Способ комбинированной промывки песчаной пробки в скважине Советский патент 1992 года по МПК E21B21/00 

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть использовано для промывке пробки в скважине при капитальном и текущем ремонте.

В процессе эксплуатации слабосцементированных пород в нефтяных и газовых скважинах, а также при закачке воды в нагнетательные скважины образуются песчаные пробки в стволе скважины. Зачастую эти пробки бывают очень крепкие и для очистки их применяют способ комбинированной промывки. Этот же способ применяется и при разбуривании в эксплуатационной колонне цементных стаканов, полимерно-там- нонажных материалов, составов типа Контарен и др. с использованием забойных двигателей Д-85, Д-54 и других приспособлений и устройств,

Известен способ комбинированной промывки, заключающийся в спуске колонны промывочных труб до глубины 5-10 м выше пробки, восстановлении циркуляции промывочной жидкостью (водой, нефтью,

глинистым раствором и др.), оборудовании устья герметизирующей головкой, навора- чивании на промывочные трубы рабочей трубы и осуществлении прямой промывки закачиванием промывочной жидкости через промывочный шланг и вертлюг, размыв пробки и вытеснение ее в кольцевое пространство путем постепенного спуска колонны промывочных труб пока вертлюг не дойдет до фланца, а затем для ускорения выноса размытой породы на поверхность изменения направления движения промывочной жидкости, переключением ее в кольцевое пространство, т. е. проведении обратной промывки. При этом после выноса размытой породы на поверхность производят очередное наращивание труб и жидкость вновь переключают в промывочные трубы для размыва пробки, а далее в такой последовательности цикл повторяют до полной промывки всей пробки.

Основным недостатком этого способа являются большая продолжительность про(Л

С

vi

vj С ч|

ел

цесса промывки песчаной пробки и потребность значительного количества промывочной жидкости ввиду необходимости обратной промывки песчаной пробки после каждого спуска труб до чистой промывочной жидкости. Следует отметить, что при промывке песчаной пробки без полного выноса на поверхность при очередном наращивании промывочных труб происходит перелив жидкости в трубы, загрязнение рабочей площадки и удлинение процесса промывочных работ.

Известен также способ осуществления прямой и обратной циркуляции жидкости в скважине путем использования клапанного устройства при освоении и исследовании бурящих скважин.

Недостатком этого способа является невозможность осуществления прямой промывки песчаной пробки с использованием известного клапанного устройства, т. к. струя промывочной жидкости, проходя через боковой канал в корпус клапанного устройства, попадает в кольцевое пространство, теряет размывающую ударную силу и сразу поднимается по кольцевому пространству на поверхность без осуществления процесса размыва и вытеснения песчаной пробки.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ комбинированной промывки песчаной пробки в скважине, включающий спуск промывочных труб до песчаной пробки, оборудование последней трубы (верхней) клапанным устройством, затем спуск дополнительной трубы большего диаметра на верхнем и нижнем концах которой монтируют самоуплотняющие манжеты. Эта труба вместе с эксплуатационной колонной и промывочными трубами составляет наружную и внутреннюю камеры. При этом жидкость подают во внутреннюю камеру, далее она проходит через отверстие в клапанном устройстве, поступает в промывочную трубу, достигает башмака труб, размывает струей песчаную пробку и пескожидкостная смесь по кольцевому пространству поднимается наверх. После размыва песчаной пробки на величину промывочной трубы производят подачу жидкости в наружную камеру, при этом пескожидкостная смесь поднимается по промывочным трубам, затем попадает во внутреннюю камеру и выносится на поверхность. Далее производят наращивание промывочной трубы с клапанами и операцию повторяют. При этом процесс наращивания труб по этой технологии включает: спуск специальной промывочной трубы, извлечение на поверхность после промывки

пробки и замену ее очередной промывочной трубой, затем повторный спуск специальной промывочной трубы.

Основными недостатками этого способа являются сложность конструкции и низкая надежность применяемого оборудования ввиду включения в себя двухрядной камеры, наличие трущихся узлов и герметизирующих резиновых самоуплотня0 ющих манжет, а также невозможность предотвращения перелива жидкости в трубы, загрязняющей рабочее место при наращивании промывочных труб в процессе прямой промывки песчаной пробки и большой

5 расход промывочной жидкости. Нерациональный расход жидкости вызван тем, что размытая песчаная пробка на величину одной трубы занимает по объему часть промывочных труб, а при выносе этой пробки

0 приходится каждый раз кроме этого объема прокачивать еще и полный объем промывочных труб.

Целью изобретения является ускорение процесса промывки песчаной пробки, со5 кращение расхода промывочной жидкости и повышение надежности осуществления способа.

Поставленная цель достигается тем, что после спуска труб до песчаной пробки пер0 вую наращиваемую трубу оборудуют клапанным устройством, выполненным из двух клапанов, смонтированных параллельно, причем давление открытия прямого клапана регулируют на большее, чем давление от5 крытия обратного клапана, производят размыв и вытеснение верхней части песчаной пробки в затрубное пространство, с созданием под ней подпорной буферной зоны, а вынос песчаной пульпы на поверхностьосу0 ществляют обратной промывкой после накопления ее в объеме равном или более внутреннего объема промывочных труб. Кроме того, в разработанном способе наращивание труб производится путем последо5 вательного спуска труб, без применения специальной промывочной трубы, что приводит к сокращению при наращивании одной промежуточной спуско-подъемной операции трубы.

0 Клапанное устройство, используемое в разработанном способе для осуществления комбинированной промывки песчаной пробки,приведено на чертеже.

Устройство состоит из корпуса 1, седел

5 2 и 3, запорных элементов 4 и 5, пружин 6 и 7, а также упорных шайб 8 и 9.

Принцип работы клапана прямого действия заключается в следующем.

Например, при создании давления в полости промывочных труб больше чем 0,01

МПа запорный элемент - шарик 5 прижимает пружину 7, открывая проход для жидкости. При этом осуществляется циркуляция жидкости из труб в затрубное пространство. При прекращении закачки жидкости избыточное давление снижается до атмосферного и пружина 7 выталкивает шарик 5 обратно, перекрывает проходное сечение и предотвращает перелив жидкости.

Принцип действия обратного клапана заключается в следующем.

При создании давления в зэтрубном пространстве больше чем 0,5 - 1,0 МПа запорный элемент, например шарик 4, прижимает пружину 6, открывая проход для жидкости. При этом осуществляется циркуляция жидкости из затрубного пространства в промывочные трубы. При прекращении закачки жидкости избыточное давление снижается и под усилием пружины 6 шарик 4 перекрывает проходное сечение и предотвращает перелив жидкости.

Пример. Способ осуществляется в следующей последовательности. Вначале трубы спускают до песчаной пробки. Затем на первой наращиваемой трубе устанавливают клапанное устройство, состоящее из двух клапанов, смонтированных параллельно, причем один из клапанов отрегулирован на давление прямой промывки величиной 0,01 МПа, а другой т для обратной промывки на относительно большее давление, равное 0,5 - 1,0 МПа. Далее методом прямой промывки производят размыв пробки, вытеснение в затрубное пространство. После промывки песчаной пробки на всю величину допущенной трубы продолжают циркуляцию до создания под взвешенной песчаной пульпой подпорной буферной зоны из промывочной жидкости расчетной высоты, препятствующей осаждению и образованию пробки из самых крупных частиц песка за время наращивания трубы.

Прекращают закачку жидкости и начинают наращивать очередную трубу. Смонтированное в полости трубы клапанное устройство не допускает перелива в трубы, а наличие подпорной буферной зоны предотвращает скопление и прихват труб осаждаемым песком за время перерыва захачки жидкости.

После завершения процесса наращивания продолжают циркуляцию и допуск трубы. При этом, как и в первом случае, промывку пробки осуществляют методом прямой промывки, вытесняя размытый песок в затрубное пространство. После накопления песчаной смеси в затрубном пространстве в объеме, равном и более внутреннему объему промывочных труб, что

является наиболее оптимальным, осуществляют вынос размытого песка на поверхность методом обратной промывки. Таким образом создается цикл, включающий следующие технологические операции: наращивание трубы - размыв пробки и вытеснение ее в затрубное пространство - циркуляция и создание буферной зоны - наращивание трубы - размыв пробки и вы0 теснение ее в затрубное пространство - циркуляция и создание буферной зоны - вынос песка обратной промывкой. Причем количество наращиваний труб с размывом песчаной пробки и вытеснением ее в затруб5 нов пространство, с последующей циркуляцией и созданием подпорной буферной зоны зависит от мощности песчаной пробки, геометрических размеров скважины (диаметра эксплуатационной колонны и

0 промывочных труб). В дальнейшем цикл работ по промывке песчаной пробки продолжают до полного его выноса на поверхность.

Таким образом, использование предла5 гаемого способа комбинированной промывки песчаной пробки по сравнению с известным способом промывки позволяет: упростить применяемое оборудование, повысить надежность его работы;

0 ускорить процесс промывки песчаной пробки, сократить расход промывочной жидкости и снизить затраты на промывочные работы;

предотвратить перелив жидкости в тру5 бы и загрязнение рабочего места, повысить культуру производства и безопасность работ;

применять в скважинах любой категории и диаметра эксплуатационной колонны.

0Формула изобретения

Способ комбинированной промывки песчаной пробки в скважине, включающий спуск промывочных труб до пробки, оборудование клапанным узлом, частичный раз5 мыв песчаной пробки методом прямой промывки, вынос размытого песка на поверхность методом обратной промывки и последующее наращивание промывочных труб, отличающийся тем, что. с целью

0 ускорения процесса промывки песчаной пробки, сокращения расхода промывочной жидкости и повышения надежности осуществления способа, промывочные трубы оборудуют клапанным узлом с параллельно

5 размещенными прямым и обратным клапанами с давлением открытия прямого клапана большим, чем давление открытия обратного клапана, производят размыв и вытеснение верхней части песчаной пробки в затрубное пространство с созданием под

ней подпорной буферной зоны, а вынос песчаной пульпы на поверхность осуществляют после

накопления ее в объеме, равном или большем внутреннего объема промывочных труб.

Использование: промывка пробки в скважине при капитальном и текущем ремонте. Сущность изобретения: осуществляют спуск труб до пробки, оборудуют клапанным узлом с клапаном прямого действия, параллельным обратному, с давлением открытия, большим давления открытия обратного клапана. Производят размыв и вытеснение верхней части песчаной пробки в затрубное пространство с созданием под ней подпорной буферной зоны. Вынос песчаной пульпы на поверхность осуществляют после накопления е.е в объеме, равном или более внутреннего объема промывочных труб.1 ил.

д