устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта

Формула изобретения

Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта, включающее скважинный фильтр, в отверстия которого вставлены стаканы, заполненные вязкопластичным веществом и имеющие выступающие части, и корпус с внутренней полостью и центратором с разрушающим элементом, размещенный на колонне труб, отличающееся тем, что разрушающий элемент оснащен выше корпуса срезающей воронкой, нижняя кромка которой выполнена с возможностью взаимодействия с выступающими внутрь частями стакана и разрушения их при перемещении вниз, при этом центратор размещен на корпусе вверху и выполнен в виде цанги, а срезающая воронка жестко соединена полым штоком с корпусом так, чтобы расстояние между нижней кромкой воронки и верхней кромкой цанги было больше диаметра стакана, при этом полый шток снизу оснащен промывочным пером.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к устройствам для вторичного вскрытия продуктивного пласта.

Известно устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта (авторское свидетельство SU № 1091619, МПК 8 Е21В 43/08, 1981 г.), включающее корпус с разрушающим элементом, размещенный на колонне труб.

Недостатком данного устройства является то, что при вскрытии пласта донные части заглушек падают на забой скважины, засоряя его.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта (МПК 8 Е21В 43/11, Е21В 43/08, опубл. в бюл. № 26 от 20.09.1998 г.), включающее скважинный фильтр, в отверстия которого вставлены стаканы из легкообрабатываемых материалов, заполненные вязкопластичным веществом и имеющие выступающие части, и корпус с разрушающим элементом, размещенный на колонне труб, при этом разрушающий элемент имеет внутреннюю полость и выполнен в виде разрушающих сегментов, равномерно размещенных по сечению корпуса, с вогнутой разрушающей кромкой и выгнутой тыльной кромкой, при этом устройство снабжено центратором.

Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, невозможно осуществить промывку забоя скважины после разрушения стаканов перед освоением скважины;

- во-вторых, при вскрытии продуктивного пласта возникают большие нагрузки на подъемный агрегат за счет тягового усилия, направленного вверх и преодолевающего вес колонны труб, и усилия среза стаканов, заполненных вязкопластичным веществом;

- в-третьих, низкая надежность оборудования, связанная с тем, что возможен незапланированный срез стаканов торцами разрушающих элементов в процессе спуска оборудования или заклинивание устройства в скважине, так как срез стаканов ведется снизу вверх, что может привести к аварийной ситуации в скважине.

- в-четвертых, стаканы выполнены из легкообрабатываемых материалов (бронзы, сплава Д16 Т), что приводит к дороговизне конструкции.

Технической задачей изобретения является возможность промывки забоя скважины после вторичного вскрытия без дополнительных спуско-подъемных операций, а также снижение нагрузки, воспринимаемой подъемным агрегатом в процессе вторичного вскрытия продуктивного пласта, и исключение незапланированного среза стаканов и заклинивания устройства в скважине.

Поставленная задача решается устройством для вторичного вскрытия продуктивного пласта, включающим скважинный фильтр, в отверстия которого вставлены стаканы, заполненные вязкопластичным веществом и имеющие выступающие части, и корпус с внутренней полостью и центратором с разрушающим элементом, размещенный на колонне труб.

Новым является то, что разрушающий элемент оснащен выше корпуса срезающей воронкой, нижняя кромка которой выполнена с возможностью взаимодействия с выступающими внутрь частями стакана и разрушения их при перемещении вниз, при этом центратор размещен на корпусе вверху и выполнен в виде цанги, а срезающая воронка жестко соединена полым штоком с корпусом так, чтобы расстояние между нижней кромкой воронки и верхней кромкой цанги было больше диаметра стакана, при этом полый шток снизу оснащен промывочным пером.

На фигуре 1 изображено предлагаемое устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта.

На фигуре 2 изображено сечение А-А устройства.

Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта (см. фиг.1) включает скважинный фильтр 1, состоящий из трубы 2 с отверстиями 3; 3 3ⁿ, в которые вставлены стаканы 4; 4 4ⁿ.

Каждый из стаканов 4 оснащен головкой 5 и кольцевой проточкой 6, выполнен из стали (например, сталь 10), заполнен вязкопластичным веществом 7 (например, пластилином, гудроном и др.) и имеет выступающие части: внутреннюю 8 и наружную 9, а корпус 10 с внутренней полостью 11 и центратором 12 с разрушающим элементом 13 размещенную на колонне труб 14.

Разрушающий элемент 13 оснащен выше корпуса 10 срезающей воронкой 15, нижняя кромка 16 которой выполнена с возможностью взаимодействия с выступающими внутрь внутренними частями 8 стакана 4 и разрушения их при перемещении вниз.

Центратор 12 (см. фиг.1 и 2) размещен на корпусе 10 вверху и выполнен в виде цанги 17.

Срезающая воронка 15 (см. фиг.1) жестко соединена с полым штоком 18 с корпусом 10 так, чтобы расстояние S между нижней кромкой 16 срезающей воронки 15 и верхней кромкой 19 цанги 17 было больше диаметра D стакана. Затрубное пространство заполнено цементом (не показано). Корпус 10 в нижней части оснащен отверстиями 20, а полый шток 18 снизу снабжен пером 21.

Устройство для вторичного вскрытия продуктивного пласта работает следующим образом.

В скважину устройство спускают на колонне труб 10, как показано на фигуре 1. В процессе спуска устройства находящаяся в скважине жидкость свободно перетекает снизу вверх через отверстия 20 корпуса 10 и ее внутреннюю полость 11 сквозь центраторы 13, выполненные в идее цанги 17 и по периферии срезающей воронки 15, а также через внутренние пространства пера 21 и полого штока 18.

В процессе спуска центраторы 12, выполненные в виде цанги 17, при прохождении верхнего стакана 4 сжимаются и свободно проходят вниз, после чего вновь раскрываются (см. фиг.1 и 2) и цангами 17 прижимаются к внутренним стенкам трубы 2 скважинного фильтра 1.

Благодаря тому что расстояние S между нижней кромкой 16 срезающей воронки 15 и верхней кромкой 19 цанги 17 больше диаметра D стакана 4 , последний оказывается между нижней кромкой 16 срезающей воронки 15 и верхней кромкой 19 цанги 12.

Спуск колонны труб 14 продолжают, и срезающая воронка 15 нижней кромкой 16 упирается в головку 5, т.е. в выступающую внутрь часть 8 стакана 4 , и производится разгрузка колонны труб 12 на стакан 4 , при этом головка 5 стакана 4 по кольцевой проточке 6 срезается от стакана 4 и вязкопластичное вещество 7 выдавливается из стакана 4 под действием пластового давления. Головка 5 под действием собственной силы тяжести падает во внутреннюю полость 11 корпуса 1, создавая гидравлический канал перетока пласт-скважина через отверстие 3 и вскрывая тем самым продуктивный пласт.

Спуск устройства продолжают, и при прохождении нижнего стакана 4 центраторы 12, выполненные в виде цанги 17 сжимаются и свободно проходят вниз, после чего вновь раскрываются и цангами 17 прижимаются к внутренним стенкам трубы 2 скважинного фильтра 1.

Благодаря тому что расстояние S между нижней кромкой 16 срезающей воронки 15 и верхней кромкой 19 цанги 17 больше диаметра D стакана 4, последний оказывается между нижней кромкой 16 срезающей воронки 15 и верхней кромкой 19 цанги 12.

Спуск колонны труб 14 продолжают, и срезающая воронка 15 нижней кромкой 16 упирается в головку 5, т.е. в выступающую внутрь часть 8 стакана 4, и производится разгрузка колонны труб 12 на стакан 4, при этом головка 5 стакана 4 по кольцевой проточке 6 срезается от стакана 4 и вязкопластичное вещество 7 выдавливается из стакана 4 под действием пластового давления. Головка 5 под действием собственной силы тяжести падает во внутреннюю полость 11 корпуса 1, создавая гидравлический канал перетока пласт-скважина через отверстие 3 и вскрывая тем самым продуктивный пласт.

Аналогичным образом срезаются оставшиеся стаканы 4ⁿ . Головки 5 с выступающей внутрь части 8 стаканов 4; 4 4ⁿ падают во внутреннюю полость 11 корпуса 10 устройства и скапливаются там, при этом количество срезов стаканов 4; 4 4ⁿ фиксируется по индикатору веса.

Как только срезная воронка 15 разрушит крайний нижний стакан 4ⁿ начинают прямую промывку любой известной технологической жидкостью, не ухудшающей коллекторские свойства вскрытого пласта, например нефтью. Промывку производят по внутренним пространствам колонны труб 14 срезной воронки 15, полого штока 18 и пера 21, а затем через межколонное пространство 22 вверх через отверстия 20 корпуса 10 и его внутреннюю полость 11 сквозь центраторы 12, выполненные в идее цанги 17, и по периферии срезающей воронки 15 на устье (не показано) скважины.

Из конструкции устройства исключены легкообрабатываемые материалы (бронза, сплав Д16 Т), что снижает дороговизну конструкции.

Устройство позволяет произвести промывку забоя скважины после вторичного вскрытия без дополнительных спуско-подъемных операций. Кроме того, достигнуто снижение нагрузки, воспринимаемой подъемным агрегатом в процессе вторичного вскрытия продуктивного пласта, за счет того, что срезание внутренней части стаканов производится сверху вниз, что также исключает незапланированный срез стаканов и заклинивание устройства в скважине и позволяет избежать аварийных ситуаций в процессе эксплуатации и ремонта скважин.