устройство для очистки стенок эксплуатационной колонны и забоя скважины

Формула изобретения

Устройство для очистки стенок эксплуатационной колонны и забоя скважины, включающее последовательно соединенные колонну насосно-компрессорных труб, гидрожелонку, обратный клапан, перо с клапаном в виде заслонки, контейнеры-накопители мусора и щетки-скребки, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит фильтр-отстойник, нижний и верхний фильтр для перетока жидкости, подвижный герметизатор межтрубного пространства, а внутренние полости контейнера-накопителя гидрожелонки и колонны насосно-компрессорных труб гидравлически связаны трубой, которая расположена внутри фильтра-отстойника, нижнего и верхнего фильтра для перетока жидкости, которые выполнены в виде перфорированных труб, на наружной поверхности фильтра-отстойника установлена мелкоячеистая сетка, а на наружной поверхности нижнего фильтра для перетока жидкости размещен с возможностью перемещения в продольном направлении подвижный герметизатор межтрубного пространства, перекрывающий перфорационные отверстия нижнего фильтра, при этом соотношение объема контейнера крупного мусора к объему контейнера мелкого мусора составляет 1:(4-6), а нижний и верхний фильтры имеют отверстия диаметром от 8 до 10 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике и технологии добычи углеводородов и может найти применение при очистке ствола или пласта добывающей, нагнетательной или артезианской скважины от отложений на забое скважины и плавающего мусора скважинной жидкости.

Известен скважинный комплекс для проведения беспромывочной технологии, состоящий из технологического оборудования для проведения подземного и капитального ремонта скважин, эксплуатационной колонны, насосно-компрессорных труб, базовой части, модульной части для очистки забоя и модульной части для очистки призабойной зоны пласта. Базовая часть включает технологическую компоновку гидрожелонки с перепускным клапаном с регулируемой дроссельной муфтой и трубами с возможностью регулировки скорости потока жидкости для создания депрессии и использования перепада гидростатического давления, обеспечивающего полный цикл очистки. Модульная часть для очистки забоя содержит бурильную насадку с возможностью фрезеровки и рыхления песчаной пробки, а модульная часть для очистки призабойной зоны пласта включает трубный щелевой фильтр, экранирующий центратор и оборудование в виде насосно-компрессорных труб, являющихся одновременно контейнером для сбора грязной жидкости и шлама (патент РФ № 84048, МПК Е21В 27/00, опубл. 27.06.2009 г.).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для обработки стенок эксплуатационной колонны и забоя скважины, включающее полый корпус, щетки, при этом устройство дополнительно снабжено пером с клапаном в виде заслонки, гидрожелонкой, контейнерами-накопителями мусора, обратным клапаном, рыхлителями, щетками-скребками, шаблонами с режущими рабочими поверхностями. Часть щеток-скребков расположена между шаблонами (патент РФ № 89602, МПК Е21В 37/02, опубл. 10.12.2009 г. - прототип).

Недостатком данного технического решения является то, что гидрожелонка не в состоянии очистить скважинную жидкость от взвешенных твердых частиц, образованных щетками-скребками при обработке ствола эксплуатационной колонны.

В предложенном изобретении решается задача расширения функциональных возможностей устройства, позволяющих более эффективно очищать забой скважины от шлама и грязи, более эффективно производить очистку скважинной жидкости от плавающего мусора и механических частиц.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки стенок эксплуатационной колонны и забоя скважины, включающем последовательно соединенные колонну насосно-компрессорных труб, гидрожелонку, обратный клапан, перо с клапаном в виде заслонки, контейнеры-накопители мусора и щетки-скребки, согласно изобретению устройство дополнительно содержит фильтр-отстойник, нижний и верхний фильтр для перетока жидкости, подвижный герметизатор межтрубного пространства, а внутренние полости контейнера-накопителя гидрожелонки и колонны насосно-компрессорных труб гидравлически связаны трубой, которая расположена внутри фильтра-отстойника, нижнего и верхнего фильтра для перетока жидкости, которые выполнены в виде перфорированных труб, на наружной поверхности фильтра-отстойника установлена мелкоячеистая сетка, а на наружной поверхности нижнего фильтра для перетока жидкости размещен с возможностью перемещения в продольном направлении подвижный герметизатор межтрубного пространства, перекрывающий перфорационные отверстия нижнего фильтра, при этом соотношение объема контейнера крупного мусора к объему контейнера мелкого мусора составляет 1:(4-6), а нижний и верхний фильтры имеют отверстия диаметром от 8 до 10 мм.

Сущность изобретения

На фиг.1 изображен общий вид устройства.

Устройство для очистки стенок эксплуатационной колонны и забоя скважины содержит последовательно соединенные при помощи резьбовых соединений перо 1, клапан-заслонку 2, контейнер-накопитель для крупного мусора 3, гидрожелонку 4, патрубок 5, щетки-скребки 6, контейнер-накопитель гидрожелонки 7, переходник с наружной и внутренней резьбой 8, муфты 9, центратор 10, нижний фильтр-отстойник 11 с мелкоячеистой сеткой 12, внутреннею трубу 13, нижний фильтр для перетока скважинной жидкости 14, подвижный герметизатор межтрубного пространства 15, верхний фильтр для перетока скважинной жидкости 16, муфту-переходник 17, сальниковое устройство 18, колонну насосно-компрессорных труб 19.

Контейнер-накопитель крупного мусора 3 выполнен в виде насосно-компрессорных труб, соединенных между собой муфтой 9. Контейнер-накопитель гидрожелонки (мелкого мусора) 7 содержит последовательно соединенные при помощи муфт 9 насосно-компрессорные трубы с их общим количеством в 4-6 раз большим, чем количество труб контейнере-накопителе 3. Соотношение объема контейнера крупного мусора 3 к объему контейнера мелкого мусора 7 составляет 1:(4-6). Данное соотношение определено по результатам анализа скважинного мусора.

Корпус щеток-скребков 6 выполнен пустотелым и соединен патрубком 5 с гидрожелонкой 4. При помощи присоединительных резьб корпус щеток-скребков 6 соединен с контейнером накопителем гидрожелонки 7, который в верхней части муфтой 9 соединен с переходником 8. Переходник 8 при помощи муфты 9 соединен с фильтром-отстойником 11, который выполнен в виде перфорированной трубы, обернутой и зафиксированной мелкоячеистой сеткой 11. Фильтр-отстойник 11 муфтой 9 соединен с нижним фильтром для перетока скважинной жидкости 14, который муфтой 9 соединен с верхним фильтром для перетока скважинной жидкости 16. Нижний фильтр для перетока скважинной жидкости 14 выполнен в виде перфорированной трубы, а отверстия 8-10 мм выполнены в нижней части фильтра. Верхний фильтр для перетока скважинной жидкости 16 выполнен также в виде перфорированной трубы, но отверстия 8-10 мм выполнены по всему телу трубы.

Нижний и верхний фильтры имеют отверстия диаметром от 8 до 10 мм. Диаметры отверстий определены в результате анализа скважинного мусора.

На наружной поверхности нижнего фильтра для перетока скважинной жидкости 14 установлен подвижный герметизатор межтрубного пространства 15, который имеет возможность перемещения в осевом направлении и возможность перекрытия отверстий фильтра 14. В комплекте данного устройства имеется разные типоразмеры подвижного герметизатора для различных диаметров эксплуатационной колонны. Перемещение подвижного герметизатора межтрубного пространства 15 в осевом направлении ограничено муфтами 9.

Для создания вакуума внутренняя полость контейнера накопителя гидрожелонки 7 гидравлически связана внутренней трубой 13 с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб 19. Внутренняя труба 13 расположена внутри фильтров 11, 14, 16. Один конец внутренней трубы соединен наружной резьбой с переходником 8, а второй конец размещен в муфте-переходнике 17, в которой она разобщена от скважинной жидкости межтрубного пространства сальниковым устройством 18.

Устройство работает следующим образом

Устройство в собранном виде опускают на колонне насосно-компрессорных труб 19 в скважину. В процессе спуска щетки-скребки 6 очищают стенки эксплуатационной колонны от солеотложений и парафиноотложений. Тяжелые механические частицы оседают на забой скважины. Взвешенные механические частицы вместе со скважинной жидкостью из затрубного пространства, расположенного ниже подвижного герметизатора 15, перетекают через нижний фильтр 14 и верхний фильтр 16 в затрубное пространство скважины, которое расположено выше подвижного герметизатора 15. При спуске устройства вниз крупный плавающий мусор подвижным герметизатором 15 отжимается к забою скважины. При спуске устройства в скважину внутреннее пространство колонны насосно-компрессорных труб 19 изолировано от скважинной жидкости запорным устройством гидрожелонки 4 (не показано). Вся компоновка спускается в скважину до упора на забой. При углублении пера 1 в слой шлама и грязи происходит срабатывание гидрожелонки, т.е. шток гидростатического узла перемещается вниз, открывая переточные отверстия, и жидкость вместе с механическими примесями и крупным плавающим мусором за счет гидростатического давления поднимается вверх по гидрожелонке и заполняет контейнеры 3, 7. Крупный мусор скапливается в контейнере 3, а мелкий мусор скапливается в контейнере 7. Затем устройство приподнимают и снова опускают на забой скважины. Каждый раз происходит заполнение контейнеров 3, 7. Эта операция повторяется несколько раз. После каждой операции производят долив жидкости глушения в межтрубное пространство скважины. По окончании очистки забоя начинают подъем устройства. Подвижный герметизатор 15 за счет взаимодействия со стенками эксплуатационной колонны по наружной поверхности нижнего фильтра 14 перемещается вниз. Перепускные отверстия нижнего фильтра 14 закрываются подвижным герметизатором 15. Скважинная жидкость, расположенная выше подвижного герметизатора, вместе с механическими примесями через отверстия в верхнем перепускном фильтре 16 попадает в фильтр-отстойник 11. Скважинная жидкость через отверстия мелкоячеистой сетки 12 фильтра-отстойника 11 перетекает в межтрубное пространство, расположенное ниже подвижного герметизатора 15. Взвешенные твердые частицы задерживаются мелкоячеистой сеткой 12 и остаются во внутреннем пространстве фильтра-отстойника 11. После подъема из скважины устройство разбирают. Контейнеры 3, 7 и фильтр-отстойник 11 очищают от мусора и грязи.

Применение предлагаемого устройства позволяет более эффективно очищать забой скважины от шлама и грязи, а также производить очистку скважинной жидкости от плавающего мусора и механических частиц.