УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОЗАПОЛНЕННЫХ СКВАЖИН Российский патент 2003 года по МПК E21B37/00 

Изобретение относится к устройствам для очистки нефтяных и газовых скважин от различного вида отложений.

Известно устройство для очистки прискважинной зоны продуктивных пластов нефтяных скважин (пат.РФ 2123577).

Устройство содержит закрепленный на геофизическом кабеле блок управления с кабельным наконечником, который соединен с депрессионной и технологическими камерами. В вертикальном канале корпуса, соединенного с депрессионной камерой, установлен обратный клапан, золотниковый клапан, перекрывающий радиальные отверстия и вертикальный канал в корпусе. Депрессионная камера выполнена в виде набора насосно-компрессорных труб с объемом до 30 л, а технологическая камера имеет ограничитель для упора золотникового клапана и находится под корпусом. Обратный клапан выполнен конусной формы и взаимодействует с золотниковым клапаном. В корпусе выполнено седловидное гнездо под обратный клапан. Блок управления в виде ударного стержня взаимодействует с обратным клапаном.

Основными недостатками устройства являются сложность конструкции и пониженная эффективность очистки прискважинной зоны из-за большой скорости потока среды, попадающей в депрессионную камеру.

Близким по технической сущности является устройство для очистки скважин методом имплозии (пат. РФ 2086753).

Устройство включает имплозионную камеру с геофизическим наконечником. На верхней части имплозионной камеры подвешена грузоштанга на разрушающемся элементе, а в нижней размещен ступенчатый шток со скобой, центрирующей втулкой и стаканом с кулачками.

Ступенчатый шток прикреплен к центрирующей втулке с помощью срезных штифтов, а также с возможностью взаимодействия с грузоштангой.

Основным недостатком устройства является недостаточная эффективность очистки скважины.

Задача изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности очистки скважины.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для очистки жидкозаполненных скважин включает геофизический наголовник на тросе, рабочую камеру с опорной втулкой, ступенчатый поршень с заглушкой и упорной гайкой, подвижный стакан с шарнирной заглушкой и диффузором. Между опорной втулкой и упорной гайкой расположена деформируемая шайба, а ступенчатый поршень имеет зазор с корпусом рабочей камеры. Подвижный стакан опирается на ограничительную втулку.

На фиг.1 и 2 изображено устройство для очистки жидкозаполненных скважин.

Устройство для очистки жидкозаполненных скважин состоит из рабочей камеры 1, подвешенной на тросе 2, через геофизический наголовник 3. На другом конце корпуса 4 рабочей камеры расположена опорная втулка 5, а внутри помещен ступенчатый поршень 6, удерживаемый деформируемой шайбой 7 и прижатый упорной гайкой 8. С другой стороны упорная гайка опирается на диффузор 9, а последний на подвижный стакан 10 с расположенной в нем шарнирной заглушкой 11 с осью 12. Верхняя часть подвижного стакана опирается на ограничительную втулку 13, а ступенчатый поршень 6 имеет заглушку 14.

Устройство для очистки жидкозаполненных скважин работает следующим образом.

На поверхности перед спуском на ступенчатый поршень 6 устанавливают деформируемую шайбу 7 и упорной гайкой 8 прижимают к торцу опорной втулки 5, которая, в свою очередь, соединена с корпусом 4 рабочей камеры 1. До этого ограничительная втулка 13 была надета на корпус 4 и к ней на резьбе присоединен подвижный стакан 10.

Устройство на тросе 2 опускают в скважину, заполненную жидкостью. При достижении дна скважины подвижный стакан 10 через диффузор 9, упорную гайку 8 воздействует на деформируемую шайбу 7. На последнюю также воздействует гидростатическое давление жидкости в скважине через нижнее основание ступенчатого поршня.

Так как в рабочей камере 1 атмосферное давление, то при взаимодействии гидростатического давления и воздействия со стороны подвижного стакана 10 часть деформируемой шайбы 7 смещается в 1 наружную проточку упорной гайки 8 и ступенчатый поршень 6 освобождается и перемещается в корпусе 4 рабочей камеры 1.

На фиг. 2 пунктирной линией показано смещенное положение деформируемой шайбы 7 в результате воздействия гидростатического давления в скважине и механического воздействия со стороны подвижного стакана 10 через диффузор 9 и упорную гайку 8.

Начальное ускорение ступенчатого поршня 6 определяется его массой, то есть ступенчатый поршень должен иметь определенную массу, чтобы не было эффекта взрыва при срыве его и движении в камере. При этом через шарнирную заглушку 11, повернутую на оси 12 и диффузор 9, среда поступает в рабочую камеру 1 и движется вместе со ступенчатым поршнем до тех пор, пока давление с обеих его сторон не уравновесится.

Например, если бы не было ступенчатого поршня, то количество движения среды в рабочей камере определялось бы ее массой m_ср и скоростью движения V_cp. При наличии ступенчатого поршня массой m_п скорость движения среды совместно со ступенчатым поршнем V_п зависит также от m_п. Можно записать выражение
m_cp•V_cp=(m_cp+m_п)•V_п.

Отсюда
.

Поэтому масса m_п должна быть такой, чтобы обеспечить необходимую скорость V_п, при которой тяжелые фракции среды в скважине попадали бы в рабочую камеру 1. Необходимо отметить, что скорость V_ср зависит от глубины скважины, плотности среды в скважине и ряда второстепенных факторов.

В дальнейшем идет подъем устройства на поверхность. По мере подъема газ через зазор δ между ступенчатым поршнем 6 и корпусом 4 и шарнирную заглушку 11 выходит в скважину, а под ступенчатым поршнем 6 и шарнирной заглушкой остается среда, поднятая со дна скважины.

Зазор δ играет и роль своеобразного тормоза, так как жидкая среда, попадающая в него, оказывает сопротивление движению, и чем больше скорость, тем больше сопротивление.

Ограничение начального ускорения и скорости движения приводит к тому, что более тяжелые фракции среды попадают в рабочую камеру. На поверхности рабочая камера 1 освобождается, и устройство снова готово к работе.

Таким образом, использование деформируемой шайбы упрощает конструкцию устройства, а использование ступенчатого поршня с шарнирной заглушкой повышает эффективность очистки дна скважины.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ 2123577, кл. 6 Е 21 В 37/00, 43/18, 34/06, БИ 35, II ч., 1998.

2. Патент РФ 2086753, кл. 6 Е 21 В 37/00, 37/06, БИ 22, II ч, 1997.

Изобретение относится к устройствам для очистки нефтяных и газовых скважин от различного вида отложений. Устройство содержит рабочую камеру с опорной втулкой, ступенчатый поршень, средство освобождения ступенчатого поршня и подвижный стакан. Рабочая камера подвешена на тросе через геофизический наголовник и расположена на другом конце корпуса. Ступенчатый поршень помещен внутри камеры и расположен в нижней ее части. Устройство снабжено ограничительной втулкой, шарнирной заглушкой, диффузором. Ступенчатый поршень имеет зазор с корпусом рабочей камеры и заглушку. Подвижный стакан опирается на ограничительную втулку. Шарнирная заглушка расположена в подвижном стакане. Средство освобождения ступенчатого поршня выполнено в виде диффузора, упорной гайки и деформируемой шайбы, которая удерживает ступенчатый поршень относительно рабочей камеры. Повышается эффективность очистки скважин и упрощается конструкция устройства. 2 ил.

Устройство для очистки жидкозаполненных скважин, содержащее подвешенную на тросе через геофизический наголовник рабочую камеру с опорной втулкой, расположенной на другом конце корпуса камеры, помещенный внутри нее ступенчатый поршень, расположенный в нижней части камеры, средство освобождения ступенчатого поршня и подвижный стакан, отличающееся тем, что устройство снабжено ограничительной втулкой, шарнирной заглушкой, диффузором, при этом ступенчатый поршень имеет зазор с корпусом рабочей камеры и заглушку, подвижный стакан опирается на ограничительную втулку, шарнирная заглушка расположена в подвижном стакане, средство освобождения ступенчатого поршня выполнено в виде диффузора, упорной гайки и деформируемой шайбы, которая удерживает ступенчатый поршень относительно рабочей камеры.