RU36854U1 - Устройство для очистки скважины - Google Patents

Description

Объект-устройство

Устройство для очистки скважииы

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 дрзтих трудноизвлекаемых промывкой отложений.

Известно устройство для очистки скважины (Патент RU № 2068079, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 21/00, 1996г.), состоящее из полого штока с кольцевым выступом и установленными на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, причем щток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, срезные и уплотнительные элементы.

Недостатками устройства являются:

сложность конструкции и недостаточная жесткость;

возможность выхода из строя нижнего уплотнения корпуса из-за срезания его при прохождении через него перфорированных отверстий штока;

низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством колонны насоснокомпрессорных труб (НКТ) произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка скважины, в результате этого внутреннее пространство колонны НКТ будет заполнена скважинной жидкостью, а не загрязнениями пласта и пластовой жидкостью;

устройство позволяет достичь временного эффекта, так как после его подъема вместе с пакером, загрязнения, находящиеся в стволе скважины, будут опять входить в поры и каналы продуктивного пласта и снижать его проницаемость;

невозможность обеспечения циклического имплозионного воздействия на пласт. Дело в том, что резкая и продолжительная депрессия на пласт может привести к тому. Что загрязнения пласта не выйдут из него, а запечатают его каналы и поры на пути к столу скважины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины (Патент RU 2186947, МПК 7 Е 21 В 37/00,2002 г.), содержащее корпус, пакер, полый щток с радиальными каналами, состоящими из двух рядов и разделенными между собой глухой перегородкой, кольцевым выступом и, установленными на нем, сбивными клапанами и пружиной сжатия, взаимодействующей р втулкой, имеющей цилиндрическую выборку на внутренней поверхности, при этом втулка

2003IIJB52

МГЖ7Е21В37/00

выполнена с возможностью ограниченного снизу продольного перемещения и перекрытия в исходном положении радиальных каналов.

Существенным недостатком является:

низкая степень герметичности внутрискважинного пространства над продуктивным пластом из-за возможных механических повреждений уплотнительного элемента пакера в процессе спуска, поскольку его наружный диаметр равен наружному диаметру корпуса устройства;

не высокая эффективность очистки скважины за счет циклического воздействия на призабойную зону пласта из-за недостаточной герметизации внутрискважинного пространства над продуктивным пластом.

Задачей полезной модели является создание устройства, обладающего более простой конструкцией, позволяющего более герметично разобщить внутрискважинное пространство над продуктивным пластом, а также повыщенной эффективностью очистки скважины за счет циклического воздействия на призабойную зону пласта.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим корпус, пакер, полый щток с радиальными каналами, состоящими из двух рядов и разделенными между собой глухой перегородкой, кольцевым выстз пом 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.

Новым является то, отличающееся тем, что пакер вьшолнен 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 и корпусу, причем наружный диаметр стакана DI больше наружных диаметров D2 и Dj соответственно наконечника и корпуса в транспортном положении, при этом вьш1еупомянутый полый шток взаимодействует с внутренним выступом наконечника в рабочем положении.

соответствии заявляемого решеиия критериям «новизна и «промышленное применимость.

На фигурах 1 и 2 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

На фигуре 3 изображен пакер предлагаемого устройства в рабочем положении.

Устройство содержит полый шток 1 (см Фиг.1) с кольцевым выступом 2 и двумя рядами радиальных каналов 3 и 4, разделенных между собой глухой поперечной перегородкой 5, в исходном положении перекрытых втулкой 6, установленной на полом штоке 1 с возможностью продольного перемещения и выполненной с цилиндрической выборкой 7 на внутренней поверхности. Между кольцевым выступом 2 полого штока 1 и втулкой 6 установлена пружина сжатия 8. Снизу полый шток 1 (см.Фиг.2 ) с помощью срезного элемента 9 соединен с наконечником 10. В нижней части наконечник 10 имеет внутренний выступ 11, с которым взаимодействует полый шток 1 в рабочем положении. Стакан 12 пакера 13 сверху и снизу соединен с возможностью ограниченного продольного перемещения соответственно с наконечником 10 и корпусом 14, относительно которых он в транспортом положении закреплен срезными элементами 15 и 16 соответственно. Наружный диаметр DI стакана 12 больше наружных диаметров D2 и Da соответственно наконечника 10 и корпуса 14 в транспортном положении. Стакан 12 вьшолнен с внутренним кольцевым упором 17, который взаимодействует в рабочем положении с наконечником 10 и корпусом 14 .

На стакане 12 жестко закреплен снаружи в середине симметрично уплотнительный элемент в виде эластичного рукава 18, при этом его верхний и нижний концы жестко прикреплены соответственно к наконечнику 10 и корпусу 14.

Наконечник 10 и корпус 14 имеют на наружной поверхности зубчатые насечки 19 и 20 соответственно и взаимодействуют в рабочем положении с верхним и нижним фиксаторами положения 21 и 22, установленных на верхнем и нижнем концах стакана 12 соответственно.

Корпус 14 заканчивается хвостовиком 23 с глухим дном и радиальными каналами 24 по телу.

В корпусе 14 установлен обратный клапан 25 (см.Фиг.1), а в верхней части полого штока 1 - сбивной клапан 26. Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 27.

Нолый шток 1 с внутренним пространством колонны НКТ 28 образуют депрессионную камеру 29, находящуюся под атмосферным давлением. Длину хвостовика 24 берут из расчета, чтобы его конец находился ниже перфорационных отверстий, а пакер 13 - выше перфорационных отверстий продуктивного пласта.

Работает устройство следующим образом.

Его на колонне НКТ 28 спускают в скважину до упора на забой. Затем инструмент разгружают, в результате чего последовательно разрушаются срезные элементы 15 и 16 (см.Фиг.2) и стакан 12 начинает перемещаться. Эластичный рукав 18 пакера 13 перегибается принимая рабочее положение (см. Фиг 3), при этом последовательно наконечник 10 сверху и корпус 14 снизу взаимодействуют с внутренним кольцевым упором 17 стакана 12 , одновременно с этим фиксаторы положения 21 и 22 попадают в зубчатые насеки 19 и 20 на наконечнике 10 и корпусе 14 соответственно, фиксируя эластичный рукав 18 в рабочем положении, который герметично перекрьгоает внутрискважинное пространство над продуктивным пластом. При дальнейшей разгрузке колонны НКТ 28 разрушается срезной элемент 9 и полый шток 1 опускается вниз, до взаимодействия со внутренним выступом 11 наконечника 10. В этот момент ряды радиальных каналов 3 и 4 сообщаются между собой в цилиндрической выборке 7, происходит соедршение внутреннего пространства полого штока 1 и колонны НКТ 28 с внутренним пространством пакера 13. А так как внутри колонны НКТ 28 давление атмосферное, на пласт создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений, загрязнения и шлам из пласта, с забоя и со стенок скважины сквозь хвостовик 23, корпус 14, нижнюю часть полого штока 1 радиальные каналы 3 и 4 попадают в верхнюю часть полого штока 1 и далее в колонну НКТ 28. Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости пласта и степени его загрязненности, его определяют экспериментальным путем) колонна НКТ 28, а с ней и полый шток 1 приподнимают на расчетную высоту, при этом втулка 6 под действием пружины 8 садится на исходное место, а радиальные каналы 3 и 4 разобщаются друг от друга и имшюзионное воздействие на пласт прекращается.

Затем колонну НКТ 28 снова разгружают на забой и тем самым возобновляют депрессию на пласт. И так повторяют несколько циклов до выравнивания давлений внутри колокиы НКТ 28 и под пакером 13. После завершения операций по очистке скважины, устройство поднимают на поверхность, при этом втулка 6 под действием пружины 8 перекрьшает радиальные каналы 3, благодаря чему все загрязнения из скважины будут находиться внутри полого штока 1 и колонны НКТ 28. В С1сважине остаются пакер 13, корпус 14 с хвостовиком 23 и обратным клапаном 25.

Для слива жидкости из колонны НКТ 28, перед подъемом в колонну сбрасывают груз и разрушают сбивной клапан 26.

Депрессию на пласт можно регулировать путем заливки расчетного объема жидкости в колонне НКТ 28.

Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию в обычном порядке.

В предлагаемое устройстве циклическое воздействие на пласт создает более благоприятные условия для эффективной и полной его очистки от загрязнений, так как при этом снижается возможность закупорки пласта при движении загрязнений к стволу скважины. Следует также отметить, что пласт при этом будет подвергаться меньшей деформации, а нагрузка на цементное кольцо резко снизится, что предотвратит его разрушение.

После подъема устройства продуктивный пласт изолирован от ствола скважины пакером и хвостовиком с обратным клапаном, установленным в нижней части корпуса и поэтому исключается отрицательное влияние на пласт воды, жидкости глушения и загрязнений, находящихся в стволе скважины.

Кроме того, наличие хвостовика, установленного ниже перфорационных отверстий, способствует созданию напротив продуктивного пласта на все время эксплуатации гидрозатвора из нефти и тем самым снижается процент добычи воды из подошвенной части продуктивного пласта.

Claims (1)

1. Устройство для очистки скважины, содержащее корпус, пакер, полый шток с радиальными каналами, состоящими из двух рядов и разделенными между собой глухой 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, отличающееся тем, что 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 и корпусу, причем наружный диаметр стакана D₁ больше наружных диаметров D₂ и D₃ соответственно наконечника и корпуса в транспортном положении, при этом вышеупомянутый полый шток взаимодействует с внутренним выступом наконечника в рабочем положении.