Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при освоении и восстановлении дебита эксплуатационных скважин, в частности для интенсификации притоков пластовых флюидов.

Известен способ воздействия на продуктивный пласт и устройство для его осуществления, в котором создают депрессию от двух источников с задержкой времени срабатывания второго источника. При срабатывании первого источника депрессии организуют создание репрессии на забое скважины. При срабатывании второго источника депрессии организуют создание репрессии в колонне насосно-компрессорных труб с направлением воздействия к устью скважины. Устройство включает корпус насоса в виде соединенных двух цилиндров, верхнего большего диаметра и нижнего меньшего диаметра с отверстиями в верхней части и с клапаном-отсекателем и перфорированным патрубком с заглушенным концом в нижней части и двухступенчатый плунжер, состоящий из верхнего плунжера большего диаметра с нагнетательными клапанами и нижнего меньшего диаметра с заглушенными концами. Плунжеры соединены между собой посредством переводника (Патент РФ №2188310, опубл. 27.08.2002).

Недостатком известного технического решения является то, что плунжер насоса находится значительно выше призабойной зоны, что способствует затуханию ударной волны по достижению зоны перфорации. Кроме того, импульсы от гидроударов через жесткую металлическую насосную штангу передаются на головку балансира станка-качалки, что может вызвать его поломку.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающее находящийся на уровне забоя скважины заглушенный в нижней торцевой части цилиндрический корпус с отверстиями в его верхней части, обратный клапан, установленный в заглушенной нижней торцевой части цилиндрического корпуса и открывающийся при изливе жидкости из этого корпуса, вспомогательный цилиндр, верхний конец которого прикреплен к нижнему концу расположенного в скважине выше цилиндрического корпуса и вспомогательного цилиндра штангового насоса, поршень, установленный внутри вспомогательного цилиндра и соединенный через штангу с плунжером штангового насоса. Устройство имеет плунжер, установленный в цилиндрическом корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения и выполненный с отверстиями, совпадающими с отверстиями цилиндрического корпуса при верхнем положении плунжера. При этом верхний конец цилиндрического корпуса соединен с нижним концом вспомогательного цилиндра шлангом высокого давления с возможностью передачи устройством дополнительной вибрации на продуктивный пласт за счет ударов цилиндрического корпуса о внутренние стенки обсадной колонны при гидроударах, сопровождающих эффект имплозии при совмещении отверстий плунжера и цилиндрического корпуса (Патент РФ №2307925, опубл. 10.10.2007 - прототип).

Известное устройство обеспечивает депрессионное воздействие на околоскважинную зону и ее очистку. Недостатком устройства является неконтролируемость величины депрессии и излишняя частота воздействия при каждом ходе станка-качалки независимо от необходимости воздействия или отсутствия такой необходимости. Излишнее депрессионное воздействие приводит к разрушению породы в околоскважинной зоне и пескопроявлению, нередко весьма значительному, накоплению шлама в зумпфе скважины, засорению фильтра и выходу устройства из строя. Величина воздействия не контролируется.

В предложенном изобретении решается задача снижения пескопроявления при воздействии, регулирования величины депрессионного воздействия и осуществления воздействия по мере необходимости.

Задача решается тем, что в устройстве для очистки скважины, включающем цилиндрический корпус и плунжер с клапаном в цилиндрическом корпусе, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения, согласно изобретению, цилиндрический корпус в верхней части соединен со сбивным клапаном, а в нижней части соединен с перфорированным патрубком, который в свою очередь соединен с пакером, а пакер с хвостовиком, при этом под клапаном плунжера размещен держатель клапана, к которому снизу прикреплен шток, в перфорированном патрубке ниже отверстий перфорации установлено клапанное устройство, состоящее из корпуса, седла клапана, тарельчатого клапана со штоком, пружины и тарелки-держателя, при этом шток, закрепленный в держателе, и шток тарельчатого клапана установлены с возможностью контактирования.

На фиг.1 представлено заявленное устройство для очистки скважины.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса (цилиндра) 1, на который с одной стороны с помощью муфты 2 навернут корпус сбивного клапана 3 со сбивным штифтом 4, а с другой стороны с помощью муфты 5 - перфорированный патрубок 6. На перфорированный патрубок 6 с помощью муфты 7 навернут пакер 8 с хвостовиком 9. Внутри цилиндра 1 расположен плунжер 10 с клапаном 11, который закреплен на плунжер 10 держателем 12. На держатель 12 навернут шток 13. В перфорированный патрубок 6 установлено клапанное устройство 14, состоящее из корпуса 15, навернутого на него седла 16, тарельчатого клапана 17 со штоком 18, пружин 19 и тарелки-держателя 20. Установку спускают в скважину 21 на колонне насосно-компрессорных труб 22 и «сажают» на пакер 8 в зоне перфорации скважины.

Устройство работает следующим образом.

При уравновешенных давлениях жидкостей в колонне насосно-компрессорных труб 22 и скважины 21 клапанное устройство 14 уже закрыто с помощью пружины 19 и исключено поступление жидкости из пласта в верхнюю зону над пакером 8. При отборе жидкости по колонне насосно-компрессорных труб 22 (с помощью насоса и других устройств) клапан 11 открывается и жидкость из кольцевого пространства скважины 21, пройдя через перфорированный патрубок 6, держатель 12, клапан 11, плунжер 10 и корпус сбивного клапана 3, поступает в колонну насосно-компрессорных труб 22. По мере снижения уровня жидкости в скважине 21 возрастает разность давлений над пакерной и под пакерной зонами, что, в свою очередь, сильнее прижимает тарельчатый клапан 17 к седлу 16, т.е. установка самоуплотняется.

После достижения заданной разности давлений над пакерной и под пакерной зонами отбор жидкости по колонне насосно-компрессорных труб 22 прекращают. При этом клапан 11 закрывается, исключая поступление жидкости из колонны насосно-компрессорных труб 22 обратно в полость скважины 21. При подаче определенного давления в полость колонны насосно-компрессорных труб 22 плунжер 10 начинает движение вниз и, упираясь штоком 13 в шток 18 тарельчатого клапана 17, создает усилие, стремясь открыть тарельчатый клапан 17. При превосходстве этого усилия от суммарной силы пружины 19 и силы давления в полости хвостовика 9, тарельчатый клапан 17 резко открывается и жидкость из пласта через хвостовик 9, клапанное устройство 14 и перфорированный патрубок 6 устремляется в полость скважины 21. Чем выше была разность давлений над пакерной и под пакерной зонами до срабатывания тарельчатого клапана, тем выше скорость, расход и время перетекания пластовой жидкости. Таким образом, изменяя разность давлений при обработке можно регулировать силу воздействие на пласт.

Создавая пульсирующие колебания давления разной частоты в полости колонны насосно-компрессорных труб 22, и тем самым, открывая клапанное устройство 14 согласно этим частотам, установка позволяет производить обработку пласта резонансным методом на удаленных от скважины участках.

После обработки производится разпакеровка установки, создание сливного отверстия путем сбивания сбивного штифта 4 для слива жидкости из полости колонны насосно-компрессорных труб 22 и подъем установки на дневную поверхность.

При применении предложенного устройства для очистки нефтедобывающих скважин была отмечена высокая эффективность очистки околоскважинной зоны без пескопроявления, после очистки дебит скважин увеличивается в 2-4 раза.

Применение предложенного устройства позволит решить задачу снижения пескопроявления при воздействии, регулирования величины депрессионного воздействия и осуществления воздействия по мере необходимости.