Сваб для очистки и освоения скважины

 

Использование: в нефтяной промышленности . Сущность изобретения: сваб для очистки и освоения скважин содержит цилиндрический корпус с поперечными кольцевыми выступами, размещенными по окружности, радиально подпружиненные уплотнительные элементы с кольцевыми канавками , в которые входят кольцевые выступы корпуса, поджимные гайки - нижняя и верхняя, и обратный клапан. Нижняя поджимная гайка выполнена в виде перекрывателя осевого канала, который перекрывается обратным клапаном. Между верхней поджимной гайкой и верхними торцевыми поверхностями уплотнительных элементов выполнены кольцевые зазоры Кольцевые выступы корпуса размещены таким образом, что при ходе сваба вниз они занимают среднее положение в кольцевых канавках уплотнительных элементов, а при подъеме сваба - верхнее положение. Конструкция сваба позволяет использовать в качестве перекрывателя осевого канала нижнюю поджимную гайку, выполненную глухой (без обратного клапана). 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Е 21 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817714/03 (22) 28.12.89 (46) 15,09.92. Бюл, М 34 (71) Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт (72) Б.П. Корнев, С.Н. Никифоров, Ш.А.

Абайдулин, В.Д. Воробьев, В.Г. Ахмедов, А.Я. Ага-заде и Ф.К, Алиев (56) Патент США М 2581981, кл. 417 — 554, опубл. 1952.

Авторское свидетельство СССР

N 141119, кл. Е 21 В 37/00, 1961. (54) СВАБ ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОСВОЕНИЯ

СКВАЖИН (57) Использование: в нефтяной промышленности, Сущность изобретения: сваб для очистки и освоения скважин содержит цилиндрический корпус с поперечными кольцевыми выступами, размещенными по окружности, радиально подпружиненные

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для воздействия на приэабойную зону скважин при свабировании.

Известен сваб для скважин, в котором закрепленные на цилиндрическом корпусе уплотнительные элементы выполнены в виде резиновых манжет с проволочным каркасом, Недостатком такой конструкции сваба является быстрый износ манжет за счеттрения их в насосно-компрессорных трубах в процессе свабирования, Время безотказной работы сваба с резиновыми манжетами еще более снижается при подъеме скважинной жидкости, содеруплотнительные элементы с кольцевыми канавками, в которые входят кольцевые выступы корпуса, поджимные гайки — нижняя и верхняя, и обратный клапан. Нижняя поджимная гайка выполнена в виде перекрывателя осевого канала, который перекрывается обратным клапаном. Между верхней поджимной гайкой и верхними торцевыми поверхностями уплотнительных элементов выполнены кольцевые зазоры.

Кольцевые выступы корпуса размещены таким образом, что при ходе сваба вниз они занимают среднее положение в кольцевых канавках уплотнительных элементов, а при подъеме сваба — верхнее положение. Конструкция сваба позволяет использовать в качестве перекрывателя осевого канала нижнюю поджимную гайку, выполненную глухой (без обратного клапана). 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. жащей мехпримеси. Откачка жидкости свабами с резиновыми манжетами оказывается неэффективной и связана с большими простоями скважин.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному решению является поршень для труб (сваб), содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом и поперечными кольцевыми выступами на наружной поверхности, размещенными в кольцевых канавках рабочего органа, выполненного в виде связанных подвижно в радиальном направлении и подпружиненных относительно корпуса уплотнительных элементов, верхнюю и нижнюю поджимные

1761941 ограничительные гайки и перекрыватель осевого канала корпуса.

Недостатком известной конструкции сваба (прототипа) является его низкая надежность работы в условиях загрязненности забоя скважины, при извлечении на поверхность глинистого раствора или жидкости, содержащей мехпримеси. В процес= се свабирования и очистки скважины при ходе сваба вверх, его плашки забиваются грязью, а при повторных ходах мехпримесей накапливается еще больше. Плашки закупориваются и перестают двигаться в радиальном направлении, не уплотняют кольцевой зазор в трубах. В этом случае после каждого 1 — 3-х ходов вверх необходима дополнительная операция по промывке сваба после извлечения его из скважины.

Как следствие простаивания скважины невозможно создать глубокую депрессию пласта, Целью изобретения является повышение надежности работы сваба в процессе свабирования за счет самоочищения рабочего органа при ходе сваба вниз, В результате применения самоочищающегося сваба предлагаемой конструкции обеспечивается возможность более эффективной очистки забоя загрязненной скважины, Производительность освоения скважины увеличивается s 1,5-2 раза.

Поставленная цель достигается тем, что в свабе, содержащем корпус с осевым каналом и поперечными кольцевыми выступами на наружной поверхности, размещенными в кольцевых канавках рабочего органа, выполненного в виде связанных подвижно в радиальном направлении и подпружинных относительно корпуса уплотнительных элементов, верхнюю и нижнюю поджимные 0Iраничительные гайки и перекрыватель осевого канала корпуса, между верхней поджимной ограничительной гайкой и верхним торцем рабочего органа выполнен кольцевой зазор, размеры кольцевых канавок рабочего органа по высоте превышают толщину поперечных кольцевых выступов корпуса, рабочий орган установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и расположения поперечных кольцевых выступов корпуса в среднем положении в своих кольцевых канавках в момент взаимодействия своим торцем с верхей поджимной ограничительной гайкой при ходе сваба вниз и с возможностью взаимодействия верхних поверхностей поперечных кольцевых выступов корпуса с верхними поверхностями своих кольцевых канавок при ходе сваба вверх, а перекрыватель осевого канала корпуса размещен в нижней ограни5

55 чительной гайке. Перекрыватель может быть выполнен в виде обратного клапана или глухой гайки, Такая конструкция сваба обеспечивает уплотнительным элементам дополнительную функцию промывочного клапана при ходе сваба вниз, В этом положении образуется перепускные каналы и жидкость свободно перетекает вокруг корпуса сваба, промывая его уплотнительные элементы, т.е. достигается самоочищение сваба во время освоения скважины.

Сопоставительный анализ с прототипом и известными техническими решениями показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием между верхней поджимной ограничительной гайкой и верхним торцем рабочего органа кольцевого зазора, превышением по высоте размеров кольцевых канавок толщину поперечных выступов корпуса, а также тем, что рабочий орган установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и расположения поперечных кольцевых выступов корпуса в среднем положении в своих кольцевых канавках в момент взаимодействия своим торцем с верхней поджимной ограничительной гайкой при ходе сваба вниз и с возможностью взаимодействия верхних поверхностей поперечных кольцевых выступов корпуса с верхними поверхностями своих кольцевых канавок при ходе сваба вверх, причем перекрыватель осевого канала, выполненный в виде обратного клапана или глухой пробки, размещен в нижней ограничительной подвижной гайке, В результате взаимодействие рабочего органа с неподвижными элементами при ходе вниз обеспечивается самоочищение сваба.

На чертеже изображен сваб для очистки и освоения скважин.

Он состоит иэ цилиндрического корпуса

1 с осевым каналом и поперечными кольцевыми выступами 2 на наружной поверхности, рабочего органа 3, выполненного в виде связанных подвижно в радиальном направпении и подпружиненных относительно корпуса 1 уплотнительных элементов. Рабочий орган 3 снабжен кольцевыми канавками

4, в которых размещаются кольцевые выступы 2. Сваб состоит из пружин 5, поджимающих уплотнительные элементы рабочего органа 3 к стенкам трубной колонны, поджимных ограничительных гаек (верхней 6 и нижней 7) и перекрывателя осевого канала корпуса, выполненного в виде обратного клапана 8. Между верхней поджимной ограничительной гайкой 6 и верхним торцем рабочего органа 3 выполнен кольцевой зазор

1761941

10 . а между кольцевыми выступами 2 и стенМ, ками кольцевых канавок 4 — зазор, Во время подъема сваба уплотнительные элементы рабочего органа 3 под действием собственного веса и за счет трения о стенки трубной колонны смещаются вниз относительно цилиндрического корпуса 1 и садятся на кольцевые выступы 2 (зто положение показано на чертеже). B результате этого жидкость, находящаяся в трубной колонне над свабом, не перетекает через него и поднимается вместе со свабом.

При спуске сваба уплотнительные элементы рабочего органа 3 смещаются вверх относительно корпуса 1 до упора верхнего торца органа 3 в верхнюю поджимную ограничительную гайку 6. За счет того, что размеры кольцевых канавок 4 по высоте превышают толщину поперечных кольцевых выступов 2 корпуса 1, и рабочий орган

3 установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и расположения поперечных кольцевых выступов 2 корпуса

1 в среднем положении в своих кольцевых канавках 4 в момент взаимодействия своим торцем с верхней поджимный гайкой 6, при ходе сваба вниз обеспечивается свободный переток скважинной жидкости по кольцевым канавкам 4 между корпусом 1 и рабочим органам 3.

Наиболее рациональным соотношением величин a> . а должно быть 2:1, при котором обеспечивается максимальная пропускная способность сваба при ходе вниз, т.е. создаются оптимальные условия промывки и самоочищения сваба.

Предложенная конструкция сваба позволяет использовать в качестве перекрывателя осевого канала корпуса нижнюю глухую поджимную ограничительную гайку, В этом варианте функцию обратного клапана выполняют кольцевые выступы нэ наружной поверхности корпуса и кольцевые канавки рабочего органа, которые открываются при ходе сваба вниз и перекрываются при ходе сваба вверх. Вариант конструкции свэба с глухим центральным каналом позволяет увеличить эффективность самоочищения за счет того, что жидкость полностью перетекает вокруг корпуса сваба и упрощает конструкцию сваба — отпадает необходимость в шаровом обратном клапане.

Пример конкретного применения сваба в промысловых условиях. Принимается, что для сваба наружным диаметром 62 мм при величинах кольцевых зазоров а = 2 мм и ар =4 мм за одно освоение скважины необходимо сделать 20 — 30 рейсов. Сравнительные показатели работы свабов известной конструкции (прототип) и предлагаемой конструкции сведены в таблицу, Формула изобретения

1. Сваб для очистки и освоения скважины, содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом и поперечными кольцевыми выступами нэ наружной поверхности, размещенными в кольцевых канавках рабочего органа, выполненного в виде связанных подвижно в радиальном направлении и подпружиненных относительно корпуса уплотнительных элементов, верхнюю и нижнюю поджимные ограничительные гайки и перекрыватель осевого канала корпуса, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет самоочищения рабочего органа при ходе сваба вниз, между верхней поджимной ограничительной гайкой и верхним торцом рабочего органа выполнен кольцевой зазор, размеры кольцевых канавок рабочего органа по высоте превышают толщину поперечных кольцевых выступов корпуса, рабочий орган установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и расположения поперечных кольцевых выступов корпуса среднем положении в своих кольцевых кэ навках в момент взаимодействия своим ве, хним торцом с верхней поджимно ограничительной гайкой при ходе свэба вниз и с возможностью взаимодействи,. верхних поверхностей поперечных кольцевых выступов корпуса с верхними поверхностями своих кольцевых канавок при ходе свэба вверх, а перекрыватель осевого канала корпуса размещен в нижней ограничительной поджимной гайке.

2. Сваб по и. 1, отличающийся тем, что перекрыватель выполнен в виде обратного клапана.

3. Сааб по и, 1, отличающийся тем, что перекрыватель выполнен в виде глухой и робки.

1761941

П е лагаемая конст к ия

Базовый ва иант

Сваб самоочищающийся.

Составитель В,Воробьев

Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович

Редактор

Заказ 3242 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Сваб без очистки мехпримесей

Показатели надежности:

Продолжительность безотказной работы

Через каждые 1-3 рейса подъем, промывка, разборка и сборка сваба.

Время простоя бригады при круглосуточной

5-6 ч в сутки

Недостатки:

3а счет простаивания скважины невозможно создать глубокую депрессию на пласт. (до функционального отказа).

Непрерывная работа сваба в процессе освоения скважины . работе из -за отказа сааба

Преимущества:

Производительность освоения скважины увеличивается в 1,5-2 раза, Обеспечивается возможность очистки забоя заг язненной скважины .