Устройство для обработки стенок скважины
Заявляемое устройство относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к области кольматации проницаемых стенок ствола скважины.
Задачей полезной модели является повышение эффективности обработки проницаемых интервалов за счет улучшения качества кольматации.
Устройство для обработки стенок скважины состоит из цилиндрического полого корпуса с выполненными на разной высоте радиальными отверстиями, внутри которых размещены гидромониторные насадки, установленных на корпусе калибрующих лопастей и упругих очистных элементов.
Новым в устройстве является то, что в верхней части корпуса установлена насадка под углом 45° к его оси, а в нижней части установлены две насадки под углом 60° относительно друг друга.
Предложение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к области кольматации проницаемых стенок ствола скважины.
Известно устройство для обработки стенок скважины с насадками, обеспечивающими пересечение истекающих струй /1/. При использовании этого устройства рекомендуется применять глинистые растворы плотностью не менее 1080-1100 кг/м2 со скоростью истечения струй из насадок не менее 70 м/с. Для получения этих показателей одна из насадок долота закрывается. Недостаток этого устройства - одна и та же скорость истечения раствора из насадок не всегда обеспечивает эффективную обработку стенок скважины, сложенных из разных пород, разной прочности и литологии.
Ближайшим техническим решением, принятым за прототип является устройство для обработки стенок скважины, включающее цилиндрический полый корпус с выполненными на разной высоте радиальными отверстиями, внутри которых размещены гидромониторные насадки, установленные на корпусе калибрующие лопасти и упругие очистные элементы /2/.
Недостатками данного устройства является следующее:
- расположение насадок перпендикулярно к оси скважины приводит к разрушению высоконапорными струями слабосцементированной породы; а в интервалах пород, склонных к кавернообразованию, струи способны увеличить объем каверн, а следовательно, ухудшить условия крепления колонны в этом интервале.
- неуправляемость потоком бурового раствора, выходящего из насадок, часто не обеспечивает кольматацию стенок скважины, что приводит к размыву породы;
- применение высокоскоростной обработки стенок скважины отвлекает большую часть потока на них, в результате снижается очистка забоя, что приводит к снижению механической скорости бурения. Бурение же
- с увеличенной производительностью насосов может вызвать осложнения, осыпание породы в интервалах кавернообразования.
Задача изобретения- повышение эффективности обработки проницаемых интервалов за счет улучшения качества кольматации.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для обработки стенок скважины, включающем цилиндрический полый корпус с выполненными на разной высоте радиальными отверстиями, внутри которых размещены гидромониторные насадки, установленные на корпусе калибрующие лопасти и упругие очистные элементы, в верхней части корпуса установлена насадка под углом 45° к его оси, а в нижней части установлены две насадки под углом 60° относительно друг друга
Сущность изобретения заключается в следующем
Установленные в нижней части насадки под углом 60° друг к другу за счет вихревого образования потока бурового раствора у стенки скважины обеспечивают удаление толстой наружной части фильтрационной корки, что исключает сальникообразование при работе очистных элементов в этом интервале. Благодаря насадке, установленной под углом 45°, осуществляется удаление срезанной очистительными элементами плотной части фильтрационной корки.
На фиг.1 изображено устройство для обработки стенок скважины.
Предлагаемое устройство состоит из цилиндрического полого корпуса 1 с выполненными в нем радиальными отверстиями. На корпусе 1 закреплены калибрующие лопасти 2 и упругие очистные элементы, выполненные в виде щеток 3 и петель 4. В радиальных отверстиях корпуса установлены гидромониторные насадки: в верхней части корпуса 1 насадка 5 размещена под углом 45° к его оси, а в нижней части - гидромониторные насадки 6 установлены под углом 60° относительно друг друга.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Устройство спускается на колонне бурильных труб и устанавливается над долотом. В
процессе бурения или проработки скважины перед спуском колонны во время циркуляции и вращения бурильной колонны в интервале нахождения устройства происходит срыв и удаление фильтрационной корки. При этом в открывшиеся отверстия попадают частицы, соразмерные с диаметром канала или пор. Они создают за стенкой ствола изоляционный слой. Во время работы устройства с поверхности стенки непрерывно убираются частицы, которые не проходят в глубину породы, т.е. Применяется искусственный способ селективности частиц дисперсной фазы раствора для закупоривания пор и каналов за стенкой ствола скважины.
При проработке ствола скважины под колонну дополнительно обрабатываются водоносные пласты.
Таким образом, процесс кольматации разбит на три этапа:
- удаление с помощью двух нижних насадок толстой части
- фильтрационной корки, частичная кольматация открывшихся при этом пор и каналов в проницаемой породе;
- срезка и удаление прочной части фильтрационной корки упругими очистительными элементами, что обеспечивает проникновение дисперсной фазы за стенку скважины в течение времени бурения или проработки в интервале, равном длине устройства;
- удаление насадкой, размещенной под углом 45° к оси, срезанной фильтрационной корки за пределы интервала работы устройства с тем, чтобы он не участвовал в закупоривании отработанного интервала.
Преимуществом заявляемого устройства по сравнению с известным является повышение эффективности технологии кольматации проницаемых пород за счет совершенствования процесса удаления фильтрационной корки с поверхности обрабатываемого интервала проницаемой породы, что значительно повышает качество крепления обсадной колонны и исключает возникновение перетоков из водоносного пласта в нефтяной.
Устройство для обработки стенок скважины, включающий цилиндрический полый корпус с выполненными на разной высоте радиальными отверстиями, внутри которых размещены гидромониторные насадки, установленные на корпусе калибрующие лопасти и упругие очистные элементы, отличающееся тем, что в верхней части корпуса установлена насадка под углом 45° к его оси, а в нижней части установлены две насадки под углом 60° относительно друг друга.
