RU2242585C1 - Device for cleaning well from sand obstruction - Google Patents
Device for cleaning well from sand obstructionInfo
- Publication number
- RU2242585C1 RU2242585C1 RU2003116020/03A RU2003116020A RU2242585C1 RU 2242585 C1 RU2242585 C1 RU 2242585C1 RU 2003116020/03 A RU2003116020/03 A RU 2003116020/03A RU 2003116020 A RU2003116020 A RU 2003116020A RU 2242585 C1 RU2242585 C1 RU 2242585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- hollow rod
- detachable
- detachable hollow
- ring
- Prior art date
Links
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims description 34
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims description 14
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 14
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 7
- YSSSPARMOAYJTE-UHFFFAOYSA-N dibenzo-18-crown-6 Chemical compound O1CCOCCOC2=CC=CC=C2OCCOCCOC2=CC=CC=C21 YSSSPARMOAYJTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 244000273618 Sphenoclea zeylanica Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к эксплуатации и ремонту скважин и может быть использовано для очистки скважин от песчаных пробок и шлама.The invention relates to the operation and repair of wells and can be used to clean wells from sand plugs and sludge.
Анализ существующего уровня показал следующее: известно устройство для очистки забоя скважин, в том числе от песчаных пробок и шлама, состоящее из переходника (муфты), жестко соединенного с гильзой, содержащей полый корпус и кожух (внешний патрубок), а также механизма разрушения, соосно размещенного в гильзе и имеющего полый шток (внутренний патрубок), образующий с полым корпусом гильзы расширительную камеру в виде полостей А и Б (см. а.с. №973799 от 25.05.81, кл. Е 21 В 43/00, опубл. в БИ №42, 1982). Переходник и механизм разрушения имеют общий осевой гидравлический канал. Разрушение песчаной пробки происходит за счет одновременного импульсного и механического воздействия.Analysis of the existing level showed the following: a device is known for cleaning the bottom of wells, including sand plugs and sludge, consisting of an adapter (sleeve) rigidly connected to a sleeve containing a hollow body and a casing (external pipe), as well as a fracture mechanism, coaxially placed in the sleeve and having a hollow rod (inner pipe), forming an expansion chamber with the hollow case of the sleeve in the form of cavities A and B (see AS No. 973799 of 05.25.81, class E 21 B 43/00, publ. in BI No. 42, 1982). The adapter and the destruction mechanism have a common axial hydraulic channel. The destruction of the sand cork occurs due to the simultaneous pulsed and mechanical effects.
Недостатком указанного устройства является неэффективность разрушения и выноса песчаной пробки, обусловленная рядом причин: перемещение внешнего патрубка вниз относительно внутреннего патрубка происходит только за счет веса, не оказывая существенного механического воздействия на слой песчаной пробки; движение наружного патрубка вниз под действием силы тяжести в условиях водопесчаной пульпы затруднено, что приводит к заклиниванию устройства; внутренний и внешний патрубки находятся в постоянном контакте с песком, что также может привести к заклиниванию устройства;The disadvantage of this device is the ineffectiveness of the destruction and removal of the sand cork, due to several reasons: the movement of the outer pipe down relative to the inner pipe occurs only due to the weight, without having a significant mechanical effect on the layer of sand cork; the movement of the outer pipe downward under the action of gravity in the water-sand pulp is difficult, which leads to jamming of the device; the inner and outer nozzles are in constant contact with the sand, which can also lead to jamming of the device;
в качестве прототипа взято устройство для очистки скважины от песчаной пробки, состоящее из переходника, жестко соединенного с гильзой, содержащей полый корпус (верхний наружный стакан) и кожух, и имеющей циркуляционные отверстия (радиальные каналы) и кольцевую проточку на внутренней поверхности с установленным в ней разрезным пружинным кольцом, а также механизма разрушения, соосно размещенного в гильзе и имеющего кольцевую канавку, выполненную на уровне кольцевой проточки гильзы и полый шток (корпус), в верхней части выполненный в виде кольцевого поршня и образующий с полым корпусом гильзы расширительную камеру, при этом переходник и механизм разрушения имеют общий осевой гидравлический канал (см. а.с. №829877 от 31.05.79 г. по кл. Е 21 В 37/00, Е 21 В 21/00, опубл. в ОБ №18, 1981 г.). Очистка скважины происходит за счет чередования гидравлического размыва песчаной пробки и интенсивного выноса шлама.as a prototype, a device for cleaning a well from a sand plug, which consists of an adapter rigidly connected to a sleeve containing a hollow body (upper outer cup) and a casing, and having circulation holes (radial channels) and an annular groove on the inner surface with it installed, is taken split spring ring, as well as the destruction mechanism, coaxially placed in the sleeve and having an annular groove made at the level of the annular groove of the sleeve and a hollow rod (body), in the upper part made in the form of the ring piston and forming an expansion chamber with a hollow case of the sleeve, while the adapter and the destruction mechanism have a common axial hydraulic channel (see AS No. 829877 of 05/31/79, class E 21 V 37/00, E 21 V 21/00, published in OB No. 18, 1981). Well cleaning occurs due to the alternation of hydraulic erosion of the sand plug and intensive removal of sludge.
Недостатком указанного устройства является неэффективность разрушения и выноса песчаной пробки, обусловленная рядом причин: неподвижность механизма разрушения в осевом направлении не позволяет осуществлять механическое воздействие на песчаную пробку; использование только гидромониторного эффекта струи жидкости, обеспечивает разрушение только рыхлых песчаных пробок и не позволяет разрушать сцементированные песчаные пробки; вертикально расположенные каналы в дне стакана и в дне неподвижного корпуса создают вертикально направленную струю, не обеспечивающую разрушение песчаной пробки по всему периметру осевого канала насосно-компрессорных труб; направление движения прокачиваемой жидкости по кольцевому пространству между корпусом и кожухом противоположно направлению выноса разрыхленной породы, в результате чего при постоянном расходе прокачиваемой жидкости снижается скорость выноса механических частиц; совпадение нижних торцовых поверхностей механизма разрушения и гильзы приводит к забиванию их вертикальных каналов и, как следствие, заклиниванию механизма разрушения.The disadvantage of this device is the inefficiency of the destruction and removal of the sand cork, due to several reasons: the immobility of the destruction mechanism in the axial direction does not allow mechanical impact on the sand cork; the use of only the hydro-monitor effect of a liquid jet ensures the destruction of only loose sand plugs and does not allow the destruction of cemented sand plugs; vertically located channels in the bottom of the glass and in the bottom of the fixed body create a vertically directed jet that does not ensure the destruction of the sand plug along the entire perimeter of the axial channel of the tubing; the direction of movement of the pumped fluid through the annular space between the housing and the casing is opposite to the direction of removal of the loosened rock, resulting in a constant flow rate of the pumped fluid decreases the rate of removal of mechanical particles; coincidence of the lower end surfaces of the fracture mechanism and the sleeve leads to clogging of their vertical channels and, as a result, jamming of the fracture mechanism.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения сводится к следующему: повышается эффективность разрушения и выноса песчаной пробки ввиду следующих причин: обеспечение разрушения песчаной пробки по всему периметру осевого канала насосно-компрессорных труб за счет воздействия тангенциально-направленной струи жидкости на поверхность песчаной пробки при вращении гидромониторной насадки; обеспечение механического воздействия на песчаную пробку за счет подвижности механизма разрушения в осевом направлении и возможности создания ударных нагрузок на зубья коронки при открытии торцового клапана и увеличения площади восприятия избыточного давления кольцевым поршнем; обеспечение возвратно-поступательного движения и исключение заклинивания механизма разрушения за счет возможности поддержания оптимальных контактных напряжений на торцовом клапане в результате выполнения кольцевой камеры с площадью поперечного сечения, равной площади поперечного сечения общего осевого гидравлического канала в области разъемного полого штока механизма разрушения; обеспечение повышения скорости восходящего потока твердых частиц за счет выполнения циркуляционных отверстий, перекрытых эластичной мембраной, выполняющей функцию обратного клапана.The technical result that can be obtained by implementing the present invention is as follows: the efficiency of destruction and removal of the sand plug is increased due to the following reasons: ensuring the destruction of the sand plug around the entire perimeter of the axial channel of the tubing due to the impact of a tangentially directed fluid stream on the sand surface traffic jams while rotating the nozzle; providing mechanical impact on the sand cork due to the axial destruction of the fracture mechanism and the possibility of creating shock loads on the crown teeth when opening the mechanical valve and increasing the area of excess pressure perception by the annular piston; providing reciprocating motion and eliminating jamming of the fracture mechanism due to the possibility of maintaining optimal contact stresses on the end valve as a result of the execution of an annular chamber with a cross-sectional area equal to the cross-sectional area of the common axial hydraulic channel in the region of the split hollow rod of the fracture mechanism; ensuring an increase in the speed of the upward flow of solid particles due to the implementation of the circulation holes, blocked by an elastic membrane that performs the function of a check valve.
Технический результат достигается с помощью известного устройства для очистки скважины от песчаной пробки, состоящего из переходника, жестко соединенного с гильзой, содержащей полый корпус и кожух и имеющей циркуляционные отверстия и кольцевую проточку на внутренней поверхности с установленным в ней разрезным пружинным кольцом, а также механизма разрушения, соосно размещенного в гильзе, имеющего кольцевую канавку, выполненную на уровне кольцевой проточки гильзы, и полый шток, в верхней части выполненный в виде кольцевого поршня и образующий с полым корпусом гильзы расширительную камеру, при этом переходник и механизм разрушения имеют общий осевой гидравлический канал. По заявляемой конструкции устройства для очистки скважины от песчаной пробки нижняя внутренняя торцовая поверхность переходника выполнена в виде седла, а полый корпус гильзы выполнен разъемным. Циркуляционные отверстия гильзы выполнены в верхней части разъемного полого штока и перекрыты эластичной мембраной. Кожух гильзы в нижней части снабжен торцовыми зубьями, внутренняя поверхность которых выполнена с уклоном, образуя раструб. Полый шток механизма разрушения выполнен разъемным и подпружинен в верхней части относительно разъемного полого корпуса гильзы с возможностью осевого перемещения. Верхняя торцовая поверхность разъемного полого штока выполнена в виде усеченного конуса и образует с седлом переходника торцовый клапан. При этом к нижней торцовой поверхности разъемного полого штока присоединена с помощью нижней муфты коронка с гидромониторной насадкой, установленная на последней с возможностью осевого вращения. Коронка снабжена торцовыми зубьями и имеет симметрично расположенные относительно оси устройства радиальные каналы и осевое дроссельное отверстие, гидромониторная насадка - тангенциальные каналы. Разъемные детали полого штока соединены верхней муфтой с образованием кольцевой камеры между наружной поверхностью разъемного полого штока, внутренней поверхностью разъемного полого корпуса и нижней торцовой поверхностью верхней муфты. Кольцевая камера связана с общим осевым гидравлическим каналом устройства радиальными отверстиями, выполненными в стенке разъемного полого штока. При этом площадь поперечного сечения кольцевой камеры равна площади поперечного сечения общего осевого гидравлического канала в области разъемного полого штока механизма разрушения. Таким образом техническое решение соответствует условию новизны.The technical result is achieved using a known device for cleaning a well of a sand plug, consisting of an adapter rigidly connected to a sleeve containing a hollow body and a casing and having circulation holes and an annular groove on the inner surface with a split spring ring installed in it, as well as a fracture mechanism coaxially placed in a sleeve having an annular groove made at the level of the annular groove of the sleeve, and a hollow rod in the upper part made in the form of an annular piston and an expansion chamber with a hollow case of the sleeve, the adapter and the destruction mechanism having a common axial hydraulic channel. According to the claimed design of the device for cleaning wells from sand plugs, the lower inner end surface of the adapter is made in the form of a saddle, and the hollow body of the sleeve is detachable. The circulation openings of the liner are made in the upper part of the detachable hollow rod and are covered by an elastic membrane. The casing of the sleeve in the lower part is equipped with end teeth, the inner surface of which is made with a slope, forming a bell. The hollow rod of the fracture mechanism is detachable and spring loaded in the upper part relative to the detachable hollow case of the sleeve with the possibility of axial movement. The upper end surface of the detachable hollow rod is made in the form of a truncated cone and forms an end valve with the adapter seat. At the same time, a crown with a hydraulic nozzle mounted on the latter with the possibility of axial rotation is connected to the lower end surface of the detachable hollow stem using a lower coupling. The crown is equipped with end teeth and has radial channels and an axial throttle bore symmetrically positioned relative to the axis of the device, while the nozzle has tangential channels. The detachable parts of the hollow rod are connected by the upper sleeve to form an annular chamber between the outer surface of the detachable hollow rod, the inner surface of the detachable hollow body and the lower end surface of the upper sleeve. The annular chamber is connected with a common axial hydraulic channel of the device by radial holes made in the wall of a detachable hollow rod. The cross-sectional area of the annular chamber is equal to the cross-sectional area of the total axial hydraulic channel in the region of the split hollow rod of the fracture mechanism. Thus, the technical solution meets the condition of novelty.
Анализ изобретательского уровня показал следующее: известно устройство для очистки скважин, состоящее из полого корпуса и установленного в нем полого штока (патрубка), подвижного в осевом направлении. Устройство имеет общий осевой гидравлический канал и радиальные каналы для осуществления гидравлической связи, а полый шток (патрубок) в нижней части снабжен фрезой с торцовыми зубьями (см. а.с. №602669 от 23.09.76, кл. Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №14, 1978). Известны устройства для очистки скважины, состоящие из полого корпуса и установленного в нем полого штока, подвижного в осевом направлении (см. пат. РФ №2068078 от 27.02.96, кл. Е 21 В 37/00, Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №29, 1996; пат. РФ №2068079 от 27.02.96, кл. Е 21 В 37/00, Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №29, 1996); известно устройство для очистки нефтегазодобывающей скважины, снабженное коронкой с торцовыми зубьями (см. пат. РФ №2012778 от 28.12.91, кл. Е 21 В 37/00, Е 21 В 31/20, опубл. в БИ №9, 1994); известно устройство для очистки скважин, снабженное гидромониторной насадкой (соплом, выполненным в виде кольцевого насадка) с тангенциальными каналами, установленной с возможностью вращения (см. а.с. №1320382 от 04.02.86, кл. Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №24, 1987); известно устройство для очистки скважины, в котором суммарная площадь перфорационных отверстий участка полого штока равна площади поперечного сечения его полости, что позволяет осуществлять быстрое заполнение колонны труб скважинной жидкостью, шламом, кольматирующими отложениями (см. пат. РФ №2068079 от 27.02.96, кл. Е 21 В 37/00, Е 21 В 21/00, опубл. в БИ №29, 1996); известен клапан для регулирования потока, в котором равенство диаметров сильфонов и затворов позволяет исключить действие давления рабочего агента на состояние открыт - закрыт клапана при газлифтной эксплуатации скважины (см. пат. РФ №2029073 от 13.06.91, кл. Е 21 В 43/00, опубл. в БИ №5, 1995). На основании вышеизложенного нами не выявлены технические решения, имеющие в своей основе признаки, совпадающие со всеми отличительными признаками заявляемого технического решения. Техническое решение явным образом не следует из уровня техники, т.е. соответствует условию изобретательского уровня.An analysis of the inventive step showed the following: a device for cleaning wells is known, consisting of a hollow body and a hollow rod (pipe) installed in it, movable in the axial direction. The device has a common axial hydraulic channel and radial channels for hydraulic communication, and the hollow rod (pipe) in the lower part is equipped with a milling cutter with end teeth (see AS No. 602669 from 09/23/76, class E 21 V 21/00 , published in BI No. 14, 1978). Known devices for cleaning a well, consisting of a hollow body and a hollow rod installed in it, movable in the axial direction (see US Pat. RF No. 2068078 of 02.27.96, class E 21 V 37/00, E 21 V 21/00, published in BI No. 29, 1996; pat. of the Russian Federation No. 2068079 of 02.27.96, class E 21 B 37/00, E 21 B 21/00, published in BI No. 29, 1996); A device for cleaning an oil and gas producing well is known, equipped with a crown with end teeth (see US Pat. RF No. 2012778 dated 12.28.91, class E 21 V 37/00, E 21 V 31/20, published in BI No. 9, 1994) ; A device for cleaning wells is known, equipped with a hydraulic nozzle (nozzle made in the form of an annular nozzle) with tangential channels mounted for rotation (see AS No. 1320382 of 04.02.86, class E 21 21/00, publ. . in BI No. 24, 1987); A device for cleaning a well is known, in which the total area of the perforation holes of the hollow stem section is equal to the cross-sectional area of its cavity, which allows for quick filling of the pipe string with borehole fluid, sludge, clogging deposits (see US Pat. RF No. 2068079 of 02.27.96, cl E 21 B 37/00, E 21 B 21/00, published in BI No. 29, 1996); a valve is known for regulating the flow, in which the equality of the diameters of the bellows and the shutters eliminates the effect of the pressure of the working agent on the open state — the valve is closed during gas lift operation of the well (see Pat. RF No. 2029073 of 06/13/91, class E 21 V 43/00 , published in BI No. 5, 1995). Based on the foregoing, we have not identified technical solutions that are based on features that match all the distinguishing features of the claimed technical solution. The technical solution does not explicitly follow from the prior art, i.e. meets the condition of inventive step.
На чертеже представлена конструкция устройства в продольном разрезе.The drawing shows the design of the device in longitudinal section.
Заявляемое устройство состоит из переходника 1, нижняя торцовая поверхность которого выполнена в виде седла 2. Переходник 1 в нижней части жестко соединен с гильзой, содержащей разъемный полый корпус 3, соединенный муфтой 4, и кожух 5, жестко связанный с его нижним концом резьбовым соединением. В верхней части разъемного полого корпуса 3 выполнены циркуляционные отверстия 6, перекрытые эластичной мембраной 7, выполняющей функцию обратного клапана. Нижняя часть кожуха 5 снабжена торцовыми зубьями 8, внутренняя поверхность которых выполнена с уклоном, образуя раструб. На внутренней поверхности кожуха 5 имеется кольцевая проточка 9, в которую установлено разрезное пружинное кольцо 10. В гильзе соосно размещен механизм разрушения который состоит из разъемного полого штока 11, в верхней части выполненного в виде кольцевого поршня 12. Разъемный полый шток 11 образует с разъемным полым корпусом 3 расширительную камеру 13. Переходник 1 и механизм разрушения имеют общий осевой гидравлический канал 14 с различной площадью поперечного сечения. Разъемный полый шток 11 в верхней части подпружинен возвратной пружиной 15 относительно разъемного полого корпуса 3, обеспечивая его подвижность в осевом направлении. Верхняя торцовая поверхность разъемного полого штока 11 выполнена в виде усеченного конуса и образует с седлом 2 переходника 1 торцовый клапан 16. Нижняя торцовая поверхность разъемного полого штока 11 соединена нижней муфтой 17 с коронкой 18. На коронке 18 свободно установлена гидромониторная насадка 19 с возможностью осевого вращения. Коронка 18 снабжена торцовыми зубьями 20 и имеет симметрично расположенные относительно оси устройства радиальные каналы 21 и осевое дроссельное отверстие 22, а гидромониторная насадка 19 тангенциальные каналы 23. На внутренней поверхности нижней муфты 17 выполнена кольцевая канавка 24 на уровне кольцевой проточки 9. Разъемные детали полого штока 11 соединены верхней муфтой 25 с образованием кольцевой камеры 26 между наружной поверхностью разъемного полого штока 11, внутренней поверхностью разъемного полого корпуса 3 и нижней торцовой поверхностью верхней муфты 25. Кольцевая камера 26 связана с общим осевым гидравлическим каналом 14 радиальными отверстиями 27. Площадь поперечного сечения кольцевой камеры 26 равна площади поперечного сечения общего осевого гидравлического канала 14, в области разъемного полого штока 11.The inventive device consists of an adapter 1, the lower end surface of which is made in the form of a seat 2. The adapter 1 in the lower part is rigidly connected to a sleeve containing a detachable hollow body 3 connected by a sleeve 4, and a casing 5, rigidly connected with its lower end by a threaded connection. In the upper part of the detachable hollow body 3, circulation holes 6 are made, overlapped by an elastic membrane 7, which performs the function of a check valve. The lower part of the casing 5 is equipped with end teeth 8, the inner surface of which is made with a slope, forming a bell. On the inner surface of the casing 5 there is an annular groove 9 in which a split spring ring 10 is installed. A destruction mechanism is coaxially located in the sleeve which consists of a detachable hollow rod 11, in the upper part made in the form of an annular piston 12. The detachable hollow rod 11 forms with a detachable hollow case 3, the expansion chamber 13. The adapter 1 and the destruction mechanism have a common axial hydraulic channel 14 with different cross-sectional areas. The detachable hollow rod 11 in the upper part is spring-loaded with a return spring 15 relative to the detachable hollow body 3, providing its axial mobility. The upper end surface of the detachable hollow rod 11 is made in the form of a truncated cone and forms an end valve 16 with the seat 2 of the adapter 1. The lower end surface of the detachable hollow rod 11 is connected by a lower sleeve 17 to the crown 18. A hydraulic nozzle 19 with axial rotation is freely mounted on the crown 18. . The crown 18 is provided with end teeth 20 and has radial channels 21 and an axial throttle bore 22 symmetrically positioned relative to the axis of the device, and tangential channels 23 with a hydraulic monitor nozzle 23. An annular groove 24 is made on the inner surface of the lower sleeve 17 at the level of the annular groove 9. Detachable parts of the hollow rod 11 are connected by an upper coupling 25 to form an annular chamber 26 between the outer surface of the split hollow rod 11, the inner surface of the split hollow body 3 and the lower end surface th upper sleeve 25. An annular chamber 26 is connected with a common axial channel 14 hydraulically radial openings 27. The cross sectional area of the annular chamber 26 is equal to the total cross-sectional area of the axial hydraulic channel 14 in the hollow rod 11 detachably.
Устройство для очистки скважины от песчаной пробки является составной частью комплекса оборудования, обеспечивающего выполнение работ по ремонту скважин с использованием гибких труб. Агрегат с гибкими трубами не позволяет осуществлять вращение инструмента, ввиду чего невозможно использовать буровое долото. Очистку призабойной зоны скважины от песчаных пробок с использованием колонны гибких труб проводят, как правило, промывкой забоя скважины различными жидкостями на водной или нефтяной основе, с использованием насадок различной конструкции. Все они основаны на гидромониторном эффекте, а отличаются числом отверстий и направлением рабочих сопел. Потери давления на подобных насадках могут достигать 17 МПа. Эффективность разрушения песчаных пробок насадками снижается из-за неравномерности их разрушения. В центральной части образуются лунки, в которых гасится энергия струи. Для успешного разрушения кромок лунки целесообразно использовать комбинацию ударного воздействия и гидромониторного эффекта.A device for cleaning a well from sand plugs is an integral part of a complex of equipment that provides for the repair of wells using flexible pipes. The unit with flexible pipes does not allow the tool to rotate, which makes it impossible to use a drill bit. Cleaning the bottom-hole zone of a well from sand plugs using a string of flexible pipes is carried out, as a rule, by washing the bottom of a well with various liquids, water or oil-based, using nozzles of various designs. All of them are based on the hydromonitor effect, and differ in the number of holes and the direction of the working nozzles. Pressure losses on such nozzles can reach 17 MPa. The destruction efficiency of sand plugs by nozzles decreases due to the unevenness of their destruction. In the central part, holes are formed in which the energy of the jet is extinguished. For successful destruction of the edges of the hole, it is advisable to use a combination of impact and hydromonitor effect.
Применение устройства заявляемой конструкции позволяет существенно улучшить процесс разрушения песчаной пробки за счет механического воздействия механизма разрушения и гидромониторного импульсного воздействия тангенциально направленной струи, смещающейся при каждом отрыве механизма разрушения от забоя. В результате наложения механического воздействия и отклонения струи, а также выполнения внутренней поверхности зубьев кожуха в виде раструба, происходит разрушение песчаной пробки по всему периметру колонны насосно-компрессорных труб. Устройство позволяет также повысить эффективность выноса механических частиц на поверхность за счет наличия эластичной мембраны, выполняющей функцию обратного клапана. При открытии мембраны увеличивается скорость восходящего потока рабочей жидкости с механическими частицами по межтрубному пространству.The use of a device of the claimed design can significantly improve the process of destruction of the sand cork due to the mechanical impact of the destruction mechanism and the hydro-pulse impact of a tangentially directed jet, displaced at each separation of the destruction mechanism from the bottom. As a result of applying mechanical impact and deflection of the jet, as well as performing the inner surface of the teeth of the casing in the form of a bell, the sand plug is destroyed along the entire perimeter of the tubing string. The device also allows to increase the efficiency of the removal of mechanical particles to the surface due to the presence of an elastic membrane that performs the function of a check valve. When opening the membrane increases the speed of the upward flow of the working fluid with mechanical particles along the annulus.
Изготовлено и испытано устройство для удаления песчаных пробок, основные параметры которого следующие: наружный диаметр, мм 50; длина, мм, 630; масса, кг, ~7; расход жидкости, м3/ч, 10-12, перепад давления, МПа, 1-2.A device for removing sand plugs was manufactured and tested, the main parameters of which are as follows: outer diameter, mm 50; length, mm, 630; mass, kg, ~ 7; fluid flow rate, m 3 / h, 10-12, pressure drop, MPa, 1-2.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Опытный образец устройства использовался при проведении ремонтных работ по разрушению и размыву глинисто-песчаной пробки на скважине №195 месторождения OOO “Ноябрьскгаздобыча”. Устройство через переходник 1 подсоединяют к нижнему концу колонны гибких труб и спускают в скважину на глубину образования глинисто-песчаной пробки 1041 м, до контакта торцовых зубьев 8 с поверхностью пробки (скважинная среда - буровой раствор на водной основе, нефть, газ, газоконденсат и их смеси). В колонну гибких труб подают рабочую жидкость под избыточным давлением, которая через дроссельное отверстие 22 коронки 18 воздействует на поверхность глинисто-песчаной пробки, разрушая ее. Одновременно часть расхода промывочной жидкости подается через радиальные каналы 21 коронки 18 внутрь гидромониторной насадки 19, которая приводится во вращение за счет реакции струй, истекающих из тангенциальных каналов 23, и воздействует на поверхность глинисто-песчаной пробки по всему периметру осевого канала насосно-компрессорных труб. При этом суммарный расход рабочей жидкости через дроссельное отверстие 22 и тангенциальные каналы 23 меньше расхода рабочей жидкости, подаваемой по колонне гибких труб, что приводит к плавному росту давления в гибкой колонне труб. С ростом перепада давления, воспринимаемым торцовым клапаном 16, механизм разрушения удерживается в начальном положении разрезным пружинным кольцом 10. При расчетном перепаде давления разрезное пружинное кольцо 10 деформируется в радиальном направлении, разъемный полый шток 11 отрывается от седла 2, открывая торцовый клапан 16, и рабочая жидкость под давлением подается в расширительную камеру 13. Избыточное давление рабочей жидкости воспринимается площадью сечения кольцевого поршня 12 и приводит к резкому перемещению механизма разрушения относительно гильзы с соответствующим сжатием возвратной пружины 15 и механическим ударным воздействием коронки 18 на песчаную пробку. При этом рабочая жидкость свободно подается через циркуляционные отверстия 6 в межтрубное пространство скважины, отжимая эластичную мембрану 7, выполняющую функцию обратного клапана. Давление в осевом канале гибкой колонны труб снижается и усилием сжатой возвратной пружины 15 механизм разрушения возвращается в исходное положение, до закрытия торцового клапана 16. При этом прекращается подача рабочей жидкости к циркуляционным отверстиям 6, давление в осевом канале гибкой колонны труб плавно возрастает и после увеличения давления до расчетного значения процесс гидромеханического воздействия на песчаную пробку повторяется. В процессе набора давления в осевом канале гибкой колонны труб последнее уравновешивается давлением, воспринимаемым нижней торцовой поверхностью верхней муфты 25 за счет равенства площадей поперечного сечения общего осевого гидравлического канала 14 и кольцевой камеры 26, в результате чего контактные напряжения в торцовом клапане 16 сохраняют оптимальные значения при любом перепаде давления.A prototype device was used during repair work on the destruction and erosion of clay-sand plugs at well No. 195 of the deposit of OOO Noyabrskgazdobycha. The device through the adapter 1 is connected to the lower end of the string of flexible pipes and lowered into the well to a depth of clay-sand plug formation of 1041 m, until the end teeth 8 come in contact with the plug surface (well medium - water-based drilling fluid, oil, gas, gas condensate and their mixtures). In the column of flexible pipes serves the working fluid under excess pressure, which through the throttle hole 22 of the crown 18 acts on the surface of the clay-sand plug, destroying it. At the same time, part of the flow rate of the flushing fluid is supplied through the radial channels 21 of the crown 18 into the hydraulic nozzle 19, which is driven by the reaction of the jets flowing from the tangential channels 23 and acts on the surface of the clay-sand tube around the entire perimeter of the axial channel of the tubing. In this case, the total flow rate of the working fluid through the orifice 22 and the tangential channels 23 is less than the flow rate of the working fluid supplied through the string of flexible pipes, which leads to a smooth increase in pressure in the flexible string of pipes. With the increase in pressure drop perceived by the end valve 16, the fracture mechanism is held in its initial position by the split spring ring 10. When the pressure drop is calculated, the split spring ring 10 is deformed in the radial direction, the split hollow rod 11 is detached from the seat 2, opening the end valve 16, and the working liquid under pressure is supplied to the expansion chamber 13. The excess pressure of the working fluid is perceived by the cross-sectional area of the annular piston 12 and leads to a sharp movement of the fracture mechanism about in relative compression sleeve with the corresponding return spring 15 and the mechanical percussion action of the crown 18 to a sand plug. In this case, the working fluid is freely supplied through the circulation holes 6 into the annulus of the well, squeezing the elastic membrane 7, which performs the function of a check valve. The pressure in the axial channel of the flexible pipe string is reduced and by the force of the compressed return spring 15, the fracture mechanism returns to its original position until the mechanical valve 16 closes. At the same time, the flow of working fluid to the circulation openings 6 is stopped, the pressure in the axial channel of the flexible pipe string gradually increases after increase pressure to the calculated value, the process of hydromechanical impact on the sand plug is repeated. In the process of increasing pressure in the axial channel of the flexible pipe string, the latter is balanced by the pressure perceived by the lower end surface of the upper sleeve 25 due to the equality of the cross-sectional areas of the common axial hydraulic channel 14 and the annular chamber 26, as a result of which the contact stresses in the end valve 16 maintain optimal values at any pressure drop.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности, а именно, условию новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости.Thus, the claimed technical solution meets the criterion of patentability, namely, the condition of novelty, inventive step and industrial applicability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116020/03A RU2242585C1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Device for cleaning well from sand obstruction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116020/03A RU2242585C1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Device for cleaning well from sand obstruction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2242585C1 true RU2242585C1 (en) | 2004-12-20 |
| RU2003116020A RU2003116020A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34388142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116020/03A RU2242585C1 (en) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Device for cleaning well from sand obstruction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2242585C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446271C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic impact device |
| RU2455462C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Device for well cleaning from sand pack |
| RU2457316C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Device for well cleaning from sand plug |
| RU2586122C2 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Арлиз" | Hydropercussion device |
| RU2651869C1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-04-24 | Сергей Анатольевич Паросоченко | Well decolmatation device |
| RU2668100C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Device for well bottom flushing |
| RU196747U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-13 | Тимофей Евгеньевич Гресюк | WELL CLEANING DEVICE |
| RU2749058C1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-06-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydromechanical striker |
| RU2754752C1 (en) * | 2021-03-24 | 2021-09-07 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Water jet tool for bottomhole cleaning |
| RU2766169C1 (en) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Water jet tool for well cleaning from sand or proppant plug |
| RU215888U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-01-09 | Андрей Газимович Гирфатов | WATER PEN |
-
2003
- 2003-05-28 RU RU2003116020/03A patent/RU2242585C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446271C2 (en) * | 2010-06-15 | 2012-03-27 | Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" | Hydraulic impact device |
| RU2455462C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-10 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Device for well cleaning from sand pack |
| RU2457316C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (ОАО "СевКавНИПИгаз") | Device for well cleaning from sand plug |
| RU2586122C2 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Арлиз" | Hydropercussion device |
| RU2651869C1 (en) * | 2017-03-21 | 2018-04-24 | Сергей Анатольевич Паросоченко | Well decolmatation device |
| RU2668100C1 (en) * | 2017-12-26 | 2018-09-26 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Device for well bottom flushing |
| RU196747U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-13 | Тимофей Евгеньевич Гресюк | WELL CLEANING DEVICE |
| RU2749058C1 (en) * | 2020-05-15 | 2021-06-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Hydromechanical striker |
| RU2754752C1 (en) * | 2021-03-24 | 2021-09-07 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Water jet tool for bottomhole cleaning |
| RU2766169C1 (en) * | 2021-10-29 | 2022-02-08 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Water jet tool for well cleaning from sand or proppant plug |
| RU215888U1 (en) * | 2022-10-31 | 2023-01-09 | Андрей Газимович Гирфатов | WATER PEN |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2633904C1 (en) | Sectional sand jet perforator | |
| CN104563862B (en) | composite impact drilling tool | |
| US2661928A (en) | Hammer drill | |
| RU2242585C1 (en) | Device for cleaning well from sand obstruction | |
| US2851251A (en) | Hammer drill | |
| CN104329019B (en) | High-frequency drilling impactor | |
| RU2550119C1 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2495233C1 (en) | Hydromechanical slot-type rock drilling machine | |
| RU2448230C1 (en) | Hydraulic impact device | |
| RU2373378C2 (en) | Method for well cleaning from proppant plug | |
| RU2315174C1 (en) | Device for sand plug removal from well | |
| RU2303121C2 (en) | Hydraulic percussion means for sand plug removal from well | |
| RU2318975C1 (en) | Extendable well reamer | |
| RU178909U1 (en) | Hydraulic nozzle | |
| RU2668100C1 (en) | Device for well bottom flushing | |
| CN113802979B (en) | Hydraulic composite vibration impact pipe column | |
| RU2166057C2 (en) | Hole drilling machine | |
| RU2446271C2 (en) | Hydraulic impact device | |
| US20180179841A1 (en) | Downhole pulsing-shock reach extender system | |
| RU2185497C1 (en) | Method of hydraulic jet perforation of wells and device for its embodiment | |
| RU2631947C1 (en) | Hydro-sandblast punch | |
| RU2468182C1 (en) | Damping pulsator of fluid flow in well | |
| RU2213848C2 (en) | Device for sand bridge removal from well | |
| SU926236A1 (en) | Device for blowing-up deep-well shooting devices | |
| RU215888U1 (en) | WATER PEN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090529 |