устройство для очистки скважинной жидкости от плавающего мусора

Формула изобретения

1. Устройство для очистки скважинной жидкости от плавающего мусора, включающее трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, установленный на нем мусоросборник, выполненный в виде воронки с условным наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины, и обратный клапан, отличающееся тем, что мусоросборник снабжен мусороловителем, размещенным внутри него с зазором и выполненным в виде воронки, донной частью обращенным вверх и закрепленным к корпусу винтами, наружная поверхность мусоросборника снабжена потоковращателями, выполненными в виде крыльев, а к нижней части седла обратного клапана закреплен трубчатый фильтр тонкой очистки жидкости, установленный с зазором относительно корпуса, причем полость мусоросборника сообщена с упомянутым зазором через фильтрационные отверстия корпуса, при этом над мусоросборником на корпусе установлен по размерам большим дополнительный мусоросборник аналогичной конструкции, как у вышеупомянутого мусоросборника, причем верхняя присоединительная резьба корпуса снабжена элементом для крепления средства доставки устройства в скважину.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мусоросборник выполнен из эластомерного материала, а средство доставки - в виде каната.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и найдет применение при очистке скважинной жидкости преимущественно от плавающего мусора, попавшего в скважину при спуско-подъемных операциях колонны труб при различных технологических операциях или шлама, накопившегося на забое.

Известно устройство для очистки скважины от шлама (см. патент RU №2256769, МПК Е21В 37/02, Е21В 21/00, В08В 9/04, опубл. в БИ №20, 20.07.2005 г. под названием «Шламосборник»), содержащий трубчатый корпус со съемным основанием и наконечником с отверстиями, при этом съемное основание снабжено накопителем шлама, выполненным трубчатым и установленным концентрично относительно корпуса. Верхняя часть накопителя шлама снабжена шламоприемником, выполненным в виде воронки, под которой в стенке выполнены отверстия для прохода жидкости в межтрубное пространство.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность. Объясняется это тем, что при прямой циркуляции жидкости более крупные части шлама будут оседать в шламоприемнике, а значительная часть, не извлеченная на поверхность, которая осталась в плавающем состоянии в межтрубном пространстве, через отверстия накопителя шлама снова уносится на забой. Таким образом, для очистки забоя от шлама необходимо осуществить дополнительные спуско-подъемные операции, что связано с большими затратами времени. Кроме того, процесс проведения очистки требует задействования большого числа технологического транспорта и техники, рабочей бригады.

Известно также устройство для очистки скважины от всевозможной грязи, солеотложений в том числе и шлама (см. патент RU №2189432, МПК 7 Е21В 37/02, опубл. в БИ №26, 20.09.2002 г.), содержащее трубчатый корпус, включающее трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, установленный на нем мусоросборник, выполненный в виде воронки с условным наружным диаметром меньшим, чем диаметр скважины, и обратный клапан. Устройство также содержит узел для очистки стенок скважины в интервале ее фильтра от прилипших туда загрязняющих веществ.

Известное устройство по своей технической сущности более близко к заявляемому и может быть принято в качестве прототипа.

Его недостатком как и аналога является большие затраты времени, связанные со спуско-подъемными операциями. Кроме того, оно не эффективно при очистке скважинной жидкости от плавающего мусора. Также как и аналог, оно вызывает ряд неудобств обслуживающей бригаде из-за того, что при подъеме его на поверхность вместе с загрязняющими скважину веществами и шламом в накопителе шлама присутствует много скважинной жидкости, а ее слив при подъеме не предусмотрен.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и снижение затраты времени.

Поставленная задача решается описываемым устройством, включающим трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, установленный на нем мусоросборник, выполненный в виде воронки с условным наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины, и обратный клапан.

Новым является то, что мусоросборник снабжен мусороловителем, размещенным внутри него с зазором, и выполненным в виде воронки, донной частью обращенным вверх, и закрепленным к корпусу винтами, наружная поверхность мусоросборника снабжена потоковращателями, выполненными в виде крыльев, а к нижней части седла обратного клапана закреплен трубчатый фильтр тонкой очистки жидкости, установленный с зазором относительно корпуса, причем полость мусоросборника сообщена с упомянутым зазором через фильтрационные отверстия корпуса, при этом над мусоросборником на корпусе установлен по размерам большим дополнительный мусоросборник аналогичной конструкции, как у вышеупомянутого мусоросборника, причем верхняя присоединительная резьба корпуса снабжена элементом для крепления средства доставки устройства в скважину.

Новым является также и то, что мусоросборник выполнен из эластомерного материала, а средство доставки в виде каната.

Чертеж поясняет суть изобретения, где изображено предлагаемое устройство в частичном продольном разрезе.

Устройство содержит трубчатый корпус 1 с присоединительными резьбами 2 и 3 на концах для элемента 4 крепления средства доставки устройства в скважину, выполненного в виде каната 5, и для башмака 6 с отверстиями 7, сообщающими внутритрубное пространство с затрубным. Корпус снабжен двумя мусоросборниками 8 и 9 одинаковой конструкции, выполненными в виде воронки из эластомерного материала, верхние части которых выполнены в виде цилиндра 10 и 11 соответственно. Мусоросборники установлены на упорах 12 и 13, закрепленных к корпусу с помощью винтов 14 и 15. Верхний мусоросборник 8 по геометрическим размерам выполнен большим, чем нижерасположенный мусоросборник 9, но меньшим, чем диаметр обсадной трубы 16 скважины.

Внутри мусоросборников в пределах цилиндрических частей с зазором установлены мусороловители 17 и 18, закрепленные к корпусу винтами, выполненные по форме аналогично мусоросборникам, донной частью обращенными вверх. В зоне нижнего мусороловителя 18 внутри корпуса 1 установлено седло 19 обратного клапана 20, закрепленное к нему винтами 21 с трубчатым фильтром 22 тонкой очистки, установленным с зазором относительно корпуса.

В корпусе выполнены фильтрационные отверстия 23, 24, сообщающие полости мусоросборников 8 и 9, а также отверстия 25, 26, сообщающие полость корпуса с межтрубным пространством 27 для слива жидкости из мусоросборников, а также из полости корпуса в процессе подъема устройства на поверхность. Наружные поверхности мусоросборников снабжены потоковращателями 28 и 29, выполненными в виде крыльев.

Устройство работает следующим образом. Его спускают в скважину в собранном виде, как это изображено на чертеже, присоединив его к канату 5, под статический уровень жидкости, предварительно установив внутри башмака сетку. При входе нижнего мусоросборника 9 в жидкость часть плавающего мусора мгновенно заполняет его полость и удерживается там мусороловителем 18.

Аналогично по вышеописанной схеме происходит заполнение мусором верхнего мусоросборника 8 при достижении им уровня жидкости, проскочившим мимо нижнего мусоросборника 9. При этом проходу не захваченного плавающего мусора нижним мусоросборником через зазор 27 между стенкой скважины и верхним мусоросборником способствуют потоковращатели 28 и 29. Затем устройство поднимают на поверхность для освобождения мусоросборников от плавающего мусора. В процессе подъема устройства на поверхность попавшая в корпус и мусороприемники жидкость вместе с мусором через фильтрационные отверстия 23, 24, 25 и 26 сливается обратно в скважину. При этом отделившиеся от плавающего мусора и попавшие через фильтрационные отверстия 23 и 24 мелкие частицы мусора в виде песка и шлама задерживаются обратным клапаном 20, а в нижней части корпуса - внутри башмака 6 его сеткой (не изображена). При необходимости операцию по очистке скважинной жидкости от плавающего мусора повторяют.

Устройство может быть использовано также для очистки забоя от накопившегося там шлама. Для этого устройство подвергают возвратно-поступательному движению вниз и вверх по нескольку раз, после чего устройство поднимают на поверхность. При сильном загрязнении забоя шламом операцию очистки повторяют.

Очистку забоя от накопившегося шлама можно совместить и с обработкой призабойной зоны продуктивного пласта. Для этого элемент 4 крепления отвинчивают от корпуса и тогда спуск устройства осуществляют на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), присоединив его к ней с помощью муфты или переводника (колонна НКТ и муфта из-за простоты не изображены). При этом на время обработки пласта и операции накопления шлама в мусоросборнике устройство спускают без клапана 20, сбрасывая его с поверхности только перед началом извлечения устройства из скважины. Причем операцию накопления шлама в мусоросборниках можно осуществить путем создания прямой циркуляции жидкости, пропустив ее через отверстие 7 башмака 6 устройства.

Кроме того, устройство может быть спущено в скважину и в компоновке подземного насоса в качестве противопесочного фильтра, присоединив его к нижней части насосного оборудования.

Таким образом, как видно из вышеописанного, предлагаемое к защите охранным документом устройство имеет многофункциональное назначение. Как известно, плавающий мусор в скважинной жидкости, а также и поступающий из пласта песок вместе с продукцией доставляют немало хлопот нефтяникам. В первом случае плавающий мусор препятствует точному замеру эхолотом статического или динамического уровня скважинной жидкости из-за отсутствия отраженного сигнала, а попадание песка в насосное оборудование приводит к отказу его работы из-за выхода из строя его клапанного узла.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.

Его использование сокращает затраты времени кратно и более раз. Оно обладает повышенной эффективностью очистки скважинной жидкости от плавающего мусора, а также накопившегося на забое шлама и имеет многофункциональное назначение.