УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ ОТ ОРГАНИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК E21B37/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно, к средствам и оборудованию для очистки колонн скважин от органико-механических отложений.

Известно устройство для разбуривания парафино-гидрато-солевых отложений в насосно-компрессорных трубах (патент России N 2003782, кл. E 21 B 37/02, 1993), представляющее собой набор продольных ножей, соединенных с системой турбинок. Последние при спуске устройства в скважину вращаются и передают вращающий момент ножам, срезающим отложения.

Недостаток этого устройства в том, что срезанные отложения забивают турбинки, что ведет к их остановке, и как следствие, к прекращению очистки. Кроме того, при использовании в наклонно направленных скважинах данное устройство, прижимаясь к стенке скважины, не обеспечивает качественную очистку стенок эксплуатационной колонны.

Более близко к предлагаемому устройство для очистки скважины от парафино-асфальтовых отложений (авт. св. N 1652516, кл. E 21 B 37/02, 1991), включающее корпус с окнами, в которых размещены очистные элементы, взаимодействующий с ними толкатель, выполненный в форме клина, и фиксатор положения очистных элементов.

Недостатки этого устройства следующие:
очистные элементы всегда находятся в раздвинутом положении, а это неудобно при установке устройства в скважину;
очистка ведется сверху вниз, что требует регулярной промывки очищаемой колонны, и, как следствие, затрат на эту операцию;
устройство спускается в скважину только на колонне насосно-компрессорных труб, что требует наличия подъемного оборудования.

Из уровня техники известен ближайший аналог устройство для очистки скважины от органико-механических отложений (патент США N 3757859, кл. E 21 B 37/02, 1973), включающее корпус с окнами, толкатель, выполненный в форме клина и подпружиненный относительно корпуса, очистные элементы, связанные с толкателем и установленные в окнах корпуса с возможностью радиального перемещения при осевом перемещении толкателя, компенсаторы нагрузки, размещенные между очистными элементами и толкателем, и фиксатор положения очистных элементов.

Недостатки ближайшего аналога аналогичны недостаткам вышеописанного устройства.

Задача изобретения снижение трудовых и экономических затрат при очистке эксплуатационных колонн скважин.

Поставленная задача решается описанным устройством для очистки скважины от органико-механических отложений, включающим корпус с окнами, в которых размещены очистные элементы, взаимодействующий с ними толкатель, выполненный в форме клина, и фиксатор положения очистных элементов. Новым является то, что каждый очистной элемент снабжен компенсатором нагрузки, размещенным между очистным элементом и толкателем, который подпружинен относительно корпуса, а фиксатор выполнен в виде переключателя положения толкателя, причем шток переключателя соединен с хвостовиком, выполненным с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.

Эта совокупность существенных признаков позволяет при транспортировке устройства к забою скважины убирать его рабочие резцы вовнутрь, что дает возможность проходить устройству через зауженные органо-механическими отложениями проходные каналы эксплуатационной колонны, а сам процесс чистки осуществлять снизу вверх.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в исходном положении.

В устройство входит три соосных одинаковых блока, размещенных относительно друг друга под углом в 60^o. Каждый блок содержит корпус 1 с окнами, в которых размещены очистные элементы 2 со сменными рабочими резцами 3. Сторона очистного элемента, обращенная во внутрь корпуса 1, скошена и к ней прикреплен компенсатор нагрузки 4, представляющий собой плоскую пружину, взаимодействующий с толкателем 5, выполненным в форме клина, с углом, ответным скошенной стороне очистного элемента 2. Толкатель 5 отцентрирован посредством центраторов 6 и 7, представляющих собой перфорированные шайбы, причем на центраторе 6 выполнен еще и выступ, для соединения его с толкателем 5. Суженная сторона толкателя 5 выполнена с выступом, а расширенная с ответной ему выемкой. Для соединения устройства с канатом или колонной насосно-компрессорных труб (на чертеже не показаны) служит переходник 8, в котором выполнен кольцевой буртик для упора цилиндрической пружины 9, размещенной между ним и центратором 6. Корпуса 1 каждого блока между собой, переходником 8 и кожухом 10 переключателя положения толкателей соединены муфтами 11, а толкатели 5 соединены на резьбе друг с другом с размещением между ними центраторов 7. К суженной стороне толкателя 5, входящей в кожух 10, прикреплена обойма 12 с четным количеством наклонных зубцов и пазами, расположенными через каждые два зубца. Кожух 10 заканчивается навернутым на него наконечником 13, удерживающим от выполнения шток 14 переключателя, соединенным с хвостовиком 15, выполненным с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. Сторона штока 14, обращенная к обойме 12, снабжена зубцами, ответными зубцами обоймы 12. От проворотов шток 14 защищен направляющей 16, служащей одновременно стопором обоймы 12. Для увеличения веса устройства (при подвеске устройства на кабеле) к хвостовику 15 привинчивают необходимое количество насосов-компрессорных труб (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом.

При спуске устройства в скважину, по достижении забоя, хвостовик 15 упирается в него и останавливает свое движение, прикрепленный к нему шток 14, перемещаясь вдоль кожуха 10, входит зацепление с обоймой 12, приподнимает ее над направляющей 16, одновременно проворачивая на ширину одного зубца, при этом направляющая 16 входит в паз обоймы 12. Это вызывает с ней толкателей 5 относительно корпусов 1; опусканию толкателей 5 способствует цилиндрическая пружина 9 и вес всей сборки толкателей 5. Перемещающиеся толкатели 5 выдвигают, взаимодействующие с ними, очистные элементы 2, подготавливая устройство к работе. Сам процесс очистки скважины заключается в протаскивании устройства внизу вверх с периодической промывкой скважины. При возникновении в процессе работы чрезмерных ударных или статических усилий компенсаторы 4 поглощают их, сохраняя работоспособность устройства. При необходимости устройство можно перевести снова в транспортное состояние, для этого его нужно приподнять и снова опустить на забой. Шток 14 провернет обойму 12, при этом направляющая 16 встанет между пазами обоймы 12 и отожмет толкатели 5 вверх, а очистные элементы 2 переместятся во внутрь корпуса.

Применение изобретения позволит проводить более качественную очистку эксплуатационной колонны скважины, что, в свою очередь, предотвратит выход из строя глубинно-насосного оборудования и уменьшит количество подземных ремонтов, связанных с некачественной очисткой эксплуатационных колонн скважин. Снижение трудовых и экономических затрат лучше всего видно при использовании устройства совместно с кабелем, при многократном проходе одного места, например для подготовки места для посадки пакера. В этом случае вся чистка заключается в переключении лебедки кабеля в прямое и обратное направление до полной очистки, т.е. не требуется никаких спуско-подъемных операций.

Использование изобретения: устройство для очистки скважины от органико-механических отложений относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к средствам и оборудованию для очистки колонн скважин от органико-механических отложений. Сущность изобретения: устройство включает корпус с окнами, в которых размещены очистные элементы, взаимодействующий с ними толкатель, выполненный в форме клина, и фиксатор положения очистных элементов. Новым является то, что каждый очистной элемент снабжен компенсатором нагрузки, размещенным между очистным элементом и толкателем, который подпружинен относительно корпуса, а фиксатор выполнен в виде переключателя положения толкателя, причем шток переключателя соединен с хвостовиком, выполненным с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. Применение изобретения позволит проводить более качественную очистку эксплуатационной колонны скважины, что, в свою очередь, предотвратит выход из строя глубинно-насосного оборудования и уменьшит количество подземных ремонтов, связанных с некачественной очисткой эксплуатационной колонн скважин. Снижение трудовых и экономических затрат лучше всего видно при использовании устройства совместно с кабелем, при многократном проходе одного места, например для подготовки места для посадки пакера. В этом случае вся чистка заключается в переключении лебедки кабеля в прямое и обратное направление до полной очистки, т.е. не требуется никаких спуско-подъемных операций. 1 ил.

Устройство для очистки скважины от органико-механических отложений, включающее корпус с окнами, толкатель, выполненный в форме клина и подпружиненный относительно корпуса, очистные элементы, связанные с толкателем и установленные в окнах корпуса с возможностью радиального перемещения при осевом перемещении толкателя, компенсаторы нагрузки, размещенные между очистными элементами и толкателем, и фиксатор положения очистных элементов, отличающееся тем, что фиксатор положения очистных элементов выполнен в виде переключателя положения толкателя, причем обойма переключателя выполнена в виде чередующихся по высоте зубцов, шток снабжен направляющей, выполненной с зубцами, ответными зубцам обоймы, и соединен с хвостовиком, выполненным с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.