Устройство для свабирования скважины

Устройство для свабирования скважины

Реферат

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при свабировании скважины.

Известна установка для добычи нефти из малодебитных скважин (патент US №5097901, кл. 166/68 от 24.03.1992 г.), содержащая смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого прикреплен сваб, имеющий полый корпус с установленными снаружи уплотнительными элементами, контактирующими при подъеме из скважины продукции с внутренней поверхностью эксплуатационной колонны скважины, снабженный установленным в корпусе обратным клапаном и присоединенным грузом Установка содержит установленную на транспортной базе мачту с направляющим роликом для каната, соединенную с лубрикатором для сваба с грузом, вверху на лубрикаторе установлен узел герметизации каната, а в нижней части лубрикатор снабжен узлом присоединения к эксплуатационной колонне скважины. Установка снабжена емкостью для сбора и транспортирования продукции скважин, соединенной трубопроводом через обратный клапан с лубрикатором.

Недостатком известной установки является то, что при свабировании скважины с вязкой нефтью не удается погрузить сваб в скважину на необходимую глубину и выполнить операцию свабирования.

Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является установка для добычи сернистой нефти, содержащей смонтированную на транспортной базе с силовым двигателем лебедку с канатом, на свободном конце которого размещен сваб с грузом, спускаемый в скважину через лубрикатор с узлом герметизации каната, установленные на устье мачту с направляющим роликом для каната, сборную емкость для продукции скважины, снабженную дыхательным каналом и соединенную через обратный клапан, и запорную арматуру с лубрикатором, причем сваб выполнен в виде полого корпуса с каналами, клапаном внутри и с установленными снаружи уплотнительными элементами. Установка снабжена дополнительной емкостью с нейтрализатором вредных примесей в нефтяном газе, герметично сообщенной на входе через запорную арматуру с дыхательным каналом сборной емкости и через запорную арматуру и регулятор расхода газа с лубрикатором, а на выходе - со свечей рассеивания нейтрализованного газа в атмосферу, причем вход дополнительной емкости снабжен диспергатором, а выход - отбойником брызг, при этом полый корпус сваба снабжен внутри сужением, а клапан выполнен в виде установленного в корпусе соосно с возможностью ограниченного осевого перемещения стержня с утолщением, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия снизу с сужением корпуса, причем стержень соединен сверху с канатом, а снизу - шарнирно с грузом (Патент РФ №2334080, кл. Е21В 43/00, опублик 2008.09.20 - прототип).

Известное устройство содержит груз оригинальной конструкции, однако это не позволяет опустить сваб в скважину с вязкой жидкостью (нефтью) до необходимой глубины и выполнить операцию свабирования.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения возможности свабирования скважины с вязкой жидкостью.

Задача решается тем, что устройство для свабирования скважины, включающее сваб с грузом под свабом, согласно изобретению в качестве груза содержит шнек с заостренным концом.

Шнек выполнен из стали и имеет длину от 1,5 до 1,8 м, диаметр от 22 до 32 мм, количество канавок от 10 до 15, высоту канавок от 4 до 8 мм, наклон канавок от 55 до 80 градусов Направление наклона канавок (правое или левое) на имеет значения.

Шнек может быть покрыт антиадгезионным покрытием.

Сущность изобретения

При спуске сваба в скважину, заполненную вязкой жидкостью, возникают трудности с прохождением сваба на забой. Сваб не может преодолеть сопротивление вязкой жидкости и застревает в скважине, не доходя до забоя. Свабирование такой скважины практически невозможно Вязкой жидкостью, в которой возникают подобные трудности, является жидкость с вязкостью более 500 сПз. Это может быть вязкая нефть, жидкость с загущающими отложениями типа парафинов, асфальтенов и пр. В предложенном изобретении решается задача обеспечения возможности свабирования скважины с вязкой жидкостью. Задача решается устройством, представленным на чертеже.

На чертеже представлено заявленное устройство для свабирования скважины (сваб),

где 1 - центральный стержень (мандрель), 2 - резьба, 3 - муфта, 4 - шнек, 5 - манжета из упругого материала, 6 - упор, 7 - седло. Элементы 1, 4, 6, 7 являются элементами классического сваба. Элементы 2, 3, 4 являются дополнительными элементами согласно предложенному изобретению.

На мандрели 1 вытачивают метрическую резьбу 2, на которую через муфту 3 наворачивают шнек 4, который представляет собой стальной стержень с наваренным на нем спиралевидным утолщением. Шнек 4 увеличивает вес сваба и за счет своей конструктивной особенности, т.е наличия заостренного окончания и спиралевидного наварного утолщения, позволяет легко внедряться в высоковязкую среду.

При спуске свабного оборудования на тросе манжета 5, одетая на мандрель 1 и имеющая наружный диаметр (например, 54 мм) менее внутреннего диаметра колонны насосно-компрессорных труб (например, 62 мм), находится в свободном состоянии и перемещается по мандрели 1 от нижнего седла 7 до верхнего упора 6 и обратно. При погружении в скважинную жидкость манжета 5 сваба занимает верхнее положение, при этом жидкость проходит по кольцевому пространству между наружной стенкой манжеты 5 и внутренней стенкой колонны насосно-компрессорных труб и по внутренней полости манжеты 5. При этом шнек 4 служит дополнительным грузом и разрыхлителем вязкой жидкости и способствует прохождению устройства на забой скважины.

При подъеме за счет столба жидкости происходит деформация манжеты 5, которая принимает внутренний диаметр колонны насосно-компрессорных труб, столб жидкости давит на манжету 5, которая упирается на нижнее седло 7, и за счет создания герметизирующего "тампона" происходит подъем жидкости, находящейся над манжетой 5. Устройство выполняет свою необходимую функцию по очистке колонны насосно-компрессорных труб от механических примесей, окалины и т д.

Наиболее оптимальные параметры шнека для решения поставленной задачи следующие: шнек выполнен из стали и имеет длину от 1,5 до 1,8 м, диаметр от 22 до 32 мм, количество канавок от 10 до 15, высоту канавок от 4 до 8 мм, наклон канавок α от 55 до 70 градусов к образующей стенки (на чертеже смотрится как к оси) стального стержня. Нижний конец шнека заострен с углом заострения β в пределах от 45 до 60 градусов к оси стержня.

Шнек может быть покрыт антиадгезионным покрытием, например полиэтиленом, полипропиленом, фторопластом, эпоксидным покрытием и т.п.

Использование указанной конструкции сваба обеспечивает возможность проведения работ в высоковязкой среде без использования специальной техники для пропарки, сокращение времени проведения операции по свабированию скважин, сокращение количества аварий, вызванных обрывом троса и падением глубинного оборудования на забой скважины.

Кроме этого, шнек позволяет разрыхлять и проходить через густые слои, очищать проходное отверстие в колонне насосно-компрессорных труб, тем самым позволяет в дальнейшем производить спуск геофизических приборов для контроля за скважиной без привлечения бригады подземного ремонта.

Применение шнека в конструкции сваба позволит:

- экономить средства за счет исключения "холостых" проездов геофизических партий, сократить расходы на спецтехнику;

- не привлекать бригады подземного ремонта по причине "непрохождения геофизического прибора";

- сохранить экологию;

- своевременно производить геофизические исследования;

- проводить работы в высоковязкой среде без использования специальной техники для подъема и пропарки колонны насосно-компрессорных труб;

- сократить время проведения операций по свабированию скважин;

- сократить количество аварий, вызванных обрывом каната и падением глубинного оборудования на забой скважины.

Устройство для свабирования скважины, включающее сваб с грузом под свабом, отличающееся тем, что груз выполнен в виде шнека, соединенного посредством муфты с центральным стержнем сваба и представляющего собой стальной стержень с наваренным на нем спиральным утолщением и заостренным концом, при этом длина шнека находится в пределах 1,5-1,8 м, диаметр 22-32 мм, количество канавок 10-15, высота канавок 4-8 мм, угол наклона канавок к образующей стенки стержня 55-70°, угол заострения шнека к оси стержня находится в пределах 45-60°.