Устройство для сооружения гравийного фильтра Советский патент 1982 года по МПК E21B43/04 

(5A) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА

Г

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано для сооружения гравийного фильтра в зоне продуктивного пласта.

Известно устройство для образования гравийной набивки на забое скважины, включающее хвостовик с щелевым фильтром, узлом подвески, пакёром, инструмент для намыва гравия с, узлом перекрестных потоков, промывочной трубой, уплотнителями и дефлекторными кольцами. Дефлекторные кольца располаг.аются внутри щелевого фильтра и играют роль местных гидравлических сопротивлений потоку жидкости гравиеносителюр J.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сооружения гравийного фильтра, содержащее хвостовик с узлом подвески, надфильтровую трубу, щелевой фильтр с концентрично установленной в нем промывочной трубой, узел перекрестных потоков

И узел для передачи ударных нагрузок на фильтр 2.

Недостаток этих устройств заключается в том, что для создания виб рации на фильтре необходимо вращать всю колонну спускных труб, что может привести к преждевременному выходу их из строя,в результате чего снижается надежность создания гравийного фильтра.

Цель изобретения - повышение надеж-, ности сооружения гравийного фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленным в промывочной трубе под«5пружиненным поршнем и закрепленной на нем гильзой с радиальными отверстиями в средней, с обратным клапаном в нижней и дроссельной насадкой в верхней частях, а узел для переда30чи ударных нагрузок на фильтр выполнен в виде ударников с инерционными массами, связанными тягой с гильзой, причем ударники установлены в нижней части промывочной трубы с возможностью взаимодействия с фильтром На фиг. 1 изображено устройство для намыва гравийного фильтра в исходном положении с инструментом внут ри щелевого фильтра хвостовика, общий вид на фиг. 2 - то же)в момент воздействия ударника на щелевой фильтр, при открытом сливном клапане. Устройство для намыва гравийного фильтра включает в себя инструмент для подачи гравийной пульпы с корпусом 1 подводящим патрубком 2, связанным циркуляционным отверстием 3 с наружной поверхностью корпуса 1 между встречными уплотнителями . К нижнему концу корпуса 1 присоединена промывочная труба 5 с заглушен ным снизу концом, содержащая встреч ные уплотнители 6, между которыми в стенке промывочной трубы 5 выполнены отверстия 7- Циркуляционное отверстие 3 в подводящем патрубке 2 перекрыто втулкой 8, удерживаемой штифтом 9- В промывочной трубе 5 ниже подводящего патрубка 2 установлен подпружиненный полый поршень 10, выполненный заодно с гильзой ,11, опирающийся на седло 12. В осев канале гильзы 11 установлен обратный клапан 13, дроссель Т, Наружная по верхность гильзы 11 и внутренняя п мывочной трубы 5 образуют кольцевой обводной канал 15, связанный радиал ными отверстиями 16 гильзы 11 с осе вым каналом поршня 10. В промывочной трубе 5 по ее длине равномерно расположены на оси 17 ударники 18, верхние концы которых выходят через отверстия в промывочн трубе 5 за ее предегы, а нижние крицы расположены по оси промывочно трубы 5 с возможностью взаимодействия с инерционными массами 19, связанными тягами 20 с гильзой 11. Ине ционные массы 19 установлены на тяге 20 со скольжением и опираются на стопорные шайбы 21. В комплект устройсува для намыва гравийного фильтра входит также хвостовик 22, состоящий из узла 23 подвески с якорем и пакером tна фиг.1 и 2 условно надфильтровой трубы 2k с цир куляционным отверстием 25, щелевого фильтра 26. Корпуса 1 инструмента верхни| концом связан с колонной труб 27 4. и содержит радиальные 6твepctия 28, соединяющие межтрубное пространство над узлом 23 подвески, хвостовика 22 с внутренней полостью промывочной трубы 5| которая гидравлически связана с внутренней полостью щелевого фильтра 2б радиальными отверстиями 7Устройство для намыва гравийного фильтра на забое скважины работает следующим образом. На колонне труб 27 устройство в сборе опускается в скважину, в зону продуктивного пласта. Осуществляют операцию по креплению хвостовика 22 внутри обсадной колонны известным способом. Выкручивают корпус 1 инструмента из хвостовика 22 и осуществляют операцию по промывке щелевого фильтра 26 и расширенной зоны скважины от остатков глинистого раствора li механических частиц. Промывочная жидкость подается по колонне труб 27, подводящему патрубку 2, каналу втулки 8 в промывочную трубу 5. Из промывочной трубы 5 промывочная жидкость подается через «дроссель I поршня 10, проходит осевой канал гильзы 11, отжимает обратный клапан 13 и поступает в нижнюю часть промывочной трубы 5 откуда через отверстия 7 между уплотнителями 6 действует на поверхность щелевого фильтра 2б. При этом инструмент с промывочной трубой 5 перемещают относительно щелевого фильтра 26 для обра- . ботки всей его поверхности. Поток промывочной жидкости проходит через щелевой фильтр 2б в расширенную зону скважины и по кольцевому зазору между стенкой скважины и хвостовиком 22 мимо узла 23 подвески (пакер еще не перекрывает внутрь хвостовика 22 до совмещения циркуляционного отверстия 3 с отверстием запитки пакераД Бросают шарик, который перекрывает осевой канал втулки 8, и повышают давление. Втулка 8 срезает штифт 9, при этом открывается циркуляционное отверстие 3 и осуществляется запитка пакера. Доспускают инструмент до контакта корпуса 1 с торцом хвостовика 22. При этом циркуляционное отверстие 3 находится на одном уровне с циркуляционным отверстием 25 в надфильтровой трубе 2. Осуществляют подачу гравийной пульпы tсмесь гравия в жидкости - гравиеносителе); по колонне труб 27, подводящему патрубку 2 через совмещенные циркуляционные отверстия 3 и 25 в расширенную зону скважины. Гравий оседает на забое, а жидкость - гравиеноситель отфильтровывается на щелевом фильтре 26 и поступает через отверстие 7 в промывочную трубу 5. Давление в расширенной зоне сква жины и внутри промывочной трубы 5 растет и действует на торцовую площадь гильзы 11. При определенном давлении гильза 11 отжимается от седла 12 и из-за увеличения площади резко поднимается вверх и отрывается от седла 12. Происходит переток жидкости - гравиеносите ля по обводному каналу 15 через радиальные отверстия 16 к насадке, которая рег лирует скорость истечения жидкости - гравиеноситеяя. Далее жидкость - гравиеноситель по промывочной трубе 5 и кольцевому зазору между промывочной трубой 5 1|и подводящим патрубком 2 подается JK радиальным отверстиям 28, откуда по межтрубному пространству выходит на поверхность. При перемещении вверх поршня 10 гильзой 11 и тягой инерционные массы 19 взаимодействую с нижним плечом ударника 18. Ударник 18 поворачивается на оси 7 и верхним плечом резко ударяет по вну ренней поверхности щелевого фильтра 26, заставляя его вибрировать. Виб рация передается на близлежащие частицы гравия, что способствует уплотнению гравийной набивки. Расхо жидкости. - гравиеносителя через дро сель 1 поршя 10 превышает производительность наземного насосного агр гата, поэтому при открытой гильзе 1 давление в расширенной зоне скважины падает. Поршень 10 гильзой 11. под действием пружины садится на седло 12. Инерционная масса 19 под действием собственного веса перемещается в промывочной трубе 5 вниз и выходи из контакта с нижним плечом ударника 18. Ударник 18 поворачивается на оси 17 и возвращается в исходное положение под действием упругих сил возникающих при деформации стенки щелевого фильтра 26. Давление в рас ширенной зоне скважины вновь возрас тает, ипроцесс повторяется. Коли 6чество ударов в минуту, согласно расчетов, находится в пределах 20-60 и зависит от расхода наземного насосного агрегата, диаметра насадки и вязкости жидкости - гравиеносителя, а также от параметров пласта. Намыв гравийной набивки ведут до полного заполнения гравия расширенной зоны и кольцевого зазора между- надфильтровой трубой и стенкой обсадной колонны. Уровень гравийной набивки доходит до циркуляционного отверстия 25. При этом на нагнетательной линии насоса резко повышается давление, что сигнализирует об окончании процесса намывки. Подачу гравия прекращают.. Осуществляют обратной циркуляцией вымыв излишков гравия из инструмента и колонны труб 27. Промывочная жидкость подается по межтрубному пространству через радиальные отверстия 28, кольцевой зазор между надфильтровой трубой 2k и подводящим патрубком 2 проходит к уплотнителю j, отгибает его и через циркуляционное отверстие 3, подводящий патрубок 2 и колонну труб 27 возвращается на поверхность. Промывку прекращают при отсутствии частиц гравия в промывочной жидкости. Осуществляют подъем инструмента на поBepxHocTb. В скважину внутрь щелевого фильтра 2б опускают эксплуатационное оборудование и вызывают приток пластовой жидкости. Экономический эффект от использования изобретения будет заключаться в более надежной и длительной эксплуатации скважины с повышенным дебитом, увеличением длительности межремонтного периода. Формула изобретения Устройство для сооружения гравийного фильтра, содержащее хвостовик с узлом подвески, надфильтровую трубу, щелевой фильтр с концентрично установленной в нем промывочной трубой , узел перекрестных потоков и узел для передачи ударных нагрузок на фильтр, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности сооружения гравийного фильтра, оно снабжено установленным в промывочной трубе подпружиненным