Способ обработки призабойной зоны технологических скважин и установка для его осуществления

(51) 21 37/08 (2009.01) 21 37/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат изобретения расширение области применения и повышение производительности. Для этого используют установку для обработки призабойной зоны технологических скважин,содержащую транспортную базу,гидропневмосиловые установки с средствами управления,подачей и отводом рабочей жидкости, гибкую колонну труб, намотанную на барабан, снабженный средствами ввода рабочей жидкости в гибкую колонну труб, привода и управления спускоподъемом гибкой колонны труб, и источник гидроимпульсов, в котором нижний элемент источника гидроимпульсов имеет хвостовик,центральная часть которого выполнена в виде шнека, расположенного в полости наконечника,имеющего вид турбины с внутренними и наружными лопатками, а на нижнем торце его расположены породоразрушающие элементы.(72) Сушко Сергей Михайлович Бегун Анатолий Данилович Повелицын Владимир Михайлович Латыпов Авис Самигуллинович Абдильдин Гарыш Надырович Пшеницын Александр Станиславович(56) Предварительный патент РК 18719, кл. Е 21 В 37/00, 15.08.07(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СКВАЖИН И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Группа изобретений относится к горной промышленности и может быть использована при освоении и ремонтно-восстановительных работах технологических скважин, предназначенных для добычи жидких и газообразных полезных ископаемых. Группа изобретений относится к горной промышленности и может быть использована при освоении и ремонтно-восстановительных работах технологических скважин, используемых при добыче жидких и газообразных полезных ископаемых. Известен способ обработки призабойной зоны технологических скважин (, предварительный патент 18644, кл. Е 21 В 37/08, опубл. 16.07.07,бюл.7), заключающийся в формировании гидроимпульсов впределах фильтровой части скважины с поочередным перемещением гидроударника вверх и вниз и последующей подаче сжатого воздуха через гидроударник при извлечении его к устью скважины. Основным недостатком известного способа является то обстоятельство, что область применения его снижается за счет того, что при наличии песчаных пробок этот способ не применим, кроме того, не предусмотрена одновременная сепарация продуктов кольматации из рабочей жидкости. Известна установка для комплексной обработки призабойной зоны технологических скважин (,предварительный патент 18719, кл.Е 21 В 37/00,опубл. 15.08.07, бюл.8), содержащая транспортную базу, гидро-пневмосиловые узлы с средствами управления, гибкую колонну труб,намотанную на барабан, снабженный средствами ввода текучих сред в гибкую колонну, привода и управления спуско-подъемом гибкой колонны,снабженной возбудителем гидроимпульсов высокой частоты. Основным недостатком известной установки комплексной обработки призабойной зоны технологических скважин является сужение области применения за счет того, что при ремонте скважин в случае наличия песчаных пробок, установка не может быть использована. Кроме того, установка не имеет средств одновременной сепарации продуктов кольматации из рабочей жидкости. Задачей изобретения является разработка способа обработки призабойной зоны технологических скважин и установки для ее осуществления, обладающей более широкой областью применения, с возможностью сепарации механических примесей из обратного потока рабочей жидкости. Для этого в способе обработки призабойной зоны технологических скважин, включающем формирование гидроимпульсов в пределах фильтровой части скважин и поочередным перемещением возбудителя гидроимпульсов вверх и вниз, и последующей подачей сжатого воздуха через него при извлечении из ствола скважины,осуществляют вращение наконечника гидроударника относительно его корпуса для разрушения песчаных пробок,над устьем скважины осуществляют сепарацию материалов кольматации из обратного потока рабочей жидкости. Для осуществления способа используют установку для обработки призабойной зоны технологических скважин, содержащую транспортную базу, гидропневмосиловые установки с средствами управления 2 подачей и отводом рабочих сред, гибкую колонну труб, намотанную на барабан, снабженный средствами привода и управления спуско-подъемом гибкой колонны труб и гидроударник, который снабжен наконечником,выполненным в видесвободно посаженной на оси турбины с внутренними и наружными лопатками, имеющей на нижнем торце породоразрушающие элементы. В частных случаях исполнения наконечник имеет возбудитель гидроимпульсов,выполненный в виде расположенного в горизонтальной плоскости золотникового прерывателя потока- система отвода обратного потока рабочей жидкости снабжена гидроциклоном. Изобретение поясняется графическими приложениями, где на фиг. 1 представлена установка для обработки призабойной зоны технологических скважин на фиг.2 - наконечник в более крупном масштабе на фиг.3 -наконечник с золотниковым прерывателем потока. Установка состоит из транспортного средства 1(фиг.1) на шасси которого закреплено основание 2,на котором смонтированы основные элементы гидросиловой узел 3 с средствами управлении (не указанными н а фигуре) пневмосиловой узел 4 с средствами управления (не указанными н а фигуре) переключатель 5 для изменения вида рабочей среды,подаваемой в скважину барабан 6 с средствами управления(не указанными на фигуре) направляющая штанга 7 и шкив 8 для центрации гибкого трубопровода 9 над устьем 10 скважины, в которую опущена эксплуатационная колонна 11,оканчивающаяся в призабойной зоне 12 фильтровым участком 13. Н а верхнем конце эксплуатационной колонны 11 установлен оголовок 14, имеющий сальник, через который пропущен гибкий трубопровод 9 и штуцер для крепления гибкого трубопровода 15, предназначенного для перепуска обратного потока текущей среды в гидроциклон 16, установленный н а передвижной емкости 17, соединенной гибким трубопроводом 18 с насосом гидросилового узла 3. Выкидная труба 19 гидроциклона соединена передвижной емкостью 17, а иловыпускное сопло 20 расположено над сменной емкостью 21 для сбора продуктов кольматации. Наконечник 23 (фиг. 2), установлен с возможностью вращения,относительно оси гидроударника 22 на хвостовике 24, и закреплен посредством шаровых замков 25. Хвостовик 24 имеет шнековую нарезку 26 на наружной поверхности,на внутренней поверхности наконечника 23 имеются продольные пазы 27, а на наружной поверхности его имеются лопатки 28,образующие подобие осевой турбины. На нижнем торце наконечника 23 имеются породоразрушающие элементы 29, над которыми имеются каналы 30,расположенные радиально и канал 31,расположенный эксцентрично оси наконечника 23. Наконечник с золотниковым прерывателем потока(фиг.3) имеет золотниковые выступы 32 для периодического перекрытия каналов 30,соединяющих полость гидроударов 33 с затрубным пространством. Полость гидроударов 33, кроме того, имеет осевой дроссельный канал 34,выходящий в перекрестье разгрузочных каналов 35,или в нижнем направлении (показаны штрихпунктирными линиями на фиг.3). Способ восстановления продуктивности скважин реализуется за счет использования установки в нижеописанной последовательности. Восстановление продуктивности скважин может осуществляться сразу перед начальным этапом эксплуатации, то есть на стадии освоения ее, за счет удаления глинистой корки на стенках скважины, на стадии длительной эксплуатации при удалении продуктов кольматации на фильтре и ликвидации песчаных пробок внутри фильтровой колонны. Для этого к обслуживаемой скважине устанавливают элементы установки в соответствии с фиг. 1,опускают к призабойной зоне 12 внутрь фильтрового участка 13 эксплуатационной колонны 11, перекрывают устье скважины 10 оголовком 14,соединяемым гибким трубопроводом 15 с гидроциклоном 16. Перед постановкой оголовка 14 на устье скважины 10, через сальник его пропускают конец гибкого трубопровода 9, на котором закрепляют гидроударник 22 с наконечником 23, опускают в ствол скважины до уровня фильтрового участка 13, закрепляют оголовок 14 на верхнем торце эксплуатационной колонны 11, опускают гибкий трубопровод 18 впередвижную емкость 17, которую заполняют рабочей жидкостью. По мере включения гидросилового узла 3 при установке переключателя 5 в положение подачи жидкой среды, последняя поступает через осевой сальник барабана 6 во внутреннюю полость гибкого трубопровода 9, на нижнем конце которого расположен гидроударник 22. В гидроударнике возникают гидроимпульсы,которые через радиальные каналы 30 (фиг.2) передаются в направлении фильтровой части 13,через каналы которой воздействуют на поверхность продуктивного пласта и разрушают глинистую корку. С учетом того, что гидроударник периодически (в соответствии с регламентом) перемещают в нижнем и верхнем направлениях из пространства между фильтровой частью 13 эксплуатационной колонны 11 и стенками скважины происходит вымывание продуктов разрушения глинистой корки или кольматационных материалов через каналы фильтра, расположенные над гидроударником 22, внутрь эксплуатационной колонны 11. Одновременно с этим поток рабочей жидкости, выходя из канала хвостовика 24, и пространстве между ребрами шнековой нарезки 26 приобретает вращательное движение,воздействующее на ребра продольных пазов 27,вследствие чего наконечник 23 получает вращательное движение. Дополнительный вращающий момент формируется при движении рабочее, жидкости в верхнем направлении в результате воздействия обратного потока на лопатки 28, расположенные на наружной поверхности наконечника 23. При наличии в полости фильтрового участка 13 песчаных пробок 3 наконечник 23 воздействует на нее вращающим усилием породоразрушающих элементов 29 и ударными нагрузками,формируемыми гидроударником 22 Периодическое поднятие и опускание гидроударника позволяет породоразрушающим элементам 29 изменять положение, относительно поверхности песчаной пробки, повышая эффективность разрушения ее. При освоении скважин и разрушении продуктов кольматации необходимо формирование преимущественно гидроимпульсов,поэтому гидроударник можно не устанавливать,а наконечник 24 крепить непосредственно на нижнем конце гибкого трубопровода 9. Формирование гидроимпульсов в гидроударной полости 33 будет осуществляться (фиг. 3) за счет перекрытия каналов 30 золотниковыми выступами 34, вследствие вращения турбины 32 вышеописанным способом. Энергия гидроударачерез дроссельный канал 34 будет по разгрузочным каналам 35 направляться в сторону фильтровой трубы, а в момент схода золотниковых выступов 34 с каналов 30 увеличивающийся поток будет устремляться через эти каналы также в сторону внутренней поверхности фильтровых труб. Гидравлические удары переменной интенсивности будут разрушать глинистую корку при освоении скважины и материалы кольматации при РВР. Обратный поток рабочей жидкости поднимается к устью скважины 10 и через гибкий трубопровод 15 из оголовка 14 поступает в гидроциклон 16, в котором происходит сепарация глинистых частиц и продуктов кольматации через иловыпускное сопло 20 в сменную емкость 20 для последующей утилизации. Очищенная рабочая жидкость через выкидную трубу 19 поступает в передвижную емкость 17 и вновь вступает в рабочий цикл установки. По мере завершения обработки фильтрового участка 15 при извлечении из скважины, в соответствии с регламентом гибкого трубопровода 9, осуществляют подачу через него сжатого воздуха посредством переключателя 5, предварительно отключив гидросиловой узел 3 и включив пневмосиловой узел 3. Вследствие этого увеличится интенсивность поступления в скважину пластовой жидкости, что позволит удалить из призабойной зоны остатки глинистых и механических частиц Пневмооткачку осуществляют до полного осветления пластовой жидкости, которую посредством гидросиловой установки 3 перекачивают в транспортное средство,для транспортирования в место захоронения. Более эффективно можно осваивать скважину с применением наконечника с золотниковым прерывателем потока (фиг. 3), который можно соединять через хвостовик 24 с гибким трубопроводом 9 (фиг.1). По мере подачи рабочей жидкости идентично вышеописанному наконечник 23 начинает вращаться относительно хвостовика 24,золотниковые выступы 32 которого периодически перекрывают каналы 30. В результате этого в гидроударной полости 33 возникают гидроудары,так как из этой полости для выхода рабочей жидкости при перекрытии каналов 30 остается только дроссельный канал 34. Импульс гидроудара через канал 34 и радиальные каналы 35 передается в радиальном направлении и способствует разрушению глинистой корки или кольматирующего материала. При наличии каналов 35 направленных в сторону забоя скважины(показанных на фиг. 3 штрих-пунктирными линиями) будет разрушаться песчаная пробка. Кроме того,при открытии каналов 30,увеличивающийся расход рабочей жидкости также воздействует в радиальном направлении, формируя динамический напор также способствующий разрушению глинистой корки и материалов кольматации. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки призабойной зоны технологических скважин,включающий формирование гидроимпульсов в пределах фильтровой части скважин и поочередное перемещение возбудителя гидроимпульсов вверх и вниз, и последующую подачу сжатого воздуха через него при извлечении из ствола скважины,отличающийся тем, что придают вращательное движение нижнему элементу источника гидроимпульсов, относительно его корпуса. 2. Установка для обработки призабойной зоны технологических скважин,содержащая транспортную базу,гидро-пневмосиловые установки с средствами управления подачей и отводом рабочей жидкости, гибкую колонну труб,намотанную на барабан, снабженный средствами ввода рабочей жидкости в гибкую колонну труб,привода и управления спуско-подъемом гибкой колонны труб и источник гидроимпульсов,отличающаяся тем, что нижний элемент источника гидроимпульсов имеет хвостовик, центральная часть которого выполнена в виде шнека,расположенного в полости наконечника, имеющего вид турбины с внутренними и наружными лопатками, а на нижнем торце его расположены породоразрушающие элементы. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что упомянутый наконечник снабжен возбудителем гидроимпульсов,выполненным в виде расположенного в горизонтальной плоскости золотникового прерывателя потока. 4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что система отвода обратного потока рабочей жидкости снабжена гидроциклоном.