RU37142U1 - WELL CLEANING DEVICE - Google Patents

Description

Объект-устройство „ ,.Device object „,.

Устройство для очистки скважиныWell Cleaning Device

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве оборудования для очистки призабойной зоны пласта и забоя скважины от шлама, песка, парафина, смол и других трудноизвлекаемых промывкой отложений.The proposal relates to the oil industry and can be used as equipment for cleaning the bottomhole formation zone and borehole bottom from sludge, sand, paraffin, resins and other deposits difficult to be washed by washing.

Известно устройство для очистки скважины ( Патент RU № 2068079, МКИ 6 Е 21 В 37/00, 21/00, 1996г.), состояшее из полого штока с кольцевым выступом и установленными на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпуса с обратным клапаном, соединенного с хвостовиком и пакером, причем шток и хвостовик вьшолнены с радиальными каналами, срезных и уплотнительных элементов.A device for cleaning a well is known (Patent RU No. 2068079, MKI 6 E 21 V 37/00, 21/00, 1996), consisting of a hollow rod with an annular protrusion and a whip valve and compression spring mounted on it, a body with a check valve, connected to the shank and packer, and the rod and shank are made with radial channels, shear and sealing elements.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

сложность конструкции и недостаточная жесткость;design complexity and lack of rigidity;

возможность выхода из строя нижнего уплотнения корпуса из-за срезания его при прохождении через него перфорированных отверстий штока;the possibility of failure of the lower housing seal due to cutting it when passing through it the perforated rod holes;

низкая эффективность очистки скважины, обусловленная тем, что сообщение подпакерного пространства с внутренним пространством колонны насоснокомпрессорных труб (ПКТ) произойдет раньше, чем будет достигнута окончательная запакеровка скважины, в результате этого внутреннее пространство колонны НКТ будет заполнена скважинной жидкостью, а не загрязнениями пласта и пластовой жидкостью;low efficiency of well cleaning, due to the fact that the communication between the sub-packer space and the internal space of the tubing string (PCT) will occur before the final packing of the well is achieved, as a result of which the internal space of the tubing string will be filled with borehole fluid, and not with contamination of the formation and formation fluid ;

устройство позволяет достичь временного эффекта, так как после его подъема вместе с пакером, загрязнения, находящиеся в стволе скважины, будут опять входить в поры и каналы продуктивного пласта и снижать его проницаемость;the device allows to achieve a temporary effect, since after it is lifted together with the packer, the contaminants in the wellbore will again enter the pores and channels of the reservoir and reduce its permeability;

невозможность обеспечения циклического имплозиошюго воздействия на пласт. Дело в том, что резкая и продолжительная депрессия на пласт может прршести к тому, что загрязнения пласта не выйдут из него, а запечатают его каналы и поры на пути к столу скважины.the inability to provide cyclic implosion effects on the reservoir. The fact is that a sharp and prolonged depression on the formation can lead to the fact that the pollution of the formation does not come out of it, but seals its channels and pores on the way to the well table.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки скважины ( Патент RU 2186947, МПК 7 Е 21 В 37/00, 2002 г.), содержашее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с хвостовиком и пакером.The closest in technical essence to the proposed one is a device for cleaning a well (Patent RU 2186947, IPC 7 E 21 V 37/00, 2002), containing a hollow rod with an annular protrusion and a knock-off valve and compression spring mounted on it, a body with a reverse valve connected to the shank and packer.

МГЖ7Е21В37/00MGZH7E21V37 / 00

включающим расширяющий конус на внутренней поверхности которого выполнена цилиндрическая выборка, причем полый шток и хвостовик выполнен с радиальными каналами, причем радиальные каналы в полом штоке расположенными двумя рядами и разделенны между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой установленной на полом штоке, срезные и уплотнительные элементы.including an expanding cone on the inner surface of which a cylindrical sample is made, the hollow stem and shank made with radial channels, the radial channels in the hollow stem arranged in two rows and separated by a blank transverse partition, in the initial position covered by a sleeve mounted on the hollow stem, shear and sealing elements.

Существенными недостатками является:Significant disadvantages are:

низкая эффективность работы устройства, обусловленная тем, что радиальные каналы хвостовика с глухим дном засоряются шламом и загрязнениями пласта;low efficiency of the device, due to the fact that the radial channels of the shank with a deaf bottom are clogged with sludge and contamination of the reservoir;

наличие хвостовика в конструкции устройства ограничивает его применение и делает невозможным его использование в скважинах с открытым забоем , с боковыми и горизонтальными стволами поскольку необходима разгрузка на забой скважины. Задачей полезной модели является создание устройства, обладающего более простой конструкцией, позволяющей устанавливать его в необходимом интервале скважины над продуктивным пластом без опоры на забой и повьшхенной эффективностью очистки скважины за счет циклического воздействия на призабойную зону пласта.the presence of a shank in the design of the device limits its use and makes it impossible to use it in open-hole wells, with lateral and horizontal shafts since unloading is required for the bottom of the well. The objective of the utility model is to create a device that has a simpler design that allows it to be installed in the required interval of the well above the producing formation without bearing on the bottom and increased efficiency of well cleaning due to the cyclic effect on the bottom of the formation.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с пакером, включающим расширяющий конус, причем полый щток выполнен с радиальными каналами расположенными двумя рядами, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой, установленной на полом штоке с возможностью продольного перемещения и взаимодействия с вьппеуказанными пружиной сжатия и расширяющимся конусом, вьшолненным с цилиндрической выборкой на внзтренней поверхности, срезные и уплотнительные элементы.This problem is solved by the proposed device, comprising a hollow rod with an annular protrusion and a knock-off valve and a compression spring mounted on it, a body with a check valve connected to a packer including an expanding cone, and the hollow plate is made with radial channels located in two rows, separated by a blind a transverse baffle, in the initial position, by a closed sleeve mounted on a hollow stem with the possibility of longitudinal movement and interaction with the specified compression spring and a expanding cone made with a cylindrical selection on an internal surface, shear and sealing elements.

Новым является то, что оно снабжено стволом с фигурным пазом на наружной поверхности с чередующимися продольными короткими и длинными участками и жестко расположенным на нем конусом, а также установленными на стволе обоймы с направляющим штифтом, размещенным в выше)шомянутом фигурном пазе, причем в обойме по ее окружности установлены шлипсы, подпрзжиненные в радиальном направлении, при этом ствол соединен с корпусом посредством переводника, при этом устройство со стволом имеет возможность продольного перемещения по траектории фигурного паза относительно подпружиненных шлипсов, обоймы и направляюшего штифта.New is that it is equipped with a barrel with a figured groove on the outer surface with alternating longitudinal short and long sections and a cone rigidly located on it, as well as mounted on the barrel of the holder with a guide pin located in the above-mentioned figured groove, and in the holder by the circumference of the circumference is equipped with slips, spring-loaded in the radial direction, while the barrel is connected to the housing by means of a sub, while the device with the barrel has the possibility of longitudinal movement along the path figured of the groove with respect to the spring-loaded slip, ring and pin napravlyayushego.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков сходных с отличительными признаками в заявленном устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям «новизна и «промьшхленное применимость.Analysis of the known similar solutions allows us to conclude that they lack features similar to the distinctive features in the claimed device, i.e. on the compliance of the proposed solutions to the criteria of "novelty and" industrial applicability.

На фигурах 1 и 2 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.In figures 1 and 2 shows the proposed device in longitudinal section.

Оно содержит полый шток 1 (см Фиг.1) с кольцевым выступом 2 и двумя рядами радиальных каналов 3 и 4, разделенных между собой глухой поперечной перегородкой 5, в исходном положении перекрытых втулкой 6, установленной на полом штоке с возможностью продольного перемещения и выполненной с цилиндрической выборкой 7 на внутренней поверхности. Между выступом 2 полого штока 1 и втулкой 6 установлена пружина сжатия 8. Снизу полый шток 1 жестко соединен с хобботом 9, который в свою очередь, снизу жестко связан с расширяющим конусом 10 пакера 11. Расширяюшдй конус 10 снизу соединен с корпусом 12, который жестко связан со стволом 13(см.Фиг.2) посредством конуса 14.It contains a hollow rod 1 (see Figure 1) with an annular protrusion 2 and two rows of radial channels 3 and 4, separated by a blind transverse partition 5, in the initial position, overlapped by a sleeve 6 mounted on the hollow rod with the possibility of longitudinal movement and made with cylindrical sample 7 on the inner surface. A compression spring 8 is installed between the protrusion 2 of the hollow rod 1 and the sleeve 6. The bottom of the hollow rod 1 is rigidly connected to the hobbot 9, which, in turn, is rigidly connected from below to the expansion cone 10 of the packer 11. The expanded cone 10 from the bottom is connected to the housing 12, which is rigidly connected with the barrel 13 (see Fig. 2) through a cone 14.

На наружной поверхности ствола 13 выполнен фигурный паз 15, с чередуюыщмися продольными короткими и длинными 5 астками. На стволе 13 с возможностью осевого перемещения расположена обойма 16. Направляющий штифт 17 обоймы 16 размещен в фигурном пазу 15. В обойме 16 по ее окружности установлены щлипсы 18, подпружиненные в радиальном направлении. В корпусе 11 установлен обратный клапан 19 (см. Фиг.1), а в верхней части полого штока 1 - сбивной клапан 20. Расширяющий конус 10 в исходном положении соединен с корпусом 12 и полым штоком 1 с помощью срезных элементов 21 и 22 соответственно, а в рабочем положении взаимодействует с выступом 23 корпуса 11, а полый щток 1-е выступом 24 расширяющего конуса 10. Сопрягаемые поверхности снабжены уплотнительными элементами 25. Полый шток 1 с внутренним пространством колонны НКТ 26 образуют депрессионную камеру 27, находящуюся под атмосферным давлением. Работает устройство следующим образом.A figured groove 15 is made on the outer surface of the barrel 13, with alternating longitudinal short and long 5 astcks. A collar 16 is located on the barrel 13 with the possibility of axial displacement. A guide pin 17 of the collar 16 is placed in a figured groove 15. In the collar 16, there are mounted 18 circumferential spring-loaded clips in a radial direction. A check valve 19 is installed in the housing 11 (see FIG. 1), and a knockdown valve 20 is installed in the upper part of the hollow rod 1. The expansion cone 10 is connected to the housing 12 and the hollow stem 1 in the initial position by means of shear elements 21 and 22, respectively and in the working position interacts with the protrusion 23 of the housing 11, and the hollow flange 1 with the protrusion 24 of the expanding cone 10. The mating surfaces are provided with sealing elements 25. The hollow rod 1 with the interior of the tubing string 26 form a depression chamber 27 under atmospheric pressure. The device operates as follows.

Его на колонне НКТ 26 спускают в скважину из расчета, что подпружиненные шлипсы 18, а следовательно и пакер 11 находились выше перфорационных отверстий продуктивного пласта (см. Фиг.1). Затем устройство приподнимают примерно на 1 метр и вновь опускают в результате направляющий штифт 17 перемещается в длинный участок фигурного паза 15 , так как подпружиненные шлипсы 18 контактируют со стенками скважины, зафиксировав относительно нее обойму 16 с направляющим штифтом 17. В результате все детали устройства за исключением деталей 16, 17, 18 перемещаются относительно них вниз. При этом конус 14 входит в шлипсы 18, дожимая их зубчатуюIt on the tubing string 26 is lowered into the well in the calculation that the spring-loaded slips 18, and therefore the packer 11 were above the perforations of the reservoir (see Figure 1). Then the device is lifted by about 1 meter and again lowered, as a result, the guide pin 17 moves to a long section of the figured groove 15, since the spring-loaded slips 18 are in contact with the walls of the well, fixing the clip 16 with the guide pin 17. As a result, all the parts of the device except parts 16, 17, 18 are moved relative to them down. In this case, the cone 14 is included in the slips 18, toothed gear

часть к внутренней стенке скважины. Затем колонну НКТ 26 разгружают на подпружиненные шлипсы 18, которые уже зафиксировалось на внутренней стенке скважины, в результате чего разрушается срезной элемент 22 и расшифяющий конус 10 опускается вниз до выступа 23 корпуса 11 , растягивает и прижимает уплотнительный элемент пакера 11 к стенкам скважины, разобщая тем самым внутрискважинное пространство продуктивного пласта. При дальнейшей разгрузке колонны НКТ 26 на подпружиненные шлипсы 18 разрушается срезной элемент 21 и полый шток 1 опускается вниз, до выступа 24 распшряюшего конуса 10. В этот момент ряды радиальных каналов 3 и 4 сообщаются между собой в щминдрической выборке 7, происходит соединение внутреннего пространства полого штока 1 и колонны НКТ 26 с внутренним пространством пакера 11. А так как внутри колонны НКТ 26 давление атмосферное, на пласт создается значительная депрессия. Под действием разницы давлений, загрязнения и шлам из пласта, с забоя и со стенок скважины через внутренние пространства ствола 13, расширяющего конуса 10 и радиальные каналы 3 и 4 попадают в верхнюю часть полого штока 1 и далее в колонну НКТ 26. Через короткий промежуток времени (всего несколько секунд - это время для каждой скважины и каждого пласта разное и зависит от пластового давления, пористости, проницаемости пласта и степени его загрязненности, его определяют экспериментальным путем) колонна НКТ 26, а с ней и полый шток 1 приподнимают на расчетную высоту, при этом втулка 6 под действием пружины 8 садится на исходное место, а радиальные каналы 3 и 4 разобщаются друг от друга и имплозионное воздействие на пласт прекращается.part to the inner wall of the well. Then, the tubing string 26 is unloaded onto spring-loaded slips 18, which are already fixed on the inner wall of the well, as a result of which the shear element 22 is destroyed and the decoding cone 10 is lowered down to the protrusion 23 of the housing 11, stretches and presses the sealing element of the packer 11 to the walls of the well, the most downhole space of the reservoir. With further unloading of the tubing string 26 to the spring-loaded slips 18, the shear element 21 is destroyed and the hollow rod 1 is lowered down to the protrusion 24 of the expanding cone 10. At this moment, the rows of radial channels 3 and 4 communicate with each other in the schindric sample 7, and the internal space of the hollow rod 1 and tubing string 26 with the inner space of the packer 11. And since the pressure inside the tubing string 26 is atmospheric, a significant depression is created on the formation. Under the influence of pressure differences, pollution and cuttings from the formation, from the bottom and from the walls of the well through the internal spaces of the bore 13, the expanding cone 10 and the radial channels 3 and 4 fall into the upper part of the hollow rod 1 and then into the tubing string 26. After a short period of time (just a few seconds - this time for each well and each formation is different and depends on the reservoir pressure, porosity, permeability of the formation and the degree of its contamination, it is determined experimentally) the tubing string 26, and with it the hollow rod 1 is raised by the calculated height, while the sleeve 6 under the action of the spring 8 sits in its original place, and the radial channels 3 and 4 are disconnected from each other and the implosive effect on the formation ceases.

Затем колонну НКТ 26 снова разгружают на подпружиненные шлипсы 18, находящихся в контакте со стенкой скважины и тем самым возобновляют депрессию на пласт. И так повторяют несколько циклов до выравнивания давлений внутри колонныThen the tubing string 26 is again unloaded on the spring-loaded slips 18 in contact with the wall of the well and thereby resume depression on the formation. And so they repeat several cycles until the pressure within the column is equalized

НКТ 26 и под пакером 11. После завершения операций по очистке скважины, устройствоTubing 26 and under the packer 11. After completion of well cleaning operations, the device

поднимают на поверхность, при этом втулка 6 под действием пружины 8 перекрьшает радиальные каналы 3, благодаря чему все загрязнения из скважины будут находиться внутри полого штока 1 и колонны НКТ 26. В скважине остаются хоббот 9, расширяющий конус 10, пакер 11, корпус 12 с обратным клапаном 19, ствол 13 с обоймой 16 и направляющим штифтом 17, а также подпружиненные шлипсы 18. Для слива жидкости из колонны НКТ 26, перед подъемом в колонну сбрасьюают груз и разрушают сбивной клапан 20.raise to the surface, while the sleeve 6 under the action of the spring 8 crushes the radial channels 3, so that all contaminants from the well will be inside the hollow rod 1 and the tubing string 26. In the well remain a hobby 9, expanding cone 10, packer 11, housing 12 s a non-return valve 19, a barrel 13 with a yoke 16 and a guide pin 17, as well as spring-loaded slips 18. To drain fluid from the tubing string 26, before lifting into the string, the load is discharged and the knockdown valve 20 is destroyed.

Затем в скважину спускают насос и производят освоение и эксплуатацию в обычном порядке.Then a pump is lowered into the well and development and operation are carried out in the usual manner.

В предлагаемом устройстве отсутствует хвостовик, который позволяет сэкономить трубы и использовать устройство в любом необходимом интервале скважины, установив его над продуктивным пластом, а циклическое воздействие через внутреннее пространство ствола устройства на пласт создает более благоприятные условия для эффективной и полной его очистки от загрязнений, так как при этом снижается возможность закупорки пласта при движении загрязнений к стволу скважины.In the proposed device, there is no liner that allows you to save pipes and use the device in any desired interval of the well, placing it above the reservoir, and the cyclic effect through the internal space of the device’s trunk onto the reservoir creates more favorable conditions for its effective and complete cleaning from pollution, since this reduces the possibility of clogging the formation during the movement of contaminants to the wellbore.

После подъема устройства продуктивный пласт изолирован от ствола скважины пакером и обратным клапаном, установленным в нижней части корпуса и поэтому исключается отрицательное влияние на пласт воды, жидкости г.11зш1ения и загрязнений, находящихся в стволе скважины.After the device is lifted, the reservoir is isolated from the wellbore by a packer and a check valve installed in the lower part of the body, and therefore, the negative effect of water, fluids of heading 11.1 and contamination in the wellbore is eliminated.

Claims (1)

Устройство для очистки скважины, содержащее полый шток с кольцевым выступом и установленным на нем сбивным клапаном и пружиной сжатия, корпус с обратным клапаном, соединенный с пакером, включающим расширяющий конус, причем полый шток выполнен с радиальными каналами, расположенными двумя рядами, разделенными между собой глухой поперечной перегородкой, в исходном положении перекрытыми втулкой, установленной на полом штоке с возможностью продольного перемещения и взаимодействия с вышеуказанными пружиной сжатия и расширяющимся конусом, выполненным с цилиндрической выборкой на внутренней поверхности, срезные и уплотнительные элементы, отличающееся тем, что оно снабжено стволом с фигурным пазом на наружной поверхности с чередующимися продольными короткими и длинными участками и жестко расположенным на нем конусом, а также установленными на стволе обоймы с направляющим штифтом, размещенным в вышеупомянутом фигурном пазе, причем в обойме по ее окружности установлены шлипсы, подпружиненные в радиальном направлении, при этом ствол соединен с корпусом посредством переводника, при этом устройство со стволом имеет возможность продольного перемещения по траектории фигурного паза относительно подпружиненных шлипсов, обоймы и направляющего штифта.A device for cleaning a well, comprising a hollow rod with an annular protrusion and a knock-off valve and a compression spring mounted on it, a body with a check valve connected to a packer including an expanding cone, the hollow rod being made with radial channels located in two rows separated by a blind a transverse partition, in the initial position, overlapped by a sleeve mounted on a hollow stem with the possibility of longitudinal movement and interaction with the above compression spring and an expanding cone, made with a cylindrical selection on the inner surface, shear and sealing elements, characterized in that it is equipped with a barrel with a figured groove on the outer surface with alternating longitudinal short and long sections and a cone rigidly located on it, as well as mounted on the barrel of the holder with a guide pin, placed in the aforementioned figured groove, and in the cage along its circumference slips are installed, spring-loaded in the radial direction, while the barrel is connected to the body by means of translations ika, while the device with the barrel has the possibility of longitudinal movement along the trajectory of the figured groove relative to the spring-loaded slips, cage and guide pin.