DE69819113T2

DE69819113T2 - Device for cleaning a tubular borehole element

Info

Publication number: DE69819113T2
Application number: DE69819113T
Authority: DE
Inventors: David Broken Arrow Eslinger; Lawrence Sugar Land Leising
Original assignee: Sofitech NV
Current assignee: Sofitech NV
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2018-11-03
Also published as: EP0921268A3; EP0921268B1; EP0921268A2; DE69819113D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von rohrförmigen Bohrelementen im Bohrloch und insbesondere ein im Bohrloch befindliches Reinigungswerkzeug, das einen Rotationsfräskopf mit Fluidausstoßdüsen zum Räumen von Ablagerungen aus der rohrförmigen Bohrung aufweist.The invention relates to a device for cleaning tubular Drilling elements in the borehole and in particular a cleaning tool located in the borehole, with a rotary milling head Fluid ejection nozzles for clear of deposits from the tubular Has bore.

Im Bohrloch befindliche sich drehende Ausstoßköpfe wurden verwendet, um Ablagerungen aus rohrförmigen Bohrlochelementen zu entfernen. Fluidausstoßköpfe, die durch Impulsmotoren angetrieben wurden, wie etwa versetzte Düsen und Turbinen, erzeugen gewöhnlich ein geringes Antriebsmoment. Dadurch neigen die Köpfe zum Blockieren durch Ablagerungsbruchstücke oder durch Ablagerungsbrücken. Wenn der Kopf blockiert, wird ferner kein Signal an die Oberfläche gegeben, dass sich der Kopf nicht mehr dreht. Außerdem besitzen Ausstoßköpfe die größte Effizienz, wenn das Räumen nicht axial sondern radial erfolgt, insbesondere beim Bohren durch Ablagerungsbrücken. Deswegen sind häufig in einem Bohrloch mehrere Vortriebsbewegungen erforderlich, um die Ablagerungen vollständig zu entfernen; zunächst wird ein Verdrängungsmotor (PDM) mit einem Fräskopf betrieben, um Brücken zu entfernen, woraufhin eine Vortrtebsbewegung mit einem in radialer Richtung ausstoßenden Werkzeug folgt, um Wandablagerungen zu entfernen.Rotating in the borehole Were ejection heads used to form deposits from tubular borehole elements remove. Fluid ejection heads that were driven by pulse motors, such as offset nozzles and Turbines, usually generate a low driving torque. As a result, the heads tend to Blocking by deposit fragments or by deposit bridges. If the head is blocked, no signal is given to the surface, that the head no longer turns In addition, ejection heads have the greatest efficiency, when clearing not axially but radially, especially when drilling through deposit bridges. therefore are common Several tunneling motions are required in a borehole in order to Deposits completely to remove; first becomes a displacement motor (PDM) with a milling head operated to bridges to remove, whereupon a preliminary movement with a radial Ejecting direction Tool follows to remove wall deposits.

Das US-Patent Nr. 4.705.107 vom 10. November 1987 zeigt ein Rotationsschneidwerkzeug, das durch einen Fluidturbinenmotor angetrieben wird, der Fluiddüsen aufweist, um das Entfernen von Ablagerungen aus der rohrförmigen Bohrung zu unterstützen. Ausgegebenes Fluid, das zum Antreiben des Turbinenmotors verwendet wird, wird jedoch für die Fluiddüsen verwendet und es ist eine flexible Verbindung zwischen den Bohrkopf und dem Fluidmotor vorgesehen, die im Wesentlichen das an den Bohrer übertragene Moment begrenzt. Ferner sind an dem unteren Ende des Bohrwerkzeugs keine Schneiden oder Bohrelemente vorgesehen, um in überbrückende Ablagerungen einzudringen.U.S. Patent No. 4,705,107 dated 10th November 1987 shows a rotary cutting tool that is used by a Fluid turbine engine is driven that has fluid nozzles to remove of deposits from the tubular Support bore. Output fluid that is used to drive the turbine engine will, but will for fluid nozzles used and there is a flexible connection between the drill head and the fluid motor, which is essentially the one transmitted to the drill Moment limited. Furthermore, at the lower end of the drilling tool No cutting or drilling elements are provided to cut into bridging deposits penetrate.

Es ist erwünscht, dass ein Fräskopf, der mit dem Motor starr verbunden ist, mit Fräselementen versehen ist, die von dem unteren Ende des Kopfes längs der Drehachse nach unten vorstehen, um in Ablagerungen einzudringen, die die rohrförmige Bohrung überbrücken.It is desirable that a milling head that is rigidly connected to the engine, is provided with milling elements that from the lower end of the head down along the axis of rotation protrude to penetrate deposits that bridge the tubular bore.

US 3.133.603 beschreibt einen Turbobohrer, bei dem nicht ausgegebenes Bohrfluid, das die Turbine umgeht, bestimmte Ausstoßdüsen an der Bohrspitze speist. US 3,133,603 describes a turbo drill in which unused drilling fluid that bypasses the turbine feeds certain ejection nozzles at the drill tip.

Es ist ferner erwünscht, dass Fluiddüsen in der Nähe des oberen Endes der Fräselemente an dem Fräskopf vorgesehen sind, um nach dem Fräsen das Räumen der Ablagerungen aus der rohrförmigen Bohrung mit nicht ausgegebenen Antriebsfluid, das für die Fluiddüsen zur Verfügung steht, zu unterstützen.It is also desirable that fluid nozzles in the Near the upper end of the milling elements on the milling head are provided to the after milling clear the deposits from the tubular bore with drive fluid not output, which is used for the fluid nozzles disposal stands to support.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein im Bohrloch befindliches Reinigungswerkzeug mit einem Rotationsfräskopf mit Fluidausstoßdüsen, die Antriebsfluid empfangen. Das Antriebsfluid wird von Ausstoßdüsen an einem kombinierten Fluidausstoß- und Fräskopf (Ausstoß-/Fräskopf) in der Nähe von Fräselementen, die von dem Kopf vorstehen, ausgestoßen und entfernt Ablagerungen außerhalb des Lochs, das von dem Fräskopf gebohrt wird. Die Fräselemente an dem Fräskopf erstrecken sich am unteren Ende des Fräskopfes quer zur Drehachse zum Bohren eines Lochs durch eine überbrückende Ablagerung der rohrförmigen Bohrung und Ströme ausgestoßenen Fluids, die von den Ausstoßdüsen über den Fräselementen ausgestoßen werden, sind sehr wirkungsvoll beim Entfernen von Ablagerungen, die nach der Fräsaktion verbleiben. Zusätzliche Fluidströme können in der Nähe des unteren Endes des Fräskopfes vorgesehen sein.The present invention relates to a cleaning tool in the borehole with a rotary milling head Fluid ejection nozzles that drive fluid receive. The drive fluid is delivered from ejection nozzles to a combined fluid ejection and milling head (ejection / milling head) nearby of milling elements, protruding from the head, expelled and removes debris outside of the hole made by the milling head is drilled. The milling elements on the milling head extend transversely to the axis of rotation at the lower end of the milling head for drilling a hole by bridging the tubular hole and currents expelled Fluids from the ejection nozzles over the milling elements pushed out are very effective in removing deposits, the after the milling action remain. additional fluid streams can nearby the lower end of the milling head be provided.

Ein Fluidmotor wird zum Drehen des Ausstoß-/Fräskopf verwendet und normalerweise wird ein Hauptanteil des Antriebsfluids zu dem Fluidmotor zum Drehen oder Antreiben des Fluidmotors geleitet. Das restliche Antriebsfluid strömt ungehindert zu den Ausstoßdüsen und wird bei einer verhältnismäßig großen Geschwindigkeit gegen den inneren Umfang des angrenzenden rohrförmigen Elements ausgestoßen. Das ausgegebene Fluid, das zu dem Fluidmotor zum Drehen des Ausstoß-/Fräskopfes umgeleitet wurde, vereinigt sich hinter dem Fluidmotor mit dem Abtriebsfluid und wird mit dem Antriebsfluid aus den Ausstoßdüsen ausgestoßen.A fluid motor is used to turn the Ejection / milling head used and usually a major portion of the drive fluid becomes that Fluid motor directed to rotate or drive the fluid motor. The remaining drive fluid flows unhindered to the ejection nozzles and will at a relatively high speed ejected against the inner periphery of the adjacent tubular member. The dispensed fluid that goes to the fluid motor to rotate the ejection / milling head was diverted, combines with the output fluid behind the fluid motor and is ejected from the ejection nozzles with the drive fluid.

Wenn der Ausstoß-/Fräskopf nicht blockiert ist oder nicht fräst, ist der Druckabfall über dem Fluidmotor normalerweise verhältnismäßig gering (7 kg/cm²) (100 psi) und der restliche Druckabfall, der über dem Werkzeug auftritt, erfolgt über den Düsen. Wenn der Kopf zu blockieren oder zu fräsen beginnt, steigt der Druckabfall über dem Fluidmotor z. B. auf etwa 28 kg/cm² (400 psi) an, wodurch ein Ansteigen des gesamten Druckabfalls des Werkzeuges bei einer konstanten Strömungsrate erzeugt wird. Das erzeugt eine Blockierungsanzeige an der Oberfläche und die Strömungsrate kann auf annehmbare Pegel verringert werden. Der erhöhte Druckabfall über dem Fluidmotor entwickelt ein bedeutendes Moment, wie beispielsweise wenigstens etwa 6,9 kgm (50 ft.-lbs.), das den blockierten Kopf befreien sollte (woraufhin ein Druckabfall über dem Werkzeug folgt) oder das Fräsen einer Brücke ermöglichen sollte.If the ejection / milling head is not blocked or does not mill, the pressure drop across the fluid motor is usually relatively small (7 kg / cm ² ) (100 psi) and the remaining pressure drop that occurs across the tool is through the nozzles. When the head begins to block or mill, the pressure drop across the fluid motor increases e.g. B. to about 28 kg / cm ² (400 psi), producing an increase in the overall pressure drop of the tool at a constant flow rate. This creates a blockage indicator on the surface and the flow rate can be reduced to acceptable levels. The increased pressure drop across the fluid motor develops a significant moment, such as at least about 6.9 kgm (50 ft.-lbs.), That should clear the blocked head (followed by a pressure drop across the tool) or allow a bridge to be milled ,

Ein gewundener Rohrstrang wird normalerweise für die Instandsetzung von Bohrlöchern verwendet, um Zunder oder andere im Bohrloch befindliche Ablagerungen an den Wänden der rohrförmigen Bohrlochelemente zu entfernen. Das Reinigungsfluid wird in den gewundenen Rohrstrang eingespeist und strömt nach unten zu der unteren Lochbaueinheit oder zu dem Werkzeug, das den Fluidmotor und den Ausstoß-/Fräskopf enthält. Das Antriebsfluid wird durch den Rotor in eine Strömung durch den Motor und eine Strömung durch einen Nebenanschluss aufgeteilt, wodurch sich eine bessere Drehzahlsteuerung ergibt. Die beiden geteilten Strömungen vereinigen sich nach dem Motor und strömen zu den Ausstoßdüsen. Die Menge der Nebenströmung wird gesteuert, indem Öffnungen, die in geeigneter Weise dimensioniert sind, in dem Nebendurchlass zu dem Motor verwendet werden. Wenn der Kopf infolge von Verklemmen oder durch Auftreffen auf eine Brücke blockiert, ist der verfügbare Druckabfall über dem Motor (und somit das Moment) durch den Druckabfall durch den Nebenanschluss, der durch die vergrößerte Strömung durch den Nebenanschluss nach dem Blockieren bewirkt wird, begrenzt.A coiled tubing string is typically used to repair boreholes to remove scale or other downhole deposits on the walls of the tubular borehole elements. The cleaning fluid is fed into the coiled tubing and flows down to the lower hole assembly or to the tool containing the fluid motor and the ejection / milling head. The drive fluid is translated into a flow through the motor by the rotor and split a flow through a shunt, resulting in better speed control. The two divided flows merge after the engine and flow to the exhaust nozzles. The amount of bypass flow is controlled using openings suitably dimensioned in the bypass to the engine. If the head is blocked due to jamming or hitting a bridge, the available pressure drop across the engine (and therefore the moment) is limited by the pressure drop through the shunt caused by the increased flow through the shunt after blocking.

Der Ausstoß-/Fräskopf mit einer im Allgemeinen kegelstumpfförmigen Form enthält Fräselemente oder Fräseinsätze, die sich von der äußeren Oberfläche des Fräskopfes, die das abgerundete untere Ende des Kopfes enthält, erstrecken und besonders wirkungsvoll beim Durchbrechen einer Brücke quer zur rohrförmigen Bohrung sind. Radial gerichtete Fluidausstoßdüsen sind an dem Ausstoß-/Fräskopf in der Nähe des oberen Endes der Fräselemente angeordnet und stoßen Reinigungsfluid radial mit hohem Druck direkt gegen die Ablagerungen in dem rohrförmigen Element aus, nachdem die Fräselemente an den Ablagerungen in Kontakt gelangten. Fluidausstoßdüsen sind an dem unteren abgerundeten Ende des Ausstoß-/Fräskopfes vorgesehen für das nach unten gerichtete Ausstoßen von Fluid mit hoher Geschwindigkeit gegen die Ablagerungen, bevor die Fräselemente an den Ablagerungen in Eingriff gelangen. Die unteren Düsen sind außerdem wirkungsvoll für den Transport von gefrästen Bruchstücken in Aufwärtsrichtung zu einer Stelle über dem Fluidausstoß- und Fräskopf.The ejection / milling head with one in general frustoconical Contains form Milling elements or Milling inserts that from the outer surface of the milling head which contains the rounded lower end of the head, extend and are particularly effective when breaking a bridge transverse to the tubular Are bore. Radially directed fluid ejection nozzles are located on the ejection / milling head Near the upper end of the milling elements arranged and bump Radial cleaning fluid with high pressure directly against the deposits in the tubular Element off after the milling elements came into contact with the deposits. Are fluid ejection nozzles at the lower rounded end of the ejection / milling head intended for that down directional ejection of fluid at high speed against the deposits before the milling elements engage the deposits. The lower nozzles are Moreover effective for the transport of milled fragments in the upward direction to a place about the fluid ejection and Milling head.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Reinigungswerkzeug zum Räumen von Ablagerungen aus einem rohrförmigen Bohrlochelement zu schaffen, das einen kombinierten Fluidausstoß- und Fräskopf mit Düsen zum schnellen Ausstoßen umfasst, die über vorstehenden Fräselementen positioniert sind, um Ablagerungen aus der rohrförmigen Bohrung des rohrförmigen Elements zu entfernen.It is an object of the invention a cleaning tool for clearing Deposits from a tubular To create a borehole element that has a combined fluid ejection and milling head Nozzles for rapid ejection includes that about protruding milling elements are positioned to remove deposits from the tubular bore of the tubular member to remove.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Reinigungswerkzeug zu schaffen, das einen unteren Fluidausstoß- und Fräskopf mit Fräselementen, die von dem abgerundeten unteren Ende des Kopfes vorstehen, und Fluidausstoßdüsen in der Nähe des unteren Endes der Fräselemente, die vor dem Eingriff der Fräselemente an den Ablagerungen Reinigungsfluid mit großer Geschwindigkeit direkt gegen die Ablagerungen ausstoßen, aufweist.It is another object of the invention to provide a To create cleaning tool that has a lower fluid ejection and milling head Milling elements that protrude from the rounded lower end of the head, and fluid ejection nozzles in the Near the bottom End of the milling elements, before the engagement of the milling elements at the deposits cleaning fluid at high speed directly against the deposits, having.

Es ist eine weitere Aufgabe, ein derartiges Reinigungswerkzeug zu schaffen, das einen Fluidmotor zum Drehen des Ausstoß-/Fräskopfes mit dem Antriebsfluid, das auf einen Durchlass zum Antreiben des Motors und einen Nebendurchlass durch den Rotor des Fluidmotors aufgeteilt wurde, aufweist, um dadurch zu ermöglichen, dass Antriebsfluid oder nicht ausgegebenes Fluid zu den Ausstoßdüsen strömt.It's another job, one to create such a cleaning tool that a fluid motor for turning the ejection / milling head with the drive fluid that is on a passage for driving the Motor and a secondary passage through the rotor of the fluid motor has been divided, thereby allowing drive fluid or non-discharged fluid flows to the ejection nozzles.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung deutlich.Other tasks, features and advantages of Invention will become apparent from the following description and drawings clear.

Kurzbeschreibung der ZeichnungSummary the drawing

1 ist ein teilweise schematischer Aufriss der Reinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, der ein Reinigungswerkzeug zeigt, das im Bohrloch durch einen gewundenen Rohrstrang in einem rohrförmigen Element getragen wird zum Räumen von Ablagerungen aus der rohrförmigen Bohrung; 1 Fig. 4 is a partially schematic elevation of the cleaning device of the present invention showing a cleaning tool carried downhole by a coiled tubing string in a tubular member for clearing deposits from the tubular bore;

2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des oberen Endabschnitts des Reinigungswerkzeugs, der den Hydraulikfluidmotor zum Drehen des Reinigungswerkzeugs enthält; 2 Fig. 3 is an enlarged sectional view of the upper end portion of the cleaning tool that includes the hydraulic fluid motor for rotating the cleaning tool;

3 ist eine Schnittansicht im Allgemeinen längs der Linie 3-3 von 2; 3 Fig. 3 is a sectional view generally along line 3-3 of Fig. 3 2 ;

4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die im Allgemeinen eine Fortsetzung von 2 bildet und den unteren Endabschnitt des Reinigungswerkzeugs mit einem kombinierten Fluidausstoß- und Fräskopf, der durch den Fluidmotor gedreht wird, zeigt; und 4 Fig. 3 is an enlarged sectional view, generally a continuation of 2 forms and shows the lower end portion of the cleaning tool with a combined fluid ejection and milling head rotated by the fluid motor; and

5 ist eine Schnittansicht im Allgemeinen längs der Linie 5-5 von 4. 5 Fig. 3 is a sectional view generally along line 5-5 of Fig. 5 4 ,

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Insbesondere in 1 ist ein Bohrloch dargestellt, das eine Verschalung 10 aufweist, die in einer Erdformation angebracht ist. Verschiedene Typen von Ablagerungen können sich an den inneren Umfangswänden der Verschalung oder des rohrförmigen Elements 10 ansammeln, wie z. B. Paraffin, Silicate, Karbonate und Sulfate. Ein gewundener Rohrstrang, der im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 12 angegeben ist, wird normalerweise für die Instandhaltung von Bohrlöchern verwendet. Eine Haspel 14 für den gewundenen Rohrstrang 12 bewahrt den gewundenen Rohrstrang auf und ermöglicht ein Abwickeln des gewundenen Rohrstrangs 12 über eine Führung 16, die sich zu einer Einführung 18 erstreckt, die den gewundenen Rohrstrang 12 nach unten in das rohrförmige Element 10 einführt.Especially in 1 a borehole is shown, which is a casing 10 has, which is attached in an earth formation. Different types of deposits can accumulate on the inner peripheral walls of the casing or tubular element 10 accumulate, such as B. paraffin, silicates, carbonates and sulfates. A coiled tubing string, generally referenced 12 is typically used for borehole maintenance. A reel 14 for the winding pipe string 12 preserves the coiled tubing string and enables the coiled tubing string to be unwound 12 about a tour 16 leading to an introduction 18 which extends the coiled tubing string 12 down into the tubular element 10 introduces.

Ein Reinigungswerkzeug, das allgemein durch das Bezugszeichen 20 angegeben ist, ist durch einen geeigneten Verbinder 22 mit dem unteren Ende eines gewundenen Rohrstrangs 12 verbunden. Das Werkzeug 20 besitzt ein äußeres Gehäuse 24 und ein (nicht gezeigtes) geeignetes Absperrventil kann in dem äußeren Gehäuse 24 angeordnet sein, um bei Bedarf eine Rückströmung des Fluids zu verhindern. Das Werkzeug 20 enthält einen hydraulischen Fluidmotor, der durch das Bezugszeichen 26 angegeben ist, mit einer Welle oder einer Spindel 27, die sich von diesem erstreckt und mit einem unteren kombinierten Fluidausstoß- und Fräskopf (Ausstoß-/Fräskopf) verbunden ist, der allgemein durch das Bezugszeichen 28 angegeben ist.A cleaning tool, generally identified by the reference number 20 is indicated by a suitable connector 22 with the lower end of a coiled tubing string 12 connected. The tool 20 has an outer housing 24 and a suitable check valve (not shown) can be in the outer housing 24 be arranged to prevent backflow of the fluid if necessary. The tool 20 contains a hydraulic fluid motor indicated by the reference number 26 is specified with a shaft or a spindle 27 that extends from this and combined with a lower one Fluid ejection and milling head (ejection / milling head) is connected, generally by the reference numeral 28 is specified.

Wie in 2 gezeigt ist, besitzt der hydraulische Fluidmotor 26 einen äußeren Stator 30, der am Gehäuse 24 befestigt ist und einen Rotor 32 aufnimmt, der eine Mittelbohrung 34 aufweist, die durch den Rotor verläuft und an seinem unteren Ende bei dem Bezugszeichen 36 durch die Welle 28 geschlossen ist. Die Mittelbohrung 34 schafft einen Fluidnebendurchlass, damit Fluid den Motor 26 umgehen kann, und besitzt eine obere Einlassdüse 37, die einen Nebenanschluss oder eine Öffnung 38 für die Mittelbohrung 34 definiert. Ein ringförmiger Strömungsdurchlass 39 ist zwischen dem Rotor 32 und dem Stator 30 vorgesehen. Der Rotor 32 besitzt Rippen oder Schaufeln, die sich nach außen in den Strömungsdurchlass 39 erstrecken und mit der nach unten gerichtete Strömung des Antriebsfluids in dem ringförmigen Durchlass 39 des Rotors 32 in Kontakt gelangen, um dadurch den Rotor 32 und die Welle 27 zu drehen. Somit wird die Fluidströmung, die in dem gewundenen Rohrstrang 12 nach unten strömt, in der Nähe des oberen Endes des Rotors 32 in umgeleitetes Fluid, das durch den Anschluss 38 und die Mittelbohrung 34 strömt, und Fluid, das in dem ringförmigen Durchlass 39 außerhalb des Rotors 32 nach unten strömt und an Rippen oder Schaufeln am Rotor 32, die sich in den Durchlass 39 erstrecken, in Eingriff gelangt, um den Rotor 32 zu drehen, unterteilt. Das Nebenfluid, das in die Bohrung 34 eintritt, strömt außerhalb der Bohrung 34 durch Einlässe 42 in den Ring 42 zwischen der Welle 27 und dem Gehäuse 24, wo es sich mit dem ausgegebenen Fluid vereinigt, das von dem ringförmigen Durchlass 39 über den Rotor 32 nach unten strömt. Die Anordnung des Fluidmotors 26 ist in 2 im Wesentlichen schematisch gezeigt und verschiedene Ausführungsformen des Fluidmotors können zufrieden stellend verwendet werden, um Nebenfluid bereitzustellen.As in 2 is shown has the hydraulic fluid motor 26 an outer stator 30 on the case 24 is attached and a rotor 32 which receives a center hole 34 which runs through the rotor and at its lower end at the reference numeral 36 through the wave 28 closed is. The center hole 34 creates a fluid bypass to allow fluid to the engine 26 can handle, and has an upper inlet nozzle 37 that have an extension or opening 38 for the center hole 34 Are defined. An annular flow passage 39 is between the rotor 32 and the stator 30 intended. The rotor 32 has fins or blades that extend outward into the flow passage 39 extend and with the downward flow of the drive fluid in the annular passage 39 of the rotor 32 come into contact, thereby the rotor 32 and the wave 27 to turn. Thus, the fluid flow in the coiled tubing 12 flows down near the top of the rotor 32 in redirected fluid through the port 38 and the center hole 34 flows, and fluid that is in the annular passage 39 outside the rotor 32 flows down and on ribs or blades on the rotor 32 that are in the culvert 39 extend, engaged to the rotor 32 to rotate, divided. The secondary fluid that enters the bore 34 occurs, flows outside the bore 34 through inlets 42 in the ring 42 between the wave 27 and the housing 24 where it merges with the dispensed fluid coming from the annular passage 39 about the rotor 32 flows down. The arrangement of the fluid motor 26 is in 2 shown essentially schematically, and various embodiments of the fluid motor can be used satisfactorily to provide secondary fluid.

Normalerweise ist der Fluiddruckabfall über dem Fluidmotor 26 vehältnismäßig gering, wie z. B. 7 kg/cm² (100 psi) und der restliche Druckabfall erfolgt an den Fluidausstoßdüsen des Ausstoß-/Fräskopfes 28. Bei einem Blockieren des Ausstoß-/Fräskopfes 28 infolge von einer Stauung oder dem Auftreffen auf eine Brücke, die in der rohrförmigen Bohrung quer verläuft, tritt ein großer Fluiddruckabfall an dem hydraulischen Motor 26 auf und eine anwachsende Fluidströmung erfolgt durch den Nebendurchlass 34.Usually the fluid pressure drop is across the fluid motor 26 vehemently low, such as B. 7 kg / cm ² (100 psi) and the remaining pressure drop occurs at the fluid ejection nozzles of the ejection / milling head 28 , If the ejection / milling head is blocked 28 a large drop in fluid pressure occurs on the hydraulic motor due to congestion or hitting a bridge that is transverse in the tubular bore 26 and an increasing fluid flow takes place through the secondary passage 34 ,

Um das Moment für den Rotor 32 zu vergrößern, kann es erwünscht sein, eine größere Fluidströmung zum Rotor 32 zu schaffen und ein (nicht gezeigtes) geeignetes Ventilelement, das auf einen ausgewählten Fluiddruckunterschied anspricht, kann in dem Nebeneinlass 38 angeordnet sein und bei Betätigung des Ventilelements durch einen erhöhten Fluiddruckunterschied kann eine verstärkte Fluidströmung zu dem ringförmigen Durchlass 39 zum Drehen des Rotors 32 geschaffen werden. Bei einem Ansteigen des Fluiddruckunterschieds würde sich das Ventilelement bewegen, um die Strömung von Fluid durch den Nebendurchlass 34 einzuschränken, wodurch ein Großteil des Fluids durch den ringförmigen Durchlass 39 außehalb des Rotors 32 zum Drehen des Rotors 32 und der Welle 27 geleitet wird, um dadurch ein vergrößertes Moment an den Fluidausstoß- und Fräskopf 28 bereitzustellen. Wenn der Kopf 28 freikommt, erfolgt eine Abnahme des Umlaufdrucks und das Nebenventilelement würde in seine ursprüngliche Position zurückkehren, in der die vorgegebene Fluidaufteilung zwischen dem Nebenfluid, das sich durch den Nebendurchlass 34 bewegt, und dem Antriebsfluid zum Antreiben des Antriebsmotors gewährleistet ist.The moment for the rotor 32 To enlarge, it may be desirable to have a larger fluid flow to the rotor 32 and a suitable valve element (not shown) that is responsive to a selected fluid pressure difference may be in the secondary inlet 38 can be arranged and when the valve element is actuated by an increased fluid pressure difference, an increased fluid flow to the annular passage can 39 to turn the rotor 32 be created. As the fluid pressure differential increased, the valve element would move to restrict the flow of fluid through the bypass 34 restrict, causing much of the fluid through the annular passage 39 outside the rotor 32 to turn the rotor 32 and the wave 27 is directed to thereby increase the torque to the fluid ejection and milling head 28 provide. If the head 28 frees, there is a decrease in the circulation pressure and the sub-valve element would return to its original position in which the predetermined fluid distribution between the sub-fluid, which is through the bypass 34 moves, and the drive fluid for driving the drive motor is guaranteed.

Die Welle 27 besitzt einen unteren Endabschnitt 44 mit einer Mittelbohrung 46 und Fluid vom Ring 42 strömt durch den Anschluss 47 in die Mittelbohrung 46. Der untere Endabschnitt 44 besitzt ein mit Außengewinde versehenes unteres Ende. Der Kopf 28 besitzt einen oberen Deckel 48 und eine mit Innengewinde versehene Hülse 52, die sich von dem Deckel 48 nach oben erstreckt, ist für eine gemeinsame Drehung auf die Welle 27 geschraubt. Die Welle 27 ist für die Lagerung an beabstandeten Lagern 51 zwischen der Welle 27 und dem äußeren Gehäuse 24 angebracht. Das obere Lager 51 blockiert die nach unten gerichtete Strömung von Fluid in dem Ring zwischen der Welle 27 und dem äußeren Gehäuse 24. Das äußere Gehäuse 24 besitzt einen daran angeschraubten Stirnaufweitungsring oder eine Kappe 50, um den Stirndeckel 48 des Kopfes 28 darin aufzunehmen. Die Kappe 50 besitzt in der Nähe der Schulter 55 eine sich nach innen erstreckende Führung 53, die den Stirndeckel 48 berührt, um eine exzentrische Bewegung des Kopfes 28 während seiner Drehung minimal zu machen.The wave 27 has a lower end portion 44 with a center hole 46 and fluid from the ring 42 flows through the port 47 in the center hole 46 , The lower end section 44 has an externally threaded lower end. The head 28 has an upper lid 48 and an internally threaded sleeve 52 that are from the lid 48 extending upwards is for a common rotation on the shaft 27 screwed. The wave 27 is for storage at distant bearings 51 between the wave 27 and the outer case 24 appropriate. The upper camp 51 blocks the downward flow of fluid in the ring between the shaft 27 and the outer case 24 , The outer case 24 has a screwed-on forehead expansion ring or a cap 50 to the front cover 48 Of the head 28 to record in it. The cap 50 owns near the shoulder 55 an inwardly extending guide 53 that cover the forehead 48 touches to an eccentric movement of the head 28 to make it minimal during its rotation.

Der Fluidausstoß- und Fräskopf 28 besitzt eine Bohrung 56 in einem sich verjüngendem Körper, die sich zu einer abgerundeten oder halbkugelförmigen Endnase 60 an dem unteren Ende des Kopfes 28 erstreckt. Die Bohrung 56 bildet eine Fortsetzung der Bohrung 46. Der Fluidausstoß- und Fräskopf 28 ist im Allgemeinen kegelstumpfförmig und definiert eine sich verjüngende äußere Oberfläche 59, die sich von der abgerundeten Endnase 60 nach oben erstreckt. Mehrere willkürlich beabstandete Fräselemente oder Einsätze 62, die vorzugsweise aus Wolframkarbid gebildet sind, sind in dem Kopf 28 eingebettet und stehen von der äußeren Oberfläche 59 des Kopfes 28 nach außen vor. Mehrere unterste Fräseinsätze 64 sind in der Nähe der Drehachse 28 des Kopfes 28 in die abgerundete Nase 60 eingebettet und stehen von der äußeren Oberfläche seiner Nase 60 nach außen vor, um wirkungsvoll ein Loch in eine Ablagerung zu bohren, die die rohrförmige Bohrung überbrückt.The fluid ejection and milling head 28 has a hole 56 in a tapered body that turns into a rounded or hemispherical end nose 60 at the bottom of the head 28 extends. The hole 56 forms a continuation of the hole 46 , The fluid ejection and milling head 28 is generally frustoconical and defines a tapered outer surface 59 that differ from the rounded end nose 60 extends upwards. Several arbitrarily spaced milling elements or inserts 62 , which are preferably formed from tungsten carbide, are in the head 28 embedded and stand by the outer surface 59 Of the head 28 outwards. Several bottom milling inserts 64 are near the axis of rotation 28 Of the head 28 in the rounded nose 60 embedded and stand by the outer surface of his nose 60 outwards to effectively drill a hole in a deposit that bridges the tubular bore.

In den 4 und 5 erstrecken sich radial verlaufende Fluiddurchlässe 70 in radialer Richtung durch den Ausstoß-/Fräskopfes 28 von der Bohrung 56, um Fluid direkt gegen die Ablagerung 29 auszustoßen. Während in der Zeichnung sechs Fluiddurchlässe 70 gezeigt sind, kann jede gewünschte Anzahl von Fluiddurchlässen 70 vorgesehen sein, wobei ein Paar gegenüberliegender Fluiddurchlässe 70 bevorzugt ist. Eine Ausstoßdüse 72, die eine Anschluss- oder Ausstoßdüse 74 enthält, ist in jeden der seitlichen Durchlässe 70 über den Fräselementen 62 eingeschraubt. Die Düsen 72 sind nahe am benachbarten Aufweitungsring 50 angeordnet, wobei die Mittellinie der Düse vorzugsweise etwa 6,4 mm (1/4 Zoll) unter dem Aufweitungsring 50 verläuft. Zufrieden stellende Ergebnisse können erreicht werden, wenn die Mittellinie der Einlässe 74 etwa 50 mm (2 Zoll) von dem Aufweitungsring 50 beabstandet sind. Düsen 72 werden vorzugsweise seitlich von dem inneren Umfang des rohrförmigen Elements 10 um eine Strecke beabstandet, die das 2 bis 10fache des Durchmessers des Einlasses 74 beträgt. Somit ist ein Zwischenraum im Bereich von 9,5 bis 31,8 mm (3/8 Zoll bis 1¼ Zoll) bevorzugt.In the 4 and 5 extend radially extending fluid passages 70 in the radial direction through the ejection / milling head 28 from the hole 56 to apply fluid directly against the deposit 29 for For bump. While in the drawing six fluid passages 70 Any desired number of fluid passages can be shown 70 be provided with a pair of opposed fluid passages 70 is preferred. An ejection nozzle 72 that have a connection or ejection nozzle 74 is in each of the side passages 70 over the milling elements 62 screwed. The nozzles 72 are close to the neighboring expansion ring 50 with the centerline of the nozzle preferably about 6.4 mm (1/4 inch) below the expansion ring 50 runs. Satisfactory results can be achieved if the centerline of the inlets 74 about 50 mm (2 inches) from the expansion ring 50 are spaced. jet 72 are preferably laterally spaced from the inner periphery of tubular member 10 by a distance 2 to 10 times the diameter of the inlet 74 is. Thus, a gap in the range of 9.5 to 31.8 mm (3/8 inches to 1¼ inches) is preferred.

Ein Paar unterer Ausstoßanschlüsse 78, die mit der Bohrung 56 in Verbindung stehen, ist angrenzend an die unteren Fräselemente 64 vorgesehen. Die Anschlüsse 78 sind vorzugsweise unter einem Zwanzig- (20) Grad-Winkel zur longitudinalen Achse des Werkzeugs 20 zum Ausstoßen eines Fluidstrahls gegen die Ablagerung 29 in einer nach unten gerichteten Richtung von den Fräselementen 64 positioniert. Ein Winkel zwischen etwa zehn (10) Grad und fünfundvierzig (45) Grad in Bezug auf die longitudinale Achse würde zufrieden stellend funktionieren. Geeignete Düsen (die nicht gezeigt sind) können bei Bedarf in den Anschlüssen 78 angeordnet sein. Während zwei Anschlüsse 78 in der Zeichnung gezeigt sind, ist ein einzelner Anschluss 78 bevorzugt. Untere Fräselemente 64 erstrecken sich über die untere Nase 60 hinaus, so dass an der Mitte einer Ablagerungsbrücke durch die Fräselemente 64 ein direkter Kontakt hergestellt wird.A pair of lower exhaust ports 78 that with the hole 56 communicate, is adjacent to the lower milling elements 64 intended. The connections 78 are preferably at a twenty (20) degree angle to the longitudinal axis of the tool 20 for ejecting a fluid jet against the deposit 29 in a downward direction from the milling elements 64 positioned. An angle between about ten (10) degrees and forty five (45) degrees with respect to the longitudinal axis would work satisfactorily. Suitable nozzles (not shown) can be used in the ports if necessary 78 be arranged. During two connections 78 shown in the drawing is a single connector 78 prefers. Lower milling elements 64 extend across the lower nose 60 out so that at the center of a deposit bridge through the milling elements 64 direct contact is established.

Als ein Beispiel eines zufrieden stellenden Reinigungswerkzeugs 20 wurde eine Strömungsrate von 207 l/min (1,3 Barrel pro Minute (bpm)) mit zwei Düsen 72 geschaffen, die einen Anschluss 74 von 3,0 mm (0,12 Zoll) Durchmesser besitzen. Ein einzelner unterer Anschluss 78 von etwa 3,2 mm (0,125 Zoll) Durchmesser wurde verwendet. Ein normaler Düsendruck von etwa 119,5 kg/cm² (1700 psi) wurde für die Düsen 72 erzeugt. Der Fluidmotor 26 besaß einen Durchmesser von etwa 54 mm (2 1/8 Zoll) und wurde mit etwa 325 Umdrehungen pro Minute (min^–1) gedreht. Der Durchmesser des Kopfes 28 betrug 38 mm (1,50 Zoll) und der maximale Fräsdurchmesser einschließlich Fräselementen 62 betrug 44 mm (1,75 Zoll). Der Ring 50 zum Anbringen des Kopfes 28 betrug etwa 70 mm (2,75 Zoll) im Durchmesser. Es wurde festgestellt, dass ein Werkzeug 20 gemäß den obigen Angaben weiche und harte Ablagerungen aus der rohrförmigen Bohrung des rohrförmigen Elements 10 wirkungsvoll entfernt. Der in der Zeichnung gezeigte Kopf 28 ist um eine verhältnismäßig kleine seitliche Strecke von dem rohrförmigen Element 10 beabstandet. In den meisten Fällen würde der Kopf 28 um eine größere Strecke von dem rohrförmigen Element 10 beabstandet sein.As an example of a satisfactory cleaning tool 20 was a flow rate of 207 L / min (1.3 barrels per minute (bpm)) with two nozzles 72 created that a connection 74 3.0 mm (0.12 inch) in diameter. A single bottom connection 78 approximately 3.2 mm (0.125 inches) in diameter was used. A normal nozzle pressure of about 119.5 kg / cm ² (1700 psi) was used for the nozzles 72 generated. The fluid motor 26 had a diameter of about 54 mm (2 1/8 inches) and was rotated at about 325 revolutions per minute (min ^-1 ). The diameter of the head 28 was 38 mm (1.50 inches) and the maximum milling diameter including milling elements 62 was 44 mm (1.75 inches). The ring 50 for attaching the head 28 was approximately 70 mm (2.75 inches) in diameter. It was found that a tool 20 soft and hard deposits from the tubular bore of the tubular member as indicated above 10 effectively removed. The head shown in the drawing 28 is a relatively small lateral distance from the tubular member 10 spaced. In most cases, the head would 28 a greater distance from the tubular member 10 be spaced.

Es ist klar, dass verschiedene Fluiddüsen über und unter den Fräselementen 62 und 64 an dem Fluidausstoß- und Fräskopf 28 vorgesehen sein können. Die Anzahl und die Anschlussabmessungen der Düsen würden hauptsächlich in Abhängigkeit von dem Typ der Ablagerung, die aus der rohrförmigen Bohrung entfernt werden soll, variieren. Gleichfalls würde die Menge des Nebenfluids, die den Rotor 32 durch die Rotorbohrung 32 umgeht, hauptsächlich in Abhängigkeit von dem Typ der Ablagerung, die aus der rohrförmigen Bohrung entfernt werden soll, variieren. Mehrere Düsen 37, die unterschiedliche Abmessungen der Anschlüsse 38 aufweisen, können mit einer gewünschten Anschlussgröße versehen sein, die für eine gewünschte Menge des Nebenfluids ausgewählt wurde.It is clear that there are different fluid nozzles above and below the milling elements 62 and 64 on the fluid ejection and milling head 28 can be provided. The number and connector dimensions of the nozzles would vary primarily depending on the type of deposit to be removed from the tubular bore. Likewise, the amount of tributary fluid that would make up the rotor 32 through the rotor bore 32 circumvents, mainly depending on the type of deposit to be removed from the tubular bore. Multiple nozzles 37 , the different dimensions of the connectors 38 can be provided with a desired connection size, which was selected for a desired amount of the secondary fluid.

Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genau erläutert wurden, ist es klar, dass einem Fachmann Modifikationen und Anpassungen der bevorzugten Ausführungsformen erscheinen werden.While preferred embodiments of the present invention explained in detail , it is clear that one skilled in the art will make modifications and adjustments of the preferred embodiments appear become.

Claims

Cleaning tool ( 20 ) to remove deposits ( 29 ) from the bore of a tubular element ( 10 ) comprising: a fluid motor ( 26 ) which has an output shaft ( 27 ) and a drive shaft ( 44 ) with the output shaft ( 27 ) is rotatably connected, rotates, and a combined fluid ejection and milling head ( 28 ) on the tool ( 20 ) with the drive shaft ( 44 ) is functionally connected to be rotated and a lower nose ( 60 ) which is constructed and constructed in such a way that it fits into the bore of the tubular element ( 10 ) bridging deposit ( 29 ) penetrates, whereby the combined fluid ejection and milling head ( 28 ) a fluid passage ( 56 ) with the fluid motor ( 26 ) is in a fluid connection and in at least one fluid discharge nozzle ( 78 ) ends, several milling elements ( 64 ), which differs from the head ( 28 ) extend outwards and the lower nose ( 60 ) with the deposit ( 29 ) should come into engagement, and at least one second fluid discharge nozzle ( 72 ) near the top of the head ( 28 ) with a fluid passage ( 70 ) is in fluid communication with the fluid motor ( 26 ) to get it from the nozzle ( 22 ) over the milling elements ( 64 ) to expel the deposit ( 29 ) from the tubular element ( 10 ), wherein the tool ( 20 ) is characterized by an outer housing ( 24 ) in which the drive shaft ( 44 ) and the head ( 28 ) are mounted for relative rotation, and being on the lower end of the housing ( 24 ) a cap is attached; where the head ( 28 ) one in the cap ( 50 ) given up taken upper end section ( 48 ) with the cap ( 50 ) is in contact with an eccentric relative rotation of the head ( 28 ) to make it minimal.

Cleaning tool according to claim 1, further characterized by a passage ( 34 ) by the fluid motor ( 26 ) to deliver unused fluid to the dispensing nozzles ( 72 . 78 ) to deliver.

Cleaning tool ( 20 ) according to claim 1 or claim 2, wherein the combined fluid ejection and milling head ( 28 ) has a generally frusto-conical outer surface, the lower nose ( 60 ) has a rounded lower end face with a generally hemispherical shape and the milling elements ( 64 ) in the head ( 28 ) are embedded and from the frustoconical surface and from the nose ( 60 ) protrude outwards.

Cleaning tool ( 20 ) according to one of the preceding claims, in which the at least one fluid ejection nozzle ( 78 ) in the nose ( 60 ) is provided to keep cleaning fluid down against the deposit ( 29 ) before the milling elements ( 64 ) with the deposit ( 29 ) engage.

Cleaning tool ( 20 ) according to one of the preceding claims, in which the fluid motor ( 26 ) is a hydraulic fluid motor that has an inner rotor ( 32 ) and an outer stator ( 30 ) which are arranged concentrically and between them a fluid flow passage ( 39 ) for the downward flow of drive fluid to rotate the rotor ( 32 ), where the rotor ( 32 ) a center hole ( 34 ) and an upper inlet connection ( 38 ) for the center hole ( 34 ) to define a fluid bypass that enables the drive fluid to have the motor ( 26 ) to bypass.

Device for removing deposits ( 29 ) from a tubular borehole element ( 10 ) which is a cleaning tool ( 20 ) according to one of claims 1 to 5 and in the borehole in the tubular element ( 10 ) near a deposit to be removed ( 29 ) is positioned, and a coiled tubing string ( 12 ) which extends from a location on the surface and has a lower end which is connected to the cleaning tool ( 10 ) is connected and the cleaning tool ( 20 ) so that it extends along the tubular element ( 10 ) emotional.

The device of claim 1, wherein the at least one fluid ejection nozzle ( 78 ) at the upper end section ( 48 ) or on the head ( 28 ) under the cap ( 50 ) is attached.

The device of claim 1, wherein a pair of radially oriented, opposed fluid nozzles ( 72 ) at the upper end section ( 48 ) Of the head ( 28 ) under the cap ( 50 ) and over the milling elements ( 64 ) are attached.