Инструмент для сооружения фильтровой скважины

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для сооружения скважин для добычи воды и другой текучей среды, и может быть использовано при заканчивании скважин в процессе бурения или проведения ремонта скважин для борьбы с выносом песка из слабосцементированных и несцементированных продуктивных пластов. Обеспечивает оптимальное распределение гравия по всей прифильтровой зоне, надежную полную очистку от бурового шлама и пластового песка и формирование естественного фильтра за счет выноса мелких фракций. Инструмент включает основной фильтр, соединенный с ним дополнительный фильтр, промывочную трубу с клапаном и блокирующим средством в нижней части. Оно выполнено с промывочными отверстиями. Основной фильтр снабжен отстойником. В нем закреплен обратный клапан. Промывочная труба выполнена с возможностью разъединения с обратным клапаном отстойника. Она снабжена дополнительным блокирующим средством и дополнительным обратным клапаном. Дополнительный обратный клапан размещен между блокирующими средствами. Верхним является блокирующее средство с промывочными отверстиями. Дополнительный фильтр имеет герметизирующий оголовок, в котором подвижно установлена промывочная труба. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к устройствам для сооружения скважин для добычи воды и другой текучей среды, и может быть использовано при заканчивании скважин в процессе бурения или проведения ремонта скважин для борьбы с выносом песка из слабосцементированных и несцементированных продуктивных пластов.

Известен инструмент для сооружения фильтровой скважины с гравийной набивкой [1] , включающий трубопровод с фильтром и герметизирующим оголовком, опускаемый на бурильных трубах, съемно соединенных с обратным клапаном, закрепленным в отстойнике фильтра.

Известный инструмент обеспечивает оборудование скважин гравийно-обсыпными фильтрами в восходящем потоке промывочной жидкости в условиях с низким пластовым давлением продуктивных горизонтов и поглощением промывочной жидкости мало эффективно, в связи с невозможностью полной очистки скважины от бурового шлама, выноса пластового песка и формирования гравийного фильтра.

Известен также скважинный инструмент для гравийной набивки интервала внутри ствола скважины, включающий трубопровод с основной секцией фильтра и верхним обходным фильтром [2]. Наличие обходного фильтра несколько выравнивает скорости намыва гравия и обеспечения фракционирования частиц.

Однако проблема недостаточной очистки от бурового шлама и пластового песка также не решается, особенно при превышении давлений промывочной жидкости над пластовым.

Наиболее близким аналогом изобретения является инструмент для сооружения фильтровой скважины [3], включающий трубопровод с основным и дополнительными фильтрами, промывочную трубу со средством блокирования потока промывочной жидкости.

Недостатком инструмента является его малая эффективность особенно при использовании в продуктивных пластах с низким пластовым давлением и поглощением промывочной жидкости.

В связи с тем, что снабжение инструмента промывочной трубой с блокирующим средством и наличие обходного фильтра дают возможность управления потоком промывочной жидкости для хорошей набивки кольцевой полости фильтра, но не обеспечивают очистку фильтра от выбуренного шлама, пластового песка и выноса мелких фракций гравийной набивки и для окончательного формирования фильтра требуется длительное освоение скважины в процессе эксплуатации.

Кроме того, дополнительный фильтр, установленный выше продуктивного пласта, необходим как фильтр только на время укладки гравия в зоне основного фильтра.

В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено создание инструмента для сооружения фильтровой скважины, который обеспечивает оптимальное распределение гравия по всей прифильтровой зоне, и надежную полную очистку от бурового шлама и пластового песка и обеспечивает формирование естественного фильтра за счет выноса мелких фракций.

Указанная задача решается тем, что инструмент для сооружения фильтровой скважины включает основной фильтр, соединенный с ним дополнительный фильтр, промывочную трубу с клапаном и блокирующим средством в нижней части, выполненным с промывочными отверстиями.

Причем основной фильтр снабжен отстойником, в котором закреплен обратный клапан, а промывочная труба выполнена с возможностью разъединения с ним, снабжена дополнительным блокирующим средством и дополнительным обратным клапаном, размещенным между блокирующими средствами, выполненными подвижно внутри основного фильтра, при этом блокирующее средство с промывочными отверстиями является верхним, а дополнительный фильтр имеет герметизирующий оголовок, в котором подвижно установлена промывочная труба. Кроме того, соединение основного и дополнительного фильтров выполнено съемным. Также соединение основного и дополнительного фильтров выполнено в виде устройства с фиксаторами и подпружиненной внутренней обоймой, а блокирующее средство с промывочными отверстиями снабжено кольцевым упором.

А также дополнительный фильтр выполнен с сечением ячеек перфорации, большим сечения ячеек перфорации основного фильтра и сечения мелких фракций засыпаемого гравия.

Сущность изобретения пояснена чертежами.

На фиг. 1 дано сечение инструмента в начальном положении и на фиг. 2 - при проведении промывки.

Скважинный инструмент опускают в скважину 1 с расширенной частью ствола 2. Инструмент для сооружения фильтровой скважины содержит основной фильтр 3 и дополнительный фильтр 4. Основной фильтр снабжен отстойником 5, в котором установлен обратный клапан 6, к которому левым переводником 7 соединена промывочная труба 8.

Промывочная труба 8 снабжена дополнительным обратным клапаном 9 и блокирующими средствами 10, 11 в нижней части промывочной трубы. Дополнительный обратный клапан 9 установлен между блокирующими средствами 10, 11.

Соединение дополнительного фильтра 4 с глухой частью 12 основного фильтра 3 выполнено съемным, снабжено фиксаторами 13, внутренней обоймой 14 и пружиной 15.

Дополнительный фильтр 4 соединен жестко с герметизирующим оголовком 16, а промывочная труба 8 установлена в герметизирующем оголовке 16 подвижно, верхнее блокирующее средство 10 снабжено кольцевым упором 17 и выполнено в виде диска с промывочными отверстиями.

Блокирующие средства 10, 11 выполнены подвижными внутри основного фильтра колонны 3. Промывочная труба 8 снабжена воздушной трубой (не показана).

Сооружение гравийного фильтра в соответствии с настоящим изобретением заключается в следующем.

Скважинный инструмент на промывочной трубе 8 спускают в скважину 1 и устанавливают вблизи интервала расширенной части ствола 2.

Для полной посадки фильтра на забой включают подачи промывочной жидкости для призабойной промывки, при которой промывочная жидкость проходит через промывочную трубу 8, обратный клапан 6 в кольцевое пространство между отстойником 5 и стволом скважины 1. При этом буровой шлам и песок вымывается из скважины и осуществляется спуск фильтровой колонны на забой скважины. Вымытые шлам и песок через фильтры 3, 4 перетекают во внутреннюю полость основного фильтра 3. После посадки фильтра на забой прямую призабойную промывку выключают и производят порционную засыпку. Количество гравий-обсыпки на одну порцию берут из расчета, чтобы перекрыть кольцевое пространство между блокирующими средствами 10, 11.

После засыпки первой порции включают обратную промывку и производят промывку через обратный клапан 9, во время которой будет произведена предварительная грубая промывка засыпанной первой порции и очищена внутренняя полость основного фильтра 3. По истечении 10-15 мин промывочную трубу 8 разъединяют с клапаном 6 путем левого вращения бурового инструмента, извлекают из переводника 7, и промывочную трубу 8 приподнимают на высоту следующей порции гравия (фиг. 2).

Засыпка следующей порции гравия осуществляется в восходящем потоке и для этого включается прямая призабойная промывка, при этом мелкие фракции гравия (0,5-1,5 мм) вместе с остатками бурового шлама и пластового песка перетекают через дополнительный фильтр 4 во внутреннюю полость основного фильтра 3.

После засыпки очередной порции гравия меняют прямую промывку на обратную и производят промывку в два потока, через низ промывочной трубы 8 и через клапан 9.

При этом промывка нижним потоком способствует окончательной очистке засыпной порции и формированию фильтра.

Обратная промывка производится за счет откачиваемой пластовой жидкости.

Процессы порциальной засыпки гравия с чередованием систем промывок продолжаются до полного заполнения всего интервала фильтрации основного фильтра с учетом глухой части. Перед подъемом инструмента из скважины производится окончательная откачка всей скважины.

При извлечении инструмента из основного фильтра дополнительный фильтр 4 вместе с герметизирующим оголовком 16 также извлекают за счет снятия фиксаторов 13 упором 15.

Источники информации 1. Оноприенко М.Г. Бурение и оборудование гидрогеологических скважин, М. : Недра, 1978. - с .90.

2. А.С. СССР 1521865, МКИ 4, Е 21 В 43108.

3. Патент РФ 2169254, МПК 7 Е 21 В 43/04, 20.06.2001.

Формула изобретения

1. Инструмент для сооружения фильтровой скважины, включающий основной фильтр, соединенный с ним дополнительный фильтр, промывочную трубу с клапаном и блокирующим средством в нижней части, выполненным с промывочными отверстиями, отличающийся тем, что основной фильтр снабжен отстойником, в котором закреплен обратный клапан, а промывочная труба выполнена с возможностью разъединения с ним, снабжена дополнительным блокирующим средством и дополнительным обратным клапаном, размещенным между блокирующими средствами, выполненными подвижно внутри основного фильтра, при этом блокирующее средство с промывочными отверстиями является верхним, а дополнительный фильтр имеет герметизирующий оголовок, в котором подвижно установлена промывочная труба.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что соединение дополнительного фильтра с основным выполнено съемным.

3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что дополнительный фильтр выполнен с сечением ячеек перфорации, большим сечения ячеек перфорации основного фильтра и сечения мелких фракций засыпаемого гравия.

4. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что соединение основного и дополнительного фильтров выполнено в виде устройства с фиксаторами и подпружинено внутренней обоймой, а блокирующее средство с промывочными отверстиями снабжено кольцевым упором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.12.2007

Извещение опубликовано: 10.04.2009        БИ: 10/2009

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 15.10.2010

Наименование лица, которому выдан дубликат:Закрытое акционерное общество "Русбурмаш"

Извещение опубликовано: 20.11.2010        БИ: 32/2010

---