Устройство для очистки скважины от песчаной пробки

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 очистки скважины от песчаной пробки 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, самоуплотняющейся манжеты и зажимной гайки. К нижнему концу полого корпуса, жестко присоединен ограничитель, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой. Сверху на наружной поверхности патрубка концентрично установлен полый шток, имеющий сквозные отверстия и зафиксированный относительно патрубка срезным элементом в исходном положении. Патрубок снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности патрубка выполнен фигурный паз в виде чередующихся длинных и коротких участков. В фигурном пазе с возможностью перемещения по длинным и коротким участкам при возвратно-поступательном движении полого штока относительно патрубка размещен направляющий палец, жестко соединенный с полым штоком. Радиальные отверстия патрубка и сквозные отверстия полого штока, в исходном положении герметично отсечены друг от друга. Снизу полый шток оснащен уплотнительным элементом, изолирующим зону образования песчаной пробки при осевом перемещении полого штока вниз относительно патрубка и совмещением между собой радиальных отверстий патрубка и сквозных отверстий штока. Внутри патрубка выше отводов установлен обратный клапан. Предлагаемое устройство для очистки скважины от песчаной пробки имеет простую конструкцию, более прочный ограничитель и достаточно эффективно при очистки песчаной пробки в скважинах, имеющих низкое пластовое давление, ведущее к поглощению промывочной жидкости пластами, благодаря отсечению последних, с

последующим вымыванием водопесчаной смеси из колонны насосно-компрессорных труб, в связи 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 №1081334, МПК 7 Е 21 В 21/00, опуб. БИ №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, опуб. в БИ №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, и как следствие, все это снижает эффективность работы устройства в таких скважинах.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, а также повышение эффективности работы устройства в скважинах, имеющих низкое пластовое давление.

Устройство для очистки скважины от песчаной пробки содержит 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 и ограничитель, жестко соединенный с полым корпусом.

Новым является то, что сверху на наружной поверхности патрубка концентрично установлен полый шток, имеющий сквозные отверстия и зафиксированный в исходном положении относительно патрубка срезным элементом, при этом патрубок снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности патрубка выполнен фигурный паз в виде чередующихся длинных и коротких участков, причем в фигурном пазе с возможностью перемещения по его участкам при возвратно-поступательном движении полого штока относительно патрубка размещен направляющий палец, жестко соединенный с полым штоком, при этом радиальные отверстия патрубка и сквозные

отверстия полого штока в исходном положении герметично отсечены друг от друга, причем снизу полый шток оснащен уплотнительным элементом, изолирующим зону образования песчаной пробки при осевом перемещении полого штока вниз относительно патрубка и совмещением между собой радиальных отверстий патрубка и сквозных отверстий полого штока, при этом ограничитель выполнен в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой, а внутри патрубка выше отводов установлен обратный клапан.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

На фиг.2 изображена развертка фигурного паза.

Устройство для очистки скважины от песчаной пробки состоит из патрубка 1 (см. фиг.1), 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.1 и 2 не показано). Самоуплотняющаяся манжета 5 расположена на наружной поверхности 6 полого корпуса 2 и закреплена зажимной гайкой 7.

К нижнему концу полого корпуса 2 (см. фиг.1), 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 до зоны образования песчаной пробки для эффективного размыва песчаной пробки составляет L=0,15÷0,25 метра. Сверху на наружной поверхности патрубка 1 концентрично установлен полый шток 10, имеющий сквозные отверстия 11 и зафиксированный относительно патрубка срезным элементом 12 в исходном положении. Патрубок 1 снабжен радиальными отверстиями 13, ниже которых на наружной поверхности патрубка 1 выполнен фигурный паз 14 (см. фиг.2) в виде чередующихся длинных 15 и коротких 16 участков.

В фигурном пазе 14 с возможностью перемещения по длинным 15 и коротким 16 участкам при возвратно-поступательном движении полого штока 10 (см. фиг.1) относительно патрубка 1 размещен направляющий палец 17, жестко соединенный с полым штоком 10. Радиальные отверстия 13 патрубка 1 и сквозные отверстия 11 полого штока 10, в исходном положении герметично отсечены друг от друга. Снизу полый шток

10 оснащен уплотнительным элементом 18, изолирующим зону образования песчаной пробки 5 при осевом перемещении полого штока 10 вниз относительно патрубка 1 и совмещением между собой радиальных отверстий 13 патрубка 1 и сквозных отверстий 11 полого штока 10. Внутри патрубка 1 выше отводов 4 установлен обратный клапан 19.

С целью исключения несанкционированных перетоков жидкости сопряженные поверхности патрубка 1 и полого штока 10 снабжены уплотнительными кольцами 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в сборе, как показано на фиг.1, на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 22 спускают в скважину до взаимодействия зубчатой коронки 9 ограничителя 8 устройства с песчаной пробкой в скважине (на фиг.1 и 2 не показано).

Затем разгружают колонну НКТ 22 на песчаную пробку примерно на 30-40 кН (контроль ведут по индикатору весе, установленному на устье скважины), при этом срезной элемент 12 остается в исходном положении, фиксируя патрубок 1 относительно полого штока 10. Далее начинают закачивать промывочную жидкость в межколонное пространство скважины (на фиг.1 и 2 не показано). Под действием давления закачки воротник самоуплотняющейся манжеты 5, установленной на наружной поверхности 6 полого корпуса 2, и закрепленной зажимной гайкой 7 прижимается к внутренним стенкам скважины и герметизирует пространство между устройством и скважиной ниже самоуплотняющейся манжеты 5. В результате этого поток жидкости сначала попадает в кольцевое пространство между патрубком 1 и полым корпусом 2, откуда через полую цилиндрическую насадку 3 попадает на песчаную пробку, размывая ее. Далее размытая потоком жидкости песчаная пробка в виде водопесчаной смеси (на фиг.1 и 2 не показано) поднимается из зоны образования песчаной пробки и попадает в отводы 4 и далее внутрь патрубка 1, сквозь полый шток 10 и по колонне НКТ 22 выносится на дневную поверхность, а это означает появление циркуляция жидкости. По мере размыва песчаной пробки колонну НКТ 22 опускают вниз, а при необходимости (в зависимости от высоты песчаной пробки) наращивают, при этом закачку промывочной жидкости в межколонное пространство скважины продолжают и следят за тем, чтобы разгрузка колонны НКТ 22 с устройством на песчаную пробку не превышало 30-40 кН. Размыв песчаной пробки продолжается до тех пор, пока визуально не сократится поток вымываемой из скважины водопесчаной смеси или же циркуляция прекратится вообще. Это означает что, размыв

песчаной пробки достиг пласта в скважине, который начал поглощать промывочную жидкость и поэтому давление в устройстве уже не обеспечивает подъем, находящейся в колонне НКТ 22 водопесчаной смеси на поверхность.

Для удаления водопесчанной смеси, находящейся в устройстве выше обратного клапана 19 и внутри колонны НКТ 22 и продолжения дальнейшей очистки скважины от песчаной пробки, разгружают колонну НКТ 22 примерно на 50-60 кН, при этом разрушается срезной элемент 12 и полый патрубок 10 смещается вниз относительно патрубка 1, а направляющий палец 17 (см. фиг.2), находящийся в исходном положении в верхней части короткого участка 16 фигурного паза 14 смещается вниз в его нижнюю часть. Затем с устья скважины приподнимают колонну НКТ 22 (см. фиг.1) примерно на 1 метр вверх и опускают вниз, в результате направляющий палец 17 из нижней части короткого участка 16 попадает в верхнюю часть длинного участка 15 фигурного паза 14 (при подъеме), а затем (при спуске) из верхней части длинного участка 15 в его нижнюю часть, причем полый шток 10 перемещается вниз относительно патрубка 1 и своим уплотнительным элементов 18 изолирует зону образования песчаной пробки, при этом патрубок 1 концентрично установленный в полом корпусе 2 остается неподвижным относительно полого штока 10, благодаря фиксации устройства зубчатой коронкой 9 ограничителя 8 в размываемой песчаной пробке. В результате происходит совмещение между собой радиальных отверстий 13 патрубка 1 и сквозных отверстий 11 полого штока 10. Подачей жидкости в межколонное пространство скважины через совмещенные между собой радиальные отверстия 13 патрубка 1 и сквозные отверстия 11 полого штока 10 и далее по внутренним пространствам патрубка 1 выше обратного клапана 19, предотвращающего попадание потока жидкости вниз в зону образования песчаной пробки и полого штока 10 вверх по колонне НКТ 22 вымывают, находящуюся в колонне НКТ 22 и в устройстве выше обратного клапана 19 водопесчаную смесь на поверхность, откуда отводят ее в желобную емкость или амбар (на фиг.1 и 2 не показано).

Для продолжения очистки скважины от песчаной пробки приподнимают колонну НКТ 22 вверх примерно на 2 метра вверх и опускают, при этом при подъеме направляющий палец перемещается из нижней части длинного участка 15 фигурного паза 14 в верхнюю часть короткого участка 16, а при спуске направляющий палец 17 перемещается из верхней части короткого участка 16 в его нижнюю часть. В результате

полый шток 10 поднимается вверх относительно патрубка 1, а его уплотнительный элемент 18 выходит из контакта с полым корпусом 2, гидравлически связывая межколонное пространство скважины через полый корпус 2 и полую цилиндрическую насадку 3 с зоной образования песчаной пробкой.

Далее, очистку скважины от песчаной пробки продолжают, повторяя весь цикл, описанный выше. По окончании очистки скважины от песчаной пробки устройство извлекают из скважины.

Предлагаемое устройство для очистки скважины от песчаной пробки имеет простую конструкцию, более прочный ограничитель и достаточно эффективно при очистки песчаной пробки в скважинах, имеющих низкое пластовое давление, ведущее к поглощению промывочной жидкости пластами, благодаря отсечению последних, с последующим вымыванием водопесчаной смеси из колонны НКТ, в связи чем сокращается время на очистку скважины и происходит экономия финансовых и материальных затрат.

Устройство для очистки скважины от песчаной пробки, 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 и ограничитель, жестко соединенный с полым корпусом, отличающееся тем, что сверху на наружной поверхности патрубка концентрично установлен полый шток, имеющий сквозные отверстия и зафиксированный в исходном положении относительно патрубка срезным элементом, при этом патрубок снабжен радиальными отверстиями, ниже которых на наружной поверхности патрубка выполнен фигурный паз в виде чередующихся длинных и коротких участков, причем в фигурном пазе с возможностью перемещения по его участкам при возвратно-поступательном движении полого штока относительно патрубка размещен направляющий палец, жестко соединенный с полым штоком, при этом радиальные отверстия патрубка и сквозные отверстия полого штока, в исходном положении герметично отсечены друг от друга, причем снизу полый шток оснащен уплотнительным элементом, изолирующим зону образования песчаной пробки при осевом перемещении полого штока вниз относительно патрубка и совмещением между собой радиальных отверстий патрубка и сквозных отверстий полого штока, при этом ограничитель выполнен в виде полого цилиндра, снабженного на нижнем конце зубчатой коронкой, а внутри патрубка выше отводов установлен обратный клапан.