Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано, в частности, для управляемой кольматации проницаемых пластов путем возбуждения гидродинамических волн давления в потоке бурового раствора, направляемого на стенки ствола скважины. The invention relates to the oil industry and can be used, in particular, for controlled mudding of permeable formations by exciting hydrodynamic pressure waves in the flow of drilling fluid directed to the walls of the wellbore.
Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет обеспечения регулирования глубины кольматации. The purpose of the invention is to increase work efficiency by providing regulation of the depth of mudding.
На фиг.1 представлено устройство для кольматации, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. In Fig.1 shows a device for colmatization, General view; figure 2 is a section aa in figure 1.
Устройство для кольматации стенок скважины содержит корпус 1 с размещенным в нем генератором гидродинамических волн, выполненным в виде двух турбин (осевых или центробежных), статоры 2 которых жестко закреплены в корпусе 1, роторы 3 первой по ходу движения потока жидкости секции турбин жестко сочленены с внутренним полым валом 4, а второй - с насаженным на него полым валом 5. Оба полых вала снабжены взаимно перекрывающими одно другое при вращении перепускными окнами 6 и 7. Для перепуска части потока жидкости из внутриколонного пространства непосредственно во внутренние полости валов, минуя турбины, полый вал 4 верхней турбины имеет дроссельный узел, выполненный в виде отверстий 8, частично или полностью перекрываемых резьбовой пробкой 9. В нижней части корпуса 1 установлена насадка 10 направления пульсирующего потока жидкости непосредственно на стенки ствола скважины. Обе турбины имеют отличное друг от друга и регулируемое число лопаток. Нижняя часть вала 5 размещена внутри полого вала 4. Для соединения с колонной труб, а при необходимости и для установки ниже устройства долота корпус 1 по концам снабжен конической замковой резьбой. A device for clogging the walls of the well comprises a housing 1 with a hydrodynamic wave generator located in it, made in the form of two turbines (axial or centrifugal), the stators 2 of which are rigidly fixed in the housing 1, the rotors 3 of the first turbine section in the direction of the fluid flow are rigidly connected to the internal the hollow shaft 4, and the second with the hollow shaft 5 mounted on it. Both hollow shafts are provided with bypass windows 6 and 7 mutually overlapping one another during rotation. Directly in the internal cavity of the shafts, bypassing the turbines, the hollow shaft 4 of the upper turbine has a throttle assembly made in the form of holes 8 partially or completely blocked by a threaded plug 9. In the lower part of the housing 1, a nozzle 10 for directing a pulsating fluid flow directly to the borehole walls is installed. Both turbines have an excellent and adjustable number of blades. The lower part of the shaft 5 is placed inside the hollow shaft 4. To connect to the pipe string, and, if necessary, to install below the bit device, the housing 1 at the ends is equipped with a tapered lock thread.
Устройство для кольматации стенок, опускаемое в скважину на колонне труб, работает следующим образом. Поток промывочной жидкости из внутриколонного пространства полностью или частично проходит последовательно через первую и вторую турбины, через окна 7 и 6 попадает во внутреннюю полость вала 4 и затем через направляющую насадку 10 выбрасывается на стенки скважины. Из-за различного количества лопаток в первой и второй турбинах связанные с ними полые валы 4 и 5 вращаются с различной частотой и окна 6 и 7 периодически перекрывают одно другое, прерывая поток жидкости и создавая этим гидродинамические волны давления. Уменьшая или увеличивая количество лопаток друг относительно друга в обеих турбинах, можно соответственно снизить частоту и увеличивать амплитуду гидродинамических волн или наоборот. При снижении частоты ниже какой-то определенной величины амплитуда будет возрастать уже за счет использования энергии, аккумулируемой силами инерции и упругости (за счет сжимаемости) столба жидкости до места установки устройства. A device for wall clogging, lowered into the well on a pipe string, operates as follows. The flow of flushing fluid from the annulus completely or partially passes sequentially through the first and second turbines, through windows 7 and 6 it enters the internal cavity of the shaft 4 and then is thrown through the nozzle 10 onto the borehole walls. Due to the different number of blades in the first and second turbines, the hollow shafts 4 and 5 associated with them rotate at different frequencies and the windows 6 and 7 periodically block one another, interrupting the fluid flow and thereby creating hydrodynamic pressure waves. By decreasing or increasing the number of blades relative to each other in both turbines, it is possible to respectively reduce the frequency and increase the amplitude of the hydrodynamic waves, or vice versa. When the frequency decreases below a certain value, the amplitude will increase already due to the use of energy accumulated by inertia and elasticity (due to compressibility) of the liquid column to the installation site of the device.
При необходимости, по технологическим причинам, снижения частоты с одновременным уменьшением амплитуды часть потока жидкости через дросселирующее устройство, образованное отверстиями 8 на валу 4 и пробкой 9 с регулируемым гидравлическим сопротивлением, перепускается из внутриколонного пространства непосредственно во внутреннюю полость вала 4. При необходимости проведения кольматации непосредственно в процессе бурения аналогичное по назначению дросселирующее устройство с разделителем потока жидкости будет устанавливаться в корпусе 1 вместо насадки 10. При этом основная часть потока будет направляться уже на забой скважины через закрепляемое на нижнем конце корпуса 1 долото. If necessary, for technological reasons, to reduce the frequency while reducing the amplitude, part of the fluid flow through the throttling device formed by the openings 8 on the shaft 4 and the plug 9 with adjustable hydraulic resistance is transferred from the annular space directly into the internal cavity of the shaft 4. If necessary, directly during drilling, a similarly designed throttling device with a fluid flow splitter will be installed in the housing 1 instead of the nozzle 10. Thus the bulk of the flow will be guided already at the hole bottom through the lower end fixed on the housing 1 bit.
