Устройство для промывки песчаных пробок
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в текущем и капитальном ремонтах скважин, связанных с промывкой скважин с поглощающими пластами от песчаных пробок, осадков грязи, окалины и т.д. Устройство для промывки песчаных пробок состоит из патрубка, концентрично установленного в полом корпусе, полой цилиндрической насадки, установленной на нижнем конце полого корпуса, отводов, расположенных в полом корпусе и соединяющих внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки. Самоуплотняющаяся манжета расположена на наружной поверхности полого корпуса и сверху закреплена зажимной гайкой, навернутой на полый корпус. К нижнему концу полого корпуса жестко присоединен ограничитель, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой. Полый корпус выше зажимной гайки удлинен и снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности полого корпуса выполнен вертикальный паз. На наружной поверхности полого корпуса концентрично установлена подвижная втулка, соединенная сверху с колонной труб. Подвижная втулка оснащена на наружной поверхности верхним и нижним рядами сквозных отверстий. Подвижная втулка ниже нижнего ряда сквозных отверстий оснащена, жестко закрепленным в ней пальцем, взаимодействующим с вертикальным пазом полого корпуса. Палец, находящийся в вертикальном пазу полого корпуса ограничивает осевое возвратно-поступательное перемещение подвижной втулки относительно полого корпуса. В исходном состоянии палец находится в вертикальном пазу полого корпуса в крайнем нижнем положении, в котором радиальные отверстия полого корпуса и нижний ряд сквозных отверстий подвижной втулки совмещены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий подвижной втулки герметично перекрыт патрубком. В рабочем положении палец находится в вертикальном пазу полого корпуса в крайнем верхнем положении и радиальные отверстия полого корпуса и нижний ряд
сквозных отверстий подвижной втулки герметично разделены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий подвижной втулки гидравлически соединен с колонной труб. Внутри в верхней части патрубка установлен обратный клапан. Предлагаемое устройство для промывки песчаных пробок имеет простую конструкцию и более прочный ограничитель, кроме того, оно эффективно в работе, особенно в скважинах, имеющих поглощающие пласты, благодаря отсечению последних с последующим вымыванием водопесчаной смеси из колонны труб, в связи с чем сокращается время на очистку скважины и происходит экономия финансовых и материальных затрат.
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в текущем и капитальном ремонтах скважин, связанных с промывкой скважин с поглощающими пластами от песчаных пробок, осадков грязи, окалины и т.д.
Известно устройство для промывки песчаных пробок (ав./св.SU №857428, МПК 7 Е 21 В 21/00, опубл. в бюл. № 31 от 23.08.1981 г.), содержащее соединенный через муфту с колонной насосно-компрессорных труб корпус с концентрично размещенным в нем патрубком, образующим с ним кольцевую полость.
Недостатком данного устройства является то, что оно не предотвращает поглощение промывочной жидкости при очистке перфорационных отверстий фильтра от песчаной пробки. Поэтому, по мере удаления пробки из забоя и очистки фильтра возрастает интенсивность поглощения пластом промывочной жидкости и в дальнейшем прекращается циркуляция и вынос песчаной пульпы на поверхность. При этом происходит осаждение взвешенных частиц песка и грязи в стволе скважины, что приводит тяжелым аварийным ситуациям: прихвату труб, длительному простаиванию скважин в капитальном ремонте. Прекращение промывки из-за поглощения жидкости приводит к тому, что скважина остается неочищенной от пробки и вводится в эксплуатацию с малым дебитом, повышенным содержанием механических примесей в добываемой продукции, что ведет к преждевременному выходу из строя насосного оборудования или простаивает из-за невозможности удаления пробки промывкой.
Известно устройство для промывки песчаных пробок (ав./св. SU №1081334, МПК 7 Е 21 В 21/00, опубл. в бюл. № 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 в поглощающих скважинах; 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 очистки скважины от песчаной пробки ( патент RU №33599, МПК 7 Е 21 В 37/00, 21/00, опубл. в бюл. №30 от 27.10.2003 г.), содержащее патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, самоуплотняющуюся манжету и зажимную гайку, при этом устройство снабжено запорным элементом в виде резинового шарика с решеткой и полой цилиндрической насадкой, на внутренней поверхности которого выполнена конусная расточка, в которую установлен резиновый шарик, зафиксированный в ней решеткой, при этом полая цилиндрическая насадка соединена с нижней частью полого корпуса, причем устройство снабжено четырьмя отводами, расположенными радиально в полом корпусе и сообщающими внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки, причем устройство снабжено ограничителем, жестко соединенным с полым корпусом при помощи тяг, при этом оптимальное расстояние для эффективного размыва песчаной пробки составляет L=0,15-0,25 метра.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
- во-вторых, при разгрузке устройства на песчаную пробку тяги могут быть подвержены искривлению или поломке, в связи с чем может быть нарушено оптимальное расстояние для эффективного размыва песчаной пробки, кроме того, в процессе очистки скважины от песчаной пробки давление промывочной жидкости над и под самоуплотняющейся манжетой примерно равно, в результате чего в скважинах, имеющих низкое пластовое давление происходит поглощение промывочной жидкости пластами, в результате чего вымывание (очистка) песчаной пробки прекращается, что снижает эффективность работы устройства в таких скважинах.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также повышение эффективности его работы в скважинах с поглощающими пластами, имеющими низкое пластовое давление.
Указанная техническая задача решается устройством для промывки песчаных пробок содержащим патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, полую цилиндрическую насадку, установленную на нижнем конце полого корпуса, отводы, расположенные в полом корпусе и соединяющие внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки, самоуплотняющуюся манжету, зажимную гайку, установленную на верхнем конце полого корпуса и ограничитель, жестко соединенный с полым корпусом.
Новым является то, что полый корпус сверху удлинен и снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности полого корпуса выполнен вертикальный паз, при этом сверху на наружной поверхности полого корпуса концентрично установлена подвижная втулка, соединенная сверху с колонной труб, причем подвижная втулка оснащена верхним и нижним рядами сквозных отверстий, и жестко закрепленным на ней пальцем, взаимодействующим с вертикальным пазом полого корпуса, и ограничивающим осевое возвратно-поступательное перемещение подвижной втулки относительно полого корпуса, причем в исходном состоянии палец находится в вертикальном пазу в крайнем нижнем положении, в котором радиальные отверстия полого корпуса и нижний ряд сквозных отверстий подвижной втулки совмещены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий подвижной втулки герметично перекрыт патрубком, при этом в рабочем положении палец находится в вертикальном пазу в крайнем верхнем положении и радиальные отверстия полого корпуса и нижний ряд сквозных отверстий подвижной втулки герметично разделены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий подвижной втулки гидравлически соединен с колонной труб, причем ограничитель выполнен в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой, а внутри в верхней части патрубка установлен обратный клапан.
На фиг. изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.
Устройство для промывки песчаной пробки состоит из патрубка 1 (см. фиг.), концентрично установленного в полом корпусе 2, полой цилиндрической насадки 3, установленной на нижнем конце полого корпуса 2, отводов 4, расположенных в полом корпусе 2 и соединяющих внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка 1 с
зоной образования песчаной пробки (на фиг. не показано). Самоуплотняющаяся манжета 5 расположена на наружной поверхности 6 полого корпуса 2 и сверху закреплена зажимной гайкой 7, навернутой на полый корпус 2. К нижнему концу полого корпуса 2 жестко присоединен ограничитель 8, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой 9, при этом оптимальное расстояние, установленное в ходе практических исследований от нижнего конца полой цилиндрической насадки 3 до зоны образования песчаной пробки для эффективного размыва песчаной пробки составляет L=0,15-0,25 метра. Полый корпус 2 выше зажимной гайки 7 удлинен и снабжен радиальными отверстиями 10, ниже которых на наружной поверхности полого корпуса 2 выполнен вертикальный паз 11. На наружной поверхности полого корпуса 2 концентрично установлена подвижная втулка 12, соединенная сверху с колонной труб 13. Подвижная втулка 12 оснащена верхним 14 и нижним 15 рядами сквозных отверстий. Подвижная втулка 12 ниже нижнего ряда сквозных отверстий 15 оснащена жестко закрепленным в ней пальцем 16, взаимодействующим с вертикальным пазом 11 полого корпуса 2. Палец 16, находящийся в вертикальном пазу 11 полого корпуса 2, ограничивает осевое возвратно-поступательное перемещение подвижной втулки 12 относительно полого корпуса 2.
В исходном состоянии палец 16 находится в вертикальном пазу 11 полого корпуса в крайнем нижнем положении, в котором радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и нижний ряд сквозных отверстий 15 подвижной втулки 12 совмещены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий 14 подвижной втулки 12 герметично перекрыт патрубком 1.
В рабочем положении палец 16 находится в вертикальном пазу 11 полого корпуса в крайнем верхнем положении и радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и нижний ряд сквозных отверстий 15 подвижной втулки 12 герметично разделены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий 14 подвижной втулки 12 гидравлически соединен с колонной труб 13.
Внутри в верхней части патрубка 1 установлен обратный клапан 17.
Несанкционированные перетоки жидкости исключаются уплотнительными кольцами 18 и 19, установленных соответственно, на сопряженных поверхностях полого корпуса 2 и подвижной втулки 12.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе (см. фиг.) на колонне труб 13 (например, колонне насосно-компрессорных труб) спускают в скважину до взаимодействия устройства зубчатой коронкой 9 с песчаной пробкой в скважине (на фиг. не показано).
Затем колонну труб 13 разгружают на песчаную пробку, подлежащую очистке (контроль ведут по индикатору весе, установленному на устье скважины), при этом зубчатая коронка 9 ограничителя 8 фиксирует устройство в скважине относительно песчаной пробки. Затем начинают закачивать промывочную жидкость в межколонное пространство скважины (на фигуре не показано). Под действием давления закачки воротник самоуплотняющейся манжеты 5, установленной на наружной поверхности 6 полого корпуса 2 и закрепленной сверху зажимной гайкой 7, навернутой на полый корпус 2, прижимается к внутренним стенкам скважины и герметизирует пространство между устройством и скважиной ниже самоуплотняющейся манжеты 5.
В результате этого поток жидкости из межколонного пространства скважины через совмещенные в исходном состоянии радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и нижний ряд сквозных отверстий 15 подвижной втулки 12 сначала попадает в кольцевое пространство между патрубком 1 и полым корпусом 2, откуда через полую цилиндрическую насадку 3 попадает на песчаную пробку, размывая ее, при этом верхний ряд сквозных отверстий 14 подвижной втулки 12 герметично перекрыт патрубком 1.
Далее, размытая потоком жидкости песчаная пробка в виде водопесчаной смеси (на фигуре не показано) поднимается из зоны образования песчаной пробки и попадает в отводы 4 и далее внутрь патрубка 1 и по колонне труб 13 выносится на дневную поверхность. По мере размыва песчаной пробки колонну труб 13 опускают вниз, а при необходимости (в зависимости от высоты песчаной пробки) наращивают, при этом закачку промывочной жидкости в межколонное пространство скважины продолжают. Размыв песчаной пробки продолжается до тех пор, пока визуально не сократится поток вымываемой из скважины водопесчаной смеси или не прекратится циркуляция. Это означает, что песчаная пробка размыта до пласта, который начал поглощать промывочную жидкость и поэтому расход жидкости в устройстве уже не обеспечивает подъем, находящейся в колонне труб 13 водопесчаной смеси на поверхность.
Для удаления водопесчаной смеси, находящейся в устройстве внутри колонны труб 13 выше обратного клапана 17 колонну труб 13 поднимают вверх на высоту вертикального паза 11, что составляет примерно 1 метр, при этом палец 16, находящийся в исходном состоянии в крайнем нижнем положении в вертикальном пазу 11, перемещается по нему вверх и занимает крайнее верхнее положение, при этом подвижная втулка 12, соединенная с колонной труб 13 поднимается вверх относительно полого корпуса 2, устройство принимает рабочее состояние, в котором радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и нижний ряд сквозных отверстий 15 подвижной втулки 12 герметично разделяются между собой, а верхний ряд сквозных отверстий 14 подвижной втулки 12 гидравлически соединяется с колонной труб 13.
Подачей промывочной жидкости в межколонное пространство скважины через верхний ряд сквозных отверстий 14 подвижной втулки 12 и зазор ( на фиг. не показано), образовавшийся между верхним торцом патрубка 1 и нижним торцом колонны труб 13, вымывают находящуюся в колонне труб 13 водопесчаную смесь на поверхность в желобную емкость или амбар (на фиг. не показано). Обратный клапан 17, установленный внутри патрубка 1 в верхней его части предотвращает попадание жидкости вниз в зону образования песчаной пробки. Для продолжения очистки скважины от песчаной пробки опускают колонну труб 13 вниз примерно на 1 метр, при этом палец 16 из крайнего верхнего положения вертикального паза 11 перемещается по нему в крайнее нижнее положение, а устройство принимает исходное состояние, в котором радиальные отверстия 10 полого корпуса 2 и нижний ряд сквозных отверстий 15 подвижной втулки 12 совмещаются между собой, а верхний ряд сквозных отверстий 14 подвижной втулки 12 герметично перекрывается патрубком 1. Далее, очистку скважины от песчаной пробки продолжают, повторяя весь цикл, описанный выше. По окончании очистки скважины устройство извлекают из скважины.
Предлагаемое устройство для промывки песчаных пробок имеет простую конструкцию и более прочный ограничитель, кроме того, оно эффективно в работе, особенно в скважинах, имеющих поглощающие пласты, благодаря отсечению последних с последующим вымыванием водопесчаной смеси из колонны труб, в связи с чем сокращается время на очистку скважины и происходит экономия финансовых и материальных затрат.
Устройство для промывки песчаных пробок, содержащее патрубок, концентрично установленный в полом корпусе, полую цилиндрическую насадку, установленную на нижнем конце полого корпуса, отводы, расположенные в полом корпусе и соединяющие внутреннее пространство заглушенного снизу патрубка с зоной образования песчаной пробки, самоуплотняющуюся манжету, зажимную гайку, установленную на верхнем конце полого корпуса и ограничитель, жестко соединенный с полым корпусом, отличающееся тем, что полый корпус сверху удлинен и снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности полого корпуса выполнен вертикальный паз, при этом сверху на наружной поверхности полого корпуса концентрично установлена подвижная втулка, соединенная сверху с колонной труб, причем подвижная втулка оснащена верхним и нижним рядами сквозных отверстий, и жестко закрепленным на ней пальцем, взаимодействующим с вертикальным пазом полого корпуса, и ограничивающим осевое возвратно-поступательное перемещение подвижной втулки относительно полого корпуса, причем в исходном состоянии палец находится в вертикальном пазу в крайнем нижнем положении, в котором радиальные отверстия полого корпуса и нижний ряд сквозных отверстий подвижной втулки совмещены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий подвижной втулки герметично перекрыт патрубком, при этом в рабочем положении палец находится в вертикальном пазу в крайнем верхнем положении и радиальные отверстия полого корпуса и нижний ряд сквозных отверстий подвижной втулки герметично разделены между собой, а верхний ряд сквозных отверстий подвижной втулки гидравлически соединен с колонной труб, причем ограничитель выполнен в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой, а внутри в верхней части патрубка установлен обратный клапан.
