RU2189432C2

RU2189432C2 - Device for treatment of well walls

Info

Publication number: RU2189432C2
Application number: RU98100639A
Authority: RU
Inventors: Ш.К. Шаяхметов; А.И. Иванов; А.А. Хамзин; А.Ш. Шаяхметов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 2002-09-20

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; applicable in cleaning of walls of casing string pipes in repair and restoration work. SUBSTANCE: device has hollow body with connection thread on its ends. Case is concentrically installed to body for axial rotation. Installed on case in spiral line are blades with reinforced working surface. Brushes are secured to side faces of blades. Device has sub secured in its upper pair. Sub has pocket on its outer surface and seat for check valve. Device is used for cleaning of, particularly, casing string filter part from various salt deposits and viscous contaminating substances of resinous-paraffin type, and walls of uncased wells in the course of their construction, for instance, from clay crust. EFFECT: higher efficiency and productivity of pipe wall cleaning. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и найдет применение при очистке стенок обсадной колонны скважины при ремонтно-восстановительных работах, ее фильтра от различных солеотложений и вязких загрязняющих веществ, а также стенок необсаженной скважины от глинистой корки в процессе ее строительства. The invention relates to the oil and gas industry and will find application in cleaning the walls of the casing of a well during repair work, its filter from various scaling and viscous pollutants, as well as the walls of an open hole from clay crust during construction.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности обсадной колонны (см. а. с. 470589, кл. Е 21 В 37/02, опубл. в Б.И. 18, 1975 г.), содержащее корпус с радиальными каналами и концентрично установленную относительно корпуса подпружиненную втулку, образующую с корпусом кольцевую полость, сообщающуюся через канал с полостью корпуса. A device for cleaning the inner surface of the casing (see and.with. 470589, class E 21 In 37/02, publ. In B.I. 18, 1975), containing a housing with radial channels and concentrically mounted relative to the housing a spring-loaded sleeve forming an annular cavity with the housing communicating through a channel with the housing cavity.

Недостатком известного устройства является то, что оно требует для работы приготовления песчано-жидкостной смеси, которая, истекая через отверстия и кольцевой зазор при закачке под давлением, обрабатывает стенки осадной колонны. После удара жидкостной смеси с песком о стенки обсадной колонны происходит отделение твердой фазы из смеси и оседание ее на забое скважины, что требует дополнительных операций по ее извлечению из скважины на поверхность, а также больших затрат времени на обработку. A disadvantage of the known device is that it requires for the preparation of a sand-liquid mixture, which, expiring through holes and an annular gap when injected under pressure, processes the walls of the siege column. After hitting the liquid mixture with sand on the casing wall, the solid phase is separated from the mixture and it settles at the bottom of the well, which requires additional operations to remove it from the well to the surface, as well as time-consuming processing.

Известно также "Устройство для обработки стенок скважины" (см. а.с. 313960, кл. Е 21 В 37/02, опубл. в Б.И. 27, 1971 г.), содержащее корпус, скребки, предохранительный кожух и центраторы. It is also known "Device for processing the walls of the well" (see AS 313960, class E 21 B 37/02, publ. In B.I. 27, 1971), comprising a housing, scrapers, a safety casing and centralizers .

Известно "Устройство для обработки стенок скважины" (см. а.с. 1723311, кл. Е 21 В 37/02, опубл. в Б.И. 12, 1992 г.), содержащее полый корпус с присоединительными резьбами на концах, лопасти с армированной рабочей поверхностью и щетки. It is known "Device for processing the walls of the well" (see AS 1723311, class E 21 B 37/02, publ. In B.I. 12, 1992), containing a hollow body with connecting threads at the ends, blades with reinforced worktop and brushes.

Это устройство по своей технической сущности более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа. This device in its technical essence is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.

Общим недостатком указанных технических решений является ограниченность их применения, т. е. они эффективно могут быть использованы только при строительстве скважин для очистки и уплотнения стенок скважин, при котором имеются все условия для приведения их во вращательное движение. A common drawback of these technical solutions is their limited use, that is, they can be effectively used only in well construction for cleaning and sealing well walls, under which there are all conditions for bringing them into rotational motion.

Как известно, в результате продолжительной эксплуатации скважины прифильтровые части стенок обсадной колонны забиваются грязью, солеотложениями и парафиносмолистыми веществами, которые резко снижают добывные возможности скважины, препятствуя притоку продукции пластов или закачке жидкости для поддержания пластового давления в нагнетательных скважинах. As is known, as a result of long-term operation of the well, the filter parts of the casing wall are clogged with dirt, scale and paraffin-tar substances, which sharply reduce the production capabilities of the well, preventing the flow of formation products or pumping fluid to maintain reservoir pressure in injection wells.

Устье таких скважин не приспособлено для монтировки оборудования для приведения во вращение насосно-компрессорных труб (НКТ), на котором спускают устройство для обработки стенок скважины и которое может вращаться только вместе с НКТ. Поэтому при их использовании в добывающих или нагнетательных скважинах вынуждены прибегать к многократным спуско-подъемным операциям устройства в интервале обработки, что непроизводительно и не эффективно из-за невозможности охвата всей обрабатываемой поверхности, отсюда и большие затраты времени на обработку. The mouth of such wells is not suitable for mounting equipment for putting tubing into rotation, on which a device for processing the walls of the well is lowered and which can only rotate together with the tubing. Therefore, when they are used in production or injection wells, they are forced to resort to multiple tripping operations in the processing interval, which is unproductive and not effective due to the inability to cover the entire surface being treated, hence the large processing time.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности и производительности устройства. The aim of the present invention is to increase the efficiency and productivity of the device.

Поставленная цель достигается описываемым устройством, включающим полый корпус с присоединительными резьбами на концах, лопасти с армированной рабочей поверхностью и щетки. The goal is achieved by the described device, including a hollow body with connecting threads at the ends, blades with a reinforced working surface and brushes.

Новым является то, что его корпус снабжен коцентрично ему установленным кожухом с возможностью вращения относительно центральной оси, а лопасти установлены на кожухе и расположены спиралью, при этом щетки закреплены к их боковым граням. Кроме того, другим отличием является то, что к верхней части корпуса присоединен переводник с карманом для накопления твердой фазы продуктов обработки и седлом для обратного клапана. What is new is that its casing is provided with a casing which is mounted concentrically to it with a possibility of rotation about the central axis, and the blades are mounted on the casing and arranged in a spiral, while the brushes are fixed to their lateral faces. In addition, another difference is that an adapter is attached to the upper part of the body with a pocket for accumulating the solid phase of the processed products and a seat for the non-return valve.

Отличительные признаки предложения, по мнению авторов, не являются идентичными и эквивалентными в сравнении со сходными признаками известных устройств того же назначения, позволяют получить новый положительный эффект, несвойственный известным устройствам, что дает возможность сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "существенные отличия". The distinguishing features of the proposal, according to the authors, are not identical and equivalent in comparison with similar features of known devices of the same purpose, allow you to get a new positive effect, unusual for known devices, which makes it possible to conclude that the claimed object meets the criterion of "significant differences".

Так, заявляемый объект эффективно и производительно может применяться при обработке стенок не только в бурящихся, но и добывающих и нагнетательных скважинах благодаря иному конструктивному выполнению. При этом ускоряется процесс обработки, не требует дополнительных технических средств для приведения в работу лопастей с щетками, обеспечивает равномерность обработки стенок скважины и не требует многократного перемещения инструмента вверх и вниз в интервале обработки, что присуще известным устройствам при попытке использования их в добывающих и нагнетательных скважинах. So, the claimed object can be effectively and efficiently used in the processing of walls not only in drilled, but also in production and injection wells due to another design implementation. At the same time, the processing process is accelerated, it does not require additional technical means for putting the blades with brushes into operation, it ensures uniformity of the treatment of the walls of the well and does not require multiple tool movement up and down in the processing interval, which is inherent in known devices when trying to use them in production and injection wells .

Представленные чертежи поясняют суть изобретения, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в компоновке с переводником и пером, перед спуском в скважину, частичный разрез; на фиг.2 - то же, что и на фиг.1, корпус устройства с концентрично ему установленным кожухом с лопастями, где также изображены узлы подвижного крепления кожуха к корпусу, частичный разрез; на фиг. 3 - сечение по А-А фиг.2; на фиг.4 - вид I на фиг.1, расположение щеток на лопастях. The presented drawings explain the essence of the invention, where Fig.1 shows a General view of the device in the layout with a sub and a pen, before lowering into the well, a partial section; figure 2 is the same as in figure 1, the device casing with a concentrically mounted casing with blades, which also shows the nodes of the movable mounting of the casing to the body, a partial section; in FIG. 3 is a section along aa of figure 2; figure 4 is a view of I in figure 1, the location of the brushes on the blades.

Устройство для обработки стенок скважины содержит полый корпус (см. фиг. 2 и 3) с присоединительными резьбами 2 и 3 на ковшах и установленный концентрично на нем с возможностью вращения кожух 4, связанный с корпусом шарами 5 и 6, размещенными в кольцевых канавках 7 и 8 корпуса и в теле кожуха соответственно. The device for processing the walls of the well contains a hollow body (see Fig. 2 and 3) with connecting threads 2 and 3 on the buckets and a casing 4 mounted concentrically on it with the possibility of rotation, connected with the body by balls 5 and 6, placed in annular grooves 7 and 8 housing and in the body of the casing, respectively.

Кольцевые канавки 8 кожуха 4 сообщены с наружным пространством через отверстие 9 (см. фиг.3) с диаметром, большим, чем диаметр шара 5 и 6, которое после заполнения кольцевых канавок шарами и смазочным маслом закрывают пробкой 10. The annular grooves 8 of the casing 4 are communicated with the outer space through an opening 9 (see FIG. 3) with a diameter greater than the diameter of the ball 5 and 6, which, after filling the annular grooves with balls and lubricating oil, is closed with a stopper 10.

Наружная поверхность кожуха 4 снабжена спиралью расположенными лопастями 11, рабочие поверхности 12 которых снабжены армирующими вставками 13 из твердого сплава, а к их боковым граням закреплены щетки 14 (см. фиг.4). С целью обеспечения равномерного вращения кожуха под реакцией жидкости промежуточные лопасти 15 выполнены укороченными. The outer surface of the casing 4 is provided with a spiral arranged blades 11, the working surfaces 12 of which are equipped with reinforcing inserts 13 of hard alloy, and brushes 14 are fixed to their side faces (see Fig. 4). In order to ensure uniform rotation of the casing under the reaction of the liquid, the intermediate blades 15 are made shortened.

Верхняя часть корпуса снабжена переводником 16 с наружным карманом 17 для накопления грязи и твердой фазы продуктов обработки и седлом 18 для обратного шарового клапана 19. The upper part of the body is equipped with a sub 16 with an outer pocket 17 for accumulating dirt and solid phase of the processed products and a seat 18 for the check ball valve 19.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Его опускают на колонне НКТ в собранном виде, как это изображено на фиг. 1, присоединив предварительно к его нижней части перо 20. Очистка стенок скважины начинается с момента встречи лопастей кожуха со скважинной жидкостью, под реакцией которой приходит во вращение кожух 4 вместе с лопастями. При этом твердосплавные вставки 13, встречая на своем пути наросты, появившиеся в результате солеотложений, разрушаются и осыпаются на забой скважины, при этом одновременно щетки 14 осуществляют как бы чистовую обработку, отдирая со стенок смолопарафинистые и другие загрязняющие вещества. It is lowered on an assembled tubing string, as shown in FIG. 1, having previously attached feather 20 to its lower part. Cleaning of the well walls begins from the moment the casing blades meet the borehole fluid, under the reaction of which the casing 4 rotates together with the blades. At the same time, carbide inserts 13, meeting on their way outgrowths resulting from scaling, are destroyed and crumble to the bottom of the well, while at the same time the brushes 14 carry out a kind of finishing treatment, tearing off resin-paraffin and other contaminants from the walls.

После спуска устройства в скважину на заданную глубину в полость НКТ закачивают жидкость под большим давлением, которая, поднимаясь вверх по затрубному пространству, приводит во вращение кожух с лопастями, при котором происходит очистка стенок скважины по вышеописанной схеме. После обработки этого интервала устройство медленно подают вниз на следующий интервал и приступают к его обработке. After the device is lowered into the well at a predetermined depth, liquid is pumped under high pressure into the tubing cavity, which, rising up the annulus, rotates the casing with the blades, during which the walls of the well are cleaned according to the above-described scheme. After processing this interval, the device is slowly fed down to the next interval and proceed to its processing.

Так интервал за интервалом осуществляют обработку всей фильтрованной части обсадной колонны или участка, подлежащего ремонту. So interval after interval, the entire filtered part of the casing or the section to be repaired is processed.

В процессе циркуляции жидкости в скважине более крупные частицы твердой фазы продуктов обработки накапливаются в кармане 17 переводника, а взвешенные частицы и вязкая грязь, разбавленная водой, уносятся на поверхность вместе с жидкостью обработки. В завершающей стадии обработки с целью более полного извлечения на поверхность оставшихся на забое твердых и смолистых веществ, циркуляцию жидкости изменяют на обратную, закачав ее в затрубное пространство. Через некоторое время в скважину бросают шар 19 и далее закачку прекращают и начинают поднимать инструмент на дневную поверхность, при этом вся грязь, оказавшаяся в полости НКТ, задерживается там с помощью обратного клапана 19. During the circulation of the fluid in the well, larger particles of the solid phase of the treatment products accumulate in the pocket 17 of the sub, and suspended particles and viscous mud diluted with water are carried to the surface along with the treatment fluid. In the final stage of processing in order to more fully recover the solid and resinous substances remaining on the face, the fluid circulation is reversed by pumping it into the annulus. After some time, the ball 19 is thrown into the well and then the injection is stopped and the tool begins to be lifted to the day surface, while all the dirt trapped in the tubing cavity is retained there using the check valve 19.

Устройство более эффективно работает в химически активной среде. Для этого интервал расположения фильтра обсадной колонны заполняют дистиллятом или соляной кислотой, после чего инструмент подвергают возвратно-поступательному перемещению подачей его вниз и вверх с большой скоростью. После тщательной обработки всего интервала созданием циркуляции вымывают продукты обработки. The device works more efficiently in a chemically active environment. For this, the casing filter location interval is filled with distillate or hydrochloric acid, after which the tool is subjected to reciprocating movement by feeding it up and down at high speed. After thorough processing of the entire interval by creating a circulation, the treatment products are washed.

При необходимости устройство может быть использовано, как это предусмотрено в прототипе, и для обработки стенок скважины в процессе бурения и подготовки ствола скважины к первичному вскрытию и цементированию. If necessary, the device can be used, as provided in the prototype, and for processing the walls of the well during drilling and preparation of the wellbore for initial opening and cementing.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем. Его использование повышает эффективность обработки стенок скважины, ускоряет процесс обработки за счет охвата обрабатываемого участка всей рабочей поверхностью лопастей и щетками. Устройство просто в эксплуатации и технологично в изготовлении. The technical and economic advantage of the proposal is as follows. Its use increases the efficiency of processing the walls of the well, accelerates the processing due to the coverage of the treated area with the entire working surface of the blades and brushes. The device is easy to operate and manufacturable.

Claims

1. A device for processing the walls of the well, including a hollow body with connecting threads at the ends, blades with a reinforced working surface and brushes, characterized in that its body is provided with a concentrically mounted casing with the possibility of axial rotation, while the blades are mounted on the casing and arranged in a spiral , and the brushes are fixed to their side faces.

2. The device according to p. 1, characterized in that its upper part is equipped with a sub with a pocket and a seat for a check valve.