устройство для создания депрессии на пласт

Формула изобретения

1. Устройство для создания депрессии на пласт, включающее корпус с цилиндром, депрессионную камеру с клапаном, пустотелый поршень с днищем и основным рядом радиальных каналов, в которых установлены фиксаторы, взаимодействующие с цилиндром и упорным элементом, пакер, контейнер для шлама, средство для спуска и подъема и срезаемый элемент, выполненный с возможностью разрушения при ударе устройства о забой скважины, отличающееся тем, что в пустотелом поршне телескопически относительно внутренней его поверхности размещен патрубок с конусно-цилиндрической выборкой, сообщенной с внутренним пространством патрубка, цилиндр на внутренней поверхности выполнен с цилиндрической выборкой, а фиксаторы - в виде шариков, установленных в цилиндрической выборке и основном ряду радиальных каналов поршня и взаимодействующих с конусным участком конусно-цилиндрической выборки патрубка, при этом поршень имеет дополнительный ряд радиальных каналов, расположенных между его днищем и основным рядом радиальных каналов, а срезаемый элемент связывает поршень и патрубок.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве контейнера для шлама использованы насосно-компрессорные трубы, заглушенные с одного конца, а другим - соединенные с патрубком и перфорированные по телу.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве средства для спуска и подъема использован канат.

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 скважин методом имплозии, состоящее из имплозионной камеры, которая через электронный блок и геофизический наголовник крепится к каротажному кабелю. В верхней части имплозионной камеры подвешена грузоштанга, а в нижней части расположен ступенчатый шток, соединенный с центрирующей втулкой с возможностью перекрытия кулачков в транспортном положении и взаимодействия с грузоштангой для освобождения стакана от зацепления с переводником [1].

Недостатками устройства являются:

- низкая эффективность работы устройства, обусловленная тем, что при открытии имплозионной камеры, последняя будет заполняться в основном скважинной жидкостью, а не шламом и пластовой жидкостью;

- высокая дороговизна устройства, объясняющаяся применением электронной аппаратуры и каротажного кабеля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство депрессионной очистки скважины, содержащее корпус с цилиндром, депрессионную камеру с клапаном, пустотелый поршень с днищем и основным рядом радиальных каналов, в которых установлены фиксаторы, взаимодействующие с цилиндром и упорным элементом, пакер, контейнер для шлама и средство для спуска и подъема [2].

Существенными недостатками устройства являются:

- сложность конструкции и вытекающая отсюда высокая металлоемкость;

- спуск и подъем устройства осуществляется на насосно-компрессорных трубах (НКТ), что является дорогостоящим мероприятием и вызывает большие затраты времени; практически за одну смену можно осуществить один спуск-подъем устройства;

- одноразовость применения, обусловленная тем, что в момент создания имплозионного эффекта возможен удар поршня о клапан-заглушку и его разрушение.

Задачей изобретения является создание устройства менее сложной конструкции, многоразового использования и не требующего больших материальных затрат.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, включающим корпус с цилиндром, депрессионную камеру с клапаном, пустотелый поршень с днищем и основным рядом радиальных каналов, в которых установлены фиксаторы, взаимодействующие с цилиндром и упорным элементом, пакер, контейнер для шлама, средство для спуска и подъема и срезаемый элемент, выполненный с возможностью разрушения при ударе устройства о забой скважины.

Новым является то, что в пустотелом поршне телескопически относительно внутренней его поверхности размещен патрубок с конусно-цилиндрической выборкой, сообщенной с внутренним пространством патрубка, цилиндр на внутренней поверхности выполнен с цилиндрической выборкой, а фиксаторы - в виде шариков, установленных в цилиндрической выборке и основном ряду радиальных каналов поршня и взаимодействующих с конусным участком конусно-цилиндрической выборки патрубка, при этом поршень имеет дополнительный ряд радиальных каналов, расположенных между его днищем и основным рядом радиальных каналов, а срезаемый элемент связывает поршень и патрубок.

Новым является также то, что в качестве контейнера для шлама использованы насосно-компрессорные трубы, заглушенные с одного конца, а другим - соединенные с патрубком и перфорированные по телу.

Новым также является то, что в качестве средства для спуска и подъема используют канат.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

На фиг.2 - то же самое в момент создания депрессии на пласт.

Устройство состоит из корпуса 1 с крышкой 2, в которой установлен клапан 3 и к которой присоединяется канат 4. Корпус 1 соединен с цилиндром 5, на внутренней поверхности которого выполнена цилиндрическая выборка 6. Внутри цилиндра находится полый поршень 7 с днищем и двумя рядами радиальных каналов 8 и 9. В поршне телескопически к нему установлен патрубок 10 с конусно-цилиндрической выборкой 11, которая сообщается с внутренним пространством патрубка. В цилиндрической выборке 6 и радиальных каналах 9 установлены фиксаторы 12 в виде шариков, взаимодействующих с конусным участком 13 выборки 11. Поршень 7 и патрубок 10 связаны между собой срезаемым элементом 14. Патрубок 10 соединяется с насосно-компрессорными трубами (НКТ) 15, которые с одного конца заглушены, а по телу перфорированы. На наружной поверхности поршня 7 между торцом цилиндра 5 и торцом упорной втулки 16 установлена эластичная манжета 17 пакера. Устройство снабжено уплотнениями 18 и 19.

Корпус 1 с крышкой 2 и днищем поршня 7 образуют депрессионную камеру 20, находящуюся под атмосферным давлением. Объем рабочей полости депрессионной камеры подбирают с учетом допустимой депрессии на пласт, а размеры длины НКТ подбирают так, чтобы после установки устройства с упором на забой пакер установился выше перфорационных отверстий продуктивного пласта.

Работает устройство следующим образом.

Его на канате спускают в скважину и ударяют о забой. При этом под действием сил инерции и веса устройства разрушается срезаемый элемент 14, а корпус 1, цилиндр 5 и поршень 7 двигаются вниз. Конусный участок 13 перестает воздействовать на шарики 12, которые выходят из зацепления с цилиндрической выборкой 6. При дальнейшем движении вниз днище поршня 7 упрется в патрубок 10 и его движение приостанавливается, а так как корпус 1 и цилиндр 5 продолжают двигаться вниз, происходит сжатие эластичной манжеты и запакеровка пакера. В конце процесса сжатия манжеты радиальные каналы 8 открываются, и депрессионная камера 20 соединяется с внутрискважинным пространством под пакером (фиг. 2). Под действием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта через отверстия в НКТ, патрубок 10, радиальные каналы 8 попадают в депрессионную камеру. Частично шлам и загрязнения оседают в НКТ. После выравнивания давлений над и под пакером манжеты приходят в первоначальное состояние, и устройство поднимают на поверхность. По мере подъема повышенное давление в камере 20 будет стравливаться через клапан 3. После промывки НКТ и установки поршня 7, шариков 12 и патрубка 10 в первоначальное положение устройство можно снова спускать в скважину.

Предлагаемое устройство проще по конструкции. Его спуск и подъем в скважину осуществляется на канате, что значительно дешевле и быстрее, чем на НКТ. В процессе работы при создании имплозионного эффекта узлы и детали устройства не подвержены разрушению, благодаря чему достигается многоразовость использования.

Источники информации

1. Аналог. Патент РФ 2086753, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 1997.

2. Прототип. Патент РФ 2099506, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 1997.