Пристрій для очищення вибою свердловин

Реферат: Пристрій для очищення вибою свердловин, який включає желонку, в корпусі якої розміщений встановлений на штифтах шток з осьовим отвором та клапан із запірним елементом, зворотний клапан, фрезерну коронку та колону насосно-компресорних труб, що приєднується до желонки та слугує приймальним контейнером для шламу, причому до штоку приєднана натискна втулка з прорізями, яка встановлена з можливістю взаємодії з підпружиненим запірним елементом кулькового клапана, перепускні клапани виконані у вигляді похилих радіальних отворів з кульками, що утримуються порожнинними гвинтами, а зворотний клапан містить фігурну обмежуючу втулку для стримування руху кулькового запірного елемента. UA 99514 U (12) UA 99514 U UA 99514 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до нафтової, газової та гірничовидобувної промисловості, і призначена для очищення свердловин від піску, шламу, механічних домішок при їх будівництві, ремонті та експлуатації. Відомий пристрій для очищення свердловин (патент США № 4924940, МПК Е21В 27/00, Е21В37/00, опубл 15.05.1990 р.), який містить всмоктувальну і нагнітальну камери, поршневий насос і регулюючі клапани. Цей пристрій ненадійний при очищенні сильно засмічених свердловин за наявності на вибої металевих і абразивних включень. 6 Відома поршнева желонка для очищення вибою свердловини (патент РФ № 2060356, МПК Е21В27/00, опубл. 20.05.1996 р.), в корпусі якої розміщено пустотілий шток і плунжер, які мають нагнітальну порожнину і створюють єдиний нагнітальний канал, з'єднаний з колоною насоснокомпресорних труб, і прийомну порожнину з клапаном у вигляді засувки. Желонка забезпечує очищення свердловини при контактуванні прийомної камери з дном за рахунок різниці тисків в свердловині. Конструктивне виконання желонки не забезпечує додаткових експлуатаційних режимів роботи, які можуть провести до очищення свердловини від шламу і механічних домішок на вибої свердловини. Експлуатаційний режим обмежений тільки різницею рівнів свердловини та желонки. 7 Відома желонка (патент РФ № 2173760, МПК Е21В27/00, Е21В37/00, опубл. 20.09.2001 р.) для очищення вибою свердловини, в корпусі якої розміщено шток з осьовим отвором і клапан з запірним підпружиненим елементом, всередині штока виконано отвір із заглушкою, а ззовні прорізі. Запірний елемент містить кульку, корпус желонки має дві внутрішні циліндричні порожнини: для штока та порожнину для кульки з пружиною. Конструктивне виконання заглушки штока не дозволяє ефективно взаємодіяти з запірним елементом. Відомий гідравлічний комплекс для очищення глибинних свердловин (патент РФ № 7 2173380С, МПК Е21В27/00, Е21В37/00, опубл. 09.10.2001 р.), який складається із плунжерного насоса, желонки, контейнера, приймальної камери, клапана у вигляді засувки. Конструктивне виконання приймального клапана у вигляді тарілчастої засувки не дозволяє надійне багаторазове спрацювання при заповненні приймальної порожнини металошламонакопиченнями. Найбільш близьким до пристрою, що пропонується, є пристрій для очищення свердловин (патент України № 64276А, МПК Е21В37/00, Е21В27/00, опубл. 16.02.2004 р., бюл. № 2), що включає желонку, в корпусі якої на зрізних гвинтах (штифтах) встановлений шток з осьовим отвором та клапан з запірним елементом, плунжерний насос з нагнітальними порожнинами, які утворюють єдиний нагнітальний канал, з'єднаний з колоною насосно-компресорних труб, приймальну камеру з накопичувальною порожниною і приймальний зворотний клапан у вигляді засувки. Конструктивне виконання штоку желонки не дозволяє ефективно використовувати пристрій. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення надійності роботи пристрою для очищення вибою свердловин, розширення його функціональних можливостей та максимальне спрощення конструкції. Поставлена задача виконується за рахунок того, що у пристрої для очищення свердловин, що включає желонку, в корпусі якої розміщений встановлений на штифтах шток з осьовим отвором та клапан із запірним елементом, зворотний клапан, фрезерну коронку та колону насосно-компресорних труб, що приєднується до желонки та слугує приймальним контейнером для шламу, згідно з запропонованим технічним рішенням, кінець штоку з'єднаний різзю з натискною втулкою з прорізями, яка тисне на запірний елемент кулькового клапана желонки, а перепускні клапани для виходу зайвого повітря і води виконані у вигляді похилих радіальних отворів з кульками, що утримуються порожнинними гвинтами. Зворотний клапан має кульковий запірний елемент, рух якого в корпусі клапана стримується фігурною обмежуючою втулкою. Фрезерна коронка виконана у вигляді ніпеля з фрезою на кінці для розрихлювання зцементованого осаду на вибої свердловини. Суть пояснюється кресленнями, на яких на Фіг. 1 зображено загальний вигляд пристрою для очищення свердловини, на Фіг. 2 - загальний вигляд желонки, на Фіг. 3 - розріз А - А Фіг. 2, на Фіг. 4 - загальний вигляд зворотного клапана, на Фіг. 5 - розріз А-А Фіг. 4. Запропонований пристрій для очищення вибою свердловин складається з желонки 1, колони насосно-компресорних труб 2, зворотного клапана 3 та коронки фрезерної 4. Желонка пристрою складається з корпусу 5, всередині якого розміщено сідло клапана 6. Сідло клапана 6 перекривається металевою кулею 7, підпружиненою за допомогою пружини 8. 1 UA 99514 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Всередині корпусу 5 встановлений шток 9, нижня частина якого з'єднана з натискною втулкою 10. У верхній частині шток 9 за допомогою різі з'єднаний з перевідником 11. До корпусу 5 у верхній частині за допомогою різі приєднана кришка 12, що має пази, в яких рухаються шпонки 13 штока 9, з'єднані з ним гвинтами 14. Шток 9 фіксується в корпусі 5 за допомогою зрізних штифтів 15 і ущільнення у вигляді гумових кілець 16. В нижній частині до корпусу 5 за допомогою різі приєднано ніпель 17, на який встановлена пружина 8. До ніпеля 17 в нижній частині за допомогою різі приєднано патрубок 18 з порожнинними гвинтами 19 та кульками 20, які розташовані в радіальних отворах патрубка. Між корпусом 5, сідлом клапана 6 і кулею 7 встановлено герметизуючі гумові кільця 21, 22. При посадці пристрою на вибій свердловини з подальшим розвантаженням, штифти 15 руйнуються, шток 9 рухається вниз, натискна втулка 10 штока 9 досягає нижнім кінцем сідла клапана 6 і, проходячи крізь нього, відтискує кулю 7 вниз. При відкритті клапана відбувається вирівнювання тисків над і під кулею 7. В цей час струм рідини зі шламом заноситься в приймальну ємність пристрою для очищення. Патрубок 18, в радіальних отворах якого розміщені порожнинні гвинти 19 та кульки 20, виконує роль перепускного повітряного клапана (рекомендується чотири радіальних отвори). Під час спуску желонки 1 в рідинному середовищі повітря відштовхує кульки 20 та витісняється крізь отвори в порожнинних гвинтах 19. Кульковий зворотний клапан 3 складається з корпусу 23, всередині якого розміщена за допомогою різі фігурна обмежуюча втулка 24, яка стримує рух кулі 25. Куля 25 опирається на сідло 26, яке в свою чергу утримується в корпусі 23 за допомогою гайки і контргайки 27. Клапан 3 працює від перепаду тиску над і під кулею 25. Надлишковий тиск піднімає кулю 25 з сідла 26 до обмежуючої втулки 24, де вона утримується до моменту вирівнювання тиску. Потім куля 25 під дією власної ваги опускається на сідло 26 і утримує над собою маленькі частки шламу під час підйому. Фрезерна коронка 4 являє собою ніпель з фрезою на кінці, зубці якої загартовані або армовані твердосплавним матеріалом, і призначена для розрихлення зцементованого осаду на вибої свердловини. Принцип роботи пристрою для очищення вибою свердловин полягає в наступному. Пристрій для очищення вибою свердловин в зібраному стані (желонка 1, насосно-компресорні труби 2, зворотний клапан 3, фрезерна коронка 4) спускається на колоні труб в свердловину до вибою. Попередньо розраховується довжина прийомних (шламоводозбірних) труб насоснокомпресорних труб 2 (НКТ). При досягненні фрезерною коронкою 4 вибою (шламової шапки), колону інструменту починають обертати навколо осі для розрихлення (руйнування) зцементованого осаду з розвантаженням не більшим ніж навантаження, що необхідне для зрізання штифтів 15. По мірі заглиблення фрезерної колонки 4 в осад, навантаження на пристрій збільшують до величини, при якій проходить зрізання (руйнування) штифтів 15. У цей час шток 9 желонки 1 рухається вниз до контакту з кулею 7. Шламоводозбірні труби НКТ заповнюються рідиною до патрубка 18. При відтисненні штоком 9 кулі 7 від сідла клапана 6, відбувається спрацювання желонки 1. За рахунок перепаду тиску між затрубним простором і порожниною всередині колони інструменту, потік рідини захоплює розрихлений вибійний осад, відкриває зворотний клапан 3 та заноситься всередину труб НКТ (шламоводозбірного контейнера). Після вирівнювання тисків в колоні інструменту та заколонного простору, зворотний клапан 3 закривається і пристрій готовий до вилучення на поверхню. Використання запропонованого пристрою дозволить підвищити якість очищення вибою свердловини за рахунок неодноразових циклів очищення, при цьому підвищується надійністьроботи та продуктивність очищення свердловин, оскільки пристрій може бути використаний для вилучення значних об'ємів шламонакопичень. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Пристрій для очищення вибою свердловин, який включає желонку, в корпусі якої розміщений встановлений на штифтах шток з осьовим отвором та клапан із запірним елементом, зворотний клапан, фрезерну коронку та колону насосно-компресорних труб, що приєднується до желонки та слугує приймальним контейнером для шламу, який відрізняється тим, що до штоку приєднана натискна втулка з прорізями, яка встановлена з можливістю взаємодії з підпружиненим запірним елементом кулькового клапана, перепускні клапани виконані у вигляді похилих радіальних отворів з кульками, що утримуються порожнинними гвинтами, а зворотний клапан містить фігурну обмежуючу втулку для стримування руху кулькового запірного елемента. 2 UA 99514 U 3 UA 99514 U 4 UA 99514 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5