СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИННЫХ ФИЛЬТРОВ Российский патент 2018 года по МПК E21B37/08 

Изобретения относятся к области нефтегазодобывающей промышленности и могут быть применены для очистки горизонтальной части ствола скважины и сеток фильтрующих элементов (скважинных фильтров).

Известно устройство для очистки скважинного фильтра, выбранное в качестве аналога, включающее корпус с промывочными отверстиями, присоединяемый к трубам для подачи очищающего агента. Для подачи агента в работающую скважину используют гибкую трубу от колтюбинговой установки. Корпус снабжен гидромониторными насадками, и в нем выполнены проточки с возможностью создания эффекта завихрения восходящего потока (патент РФ №37144, опубликован 10.04.2004 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность через него провести обратную промывку из-за установки со стороны нижнего торца корпуса технологической заглушки.

Известно устройство для очистки скважин, выбранное в качестве аналога, содержащее жестко закрепленный на НКТ статор в виде шайбы с каналами, ротор с крыльчаткой, штудирующий элемент. Каналы статора выполнены под углом к плоскости крыльчатки ротора. Ротор расположен между статором и штудирующим элементом. НКТ выполнена с возможностью перемещения с закрепленными на ней элементами вдоль участка перфорированной обсадной колонны. Статор, ротор и штудирующий элемент закреплены на нижнем участке НКТ. Шайба оснащена раструбом, жестко закрепленным на конце НКТ. Конец НКТ в раструбе имеет отверстия. Штуцирующий элемент закреплен на наружной поверхности НКТ жестко или с возможностью вращения (патент РФ №2408777, опубликован 10.01.2011 г.).

Недостатком известного устройства является возможность заклинивания ротора при попадании механических примесей.

В качестве прототипа выбрано устройство для селективной очистки каналов перфорации и обработки призабойной зоны. Устройство включает жестко закрепленный на НКТ ствол, имеющий вид стакана с отверстиями в его стенках, выполненными под углом, корпус и ротор. В качестве корпуса устройства использован участок перфорированной обсадной колонны. Ротор оснащен жестко закрепленными в нем крыльчаткой и подшипниками скольжения, причем имеется возможность перемещения НКТ с закрепленными на ней элементами устройства вдоль корпуса устройства (патент РФ №2304700, опубликован 20.08.2007 г.).

Недостатками устройства-прототипа являются недостаточные эффективность и надежность из-за наличия вращающегося элемента (ротор) с подшипниками скольжения, которые могут заклиниваться при попадании в них механических примесей, а также невозможность проведения обратной промывки через устройство.

Известен способ для одновременной селективной очистки каналов перфорации и обработки призабойной зоны пласта условно бесконечной толщины, выбранный в качестве прототипа, включающий спуск перемещаемых на насосно-компрессорной трубе (НКТ) элементов устройства для очистки каналов перфорации и обработки призабойной зоны, выполненных в виде статора и ротора с каналами, прокачивание рабочего агента под давлением через устройство. Устройство снабжают корпусом в виде участка перфорированной обсадной колонны. Статор выполняют в виде шайбы с отверстиями, расположенными под углом к плоскости крыльчатки ротора, оснащенной элементом, герметизирующим пространство между статором и корпусом устройства. На наружной поверхности НКТ жестко закрепляют штуцирующий элемент и статор. Ротор располагают между статором и штудирующим элементом и выполняют заодно с крыльчаткой. Подъем-спуск элементов устройства, закрепленных на наружной поверхности НКТ, осуществляют подъемником с поверхности в пределах корпуса устройства (патент РФ №2359114, опубликован 20.06.2009 г.).

К недостаткам способа-прототипа относятся недостаточные эффективность и надежность из-за наличия вращающегося элемента (ротор), который может заклиниваться при попадании механических примесей; сложность реализации способа в связи с необходимостью герметизации пространства между статором и корпусом устройства; невозможность проведения обратной промывки через устройство.

Задачами, решаемыми изобретениями, являются осуществление очистки горизонтальной части ствола скважины и сеток фильтрующих элементов (скважинных фильтров) от механических примесей, фильтрата бурового раствора, солей, асфальтенов, карбонатных и прочих отложений с помощью прямой и обратной промывок за одну спуско-подъемную операцию; повышение эффективности и надежности проведения очистки.

Указанные задачи решаются тем, что способ очистки скважинных фильтров включает спуск на насосно-компрессорной трубе - НКТ устройства для очистки скважинных фильтров, прокачку по НКТ промывочной жидкости, при этом согласно изобретению устройство оснащают обратным клапаном, пропускающим жидкость снизу вверх, производят спуск устройства на НКТ в первый интервал фильтра и запускают прямую промывку прокачкой по НКТ промывочной жидкости через штуцера, установленные в радиальных каналах корпуса устройства, далее перемещают устройство в следующий интервал фильтра, продолжая прокачку по НКТ промывочной жидкости, а после дохождения до забоя производят обратную промывку подачей промывочной жидкости в кольцевое пространство между НКТ и обсадной трубой и подъемом ее вместе с вымытыми со стенок обсадной колонны и фильтра механическими примесями и частицами отложений через открытый обратный клапан по проходному каналу устройства и НКТ на поверхность, по окончании работ извлекают устройство из скважины.

Совокупность всех вышеперечисленных признаков обеспечивает технический результат.

Перед очисткой следующего интервала фильтра проводят промежуточную обратную промывку.

Устройство для очистки скважинных фильтров для реализации способа содержит корпус с радиальными каналами, центраторы, при этом центральные радиальные каналы выполнены перпендикулярными к оси корпуса, крайние верхние - наклонными к оси корпуса в сторону верхней части корпуса, а крайние нижние - наклонными к оси корпуса в сторону нижней части корпуса, радиальные каналы оснащены штуцерами, а ниже радиальных каналов установлен обратный клапан, пропускающий жидкость снизу вверх.

Выполнение радиальных каналов корпуса устройства с различным углом наклона к оси корпуса обеспечивает эффективную очистку всего интервала фильтра, а оснащение штуцерами предотвращает износ радиальных каналов при проведении очистки. Отсутствие вращающихся элементов в конструкции устройства и применение штуцеров повышает надежность проведения очистки скважинных фильтров. Размещение в устройстве ниже радиальных каналов обратного клапана позволяет провести обратную промывку для выноса механических примесей на поверхность без дополнительных спуско-подъемных операций.

Схема устройства для очистки скважинных фильтров приведена на чертеже.

Устройство для очистки скважинных фильтров (далее по тексту - устройство) состоит из корпуса 1, в котором имеются радиальные каналы 2, центральные из которых выполнены перпендикулярными к оси корпуса, крайние верхние - наклонными к оси корпуса в сторону верхней части корпуса, а крайние нижние - наклонными к оси корпуса в сторону нижней части корпуса. Радиальные каналы 2 оснащены штуцерами 3. Выше и ниже корпуса 1 установлены центраторы 4, нижний из которых соединен с корпусом 1 с помощью переходника 5. Ниже радиальных каналов 2 в верхней части переходника 5 размещен обратный клапан 6, выполненный в виде тарельчатого клапана и пропускающий жидкость снизу вверх. Обратный клапан 6 соединен с переходником 5 с помощью держателя 7 и пружины 8. В нижней части устройства установлена воронка 9.

Штуцеры 3 служат для предотвращения износа радиальных каналов 2 при проведении очистки скважинных фильтров.

Держатель 7 с пружиной 8 прижимают и удерживают в закрытом положении обратный клапан 6.

Реализация способа приведена в описании работы устройства.

Перед спуском устройства осуществляют промывку ствола скважины.

Устройство соединяют с НКТ (не показана) и спускают в первый интервал фильтра (не показан). Запускают прямую промывку прокачкой по НКТ промывочной жидкости, которая через штуцера 3 радиальных каналов 2 под действием размывающей силы потока очищает фильтр от механических примесей, фильтрата бурового раствора, солей, асфальтенов, карбонатных и прочих отложений. Далее перемещают устройство в следующий интервал фильтра, продолжая прокачку по НКТ промывочной жидкости. После дохождения до забоя производят обратную промывку подачей промывочной жидкости в кольцевое пространство между НКТ и обсадной трубой (не показано). В результате механические примеси и частицы отложений вместе с промывочной жидкостью поступают в полость устройства через воронку 9. Под действием напора жидкости обратный клапан 6 открывается и промывочная жидкость вместе с вымытыми со стенок обсадной колонны и фильтра механическими примесями и частицами отложений поднимается по проходному каналу устройства 10 и НКТ на поверхность. По окончании работ устройство извлекают из скважины.

В отдельных случаях, при больших количествах механических примесей и отложений, возможно проведение промежуточной обратной промывки перед очисткой следующего интервала фильтра.

Таким образом, предлагаемые изобретения (способ и устройство, объединенные единым изобретательским замыслом) позволяют осуществить очистку горизонтальной части ствола скважины и сеток фильтрующих элементов (скважинных фильтров) от механических примесей, фильтрата бурового раствора, солей, асфальтенов, карбонатных и прочих отложений с помощью прямой и обратной промывок за одну спуско-подъемную операцию, а также повысить эффективность и надежность проведения очистки.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применена для очистки горизонтальной части ствола скважины и сеток фильтрующих элементов. Способ включает спуск на насосно-компрессорной трубе (НКТ) устройства для очистки скважинных фильтров, прокачку по НКТ промывочной жидкости. Устройство оснащают обратным клапаном, пропускающим жидкость снизу вверх, производят спуск устройства на НКТ в первый интервал фильтра и запускают прямую промывку прокачкой по НКТ промывочной жидкости через штуцера, установленные в радиальных каналах корпуса устройства. Далее перемещают устройство в следующий интервал фильтра, продолжая прокачку по НКТ промывочной жидкости. После дохождения до забоя производят обратную промывку подачей промывочной жидкости в кольцевое пространство между НКТ и обсадной трубой и подъемом ее вместе с вымытыми со стенок обсадной колонны и фильтра механическими примесями и частицами отложений через открытый обратный клапан по проходному каналу устройства и НКТ на поверхность. По окончании работ извлекают устройство из скважины. Центральные радиальные каналы корпуса устройства выполнены перпендикулярными к оси корпуса, крайние верхние - наклонными к оси корпуса в сторону верхней части корпуса, а крайние нижние - наклонными к оси корпуса в сторону нижней части корпуса. Обеспечивается возможность очистки за одну спуско-подъемную операцию, повышается эффективность и надежность проведения очистки 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ очистки скважинных фильтров, включающий спуск на насосно-компрессорной трубе - НКТ устройства для очистки скважинных фильтров, прокачку по НКТ промывочной жидкости, отличающийся тем, что устройство оснащают обратным клапаном, пропускающим жидкость снизу вверх, производят спуск устройства на НКТ в первый интервал фильтра и запускают прямую промывку прокачкой по НКТ промывочной жидкости через штуцера, установленные в радиальных каналах корпуса устройства, далее перемещают устройство в следующий интервал фильтра, продолжая прокачку по НКТ промывочной жидкости, а после дохождения до забоя производят обратную промывку подачей промывочной жидкости в кольцевое пространство между НКТ и обсадной трубой и подъемом ее вместе с вымытыми со стенок обсадной колонны и фильтра механическими примесями и частицами отложений через открытый обратный клапан по проходному каналу устройства и НКТ на поверхность, по окончании работ извлекают устройство из скважины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед очисткой следующего интервала фильтра проводят промежуточную обратную промывку.

3. Устройство для очистки скважинных фильтров, содержащее закрепленные на НКТ корпус с радиальными каналами, центраторы, отличающееся тем, что центральные радиальные каналы выполнены перпендикулярными к оси корпуса, крайние верхние - наклонными к оси корпуса в сторону верхней части корпуса, а крайние нижние - наклонными к оси корпуса в сторону нижней части корпуса, радиальные каналы оснащены штуцерами, а ниже радиальных каналов установлен обратный клапан, пропускающий жидкость снизу вверх.