Очиститель колонн, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле Российский патент 2024 года по МПК E21B37/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для очистки внутренней поверхности обсадных колонн при ремонтных работах в скважинах, позволяет с наименьшими затратами времени и средств произвести очистку внутренней поверхности обсадных колонн в требуемых интервалах со сбором и последующим удалением продуктов очистки.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности обсадной колонны (патент RU № 47433, МПК Е21В 37/02, опубл. 27.08.2005 г., Бюл. № 24), состоящее из корпуса с проходным каналом и радиальными отверстиями. К нижней части корпуса посредством гайки прикреплен наконечник. На наружной поверхности корпуса герметично установлена втулка, подпружиненная пружиной. Корпус выше радиальных отверстий и втулка на своих боковых поверхностях снабжены радиальными каналами, которое частично взаимно перекрыты между собой. Снизу ко втулке присоединена коническая насадка, образующая с наконечником кольцевой зазор, регулируемый наконечником и гайкой. В проходном канале корпуса установлен клапан.

Недостатками являются абразивный износ оборудования и засорение скважины песком.

Известен способ очистки колонны лифтовых труб от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) (патент RU № 2495232, МПК Е21В 37/02, опубл.10.10.2013, Бюл. № 28), заключающийся в спуске подвешенного скребка по колонне лифтовых труб и его принудительном подъеме при работающем глубинном насосе. Для спуска и подъема скребка используют многожильный электрический бронированный кабель и мобильный подъемник с гидрофицированной лебедкой, верхнюю и нижнюю части скребка снабжают электронагревательными элементами с тем, чтобы при остановке скребка в пробке из АСПО была возможность нагрева отложений в эоне скребка до текучего или жидкого состояния, а при остановке скребка в пробке из АСПО во время его подъема дополнительно снижают давление в колонне лифтовых труб выше пробки путем разрядки устьевого давления в лифтовых трубах до атмосферного направлением скважинной продукции в открытую емкость или межтрубное пространство скважины, предварительно разряженное до атмосферного давления, причем скорость снижения устьевого давления должна соответствовать скорости принудительного подъема скребка с тем, чтобы избежать опережающего движения скребка и захлеста гибкого звена.

Недостатками способа являются высокие энергозатраты и неэффективность при очистке труб большого диаметра.

Известен спускаемый на кабеле скважинный инструмент для очистки (патент RU № 2658922, МПК Е21В 37/02, опубл. 26.06.2018, Бюл. № 18). Устройство представляет собой спускаемый на кабеле скважинный инструмент для очистки, выполненный с возможностью соскабливания и удаления отложений. Инструмент имеет центральную ось, протяженность в продольном направлении и содержит корпус, имеющий первую и вторую часть, выполненный с возможностью выдвижения держатель, шарнирно соединенный с первой частью корпуса первым концом, держатель выполнен с множеством долот на втором конце и с возможностью перемещения между втянутым положением и выдвинутым положением относительно корпуса для приведения долот в контакт с объектом посредством узла приведения в действие держателя. Инструмент содержит выполненный с возможностью вращения вал, расположенной во второй части корпуса и соединенный с возможностью вращения с первой частью корпуса для обеспечения вращения выполненного держателя. Долота расположены вдоль траектории, проходящей от второго конца к первому концу выполненного с возможностью выдвижения держателя. Держатель имеет протяженность поперек центральной оси инструмента по меньшей мере во втянутом положении, так что долота держателя обеспечивают возможность скобления всей площади внутреннего поперечного сечения обсадной колонны при его вращении. Повышается эффективность очистки, расширяются технологические возможности устройства.

Недостатками являются сложность конструкции и отсутствие защиты кабеля от кручения, отсутствие возможности сбора продуктов очистки.

Известен скважинный чистящий инструмент (патент RU № 2655278, МПК Е21В 37/02, опубл. 24.05.2018, Бюл. № 15). Устройство содержит корпус инструмента, имеющий канал и стенку, по меньшей мере одно впускное отверстие в стенке корпуса инструмента. Впускное отверстие соединено с возможностью передачи текучей среды с каналом. Элемент для удаления твердых частиц соединен с корпусом инструмента и выполнен с возможностью отделения твердых частиц от внутренней поверхности обсадной колонны или хвостовика. Секция очистки текучей среды содержит камеру, фильтр, расположенный внутри камеры и выполненный с возможностью разделения твердых частиц и текучей среды, и насос, соединенный с возможностью передачи текучей среды с каналом и выполненный с возможностью закачивания текучей среды с отделенными твердыми частицами через впускное отверстие в камеру. Элемент удаления твердых частиц содержит по меньшей мере одну выступающую часть, выступающую из корпуса инструмента. Рядом с выступающими частями может быть расположено по меньшей мере одно впускное отверстие для закачивания отдельных твердых частиц.

Недостатками являются неэффективный способ отделения твердых частиц от поверхности колонны и сложный механизм сбора продуктов очистки применением насоса.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности обсадной колонны (патент RU № 188533, МПК Е21В 37/02, опубл. 16.04.2019, Бюл. № 11). Очиститель колонн на геофизическом кабеле, управление которым осуществлено от пульта управления через геофизический кабель, включает корпус с приборной головкой для присоединения к геофизическому кабелю, в котором размещен электродвигатель с планетарным редуктором, обеспечивающие вращение очистительных скребков посредством сборного вала, при этом электродвигатель с планетарным редуктором приводят в действие также гидросистему с гидрокомпенсатором и регулятором давления, обеспечивающие выдвижение прижимных роликов с возвратными пружинами и очистительных скребков, поджатых пружинами, к стенкам колонны, при этом очиститель также содержит электромагнитный клапан, который после окончания очистки возвращает гидросистему в исходное состояние, соединения загерметизированы уплотнительными элементами.

Недостатками устройства являются низкая надежность из-за частой поломки консольно закрепленных ножей скребка и отсутствие возможности сбора и утилизации продуктов очистки.

Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности и надежности устройства, а также исключение выпадения в осадок продуктов очистки.

Технические задачи решаются очистителем колонн, спускаемым в скважину на геофизическом кабеле, содержащим корпус с приборной головкой для присоединения к геофизическому кабелю, в котором размещен электродвигатель с планетарным редуктором, обеспечивающие вращение очистительных скребков посредством вала.

Новым является то, что вал выполнен полым и установлен на неподвижной оси при помощи подшипников, причем к оси снизу присоединена при помощи быстроразъемного соединения желонка с фильтром, снабженная подпружиненным центратором с юбкой, а вал верхним концом присоединен к шестерне редуктора электродвигателя при помощи сателлитов, при этом на валу установлены скребки шарнирно-рычажной конструкции, зафиксированные на нем при помощи втулки и механизма прижима скребков к стенкам колонны, включающего возвратную и ограничительные пружины, гайку, выполненную с возможностью продвижения по валу по наружной резьбе в пределах рабочего хода и зафиксированную тормозным цилиндром, соединенным с неподвижной осью.

На фиг. 1 показан в продольном разрезе, очиститель колонн, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле.

На фиг. 2 – 8 показаны поперечные сечения очистителя колонн.

Очиститель колонн (фиг. 1), управление которым осуществлено от пульта управления через геофизический кабель, включает корпус 1 с приборной головкой 2 для присоединения к геофизическому кабелю, в котором размещен электродвигатель 3 с планетарным редуктором 4, обеспечивающие вращение очистительных скребков 5 посредством полого вала 6.

Вал 6 установлен на неподвижную ось 7 при помощи подшипников 8.

К оси 7 снизу присоединена желонка 9 для сбора продукции очищения, исключающая выпадение их в осадок и засорение скважины.

Очистительные скребки 5 выполнены шарнирно-рычажной конструкции и расположены на полом валу 6 с возможностью занимать рабочее и транспортные положения в результате перемещения нижнего, подвижного конца конструкции. Этот конец выполнен в виде втулки 10 с элементами сочленения рычагов 11 конструкции очистительных скребков 5, и расположен между возвратной 12 и ограничительной 13 пружинами, входящими в механизм прижима скребков 5. Движение этой втулки 10 (скольжение вдоль полого вала 6) происходит в результате передачи через ограничительную пружину 13 усилия движения гайки 14. А гайка 14 выполнена с возможностью продвижения по резьбе 15 на внешней стороне полого вала 6 в пределах своего рабочего хода и приторможена с внешней стороны тормозным цилиндром 16, соединенным с неподвижной осью 7.

Когда начинает вращаться ось 7 с полым валом 6, связанная с выходной шестерней 17 редуктора 4 электродвигателя 3 через сателлиты 18, гайка 14, продвигаясь по резьбе 15 на валу 6, нажимает через ограничительную пружину 13 на втулку 10 и преодолевая усилие возвратной пружины 12, прижимает скребки 5 к стенкам колонны скважины. Таким образом начинается процесс очищения колонны. Продукты очищения, осыпаясь, попадают в желонку 9, имеющую фильтр 19 и собираются в ней для последующей утилизации. Желонка 9 выполнена с подпружиненным центратором 20 и снабжена быстроразъемным соединением 21. На центраторе 20 выполнена гибкая, направляющая юбка 22, обеспечивающая сбор продуктов очищения в желонку 9.

При обратном вращении электродвигателя 3 гайка 14 возвращается в исходное состояние, а возвратная пружина 12 возвращает подвижную втулку 10 в транспортное положение, прижимая скребки 5 к полому валу 6 в их транспортное положение. Все внутренние полости, содержащие подшипники и шестерни заполнены маслом и гидрозащищены от скважинного флюида.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Очиститель в сборе присоединяют к геофизическому кабелю, соединяют с пультом управления (на фиг. 1-8 не показан) и проводят пробное включение. После этого спускают очиститель в скважину на геофизическом кабеле в нижнюю точку интервала проработки. Включают очиститель с пульта управления. При этом электродвигатель 3 с планетарным редуктором 4 осуществляют вращение полого вала 6. Это вращение приводит в движение стопорную гайку 14 по резьбе 15 на полом валу 6 и обеспечивает прижим скребков 5 к поверхности колонны (на фиг. 1-8 не показана), воздействуя на их шарнирно-рычажную конструкцию через ограничительную пружину 13. Скребки 5 начинают процесс очистки колонны, при этом продукт очистки, осыпаясь, попадает в желонку 9 и собирается из-за прохождения скважинного флюида через фильтр 19 во время медленного подъема очистителя. После проработки заданного интервала на короткое время меняют направление вращения двигателя с пульта управления. Стопорная гайка 14 двигается обратно в пределах своего рабочего хода по резьбе 15. Возвратная пружина 12 складывает конструкцию скребков 5, прижимая к полому валу 6. Можно переходить на следующий интервал или завершить очистку, поднимая устройство на устье и утилизируя продукта очистки.

Очиститель колонн, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле эффективен и надежен, а также позволяет исключить выпадение в осадок продуктов очистки.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для очистки внутренней поверхности обсадных колонн при ремонтных работах в скважинах. Устройство, спускаемое в скважину на геофизическом кабеле, содержит корпус с приборной головкой для присоединения к геофизическому кабелю, в котором размещен электродвигатель с планетарным редуктором, обеспечивающие вращение очистительных скребков посредством вала. Вал выполнен полым и установлен на неподвижной оси при помощи подшипников, причем к оси снизу присоединена при помощи быстроразъемного соединения желонка с фильтром, снабженная подпружиненным центратором с юбкой. Вал верхним концом присоединен к шестерне редуктора электродвигателя при помощи сателлитов. На валу установлены скребки шарнирно-рычажной конструкции, зафиксированные на нем при помощи втулки и механизма прижима скребков к стенкам колонны, включающего возвратную и ограничительные пружины, гайку, выполненную с возможностью продвижения по валу по наружной резьбе в пределах рабочего хода и зафиксированную тормозным цилиндром, соединенным с неподвижной осью. Обеспечивается эффективность и надежность, исключается выпадение в осадок продуктов очистки. 8 ил.

Очиститель колонн, спускаемый в скважину на геофизическом кабеле, содержащий корпус с приборной головкой для присоединения к геофизическому кабелю, в котором размещен электродвигатель с планетарным редуктором, обеспечивающие вращение очистительных скребков посредством вала, отличающийся тем, что вал выполнен полым и установлен на неподвижной оси при помощи подшипников, причем к оси снизу присоединена при помощи быстроразъемного соединения желонка с фильтром, снабженная подпружиненным центратором с юбкой, а вал верхним концом присоединен к шестерне редуктора электродвигателя при помощи сателлитов, при этом установленные на валу скребки выполнены шарнирно-рычажной конструкции и зафиксированы на нем при помощи втулки и механизма прижима скребков к стенкам колонны, включающего возвратную и ограничительные пружины, гайку, выполненную с возможностью продвижения по валу по наружной резьбе в пределах рабочего хода и зафиксированную тормозным цилиндром, соединенным с неподвижной осью.