СКВАЖИННАЯ ОЧИЩАЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2016 года по МПК E21B37/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к скважинной очищающей системе, обеспечивающей очищение элемента, расположенного в обсадной колонне скважины, содержащей скважинную текучую среду под давлением, содержащей обсадную колонну, очищающий инструмент, имеющий продольное направление и содержащий вращающуюся головку, имеющую множество сопел, корпус инструмента, имеющий впускное отверстие, сообщающееся с соплами, для впуска скважинной текучей среды в указанный инструмент, препятствующий потоку элемент, расположенный на наружной стороне указанного корпуса и разделяющий инструмент на первую часть и вторую часть, а также разделяющий корпус на первую часть и вторую часть, и вращающийся вал, соединяющий указанную головку с корпусом. Кроме того, данное изобретение относится к очищающему инструменту, спускаемому на проводной линии, и способу очищения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В процессе добычи нефти необходимо оптимизировать завершение скважины для обеспечения по возможности максимального выхода нефти. Соответственно, необходимо, чтобы некоторые клапаны были открыты, а другие закрыты. Однако вследствие осаждения загрязнений и других частиц, скапливающихся на клапане, может возникать заклинивание таких клапанов, в результате которого указанный клапан блокируется. Поэтому иногда бывает необходимо прочищать указанные клапаны, прежде чем они смогут быть введены в работу.

Для того чтобы прочистить клапан в обсадной колонне внутри буровой скважины для известных в настоящее время очищающих инструментов требуется наличие гибких длинномерных труб на буровой установке или плавучем основании. Однако такие гибкие длинномерные трубы не всегда имеются на буровой установке или плавучем основании, поэтому существует необходимость в их транспортировке к буровой установке или плавучему основанию.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью данного изобретения является полное или частичное устранение вышеуказанных недостатков предшествующего уровня техники. Более конкретно, целью данного изобретения является создание более простой и легче погружаемой в скважину очищающей системы без использования бурильных труб или гибких длинномерных труб.

Вышеуказанные цели вместе с различными другими целями, преимуществами и свойствами, которые будут очевидны из нижеследующего описания, достигаются техническим решением в соответствии с данным изобретением посредством скважинной очищающей системы, предназначенной для очищения элемента, расположенного в обсадной колонне в буровой скважине, содержащей скважинную текучую среду под давлением, содержащей:

обсадную колонну,

спускаемый на проводной линии очищающий инструмент, имеющий продольное направление и содержащий

вращающуюся головку, имеющую множество сопел,

корпус инструмента, имеющий впускное отверстие, сообщающееся с соплами, для впуска скважинной текучей среды в указанный инструмент,

препятствующий потоку элемент, расположенный на наружной стороне указанного корпуса, разделяющий инструмент на первую часть и вторую часть, а также разделяющий обсадную колонну на первую часть и вторую часть, и вращающийся вал, соединяющий указанную головку с корпусом,

причем указанная система дополнительно содержит насосное устройство, обеспечивающее повышение давления скважинной текучей среды в первой части обсадной колонны до давления, которое по существу превышает скважинное давление, а также превышает давление во второй части обсадной колонны, что обеспечивает закачивание скважинной текучей среды через впускное отверстие и ее выпуск через сопла.

В одном варианте выполнения содержащая сопла головка может иметь боковую поверхность, обращенную к внутренней поверхности обсадной колонны, при этом указанные сопла головки могут быть расположены вдоль указанной боковой поверхности.

За счет расположения сопел на боковой поверхности головки указанные сопла находятся ближе к очищаемому объекту, например газлифтному клапану (ГЛК), расположенному в боковом гнезде обсадной колонны, чем если бы они были расположены в передней части инструмента.

Кроме того, часть сопел может образовывать часть указанной боковой поверхности.

Помимо этого содержащая сопла головка может иметь обращенную к внутренней поверхности обсадной колонны окружную периферийную поверхность, вдоль которой могут быть расположены сопла.

Кроме того, указанные сопла могут быть расположены рядами вдоль указанной боковой поверхности.

При расположении сопел рядами расширяется зона действия выталкивающей текучей среды в продольном направлении инструмента. Для очищения объекта, например ГЛК, головку необходимо перемещать в продольном направлении, при этом за счет наличия рядов из сопел, указанную головку не нужно перемещать на такое же большое расстояние как при наличии только одного ряда сопел, или только одного сопла, ни такое же количество раз, как при головке, имеющей только один ряд сопел.

Дополнительно каждое сопло может выталкивать текучую среду струей, которая является сфокусированным потоком.

Выталкивание текучей среды через указанное сопло в виде струи является более эффективным для удаления окалины и других твердых элементов, прикрепившихся к стенке обсадной колонны или ГЛК, чем выталкивание более рассеянных капелек, которое в большей мере используется для просто обмывания или промывания очищаемого объекта.

Каждое сопло может быть расположено под углом к продольной выступающей части инструмента.

В одном варианте выполнения указанные сопла могут быть размещены в заданной конфигурации вдоль боковой поверхности головки.

Выбор указанной схемы расположения определяется давлением в скважине у местоположения очищаемого объекта или очищаемого участка обсадной колонны, а также возможным давлением текучей среды, выталкиваемой через сопла, так, чтобы обеспечить наиболее оптимальное использование мощности насоса. Таким образом, обеспечивается гарантия того, что сопла не будут расположены слишком близко друг к другу и, соответственно, поток текучей среды, выталкиваемый через одно сопло, не будет сливаться с потоком из смежного сопла, что ухудшает очищающее воздействие.

Помимо этого, указанные сопла могут быть неподвижно закреплены в головке.

Кроме того, указанные сопла могут быть расположены с разнесением вдоль окружной периферийной поверхности.

Также скважинная очищающая система в соответствии с данным изобретением может содержать управляющее устройство для регулирования вращения вала и головки, содержащей сопла.

В одном варианте выполнения скважинная очищающая система может содержать управляющее устройство для регулирования скорости вращения головки, или обеспечения выбора сопла/сопел, через которое/которые допускается выталкивание текучей среды.

Наличие управляющего устройства предотвращает свободное вращение сопла/сопел, как это происходит в инструментах предшествующего уровня техники, в которых некоторые сопла конструктивно выполнены так, что они совершают вращение при выталкивании через них текучей среды под давлением. Соответственно, в этом случае по существу вся энергия текучей среды под давлением используется только для вращения сопла, а не для создания потока текучей среды под давлением, выталкиваемого через сопла.

Кроме того, управляющее устройство может быть управляющим гидроблоком, расположенным в инструменте для обеспечения выбора условия открытия одних сопел и закрытия других сопел.

В одном варианте выполнения управляющее устройство может быть электродвигателем, обеспечивающим вращение вала.

В другом варианте выполнения управляющее устройство может содержать зубчатую передачу, тормозной двигатель или центробежный тормоз.

Также управляющее устройство может быть управляющим гидроблоком, расположенным в инструменте для обеспечения выбора условия открытия одних сопел и закрытия других сопел.

Помимо этого, управляющее устройство может содержать управляющий гидроблок, расположенный в инструменте для обеспечения выбора условия открытия одних сопел и закрытия других сопел.

При наличии управляющего гидроблока для выбора выталкивающих текучую среду сопел, сопла, которые не обращены к очищаемому объекту, не выталкивают текучую среду, при этом все давление текучей среды используется для ее выталкивания через указанные сопла или сопла, обращенные к очищаемому объекту. Таким образом, в соплах, которые не обращены к очищаемому объекту, не происходит потеря энергии текучей среды под давлением, и/или не используется энергия для вращения головки, содержащей сопла. Помимо этого, за счет обеспечения выбора сопла/сопел, через которое/которые допускается выталкивание текучей среды, только одно или несколько сопел выталкивают текучую среду, при этом давление текучей среды, выталкиваемой из тех или иных сопел значительно больше по сравнению с ее выталкиванием через все сопла одновременно, даже если указанный объект проходит по всей окружности обсадной колонны. При этом способе каждое сопло может счищать более твердые вещества, такие как окалина, чем это было возможно при использовании инструментов предшествующего уровня техники, в которых наибольшая часть энергии текучей среды под давлением используется для вращения сопел.

Дополнительно указанная головка может содержать управляющий гидроблок, обеспечивающий регулирование подачи текучей среды к каждому соплу.

В одном варианте выполнения указанный вал может быть полым для подачи скважинной текучей среды к указанной головке.

В другом варианте выполнения препятствующий потоку элемент может быть уплотнительным устройством расширяющегося типа, надувным устройством, элементом из резины или эластомера.

Скважинная очищающая система в соответствии с данным изобретением может дополнительно содержать регулятор хода, который является устройством, обеспечивающим возвратно-поступательное движение головки, содержащей сопла, относительно продольного направления инструмента, или поршень, взаимодействующий с его корпусом, в котором расположено пружинное устройство, обеспечивающее возвратно-поступательное движение головки относительно продольного направления инструмента.

В одном варианте выполнения указанный инструмент может содержать анкерные средства.

В другом варианте выполнения выше по потоку от впускного отверстия или внутри него может быть расположен фильтр.

Кроме того, скважинная очищающая система может содержать скважинный движитель, обеспечивающий продвижение самой системы и продвижение инструмента в обсадной колонне.

Также скважинная очищающая система может содержать измерительное устройство, обеспечивающее измерение скорости вращения головки, содержащей сопла.

Дополнительно скважинная очищающая система может содержать управляющий блок для регулирования указанного измерительного устройства с поверхности.

В одном варианте выполнения указанная головка может содержать запорный клапан.

Помимо этого, скважинная текучая среда под давлением может быть текучей средой, находящейся в указанной первой части.

Кроме того, в скважинной текучей среде может быть повышено давление, когда она находится в первой части обсадной колонны.

Скважинная текучая среда может быть отобрана из указанной первой части для повышения ее давления.

Помимо этого, насосное устройство может откачивать текучую среду через сопла.

Данное изобретение также относится к очищающему инструменту, спускаемому на проводной линии, расположенному в скважине и имеющему продольное направление, содержащему

вращающуюся головку, содержащую множество сопел,

корпус инструмента, имеющий впускное отверстие, сообщающийся с соплами, для впуска скважинной текучей среды в указанный инструмент и ее выпуска через сопла,

препятствующий потоку элемент, расположенный на наружной стороне указанного корпуса, разделяющий инструмент на первую часть и вторую часть, а также разделяющий обсадную колонну на первую часть и вторую часть, и вращающийся вал, соединяющий указанную головку с корпусом, причем указанный вал может быть полым валом, обеспечивающим подачу скважинной текучей среды к соплам.

Указанный очищающий инструмент может дополнительно содержать соединительное звено, соединенное с указанным корпусом инструмента для присоединения инструмента к проводной линии.

Указанный инструмент может дополнительно содержать насосное устройство для повышения давления скважинной текучей среды в первой части обсадной колонны до давления, которое по существу превышает скважинное давление, а также превышает давление во второй части обсадной колонны, так что скважинная текучая среда закачивается через впускное отверстие и выпускается через сопла.

Также вышеуказанный инструмент может содержать управляющее устройство для регулирования скорости вращения головки, или обеспечения выбора сопла/сопел, через которое/которые допускается выталкивание текучей среды. Кроме того, управляющее устройство может быть управляющим гидроблоком, расположенным в указанном инструменте для обеспечения выбора условия открытия одних сопел и закрытия других сопел.

Указанный инструмент может дополнительно содержать управляющее устройство для регулирования вращения вала и головки, содержащей сопла.

Также указанный инструмент может дополнительно содержать управляющее устройство для регулирования скорости вращения головки, содержащей сопла.

Указанное управляющее устройство может быть электродвигателем, обеспечивающим вращение вала.

Помимо этого управляющее устройство может содержать зубчатую передачу, тормозной двигатель или центробежный тормоз.

Дополнительно указанный инструмент может дополнительно содержать регулятор хода, который является устройством, обеспечивающим возвратно-поступательное движение головки, содержащей сопла, относительно продольного направления инструмента, или поршень, взаимодействующий с его корпусом, в котором расположено пружинное устройство, обеспечивающее возвратно-поступательное движение указанной головки относительно продольного направления инструмента.

Указанный инструмент может дополнительно содержать измерительное устройство, обеспечивающее измерение скорости вращения головки, содержащей сопла.

И, наконец, данное изобретение относится к способу очищения, включающему этапы: введения очищающего инструмента указанной системы в соответствии с данным изобретением в обсадную колонну, приведение в действие насосного устройства и повышения давления в первой части обсадной колонны, вращение головки, содержащей сопла и очищение элемента в обсадной колонне посредством прохождения скважинной текучей среды через впускное отверстие в первой части обсадной колонны под давлением и выпуска через сопла во вторую часть обсадной колонны.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приведено более подробное описание данного изобретения и его многочисленных преимуществ со ссылкой на сопроводительные схематические чертежи, которые с иллюстративной целью показывают некоторые не ограничительные варианты выполнения, на которых

Фиг.1 показывает скважинную очищающую систему в обсадной колонне,

Фиг.2 показывает частичный вид сбоку в разрезе вдоль продольного направления скважинной очищающей системы,

Фиг.3 показывает частичный вид в разрезе другого варианта выполнения указанной системы, и

Фиг.4 показывает другой вариант выполнения скважинной очищающей системы, расположенной в обсадной колонне.

Все указанные чертежи являются весьма схематическими и не обязательно выполнены в масштабе, при этом они иллюстрируют только те части, которые необходимы для объяснения данного изобретения, поэтому другие части изъяты или просто предложены без объяснения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 показывает скважинную очищающую систему 1, предназначенную для очистки элемента 2, такого как газлифтный клапан (ГЛК), рукав или оправка бокового гнезда, в обсадной колонне 3, расположенной в скважине 4, содержащей текучую среду 5, имеющую давление Pw. Система 1 содержит обсадную колонну 3 и спускаемый на проводной линии очищающий инструмент 10. Инструмент 10 имеет продольное направление 11 и содержит в торце, наиболее удаленном от поверхности, вращающуюся головку 12, имеющую множество сопел 13, предназначенных для очищения газлифтного клапана посредством выброса скважинной текучей среды под высоким давлением через сопла в направлении указанного клапана.

За счет наличия очищающего инструмента или спускаемого на проводной линии очищающего инструмента 10 процедуру очищения можно выполнять в любом месте в скважине, а также в более горизонтально расположенных частях скважины. Для выполнения процедуры очистки не требуется использовать опорный ниппель. Предлагаемая система является легкой для использования, при этом указанный очищающий инструмент легко извлекается из скважины посредством втягивания проводной линии.

Очищающий инструмент 10 содержит корпус 14, имеющий впускное отверстие 15 для прохождения скважинной текучей среды в инструмент 10, при этом впускное отверстие 15 внутри инструмента сообщается с соплами 13. Скважинная текучая среда проходит через впускное отверстие и выходит через содержащую сопла головку, как показано стрелками. Инструмент 10 погружают в обсадную колонну 3 в скважине, при этом на наружной стороне 17 корпуса 14 расположен препятствующий потоку элемент 16, установленный или наполняемый воздухом так, что он разделяет обсадную колонну 3 на первую и вторую части 20 и 21. Такое решение создает возможность для повышения давления скважинной текучей среды в первой части 21 обсадной колонны от верхней части скважины посредством насосного устройства 23, при этом текучая среда продвигается во впускные отверстия 15 и вытесняется через сопла для очищения обсадной колонны или расположенных в ней элементов. Таким образом, вторая часть 21 обсадной колонны имеет по существу меньшее давление скважинной текучей среды, так что текучая среда под высоким давлением в первой части 20 может быть выпущена в виде сильных струй или потоков в скважинную текучую среду во второй части обсадной колонны. При этом способе обсадная колонна используется в качестве спирального гибкого длинномерного трубопровода или бурильной трубы для того, чтобы обеспечить сопла текучей средой под высоким давлением, однако текучая среда, выбрасываемая из сопел, является не специальной очищающей средой, а просто текучей средой, окружающей инструмент. Таким образом, на среду, окружающую очищаемый клапан, не оказывается вредного воздействия.

Как показано на фиг.1, инструмент 10 соединен с проводной линией 41. Указанный инструмент в первой части 18, расположенной выше препятствующего потоку элемента 16, содержит электронный блок 30, двигатель 31, насос 32 и анкерное средство 33. Во второй части 19 инструмента ниже указанного элемента 16 расположена головка 12, содержащая сопла. В другом варианте выполнения указанный инструмент может содержать батарею питания и, соответственно, при необходимости можно обойтись без указанной проводной линии, при этом указанный инструмент может подниматься вверх вместе с потоком, когда из препятствующего потоку элемента слегка выпущен воздух, или он освобожден от обсадной колонны и, таким образом, указанный препятствующий элемент служит в качестве парашюта.

На фиг.2 показано, что инструмент 10 содержит вращающийся вал 22, соединяющий головку 12 с корпусом 14. Регулирование вращения вала обеспечивает управляющее устройство 24 в виде электродвигателя с зубчатой передачей, тормозным двигателем или центробежным тормозом 25. Вал 22 является полым и сообщается с впускным отверстием 15 для подачи скважинной текучей среды к соплам 13 головки 12. Вал 22 соединен с управляющим устройством 24 двигателя, которое регулирует вращение головки 12 во время выталкивания текучей среды через сопла 13. Если отсутствует регулирование головки, то струя или поток 43 скважинной текучей среды, выталкиваемый из сопел, будет терять эффективность, так как текучая среда, выталкиваемая через сопла, будет заставлять головку вращаться слишком быстро, что в результате приводит к распределению выбрасываемой струи вдоль внутренней окружности обсадной колонны, а не к выталкиванию в виде прямой линии в радиальном направлении обсадной колонны. Таким образом, по существу вся энергия текучей среды под давлением используется для вращения сопла, а не для обеспечения потока текучей среды под давлением, выталкиваемого через сопла.

Препятствующий потоку элемент 16 показан в виде элемента из резины, который сжимается в продольном направлении 11 инструмента между двумя кольцами 42, выжимающими указанный элемент радиально наружу для уплотнения обсадной колонны при давлении 3000-5000 PSI (фунтов/дюйм², 210 - 350 кг/см²). Указанный элемент также может быть уплотнительным устройством расширяющегося типа, надувным устройством, или элементом из эластомера. Указанный элемент необязательно должен герметизировать внутреннюю стенку обсадной колонны, чтобы обеспечивать возможность для создания перепада давления между первой верхней частью обсадной колонны и второй нижней частью обсадной колонны.

Инструмент 10 закрепляют внутри обсадной колонны 3 анкерными средствами 35 так, что головка 12 расположена снаружи намеченного очищаемого участка. Затем надувают препятствующий потоку элемент 16 или устанавливают его, при этом приводят в действие насосный элемент 23, который повышает давление скважинной текучей среды в первой верхней части обсадной колонны 20. Затем скважинная текучая среда под большим давлением выталкивается в виде сильной струи через сопла 13 головки 12 по мере регулируемого вращения головки так, что при этом не происходит значительная потеря гидравлической мощности выбрасываемых струй. В некоторых вариантах выполнения указанный инструмент содержит только препятствующий элемент, наличие которого является достаточным для того, чтобы удерживать инструмент в заданном положении напротив очищаемого объекта или участка обсадной колонны.

Указанная головка содержит управляющий гидроблок 34, обеспечивающий выбор головки, которая будет выпускать или выбрасывать направленной струей жидкость для очищения клапана или подобного элемента. Гидроблок 34 обеспечивает регулирование открытия и закрытия сопел и/или подачи текучей среды к каждому соплу. Как можно видеть на фиг.1, показаны только два из сопел, впрыскивающих текучую среду в обсадной колонне для очищения элемента, такого как клапан. На фиг.2 показано только одно сопло, впрыскивающее текучую среду. Если для очистки объекта свободного, например, от твердой окалины, требуется высокая скорость текучей среды, то гидроблок единовременно пропускает струю только через одно сопло. Однако если потребуется большой объем текучей среды, то гидроблок пропускает струю через несколько сопел. Помимо этого, гидроблок содержит средство для регулирования угловых положений сопел вдоль окружной периферийной поверхности головки так, чтобы при выпуске их струи соударялись с очищаемым элементом.

Указанная головка имеет торцевую поверхность 51 и боковую поверхность 50, при этом сопла размещены в заданной конфигурации 52 вдоль боковой поверхности головки. Сопла расположены в рядах 53 с взаимным разнесением по окружности 54 головки. Выбор указанной конфигурации определяется возможным давлением текучей среды, выталкиваемой через сопла, а также давлением во второй части скважины у местоположения очищаемого объекта или участка обсадной колонны так, чтобы наиболее оптимально использовать мощность насоса. Заданная конфигурация гарантирует, что сопла не будут расположены слишком близко друг к другу и, соответственно, поток текучей среды, выталкиваемый через одно сопло, не будет сливаться с потоком или струей из смежного сопла, что ухудшает очищающее воздействие каждого потока или струи. Указанные сопла могут быть неподвижно закреплены в головке, создавая возможность для использования энергии текучей среды под давлением для выталкивания струи или потока через сопла при наиболее оптимальном угле атаки в зависимости от типа окалины или типа нежелательного элемента, который должен быть удален с очищаемого объекта. Указанные сопла конструктивно выполнены так, чтобы выталкивать сконцентрированный поток под заданным углом для обеспечения игольчатого или расклинивающего воздействия, разрушающего удаляемое вещество.

Для нанесения удара по большей намеченной площади указанный инструмент может содержать средства, обеспечивающие возвратно-поступательное движение головки, содержащей сопла. На фиг.2 показано, что поршень 26, взаимодействующий с корпусом 27, в котором расположено пружинное устройство, обеспечивает возвратно-поступательное движение головки 12 относительно продольного направления 11 инструмента 10. На фиг.3 показано, что инструмент 10 содержит регулятор хода 29, который является устройством, обеспечивающим возвратно-поступательное движение головки 12 относительно продольного направления 11 инструмента 10. Указанное движение головки 12 на фиг.3 обозначено сдвоенной стрелкой.

В другом варианте выполнения управляющее устройство является управляющим гидроблоком, содержащим вал с выемками в виде каналов, проходящих в продольном направлении и в наружную поверхность вала, при этом текучая среда, подаваемая к соплам, проходит в указанные каналы. Указанный вал приводится во вращение так, что некоторые каналы располагаются напротив некоторых сопел, что создает возможность для выталкивания ими текучей среды, а при повторном приведении во вращение вала указанные каналы располагаются напротив других сопел, которые становятся следующими соплами, обеспечивающими выталкивание потока текучей среды под давлением. При этом способе указанный вал приводится во вращение для обеспечения выбора сопла, выталкивающего текучую среду.

Указанный очищающий инструмент содержит фильтр 36, расположенный выше по потоку от впускного отверстия 15 или во впускном отверстии. На фиг.2 показано, что фильтр 36 или экран окружает часть инструмента 10, имеющего впускное отверстие 15. Инструмент 10 содержит несколько впускных отверстий, все из которых сообщаются с полым валом. Полый вал может быть внутри секционирован с образованием внутренней каркасной конструкции для упрочнения вала.

Как показано на фиг.4, скважинная очищающая система 1 может дополнительно содержать скважинный движитель 37, обеспечивающий продвижение самой системы и продвижение инструмента 10 в обсадной колонне 3. Указанный движитель 37 содержит колеса, расположенные на рычагах, и может использоваться в качестве анкерного средства для установки уплотнительного устройства расширяющегося типа. Скважинная очищающая система 1 также может содержать измерительное устройство 38, обеспечивающее измерение скорости вращения головки 12. Как показано на фиг.4, измерительное устройство 38 может быть расположено в регулирующем устройстве 24 движителя вокруг вала 22 так, что обеспечивается регулирование вращения головки со скоростью ниже 30 об/мин, предпочтительно ниже 25 об/мин и предпочтительнее ниже 20 об/мин. Управление регулирующим устройством 24 может выполняться с поверхности с помощью управляющего блока 39, показанного на фиг.4.

Перед процедурой очистки и после нее каротажный прибор очищающего инструмента может обследовать обсадную колонну для выявления участка или элемента обсадной колонны, который необходимо очистить, а также условие надлежащего очищения элемента, который должен был быть очищен.

Головка 12 в торце, противоположном торцу, соединенному с валом 22, может дополнительно содержать запорный клапан 40.

Инструмент 10 может содержать камеру с очищающей текучей средой, которая смешивается со скважинной текучей средой перед ее выталкиванием через сопла 13.

Под текучей средой или скважинной текучей средой понимается любой тип текучей среды, который может присутствовать в забое нефтяных или газовых скважин, например природный газ, нефть, буровой раствор на нефтяной основе, сырая нефть, вода и т.д. Под газом понимается любой тип состава газа, присутствующего в скважине, завершенной или не закрепленной обсадными колоннами, а под нефтью понимается любой тип состава нефти, например сырая нефть, содержащая нефть текучая среда и т.д. Газ, нефть и содержащие воду текучие среды могут, соответственно, все содержать другие элементы или вещества, отличные от газа, нефти и/или воды.

Под текучей средой под высоким давлением понимается текучая среда, проходящая с объемным расходом по меньшей мере 250 л/мин, предпочтительно по меньшей мере 300 л/мин и предпочтительнее 350 л/мин.

Под обсадной трубой понимается любой тип трубы, трубопровода, трубчатого элемента, обсадной трубы, обсадной колонны и т.д., которые используют в скважине при добыче нефти или природного газа.

В том случае, когда указанная система не является постоянно погруженной в обсадную колонну, возможно использование скважинного тягача для постоянного продвижения системы на место установки в скважине. Скважинный тягач является любым видом приводного устройства, способного продвигать прибор в скважину или вытягивать его из скважины, таким как устройство, зарегистрированное под торговым знаком Well Tractor®.

Несмотря на то что данное изобретение выше было описано в отношении предпочтительных вариантов выполнения данного изобретения, специалисту в данной области техники следует понимать, что возможно внесение различных модификаций без отклонения от данного изобретения, как определено в нижеследующей формуле изобретения.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к очищающей системе для элемента, расположенного в обсадной колонне скважины. Скважинная система содержит скважинную текучую среду под давлением, обсадную колонну, очищающий инструмент, имеющий продольное направление и содержащий вращающуюся головку, имеющую множество сопел, корпус инструмента, имеющий впускное отверстие, которое сообщается с соплами, для прохода скважинной текучей среды в указанный инструмент, препятствующий потоку элемент, расположенный на наружной стороне корпуса, разделяющий инструмент на первую часть и вторую часть, а также разделяющий обсадную колонну на первую часть и вторую часть, и вращающийся вал, соединяющий головку с корпусом. Система дополнительно содержит насосное устройство, обеспечивающее повышение давления скважинной текучей среды в первой части обсадной колонны до давления, существенно превышающего скважинное давление, а также превышающего давление во второй части обсадной колонны так, что скважинная текучая среда закачивается через впускное отверстие и выпускается через сопла. Инструмент содержит управляющее устройство для регулирования скорости вращения головки. Обеспечивается более простая и легче погружаемая в скважину конструкция очищающей системы. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Очищающий инструмент (10), спускаемый на проводной линии, расположенный в обсадной колонне и имеющий продольное направление (11), содержащий:
вращающуюся головку (12), содержащую множество сопел (13),
корпус (14) инструмента, имеющий впускное отверстие (15), сообщающееся с соплами для впуска скважинной текучей среды в указанный инструмент и ее выпуска через сопла,
препятствующий потоку элемент (16), расположенный на наружной стороне (17) указанного корпуса, разделяющий инструмент на первую часть (18) и вторую часть (19), а также разделяющий обсадную колонну на первую часть (20) и вторую часть (21), и
вращающийся вал (22), соединяющий указанную головку с корпусом,
причем указанный вал выполнен полым, обеспечивающим подачу скважинной текучей среды к соплам, причем указанный очищающий инструмент дополнительно содержит управляющее устройство для регулирования скорости вращения указанной головки.

2. Инструмент по п.1, в котором указанный инструмент дополнительно содержит насосное устройство (32) для повышения давления скважинной текучей среды в первой части обсадной трубы до давления, которое по существу превышает скважинное давление, а также превышает давление во второй части обсадной колонны, чтобы обеспечить закачивание скважинной текучей среды через впускное отверстие и ее выпуск через сопла.

3. Инструмент по любому из пп.1 или 2, в котором управляющее устройство также предназначено для обеспечения выбора сопла/сопел, через которое/которые допускается выпуск текучей среды.

4. Инструмент по п.3, в котором управляющее устройство является управляющим гидроблоком, расположенным в инструменте для обеспечения открытия одних сопел и закрытия других сопел.

5. Скважинная очищающая система (1), предназначенная для чистки элемента (2), расположенного в обсадной колонне (3) в буровой скважине (4), содержащей скважинную текучую среду (5) под давлением (Pw), содержащая: обсадную колонну, и
очищающий инструмент (10), спускаемый на проводной линии, выполненный по любому из пп.1-4,
причем указанная система дополнительно содержит насосное устройство (23), обеспечивающее повышение давления скважинной текучей среды в первой части обсадной колонны до давления, существенно превышающего скважинное давление, а также превышающего давление во второй части обсадной колонны так, что скважинная текучая среда закачивается через впускное отверстие и выпускается через сопла, причем система дополнительно содержит управляющее устройство (24) для регулирования скорости вращения указанной головки.

6. Система по п.5, в которой указанное управляющее устройство (24) дополнительно предназначено для обеспечения выбора сопла/сопел, через которое/которые допускается выталкивание текучей среды.

7. Система по п.5, в которой управляющее устройство является управляющим гидроблоком (34), расположенным в инструменте для обеспечения выбора условия открытия одних сопел и закрытия других сопел.

8. Система по п.1, дополнительно содержащая управляющее устройство (24) для регулирования вращения указанного вала и головки, содержащей сопла.

9. Система по любому из пп.5-8, в которой управляющее устройство является электродвигателем, обеспечивающим вращение вала.

10. Система по любому из пп.5-8, в которой управляющее устройство содержит зубчатую передачу, тормозной двигатель или центробежный тормоз (25).

11. Система по любому из пп.5-8, в которой указанные сопла прочно закреплены в головке.

12. Система по любому из пп.5-8, в которой указанный вал выполнен полым для подачи скважинной текучей среды к указанной головке.

13. Система по любому из пп.5-8, в которой препятствующий потоку элемент является уплотнительным устройством расширяющегося типа, надувным устройством, элементом из резины или эластомера.

14. Система по любому из пп.5-8, дополнительно содержащая регулятор хода (29), который является устройством, обеспечивающим возвратно-поступательное движение указанной головки относительно продольного направления инструмента, или поршень (26), взаимодействующий с корпусом (27) поршня, в котором расположено пружинное устройство (28), обеспечивающее возвратно-поступательное движение головки относительно продольного направления инструмента.

15. Система по любому из пп.5-8, в которой выше по потоку от впускного отверстия или внутри впускного отверстия расположен фильтр (36).

16. Система по любому из пп.5-8, дополнительно содержащая скважинный движитель (37), обеспечивающий собственное продвижение и продвижение инструмента в обсадной колонне.

17. Система по любому из пп.5-8, дополнительно содержащая измерительное устройство (38), измеряющее скорость вращения головки.

18. Система по п.17, дополнительно содержащая управляющий блок (39) для регулирования указанного измерительного устройства с поверхности.

19. Система по любому из пп.5-8 или 18, в которой указанная головка содержит запорный клапан (40).

20. Способ очищения, включающий этапы:
введение очищающего инструмента по любому из пп.1-4 в обсадную колонну, приведение в действие насосного устройства и повышения давления в первой части обсадной колонны,
вращение головки, содержащей сопла, и
очищение элемента в обсадной колонне, посредством прохождения скважинной текучей среды через впускное отверстие в первой части обсадной колонны под повышенным давлением и выпуска ее через сопла во вторую часть обсадной колонны.