УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРОВ В СКВАЖИНАХ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК E21B37/08 E03B3/18 E21B43/08 

Изобретения относятся к области скважинных технологий и технических средств, предназначенных для очистки фильтров в скважинах от различного рода загрязнений, и могут быть использованы также для импульсного воздействия на пласт с целью интенсификация притоков или приемистости пластов, для очистки канализационных труб и коллекторов от осадков и наслоений и в других подобных случаях.

Известно устройство (по патенту РФ №2089726, Е 21В 43/25, опубл. 10.09.97) для гидроимпульсной обработки продуктивных пластов в скважинах, которое создает генерацию импульсов гидродинамического давления на пласт через фильтр или перфорационные отверстия в обсадной колонны и представляет собой золотниковую пару, соединенную штангой с глубинным насосом. Последний приводится в действие через штанговую подвеску от станка-качалки. Устройство состоит из полого цилиндрического поршня с боковыми отверстиями в плунжере и цилиндре, которые периодически совмещаются при каждом ходе штанги насоса с закрепленным на ней плунжером. При этом впрыск жидкости в затрубное пространство приводит к образованию волны сжатия, воздействующей на продуктивный пласт.

Это устройство по принципу действия можно считать аналогом заявленному.

Его основными недостатками являются:

1. Необходимость штанговой подвески для привода устройства в действие.

2. Величина импульса давления на стенки скважины зависит от уровня жидкости в скважине и не может регулироваться.

3. Данное устройство может работать только в вертикальных скважинах или в скважинах с малыми углами наклона.

4. Находясь в спарке с глубинным насосом, оно не может работать автономно.

Известно устройство для очистки фильтров в скважинах (по авторскому свидетельству СССР № 1213145, Е 03 В 3/15, опубл. 23.02.1986), включающее трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока, выполненный в виде автоколебательной системы, содержащей трубный корпус-цилиндр с боковыми отверстиями, поршень, выполненный в виде стакана и помещенный в указанный корпус-цилиндр на скользящей посадке, и пружину.

Данное устройство по своей технической сути является наиболее близким аналогом к изобретению по первому варианту.

Известно устройство для очистки фильтров в скважинах (по указанному выше а.с. СССР № 1213145), включающее трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока.

Данное устройство по своей технической сути является наиболее близким аналогом к изобретению по второму варианту.

Целью изобретений является устранение указанных недостатков и повышение эффективности очистки фильтров в скважинах различного профиля.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки фильтров в скважинах по первому варианту, включающем трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока, выполненный в виде автоколебательной системы, содержащей трубный корпус-цилиндр с боковыми отверстиями, поршень, выполненный в виде стакана и помещенный в трубный корпус-цилиндр на скользящей посадке, и пружину, согласно изобретению, прерыватель потока является прерывателем потока прокачиваемой жидкости, указанный корпус-цилиндр соединен на резьбе с трубным корпусом эластичного баллона, верхний торец поршня нормально сомкнут с нижним торцом трубного корпуса эластичного баллона, пружина выполнена подпирающей указанный поршень, а указанная автоколебательная система также содержит пробку, соединенную на резьбе с трубным корпусом-цилиндром для регулирования степени сжатия пружины.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для очистки фильтров в скважинах по второму варианту, включающем трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока, согласно изобретению, прерыватель потока является прерывателем потока прокачиваемой жидкости, эластичный баллон содержит трубный корпус с боковыми отверстиями, соединенный с указанными трубопроводом или колонной труб, а также - на резьбе - с трубным корпусом-цилиндром указанного прерывателя потока, и облаченный снаружи эластичным кожухом, герметично закрепленным на концах указанного трубного корпуса и образующим с ним общую внутреннюю полость.

Устройство представлено на фиг.1, 2 и 3 в разрезах. Оно состоит из трубопровода или колонны труб (1), соединенных с трубным корпусом (2), имеющим боковые отверстия (3), на котором закреплен по концам эластичный баллон (4). Ниже на резьбе с трубным корпусом (2) соединен трубный корпус-цилиндр прерывателя потока (5), имеющего боковые отверстия (6) для выпуска жидкости или газа, внутри которого на скользящей посадке помещен поршень (7), выполненный в виде стакана и поджатый снизу пружиной (8) так, чтобы при смыкании торцов поршня (7) и трубного корпуса (2) были перекрыты боковые отверстия (6). Сжатие пружины (8) регулируется пробкой (9), имеющей отверстие (10) для выравнивания давления при спуске в скважину.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Его спускают в скважину в интервал находящегося фильтра и осуществляют прокачку жидкости по прямой схеме. За счет гидродинамического давления на поршень (7) последний периодически открывает отверстия (6), в результате чего происходит сброс давления. Пружина (8) возвращает поршень (7) в исходное положение. При этом эластичный баллон (4) совершает радиальные пульсации в такт движению поршня (7). Эти пульсации создают возможность очистки фильтра от привнесенных частиц песка и глины, а также капель воды (в нефтяных пластах) для того, чтобы восстановить проницаемость фильтрующего элемента и в результате увеличить притоки флюидов из продуктивных объектов.

Основные преимущества предлагаемого устройства по сравнениям с аналогом.

1. Простота конструкции устройства и надежность его работы в скважинных условиях.

2. Возможность удаления кольматантов из скважины основным потоком жидкости без дополнительных операций на этот счет.

3. Возможность управлять частотой и амплитудой пульсаций за счет изменения режимов прокачки жидкости.

4. Отсутствуют лимитирующие факторы по глубине и траектории скважины.

5. Аварийная безопасность при работе в скважинах.

6. Возможность использования данного устройства на перерывной колонне типа колтюбинга.

7. Эффективность применения данного устройства для очистки фильтров водяных и нефтяных скважин доказана на примере использования в качестве импульсатора пневмобаллона, когда производительность скважин увеличивалась от 2 до 4 раз (рекламный листок «Комплексы пневмоимпульсного оборудования АСП-Т, АСП-С, АРС-92. Разработка НИЦ ГИДРОГЕО»).

Изобретения относятся к устройствам очистки фильтров водяных и нефтяных скважин. Техническим результатом является упрощение конструкции, надежность работы устройства, повышение эффективности очистки фильтров в скважинах различного профиля. Устройство для очистки фильтров в скважинах по первому варианту включает трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока прокачиваемой жидкости, выполненный в виде автоколебательной системы, содержащей трубный корпус-цилиндр с боковыми отверстиями, поршень, выполненный в виде стакана и помещенный в трубный корпус-цилиндр на скользящей посадке, подпирающую поршень пружину и пробку, соединенную на резьбе с трубным корпусом-цилиндром для регулирования степени сжатия пружины. Корпус-цилиндр соединен на резьбе с трубным корпусом эластичного баллона. Верхний торец поршня нормально сомкнут с нижним торцом трубного корпуса эластичного баллона. Устройство для очистки фильтров в скважинах по второму варианту включает трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока прокачиваемой жидкости. Эластичный баллон содержит трубный корпус с боковыми отверстиями, соединенный с указанными трубопроводом или колонной труб, а также - на резьбе - с трубным корпусом-цилиндром указанного прерывателя потока, и облаченный снаружи эластичным кожухом, герметично закрепленным на концах указанного трубного корпуса и образующим с ним общую внутреннюю полость. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки фильтров в скважинах, включающее трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока, выполненный в виде автоколебательной системы, содержащей трубный корпус-цилиндр с боковыми отверстиями, поршень, выполненный в виде стакана и помешенный в трубный корпус-цилиндр на скользящей посадке, и пружину, отличающееся тем, чтопрерыватель потока является прерывателем потока прокачиваемой жидкости, указанный корпус-цилиндр соединен на резьбе с трубным корпусом эластичного баллона, верхний торец поршня нормально сомкнут с нижним торцом трубного корпуса эластичного баллона, пружина выполнена подпирающей указанный поршень, а указанная автоколебательная система также содержит пробку, соединенную на резьбе с трубным корпусом-цилиндром для регулирования степени сжатия пружины.2. Устройство для очистки фильтров в скважинах, включающее трубопровод или колонну труб, эластичный баллон и прерыватель потока, отличающееся тем, чтопрерыватель потока является прерывателем потока прокачиваемой жидкости, эластичный баллон содержит трубный корпус с боковыми отверстиями, соединенный с указанными трубопроводом или колонной труб, а также на резьбе - с трубным корпусом-цилиндром указанного прерывателя потока и облаченный снаружи эластичным кожухом, герметично закрепленным на концах указанного трубного корпуса и образующим с ним общую внутреннюю полость.