под резьбу болта.
Канатно-проволочный скребок (КПС-230) работает следующим образом.
Перед спуском КПС-230 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 КПС-230 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 9, удаляя верхний рыхлый слой фильтрационной корки, которая уносится вверх буровым раствором по проемам между лопастями, а затем подключаются в работу и скребки в виде петель 7, которые также сдирают со стенки скважин 13 оставшийся слой корки, одновременно обеспечивая закупоривание пор и трещин проницаемого пласта в прискважинной части и тем самым предотвращая повторное образование фильтрационной корки. Так, поочередно воздействуя скребковыми элементами различной конструкции в виде щеток и петель 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.
Предлагаемый канатно-проволочный скребок прост по конструктивному исполнению, а воздействие на фильтрационную корку скребками различной конструкции, одновременно обеспечивается не только ее удаление, но и уплотнение и кольматация, а также закупоривание пор и трещин, обеспечивая повторное образование фильтрационной корки, что приводит к исключению осложнений (поглощений, прихватов), качественному вскрытию 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.
На дату подачи заявки он изготовлен на заводских условиях, а его промысловые испытания показали положительные результаты.