RU46032U1 - DEVICE FOR CLEANING WELL BORE - Google Patents

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки забоя нефтяных, газовых и нагнетательных скважин после их бурения, а также при текущих и капитальных ремонтах скважин. Устройство состоит из полого корпуса с направляющей втулкой в его верхней части. В направляющую втулку герметично заведен с возможностью осевого перемещения вниз через внутрь корпуса полый заглушенный с нижнего торца плунжер. Верхний конец плунжера соединен с нижним открытым концом колонны насосно-компрессорных труб. В боковых стенках заведенной в корпус нижней части плунжера выполнены радиальные сквозные отверстия. В верхней части наружной поверхности плунжера, находящейся вне корпуса, выполнен кольцевой буртик. Между кольцевым буртиком и верхним торцом направляющей втулки корпуса размещено пакерное уплотнение с упором на забой. На нижнем конце корпуса установлен приемный клапан. Корпус и корпус приемного клапана выполнены в виде единого корпуса. Пакерное уплотнение установлено между верхним торцом направляющей корпуса и кольцевым буртиком плунжера. Технико-экономический эффект заключается в снижении материальных затрат на изготовление устройства за счет упрощения конструкции узлов и деталей, а гарантированная посадка пакерного уплотнения с опорой на забой в рабочем положении позволит повысить эффективность его работы.The proposal relates to the oil industry and can be used to clean the bottom of oil, gas and injection wells after drilling, as well as for ongoing and major repairs of wells. The device consists of a hollow body with a guide sleeve in its upper part. The guide sleeve is hermetically sealed with the possibility of axial movement downward through the inside of the body of the hollow plug plugged from the lower end. The upper end of the plunger is connected to the lower open end of the tubing string. Radial through holes are made in the side walls of the lower part of the plunger introduced into the housing. An annular bead is made in the upper part of the outer surface of the plunger located outside the housing. Between the annular flange and the upper end of the guide sleeve of the housing placed packer seal with emphasis on the bottom. A suction valve is installed at the lower end of the housing. The housing and the housing of the intake valve are made in the form of a single housing. A packer seal is installed between the upper end of the housing guide and the annular collar of the plunger. The technical and economic effect is to reduce material costs for the manufacture of the device by simplifying the design of components and parts, and a guaranteed fit of the packer seal with support on the bottom in the working position will increase its efficiency.

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки забоя нефтяных, газовых и нагнетательных скважин после их бурения, а также при текущих и капитальных ремонтах скважин.The proposal relates to the oil industry and can be used to clean the bottom of oil, gas and injection wells after drilling, as well as for ongoing and major repairs of wells.

Известно устройство для очистки забоя скважины от песчаных пробок (Лаврушко П.Н. Подземный ремонт скважины. М., Недра, 1968, с.281-282, рис.149), которое состоит из полого корпуса с направляющей втулкой в его верхней части, поршня со штоком, установленного на нижнем конце корпуса приемного клапана и размещенной на штоке пружины. Для разрыхления песчаных пробок на конце устройства предусмотрен дополнительный инструмент разрыхлитель, выполненный, например, в виде пики с конусной головкой, под которую в нижней части корпуса выполнено посадочное седло. В теле поршня устройства выполнены продольные перепускные каналы для перетока жидкости из нижней части устройства (из-под поршня) в верхнюю часть. С верхнего торца поршня свободно на штоке установлена крышка для перекрытия каналов в поршне. А для амортизации при ходе штока в крайнее верхнее и крайнее нижнее положения на штоке установлены пружины в свободном (ненагруженном) состоянии: одна - вне корпуса и другая в корпусе. На верхнем конце устройства имеется проушина для крепления тартального каната, на котором это устройство спускается в скважину для работы и поднимается на поверхность.A device for cleaning the bottom of a well from sand plugs (Lavrushko PN Underground repair of a well. M., Nedra, 1968, p. 281-282, Fig. 149), which consists of a hollow body with a guide sleeve in its upper part, a piston with a rod mounted on the lower end of the intake valve body and placed on the spring rod. For loosening sand plugs at the end of the device, an additional baking powder tool is provided, made, for example, in the form of peaks with a conical head, under which a landing saddle is made in the lower part of the housing. In the piston body of the device, longitudinal bypass channels are made for fluid flow from the lower part of the device (from under the piston) to the upper part. From the upper end of the piston, a cap is freely installed on the rod to block the channels in the piston. And for depreciation during the stroke of the rod in the upper and lower positions, the springs are installed on the rod in a free (unloaded) state: one outside the housing and the other in the housing. At the upper end of the device there is an eyelet for attaching the tartar rope, on which this device descends into the well for work and rises to the surface.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;- the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts;

- низкая эффективность в работе, поскольку собственный вес устройства не обеспечивает за один спуск полного заполнения его внутренней полости песком, к тому же и объем полого корпуса устройства, в который засасывается песок, ограничен габаритами самого устройства. Поэтому для ликвидации песчаной пробки устройство необходимо спускать для очистки и поднимать на поверхность неоднократно, что ведет к тому же еще к износу тартального каната;- low efficiency in operation, since the dead weight of the device does not provide full filling of its internal cavity with sand in one run, and the volume of the hollow body of the device into which sand is sucked is limited by the dimensions of the device itself. Therefore, to eliminate the sand plug, the device must be lowered for cleaning and raised to the surface repeatedly, which leads to the same wear of the tartar rope;

- наличие продольных перепускных каналов в теле поршня и крышки для их перекрытия из-за засорения песком не обеспечивает герметичность при эксплуатации, что снижает надежность устройства.- the presence of longitudinal bypass channels in the body of the piston and the cover for their overlapping due to clogging with sand does not provide tightness during operation, which reduces the reliability of the device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки забоя скважины (см. патент РФ №94032467, МКИ 7 Е 21 В 27/00), включающее полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, заведенный через направляющую втулку внутрь корпуса шток, соединенный с ним поршень, установленный на нижнем конце корпуса приемный клапан и размещенную на штоке пружину, при этом поршень и шток выполнены в виде единого полого заглушенного с нижнего торца плунжера с наружным диаметром менее внутреннего диаметра корпуса, а верхний конец плунжера соединен с нижним открытым концом колонны насосно-компрессорных труб, при этом в боковых стенках заведенной в корпус нижней части плунжера выполнены радиальные сквозные отверстия, на наружной поверхности, находящейся вне корпуса верхней части плунжера, выполнен кольцевой буртик, а пружина установлена между верхним торцом корпуса и кольцевым буртиком плунжера в состоянии предварительного сжатия. Корпус в его нижней части над приемным клапаном выполнен разъемным и введен в корпус приемного клапана с возможностью осевого перемещения, при этом на наружной поверхности корпуса выполнен упорный буртик, между которым и верхним торцом корпуса приемного клапана размещено пакерное уплотнение с упором на забой.The closest in technical essence to the proposed is a device for cleaning the bottom of the well (see RF patent No. 94032467, MKI 7 E 21 B 27/00), including a hollow body with a guide sleeve in its upper part, a rod inserted through the guide sleeve into the body, a piston connected to it, a receiving valve mounted on the lower end of the housing and a spring placed on the rod, the piston and rod being made as a single hollow plug plugged from the lower end with an outer diameter less than the inner diameter of the housing, and the upper the end of the plunger is connected to the lower open end of the tubing string, while the lateral holes are made in the side walls of the lower part of the plunger, radial through holes are made on the outer surface outside the upper part of the plunger, and a spring is installed between the upper end body and annular collar of the plunger in a state of pre-compression. The housing in its lower part above the intake valve is detachable and axially displaceable into the intake valve housing, while on the outer surface of the housing there is a thrust shoulder, between which and the upper end of the intake valve housing there is a packer seal with emphasis on the bottom.

Существенным недостатком данного устройства являются:A significant disadvantage of this device are:

- сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, кроме того в конструкции устройства одним из основных рабочих элементов является пружина, находящаяся в состоянии предварительного сжатия, которая при спуске устройства в скважину и в процессе его работы подвержена значительным знакопеременным нагрузкам, которые могут привести к ее поломке, а следовательно и к потере работоспособности всего устройства.- the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts, in addition, in the design of the device one of the main working elements is a spring in a state of preliminary compression, which when the device is lowered into the well and during its operation is subject to significant alternating loads, which can lead to its breakdown, and consequently the loss of operability of the entire device.

- низкая надежность посадки пакерного уплотнения с опорой на забой, так как при разгрузке колонны насосно-компрессорных труб на устройство после сжатия пружины радиальные сквозные отверстия плунжера могут открыться раньше, чем произойдет посадка пакерного уплотнения, а это ведет к значительному снижению эффективности работы устройства.- low reliability of the packer seal landing supported on the bottom, since when unloading the tubing string onto the device after spring compression, the radial through holes of the plunger may open earlier than the packer seal landing, and this leads to a significant decrease in the efficiency of the device.

Задачей полезной модели является снижение материальных затрат на изготовление за счет упрощения конструкции устройства и повышение надежности запакеровки пакерного уплотнения с опорой на забой.The objective of the utility model is to reduce the material costs of manufacturing by simplifying the design of the device and increasing the reliability of the packing of the packer seal with support on the bottom.

Указанная техническая задача решается предлагаемым устройством для очистки забоя скважины, включающим полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, герметично заведенный с возможностью осевого перемещения вниз через The specified technical problem is solved by the proposed device for cleaning the bottom of the well, including a hollow body with a guide sleeve in its upper part, hermetically wound with the possibility of axial movement down through

направляющую втулку внутрь корпуса полый заглушенный с нижнего торца плунжер, оснащенный в боковых стенках, заведенной в корпус нижней части радиальными сквозными отверстиями, а на наружной поверхности, находящейся вне корпуса в верхней части - кольцевым буртиком, установленный на нижнем конце корпуса приемный клапан с корпусом приемного клапана, пакерное уплотнение.a guiding sleeve inside the housing is a hollow plug plugged from the lower end, equipped with radial through holes in the side walls of the lower part and an annular collar mounted on the lower surface of the upper part of the upper part of the housing; valves, packer seal.

Новым является то, что корпус и корпус приемного клапана выполнены в виде единого корпуса, а пакерное уплотнение установлено между верхним торцом направляющей втулки корпуса и кольцевьм буртиком плунжера.New is that the housing and the receiving valve housing are made in the form of a single housing, and a packer seal is installed between the upper end of the housing guide sleeve and the annular collar of the plunger.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.Figure 1 shows the proposed device in longitudinal section, lowered into the well.

Устройство состоит из единого корпуса 1, состоящего из полого корпуса 2 и корпуса 3 приемного клапана, с направляющей втулкой 4 в его верхней части. В направляющую втулку 4 герметично заведен с возможностью осевого перемещения вниз полый заглушенный с нижнего торца плунжер 5, верхний конец которого соединен с нижним открытым концом колонны насосно-компрессорных труб 6. В боковых стенках заведенной в единый корпус 1 нижней части плунжера 5 выполнены радиальные сквозные отверстия 7. В верхней части наружной поверхности плунжера 5, находящейся вне единого корпуса 1, выполнен кольцевой буртик 8. Между кольцевым буртиком 8 и верхним торцом 9 направляющей втулки 2 единого корпуса 1 размещено пакерное уплотнение 10 с упором на забой. На нижнем конце единого корпуса 1 установлен приемный клапан 11.The device consists of a single housing 1, consisting of a hollow housing 2 and the housing 3 of the receiving valve, with a guide sleeve 4 in its upper part. A hollow plunger 5, muffled from the lower end, is tightly inserted into the guide sleeve 4 with an axial movement downward, the upper end of which is connected to the lower open end of the tubing string 6. In the side walls of the lower part of the plunger 5 inserted into a single housing 1, there are made radial through holes 7. In the upper part of the outer surface of the plunger 5, located outside the single housing 1, an annular bead is made 8. Between the annular bead 8 and the upper end 9 of the guide sleeve 2 of the single housing 1 is placed Black seal 10 with emphasis on the bottom. At the lower end of a single housing 1, a receiving valve 11 is installed.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для очистки забоя скважины или для ликвидации пробки в скважине верхнюю часть плунжера 5 устройства закрепляют на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб 6 (см. фиг.), после чего устройство на колонне насосно-компрессорных труб 6 спускают в скважину в интервал очистки.To clean the bottom of the well or to eliminate plugs in the well, the upper part of the device plunger 5 is fixed at the lower end of the tubing string 6 (see Fig.), After which the device on the tubing string 6 is lowered into the well in the cleaning interval.

Как только нижняя часть приемного клапана 11 коснется песчаной пробки или забоя скважины, единый корпус 1 прекращает свое движение вниз, плунжер 5 под собственным весом и весом колонны насосно-компрессорных труб 6 начинает перемещаться вниз. При этом начинает осуществляться посадка пакерного уплотнения 10, то есть эластичные манжеты пакерного уплотнения 10, находящиеся между кольцевым буртиком и верхним торцом 9 направляющей втулки 2 единого корпуса 1, расширяются и плотно прижимаются к эксплуатационной колонне 12, перекрывая межтрубное пространство и закрывая доступ жидкости из подпакерного пространства в надпакерное, создавая повышенное давление в интервале очистки.As soon as the lower part of the receiving valve 11 touches the sand plug or the bottom of the well, the single housing 1 stops its downward movement, the plunger 5 begins to move downward under its own weight and the weight of the tubing string 6. At the same time, the packer seal 10 is planted, that is, the elastic cuffs of the packer seal 10 located between the annular collar and the upper end 9 of the guide sleeve 2 of the single housing 1 expand and tightly press against the production string 12, blocking the annular space and blocking the access of liquid from the subpacker space in the over packer, creating increased pressure in the cleaning interval.

Колонну насосно-компрессорных труб 6 продолжают разгружать, при этом продолжается и движение плунжера 5 вниз, в определенный момент радиальные сквозные отверстия плунжера 5 выйдут из направляющей втулки 2, внутренняя полость 13 единого корпуса 1 через радиальные сквозные отверстия 7 и внутренняя полость 14 плунжера 5 сообщатся с внутренним пространством колонны насосно-компрессорных труб 6 и далее с атмосферой. Из-за разности давлений в колонне насосно-компрессорных труб бив затрубном подпакерном пространстве скважины жидкость вместе с песком, шламом с большой скоростью поступает во внутреннюю полость 13 единого корпуса 1 и далее через радиальные отверстия 7 и внутреннюю полость 14 плунжера 5 во внутреннюю полость колонны насосно-компрессорных труб 6. Кроме того, одновременно с этим происходит до сжатие пакерного уплотнения 10 к эксплуатационной колонне 12 за счет повышенного давления в интервале очистки.The tubing string 6 continues to be unloaded, while the plunger 5 continues to move downward, at some point the radial through holes of the plunger 5 come out of the guide sleeve 2, the inner cavity 13 of the single housing 1 through the radial through holes 7 and the inner cavity 14 of the plunger 5 communicate with the interior of the tubing string 6 and further with the atmosphere. Due to the pressure difference in the tubing string, the fluid, together with sand and slurry, enters the inner cavity 13 of the single housing 1 at a high speed in the annular under-packer space of the well and then through the radial holes 7 and the inner cavity 14 of the plunger 5 into the inner cavity of the tubing string -compressor pipes 6. In addition, at the same time, the packer seal 10 is compressed to the production string 12 due to the increased pressure in the cleaning interval.

Таким образом происходит процесс очистки забоя скважины. Одновременно с этим происходит дренирование подпакерной зоны пласта, тем самым обеспечивается очистка призабойной зоны пласта, ускоряя его освоение. После очистки забоя или ликвидации пробки в скважине колонну насосно-компрессорных труб 6 поднимают на поверхность, при этом пакерное уплотнение возвращается в исходное состояние.Thus, the process of cleaning the bottom of the well. At the same time, drainage of the sub-packer zone of the formation occurs, thereby cleaning the bottom-hole zone of the formation, accelerating its development. After cleaning the bottom or eliminating the plug in the well, the tubing string 6 is raised to the surface, while the packer seal is returned to its original state.

Для полной очистки забоя или ликвидации пробки такое устройство достаточно всего один раз спустить в ствол скважины.To completely clean the bottom or eliminate the plug, such a device is enough only once to lower into the wellbore.

Технико-экономический эффект заключается в снижении материальных затрат на изготовление устройства за счет упрощения конструкции узлов и деталей, а гарантированная посадка пакерного уплотнения с опорой на забой в рабочем положении позволит повысить эффективность его работы.The technical and economic effect is to reduce material costs for the manufacture of the device by simplifying the design of components and parts, and a guaranteed fit of the packer seal with support on the bottom in the working position will increase its efficiency.

Claims (1)

Устройство для очистки забоя скважины, включающее полый корпус с направляющей втулкой в его верхней части, герметично заведенный с возможностью осевого перемещения вниз через направляющую втулку внутрь корпуса полый заглушенный с нижнего торца плунжер, оснащенный в боковых стенках, заведенной в корпус нижней части радиальными сквозными отверстиями, а на наружной поверхности, находящейся вне корпуса в верхней части, кольцевым буртиком, установленный на нижнем конце корпуса приемный клапан, пакерное уплотнение, отличающееся тем, что корпус является корпусом приемного клапана, а пакерное уплотнение установлено между верхним торцом направляющей втулки корпуса и кольцевым буртиком плунжера.A device for cleaning the bottom of the well, including a hollow body with a guide sleeve in its upper part, hermetically sealed with the possibility of axial movement downward through the guide sleeve into the body, a hollow plug plugged from the bottom end, equipped in the side walls, brought into the bottom part by radial through holes, and on the outer surface located outside the housing in the upper part, an annular flange mounted on the lower end of the housing of the receiving valve, a packer seal, characterized in that the pus is the body of the receiving valve, and the packer seal is installed between the upper end of the guide sleeve of the body and the annular collar of the plunger.