устройство для восстановления и сохранения коллекторских свойств пласта

Формула изобретения

Устройство для восстановления и сохранения коллекторских свойств пласта, содержащее забойный отсекатель, включающий эластичную манжету и расширяющий конус, ствол с конусным участком вверху, снабженный фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками, а также установленной на стволе обоймой с направляющим штифтом, свободный конец которого размещен в фигурном пазе, и подпружиненные шлипсы, расширяющий конус и ствол соединены срезными элементами, и обратный клапан, посадочный инструмент, включающий корпус с поперечной перегородкой и ниже расположенными радиальными каналами, отличающееся тем, что обратный клапан забойного отсекателя установлен в клапанной коробке с продольными прорезями в верхней части расширяющего конуса, причем радиальные каналы в корпусе посадочного инструмента находятся на одном уровне с седлом обратного клапана; в поперечной перегородке посадочного инструмента расположен запорный клапан в виде цилиндрического стержня с опорной головкой в верхней части, в исходном положении зафиксированный срезным элементом и взаимодействующий в рабочем положении с клапанной коробкой обратного клапана забойного отсекателя; в корпусе посадочного инструмента над поперечной перегородкой расположена дополнительная поперечная перегородка с обратным клапаном, причем над и под ней находятся решетки; корпус посадочного инструмента и расширяющий конус соединены срезными элементами; обойма ствола забойного отсекателя снабжена пружинными центраторами, а шлипсы закреплены на рычагах, связанных с обоймой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение 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.

Известно устройство для очистки скважины, состоящее из полого штока, выполненного с двумя рядами радиальных каналов, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой и в исходном положении перекрытых подвижной подпружиненной втулкой с цилиндрической выборкой внутри. Шток соединен с расширяющим конусом пакера. Корпус имеет обратный клапан и хвостовик и соединен с расширяющим конусом пакера. Полный шток снабжен сбивным клапаном. (Патент РФ №2186947, МПК 7 E 21 B 37/00, 2002 г.).

Наиболее близким по технической сущности и предлагаемому является устройство для очистки скважины, содержащее забойный отсекатель, включающий эластичную манжету и расширяющий конус, ствол с конусным участком вверху, снабженный фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками, а также установленной на стволе обоймой с направляющим штифтом, свободный конец которого размещен в фигурном пазе и подпружиненные шлипсы, расширяющий конус и ствол соединены срезными элементами и обратный клапан, посадочный инструмент, включающий корпус с поперечной перегородкой и ниже расположенными радиальными каналами. (Патент на полезную модель №37142, МПК 7 E 21 B 37/00, 2004 г.).

Устройства, как по аналогу, так и прототипу обладают низкой работоспособностью, обусловленной тем, что в зоне обратного клапана над и под ним в процессе очистки будет накапливаться грязь, в результате чего он будет негерметичен при последующем глушении. Кроме того, в процессе имплозии при наличии крупных кусков грязи и шлама из пласта может забиться лабиринтный канал, образованный радиальными каналами в штоке и цилиндрической выборкой в подвижной втулке. Устройства конструктивно сложны и металлоемки. Наличие хвостовика в аналоге приведет к тому, что песок, вымываемый из пласта, завалит хвостовик и не позволит в дальнейшем извлечь отсекатель из скважины.

Задачей изобретения является создание устройства для восстановления и сохранения коллекторских свойств пласта, обладающего высокой работоспособностью, простотой конструкции и низкой металлоемкостью.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим забойный отсекатель, включающий эластичную манжету и расширяющий конус, ствол с конусным участком вверху, снабженный фигурным пазом на наружной поверхности с продольными коротким и длинным участками, а также установленной на стволе обоймой с направляющим штифтом, свободный конец которого размещен в фигурном пазе и подпружиненные шлипсы, расширяющий конус и ствол соединены срезными элементами и обратный клапан, посадочный инструмент, включающий корпус с поперечной перегородкой и нижерасположенными радиальными каналами.

Новым является то, что обратный клапан забойного отсекателя установлен в клапанной коробке с продольными прорезами в верхней части расширяющего конуса, причем радиальные каналы в корпусе посадочного инструмента находятся на одном уровне с седлом обратного клапана; в поперечной перегородке посадочного инструмента расположен запорный клапан в виде цилиндрического стержня с опорной головкой в верхней части, в исходном положении зафиксированный срезным элементом и взаимодействующий в рабочем положении с клапанной коробкой обратного клапана на забойного отсекателя; в корпусе посадочного инструмента над поперечной перегородкой расположена дополнительная поперечная перегородка с обратным клапаном, причем над и под ней находятся решетки; корпус посадочного инструмента и расширяющий конус соединены срезными элементами; обойма ствола забойного отсекателя снабжена пружинными центраторами, а шлипсы закреплены на рычагах, связанных с обоймой.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.

На фиг.2 - то же самое в момент очистки скважины.

На фиг.3 - забойный отсекатель в скважине после подъема посадочного инструмента.

На фиг.4 - развертка фигурного паза на стволе забойного отсекателя.

Устройство состоит из забойного отсекателя (фиг.1), который включает эластичную манжету 1, установленную на расширяющем конусе 2, который соединен срезными элементами 3 со стволом 4 с конусным участком 5, снабженным фигурным пазом 6 (фиг.4) на наружной поверхности с коротким 7 и длинным 8 участками. На стволе 4 установлена обойма 9 с направляющим штифтом 10, свободный конец которого находится в фигурном пазе 6. На обойме 9 установлены пружинные центраторы 11, а выше их - шлипсы 12 на рычагах 13, соединенных с обоймой 9. В верхней части расширяющего конуса 2 жестко установлен обратный клапан 14, коробка 15 которого имеет продольные пазы 16.

С верхней частью расширяющего конуса 2 срезными элементами 17 соединен корпус 18 посадочного инструмента, внутри которого расположена поперечная перегородка 19 с запорным клапаном 20, выполненным в виде цилиндрического стержня с опорной головкой 21, зафиксированным срезным элементом. Над поперечной перегородкой 19 находится дополнительная поперечная перегородка 22 с обратным клапаном 23. Выше и ниже последнего расположены решетки 24 и 25. В нижней части корпуса 18 на уровне седла обратного клапана 14 находятся радиальные каналы 26, назначение которых способствовать промывке этого клапана. Сопрягаемые поверхности деталей устройства снабжены уплотнительными кольцами 27.

Корпус 18 с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 28 образуют депрессионную камеру 29, находящуюся под атмосферным давлением.

Работает устройство следующим образом.

Его на НКТ 28 спускают в скважину из расчета, чтобы шлипсы 12, а следовательно и эластичная манжета 1 находились выше перфорированных отверстий продуктивного пласта, а направляющий штифт 10 - в положении, изображенном на фиг.4. Затем устройство приподнимают примерно на 1 метр и вновь опускают, в результате направляющий штифт 10 перемещается в длинный участок фигурного паза 6, а конусный участок 5 ствола 4 наезжает на шлипсы 12, которые приходят в соприкосновение с обсадной колонной 30 и тем самым фиксируют относительно ее забойный отсекатель. Колонну НКТ 28 разрушают, срезные элементы 3 разрушаются и расширяющий конус 2 опускается вниз, растягивает и прижимает эластичную манжету 1 к стенкам обсадной колонны 30, разобщая тем самым внутрискважинное пространство продуктивного пласта. При дальнейшей разгрузке НКТ происходит разрушение срезных элементов 17, а коробка 15 приходит в соприкосновение с запорным клапаном 20 и выдавливает его из поперечной перегородки 19, в результате чего происходит соединение внутреннего пространства корпуса 18 и НКТ 28 с пространством скважины под забойным отсекателем.

А так как внутри НКТ давление атмосферное, на пласт создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта, с забоя и со стенок скважины через ствол 4, конус 2, продольные пазы 16 обратного клапана 14, отверстие 31 в поперечной перегородке 19 попадают в верхнюю часть корпуса 18 посадочного инструмента и далее через каналы в решетках 24 и 25 и обратный клапан 23 - в колонну НКТ 28. Через определенный промежуток времени (это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости и степени его загрязнения, его определяют экспериментальным путем) НКТ с посадочным инструментом поднимают на поверхность, при этом клапан 23 закрывается, благодаря чему все загрязнения из скважины будут находиться внутри НКТ. В скважине остается забойный отсекатель.

Для слива жидкости из НКТ 28 перед подъемом в колонну сбрасывают груз и разрушают сбивной клапан 32.

Депрессию на пласт можно регулировать путем заливки расчетного объема жидкости в НКТ.

Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию в обычном порядке.

Предлагаемое устройство проще по конструкции, чем известное, и следовательно, менее металлоемкое и более работоспособное, так как обратный клапан в забойном отсекателе расположен в его верхней части, что предотвращает его от забивания грязью и шламом при очистке продуктивного пласта. Положительную роль здесь также играет то, что в забойном отсекателе и в посадочном инструменте отсутствуют лабиринтные зоны по пути движения загрязнений и шлама.