Устройство для обработки гравийного фильтра Советский патент 1985 года по МПК E03B3/18 

О)

00 I Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьшленности и может быть использовано для восстановлени дебита пескопроявляющих скважин. Известно устройство для обработки гравийного фильтра скважины, содержащее наземный вибратор, жестко связанный с колонной труб, на внешней стороне которой расположены дис ки с окнами и обратными клапанами, Внутри трубы установлена перегородк на одном уровне с дисками. При включении вибратора диски с окнами, расположенные на колонне труб, совершают продольнонаправленные колебания, возбуждая в скважине импульсы гидродинамического давления, которые воздействуют на гравийный фильтр и стенки скважины. Че рез обратные клапаны производится перекачка жидкости в интервалах меж ду дисками. Импульсный поток, создаваемь1й при вибрировании рабочего органа, распространяется в призабойную зону. При циркуляции мелких частиц в импульсном потоке облегчается их последующий вынос из скважи ны через окна, расположенные в верх ней части рабочего органа под обратным клапаном, обеспечивающим сое динение восходящего потока жидкости из скважины в процессе создания гра вийной набивки. При перемещении.колонны труб вниз обратные клапаны за крыты, при движении вверх - открыты LI, к недостаткам устройства следует отнести необходимость применения специального наземного оборудования невозможность получения после обработки плотной гравийной набивки, а также наличие длинного связующего звена между вибратором и рабочим органом устройства - колонны труб. Это снижает зффективность проведения процесса очистки, так как колон на труб является в этом случае демп фером. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее отводящую и подводящую трубы и уплотнители для перекрытия затрубного пространства, вьтолненные в виде удлиненных пакетов , размещенных на определенном расстоянии друг от друга на внешней поверхности отводящей трубы. Между вторым и третьим пакерами, считая 68 сверху, в отводягаей трубе имеются отверстия. Подводящая труба через колонну насосно-компрессорньпс труб связана с наземным источником давления и с полостью скважины между первым и вторым, третьим и четвертым пакерами С2 3 Однако обработка пласта или гра-+ вийной набивки в пределах одной установки осуществляется стационарным потоком промывочной жидкости, что снижает эффективность выноса мелких закупоривающих частиц и может, привести к снижению плотности гравийной набивки . Наличие двух одновременно действующих потоков, восходящего и нисходящего, не дает возможности про вести эффективную обработку одного из ийтервалов, так как промывочная жидкость направляется по интервалу, который обладает меньщим гидравлическим сопротивлением, т,е. менее загрязнен. При этом некоторые интервалыпрактически не проходят обработку потоком промывочной жидкости. При проведении обработки невозможно осуществить контроль за качеством обработки каждого интервала. Целью изобретения является повыщение эффективности обработки гравийного фильтра путем периодического принудительного изменения направления и скорости гидравлических потоков промывочной жидкости, Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее подводящую и отводящую трубы и уплотнители для перекрытия затрубного пространства, снабжено дополнительной отводящей трубой и размещенным в подводящей трубе распределителем потока, состоящим из гидроцилиндра с жиклером, дифференциального порщня с удлинителем, выполненных с осевым каналом и отверстиямив стенке удлинителя, золотника с пружиной, упора и возвратной пружины, расположенной в нижней части гидроцилиндра, при этом надпоршневая полость гидроцилиндра сообщается через жиклер с подводящей трубой, подпоршневая с отводящей, а осевой канал дифференциального порщня и удлинителя сообщается с затрубным пространством и через отверстие в удлинителе с подпоршневой полостью гидроцилиндра. Причем отводящие трубы снабжены регулировочными клапанами. На фиг.1 показано устройство для обработки гравийного фильтра в поло жении, когда осушествляется восходя щий поток промывочной жидкости через гравийный фильтр, распраделител и далее на поверхностьj на фиг,2 устройство в .момент переключения потока промывочной жидкости по филь ру на нисходящий; на фиг.З - сечение А-А на фиг.} на фиг,4 - золотник во время восходящего потока про мывочной жидкости в гравийном фильт ре. Устройство для обработки гpaвийного фильтра содержит подводящу С трубу 1, связанную верхним концом с колонной насосно-компрессорных труб . (НКТ) 2, Труба 1 свободно проходит внутри обсадной колонны 3 и щелевого фильтра 4 и содержит на внешней стороне уплотнители 5-7, которые перекрывают кольцевой зазор между трубой 1 и внутренней поверхностью обсадной колонны 3, а также щелевого фильтра 4, Внутри трубы 1 закреп лен распределитель 8 потока, связанный с отводящей трубой 9. выходя щей нижним концом из наружной поверхности трубы между уплотнителя ми 5 и 6 , Труба 9 снабжена регулиро вочным клапаном Ю, В трубе 1 ниже распределителя потока установлена вторая отводящая труба 11, верхний конец которой выведен на наружную поверхность трубы 1 вьппе уплотнителя 5, а нижний конец проходит чере.э галушку в торце трубы 1. Во второй отводящей трубе 11 установлен регулировочный клапан 12, Между уплотнителями 6 -и 7 труба имеет отверстия 13, сообщающие ее внутреннюю полость с полостью щелевого Фильтра 4 Распределитель 8 потока содержит гидроцилиндр 14, внутри которого установлены дифференциальный поршень 1 и удлинитель 16, имеющие общий осевой канал17, перекрытый на нижнем конце заглушкой- В нижней части удлинителя 16 выполнены радиальные отверстия 18 и установлен с возможностью перемещения золотник 19 с пружиной 20, имеющий возможность занимать два фиксираванных положения. В средней части гидроцилиндра 14 ниже дифференциального поршня 15 выполнен упор 21, а в нижней части, в месте соединения с отводящим патрубком 95 установлена возвратная пружина 22. Кольцевая камера 23 между внутренней поверхностью гидроцилиндра 14 и дифференциальным поршнем 15 сообщается через жиклер 24 с внутренней полостью трубы 1, Осевой каиал поршня 15 и удлинитель 16 гидравлически связаны через канал 125 с кольцевым межтрубным пространством. Устройство для обработки гравийного фильтра работает следукяцим образом. На колонне НКТ 2 устройство опускают в скважину в зону продуктивного пласта, оборудованную гравийным фильтром. Уплотнители 5-7 перекрывают кольцевой зазор-в скважине. Уплотнитель 5 контактирует с внутренней стенкой обсадной колонны 3. Упт, лотнители 6 и 7 расположены в зоне гравийного фильтр а. По колонне НКТ 2 по-ают под давлением промывочнуюжидкость, которая поступает во внутренню полость трубы 1,проходит через радиальные отверстия 13 в гравийную набивку за щелевым фильтром 4. Промывочная жидкость протекает на гравийной набивке и возвращается во внутреннюю полость щелевого фильтра 4 под уплотнителем 6, проходит по отводящей трубе 9 через регулировочный клапан 10 и поступает во внутреннюю полость гидроцилиндра 14 под дифференциальным поршнем 15. Золотник 19 при этом находится на удлинителе 16 в фиксированном нижнем положении, при котором радиальные отверстия 18 в удлинителе 16 открыты. Восходящий поток промывочной жидкости вместе с загрязняющими частицами породы поступает из подпоршневой полости в гидроцилиндре 14 через радиальные отверстия 18 в осевой канал 17 и-канал 25, в кольцевое межтрубное пространство скважиньг Одновременно промывочная жидкость из внутренней полости трубы 1 подается через жиклер 24 в кольцевую камеру 23 .1ОД дифференциальным поршнем i 5, способствуя его перемещению вниз. Клапан 10 отводящего патрубка 9 открывается при определенном перепаде давления. Регулировочный клапан 12 второго отводящего патрубка 11 закрыт, так как он рассчитан на больший перепад давления, чем регулировочный клапан 10, Поскольку давление внутри гидроцилиндра 14 под дифференциальным поршнем 15 ниже давления в кольцевой камере 23 на величину рабочего перепада давления регулировочного клапана 10 и гидродинамических потерь потока промывочной жидкости в гравийном фильтре и отводящем патрубке 9, то поршень 15 перемещается вниз со скоростью, определяемой расходом промывочной жидкости через жиклер 24. При подходе поршня 15 к крайнему нижнему положению золотник 19 упирается в возвратную пружину 22,сжимая ее. При дости,жении определенного усилия сжатия пружина 22 переводит золотник 19 в верхнее фиксированное положение, перекрывая при этом радиальные отверстия 19В удлинителе 16, При этом восходящий поток промывочной жидкости прерывается, давление промывочной жидкости в полости скважины растет, что приводит к открытию при определенном перепаде регулировочного клапана 12 во второй отво-, дящей трубе 11, Промывочная жидкость (фиг.2) направляется по гравийной набивке вниз и через регулировочный клапан 12, отводящую трубу 11 поступает в кольцевое межтрубное пространство скважины и далее на поверхность. При этом на площадь дифференциального поршня 15, равную разности площади сечения гидроцилиндра 14 и кольцевой площади ди ЬЛеренциального поршня -15 в кольцевой камере 23, снизу действует перепад давления, равный рабочему перепаду давления на клапане 12. Под действием этого перепада дифференциальный- поршень 15 перемещается вверх со скоростью, определяемой расходом жидкости через жиклер 24 из кольцевой камеры 23.

При подходе поршня 15 к крайнему верхнему положению золотник 19 через пружину 20 взаимодействует с упором 21, Пружина 20 сжимается и при достижении определенного усилия сжатия перекидывает золотник 19 в нижнее фиксированное положение, тем самым открывая радиальные отверстия 19 удлинителя 16 и переключая поток промывочной жидкости с нисходящего на восходящий. Цикл завершен.

В дальнейшем работа устройства повторяется по описанной схеме. Процесс изменения направления движения потока промывочной жидкости по гравийной набивке осуществляется

периодически в автоматическом режиме в течение всего времени подачи промывочной жидкости.

При периодическом изменении направления движения потока по гравийному фильтру на противоположное на закупоривающие частицы действуют силы, переменные по величине и направлению. Периодическое-изменение величиныи направления скорости фильтрации промывочной жидкости способствует улучшению результатов промывки,

Проводя обработку гравийного

фильтра на одном интервале, устройство колонной труб перемещают Bbmie на следующий интервал и процесс обработки повторяют. При перемещении на следующий интервал предьодущий

интервал обрабатывается только нисходящим потоком, что способствует уплотнению уже промытой гравийной набивки.

После обработки гравийного фильтра по всей его мощности устройство колонной НКТ поднимают на поверхность и скважину пускают в эксплуатацию.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства для обработки гравийного Фильтра заключается в высокой конечной производительности скважины, увеличении межремонтного периода.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА, состоящее из подводящей и отводящей труб и уплотнителей для перекрытия затрубного пространства, отличающеес я тем, что, с целью повьшения эффективности обработки фильтра путем периодического принудительного из3, менег я направления и скорости гид, равлических потоков промывочной жидкости, снабжено дополнительной отводящей трубой и распределителем потока, размещенным в подводящей трубе, состоящим из гидроцилиндра с жиклером, дифференциального поршня с удлинителем, выполненных с осевым каналом и отверстиями в стенке удлинителя, золотника с пружиной, упора, и возвратной пружины, размещенной в нижней части гидроцилиндра, при этом надпорщневая полость гидроцилиндра сообщается через жиклер с подводящей трубой, подпоршневая - с VO отводящей, а осевой канаа дифференциального псзрщня и удлинителя сообщается с затрубным пространством и через отверстие в удлинителе с подпорщневой полостью гидроцнлиндра. 2. Устройство по п 1, отличающееся тем, что отводящие трубы снабжены регулировочными клапанами.