Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для очистки скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для очистки скважинной жидкости от плавающего мусора, попавшего в скважину при различных технологических операциях, или шлама.

Известен шламосборщик (патент RU № 2256769, МПК Е21В 21/00, Е21В 37/00, В08В 9/04, опубл. 20.07.2005 в Бюл. №20), содержащий корпус с основанием, головкой, подающей трубой и боковыми каналами для потока поднимающейся технологической жидкости со шламом, расположенными в верхней его части, отличающийся тем, что головка снабжена герметизирующей воронкой для сбора шлама во внутрь корпуса после прекращения подачи технологической жидкости, основание выполнено съемным, а подающая труба содержит наконечник с отверстиями, направленными по касательной к оси наконечника для создания закрученного потока технологической жидкости, вытекающей из подающей трубы.

Недостатками данного шламоприемника являются низкая эффективность, так как при прямой циркуляции жидкости более крупные части шлама будут оседать в шламоприемнике, а значительная часть, не извлеченная на поверхность, которая осталась в плавающем состоянии в межтрубном пространстве, через отверстия накопителя шлама снова уносится на забой. Таким образом, для очистки забоя от шлама необходимо осуществить дополнительные спуско-подъемные операции, что связано с большими затратами времени из-за спуска на колонне труб. Кроме того, процесс проведения очистки требует задействования большого числа технологического транспорта и техники, рабочей бригады.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки скважинной жидкости от плавающего мусора (патент RU № 2311524, МПК Е21В 27/00, опубл. 27.11.2007 в Бюл. № 33), включающее трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, установленный на нем мусоросборник, выполненный в виде воронки с условным наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины, и обратный клапан, отличающееся тем, что мусоросборник снабжен мусороловителем, размещенным внутри него с зазором и выполненным в виде воронки, донной частью обращенным вверх и закрепленным к корпусу винтами, наружная поверхность мусоросборника снабжена потоковращателями, выполненными в виде крыльев, а к нижней части седла обратного клапана закреплен трубчатый фильтр тонкой очистки жидкости, установленный с зазором относительно корпуса, причем полость мусоросборника сообщена с упомянутым зазором через фильтрационные отверстия корпуса, при этом над мусоросборником на корпусе установлен по размерам большим дополнительный мусоросборник аналогичной конструкции, как у вышеупомянутого мусоросборника, причем верхняя присоединительная резьба корпуса снабжена элементом для крепления средства доставки устройства в скважину.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции из-за наличия большого числа конструктивных элементов, большая длина корпуса из-за дублирования мусоросборников и присоединительных резьб, расположенных соответственно выше и ниже мусоросборников, что приводит к сложности прохождения изгибов скважинного ствола.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание простой конструкции устройства для очистки скважины позволяющего проходить сложные стволы скважины за счет малого количества деталей и короткого корпуса с верхней присоединительной резьбой располагаемой внутри мусоросборника чуть выше центра тяжести.

Техническая задача решается устройством очистки скважины, включающим трубчатый перфорированный корпус с присоединительными резьбами на концах, установленный на нем мусоросборник, снабженный сверху воронкой с условным наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины, причем верхняя присоединительная резьба корпуса снабжена элементом для крепления средства доставки устройства в скважину.

Новым является то, что мусоросборник оснащён равномерно по периметру и высоте спускными отверстиями диаметром, не пропускающим крупный мусор и шлам, а элемент для крепления средств доставки расположен на 10 – 50 см выше центра тяжести мусоросборника, при этом корпус ниже мусоросборника, но выше нижней присоединительной резьбы, снабжен фильтром тонкой очистки, а внутри мусоросборника корпус зафиксирован коаксиально жестким центратором.

На чертеже изображена упрощённый чертеж устройства с продольным разрезом.

Устройство для очистки скважины включает трубчатый корпус 1, перфорированный отверстиями 2, с присоединительными верхней и нижней резьбами на концах (не показаны). Установленный на корпусе 1 мусоросборник 3, снабженный сверху воронкой 4 с условным наружным диаметром, меньшим, чем диаметр скважины (не показана). Верхняя присоединительная резьба корпуса 1 снабжена элементом 5 для крепления средства доставки 6 устройства в скважину. Мусоросборник 3 оснащён равномерно по периметру и высоте спускными отверстиями 7 диаметром, не пропускающим крупный мусор и шлам. Элемент 5 для крепления средств доставки 6 расположен на расстоянии h ≈ 10 – 50 см выше центра тяжести 8 (показан условно) мусоросборника 3. Корпус 1 ниже мусоросборника 3, но выше нижней присоединительной резьбы, снабжен фильтром 9 тонкой очистки. Внутри мусоросборника 3 корпус 1 зафиксирован коаксиально жестким центратором 10. Центратор 10 может быть выполнен любой констукции, например, в виде сквозного болта 10, проходящего насквозь устройства с фиксацией (например, гайками 11) относительно мусоросборника 3 и корпуса 1; в виде жестких пластин зафиксированных равномерно по периметру на корпусе 1 и вставленных в мусоросборник 3 (не показано); в виде жестких пластин зафиксированных равномерно по периметру внутри мусоросборника 3, в которые вставлен корпус 1 (не показано) или т.п. В качестве средства доставки 6 устройства в скважину могут быть использована гибкая тяга (например, канат, трос, кабель или т.п.). Воронка 4 может быть изготовлена из износостойкого металла, жёсткой резины, жесткого полиуретана и т.п. На конструкцию и исполнение центартора 10 и воронки 4 авторы не претендуют. Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, не показаны или показаны условно.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском устройства в скважину на нижнюю резьбу корпуса 1 устанавливают наконечник 12 для защиты фильтра 9, а к элементу 5 присоединяют средство доставки 6. На средстве доставки 6 устройство спускают выбранный для очистки интервал скважины. При этом плавающие мусор и шлам всплывают обтекая мусоросборник 3. После чего на средстве доставки 6 устройство начинают поднимать. В результате благодаря максимальному перекрытию внутреннего пространства скважины воронкой 4 скважинная жидкость с мусором и шламом проходит через мусоросборник 4 и корпус 1 благодаря соответствующим отверстиям 7 и 2, а мусор и шлам остаются внутри мусоросборника 3 и в нижней части корпуса 1 из-за наличия фильтра 9. Так как элемент 5 для крепления средств доставки 6 расположен на расстоянии h ≈ 10 – 50 см (подобрано эмпирически путем) выше центра тяжести 8 мусоросборника 3, что исключает подъем корпуса 1 и мусоросборника 3 не в вертикальном положении и позволяет свободно им отклоняться от вертикали при проходе искривлений ствола скважины. При этом центратор 10 удерживает корпус 1 коаксиально относительно мусоросборника 3. В случае прихвата или отрыва средства доставки 6 извлечение устройства производится спуском стандартного ловильного инструмента (например, внутренней труболовкой для захвата за мусоросборник 3 изнутри, внешней – за корпус 1 снаружи или т.п. – не показаны).

Предлагаемое устройство для очистки скважины имеет простую конструкцию с малым количеством деталей и позволяет проходить сложные стволы скважины за счет короткого корпуса с верхней присоединительной резьбой располагаемой внутри мусоросборника чуть выше центра тяжести.