колонковый электромеханический буровой снаряд

Формула изобретения

1. Колонковый электромеханический буровой снаряд, содержащий колонковую трубу, соединенную нижним торцом со сменной коронкой, керноприемную трубу, размещенный в шламовой трубе сетчатый фильтр, редуктор с полым валом, связанный с валом электродвигателя, насос и кабельный замок на верхнем торце распорного узла, отличающийся тем, что для извлечения упавших предметов на забой скважины и очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины, он при демонтаже сменной коронки, снабжен соединенными через переходник с нижним торцом колонковой трубы съемными ловильной насадкой или насадками для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины, при этом насос закреплен на удлиненном валу электродвигателя между редуктором и электродвигателем, а контактные поверхности распорного узла выполнены в виде роликов.

2. Колонковый снаряд по п.1, отличающийся тем, что ловильная насадка выполнена в виде раздвижного конуса, набранного из стальных пружинных прутков.

3. Колонковый снаряд по п.1, отличающийся тем, что насадка для очистки выполнена в виде нескольких распорных секций, включающих по две пары подвижных рычагов, верхние и нижние концы которых шарнирно закреплены в неподвижных фиксаторах, при этом распорные секции снабжены резцами, шарнирно закрепленными на нижней паре подвижных рычагов, оснащенной пружинами и подвижными втулками.

4. Колонковый снаряд по п.1, отличающийся тем, что насадка для очистки выполнена из нескольких пучков стальных прутков, жестко закрепленных на центральной оси, соединенной с переходной втулкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для очистки фильтровой зоны продуктивного участка пласта и очистки обсадных труб.

Известно устройство по а.с. СССР 1383880, МПК 7 Е 21 В 37/00 "Устройство для очистки фильтровой зоны скважин", включающее каркас с установленными в нем центраторами, между которыми размещены удлиненные заряды взрывчатого вещества и электродетонатор. Под действием продуктов взрыва в сторону фильтровой зоны движется поток жидкости, а под действием ударной волны и потока жидкости очищаются фильтры. Недостатком данного устройства является частичная и временная очистка фильтровой зоны продуктивного пласта, т.к. после взрыва продукты загрязнения вновь осаждаются в область продуктивного пласта.

Известен "Колонковый электромеханический буровой снаряд" для бурения скважин во льдах, а.с. СССР 1472613 МПК 7 Е 21 В 4/04, публ. 89, взятый нами за прототип, включающий коронку, кернорватель, колонковую и керноприемную трубы, соединенные с выходным валом приводного узла двигатель - редуктора, насос, фильтр, распорное устройство и кабельный замок для крепления конца грузонесущего кабеля.

Указанный колонковый электромеханический буровой снаряд предназначен для бурения и очистки от шлама скважин во льдах, залитых низкотемпературной жидкостью - (техническим керосином), при этом приводной двигатель в этой среде работает без коротких замыканий, т.к. технический керосин является электроизолятором, но он не может работать в нефтяных скважинах, залитых электропроводным раствором, содержащим соль, кроме этого, буровой инструмент рассчитан на разрушение льда и не может использован для бурения в фильтровой зоне продуктивного пласта для удаления осадков горной породы, накопленных за период эксплуатации скважины, и, как следствие, не обеспечивает очистку продуктивного пласта скважины, а распорное устройство не обеспечивает крепление бурового снаряда в фильтре фильтровой зоны и обсадных труб скважины.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно расширение возможности колонкового электромеханического бурового снаряда за счет предварительного бурения интервала продуктивного пласта для удаления осадков горной породы из скважины, накопленных за период эксплуатации и последующей очистки фильтровой зоны пласта и обсадных труб скважины.

Задача решается тем, что колонковый электромеханический буровой снаряд, содержащий колонковую трубу, соединенную нижним торцом со сменной коронкой, керноприемную трубу, размещенный в шламовой трубе фильтр, редуктор с полым валом, связанный с валом электродвигателя, насос, и кабельный замок на верхнем торце распорного узла, согласно изобретению для извлечения упавших предметов на забой скважины и очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины он при демонтаже сменной коронки снабжен соединенными через переходник с нижним торцом колонковой трубы съемными ловильной насадкой или насадками для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины, при этом насос закреплен на удлиненном валу электродвигателя между редуктором и электродвигателем, а контактные поверхности распорного узла выполнены в виде роликов. Ловильная насадка при этом выполнена в виде раздвижного конуса, набранного из стальных пружинных прутков. Насадка для очистки выполнена в виде нескольких распорных секций, включающих по две пары подвижных рычагов, верхние и нижние концы которых шарнирно закреплены в неподвижных фиксаторах, при этом распорные секции снабжены резцами, шарнирно закрепленными на нижней паре подвижных рычагов, оснащенной пружинами и подвижными втулками. Насадка для очистки выполнена из нескольких пучков стальных прутков, жестко закрепленных на центральной оси, соединенной с переходной втулкой.

На фиг. 1 показана общая конструктивная схема колонкового электромеханического бурового снаряда. На фиг. 2 показана ловильная насадка. На фиг. 3, 4 показаны насадки для очистки фильтра продуктивного пласта и обсадных труб скважины.

Колонковый электромеханический буровой снаряд для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины состоит из колонковой трубы 1, на нижнем торце которой укреплены либо съемная коронка 2, армированная твердым сплавом, либо съемная ловильная насадка для удаления предметов, упавших на забой скважины, или насадки, обеспечивающие очистку как фильтра фильтровой зоны продуктивного пласта, так и обсадных труб скважины. Внутри колонковой трубы 1 находится керноприемная труба 3. Колонковая труба 1 и керноприемная труба 3 с заглушенным верхним торцом соединены переходником 4, к верхней части которого крепится шламовая труба 5, сетчатый фильтр 6 и шламоподъемная труба 7. Шламовая труба 5 в верхней части соединена с корпусом планетарного редуктора 8, имеющего полый приводной вал 9. Корпус планетарного редуктора 8 соединен с подшипниковым узлом 10. Удлиненный вал 11 электродвигателя 12 через насос 13, закрепленный на валу 11 электродвигателя 12, соединен с полым приводным валом 9 редуктора 8. К верхнему торцу корпуса электродвигателя 12 крепится нижний фланец распорного узла 14, к верхнему торцу которого крепится кабельный замок 15, в котором закреплен грузонесущий кабель 16. Распорный узел 14 включает в себя соленоид 17, тяги 18, шарнирно связанные с ним и с роликами 19.

Для извлечения упавших предметов на забой скважины колонковый электромеханический буровой снаряд снабжен съемной ловильной насадкой (фиг. 2). Ловильная насадка установлена в переходнике 20, навинченном на нижнем торце колонковой трубы 1. Ловильная насадка выполнена в виде раздвижного конуса, набранного из стальных пружинных прутков 21.

Колонковый снаряд снабжен также насадками для очистки фильтровой зоны продуктивного пласта и обсадных труб скважины. Насадка (фиг.3) также крепится через переходник 20 на нижнем торце колонковой трубы. Насадка выполнена, например, в виде нескольких распорных секций, закрепленных на штанге 22 через неподвижные фиксаторы 23. Каждая распорная секция включает по две пары подвижных рычагов 24, верхние и нижние концы которых шарнирно закреплены в неподвижных фиксаторах 23, а нижние пары подвижных рычагов 24 оснащены пружинами 25 и подвижными втулками 26. На нижних парах подвижных рычагов 24 шарнирно закреплены резцы 27. Насадка может быть выполнена (фиг.4) в виде нескольких пучков стальных прутков 28, закрепленных на втулке 29, соединенной с переходником 20 через переходную втулку 30.

Колонковый электромеханический буровой снаряд работает следующим образом

После сборки колонкового электромеханического бурового снаряда и постановки его в область продуктивного пласта при помощи лебедки, не показанной на фигуре, и грузонесущего кабеля 16 включаются электродвигатель 12 и соленоид 17 распорного узла 14. При этом вращение от вала 11 электродвигателя 12 передается насосу 13. Ролики 19 через тяги 18, связанные шарнирно с соленоидом 17, контактируя со стенками фильтра фильтровой зоны продуктивного пласта, воспринимают реактивный момент, возникающий на невращающейся части колонкового электромеханического бурового снаряда. Процесс бурения идет до заполнения керноприемной трубы 3 керном, после чего отключается электродвигатель 12, соленоид 17 и насос 13, связанный с валом 11 электродвигателя 12. Производится отрыв керна, размещенного в керноприемной трубе 3, и колонковый электромеханический буровой снаряд извлекается на поверхность с керном, включающим в себя песок и другие материалы, накопленные за период эксплуатации скважины, а продукты разрушения поднимаются в шламосборнике. В процессе бурения продукты разрушения с забоя скважины удаляются за счет призабойной циркуляции скважинной жидкости, осуществляемой насосом 13. Продукты разрушения, увлекаемые потоком скважинной жидкости, поднимаются по кольцевому зазору между колонковой трубой 1 и керноприемной трубой 3, затем по центральной шламоприемной трубе 5 попадает в шламосборник, оснащенный сетчатым фильтром 6, и скапливаются в нем. Скважинная же жидкость, пройдя через сетчатый фильтр 6, по полому приводному валу 9 редуктора 8 и насос 13 выводится в затрубное пространство. Для извлечения упавших предметов на забой скважины колонковый электромеханический буровой снаряд снабжается ловильной насадкой 21 (фиг. 2), выполненной из стальных пружинных прутков в виде раздвижного конуса. После проходки интервала продуктивного пласта и извлечения различных упавших в скважину предметов колонковый электромеханический буровой снаряд опускается в указанный интервал для дополнительной очистки фильтровой зоны с насадкой (фиг.3), содержащей переходник 20, соединенный с торцевой частью колонковой трубы 1 и штангой 22, на которой размещены несколько распорных секции, включающих в себя неподвижные фиксаторы 23, жестко соединенные со штангой 22. Секции оснащены резцами 27, шарнирно закрепленными на подвижных рычагах 24. Рычаги 24 оснащены пружинами 25. Очистка осуществляется также колонковым электромеханическим буровым снарядом с насадкой, показанной на (фиг. 4), содержащей переходник 20, соединенный с торцевой частью колонковой трубы 1, и переходной втулкой 30 со втулкой 29, на которой закреплены пучки стальных прутков 28. При вращении стальные прутки 28, прижимаясь к стенкам фильтра продуктивного пласта или к стенкам обсадных труб скважины, очищают их, а продукты очистки за счет циркуляции скважинной жидкости при работающем насосе 13 от вала 11 электродвигателя 12 скапливаются в шламосборнике, оснащенном сетчатым фильтром 6, и после чего колонковый электромеханический буровой снаряд поднимается из скважины. Очистку обсадных труб скважины осуществляют как при спуске бурового снаряда на забой скважины с включенным электродвигателем 12, соленоидом 17, распорным узлом 14 и насосом 13 с использованием указанных насадок, так и при его подъеме к устью скважины.

Очистка фильтровой зоны и обсадных труб скважины предлагаемым буровым снарядом, оснащенным буровой коронкой, армированной твердым сплавом и указанными насадками при замкнутой системе циркуляции скважинной жидкости с использованием грузонесущего кабеля и лебедки, многократно сокращает время на спускоподъемные операции и обеспечивает восстановление гидравлической связи пласта со скважиной и, как следствие, увеличение нефтеотдачи пластов с высоковязкой и легкой нефтями, а также возобновление эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.