Устройство для очистки скважины

Изобретение относится к нефтяной, газовой и горнодобывающей промышленности и предназначено для очистки скважин. Изобретение применяется для очистки без промывки текущего забоя скважины и пласта зоны перфорации от механических примесей (мелких металлических предметов, песка, шлама, проппанта, кольматанта и пр.) при освоении, ремонте, эксплуатации скважины. Изобретение применимо в скважинах с низким пластовым давлением (при поглощении пластом промывочной жидкости), а также в горизонтальных скважинах.

Устройство для очистки скважины содержит верхнюю колонну труб, корпус с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения штоком, имеющим внутреннее отверстие вдоль оси, корпус соединен с верхней колонной труб с возможностью передачи крутящего момента и имеет в нижней части перепускной клапан, шток выполнен с покрытием из хрома и имеет откидной клапан в верхней части и сквозные радиальные отверстия - в нижней, с корпусом соединена нижняя колонна труб, снабженная на конце полым забойным инструментом, выполненным с опорной поверхностью.

Применение устройства обеспечивает увеличение рабочего ресурса, многократность цикла очистки скважины, исключение преждевременного срабатывания, отсутствие ограничения скорости спуска устройства, выполнение технологических отстоев, надежность эксплуатации в среде с мех. примесями и предотвращение заклинивания, возможность работы в средах с различной плотностью.

Изобретение относится к нефтяной, газовой и горнодобывающей промышленности и предназначено для очистки скважин. Изобретение применяется для очистки без промывки текущего забоя скважины и пласта зоны перфорации от механических примесей (мелких металлических предметов, песка, шлама, проппанта, кольматанта и пр.) при освоении, ремонте, эксплуатации скважины. Изобретение применимо в скважинах с низким пластовым давлением (при поглощении пластом промывочной жидкости), а также в горизонтальных скважинах.

Известна серийная установка очистки забоя скважин ТОЗ-114, содержащая установленные на колонне труб герметичную воздушную камеру, ловушку и систему клапанов (см. паспорт предприятия-изготовителя OOO «НИК «Петрос», 127422, Москва, Дмитровский проезд, 10).

В процессе работы установка постоянно находится в открытом состоянии, тем самым исключается многократность цикла отбора мех. примесей, высока вероятность заклинивания, отсутствует возможность передачи крутящего момента. Скорость спуска ТОЗ-114, ограниченная до 0,1 м/с, и малый объем отбора мех. примесей увеличивают продолжительность работ.

Ряд указанных недостатков устранен в другом известном устройстве для очистки скважины, наиболее близком к предлагаемому по совокупности существенных признаков (см. патент РФ №2203393, МПК 7 Е 21 В 37/00, 43/18, бюл. №12 (1 ч.), 27.04.2003, с.197). Устройство содержит верхнюю колонну труб, корпус с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения штоком, который соединен с верхней колонной труб и выполнен с внутренним отверстием вдоль оси, корпус соединен с нижней колонной труб, в нижней части которой установлен забойный инструмент.

К недостаткам известного устройства можно отнести следующее: наличие зазора при установке штока, что требует регулировки в качестве дополнительной операции; в процессе работы устройства не исключается возможность преждевременного срабатывания, что может привести к отказу в работе устройства.

Задачей предложенного изобретения является создание устройства для очистки скважины, при использовании которого достигается следующий технический результат: увеличение рабочего ресурса, многократность цикла очистки скважины, исключение преждевременного срабатывания, отсутствие ограничения скорости спуска устройства,

выполнение технологических отстоев, надежность эксплуатации в среде с мех. примесями и предотвращение заклинивания, возможность работы в средах с различной плотностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки скважины, содержащем верхнюю колонну труб, корпус с размещенным в нем с возможностью осевого перемещения штоком, имеющим внутреннее отверстие вдоль оси, и соединенную с корпусом нижнюю колонну труб, снабженную на конце полым забойным инструментом, согласно предложенному, корпус соединен с верхней колонной труб с возможностью передачи крутящего момента и имеет в нижней части перепускной клапан, шток выполнен с покрытием из хрома и имеет откидной клапан в верхней части и сквозные радиальные отверстия - в нижней, а забойный инструмент имеет опорную поверхность.

Наличие в нижней части корпуса перепускного клапана необходимо для стравливания воздушной пробки из трубного пространства в затрубное. Тем самым предотвращается преждевременное срабатывание устройства при его спуске в скважину и исключается ограничение скорости спуска устройства.

Выполнение штока с покрытием из хрома предотвращает износ штока и исключает вероятность заклинивания при работе в среде с мех. примесями и, следовательно, увеличивает рабочий ресурс всего устройства и надежность эксплуатации. Кроме того, наличие указанного покрытия обеспечивает сохранение работоспособности устройства в процессе очистки скважины в течение длительного времени и тем самым позволяет проводить необходимые технологические отстой, связанные с очисткой скважины.

Откидной клапан в верхнем торце штока предотвращает его засорение, что уменьшает вероятность повреждения штока и, следовательно, увеличивает рабочий ресурс устройства и надежность его эксплуатации.

Сквозные радиальные отверстия в нижней части штока способствуют многократности цикла процесса очистки.

Опорная поверхность забойного инструмента обеспечивает необходимую разгрузку устройства при контакте с забоем, что способствует работе в средах с различной плотностью, в том числе и в средах с высокой степенью сыпучести (проппант, песок).

Предлагаемое устройство для очистки скважины иллюстрируется чертежами, где изображены: на фиг.1 - продольный разрез устройства, положение «Закрыто», на фиг.2 - схема компоновки устройства.

Устройство для очистки скважины содержит (фиг.1) корпус 1, соединенный с верхней колонной 2 труб посредством, например, шлицевого соединения 3. Внутри корпуса 1 установлен шток 4, в верхнем торце которого имеется откидной клапан 5, а в нижней части выполнены сквозные радиальные отверстия 6. В нижней части корпуса 1 установлен

перепускной клапан 7. С корпусом 1 соединена нижняя колонна 8 труб, которая снабжена забойным инструментом 9 (на фиг.2).

При компоновке устройства (фиг.2) выше верхней колонны 2 труб крепится вертлюг 10. Нижняя колонна 8 труб содержит контейнер 11.

Работа устройства для очистки скважины осуществляется следующим образом. До начала работы на скважинах с низким гидростатическим давлением и при выполнении процесса очистки в затрубное пространство доливают промывочную жидкость для достижения расчетной депрессии.

Устройство компонуется на поверхности в последовательности согласно схеме (фиг.2), после чего компоновку опускают в скважину до уровня текущего забоя скважины. Скорость спуска благодаря конструкции устройства не ограничивается. При упоре забойного инструмента 9 на текущий забой производят разбуривание загрязненного мех. примесями участка с периодическим отрывом забойного инструмента 9. В момент разгрузки колонны 2 труб шток 4 перемещается в корпусе 1 вниз, и сквозные радиальные отверстия 6 открываются. В результате трубное пространство сообщается с затрубным, и под действием перепада давлений происходит отбор порции скважинной жидкости с мех. примесями. После этого нижняя колонна 8 труб провисает, шток 4 возвращается в исходное положение, перекрывая отверстия 6 и прекращая доступ скважинной жидкости с мех. примесями в контейнер 11. Периодически нагружая верхнюю колонну 2 труб, повторяют операцию отбора мех. примесей, производя постепенную очистку скважины.

При отсутствии проходки повторяют операции разбуривания и отбора мех. примесей с наращиванием колонны труб на устье скважины.

Для подтверждения забоя после очистки скважины, а также каких-либо сопутствующих операций в процессе очистки скважины выполняют технологические отстои - операции с выдержкой по времени (около 2 часов) без потери работоспособности устройства.

При необходимости выполняют очистку пласта зоны перфорации. Для этого компоновка устройства дополняется пакером (на фиг.2 не показан), установленным выше контейнера 11. Устройство спускают в скважину, и при достижении забойным инструментом 9 интервала перфорации производят посадку пакера разгрузкой верхней колонны 2 труб. При этом шток 4 перемещается в корпусе 1 вниз, и через сквозные радиальные отверстия 6 трубное пространство сообщается с затрубным пространством под пакером. Вследствие этого происходит приток пластового флюида и вынос мех. примесей из пласта зоны перфорации в контейнер 11.

Примером практического применения предложенного устройства для очистки скважины являются опробования, проведенные на скважинах Ноябрьского региона. В устройстве, называемом ГЖС (гидростатическая желонка), в качестве труб используют насосно-компрессорные трубы (НКТ-73, -89). Контейнер представляет собой также колонну НКТ, длина и диаметр которой подбирается по каждой конкретной скважине исходя из расчета пластового давления и объема мех. примесей в скважине. Забойным инструментом служит пикодолото (кольцевой фрез, коронка и т.д.) нескольких типоразмеров в зависимости от диаметра эксплуатационной колонны и предполагаемой твердости образовавшейся в скважине пробки, исходя из условий эксплуатации скважины.

Результаты некоторых испытаний приведены в таблице.

Из представленных в таблице результатов испытаний видно, что процесс очистки протекает бесперебойно при указанных скважинных условиях. Испытания, проведенные в других условиях, подтвердили высокую эффективность предложенного устройства при различных скважинных условиях.

Устройство для очистки скважины, содержащее верхнюю колонну труб, соединенный с ней с возможностью передачи крутящего момента корпус, в котором установлен перепускной клапан и размещен с возможностью осевого перемещения шток с внутренним отверстием вдоль оси и сквозными радиальными отверстиями в его нижней части, и соединенную с корпусом нижнюю колонну труб, снабженную на конце полым забойным инструментом, отличающееся тем, что шток выполнен с покрытием из хрома и имеет в верхней части откидной клапан.