Устройство для очистки и промывки скважины
Предложение относится к эксплуатации и ремонту скважин и может быть использовано для очистки скважины от шлама, песчаных и шламовых отложений. Устройство для очистки и промывки скважины состоит из корпуса с радиальными окнами, и расположенным выше пакером. Концентрично в корпусе размещен полый шток с перфорированными отверстиями, имеющий возможность ограниченного осевого перемещения вниз. Снизу с корпусом жестко соединен хвостовик, выполненный с возможностью взаимодействия с забоем скважины. Сверху полый шток связан с колонной насосно-компрессорных труб. Пакер выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом корпус снабжен по верхней кромке выступами, а на внутренней поверхности - цилиндрическим выступом, расположенным ниже радиальных окон. Корпус зафиксирован относительно полого штока срезными элементами. Перфорированные отверстия полого штока, выполнены в виде двух рядов верхних и нижних перфорированных отверстий. Нижние перфорированные отверстия полого штока в исходном положении перекрыты цилиндрическим выступом полого штока, а верхние - втулкой, зафиксированной сверху относительно полого штока срезным винтом и снабженной по нижней кромке впадинами, взаимодействующими с выступами корпуса при открытии нижних перфорированных отверстиях. Полый шток снаружи между верхними и нижними перфорированными отверстиями выше корпуса оснащен уплотнительным элементом, изолирующим внутреннюю полость корпуса при открытии нижних перфорированных отверстий. Предлагаемое устройство простое в применение и позволяет эффективно очищать скважину от песчаных и шламовых отложений с последующим гарантированным вымыванием этих отложений за один спуск устройства в скважину, что позволяет снизить материальные и финансовые затраты.
Предложение относится к эксплуатации и ремонту скважин и может быть использовано для очистки скважины от шлама, песчаных и шламовых отложений.
Известно устройство для очистки скважины (см. а.с. SU №2068078, МКИ 7 Е 21 В 37/00, 21/00 БИ №29 от 20.10.1996 г.), включающее связанный с колонной труб корпус по крайней мере с одним окном для сообщения полости корпуса с внешним пространством, хвостовик, связанный с корпусом и оснащенный рабочим наконечником, и перекрывающий окно корпуса клапан, при этом устройство снабжено полым штоком, связанным с колонной труб и установленным в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, и кожухом с внутренними кольцевыми верхним и нижним опорными выступами, при этом полый шток имеет в верхней части опорный наружный кольцевой выступ, ответный верхнему кольцевому опорному выступу кожуха, и участок с перфорационными отверстиями, корпус имеет в верхней части опорный наружный кольцевой выступ, ответный внутреннему кольцевому нижнему опорному выступу кожуха для обеспечения относительного взаимного осевого перемещения кожуха, корпуса и полого штока, причем участок полого штока с перфорационными отверстиями изолирован от полости корпуса в исходном положении устройства, а перекрывающий окно корпуса клапан выполнен подпружиненным. Кроме того, устройство снабжено перекрывающим боковым отверстием, выполненным в нижней части колонны труб, уплотнительным элементом, установленным на срезном элементе и выполненным с возможностью взаимодействия с бросовым органом, при этом перфорационные отверстия участка полого штока расположены по винтовой линии.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, то, необходимо изначально (перед спуском устройства в скважину) заполнять полость корпуса газом (воздухом), а это можно выполнить только в условиях специализированных мастерских;
во-вторых, что оно не обеспечивает достаточно полного поступления и извлечения за один спуск большого объема песчаных и шламовых отложений из скважины из-за отсутствия в его конструкции пакера изолирующего призабойную зону скважины;
в-третьих, для осуществления промывки необходимо использовать бросовый орган, который сбрасывается с устья скважины с целью сбить уплотнительный элемент, а выполнение этой цели весьма сомнительно, поскольку бросовый орган может застрять в шламе и песке, находящихся в колонне труб выше уплотнительного элемента, не достигнув
его, а это исключает возможность промывки скважины, что просто необходимо для эффективной очистки скважины;
Наиболее близким по технической сущности является устройство для очистки скважины (см. а.с. SU №2068079, МКИ 7 Е 21 В 37/00, 21/00 БИ №29 от 20.10.1996 г.), включающее связанные с колонной труб корпус, по крайней мере с одним окном для сообщения полости корпуса с внешним пространством, и полый шток, установленный в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения, хвостовик, связанный с корпусом и выполненный с возможностью взаимодействия с забоем скважины, подпружиненный клапан, размещенный в корпусе для перекрытия его окна в исходном положении устройства, и пакер, установленный на корпусе, при этом хвостовик и полый шток имеют участки с перфорационными отверстиями, величина ограниченного осевого перемещения полого штока равна длине его участка с перфорационными отверстиями, при этом упомянутый участок с перфорационными отверстиями полого штока изолирован от полости корпуса в исходном положении.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, для осуществления промывки необходимо использовать бросовый орган, который сбрасывается с устья скважины с целью сбить уплотнительный элемент, а выполнение этой цели весьма сомнительно, поскольку бросовый орган может застрять в шламе и песке, находящихся в колонне труб выше уплотнительного элемента, не достигнув его, а это исключает возможность промывки скважины, что просто необходимо для эффективной очистки скважины;
во-вторых, необходимо изначально (перед спуском устройства в скважину) заполнять полость корпуса газом или жидкостью и газом, а это можно выполнить только в условиях специализированных мастерских;
в-третьих, расчетное усилие пружины клапана устанавливается на поверхности, перед спуском устройства скважины исходя из ожидаемого забойного давления, которое может изменяться и подбирается для каждой скважины индивидуально, что осложняет его применение.
Технической задачей полезной модели является создание простого в изготовлении и применение устройства с одновременным повышением эффективности очистки скважины от песчаных и шламовых отложений и гарантированной дальнейшей промывкой скважины за один спуск устройства.
Техническая задача решается предлагаемым устройством для очистки и промывки скважины, содержащим корпус с радиальными окнами и расположенным выше пакером, полый шток с перфорированными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью
ограниченного осевого перемещения вниз, причем перфорированные отверстия изолированы в исходном положении, хвостовик, связанный с корпусом и выполненный с возможностью взаимодействия с забоем скважины.
Новым является то, что полый шток связан с колонной труб, а пакер выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом корпус снабжен по верхней кромке выступами, а внутренней поверхности - цилиндрическим выступом, расположенным ниже радиальных окон, и зафиксирован относительно полого штока срезными элементами, при чем перфорированные отверстия полого штока выполнены в виде двух рядов верхних и нижних перфорированных отверстий, при этом нижние перфорированные отверстия полого штока в исходном положении перекрыты цилиндрическим выступом, а верхние - втулкой, зафиксированной относительно полого штока срезным винтом и оснащенной по нижней кромке впадинами, взаимодействующими с выступами корпуса при открытии нижних перфорированных отверстий, при этом полый шток снаружи между нижними и верхними перфорированными отверстиями выше корпуса оснащен уплотнительным элементом, изолирующим внутреннюю полость корпуса при открытии нижних перфорированных отверстий.
На фигуре 1 изображено устройство для очистки и промывки скважины в транспортном положении.
На фигуре 2 изображено устройство для очистки и промывки скважины в рабочем положении при очистке скважины.
Устройство для очистки и промывки скважины состоит из корпуса 1 с радиальными окнами 2 (см. фиг.1) и расположенным выше пакером 3. Концентрично в корпусе 1 размещен полый шток 4 с перфорированными отверстиями, имеющий возможность ограниченного осевого перемещения вниз. Снизу с корпусом 1 жестко соединен хвостовик 5, выполненный с возможностью взаимодействия с находящимися в скважине 6 песчаными и шламовыми отложениями 7 и забоем 8.
Сверху полый шток 4 связан с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) 9. Пакер 3 выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты 10, пропускающей снизу вверх, при этом корпус 1 снабжен по верхней кромке выступами 11, а на внутренней поверхности - цилиндрическим выступом 12, расположенным ниже радиальных окон 2. Корпус 1 зафиксирован относительно полого штока 4 срезными элементами 13. Перфорированные отверстия полого штока 4 выполнены в два ряда: верхний 14 и нижний 15. Нижние перфорированные отверстия 15 полого штока 4 в исходном положении перекрыты цилиндрическим выступом 12 полого штока 4, а верхние 14 - втулкой 16, зафиксированной сверху относительно полого штока 4 срезным винтом 17 и оснащенной по нижней кромке
впадинами 18, взаимодействующими с выступами 11 корпуса 1 при открытии нижних перфорированных отверстиях 15. Полый шток 5 снаружи между верхними 14 и нижними 15 перфорированными отверстиями выше корпуса 1 оснащен уплотнительным элементом 19, изолирующим внутреннюю полость корпуса 1 при открытии нижних перфорированных отверстий 15.
Необходимая герметичность при работе устройства обеспечивается уплотнительными кольцами 20,21, 22.
Устройство работает следующим образом.
При необходимости очистки призабойной зоны скважины устройство на колонне НКТ 9 (см. фиг.1) спускают в скважину 6. При этом в процессе спуска, находящаяся в скважине 6 жидкость свободно перетекает снизу вверх через радиальные окна 2 корпуса 1 и кольцевой зазор, образованный полым штоком 4 и корпусом 1.Спуск продолжают до упора нижней части (например, пера) хвостовика 5 в песчаные и шламовые отложения 7.
Далее колонну НКТ 9 разгружают на устройство, при этом разрушается срезной элемент 13 (см. фиг.2), о чем свидетельствует показание индикатора веса, находящегося на устье (на фиг.1 и 2 не показано) скважины 6. После этого спуск колонны НКТ 9 продолжают, при этом корпус 1 жестко связанный с хвостовиком 5, упертым в песчаные и шламовые отложения 8 остается неподвижным. Полый шток 4 жестко связанный с колонной НКТ 9 опускается вниз до взаимодействия нижней кромки втулки 16 впадинами 18 с выступами 11 корпуса 1. Уплотнительный элемент 19, расположенный на наружной поверхности полого штока 4 герметично перекрывает кольцевой зазор между полым штоком 4 и корпусом 1, исключая перепуски скважинной жидкости снизу вверх, одновременно с этим открываются нижние перфорационные отверстия 15 полого штока 4, минующие внутреннюю цилиндрическую выборку 12 корпуса 1. В этот момент, находящиеся под хвостовиком 5 песчаные и шламовые отложения 7 посредством нижних перфорационных отверстий 15 полого штока 4 устремляются в его внутреннюю полость, и далее внутрь колонны НКТ 9, по мере заполнения которой и соответственно спуска устройства вниз наращивают колонну НКТ 9 до тех пор, пока хвостовик 5 не упрется на забой 8 скважины 6.
Затем делают промывку скважины и вымывают находящиеся в колонне НКТ 9 песчаные и шламовые отложения 7. С этой целью поворачивают колонну НКТ 9, при этом поворачивается и жестко связанный с ней полый шток 4, а поскольку нижние кромки втулки 16 впадинами 18 взаимодействуют с выступами 11 корпуса 1, то втулка 16, жесткосоединенная с полым штоком 4 посредством срезного винта 17 остается неподвижной, при этом вращающий момент передается на срезной винт 17. В определенный момент
срезной винт 17 разрушится и втулка 16 освободится от жесткого взаимодействия с полым штоком 4.
После этого приподнимают колонну НКТ 9 вверх, при этом верхние перфорационные отверстия 14 полого штока 4 открываются, поскольку втулка 16 своими впадинами 18 находится в выступах 11 корпуса 1.
В это время нижние перфорационные отверстия 15 полого штока 4 герметично перекрываются с помощью внутренней цилиндрической выборки 12 корпуса 1, гидравлически отсекая призабойную зону скважины 6 с внутренним пространством полого штока 4.
В межтрубное пространство с устья (на фиг.1 и 2 не показано) скважины 6 закачивается жидкость промывки, которая поступает через верхние перфорационные отверстия 14 в колонну НКТ 9, так как самоуплотняющаяся манжета 10 пакера 3 прижимается к внутренней стенки скважины б, исключая попадание жидкости промывки в пространство под устройством. Вымывают из колонны НКТ 9 песчаные и шламовые отложения 7. После промывки устройство извлекают на поверхность, при этом в процессе подъема, благодаря открытому верхнему перфорационному отверстию 14, исключается излив жидкости из колонны НКТ 9 при ее развинчивании на устье скважины 7.
Предлагаемое устройство простое в применение и позволяет эффективно очищать скважину от песчаных и шламовых отложений с последующим гарантированным вымыванием этих отложений за один спуск устройства в скважину, что позволяет снизить материальные и финансовые затраты.
Устройство для очистки и промывки скважины, содержащее полый корпус с радиальными окнами и расположенным выше пакером, полый шток с перфорированными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения вниз, причем перфорированные отверстия изолированы в исходном положении, хвостовик, связанный с корпусом и выполненный с возможностью взаимодействия с забоем скважины, отличающееся тем, что полый шток связан с колонной труб, а пакер выполнен в виде самоуплотняющейся манжеты, пропускающей снизу вверх, при этом корпус снабжен по верхней кромке выступами, а внутренней поверхности - цилиндрическим выступом, расположенным ниже радиальных окон, и зафиксирован относительно полого штока срезными элементами, при чем перфорированные отверстия полого штока выполнены в виде двух рядов верхних и нижних перфорированных отверстий, при этом нижние перфорированные отверстия полого штока в исходном положении перекрыты цилиндрическим выступом, а верхние - втулкой, зафиксированной относительно полого штока срезным винтом и оснащенной по нижней кромке впадинами, взаимодействующими с выступами корпуса при открытии нижних перфорированных отверстий, при этом полый шток снаружи между нижними и верхними перфорированными отверстиями выше корпуса оснащен уплотнительным элементом, изолирующим внутреннюю полость корпуса при открытии нижних перфорированных отверстий.
