Устройство для восстановления и сохранения продуктивности пласта

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. Устройство содержит полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом. Корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а полый шток выполнен с радиальными каналами. Полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами. Корпус снизу оснащен конусом, сужающимся книзу, а хвостовик оснащен технологической выборкой на наружной поверхности. На хвостовике расположен фиксирующий узел, состоящий из втулки с пружинными центраторами, подпружиненными внутрь плашками, выполненными с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью в рабочем положении с конусом, и с пальцем, взаимодействующим с технологической выборкой. Втулка выполнена с возможностью осевого и вращательного перемещения на хвостовике. Полый шток оснащен дополнительным обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной в исходном состоянии срезным винтом. Кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана, который выполнен подпружиненным посредством пружины, расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном и расширяющим конусом, технологическая выборка изготовлена в виде длинной и короткой осевой проточки, соединенных замкнутой проточкой, выполненной так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении втулки относительно хвостовика, палец будет расположен то в короткой осевой проточке - исходное положение, то в длинной осевой проточке - рабочее положение. Предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями и позволяет проводить работы с пластом без извлечения устройства, а это позволяет избежать дополнительных затрат по извлечению, ревизии и повторной посадке устройства в скважину.

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.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины (патент на полезную модель RU №37142, МПК 7 Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №10 от 10.04.2004 г.), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с пакером, включающим расширяющий конус, причем полый шток выполнен с радиальными каналами, расположенными двумя рядами, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой, установленной на полом штоке с возможностью продольного перемещения и взаимодействия с вышеуказанной пружиной сжатия и расширяющим конусом, выполненным с цилиндрической выборкой на внутренней поверхности, срезные и уплотнительные элементы, при этом оно снабжено стволом с фигурным пазом на наружной поверхности с чередующимися продольными короткими и длинными участками и жестко расположенньми на нем конусом, а также установленными на стволе обоймы с направляющим штифтом, размещенным в вышеупомянутом фигурном пазе, причем в обойме по ее окружности установлены шлипсы, подпружиненные в радиальном направлении, при этом ствол соединен с корпусом посредством переводника, при этом устройство со стволом имеет возможность продольного перемещения по траектории фигурного паза относительно подпружиненных шлипсов, обоймы и направляющего штифта.

Существенными недостатком устройства является то, что при спуске устройства в скважину уплотнительный элемент пакера, из-за своей трубчатой фигурной формы может быть поврежден или сорван при контакте со стенками скважины, особенно это касается старых скважинах, где стенки имеют наросты в виде твердых отложений. В итоге имеем негерметичную посадку пакера, что значительно снижает эффективность очистки скважины.

Другим недостатком устройства является проблематичное извлечение устройства из скважины в случае его негерметичной посадки или после продолжительной

эксплуатации, поскольку в конструкцию устройства не заложена возможность его извлечения стандартным ловильным инструментом.

Известно устройство для очистки скважины (патент RU №2186947, МПК 7 Е 21 В 37/00, опубл. Бюл. №22 от 10.08.2002 г.), содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, включающим расширяющий конус на внутренней поверхности которого выполнена цилиндрическая выборка, причем полый шток и хвостовик выполнен с радиальными каналами, причем радиальные каналы в полом штоке расположенными двумя рядами и разделены между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой установленной на полом штоке, срезные и уплотнительные элементы.

Существенными недостатками устройства являются:

- наличие хвостовика в конструкции устройства ограничивает его применение и делает невозможным его использование в скважинах с открытым забоем, с боковыми и горизонтальными стволами, поскольку необходима разгрузка на забой скважины.

- ограничивает проведение технологических операций по работе с пластом, поскольку для обработки призабойной зоны пласта или его промывки необходимо полностью извлекать устройство из скважины, после чего проводить его ревизию и осуществлять повторную посадку, а ведет к дополнительным затратам в процессе эксплуатации данного устройства.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства при проведении работ с пластом без извлечения устройства.

Указанная задача решается предлагаемым устройством для восстановления и сохранения продуктивности пласта, содержащим полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы, при этом корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а полый шток шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами.

Новым является то, что корпус снизу оснащен конусом, сужающимся книзу, а хвостовик оснащен технологической выборкой на наружной поверхности, при этом на хвостовике расположен фиксирующий узел, состоящий из втулки с пружинными центраторами, подпружиненными внутрь плашками, выполненными с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью в рабочем положении с конусом, и с пальцем, взаимодействующим с технологической выборкой, причем втулка выполнена с

возможностью осевого и вращательного перемещения на хвостовике, полый шток оснащен дополнительным обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной в исходном состоянии срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана, который выполнен подпружиненным, расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с заглушкой и расширяющим конусом, технологическая выборка изготовлена в виде длинной и короткой осевой проточки, соединенных замкнутой проточкой, выполненной так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении втулки относительно хвостовика, палец будет расположен то в короткой осевой проточке - исходное положение, то в длинной осевой проточке - рабочее положение, при этом радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом полого штока.

Новым является также то, что седло обратного клапана изготовлено съемным.

На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство для восстановления и сохранения продуктивности пласта в продольном разрезе.

На фигуре 2 изображена технологическая выборка, выполненная на наружной поверхности хвостовика.

Устройство содержит полый шток 1 (см фиг.1) с кольцевым выступом 2, корпус 3 с хвостовиком 4, пакер 5 с расширяющим конусом 6, обратный клапан 7 с седлом 8.

Корпус 3 соединен с расширяющим конусом 6 с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером 5 снизу, а полый шток 1 выполнен с радиальными каналами 9. Полый шток 1 и корпус 3 в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса 6 срезными элементами 10 и 11.

Корпус 3 снизу оснащен конусом 12, сужающимся книзу, а хвостовик 4 оснащен технологической выборкой 13 на наружной поверхности. На хвостовике 4 расположен фиксирующий узел 14, состоящий из втулки 15 с пружинными центраторами 16, подпружиненными внутрь плашками 17, выполненными с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью в рабочем положении с конусом 6, и с пальцем 18, взаимодействующим с технологической выборкой 13. Втулка 15 выполнена с возможностью осевого и вращательного перемещения на хвостовике 4. Полый шток оснащен дополнительным обратным клапаном 19 и расположенной ниже заглушкой 20, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной в исходном состоянии срезным винтом 21.

Кольцевой выступ 2 полого штока 1 выполнен на внутренней поверхности, при этом седло 8 обратного клапана 7, который выполнен подпружиненным посредством пружины 22, расположено в верхней части расширяющего конуса 6, причем седло 8 и кольцевой выступ 2 в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с технологическим клапаном 19 и расширяющим конусом 6, технологическая выборка 13 (см.фиг.2) изготовлена в виде длинной 23 и короткой 24 осевой проточки, соединенных замкнутой проточкой 25, выполненной так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении втулки 15 относительно хвостовика 4, палец 18 будет расположен то в короткой 24 осевой проточке - исходное положение, то в длинной 23 осевой проточке - рабочее положение, при этом радиальные каналы 9 (см. фиг.1) полого штока 1 расположены в исходном положении между расширяющим конусом 6 и кольцевым выступом 2 полого штока 1.

Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 6.

Работает устройство следующим образом.

Устройство на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 27 спускают в скважину 28 и устанавливают на 3-5 метров выше интервала перфорационных отверстий продуктивного пласта 29 (см. фиг.1). В процессе спуска устройства в скважину 28, благодаря технологическому клапану 19, герметично закрепленному в полом штоке 1 в исходном положении срезным винтом 21, во внутреннем пространстве колонны НКТ 27 образуется депрессионная камера 30, находящаяся под атмосферным давлением.

Устройство приподнимают примерно на 1 метр и вновь опускают в результате палец 18 (см. фиг.2) перемещается из короткой осевой проточки 24 сначала в нижнюю часть длинной осевой проточки 23 технологической выборки 13, а затем в ее верхнюю часть, при этом все детали устройства за исключением деталей 15, 16, 17 перемещаются относительно них вниз. При этом конус входит в подпружиненные плашки 17 (см. фиг.1), прижимая их зубчатую часть к внутренней стенке скважины. Затем колонну НКТ 27 разгружают на подпружиненные плашки 17, которые уже зафиксировались на внутренней стенке скважины 28 (на фиг.1 и 2 не показано).

В результате чего разрушается срезной элемент 11 и корпус 3 поднимается вверх до упора своим верхним торцом в нижний торец расширяющего конуса 6, который дорнирует пакер 5, в следствии чего, последний прижимается к стенкам скважины 28, разобщая тем самым внутрискважинное пространство 31 продуктивного пласта 29.

При дальнейшей разгрузке колонны НКТ 27 на устройство разрушается срезной элемент 10 и полый шток 1 опускается вниз до упора своим кольцевым уступом 2 в верхний торец расширяющего конуса 6, при этом седло 8 установленное на верхнем конце

расширяющего конуса 6 воздействует на заглушку 20 снизу. В итоге разрушается срезной винт 21 и заглушка 20 поднимается вверх, при этом радиальные каналы 9 полого штока 1 герметично перекрываются посредством уплотнительных элементов 26.

Происходит соединение внутрискважинного пространства 31 продуктивного пласта 29 с внутренним пространством колонны НКТ 27, и так как во внутреннем пространстве колонны НКТ 27 давление атмосферное, то на пласт создается значительная депрессия.

Под действием разницы давлений, обратный клапан 19 открывается и загрязнения, шлам из пласта и забоя, а также со стенок скважины 28 из внутрискважинного пространства 31 продуктивного пласта 29 сквозь нижнюю часть хвостовика 4, внутренние пространства корпуса 3 и расширяющего конуса 6, отжимая вверх пружину 22, и соответственно, открывшийся обратный клапан 7 через внутреннее пространство полого штока 1 устремляется во внутреннее пространство колонны НКТ 27.

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) колонну НКТ 27 приподнимают вверх, в результате этого обратный клапан 7 возвращается в исходное положение и садится на седло 8.

После чего колонну НКТ 27 вместе с полым штоком 1 и технологическим клапаном 19 извлекают на поверхность, а оставшаяся часть устройства остается в скважине 28.

После чего спускаю необходимое глубино-насосное оборудование (на фиг.1 и 2 не показано) и продолжают дальнейшую эксплуатацию скважины.

Когда в процессе эксплуатации возникает необходимость работы с продуктивным пластом 29 (промывка, обработка призабойной зоны пласта), то в скважину спускают ловильное инструмент (на фиг. не показано) с захватом за наружную поверхность (например, наружную труболовку), после чего проводят залавливание седла 8 за его наружную поверхность, и далее вращением отворачивают его с верхнего конца расширяющего конуса 6, а следовательно, и находящиеся в нем обратный клапан 7 и пружину 22.

После чего в устройство спускают колонну промывочных труб (на фиг. не показано) и производят работы с продуктивным пластом (например, обработку призабойной зоны скважины, промывку).

По окончании этих работ извлекают колонну промывочных труб из скважины 28 и спускают туда на ловильном инструменте седло 8. Вращением ловильного инструмента вворачивают седло 8 на верхний конец расширяющего конуса 6.

После этого ловильный инструмент извлекают из скважины 28, а последнюю запускают в дальнейшую эксплуатацию.

Предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями и позволяет проводить работы с пластом без извлечения устройства, а это позволяет избежать дополнительных затрат по извлечению, ревизии и повторной посадке устройства в скважину.

1. Устройство для восстановления и сохранения продуктивности пласта, содержащее полый шток с кольцевым выступом, корпус с хвостовиком, пакер с расширяющим конусом, обратный клапан с седлом и уплотнительные элементы, при этом корпус соединен с расширяющим конусом с возможностью осевого перемещения вверх и взаимодействия с пакером снизу, а полый шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, причем полый шток и корпус в исходном положении зафиксированы соответственно сверху и снизу относительно расширяющего конуса срезными элементами, отличающееся тем, что корпус снизу оснащен конусом, сужающимся книзу, а хвостовик оснащен технологической выборкой на наружной поверхности, при этом на хвостовике расположен фиксирующий узел, состоящий из втулки с пружинными центраторами, подпружиненными внутрь плашками, выполненными с возможностью взаимодействия внутренней поверхностью в рабочем положении с конусом, и с пальцем, взаимодействующим с технологической выборкой, причем втулка выполнена с возможностью осевого и вращательного перемещения на хвостовике, полый шток оснащен дополнительным обратным клапаном и расположенной ниже заглушкой, выполненной с возможностью перемещения вверх и зафиксированной в исходном состоянии срезным винтом, а кольцевой выступ полого штока выполнен на внутренней поверхности, при этом седло обратного клапана, который выполнен подпружиненным, расположено в верхней части расширяющего конуса, причем седло и кольцевой выступ в рабочем положении выполнены с возможностью взаимодействия соответственно с заглушкой и расширяющим конусом, технологическая выборка изготовлена в виде длинной и короткой осевой проточки, соединенных замкнутой проточкой, выполненной так, что при осевом возвратно-поступательном перемещении втулки относительно хвостовика, палец будет расположен то в короткой осевой проточке - исходное положение, то в длинной осевой проточке - рабочее положение, при этом радиальные каналы полого штока расположены в исходном положении между расширяющим конусом и кольцевым выступом полого штока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что седло обратного клапана изготовлено съемным.