Устройство для очистки скважины
Предложение найдет применение при очистке призабойной зоны пласта и забойной зоны скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений. Технический эффект заключается в упрощении конструкции, снижении металлоемкости и повышение работоспособности. Сущность предложения. Устройство содержит забойный отсекатель с обратным клапаном и посадочный инструмент, включающий корпус и поперечную перегородку. Особенностью устройства является то, что обратный клапан забойного отсекателя расположен в его верхней части, а в поперечной перегородке посадочного инструмента установлен запорный клапан, взаимодействующий в рабочем положении с коробкой обратного клапана забойного отсекателя. В корпусе посадочного инструмента на уровне седла обратного клапана забойного отсекателя выполнены радиальные каналы.
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 других трудноизвлекаемых промывкой отложений.
Известно устройство для очистки скважины, состоящее из полого штока, выполненного с двумя рядами радиальных каналов, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой и в исходном положении перекрытых подвижной подпружиненной втулкой с цилиндрической выборкой внутри. Шток соединен с расширяющим конусом пакера. Корпус имеет обратный клапан и хвостовик и соединен с расширяющим конусом пакера. Полый шток снабжен сбивным клапаном (Патент РФ №2186947 МПК 7 Е 21 В 37/00, 2002 г.).
Наиболее близким по технической сущности предлагаемому является устройство для очистки скважины, содержащее забойный отсекатель, включающий эластичную манжету и расширяющий конус, ствол с конусным участком вверху, снабженный фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками, а так же установленной на стволе обоймой с направляющим штифтом, свободный конец которого размещен в фигурном пазе и подпружиненные шлипсы, расширяющий конус и ствол соединены срезными элементами и обратный клапан, посадочный инструмент, включающий корпус с поперечной перегородкой и ниже расположенными радиальными каналами. (Патент на полезную модель №37142, МПК 7 Е 21 В 37/00, 2004 г.).
Устройства, как по аналогу, так и по прототипу обладают низкой работоспособностью, обусловленной тем, что в зоне обратного клапана над и под ним в процессе очистки будет накапливаться грязь, в результате чего он будет негерметичен при последующем глушении. Кроме того, в процессе имплозии при наличии крупных кусков грязи и шлама из пласта может забиться лабиринтный канал, образованный радиальными каналами в штоке и цилиндрической выборкой в подвижной втулке. Устройства конструктивно сложны и металлоемки. Наличие длинного хвостовика в аналоге приведет
к тому, что песок, вымываемый из пласта, завалит хвостовик и не позволит в дальнейшем извлечь отсекатель из скважины.
Задачей полезной модели является создание устройства для очистки скважины, обладающего высокой работоспособностью, простого в конструкции и низкой металлоемкостью.
Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим забойный отсекатель, включающий эластичную манжету и расширяющий конус, ствол с конусным участком вверху, снабженный фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками, а так же установленной на стволе обоймой с направляющим штифтом, свободный конец которого размещен в фигурном пазе, и подпружиненные шлипсы, расширяющий конус и ствол соединены срезными элементами и обратный клапан, посадочный инструмент, включающий корпус с поперечной перегородкой и ниже расположенными радиальными каналами.
Новым является то, что обратный клапан забойного отсекателя установлен в клапанной коробке с продольными прорезями в верхней части расширяющего конуса, причем радиальные каналы в корпусе посадочного инструмента находятся на одном уровне с седлом обратного клапана; в поперечной перегородке расположен запорный клапан, выполненный в виде двух соединенных между собой цилиндрических стержней большего диаметра в верхней части и меньшего - в нижней части с опорной головкой вверху и опорным поперечным ограничителем внизу, в исходном положении зафиксированный срезным элементом и взаимодействующий в рабочем положении с клапанной коробкой обратного клапана забойного отсекателя; корпус посадочного инструмента и расширяющий конус соединены срезными элементами; обойма ствола забойного отсекателя снабжена пружинными центраторами, а шлипсы закреплены на рычагах, связанных обоймой.
На фиг.1 - изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.
На фиг.2 - то же самое в момент очистки скважины.
На фиг.3 - забойный отсекатель в скважине после подъема посадочного инструмента.
На фиг.4 - развертка фигурного паза на стволе забойного отсекателя.
Устройство состоит из забойного отсекателя (фиг.1), который включает эластичную манжету 1, установленную на расширяющем конусе 2, который соединен срезными элементами 3 со стволом 4 с конусным участком 5, снабженным фигурным пазом 6 (фиг.4) на наружной поверхности с коротким 7 и длинным 8 участками. На стволе
4 установлена обойма 9 с направляющим штифтом 10, свободный конец который находится в фигурном пазе 6. На обойме 9 установлены пружинные центраторы 11, а выше них - шлипсы 12 на рычагах 13, соединенных обоймой 9. В верхней части расширяющего конуса 2 жестко установлен клапан 14, коробка 15 которого имеет продольные пазы 16.
С верхней частью расширяющего конуса 2 срезными элементами 17 соединен корпус 18 посадочного инструмента, внутри которого расположена поперечная перегородка 19 с запорным клапаном 20, выполненным в виде двух соединенных между собой цилиндрических стержней большего диаметра 21 в верхней части и меньшего 22 - в нижней части с опорной головкой 23 вверху и опорным поперечным ограничителем 24 внизу, в исходном положении зафиксированным срезным элементом 25 и взаимодействующим в рабочем положении с клапанной коробкой 15 обратного клапана 14 забойного отсекателя. В нижней части корпуса 18 на уровне седла обратного клапана 14 находятся радиальные каналы 26, назначение которых - способствовать промывке этого клапана. Сопрягаемые поверхности деталей снабжены уплотнительными кольцами 27. Корпус 18 с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 28 образуют депрессионную камеру 29, находящуюся под атмосферным давлением. Внутри нижней насосно-компрессорной трубы расположен сбивной клапан 30.
Работает устройство следующим образом.
Его на НКТ 28 спускают в скважину из расчета, чтобы шлипсы 12, а следовательно, и эластичная манжета 1 находились выше перфорированных отверстий продуктивного пласта, а направляющий штифт 10 - в положении, изображенном на фиг.4. Затем устройство приподнимают примерно на 1 метр и вновь опускают, в результате направляющий штифт 10 перемещается в длинный участок фигурного паза 6, а конусный участок 5 ствола 4 наезжает на шлипсы 12, которые приходят в соприкосновение с обсадной колонной 31 и тем самым фиксируют относительно ее забойный отсекатель. Колонну НКТ 28 разгружают, срезные элементы 3 разрушаются и расширяющий конус 2 опускается вниз, растягивает и прижимает эластичную манжету 1 к стенкам обсадной колонны 31, разобщая тем самым внутрискважинное пространство. При дальнейшей разгрузке НКТ происходит разрушение срезных элементов 17, а коробка 15 приходит в соприкосновение с запорным клапаном 20 и приподнимает его до соприкосновения его поперечного ограничителя 24 с поперечной перегородкой 19. В результате чего происходит соединение внутреннего пространства корпуса 18 и НКТ 28 с пространством скважины под забойным отсекателем. А так как внутри НКТ давление атмосферное, на пласт создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и
шлам из пласта, с забоя и со стенок скважины, через ствол 4, конус 2, продольные пазы 16 обратного клапана 14, отверстие 32 в поперечной перегородке 19 попадают в верхнюю часть корпуса 18 посадочного инструмента и далее в колонну НКТ 28. Через определенный промежуток времени (это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости и степени его загрязненности, его определяют экспериментальным путем) НКТ с посадочным инструментом поднимают на поверхность, при этом клапан 20 закрывается, благодаря чему все загрязнения из скважины будут находиться внутри НКТ. В скважине остается забойный отсекатель.
Для слива жидкости из НКТ 28 перед подъемом в колонну НКТ сбрасывают груз и разрушают сбивной клапан 30.
Депрессию на пласт можно регулировать путем заливки расчетного объема жидкости в НКТ. Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию в обычном порядке.
Предлагаемое устройство проще по конструкции, чем известные и, следовательно менее металлоемкое и более работоспособное, так как обратный клапан в забойном отсекателе расположен в его верхней части, что предотвращает его забивание грязью и шламом при очистке продуктивного пласта. Положительную роль здесь так же играет то, что в забойном отсекателе и в посадочном инструменте отсутствуют лабиринтные зоны по пути движения загрязнений и шлама.
Устройство для очистки скважины, содержащее забойный отсекатель, включающий эластичную манжету и расширяющий конус, ствол с конусным участком вверху, снабженный фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками, а также установленной на стволе обоймой с направляющим штифтом, свободный конец которого размещен в фигурном пазе, и подпружиненные шлипсы, расширяющий конус и ствол соединены срезными элементами и обратный клапан, посадочный инструмент, включающий корпус с поперечной перегородкой и ниже расположенными каналами, отличающееся тем, что обратный клапан забойного отсекателя установлен в клапанной коробке с продольными прорезами в верхней части расширяющего конуса, причем радиальные каналы в корпусе посадочного инструмента находятся на одном уровне с седлом обратного клапана; в поперечной перегородке расположен запорный клапан, выполненный в виде двух соединенных между собой цилиндрических стержней большего диаметра в верхней части и меньшего - в нижней части с опорной головкой вверху и опорным поперечным ограничителем визу, в исходном положении зафиксированный срезным элементом и взаимодействующий в рабочем положении с клапанной коробкой обратного клапана забойного отсекателя; корпус посадочного инструмента и расширяющий конус соединены срезными элементами; обойма ствола забойного отсекателя снабжена пружинными центраторами, а шлипсы закреплены на рычагах, связанных с обоймой.
