Установка для очистки горизонтальных скважин-"крот"

Изобретение относится к области нефтедобычи и предназначено для очистки горизонтальных стволов добывающих скважин от всевозможного шлама и грязи путем создания в зоне загрязнения пониженного давления, обеспечивающего всасывание и удержание шламовых отложений внутри установки. Установка включает последовательно соединенные насосно-компрессорными трубами снизу вверх ловушку овальной формы, обратный клапан, штуцер, по меньшей мере, один сбивной клапан и расположенные на трубах центраторы. Между штуцером и сбивным клапаном установлен разгрузочный клапан. Выше сбивного клапана установлен предохранительный клапан пробкового типа. На участке установки между разгрузочным и предохранительным клапанами образована герметичная рабочая камера, заполненная воздухом под атмосферным давлением. Центраторы выполнены в виде свободно вращающихся на телах качения относительно труб обойм. В обоймах на осях, расположенных перпендикулярно продольной оси установки, закреплены свободно вращающиеся ролики. Обратный клапан выполнен с возможностью открытия и перекрытия проходного отверстия при любом его пространственном положении и представляет собой две полукруглые подпружиненные пластины, расположенные на общей оси и складывающиеся при открытии проходного отверстия. Ловушка имеет основной осевой входной канал и входящие в него под углом 30, 60 и 90 градусов к продольной оси установки входные каналы, которые расположены по окружности ярусами. Штуцер выполнен в виде сменных втулок, имеющих различный диаметр проходного отверстия. Разгрузочный клапан выполнен в виде зафиксированного срезными штифтами в исходном положении в цилиндре его корпуса плунжера с глухим осевым каналом, сообщенным с герметичной рабочей камерой. Глухой осевой канал имеет загерметизированный в исходном положении выход на боковую поверхность плунжера. Этот выход сообщается с нижерасположенным внутренним пространством установки после разрушения срезных штифтов и перемещения плунжера в нижнее положение, что происходит после разгрузки установки под действием ее веса и веса подвески насосно-компрессорных труб при взаимодействии с засоренным участком скважины. Использование изобретения упрощает процесс очистки горизонтальных скважин. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области нефтедобычи и предназначено для очистки горизонтальных стволов добывающих скважин от всевозможного шлама и грязи путем создания в зоне загрязнения пониженного давления, обеспечивающего всасывание и удержание шламовых отложений внутри установки "Крот" (далее установка).

Известно устройство для очистки скважин, включающее последовательно соединенные снизу вверх насосно-компрессорными трубами (НКТ) ловушку, обратный клапан, штуцер, разгрузочный клапан, герметичную рабочую камеру, заполненную воздухом под атмосферным давлением (патент РФ №2160825, М кл. Е 21 В 37/00, опублик. 2000 г.).

Это известное устройство предназначено для очистки вертикальных скважин и не может быть использовано в горизонтальных скважинах.

Известна установка для очистки горизонтальных скважин, включающая последовательно соединенные трубами снизу вверх ловушку овальной формы с входными каналами, расположенными по окружности, обратный клапан, штуцер, по меньшей мере, один сбивной клапан и расположенные на трубах центраторы, выполненные в виде свободно вращающихся на телах качения относительно труб обойм (патент США №4747452, М кл. Е 21 В 37/00, опублик. 1988 г.).

Эта известная установка, принятая в качестве прототипа, позволяет очищать горизонтальные скважины, но ее использование связано с необходимостью подачи промывочной жидкости с поверхности в струйный насос, входящий в состав установки, что существенно усложняет процесс очистки.

Задачей изобретения является получение технического результата - упрощение процесса очистки горизонтальных скважин.

Технический результат достигается тем, что установка для очистки горизонтальных скважин, включающая последовательно соединенные трубами снизу вверх ловушку овальной формы с входными каналами, расположенными по окружности, обратный клапан, штуцер, по меньшей мере, один сбивной клапан и расположенные на трубах центраторы, выполненные в виде свободно вращающихся на телах качения относительно труб обойм, согласно изобретению снабжена герметичной рабочей камерой, заполненной воздухом под атмосферным давлением, разгрузочным клапаном, установленным между штуцером и сбивным клапаном, и предохранительным клапаном, установленным выше сбивного клапана, при этом в обоймах на осях, расположенных перпендикулярно продольной оси установки, закреплены свободно вращающиеся ролики, обратный клапан выполнен с возможностью открытия и перекрытия проходного отверстия при любом его пространственном положении, ловушка имеет основной осевой входной канал, а ее входные каналы, расположенные по окружности, входят в основной осевой входной канал под углом к продольной оси установки, причем герметичная рабочая камера, заполненная воздухом под атмосферным давлением, образована на участке установки между разгрузочным и предохранительным клапанами.

Для достижения технического результата предпочтительно, чтобы входные каналы ловушки были расположены ярусами по окружности и входили в основной осевой входной канал под углом 30,60 и 90 градусов.

В конкретном воплощении обратный клапан выполнен в виде двух подпружиненных полукруглых пластин, расположенных на общей оси и складывающихся при открытии проходного отверстия клапана.

Целесообразно чтобы штуцер был выполнен в виде сменных втулок, имеющих различный диаметр проходного отверстия.

Конкретное исполнение разгрузочного клапана может представлять собой зафиксированный срезными штифтами в исходном положении в цилиндре его корпуса плунжер с глухим осевым каналом, сообщенным с герметичной рабочей камерой, заполненной воздухом под атмосферным давлением, и имеющим загерметизированный выход на боковую поверхность плунжера, сообщающийся с нижерасположенным внутренним пространством установки после разрушения срезных штифтов и перемещения плунжера в нижнее положение.

Способствует достижению технического результата то, что применен предохранительный клапан пробкового типа, в качестве тел качения использованы шарики, а в качестве труб - насосно-компрессорные трубы.

Установка для очистки горизонтальных скважин - "Крот" поясняется схематическим чертежом, на котором на фиг.1 показана нижняя часть установки; на фиг.2 - верхняя часть установки.

Установка включает ловушку 1, соединенную с обратным клапаном 2, затем последовательно через, например, семь насосно-компрессорных труб (НКТ) диаметром два дюйма монтируются три центратора 3, далее через две НКТ - штуцер 4, через две НКТ - разгрузочный клапан 5, далее через десять НКТ диаметром два с половиной дюйма монтируется сбивной клапан 6 и затем на таком же расстоянии второй сбивной клапан 6 и через сто двадцать НКТ диаметром два с половиной дюйма - предохранительный клапан 7, который крепится к подвеске НКТ (колонне НКТ) диаметром два с половиной дюйма. Ловушка 1 соединена с обратным клапаном 2 посредством короткого отрезка НКТ. Участок установки между разгрузочным клапаном 5 и предохранительным клапаном 7 представляет собой герметичную рабочую камеру, заполненную воздухом под атмосферным давлением. Ловушка 1 имеет овальную форму, снижающую до минимума возможность зацепления установки при спуске, основной осевой входной канал в который входят расположенные по окружности ярусами входные каналы под углом 30, 60 и 90 градусов к продольной оси установки, обеспечивающие забор отложений с боковой поверхности очищаемой скважины. Обратный клапан 2 работает в любом пространственном положении. Элементами, закрывающими проходное отверстие клапана 2, служат две подпружиненные полукруглые пластины, расположенные на общей оси и складывающиеся при открытии клапана. Центратор 3 имеет свободно вращающуюся на телах качения - шариках обойму, в которой на осях, расположенных перпендикулярно продольной оси установки, закреплены ролики. Конструкция центратора 3 обеспечивает плавный, без заеданий проход установки по искривленной и горизонтальной части эксплуатационной колонны. Штуцер 4 имеет сменные втулки с различным диаметром проходного отверстия, что позволяет регулировать величину перепада давления до и после него. Разгрузочный клапан 5 имеет подвижный плунжер с глухим осевым каналом, имеющим выход на боковую поверхность плунжера. Глухой осевой канал сообщен с герметичной рабочей камерой. Плунжер зафиксирован в исходном положении в цилиндре корпуса клапана 5 срезными штифтами 8, при этом выход из глухого осевого канала плунжера загерметизирован. В установке используется выпускаемый серийно сбивной клапан 6. Предохранительный клапан 7 пробкового типа срабатывает при наличии избыточного давления под ним (в герметичной рабочей камере).

Установка работает следующим образом. Согласно технологической схеме, ее собирают на устье скважины и на подвеске НКТ спускают в скважину. Диаметр, длина и количество НКТ, соединяющих отдельные узлы установки, может корректироваться в зависимости от конструкции скважины. При спуске в скважину благодаря наличию центраторов 3 установка проходит искривленный и горизонтальный участки эксплуатационной колонны скважины и ловушкой упирается в засоренный участок, представляющий собой обычно скопление шлама и грязи. Под весом установки и подвески НКТ срезаются штифты 8 в разгрузочном клапане 5, плунжер перемещается в свое нижнее положение (до упора в соответствующий ограничитель), открывается выход из глухого осевого канала, сообщается герметичная рабочая камера с нижерасположенным внутренним пространством установки, открывается обратный клапан 2, соединяется герметичная рабочая камера с засоренным участком и за счет перепада давления происходит всасывание шлама и грязи внутрь установки. Величина депрессии на засоренный участок регулируется в пределах 3-10 МПа с помощью сменных втулок в штуцере 4. По прошествии определенного времени установку поднимают на 20-30 м и проводят повторную разгрузку. Процесс повторяется до тех пор, пока гидростатическое давление в скважине не сравняется с давлением в рабочей камере. Затем установку поднимают на поверхность. Обратный клапан 2 удерживает внутри втянутую в установку грязь и шлам. Предохранительный клапан 7 по мере подъема установки стравливает избыточное давление в герметичной рабочей камере, а сбивные клапаны 6 позволяют обеспечить сброс жидкости из рабочей камеры в скважину при демонтаже установки.

Использование установки позволят упростить процесс очистки горизонтальных скважин.

1. Установка для очистки горизонтальных скважин, включающая последовательно соединенные трубами снизу вверх ловушку овальной формы с входными каналами, расположенными по окружности, обратный клапан, штуцер, по меньшей мере, один сбивной клапан и расположенные на трубах центраторы, выполненные в виде свободно вращающихся на телах качения относительно труб обойм, отличающаяся тем, что она снабжена герметичной рабочей камерой, заполненной воздухом под атмосферным давлением, разгрузочным клапаном, установленным между штуцером и сбивным клапаном, и предохранительным клапаном, установленным выше сбивного клапана, при этом в обоймах на осях, расположенных перпендикулярно продольной оси установки, закреплены свободно вращающиеся ролики, обратный клапан выполнен с возможностью открытия и перекрытия проходного отверстия при любом его пространственном положении, ловушка имеет основной осевой входной канал, а ее входные каналы, расположенные по окружности, входят в основной осевой входной канал под углом к продольной оси установки, причем герметичная рабочая камера, заполненная воздухом под атмосферным давлением, образована на участке установки между разгрузочным и предохранительным клапанами.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что входные каналы ловушки расположены по окружности ярусами и входят в основной осевой входной канал под углом 30, 60 и 90 градусов к продольной оси установки.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что обратный клапан выполнен в виде двух подпружиненных полукруглых пластин, расположенных на общей оси и складывающихся при открытии проходного отверстия клапана.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что штуцер выполнен в виде сменных втулок, имеющих различный диаметр проходного отверстия.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разгрузочный клапан выполнен в виде зафиксированного срезными штифтами в исходном положении в цилиндре его корпуса плунжера с глухим осевым каналом, сообщенным с герметичной рабочей камерой, заполненной воздухом под атмосферным давлением, и имеющим загерметизированный в исходном положении выход на свою боковую поверхность, сообщающийся с нижерасположенным внутренним пространством установки после разрушения срезных штифтов и перемещения плунжера в нижнее положение.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что применен предохранительный клапан пробкового типа.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве тел качения использованы шарики.

8. Установка по одному из п.п. 1-7, отличающаяся тем, что в качестве труб использованы насосно-компрессорные трубы.