устройство для очистки и сохранения продуктивности пласта

Формула изобретения

Устройство для очистки и сохранения продуктивности пласта, содержащее забойный отсекатель, включающий корпус с обратным клапаном, соединенный с перфорированным хвостовиком, пакер, состоящий из манжеты и расширяющего конуса, соединенного срезными элементами с корпусом, и посадочный инструмент, включающий заглушенный снизу заглушкой полый шток с радиальными каналами выше заглушки, нижним концом установленный телескопически в расширяющем конусе, колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) и сбросовый клапан, отличающееся тем, что посадочный инструмент снабжен нижним корпусом с наружным пазом по периметру и верхним корпусом с уступом, колонна НКТ имеет ограниченный объем, сбросовый клапан выполнен в виде цилиндра, соединенного посредством муфты с колонной НКТ ограниченного объема, и штока с верхним и нижним уступами, связанного с цилиндром через срезные элементы и выполненного с возможностью крепления к канату, при этом нижний корпус имеет установленную в наружном пазу по периметру самоуплотняющуюся манжету с упором, установлен телескопически на полом штоке и соединен с расширяющим конусом срезными элементами, верхний корпус соединен с полым штоком и колонной НКТ ограниченного объема, а на уступе верхнего корпуса жестко установлен имеющий продольные пазы расширитель самоуплотняющейся манжеты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны продуктивного пласта от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений.

Известно устройство для очистки скважины, содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленными на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером, причем шток и хвостовик выполнены с радиальными каналами, срезные и уплотнительные элементы (см. патент РФ №2068079, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 21/00, 1996).

Недостатки устройства:

- сложность конструкции и недостаточная ее жесткость;

- низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством НКТ (насосно-компрессорных труб) произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка скважины, в результате этого НКТ будут заполнены скважинной жидкостью, а не загрязнениями пласта и пластовой жидкостью;

- устройство позволяет достичь временный эффект, т.к. после его подъема вместе с пакером, загрязнения, находящиеся в стволе скважины, будут опять входить в поры и каналы продуктивного пласта и снижать его проницаемость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины, содержащее забойный отсекатель, включающий корпус с обратным клапаном, соединенный с перфорированным хвостовиком, и пакер, состоящий из манжеты и расширяющего конуса, посадочный инструмент, включающий полый шток, заглушенный снизу, с радиальными каналами выше заглушки, расширяющий конус и корпус соединены срезными элементами, а нижний конец полого штока установлен телескопически в расширяющем конусе (см. патент РФ №2186947, МКИ 7 Е 21 В 38/00, 2002).

Применение известного устройства приводит к значительным эксплуатационным затратам, обусловленным тем, что его спускают в скважину на НКТ, а этот процесс является трудоемким и продолжительным во времени.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего относительно низкими эксплуатационными затратами.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим забойный отсекатель, включающий корпус с обратным клапаном, соединенный с перфорированным хвостовиком и пакер, состоящий из манжеты и расширяющего конуса, посадочный инструмент, включающий полый шток, заглушенный снизу с радиальными каналами выше заглушки, расширяющий конус и корпус соединены срезными элементами, а нижний конец полого штока установлен телескопически в расширяющем конусе.

Новым является то, что посадочный инструмент снабжен нижним корпусом, установленным телескопически на штоке и соединенным с расширяющим конусом срезными элементами, в наружном пазу которого по периметру установлена самоуплотняющаяся манжета с упором, снабжен также соединенным с полым штоком и колонной НКТ ограниченного объема верхним корпусом, на уступе которого жестко установлен расширитель самоуплотняющейся манжеты с продольными пазами, причем колонна НКТ посредством муфты соединена с цилиндром сбросового клапана, шток которого, снабженный верхним и нижним уступами, связан с цилиндром через срезные элементы.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.

На фиг.2 - то же самое в запакерованном состоянии.

На фиг.3 - забойный отсекатель, который остается в скважине после подъема посадочного инструмента.

Устройство состоит из двух узлов: забойного отсекателя и посадочного инструмента.

Забойный отсекатель (фиг.1) состоит из корпуса 1 с внутренним уступом 2, на котором установлен обратный клапан 3, перфорированного хвостовика 4, пакера, включающего манжету 5 и расширяющий конус 6, соединенный с корпусом 1 срезными элементами 7.

Посадочный инструмент включает полый шток 8 с заглушкой 9 и радиальными каналами 10. На полом штоке 8 телескопически установлен нижний корпус 11, в наружном пазу которого по периметру установлена самоуплотняющаяся манжета 12 с упором 13. Верхний конец полого штока 8 соединен с верхним корпусом 14, на уступе 15 которого установлен расширитель 16 для самоуплотняющейся манжеты 12 с продольными пазами, поджатый гайкой 17. Верхний корпус 14 соединен с колонной НКТ 18, состоящей из трех - четырех труб, которая, в свою очередь, через муфту 19 соединена с цилиндром 20 сбросового клапана 21, внутри которого установлен шток 22 с нижним 23 и верхним 24 уступами, соединенный с цилиндром срезными элементами 25.

Устройство спускают в скважину на канате 26, который крепится к штоку 22. Сопрягаемые поверхности деталей снабжены уплотнительными кольцами 27.

Шток 8 с НКТ 18 образуют депрессионную камеру 28, находящуюся под атмосферным давлением. Длину хвостовика 4 берут из расчета, чтобы его верхние отверстия находились на расстоянии 5-10 м от подошвы продуктивного пласта, а нижний конец манжеты 5 - на расстоянии 5-10 м от кровли продуктивного пласта.

Работает устройство следующим образом.

Устройство на канате 26 спускают в скважину до упора на забой и разгружают. При этом верхняя часть посадочного инструмента с полым штоком продолжает двигаться вниз до того момента, когда нижний торец верхнего корпуса 14 сядет на верхний торец упора 13, а расширитель 16 войдет во внутрь самоуплотняющейся манжеты 12. После этого герметизируют устье скважины и внутри обсадной колонны 29 создают избыточное давление, под воздействием которого разрушаются срезные элементы 30. Посадочный инструмент опускается вниз, торец 31 нижнего корпуса 11 садится на расширяющий конус 6, после чего под воздействием нагрузки разрушаются срезные элементы 7. Расширяющий конус 6 двигается вниз, растягивает и плотно прижимает манжету 5 к стенкам обсадной колонны 29, разобщая тем самым внутрискважинное пространство от продуктивного пласта.

Одновременно с расширяющим конусом 6 двигается вниз и полый шток 8, радиальные отверстия 10 которого в процессе запакеровки выходят из расширяющего конуса (фиг.2). В этот момент происходит соединение внутреннего пространства полого штока 8 и НКТ 18 с внутренним пространством под пакером. А так как внутри штока и НКТ давление атмосферное, на продуктивный пласт создается значительная депрессия. Под воздействием разницы давлений загрязнения и шлам из пласта через хвостовик 4, корпус 1 и радиальные каналы 10 попадают в полый шток 8 и далее в НКТ 18.

После завершения операции по очистке продуктивного пласта производят натяжку каната 26, при этом срезные элементы 25 клапана 21 разрушаются, шток 22 приподнимается в цилиндре 20, происходит сообщение внутрискважинного пространства с пространством внутри устройства и уравнивание давлений. При дальнейшей натяжке каната происходит подъем верхней части посадочного инструмента, благодаря чему расширитель 16 выходит из зацепления с самоуплотняющейся манжетой 12, после чего посадочный инструмент поднимают из скважины. В скважине остаются пакер, корпус с хвостовиком и обратным клапаном (фиг.3).

Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию в обычном порядке.

Благодаря тому, что предлагаемое устройство спускается в скважину на канате, исключается необходимость в использовании НКТ на всю глубину скважины, ускоряется процесс по спуску и подъему устройства, что, в конечном счете, позволит сэкономить значительные материальные средства.