Изобретение относится к горной промышленности, в частности к нефтедобывающей, и может быть использовано для создания гравийного фильтра в скважине, устраняющего вынос механических примесей из пласта.
Известно ″Устройство для создания скважинного гравийного фильтра″ (см. А.с. СССР №1710706, МПК 5 Е 21 В 43/04, 1992), включающее корпус, установленный в нем перепускной узел с боковыми отверстиями и пакером под ними, связанную с корпусом надфильтровую трубу с фильтром, узел перекрестного потока, размещенный под пакером, и размещенную соосно с перепускным узлом перепускную трубу, гидравлически связывающую полость за фильтром с надпакерной зоной. Устройство снабжено дифференциальной втулкой, установленной на наружной поверхности перепускного узла с возможностью перекрытия боковых отверстий в нерабочем положении, при этом боковые отверстия перепускного узла выполнены под углом 75-80° к оси корпуса по ходу восходящего потока жидкости.
Недостатками аналога являются:
- ограниченность его использования из-за отсутствия приспособления для его извлечения на поверхность с целью ревизии, повторного использования в другой скважине;
- низкая эффективность фильтрующей поверхности в связи со срывом и подъемом пакера на поверхность;
- невозможность использования в скважинах с аномально высокими давлениями из-за необходимости применения дополнительных технических средств.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является "Устройство для создания скважинного гравийного фильтра" (А.с. СССР №1776770, МПК 5 Е 21 В 43/04, 1992), включающее фильтр и установленный над ним нажимной пакер с опорой на забой, содержащий корпус, связанные с последним верхнюю и нижнюю опоры, установленный между ними уплотнительный элемент, заключенную в корпус и связанную с ним втулку с наружной резьбой в верхней части и фиксирующие плашки с резьбовой поверхностью, установленные с возможностью взаимодействия своей резьбовой поверхностью с резьбой втулки. Устройство снабжено патрубком, установленным концентрично внутренней поверхности втулки и связанным в нижней части с фильтром, при этом втулка зафиксирована в верхней части срезным элементом относительно корпуса, патрубок зафиксирован в нижней части срезным элементом относительно втулки, а плашки выполнены из алюминия и их резьбовая поверхность упрочнена. Упрочнение резьбовой поверхности фиксирующих плашек выполнено электрохимической обработкой.
Недостатками прототипа являются:
- необходимость срыва и подъема пакера на поверхность после создания гравийного фильтра, что приводит к дополнительным трудоемким работам;
- дальнейшая эксплуатация скважины с открытым межтрубным пространством приводит к интенсивному выносу гравийной набивки и механических примесей из межтрубного пространства, что сокращает межремонтный период эксплуатации скважины и снижает качество работы скважины;
- сложность устройства и ограниченность его использования за счет невозможности проведения геофизических исследований, так как нет сквозного канала для спуска геофизических приборов.
Техническими задачами предлагаемого устройства для создания скважинного гравийного фильтра являются: расширение его функциональных возможностей за счет создания условий для проведения геофизических исследований приборами, спускаемыми до башмака; повышение качества работы скважины с загерметизированным межтрубным пространством за счет исключения распакеровки; продление межремонтного периода эксплуатации скважин за счет повышения надежности созданием гравийной набивки; сокращение трудоемких работ за счет исключения дополнительных спуско-подъемных операций; появление возможности многократного использования за счет единства компоновки устройства.
Поставленная техническая задача решается предлагаемым устройством для создания скважинного гравийного фильтра, содержащим фильтр и установленный над ним нажимной пакер с опорой на забой, содержащий корпус, имеющий опоры для уплотнительного элемента и соединенный с фильтром через резьбовую муфту, установленную концентрично наружной поверхности корпуса пакера, и центратор.
Новым является то, что устройство дополнительно содержит цилиндрическую, конусную и цанговую втулки, размещенные последовательно, установленные на наружной поверхности корпуса пакера, при этом конусная втулка основанием направлена вверх, а нижней конусной частью входит под верхнюю часть цанговой втулки, при этом цанговая втулка расположена в нижней части корпуса пакера, так что выполняет роль нижней опоры для уплотнительного элемента, а на корпусе пакера выполнены продольные пазы, в которых расположены оси, одним концом соединенные резьбой с нижней частью цилиндрической втулки, причем в верхней части цилиндрической втулки выполнены фигурные прорези. Цилиндрическая втулка закреплена относительно корпуса пакера тремя осями, равноудаленными друг от друга, а цанговая втулка зафиксирована установочным винтом.
Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критерию изобретения ″изобретательский уровень″.
На чертеже изображено устройство для создания скважинного гравийного фильтра. Устройство содержит: насосно-компрессорные трубы (НКТ) 1, разъединительный патрубок 2, переводную муфту 3, соединяющую НКТ 1 с разъединительным патрубком 2, центратор 4, установленный в верхней части разъединительного патрубка 2, нижняя часть которого оснащена центрирующей головкой 5, имеющей уплотнительную манжету, служащую для герметизации трубного и затрубного пространства при проведении опрессовки; нажимной пакер 6 с корпусом 7, в верхней части которого расположена цилиндрическая втулка 8, закрепленная относительно его тремя осями 9, входящими в равноудаленные друг от друга на корпусе 7, продольные пазы 10, благодаря чему цилиндрическая втулка 8 перемещается вдоль корпуса 7, при этом в верхней части цилиндрической втулки 8 выполнены фигурные прорези 11, необходимые при распакеровке и подъеме устройства на поверхность; ниже цилиндрической втулки 8 посредством резьбы установлена конусная втулка 12, основанием направленная вверх, нижней конусной частью, входящая под верхнюю часть цанговой втулки 13, расположенной на нижней части корпуса 7 пакера 6 и являющейся нижней опорой для установленного на ней уплотнительного элемента 14, выполненного, например, из резины,и зафиксирована установочным винтом относительно корпуса 7 (не показано), причем нажимной пакер 6 с корпусом 7 соединен сверху с разъединительным патрубком 2 срезной шпилькой 15, а к нижней части корпуса 7 пакера 6 присоединен проволочный фильтр 16 с помощью резьбовой муфты 17; к проволочному фильтру 16 последовательно присоединены труба-отстойник 18 и башмак 19.
Устройство для создания гравийного фильтра работает следующим образом.
Из заглушенной скважины, работавшей с большим выносом механических примесей, поднимают подземное оборудование. Скважину промывают и шаблонируют спуском шаблона по всей длине, затем в интервале установки пакерующего устройства проводят скреперование - очистку ствола скважины.
На основе анализа механических примесей подбирают гранулометрический состав гравийной набивки, ширину щелей и диаметр проволоки проволочного фильтра. Далее по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) проводят закачку гравийной набивки определенного гранулометрического состава в жидкости-носителе в интервал перфорации. Закачку ведут до повышения давления, но не выше давления опрессовки эксплуатационной колонны.
После нормализации текущего забоя в скважину на колонне НКТ 1 спускают устройство для создания скважинного гравийного фильтра. Колонна НКТ 1 соединена с разъединительным патрубком 2 переводной муфтой 3. Устанавливают устройство на забой и нагружают осевым усилием, обеспечивающим срезание срезной шпильки 15, воздействуя центратором 4, выполненным в виде диска, на верхний конец цилиндрической втулки 8. Осевое усилие перемещает цилиндрическую втулку 8 и сопряженную с ней конусную втулку 12 вдоль корпуса 7. Конусная втулка 12 заходит между корпусом 7 и цанговой втулкой 13. При этом уплотнительный элемент 14, расположенный поверх цанговой втулки 13, растягивается в поперечном направлении, его радиальные размеры увеличиваются, и он герметизирует кольцевой зазор между устройством и эксплуатационной колонной скважины.
Далее проводят опрессовку установленного пакерного устройства, повышая давление жидкости в кольцевом пространстве между колонной НКТ 1 и эксплуатационной колонной. Уплотнительные манжеты центрирующей головки 5 служат для предотвращения перетоков между внутренней поверхностью устройства и НКТ 1. По окончании опрессовочных работ поднимают колонну НКТ 1 с разъединительным патрубком 2.
Формирование гравийного фильтра между эксплуатационной колонной скважины и подпакерным пространством происходит при освоении скважины свабированием. Пластовая жидкость, поступая в скважину вместе с закаченным гравием, фильтруется через проволочный фильтр 16, создавая плотную гравийную набивку между проволочным фильтром 16 и эксплуатационной колонной скважины. Проволочный фильтр 16 соединен с пакером 6 резьбовой муфтой 17. Сформировавшийся гравийный слой является фильтром для более мелких фракций породы, поступающей из нефтяного коллектора в процессе эксплуатации скважины.
Свабирование проводят с отбором проб жидкости для определения количества механических примесей. Свабирование прекращают при нормативном содержании механических примесей в добываемой скважиной жидкости. Далее скважину промывают от мелких фракций гравийной набивки, попавших в отстойник 18 при формировании гравийного фильтра, спуском ″пера″ на колонне НКТ 1 с заходом в проволочный фильтр 16 до башмака 19, и вводят скважину в эксплуатацию.
При подъеме устройства используются фигурные прорези 11, расположенные в верхней части цилиндрической втулки 8, как захватные устройства. При движении цилиндрической втулки 8 вверх оси 9 также перемещаются вверх по пазам 10, расположенным в корпусе 7 пакера 6. Цанговая муфта 13, поднимаясь вверх одновременно с цилиндрической муфтой 8, снимает радиальное усилие на уплотнительный элемент 14, который приобретает первоначальную форму и распакеровывает межтрубное пространство.
Устройство для создания скважинного гравийного фильтра позволяет расширить его функциональные возможности за счет создания условий для проведения геофизических исследований приборами, спускаемыми до башмака; повысить качество работы скважины с загерметизированным межтрубным пространством за счет исключения распакеровки; продлить межремонтный период эксплуатации скважин за счет повышения надежности созданием гравийной набивки; сократить трудоемкие работы за счет исключения дополнительных спуско-подъемных операций; многократно применять в скважинах за счет единства компоновки устройства.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для создания гравийного скважинного фильтра в процессе гидравлического разрыва продуктивного пласта | 2023 |
|
RU2821937C1 |
Устройство для создания скважинного гравийного фильтра | 1982 |
|
SU1067204A1 |
Пакер упорный | 2021 |
|
RU2811016C2 |
УСТРОЙСТВО ПОДВЕСКИ И ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ХВОСТОВИКА В СКВАЖИНЕ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ РАЗЪЕДИНЕНИЕМ ОТ ТРАНСПОРТНОЙ КОЛОННЫ | 2021 |
|
RU2766980C1 |
ПАКЕР МЕХАНИЧЕСКИЙ ДВУХСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ | 2012 |
|
RU2517362C2 |
УСТАНОВКА ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВУХ ПЛАСТОВ ОДНОЙ СКВАЖИНОЙ | 2012 |
|
RU2513896C1 |
РАЗБУРИВАЕМЫЙ ПАКЕР | 2006 |
|
RU2344270C2 |
СПОСОБ УСТАНОВКИ ЦЕМЕНТНОГО МОСТА ПОД ДАВЛЕНИЕМ В ОБСАЖЕННОЙ СКВАЖИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2247824C1 |
СПОСОБ РАБОТЫ СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ПРИ ОСВОЕНИИ СКВАЖИНЫ И СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2001 |
|
RU2189504C1 |
Устройство для создания скважинного гравийного фильтра | 1989 |
|
SU1714092A1 |
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к нефтегазодобывающей, и может быть использовано для создания гравийного фильтра в скважине, устраняющего вынос механических примесей из пласта. Обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет создания условий для проведения геофизических исследований приборами, спускаемыми до башмака; повышение качества работы скважины с загерметизированным межтрубным пространством за счет исключения распакеровки; продление межремонтного периода эксплуатации скважин за счет повышения надежности создания гравийной набивки; сокращение трудоемких работ за счет исключения дополнительных спуско-подъемных операций. Сущность изобретения: устройство содержит фильтр и установленный над ним нажимной пакер с опорой на забой. Корпус пакера имеет опоры для уплотнительного элемента и соединен с фильтром через резьбовую муфту. Устройство дополнительно содержит цилиндрическую, конусную и цанговую втулки. Они размещены последовательно и установлены на наружной поверхности корпуса пакера. Конусная втулка основанием направлена вверх, а нижней конусной частью входит под верхнюю часть цанговой втулки. Цанговая втулка расположена в нижней части корпуса пакера так, что выполняет роль нижней опоры для уплотнительного элемента. На корпусе пакера выполнены продольные пазы, в которых расположены оси, одним концом соединенные резьбой с нижней частью цилиндрической втулки. В верхней части цилиндрической втулки выполнены фигурные прорези. Цилиндрическая втулка закреплена относительно корпуса пакера тремя осями, равноудаленными друг от друга. Цанговая втулка зафиксирована установочным винтом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Устройство для создания скважинного гравийного фильтра | 1990 |
|
SU1776770A1 |
Устройство для создания скважинного гравийного фильтра | 1989 |
|
SU1714092A1 |
СПОСОБ СОЗДАНИЯ СКВАЖИННОГО ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА | 1999 |
|
RU2146759C1 |
СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОЙ НАБИВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1990 |
|
RU2023140C1 |
СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ В СКВАЖИНЕ ГРАВИЙНОЙ НАБИВКИ В ЗОНЕ ПЛАСТА И СПОСОБ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИНЫ | 1994 |
|
RU2123103C1 |
СПОСОБ СОЗДАНИЯ СКВАЖИННОГО ФИЛЬТРА | 1991 |
|
RU2015309C1 |
Способ гравийной набивки в скважинах с большими выработками в призабойной зоне пласта | 1987 |
|
SU1613586A1 |
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ГРАВИЕМ УЧАСТКА БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ И КЛАПАННО-ВЫПУСКНОЙ УЗЕЛ УСТРОЙСТВА | 1994 |
|
RU2121056C1 |
US 4438815 A, 27.03.1984 | |||
US 5058677 A, 22.10.1991 | |||
US 3621915 A, 23.11.1971. |
Авторы
Даты
2005-05-10—Публикация
2003-12-10—Подача