Установка для очистки скважин

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к установкам для очистки скважин. Установка содержит подвешенное на колонне насосно-компрессорных труб промывочное устройство с несколькими соплами. Устройство выполнено с возможностью вращения и с возможностью свободных колебаний его в плоскости, перпендикулярной оси скважины. Повышается эффективность и качество очистки, повышается технологичность процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технике капитального ремонта скважин, а именно к установкам для очистки скважин.

Известна установка для очистки скважин, содержащая подвешенное на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) промывочное устройство, в которой промывочное устройство выполнено с возможностью создания циклических депрессий и оснащено струйным аппаратом для откачки отработанной промывочной жидкости /Ивановский В.Н. и др. Оборудование для добычи нефти и газа: В 2 ч. - М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2002. - Часть 1. - С.116-125/.

Недостатками известной установки являются:

- оказывает только пассивное воздействие на призабойную зону скважины путем создания перепада давления промывочным устройством;

- нетехнологичность и недостаточное качество очистки, так как для спуска промывочного устройства после очистки одного участка скважины приходится добавить в колонну насосно-копрессорных труб по меньшей мере еще одну трубу;

- неравномерность очистки, так промывочное устройство может быть прижато к скважине из-за ее сверхнормативной кривизны (в ОАО «АКН «Башнефть» 70% скважин имеют сверхнормативную кривизну, в Западной Сибири практически все скважины имеют сверхнормативную кривизну);

- сложность перенастройки оборудования при переходе от одного режима работы (гидроимпульсной обработки) к другому (откачке струйным аппаратом).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является установка для очистки скважин, содержащая подвешенное на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) промывочное устройство с одним соплом /Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Муравьев И.М. и др. Издание 3-е, переработанное и дополненное. - М.: «Недра», 1970. - С.332-333/.

Недостатками известной установки являются:

- нетехнологичность и недостаточное качество очистки, так как для спуска промывочного устройства после очистки одного участка скважины приходится добавить в колонну насосно-копрессорных труб по меньшей мере еще одну трубу;

- неравномерность очистки, так промывочное устройство может быть прижато к скважине из-за ее сверхнормативной кривизны.

Решаемой задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности установки за счет обеспечения более высокого качества и технологичности процесса очистки скважин, включая скважины сверхнормативной кривизны.

Поставленная задача решается тем, что установка для очистки скважин, содержащая подвешенное на колонне насосно-компрессорных труб промывочное устройство, отличается тем, что промывочное устройство имеет два или более сопел, выполненных с возможностью изменения направления выхода из них.

Изменение направления выхода из сопел обеспечено выполнением промывочного устройства с возможностью его вращения.

Направление выхода струй из сопел совпадает.

Промывочное устройство выполнено с возможностью свободных колебаний его в плоскости, перпендикулярной оси скважины.

Промывочное устройство выполнено с возможностью перемещения вдоль оси скважины, например, за счет телескопической подвески на колонне насосно-компрессорных труб.

Промывочное устройство оснащено сборниками размытых отложений, например специальными карманами на колонне насосно-компрессорных труб или контейнером.

Выполнение промывочного устройства с двумя или более соплами обеспечивает выход более одной струи промывочной жидкости. В зависимости от напора промывочной жидкости и характера отложений на скважине это позволяет организовать оптимальную очистку, повысив тем самым качество очистки.

Изменение направления выхода струй из сопел, например, за счет вращения выходных сопел промывочного устройства, подвешенного на вращающейся колонне НКТ, позволяет в зависимости от напора промывочной жидкости и характера отложений на скважине организовать их оптимальную очистку, повысив тем самым равномерность очистки.

Выполнение отвода отработанной промывочной жидкости вместе с частицами отложений непрерывным или периодическим зависит от объема отложений. Оно позволяет оптимизировать процесс отвода и повысить тем самым качество очистки скважин, включая скважины сверхнормативной кривизны.

Выполнение скорости выхода струи промывочной жидкости из промывочного устройства с учетом затухания струи, достаточной для размыва отложений в скважине, позволяет размывать отложения на скважине. Это обеспечивает повышение качества очистки скважины.

Совпадающие направления закрутки струй промывочной жидкости позволяют исключить глушение одной струи другой. Это обеспечивает повышение качества очистки.

Свободные колебания промывочного устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины, позволяют не только размывать отложения, но и разбивать их механически, например, корпусом промывочного устройства при его свободных колебаниях. Это обеспечивает повышение качества очистки скважины за счет дополнительного механического воздействия. Кроме того, это позволит более качественно измельчить частицы отложений и облегчить тем самым возможность подъема размытых отложений на поверхность.

Максимальная амплитуда колебаний A_max промывочного устройства будет в том случае, если промывочное устройство прижато к скважине. Она составляет

А_max=D_скв-D_пу

где D_скв, D_пу - соответственно диаметры скважины и промывочного устройства. Для определения максимальной амплитуды колебаний нужно измерить диаметры скважины и промывочного устройства.

Если промывочное устройство подвешено на трубе длины l_под, то максимальный угол отклонения ϕ_max промывочного устройства равен

ϕ_max=arcsin(A_max/l_под)

Создание пульсаций давления промывочной жидкости, например, за счет изменения давления промывочной жидкости в колонне НКТ, позволяет увеличивать и уменьшать скорость размыва, что обеспечивает повышение качества очистки скважины.

Обеспечение возможности спуска промывочного устройства ниже после размыва отложений на конкретной глубине, например, за счет телескопического соединения с колонной НКТ, позволяет очищать больший участок скважины, чем когда промывочное устройство спускается только за счет увеличения длины колонны НКТ.

Ход промывочного устройства при спуске по мере размыва отложений может быть выбран кратным длине НКТ.

Обеспечение возможности самопроникновения промывочного устройства в отложения по мере их размыва, например, за счет оснащения острым наконечником, позволяет повысить качество очистки скважины.

Выбор скорости спуска колонны НКТ с промывочным устройством, равной нормативной скорости спуска колонны НКТ, позволяет сохранить нормативные сроки; это обеспечивает сохранение сроков выполнения работ.

Сбор размытых отложений, например, в специальные карманы на колонне НКТ или контейнер, позволяет при подъеме колонны НКТ поднять те размытые отложения, которые не были подняты на поверхность вместе с отработанной промывочной жидкостью. Это обеспечивает повышение качества очистки скважины.

Установка для очистки скважин показана на фиг.1.

Установка для очистки скважин расположена в скважине 1; на колонне НКТ 2 подвешено промывочное устройство 3 с соплами на телескопической подвеске 4 с гибкой шарнирной муфтой 5. В колонне НКТ 2 расположены уплотнительные кольца 6. В качестве гибкой шарнирной муфты 5 можно использовать, например, муфту по патенту РФ №2230233.

Установка для очистки скважин работает следующим образом. После спуска промывочного устройства 3 на колонне НКТ 2 в скважину 1 к месту очистки по колонне НКТ 2 начинается подача промывочной жидкости. Промывочная жидкость вытекает через сопла промывочного устройства 3 и размывает отложения. При изменении направления выхода струй из сопел промывочного устройства 3, например, за счет вращения колонны НКТ 2, происходит равномерный размыв отложений по всему периметру очищаемой скважины 1.

Промывочное устройство 3 совершает колебания около оси скважины 1 за счет гибкой шарнирной муфты 5 и производит механическую очистку скважины 1. По мере размыва отложений промывочное устройство 3 спускается вниз за счет телескопической подвески 4. Уплотнительные кольца 6 препятствуют вытеканию промывочной жидкости не через телескопическую подвеску 4. Отработанная промывочная жидкость вместе с размытыми отложениями поднимается на поверхность по полости, образованной внутренней поверхностью скважины 1 и наружной поверхностью колонны НКТ 2.

Таким образом, заявляемое изобретение эффективно, так как оно позволяет повысить качество и технологичность процесса очистки скважин, включая скважины сверхнормативной кривизны.

1. Установка для очистки скважин, содержащая подвешенное на колонне насосно-компрессорных труб промывочное устройство с несколькими соплами, выполненное с возможностью вращения, отличающаяся тем, что промывочное устройство выполнено с возможностью свободных колебаний его в плоскости, перпендикулярной оси скважины.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что направления закрутки струй промывочной жидкости из сопел совпадают.

3. Установка для очистки скважин по п.1, отличающаяся тем, что промывочное устройство выполнено с возможностью перемещения вдоль оси скважины за счет телескопической подвески на колонне насосно-компрессорных труб.

4. Установка для очистки скважин по п.1, отличающаяся тем, что промывочное устройство оснащено сборниками размытых отложений - специальными карманами на колонне насосно-компрессорных труб или контейнером.