Устройство для предотвращения пескования скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B43/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРЩЕНИЯ ПЕСКОВАНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к строи- тельству и ремонту буровых скважин и может быть использовано при установке фильтров для борьбы с Пескова- . нием нефтяных, водяных и других скважин, продуктивные пласты которых сложены рыхлыми или слаьосцементированными породами.

Известно устройство для предотвращения пескования скважин, включающее фильтр с сальником и надфильтровую трубу 1 .

Недостаток устройства заключается в том, что конструкции сутцествующих сальников еще не совершены и процент пескопроявляющих скважин через них еще сравнительно высок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для предотвращения пескования скважин, включяюпер фильтр с надфиль тровой трубой, направляющую воронку и сальник, герметизирующий кольцевое пространство 2.

Недостаток его заключается в том, что при спуске фильтра в скважину сальник непрерывно трется о шероховатые стенки обсадных труб. Особенно значительные нарушения сальника происходят при прохождении стыков труб в муфтовых соединениях. Причем с ростом глубины скважины истирание (нарушение) сальника увеличивается. Кроме того, после спуска фильтра

10 сальник устанавливается в необработанной шероховатой части обсадных труб, что приводит к необходимости выполнения ремонтных работ с целью устранения пескования скважин. Иногда

15 эти работы проводят сразу же после освоения скважины или в процессе его выполнения.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

20

Постаиленная цель достигается тем, что оно снабжено патрубком с конической перфорированной частью концентрично установленной в надфильтроВОЙ трубе, а сальник размещен в коль цевом зазоре между патрубком и надфиль тровой трубой. На фиг. 1 представлено устройство для предотвращения пескования.в необсаженной продуктивной части скважи ны, на фиг, 2 - то же, в обсаженной продуктивной части скважины. Устройство вклкзчает насосные трубы 1, патрубок 2 с конической перфорированной частью 3, пружину 4, сальник 5, надфильтров по трубу 6, центратор 7, обсадную (эксплуатацион ную) колонну 8, фильтрующие элементы 9, продуктивный пласт 10.дбратный клапан 11, направляющую воронку 12, перфорированную .часть обсадной колонны 13, глубинный насос,14. Сначала собранньй на поверхности фильтр 9 с сальниковым узлом 5,, содержащим направляющую воронку 12, спускают в скважину до проектной глу бины на спусковых трубах или штангах С помощью центраторов 7.концентрично устанавливают фильтр .на забой сква ншны, отсоединяют.от фильтра инструмент и спусковые трубы или штанги поднимают на поверхность. Затем в скважину спускают насосные или фонтанные трубы 1, оборудованные наконечником 2, содержащим внизу коническую часть и проходные отверстия, и концентрически.вводят его через направляющую воронку 12, сальник 5 в надфильтровуютрубу 6 (в фильтр). При этом обеспечивается герметизация кольцевого зазора между наконечником и фильтром. Эта герметизация достигается определенным Натягом, возникающим -от контактного давления на участке соприкасающихся поверхностей уплотнительного элемен и наконечника. В зависимости от глубины скважины глубинный насос 14 устанавливают на таком расстоянии от направляющей во ронки, чтобы не было с ней касаний при растяжении насосных труб 1 во время работы этого насоса. Передача осевой знакопеременной нагрузки на фильтр, действующий от растяжения насосных труб может отрицательно ск заться на фильтре и ускорить выход его из строя. Поэтому длина наконеч1сика 2 при глубинно-насосной добыче рекомендуется 1,2м плюс длина раст ки насосных труб. При фонтанно добы че длина наконечника может быть рекомендована в пределах 1,5-2,0 и более метров, т.е. с учетом глубины скважины и давления выталкивающего наконечника 2 из сальника 5. При установке ))онтанных труб 1 на пьедестал фонтанной арматуры они не должны касаться нижней муфтой направляющей воронки 12. Устройство работает следующим образом. Ввиду того, что кольцевой зазор между фильтр.ом и подъемными трубами надежно перекрыт сальником 5, через который пропущен .прием глубинного насоса или фонтанного лифта, то при запуске скважины флюид продуктивного пласта 10, содержащий мехпримеси (песок), начнет поступать в скважину не иначе как через фильтр и далее отсепарированная им жидкость пойдет на прием подъемных труб. При этом столб жидкости в зат.рубном пространстве, в зависимости от интенсивности отбора, может опуститься от статического уровня до какого-то рабочего положения (динамического уровня. А поскольку флюид пласта поступает на прием подъемных труб только через фильтр, то движения жидкости вверх за надфильтровой трубой не происходит. Проникновению песка через башмак фильтра воспрепятствует обратный клапан 11. Исключением являются случаи восстановления статического уровня- после остановок скважин или возможного небольшого подъема динамического уровня во время работы скважины. Но в этих случаях скорости движения жидкости по затрубному пространству вверх незначительны, так как эти процессы происходят в течение нескольких часов, а иногда и суток. Кроме того, объемы жидкости, поступающей в затрубное пространство также незначительны. После остановки скважины какая-то часть объема уже отфильтрованной жидкости, находящейся в подъемных трубах, поступает в затрубное пространство и ускоряет восстановление статического уровня в скважине, что является положительным процессом. На основании этого подъема песка по затрубному пространству не происходит. Долговечность работы уплотнительного элемента сальника обеспечивается применениемв местах уплотнения там, где это необходимо, полированных поверхностей, а также изготовлением

ушютнительного элемента из известных современных материалов, обладающих большой износостойкостью, у которых объемны истирания при данных условиях работы настолько малы, что они могут компенсироваться поджимом, например, с помощью пружины 4. Поэтому уплотнительный элемент сальник может сохранить свою работоспособность на весь период работы фильтра и заменяться только во время замены последнего.

Использование устройства обеспечивает, по сравнению с существующими, следующие преимущества:

а)повышение надежности и долговечности работы сальника за счет применения полированных поверхностей

во всех необходимых местах его уплотнения, повышения контактного давления на участке герметизации уплотнительного элемента и транспорт сальника по стволу скважины без повреждени этого элемента;

б)резкое снижение числа ремонтов скважины по причине поступления песка через сальник;

в)упрощение и повышение возможности офрезерования (оммва) вышедшего из строя фильтра с целью его замены при капитальном ремонте скважины.

г)улучшение условий прохождения фильтра по стволу скважины,

д)-улучшение условий промывки возможного осадка при спуске фильтра

в скважину до заданной глубины.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения пескования скважин, включающее фильтр с надфильтровой трубой, направляющую воронку и сальник, герметизирукнций кольцевое пространство, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено патрубком с конической перфорированной нижней частью, концентрично установленной в надфиль тровой трубе, а сальник размещен в кольцевом зазоре между патрубком и надфипьтровой трубой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Дубровский В.В. Справочник по бурению скважин на воду. Гостоптехиздат, 1960, с. 342-344 (прототип).