СКВАЖИННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК E21B43/08 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к вторичному вскрытию продуктивных пластов, в частности к конструкциям скважинных фильтров.

Известен скважинный фильтр, включающий трубчатый корпус с отверстиями в стенке, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку и установленные в ней с возможностью последующего радиального выдвижения из нее трубки, внутренняя из которых снабжена клапаном и кислоторастворимыми пробками [1]
Недостатком этого устройства является низкое качество вскрытия продуктивного пласта, поскольку выдвинутые из втулок трубки при цементировании обсадной колонны и последующем снижении давления внутри ее обратно вдвигаются в эти втулки, вследствие большого перепада давлений между внутритрубным и заколонным пространствами, образуемого столбом закаченного туда цементного раствора. В результате этого непосредственная связь продуктивного пласта с внутренним каналом фильтра не достигается, поскольку этому препятствует слой цементного камня.

Другим недостатком известного устройства является сложность конструкции (наличие нескольких выдвижных патрубков, магниевых пробок и клапанного узла), а также технологии вскрытия пласта с использованием его, поскольку для разрушения магниевых пробок при вскрытии отверстий фильтра требуется закачка кислоты и ожидание растворения пробок. Кроме того, использование кислоты небезопасно и требует соблюдения определенных правил перевозки и обращения с ней при закачке в скважину.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по своей сущности является скважинный фильтр, включающий трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса, и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении [2]
Недостатком этого устройства является низкое качество вскрытия продуктивного пласта, поскольку при цементировании эксплуатационной колонны цементный раствор до выдвижения втулок с трубками из корпуса, успевает закрыть поры продуктивного пласта и заблокировать его. Кроме того, этот раствор частично перекрывает и полость трубок, что дополнительно блокирует непосредственную связь внутреннего пространства фильтра с пластом.

Другим недостатком известного устройства является сложность и недостаточная прочность его из-за наличия большого количества деталей (кислоторастворимые фильтр 10, перегородка 3 и пробка 7) и телескопического соединения между собой втулки 5, трубки 6 и корпуса 1. Причем для разрушения пробки 7, фильтра 10 и перегородки 8 требуется закачка кислоты, что небезопасно и связано с дополнительной потерей времени на ожидание растворения указанных деталей.

Целью изобретения является повышение качества вторичного вскрытия продуктивного пласта, упрощение конструкции и повышение прочности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в описываемом скважинном фильтре, включающем трубчатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении, согласно изобретению удаляемая пробка размещена во втулке, а трубка жестко связана со втулкой и зафиксирована относительно корпуса, при этом стопорный элемент втулки в ее рабочем положении установлен в трубчатом корпусе.

На фиг. 1 показан фрагмент поперечного сечения трубчатого корпуса фильтра с вмонтированной в него заглушкой; на фиг. 2 принципиальная схема компоновки низа эксплуатационной колонны с фильтром, применяемая при ее цементировании; на фиг. 3 фрагмент фильтра с выдвинутой трубкой после цементирования эксплуатационной колонны.

Скважинный фильтр (фиг.1) содержит трубчатый корпус 1 с отверстиями 2, в которых смонтированы заглушки 3, каждая из которых содержит втулку 4, установленную в отверстии 2 корпуса 1 с возможностью радиального выдвижения из него, и жестко соединенную с ней с помощью резьбы 5 трубку 6, закрепленную на корпусе 1 с помощью срезных штифтов 7. Внутри втулки 4 выполнена расточка 8, соосная проходному каналу 9 трубки 6, в которых с внутренней стороны корпуса 1 помещена удаляемая пробка 10 из вязкопластичного вещества, например, гудрона, пластилина, герметизирующей пасты и т.п. Втулка 4 имеет бурт 11, а в корпусе 1 выполнено углубление 1, служащее для ограничения радиального выдвижения втулки 4 с трубкой 6 из отверстий 2 корпуса 1. Кроме того, на наружной цилиндрической поверхности втулки 4 в стенке корпуса 1 выполнены кольцевые канавки 13 и 14 соответственно. Причем в канавке 14 корпуса 1 размещено разрезное пружинное кольцо 15, фиксирующее втулку 4 с трубкой 6 в выдвинутом положении путем западания в одну из ее канавок 13. Зазор между контактирующими поверхностями втулки 4 и отверстия 2 уплотнен резиновым кольцом 16.

Выступающая внутрь корпуса 1 часть втулки 4 выполнена из легкообрабатываемого металла, например, чугуна, бронзы, сплава Д16Т и т.п.

Работа скважинного фильтра заключается в следующем.

После завершения бурения скважины 17 (фиг.2) в нее спускают эксплуатационную колонну обсадных труб 18, к низу которой крепят скважинный фильтр 19 с хвостовиком 20, на конце которого имеется башмак 21, а внутри смонтированы стоп-кольцо 22 и седло 23 для шарового клапана 24, закрепленное на срезных штифтах (не показаны). В стенке хвостовика 20 выполнены отверстия 25 для цементирования.

Спущенную колонну 18 ориентируют так, чтобы фильтр 19 позиционно разместился напротив продуктивного пласта 26.

Затем в колонну труб 18 закачивают жидкость (например, промывочную), под давлением которой штифты 7 (фиг.1) разрушаются и втулка 4 с трубкой 6 радиально выдвигаются из отверстий 2 корпуса 1 до вдавливания заостренного конца трубки 6 (фиг.3) в породу, слагающую продуктивный пласт 26. При этом разрезное пружинное кольцо 15, западая в соответствующую канавку 13 втулки 4, фиксирует ее и жестко соединенную с ней трубку 8 в выдвинутом положении. После этого колонну труб 18 цементируют по известной технологии путем продавливания цементного раствора в затрубное пространство скважины продавочной пробкой (не показана). При этом штифты, крепящие седло 23, срезаются и оно вместе с клапаном 24 падает в башмак 21, а цементный раствор через отверстия 25 заполняет затрубное пространство скважины 17. Продавочная пробка при этом легко проскальзывает через обтекаемые утопленные в углубления 12 (фиг.1) бурты 11 втулок 4 и упирается в стоп-кольцо 22 (фиг.2). После затвердевания цементного раствора выступающие внутрь корпуса 1 части заглушек 3 срезают, например, с помощью расширителя скважин.

Затем скважину 17 осваивают по известной технологии, например, путем понижения уровня жидкости в ней закачкой воздуха или откачки жидкости из скважины глубинным насосом. При выполнении этих работ пробки 10 (фиг.1) выдавливаются из расточек 8 втулок 4 и каналов 9 трубок 6.

В результате этого обеспечивается непосредственно связь продуктивного пласта 6 с внутренней полостью фильтра 19 при отсутствии на участках контакта слоя из цементного камня и сохранения целостности цементного кольца в зоне установки фильтра, благодаря чему улучшаются условия для выхода продукта из пласта и снижается возможность обводнения скважины по этой причине на ранней стадии ее эксплуатации.

Кроме того, упрощается конструкция фильтра и технология вторичного вскрытия продуктивного пласта за счет исключения операции по закачке кислоты для растворения магниевых заглушек и потерь времени на ожидание растворения этих заглушек кислотой.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности при вторичном вскрытии продуктивных пластов, а именно в конструкциях скважинных фильтров. Обеспечивает повышение качества вторичного вскрытия продуктивного пласта, упрощение конструкции и повышение прочности устройства. Сущность изобретения: устройство содержит трубчатый корпус с отверстиями. Они перекрыты заглушками. Заглушки содержат втулку с трубкой. Втулка с трубкой выполнены с возможностью их совместного выдвижения из отверстий. С внутренней стороны корпуса помещена удаляемая пробка. Она размещена во втулке. Трубка связана со втулкой и зафиксирована относительно корпуса. Устройство имеет стопорный элемент. Он установлен в трубчатом корпусе. 3 ил.

Скважинный фильтр, содержащий трубочатый корпус с отверстиями, перекрытыми заглушками, каждая из которых содержит втулку с трубкой, выполненными с возможностью их совместного выдвижения из отверстий, удаляемую пробку, помещенную с внутренней стороны корпуса, и стопорный элемент втулки в ее рабочем положении, отличающийся тем, что удаляемая пробка размещена во втулке, а трубка жестко связана с втулкой и зафиксирована относительно корпуса, при этом стопорный элемент втулки в ее рабочем положении установлен в трубчатом корпусе.